CN101218146B - 用于车辆的转向辅助设备 - Google Patents

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Abstract

用于车辆的转向辅助设备具有用于转向辅助的电动机(15)，并且通过滚珠丝杆机构(16)将电动机(15)的旋转输出减小速度，转换成直线运动，并传递到齿条(14)。电子控制单元(24)根据转向转矩传感器(21)和车速传感器(23)检测到的转向转矩和车速来确定目标电流值，并反馈由电流传感器(25a)检测到的电动机(15)的实际电流值，执行控制使得将等于目标电流的电流馈送到电动机(15)。根据由转向角传感器(22)检测到的转向角改变反馈控制中的反馈增益，由此在不影响转向感受的情况下抑制转向机构产生噪声。

Description

用于车辆的转向辅助设备
技术领域
本发明涉及用于车辆的转向辅助设备，其用于对通过转向盘的旋转进行的转向轮的转向施加由电动机产生的辅助力。
背景技术
传统地，如日本专利公开(kokoku)No.H6-4417所示，公知如下类型的转向辅助设备：其被构造成，为了防止对电动机不必要的驱动和控制，当齿条到达其行程末端附近时，通过降低施加到电动机的控制电压来减小由电动机产生的辅助转矩，或者停止产生辅助转矩。
发明内容
然而，通常，在转向盘已经转向到较大的转向角的状态下，需要较大的转向转矩，以使转向盘旋转。因而，在以上所述的传统技术中，当齿条到达行程末端的附近时，如果减小由电动机产生的辅助转矩或者停止产生辅助转矩，则驾驶者在对转向盘的转向操作中感受到不自然的感觉。本发明致力于解决转向感觉的恶化和从转向盘到转向轮的转向机构部分处的异常噪声产生的问题。
一般地，在转向盘已经转向较大的量的情况下，由于转向辅助力较大，所以电动机输出较大的转矩。此外，由于流经电动机的电流变化率较大，所以电动机的输出转矩的变化也较大。因而，在此状态下，由于电动机的输出转矩的响应性和转向机构的操作响应性之间的差异，异常噪声变得容易在转向机构中产生。更具体地，在根据转向机构的特性来调节对电动机的控制，使得在常规转向角的范围内在使电动机的控制响应性较高的状态下，不会在转向机构中产生异常噪声这样的情况下，当转向角变大时，对于电动机的输出转矩的较大变化而在转向机构的操作中发过度补偿，并产生异常噪声。同时，在根据转向机构的特性调节对电动机的控制，使得在常规转向角范围内在使电动机的控制响应性较低的状态下不会在转向机构中产生异常噪声这样的情况下，当转向角变大时，电动机的输出转矩相对于转向机构的操作的响应发生显著的延迟。同样在此情况下，产生较大的异常噪声。
为了解决以上所述的问题已经完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种用于车辆的转向辅助设备，其在不影响转向感受的情况下抑制转向机构产生异常噪声。
为了实现以上所述的目的，本发明提供一种用于车辆的转向辅助设备，其包括用于对通过转向盘的旋转进行的转向轮的转向施加辅助力的电动机，其中，在将电动机的实际控制量用作反馈的情况下进行反馈控制，使得电动机根据目标控制量工作，转向辅助设备的特征在于包括转向角检测装置，其用于检测转向盘的转向角；以及增益改变装置，其用于根据所检测的转向角来改变在反馈控制中所使用的反馈增益。在此情况下，反馈增益可以是关于与反馈控制相关的比例项或者积分项中至少一者的控制增益。
增益改变装置可以被构造成，当所检测的转向角较大时，与所检测的转向角较小的情况相比，反馈增益被改变为更小的值，由此减小由于反馈控制的高响应性而产生的异常噪声。可选地，增益改变装置可以被构造成，当所检测的转向角较大时，与所检测的转向角较小的情况相比，反馈增益被改变为更大的值，由此减小由于反馈控制的低响应性而产生的异常噪声。
电动机的目标控制量可以是目标电流值，其表示供应到电动机的目标电流。在此情况下，电动机的实际控制量是实际电流值，其表示流经电动机并由电流传感器所检测的电流。优选地，用于车辆的转向辅助设备还包括转向转矩检测装置，其用于检测施加到转向盘的转向转矩；车速检测装置，其用于检测车速；以及目标控制量判定装置，其用于根据所检测的转向转矩和车速来判定电动机的目标控制量，从而通过转向转矩和车速判定电动机的目标控制量。
根据本发明的特征，增益改变装置根据转向角来改变在反馈控制中使用的反馈增益。具体地，增益改变装置改变反馈增益，使得转向盘的转向角较大时，与转向角较小的情况相比，将反馈增益改变为更小的值，由此减小由于反馈控制的高响应性而产生的异常噪声。可选地，增益改变装置改变反馈增益，当所检测的转向角较大时，与所检测的转向角较小的情况相比，将反馈增益改变为更大的值，由此减小由于反馈控制的低响应性而产生的异常噪声。通过改变反馈增益，在不改变目标控制量的情况下改变了用于使电动机的实际控制量达到目标控制量的控制量，由此当转向角变得较大并且电动机的输出转矩变得较大时将电动机从当前状态改变到与目标控制量相对应的状态的变化率控制成减小或者增大。
结果，即使当转向角变得较大时，也确保了在转向角较大的状态下所需的对电动机的控制量。因而，转向感受不受不良影响。此外，作为根据转向角来改变反馈增益的控制的结果，能够避免电动机的输出转矩的响应性和转向机构的响应性之间的差异引起的异常噪声的产生。具体地，在根据转向机构的特性调节对电动机的控制，使得在常规转向角范围内在使电动机的控制响应性较高的状态下在转向机构中不产生异常噪声这样的情况下，当转向角增大时，将反馈给电动机的控制量控制成减小，并且电动机的输出转矩变得难以改变，因此由于转向机构的过度补偿而引起的异常噪声的产生得到抑制。同时，在根据转向机构的特性调节对电动机的控制，使得在常规转向角范围内在使电动机的控制响应性较低的状态下在转向机构中不产生异常噪声这样的情况下，当转向角增大时，将反馈给电动机的控制量控制成增大，并且电动机的输出转矩变得容易改变，因此不会产生电动机的输出转矩相对于转向机构的操作的响应延迟，由此抑制了异常噪声的产生。
本发明的第二特征在于，当由转向角检测装置所检测的转向角变成大于预定转向角时，增益改变装置将反馈增益从第一反馈增益改变为第二反馈增益，并且还设置有：转向速度检测装置，其用于检测转向盘的转向速度；以及增益改变控制装置，其用于当由转向速度检测装置所检测的转向速度低于预定转向速度时，允许增益改变装置改变反馈控制，并当所检测的转向速度等于或者高于预定转向速度时，禁止增益改变装置改变反馈增益。
当转向盘在转向角较大的状态下急剧转向时，在一些情况下需要电压(电流)急剧增大。如果在此状态下对反馈增益进行切换，则电动机的控制响应性急剧和过度地变化，并且可能产生异常噪声，并可能在转向机构中发生故障。然而，根据本发明的第二特征，供应到电动机的驱动电流的急剧变化受到抑制，并且能够防止随着电动机的控制响应性急剧变化而在转向机构中产生异常噪声和故障。
