CN102770328A - 转向控制装置 - Google Patents

Abstract

一种转向控制装置，路面反力扭矩运算部(52)使用车速、转向角和车辆模型来分别计算出后倾拖拽引起的扭矩、自动回正扭矩和路面反力扭矩。反力指令电流运算部(53)使用路面反力扭矩及车速，计算出反力指令电流。

Description

转向控制装置

技术领域

本发明涉及一种根据驾驶员对方向盘的操作来控制对转向系统施加动力的电动机的驱动的转向控制装置。

背景技术

作为一般的转向装置，已知有对转向扭矩进行检测，并基于转向扭矩来施加辅助扭矩(转向辅助扭矩)的电动动力转向装置。由于对这种电动动力转向装置的驱动进行控制的转向控制装置会对驾驶员操作方向盘时所感到的转向扭矩进行控制，因此，转向控制装置是形成上述车辆的转向感的重要因素。

在此，路面反力扭矩是因在路面与方向盘之间作用的轮胎横向力而朝使方向盘返回至平衡点的方向施力的扭矩。因车辆的转向系统的设计、轮胎的规格等的不同，有时路面反力扭矩会变小。

这样，在路面反力扭矩较小的情况下，该路面反力扭矩便无法抵消相对较大的摩擦扭矩。藉此，在驾驶员的转向过程中，朝使方向盘返回平衡点的方向施力的路面反力扭矩便不足。因此，驾驶员必须意识到要对方向盘施加返回扭矩，来使方向盘返回平衡点。

除此之外，在路面反力扭矩较小的情况下，驾驶员很难通过传递到其手上的反力来感受到方向盘是否位于平衡点或是方向盘是否偏离平衡点而使车辆回旋。因此，为了使车辆稳定地笔直前进，驾驶员需要目视确认方向盘的位置。这样，在路面反力扭矩较小的情况下，存在转向感降低这样的技术问题。

对于上述技术问题，例如在专利文献1所示的现有装置中，ECU(Electronic Control Unit：电子控制装置)对电动机进行驱动，以对操作系统施加与转角和转