本发明的第三特征在于，根据由转向角检测装置所检测的转向角和由转向速度检测装置所检测的转向速度的变化，将滞后特性施加到由增益改变装置和增益改变控制装置进行的反馈增益改变控制。通过此构造，能够降低针对转向角和转向速度的变化而对反馈增益进行切换的频率。结果，对反馈增益的频繁切换(即，对供应到电动机的驱动电流进行的频繁切换)得到减轻，由此能够更有效地抑制在转向机构中产生的异常噪声。
本发明的第四特征在于，当由转向角检测装置所检测的转向角变成大于预定转向角时，增益改变装置将反馈增益从第一反馈控制增益改变为第二反馈增益；目标电流值随着车速升高而减小；并且还设置有增益改变控制装置，其用于当流经电动机的电流大于预定电流时，允许增益改变装置改变反馈增益，并当流经电动机的电流等于或者小于预定电流时，禁止增益改变装置改变反馈增益。在此情况下，目标电流值或者实际电流值可以用作流经电动机的电流。
即使当转向盘的转向角较大时，如果流经电动机的电流较小，则不对反馈增益进行切换。换言之，即使当转向盘的转向角较大时，如果车速较高，则不对反馈增益进行切换。结果，即使当反馈增益被设定成在车辆停止或者以很低的速度行驶并且转向盘被较大转向的时段期间防止转向机构产生异常噪声，在车辆高速行驶的时段期间不对反馈增益进行切换，由此能够防止转向感受受到不良影响。
本发明的第五特征在于，根据由转向角检测装置所检测的转向角和流经电动机的电流的变化，将滞后特性施加到由增益改变装置和增益改变控制装置进行的反馈增益改变控制。通过此构造，能够降低对于转向角和转向速度的变化而对反馈增益进行切换的频率。结果，对反馈增益的频繁切换(即，对供应到电动机的驱动电流进行的频繁切换)得到减轻，由此能够更有效地抑制在转向机构中产生的异常噪声。
本发明的第六特征在于，当由转向角检测装置所检测的转向角变成大于预定转向角时，增益改变装置将反馈增益从第一反馈增益改变为第二反馈增益；并且还设置有电流变化率检测装置，其用于检测流经电动机的电流的变化率与由转向转矩检测装置所检测的转向转矩的变化率之比，作为电流变化率；以及增益改变控制装置，其用于当由电流变化率检测装置所检测的电流变化率大于预定变化率时，允许增益改变装置改变反馈增益，并当所检测的电流变化率等于或者小于预定变化率时，禁止增益改变装置改变反馈增益。同样，在此情况下，目标电流值或者实际电流值可以用作流经电动机的电流。
电流变化率表示对于所需的辅助转矩由电动机所产生的转矩的变化大小(即，表示通过其值的增大而可能发生异常噪声的状态)。当电流变化率较小时，禁止增益改变装置对反馈增益进行切换，并且当电流变化率变得较大时，允许增益改变装置对反馈增益进行切换。结果，在容易发生异常噪声的状态下更可能对反馈增益进行切换，由此减小了异常噪声，同时实现了良好的转向感受。
本发明的第七特征在于，根据由转向角检测装置所检测的转向角和由电流变化率检测装置所检测的电流变化率的变化，将滞后特性施加到由增益改变装置和增益改变控制装置进行的反馈增益改变控制。通过此构造，能够降低对于转向角和电流变化率的变化而对反馈增益进行切换的频率。结果，对反馈增益的的频繁切换(即，对供应到电动机的驱动电流进行的频繁切换)得到减轻，由此能够更有效地抑制在转向机构中产生的异常噪声。
本发明的第八特征在于，当由转向角检测装置所检测的转向角变成大于预定转向角时，增益改变装置将反馈增益从第一反馈增益改变为第二反馈增益；并且设置有增益改变控制装置，其用于当由车速检测装置所检测的车速低于预定车速时，允许增益改变装置改变反馈增益，并在车速等于或者高于预定车速时，禁止增益改变装置改变反馈增益。
通过这些构造，即使当转向盘的转向角较大时，如果车速较高，则不对反馈增益进行切换。结果，即使当将反馈增益设定成在车辆停止或者以很低的速度行驶并且转向盘的转向较大的时段期间防止转向机构产生异常噪声时，在车辆高速行驶的时段期间也不对反馈增益进行切换，由此能够防止转向感受受到不良影响。
本发明的第九特征在于，根据由转向角检测装置所检测的转向角和由车速检测装置所检测的车速的变化，将滞后特性施加到由增益改变装置和增益改变控制装置进行的反馈增益改变控制。通过此构造，能够降低对于实际转向角和车速的变化而对反馈增益进行切换的频率。结果，对反馈增益的频繁切换(即，对供应到电动机的驱动电流进行的频繁切换)得到减轻，由此能够更有效地抑制在转向机构中产生的异常噪声。
本发明的第十特征在于，增益改变装置包括低通滤波处理装置，其用于对根据转向角而改变的反馈增益进行低通滤波处理。通过此构造，反馈增益在被切换之后逐渐变化，使得即使当增益改变装置改变反馈增益时，由电动机产生的辅助力的响应特性平滑地变化，使得驾驶者在旋转转向盘时不会感受到不自然的感觉。
附图说明
图1是根据本发明实施例的具有转向辅助功能的用于车辆的转向设备的整体示意图。
图2涉及本发明的第一控制示例，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图3是示出转向转矩、车速和目标电流值之间的关系的图。
图4A是示出转向角和P增益之间的示例关系的图。
图4B是示出转向角和I增益之间的示例关系的图。
图5A是示出转向角和P增益之间的另一示例关系的图。
图5B是示出转向角和I增益之间的另一示例关系的图。
图6A是示出转向角和P增益之间的又一示例关系的图。
图6B是示出转向角和I增益之间的又一示例关系的图。
图7A是示出转向角和P增益之间的又一示例关系的图。
图7B是示出转向角和I增益之间的又一示例关系的图。
图8涉及本发明的第二控制示例，并示出图1的电子控制单元的功能框图。
图9是示出在图8的转向角判定部分中执行的转向角判定程序的流程图。
图10是示出在图8的PI增益设定部分中执行的PI增益设定程序的流程图。
图11是用于解释存储P增益和I增益的存储器对照图的对照表。
图12涉及本发明的第三控制示例，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图13是示出在图12的增益改变条件判定部分中执行的增益改变条件判定程序的流程图。
图14是示出了在图12的增益改变条件判定程序的修改方案的流程图。
图15A是示出转向角和结束条件标记之间关系的图。
图15B是示出转向速度和转许速度条件标记之间关系的图。
图16涉及本发明的第四控制示例，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图17是示出在图16的增益改变条件判定部分中执行的增益改变条件判定程序的流程图。
图18涉及本发明的第五控制示例，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图19是示出了在图18的电流变化率计算部分中执行的电流变化率计算程序的流程图。
图20是示出在图18的增益改变条件判定部分中执行的增益改变条件判定程序的流程图。
图21涉及本发明的第六控制示例，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图22是示出了在图21的增益改变条件判定部分中执行的增益改变条件判定程序的流程图。
图23涉及第一控制示例的修改方案，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图24涉及第二控制示例的修改方案，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图25涉及第三控制示例的修改方案，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图26涉及第四控制示例的修改方案，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图27涉及第五控制示例的修改方案，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
图28涉及第六控制示例的修改方案，并示出了图1的电子控制单元的功能框图。
具体实施方式
现在，在参照附图的同时来描述本发明的实施例。图1是示出了包括根据本发明的转向辅助设备的用于车辆的转向设备整体的示意图。
该用于车辆的转向设备包括转向轴12，转向轴12的上端连接到转向盘11，使得转向轴12与转向盘11一起旋转。小齿轮13连接到转向轴12的下端，使得小齿轮13与转向轴12一起旋转。小齿轮13与形成在齿条14上的齿条齿啮合配合，由此形成齿条齿轮机构。左右前轮FW1和FW2经由未图示的拉杆和转向节臂以可转向的方式地连接到齿条14的相对端部。左右前轮FW1和FW2根据由转向轴12绕其轴线的旋转所引起的齿条14的轴向位移而向左或者向右转向。
用于转向辅助的电动机15组装到齿条14。电动机15经由滚珠丝杆机构16以可传递动力的方式连接到齿条14。电动机15通过其旋转来辅助左右前轮FW1和FW2的转向。滚珠丝杆16用作减速器和旋转-直线运动转换器，并在减小转速的同时将电动机15的旋转运动转换成直线运动，然后将直线运动传递到齿条14。代替将电动机15组装到齿条14，电动机15可以以将电动机15的旋转经由减速器传递到转向轴12的方式组装到转向轴12，由此绕转向轴12的轴线驱动转向轴12。
接着，将描述控制电动机15的控制操作的电子控制设备。电子控制设备包括转向转矩传感器21、转向角传感器22和车辆速度传感器23。转向转矩传感器21组装到转向轴12，并适于检测由于使转向盘11旋转的操作而作用在转向轴12上的转向转矩T。转向转矩T根据左右前轮FW1和FW2是向右左还是向左转向而采用正值或者负值，并且正值或者负值的大小表示转向转矩T的大小。代替将转向转矩传感器21组装到转向轴12，转向转矩传感器21可以组装到齿条14，以根据齿条14在轴向的扭曲量来检测转向转矩T。
转向角传感器22组装到转向轴12，并适于通过检测转向轴12的转角来检测转向盘11的实际转向角θ。实际转向角θ根据转向盘11是顺时针还是逆时针旋转来采用正值或者负值，并且正值或者负值的大小表示实际转向角θ的大小。代替将转向角传感器22组装到转向轴12，转向角传感器22可以组装到齿条14，以根据齿条14在轴向上的位移量来检测实际转向角θ。此外，由于电动机15的旋转角与实际转向角θ成比例，所以可以根据电动机15的转角来检测实际转向角θ。尤其是，由于实际转向角θ与左右前轮FW1和FW2的转向角成比例，所以通过采用左右前轮FW1和FW2的转向角可以进行类似的检测。车速传感器23检测车速V。
转向转矩传感器21、转向角传感器22和车速传感器23连接到电子控制单元24。电子控制单元24主要由微计算机形成，而微计算机包括CPU、ROM、RAM等。电子控制单元24通过后述的各种计算机程序的控制来经由驱动电路25驱动电动机15。驱动电路25从电子控制单元24接收控制电压值E0，并将与控制电压值E0成比例的电流供应到电动机15，由此使电动机15产生与控制电压值E0成比例的辅助转矩。电流传感器25a设置在驱动电路25中。电流传感器25a检测实际电流值I(其表示流经电动机15的电流的大小)，并将其供应到电子控制单元24。
以上是根据本发明的用于车辆的转向设备的示例性硬件构造。随后将描述各种控制示例。在这些控制示例中，响应于开启的点火开关，电子控制单元24内的CPU执行存储在ROM中的程序，由此控制电动机15的旋转。在以下对控制示例的描述中，由功能框图表示各个由CPU执行的程序。
a.第一控制示例
首先，将参照附图详细描述第一控制示例。图2是根据第一控制示例的电子控制单元24的功能框图。目标电流值判定部分BL1通过使用由转向转矩传感器21检测到的转向转矩T和由车速传感器23检测到的车速V在参照目标电流值对照表的情况下确定根据转向转矩T和车辆速度V而变化的目标电流值I*。该目标电流值表对照表预先存储在电子控制单元24中的ROM中。如图3所示，对于多个代表性车速中的每个，目标电流值对照表存储随着转向转矩T而非线性增大的目标电流值I*。对于给定的转向转矩T，车速V越低，目标电流值I*越大。尤其是，代替利用此目标电流值对照表，可以使用预先准备的表示根据转向转矩T和车速V而变化的目标电流值I*的函数来计算目标电流值I*。
这样确定的目标电流值I*供应到电流偏差计算部分BL2。此电流偏差计算部分BL2接收由电流传感器25a检测到的实际电流值I。电流偏差计算部分BL2通过从目标电流值I*减去实际电流值I来计算电流偏差ΔI(＝I*-I)，并将电流偏差ΔI供应到积分计算部分BL3和P增益控制部分BL4(即，比例项增益控制部分BL4)。积分计算部分BL3对电流偏差ΔI(其随着时间的经过而变化)进行积分计算，并将已经进行了积分计算的电流偏差ΔI供应到I增益控制部分BL5(即，积分项增益控制部分BL5)。
同时，PI增益设定部分BL6(即，比例/积分控制增益设定部分BL6)通过使用由转向角传感器22检测到的实际转向角θ，在参照P增益对照表(即，比例项增益对照表)和I增益对照表(积分项增益对照表)的情况下设定据实际转向角θ变化的P增益Kp和I增益Ki。这些P增益对照表和I增益对照表预先设置在电子控制单元24的ROM中。如图4A和图4B所示，P增益对照表和I增益对照表存储P增益Kp和I增益Ki，当实际转向角θ的绝对值|θ|等于或者小于预定的转向角θ1(例如，500度)时，P增益Kp和I增益Ki各采用较大的值，当绝对值|θ|大于预定的转向角θ1时，P增益Kp和I增益Ki各采用较小的值。尤其是，代替利用这些P增益和I增益对照表，可以通过预先准备的、分别表示根据实际转向角θ而变化的P增益Kp和I增益Ki的函数来计算P增益Kp和I增益Ki。
P增益控制部分BL4将比例控制值Kp·ΔI输出到相加部分BL7，其中比例控制值Kp·ΔI是通过将从电流偏差计算部分BL2供应的电流偏差ΔI乘以从PI增益设定部分BL6供应的P增益Kp而获得。I增益控制部分BL5将积分控制值Ki·∫ΔIdt输出到相加部分BL7，其中积分控制值Ki·∫ΔIdt是通过将从积分计算部分BL3供应的电流偏差积分值∫ΔIdt乘以从PI增益设定部分BL6供应的I增益Ki来获得。相加部分BL7将比例控制值Kp·ΔI与积分控制值Ki·∫ΔIdt加在一起，并将相加得到的值Kp·ΔI+Ki·∫ΔIdt输出到驱动电路25作为控制电压值E0。
驱动电路25将与控制电压值E0成比例的驱动电流供应到电动机15，并对电动机15的旋转进行反馈控制。因而，电动机15旋转，并输出与控制电压值E0成比例的旋转转矩。电动机15的旋转传递到滚珠丝杆机构16，滚珠丝杆机构16在减小转速的同时将电动机15的旋转运动转换成直线运动，从而在轴向上驱动齿条14。结果，驾驶者使转向盘11旋转的操作借助于电动机15而得到辅助，使得通过由驾驶者施加的转向力和由电动机15产生的辅助力使左右前轮FW1和FW2转向。
因而，驾驶者能够在被由电动机15产生的辅助力辅助的同时使转向盘11旋转。在此情况下，即使当实际转向角θ变得较大时，电动机15根据目标电流值I*而被驱动和控制，并确保了在实际转向角θ较大的状态下电动机15所需的控制量，使得转向感受不会受到不良影响。此外，当实际转向角θ的绝对值|θ|等于或者小于预定转向角θ1时，P增益Kp和I增益Ki被设定为各自较大的值。作为使用了被设定为较大值的P增益Kp和I增益Ki的结果，在此第一控制示例中，只要实际转向角θ的绝对值|θ|在预定转向角θ1内，就可将电动机15的控制响应性保持较高，由此抑制了从转向机构中产生异常噪声，该转向机构是由电动机15、滚珠丝杆机构16、齿条14等组成的。当实际转向角θ的绝对值|θ|增大，并超过预定转向角θ1时，作为反馈增益的增益Kp和Ki改变为更小的值。作为以更小的增益Kp和Ki对电动机15进行反馈控制的结果，即使当控制电压值E0的变化增大时，电动机的输出转矩变得难以改变，使得由于转向机构的过度补偿而引起的异常噪声的产生得到抑制。
尤其是，在第一控制示例中，使用这样的分别存储P增益Kp和I增益Ki的P增益和I增益对照表，其中当实际转向角θ的绝对值|θ|超过预定转向角θ1时该P增益Kp和I增益Ki各个从第一值变化到第二值。然而，代替这些对照表，如图5A和图5B所示，可以使用这样的分别存储P增益Kp和I增益Ki的P增益和I增益对照表，其中随着实际转向角θ的绝对值|θ|在经过预定的转向角θ1的情况下增大，该P增益Kp和I增益Ki各从较大值逐渐变化到较小值。在此情况下，通过使用P增益Kp和I增益Ki(其根据实际转向角θ的变化而平滑地变化)来进行反馈控制，使得能够平滑地进行反馈增益的切换。因而，与以上所述的第一控制示例的情况相比，当驾驶者旋转转向盘11时他感受到的不自然的感觉的程度更小。
在第一控制示例和其修改中，当实际转向角θ的绝对值|θ|增大，P增益Kp和I增益Ki减小到比当绝对值|θ|较小时的值更小的值。然而，如图6A和图6B所示，可以使用这样的分别存储P增益Kp和I增益Ki的P增益和I增益对照表，其中当实际转向角θ的绝对值|θ|等于或者小于预定转向角θ1时该P增益Kp和I增益Ki各采用较小的值，当绝对值|θ|超过预定转向角θ1时该P增益Kp和I增益Ki各采用较大的值。同样在此修改方案中，如图7A和图7B所示，可以使用这样的分别存储P增益Kp和I增益Ki的P增益和I增益对照表，其中随着实际转向角θ的绝对值|θ|在经过预定转向角θ1的情况下增大，该P增益Kp和I增益Ki各从较小值逐渐变化到较大值。
如在第一控制示例的情况中，在电动机15的控制响应性(即，频率响应性)较高，并且实际转向角θ的绝对值|θ|不大的状态下，可以对电动机15的控制进行调节，使得不会从转向机构从产生异常噪声，其中该转向机构由电动机15、滚珠丝杆机构16和齿条14等组成。然而，在一些转向辅助设备中，在其中实际转向角θ的绝对值|θ|不大的范围内，根据转向机构的特性调节对电动机的控制，使得通过降低电动机15的控制响应性(即，频率响应性)来使得不会从转向机构产生异常噪声。在这样的情况下，当实际转向角θ的绝对值|θ|增大时，电动机15的输出转矩相对于转向机构的操作的响应延迟趋于显著。然而，在以上所述的修改方案中，当实际转向角θ的绝对值|θ|较大时，P增益Kp和I增益Ki两者以与第一控制示例的情况相反的方式增大。因而，电话机15的输出转矩的响应延迟得到减轻，并且从转向机构产生的异常噪声得到抑制。
在第一控制示例和其修改中，通过使用P增益Kp和I增益Ki两者来对电动机1 5进行反馈控制。然而，可以使用仅P增益Kp和I增益Ki中的一者来对电动机15进行反馈控制。尽管后述的其它控制示例中，通过使用P增益Kp和I增益Ki两者来对电动机15进行反馈控制，但是同样在其它控制示例中可以使用仅P增益Kp和I增益Ki中的一者来对电动机15进行反馈控制。
b.第二控制示例
接着，将描述第二控制示例。图8示出了根据此第二控制示例的电子控制单元24的功能框图。图8的功能框图与图2的不同之处在于，将转向角判定部分BL8添加到PI增益设定部分BL6之前的部分。尽管图8的PI增益设定部分BL6的功能与图2的PI增益设定部分BL6不同，但是其余部分与图2的功能框图的那些相同。因而，仅描述与第一控制示例不同的部分，并且不再重复对其余部分的描述。
转向角判定部分BL8以预定的短间隔重复地执行图9的转向角判定程序(其由步骤S10至S15组成)，以将标记FLG设定为“0”或者“1”。标记FLG用来判定设定P增益和I增益的条件。即，转向角判定部分BL8从转向角传感器22获得实际转向角θ，并当实际转向角θ的绝对值|θ|等于或者小于预定转向角θ1时将该标记FLG设定为“0”，并且当绝对值|θ|超过预定的转向角θ1时将该标记FLG设定为“1”。
PI增益设定部分BL6以预定的短间隔重复地执行图10的PI增益设定程序(其由步骤S20至S24组成)，以参照P增益对照图和I增益对照图根据由转向角判定部分BL8所设定的标记FLG的值来分别设定P增益Kp和I增益Ki。即，在图11中示出了P增益对照图和I增益对照图，并且当标记FLG的值为“0”时，将P增益Kp和I增益Ki分别设定为常规常数Kp1和Ki1。当标记FLG的值为“1”时，将P增益Kp和I增益Ki分别设定为异常噪声处理常数Kp2和Ki2。
在电动机15的控制响应性比较高并且实际转向角θ的绝对值|θ|不大的状态下对电动机15进行控制使得不会从转向机构(其由电动机15、滚珠丝杆机构16和齿条14组成)产生异常噪声的情况下，如在图4A和图4B的增益对照表的情况那样，P增益对照图和I增益对照图被准备为使得噪声处理常数Kp2和Ki2采用比常规常数Kp1和Ki1小的值。同时，在电动机15的控制响应性较低并且实际转向角θ的绝对值|θ|不大的状态下对电动机15进行控制使得不会从转向机构中产生异常噪声的情况下，如在图6A和图6B的增益对照表的情况那样，P增益对照图和I增益对照图被准备为使得噪声处理常数Kp2和Ki2采用比常规常数Kp1和Ki1大的值。尤其是，在稍后描述的控制示例中，也使用这些常数Kp1、Ki1、Kp2和Ki2。并且以上述方式设定这些常数。
如上所述，同样，在第二控制示例中，如同以上所述第一控制示例那样，当实际转向角θ的绝对值|θ|增大时，P增益Kp和I增益Ki从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2。因而，在第二控制示例中，如同第一控制示例那样，即使当实际转向角θ变化时，也总是可以保持良好的转向感受，并且即使当实际转向角θ变化时，也总是可以抑制从由滚珠丝杆机构16和齿条14组成的转向机构中产生异常噪声。
c.第三控制示例
接着，将描述第三控制示例。图12示出了根据此第三控制示例的电子控制单元24的功能框图。图12的框图与涉及第二实施例的图8的框图的不同之处在于：用转向速度计算部分BL9和增益改变条件判定部分BL10来代替转向角判定部分BL8。由于其余部分(包括PI增益设定部分BL6)与图8的那些相同，所以将仅描述与第二控制示例不同的部分，并且不再重复其余部分的描述。
转向速度计算部分BL9对从转向角传感器22获得的实际转向角θ相对于时间进行微分，而计算转向盘11的转向速度ω(等同于左右前轮FW1和FW2的转向速度和电动机15的转速)。增益改变条件判定部分BL10以预定的短间隔重复地执行图13的增益改变条件判定程序(其由步骤S30至步骤S36组成)，以根据实际转向角θ和转向速度ω将标记FLG设定为“0”或者“1”。即，增益改变条件判定部分BL10获得来自转向角传感器22的实际转向角θ和所计算的转向速度ω，并当所获得实际转向角θ的绝对值|θ|等于或小于预定转向角θ1时或者当所获得的转向速度ω的绝对值|ω|等于或大于预定转向速度ω1(例如，100度/sec)时将标记BLG设定为“0”。当实际转向角θ的绝对值|θ|大于预定转向角θ1并且所获得的转向速度ω的绝对值|ω|小于预定转向速度ω1时将标记BLG设定为“1”。
在第三控制示例中，尽管根据第二控制示例对P增益Kp和I增益Ki进行切换，但是即使当实际转向角θ的绝对值|θ|大于预定转向角θ1时，除非转向速度ω的绝对值|ω|小于预定转向速度ω1，否则P增益Kp和I增益Ki不从通常常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2。结果，即使当在转向盘11已经转向到较大的角度的状态下转向盘11进一步急剧转向时，也适当地控制了对电动机15的控制响应性，由此能够防止异常噪声的产生和转向机构中故障的发生。
具体地，在电动机15的控制响应性比较高并且实际转向角θ的绝对值|θ|不大的状态下对电动机15的控制进行调节使得不会从转向机构产生异常噪声的情况下，当转向盘11在绝对值|θ|较大的状态下高速转向时，在一些情况下需要急剧的电压(电流)变化。在这样的情况下，如果对电动机15的控制响应性不良，会从转向机构产生异常噪声，并可能在那里产生故障。然而，根据第三控制示例，在这样的情况下，P增益Kp和I增益Ki没有从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2；即，P增益Kp和I增益Ki没有从高值切换到低值，使得对电动机15的控制响应性保持在之前设定的高水平，并且防止了异常噪声的产生和转向机构中故障的发生。
同时，在电动机15的控制响应性比较低并且实际转向角θ的绝对值|θ|不大的状态下对电动机15的控制进行调节使得不会从转向机构产生异常噪声的情况下，当转向盘11在绝对值|θ|较大的状态下高速转向时，在一些情况下需要急剧的电压(电流)变化。在这样的情况下，如果对电动机15的控制响应性急剧增大，由于电动机15和转向机构之间的响应性差异而会产生异常噪声，并且会发生系统异常的情况。然而，在这样的情况下，P增益Kp和I增益Ki不从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2；即P增益Kp和I增益Ki不从低值切换到高值，使得电动机15的控制响应性不会急剧增大到过度的程度，并且防止了异常噪声的产生和转向机构中故障的发生。
尤其是，第三控制示例可以以这样的方式进行修改：将滞后特性施加到根据实际转向角θ和所获得的转向速度ω来改变P增益Kp和I增益Ki的控制。在此修改方案中，代替图13的增益改变条件判定程序，增益改变条件判定部分BL10以预定的短间隔重复地执行图14的增益改变条件判定程序。
在此增益改变条件判定程序中，在开始执行步骤S40中的程序之后，在步骤S41，增益改变条件判定部分BL10获得实际转向角θ和转向速度ω。通过步骤S42至S46的处理，增益改变条件判定部分BL10根据实际转向角θ的变化将结束条件标记设定为“0”或“1”。即，如图15A所示，在结束条件标记EFL设定为“0”的状态下，当实际转向角θ的绝对值|θ|超过预定转向角θ1(例如，500度)时，增益改变条件判定部分BL10将标记EFL的值改变到“1”。同时，在结束条件标记EFL设定为“1”的状态下，当实际转向角θ的绝对值|θ|小于预定转向角θ2(例如，490度，预定转向角θ2小于预定转向角θ1)时，增益改变条件判定部分BL10将标记EFL的值改变到“0”。
此外，通过步骤S48至S52的处理，增益改变条件判定部分BL10根据转向速度ω的变化而将转向速度条件标记VFL设定为“0”或者“1”。即，如图15B所示，在转向速度条件标记VFL设定为“0”的状态下，当所获得的转向速度ω的绝对值|ω|小于预定转向速度ω1(例如，100度/秒)时，增益改变条件判定部分BL10将转向速度条件标记VFL的值改变为“1”。同时，在转向速度条件标记VFL设定为“1”的状态下，当所获得的转向速度ω的绝对值|ω|变得大于预定转向速度ω2(例如，200度/秒，预定转向速度ω2大于预定转向速度ω1)时，增益改变条件判定部分BL10将转向速度条件标记VFL的值改变到“0”。
通过步骤S47和S53至S55的处理，当结束条件标记EFL为“0”或者转向速度条件标记VFL为“0”时，增益改变条件判定部分BL10将标记FLG设定为“0”。同时，当结束条件标记为“1”并且转向速度条件标记VFL为“1”时，增益改变条件判定部分BL10将标记FLG设定为“1”。如在第三控制示例中的情况那样，PI增益设定部分BL6根据此标记FLG改变P增益Kp和I增益Ki。结果，滞后特性施加到根据实际转向角θ和转向速度ω来改变P增益Kp和I增益Ki的控制中。
根据此第三控制示例的修改方案，针对实际转向角θ和转向速度ω的变化而对P增益Kp和I增益Ki进行切换的频率得到了减小。结果，对P增益Kp和I增益Ki进行的频繁切换(即，对供应到电动机15的驱动电流的频繁切换)得到减轻，并且更有效地抑制在转向机构中产生的异常噪声。
d.第四控制示例
接着，将描述第四控制示例。图16示出了根据此第四控制示例的电子控制单元24的功能框图。图16的框图与涉及第三控制示例的图12的框图的不同之处在于省略了转向速度计算部分BL9，并且代替转向速度ω，将表示流经电动机15并由电流传感器25a检测到的电流的实际电流值I输入到增益改变条件判定部分BL10。由于其余部分与图12的相同，将仅描述与第三控制示例不同的部分，而不再重复对其余部分的描述。
增益改变条件判定部分BL10以预定的短间隔重复执行图17的增益改变条件判定程序(其由步骤S30至步骤S36组成)，这些步骤类似于图13的步骤，但是步骤S31和S33被步骤S31a和S33a代替。在步骤S31a中，增益改变条件判定部分BL10从电流传感器25a获得实际电流值I，而不是获得在第三控制示例中使用的转向速度ω。在步骤S33a，增益改变条件判定部分BL10判定实际电流值I的绝对值|I|是否大于预定的电流值I1(例如，30A)。尤其是，此预定的电流值I1对应于在车速V约为10km/h的状态下当转向盘11转向到约±500度的转向角时(当对P增益Kp和I增益Ki进行切换时)流经电动机15的电流。
通过执行图17的增益改变条件判定程序，当实际转向角θ的绝对值|θ|等于或者小于预定转向角θ1，或者当实际电流值I的绝对值|I|等于或者小于预定电流值I1时，增益改变条件判定部分BL10将标记FLG设定为“0”。此外，当实际转向角θ的绝对值|θ|大于预定的转向角θ1，并且当实际电流值I的绝对值|I|大于预定电流值I1时，增益改变条件判定部分BL10将标记FLG设定为“1”。
在这样的第四控制示例中，尽管根据第二控制示例对P增益Kp和I增益Ki进行切换，但是即使在实际转向角θ的绝对值|θ|大于预定转向角θ1时，除非实际电流值I的绝对值|I|变得大于预定电流值I1，否则P增益Kp和I增益Ki也不从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2。换言之，即使当实际转向角θ的绝对值|θ|变得大致等于预定转向角θ1时，如果车速V较高，因为实际电流值I的绝对值|I|没有增大，则P增益Pi和I增益Ki不从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2(参见图3)。结果，即使当在其中车辆停止或者以很低速度行驶并且转向盘11转向到较大的程度的时段期间以防止从转向机构产生异常噪声的方式来设定常规常数Kp1和Ki1和噪声处理常数Kp2和Ki2，在车辆高速行驶的时段期间P增益Kp和I增益Ki也不从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2，由此能够防止转向感觉的降低。
尤其是，可以以将滞后特性施加到根据实际转向角θ和实际电流值I来改变P增益Kp和I增益Ki的控制的方式来修改第四控制示例。在此修改中，代替图17的增益改变条件判定程序，增益改变条件判定部分BL10以预定的短间隔重复执行根据图14的增益改变条件判定程序所修改的程序。
在根据图14的增益改变条件判定程序修改的程序中，增益改变条件判定部分BL10中获得实际电流值I来代替在步骤S41中的转向速度ω，并执行图17的步骤S33a的判定处理，而不是步骤S49中的判定处理。此外，代替执行步骤S50的判定处理，增益改变条件判定部分BL10判定实际电流值I的绝对值|I|是否小于预定电流值I2，其中预定电流值I2小于预定电流值I1。当实际电流值I的绝对值|I|小于预定的电流值I2时，增益改变条件判定部分BL10进行到步骤S52。当实际电流值I的绝对值|I|等于或者大于预定的电流值I2时，增益改变条件判定部分BL10进行到步骤S53。尤其是，在此情况下，以上所述的转向速度条件标记VFL将被读取作为电流条件标记VFL。
结果，同样，根据此第四控制示例的修改，与实际转向角θ和实际电流值I的变化相比，对P增益Kp和I增益Ki进行切换的频率得到了减小。因而，对P增益Kp和I增益Ki的频繁切换(即，对供应到电动机15的驱动电流的频繁切换)得到减轻，并且更有效地抑制了在转向机构中异常噪声的产生。
在第四控制示例和其修改中，实际电流值I用于对P增益Kp和I增益Ki的切换控制。然而，可以使用目标电流值I*来代替表示流经电动机15的电流的实际电流值I，这是因为目标电流值I*大致等于实际电流值I。
e.第五控制示例
接着，将描述第五控制示例。图18示出了根据此第五控制示例的电子控制单元24的功能框图。图18的框图与涉及第三控制示例的图12的框图的不同之处在于，使用电流变化率计算部分BL11来代替转向速度计算部分BL9，将由电流变化率计算部分BL11所计算的电流变化率Irt来代替转向速度ω输入到增益改变条件判定部分BL10。由于其余部分与图12的那些相同，将仅描述与第三控制示例不同的部分，并且不再重复对其余部分的描述。
电流变化率计算部分BL11以预定的短间隔重复地执行图19的电流变化率计算程序(其由步骤S60至S65组成)，以将目标电流值I*的变化率与转向转矩T的变化率的比率计算为电流变化率Irt。具体地，在步骤S61，电流变化率计算部分BL11获得由转向转矩传感器21检测到的转向转矩T和由目标电流值判定部分BL1所判定的目标电流值I*。接着，在步骤S62，电流变化率计算部分BL11从当前处理时的转向转矩Tnew减去之前处理时的转向转矩Told，并将相减得到的结果Tnew-Told的绝对值|Tnew-Told|计算为转矩变化量ΔT。接着，在步骤S63，电流变化率计算部分BL11从当前处理时的目标电流值I*减去之前处理时的目标电流值I*old，并将相减得到的结果I*new-I*old的绝对值|I*new-I*old|计算为目标电流变化量ΔI*。随后，在步骤S64，电流变化率计算部分BL11通过将目标电流变化量ΔI*除以转矩变化量ΔT来计算电流变化率Irt。
增益改变条件判定部分BL10以预定的短间隔重复执行图20的增益改变条件判定程序，该程序由步骤S30至S36组成，这些步骤类似于图13的步骤，但是用步骤S31b和S33b来代替步骤S31和S33。在步骤S31b，增益改变条件判定部分BL10获得由电流变化率计算部分BL11计算的电流变化率Irt，而不是在第三控制示例中使用的转向速度ω。在步骤S33b中，增益改变条件判定部分BL10判定电流变化率Irt是否大于预定电流变化率Irt1(例如，200A/Nm)。
通过执行图20的增益改变条件判定程序，当所获得的实际转向角θ的绝对值|θ|等于或者小于预定转向角θ1时，或者当电流变化率Irt等于或者小于预定电流变化率Irt1时，增益改变条件判定部分BL10将标记FLG设定为“0”。此外，当实际转向角θ的绝对值|θ|大于预定转向角θ1，并且电流变化率Irt大于预定电流变化率Irt1时，增益改变条件判定部分BL10将标记FLG设定为“1”。
在此第五控制示例中，尽管根据第二控制示例对P增益Kp和I增益Ki进行切换，但是即使在实际转向角θ的绝对值|θ|大于预定转向角θ1时，除非电流变化率Irt变得大于预定电流变化率Irt1，否则P增益Kp和I增益Ki不从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2。电流变化率Irt表示由电动机15所产生的用于需求辅助转矩的转矩的变化大小；即，通过其值增大而可能产生异常噪声的状态。当电流变化率Irt较小时，禁止将P增益Kp和I增益Ki从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2。当电流变化率Irt增大时，允许对P增益Kp和I增益Ki进行切换。结果，在可能产生异常噪声的状态下P增益Kp和I增益Ki变得容易从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2，由此降低了异常噪声，同时实现了良好的转向感受。
尤其是，第五控制示例可以以这样的方式修改：将滞后特性施加到根据实际转向角θ和实际电流值I来改变P增益Kp和I增益Ki的控制。在此修改方案中，代替图20的增益改变条件判定程序，增益改变条件判定部分BL10以预定的短间隔重复地执行根据图14的增益改变条件判定程序修改的程序。
在根据图14的增益改变条件判定程序修改的程序中，增益改变条件判定部分BL10获得电流变化率Irt来代替在步骤S41中的转向速度ω，并执行图20的步骤S33b的判定处理，而不是步骤S49中的判定处理。此外，代替执行步骤S50的判定处理，增益改变条件判定部分BL10判定电流变化率Irt是否小于预定电流变化率Irt2，其中预定电流变化率Irt2小于预定电流变化率Irt1。当电流变化率Irt小于预定电流变化率Irt2时，增益改变条件判定部分BL10进行到步骤S52。当电流变化率Irt等于或者大于预定电流变化率Irt2时，增益改变条件判定部分BL10进行到步骤S53。尤其是，在此情况下，以上所述的转向速度条件标记VFL将被读取作为电流变化率条件标记VFL。
结果，同样根据此第五控制示例的修改，对于实际转向角θ和实际电流值I的变化而对P增益Kp和I增益Ki进行切换的频率减小。因而，对P增益Kp和I增益Ki的频繁切换(即，对供应到电动机15的驱动电流的频繁切换)得到减轻，并且更有效地抑制了在转向机构中异常噪声的产生。
在第五控制示例和其修改中，目标电流值I*用于计算电流变化率Irt。可以使用实际电流值I来代替表示流经电动机15的电流的目标电流值I*，这是因为目标电流值I*大致等于实际电流值I。
f.第六控制示例
接着，将描述第六控制示例。图21示出了根据此第六控制示例的电子控制单元24的功能框图。图21的框图与涉及第三控制示例的图12的框图的不同之处在于，省略了转向速度计算部分BL9，并且将由车速传感器23检测到的车速V代替转向速度ω输入到增益改变条件判定部分BL10。由于其余部分与图12的那些相同，所以将仅描述与第三控制示例不同的部分，并且不再重复对其余部分的描述。
增益改变条件判定部分BL10以预定的短间隔重复地执行图22的增益改变条件判定程序，该程序由步骤S30至S36组成，这些步骤类似于图13的步骤，但是用步骤S31c和S33c代替步骤S31和S33。在步骤S31c，增益改变条件判定部分BL10获得由车速传感器23检测到的车速V，而不是在第三控制示例中使用的转向速度ω。在步骤S33c中，增益改变条件判定部分BL10判定车速V是否小于预定车速V(例如，10Km/h)。
通过执行图22的增益改变条件判定程序，当所获得的实际转向角θ的绝对值|θ|等于或者小于预定转向角θ1时，或者当车速V等于或者大于预定车速V1时，增益改变条件判定部分BL10将标记FLG设定为“0”。此外，当实际转向角θ的绝对值|θ|大于预定转向角θ1，并且车速V小于预定车速V1时，增益改变条件判定部分BL10将标记FLG设定为“1”。
在此第六控制示例中，尽管根据第二控制示例对P增益Kp和I增益Ki进行切换，但是即使在实际转向角θ的绝对值|θ|大于预定转向角θ1时，除非车速V等于或者小于预定车速V1，否则P增益Kp和I增益Ki不从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2。结果，即使当车辆停止或者以很低速度行驶并且转向盘11转向到较大的程度的时段期间以防止从转向机构中产生异常噪声的方式来设定常规常数Kp1和Ki1和噪声处理常数Kp2和Ki2时，在车辆高速行驶的时段期间P增益Kp和I增益Ki也不从常规常数Kp1和Ki1切换到噪声处理常数Kp2和Ki2，由此能够防止转向感觉受到不良影响。
尤其是，对第六控制示例可以以这样的方式修改：将滞后特性施加到根据实际转向角θ和车速V来改变P增益Kp和I增益Ki的控制。在此修改方案中，代替图22的增益改变条件判定程序，增益改变条件判定部分BL10以预定的短间隔重复地执行根据图14的增益改变条件判定程序修改的程序。
在根据图14的增益改变条件判定程序修改的程序中，增益改变条件判定部分BL10获得车速V来代替在步骤S41中的转向速度ω，并执行图22的步骤S33c的判定处理，而不是步骤S49中的判定处理。此外，代替执行步骤S50的判定处理，增益改变条件判定部分BL10判定车速V是否大于预定车速V2(例如，20Km/h)，其中预定车速V2高于预定车速V1。当车速V大于预定车速V2时，增益改变条件判定部分BL10进行到步骤S52。当车速V等于或者低于预定车速V2时，增益改变条件判定部分BL10进行到步骤S53。尤其是，在此情况下，以上所述的转向速度条件标记VFL将被读取作为车速条件标记VFL。
结果，同样，在此第六控制示例的修改中，对于实际转向角θ和实际电流值I的变化而对P增益Kp和I增益Ki进行切换的频率减小。因而，对P增益Kp和I增益Ki的频繁切换(即，对供应到电动机15的驱动电流的频繁切换)得到减轻，由此良好地抑制了从转向机构中产生的异常噪声。
g.其它修改方案
将描述以上所述实施例的其它修改方案。图23至图28分别示出以上所述第一至第六实施例的修改的功能框图。在这些功能框图中，将低通滤波处理部分BL2布置在图2、8、12、16、18和21中所示的第一至第六控制示例的功能框图的各自PI增益设定部分BL6之后的部分中。低通滤波处理部分BL12相继获得被设定到PI增益设定部分BL6的P增益Kp和I增益Ki，并在对P增益Kp和I增益Ki进行低通滤波处理之后将它们输出到P增益控制部分BL4和I增益控制部分BL5。
通过此构造，使P增益Kp和I增益Ki(其与电流偏差ΔI和其积分值∫ΔIdt相乘)逐渐变化，使得即使当对P增益Kp和I增益Ki进行切换时，控制电压值E0也平滑地变化，并且流经电动机15的驱动电流也平滑地变化。因而，即使当对P增益Kp和I增益Ki进行切换时，由电动机15产生的转向辅助力平滑地变化，并且驾驶者不会感受到不自然的感觉，否则当旋转转向盘11时驾驶者会感受到这种感觉。
而且，本发明不限于以上所述的实施例及其修改方案，并且在本发明的范围内可以采用各种修改方案。

Claims (13)

1.一种用于车辆的转向辅助设备，包括用于对通过转向盘的旋转进行的转向轮的转向施加辅助力的电动机，其中，在将所述电动机的实际控制量用作反馈的情况下进行反馈控制，使得所述电动机根据目标控制量工作，所述转向辅助设备的特征在于包括：
转向角检测装置，其用于检测所述转向盘的转向角；以及
增益改变装置，其用于当所检测的所述转向角较大时，与所检测的所述转向角较小的情况相比，将所述反馈控制中所使用的反馈增益改变为更大的值，由此减小由于所述反馈控制的低响应性而产生的异常噪声。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向辅助设备，其中，所述反馈增益是关于与所述反馈控制相关的比例项或者积分项中至少一者的控制增益。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的转向辅助设备，其中，
所述电动机的所述目标控制量是目标电流值，其表示供应到所述电动机的目标电流；并且
所述电动机的所述实际控制量是实际电流值，其表示流经所述电动机并由电流传感器所检测的电流。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的转向辅助设备，还包括：
转向转矩检测装置，其用于检测施加到所述转向盘的转向转矩；
车速检测装置，其用于检测车速；以及
目标控制量判定装置，其用于根据所检测的所述转向转矩和车速来判定所述电动机的所述目标控制量。
5.一种用于车辆的转向辅助设备，包括用于对通过转向盘的旋转进行的转向轮的转向施加辅助力的电动机，其中，在将所述电动机的实际控制量用作反馈的情况下进行反馈控制，使得所述电动机根据目标控制量工作，所述转向辅助设备的特征在于包括：
转向角检测装置，其用于检测所述转向盘的转向角；
增益改变装置，其用于当由所述转向角检测装置所检测的所述转向角变成大于预定转向角时，将所述反馈控制中所使用的反馈增益从第一反馈增益改变为第二反馈增益；
转向速度检测装置，其用于检测所述转向盘的转向速度；以及
增益改变控制装置，其用于当由所述转向速度检测装置所检测的所述转向速度低于预定转向速度时，允许所述增益改变装置改变所述反馈增益，并当所检测的所述转向速度等于或者高于所述预定转向速度时，禁止所述增益改变装置改变所述反馈增益。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的转向辅助设备，其中，根据由所述转向角检测装置所检测的所述转向角和由所述转向速度检测装置所检测的所述转向速度的变化，将滞后特性施加到由所述增益改变装置和所述增益改变控制装置进行的反馈增益改变控制。
7.一种用于车辆的转向辅助设备，包括用于对通过转向盘的旋转进行的转向轮的转向施加辅助力的电动机，其中，在将所述电动机的实际电流值用作反馈的情况下进行反馈控制，使得所述电动机根据目标电流值工作，所述转向辅助设备的特征在于包括：
转向转矩检测装置，其用于检测施加到所述转向盘的转向转矩；
车速检测装置，其用于检测车速；
转向角检测装置，其用于检测所述转向盘的转向角；
目标电流值判定部分，其用于通过参照目标电流值对照表或者通过使用预先准备的表示根据转向转矩和车速而变化的目标电流值的函数，根据所检测的所述转向转矩和所述车速来确定所述电动机的所述目标电流值，对于给定的转向转矩，所述目标电流值随着所述车速升高而减小；
增益改变装置，其用于当由所述转向角检测装置所检测的所述转向角变成大于预定转向角时，将所述反馈控制中所使用的反馈增益从第一反馈控制增益改变为第二反馈增益；以及
增益改变控制装置，其用于当流经所述电动机的电流大于预定电流时，允许所述增益改变装置改变所述反馈增益，并当流经所述电动机的电流等于或者小于所述预定电流时，禁止所述增益改变装置改变所述反馈增益。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的转向辅助设备，其中，根据由所述转向角检测装置所检测的所述转向角和流经所述电动机的所述电流的变化，将滞后特性施加到由所述增益改变装置和所述增益改变控制装置进行的反馈增益改变控制。
9.一种用于车辆的转向辅助设备，包括用于对通过转向盘的旋转进行的转向轮的转向施加辅助力的电动机，其中，在将所述电动机的实际控制量用作反馈的情况下进行反馈控制，使得所述电动机根据目标控制量工作，所述转向辅助设备的特征在于包括：
转向转矩检测装置，其用于检测施加到所述转向盘的转向转矩；
车速检测装置，其用于检测车速；以及
目标控制量判定装置，其用于根据所检测的所述转向转矩和车速来判定所述电动机的所述目标控制量；
转向角检测装置，其用于检测所述转向盘的转向角；
增益改变装置，其当由所述转向角检测装置所检测的所述转向角变成大于预定转向角时，将所述反馈控制中所使用的反馈增益从第一反馈增益改变为第二反馈增益；
电流变化率检测装置，其用于检测流经所述电动机的电流的变化率与由所述转向转矩检测装置所检测的所述转向转矩的变化率之比，作为电流变化率；以及
增益改变控制装置，其用于当由所述电流变化率检测装置所检测的所述电流变化率大于预定变化率时，允许所述增益改变装置改变所述反馈增益，并当由所述电流变化率检测装置所检测的所述电流变化率等于或者小于所述预定变化率时，禁止所述增益改变装置改变所述反馈增益。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的转向辅助设备，其中，根据由所述转向角检测装置所检测的所述转向角和由所述电流变化率检测装置所检测的所述电流变化率的变化，将滞后特性施加到由所述增益改变装置和所述增益改变控制装置进行的反馈增益改变控制。
11.一种用于车辆的转向辅助设备，包括用于对通过转向盘的旋转进行的转向轮的转向施加辅助力的电动机，其中，在将所述电动机的实际控制量用作反馈的情况下进行反馈控制，使得所述电动机根据目标控制量工作，所述转向辅助设备的特征在于包括：
转向转矩检测装置，其用于检测施加到所述转向盘的转向转矩；
车速检测装置，其用于检测车速；以及
目标控制量判定装置，其用于根据所检测的所述转向转矩和车速来判定所述电动机的所述目标控制量；
转向角检测装置，其用于检测所述转向盘的转向角；
增益改变装置，其用于当由所述转向角检测装置所检测的所述转向角变成大于预定转向角时，将所述反馈控制中所使用的所述反馈增益从第一反馈增益改变为第二反馈增益；以及
增益改变控制装置，其用于当由所述车速检测装置所检测的所述车速低于预定车速时，允许所述增益改变装置改变所述反馈增益，并在所述车速等于或者高于所述预定车速时，禁止所述增益改变装置改变所述反馈增益。
12.根据权利要求11所述的用于车辆的转向辅助设备，其中，根据由所述转向角检测装置所检测的所述转向角和由所述车速检测装置所检测的所述车速的变化，将滞后特性施加到由所述增益改变装置和所述增益改变控制装置进行的反馈增益改变控制。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的用于车辆的转向辅助设备，其中，所述增益改变装置包括低通滤波处理装置，其用于对根据所述转向角而改变的所述反馈增益进行低通滤波处理。
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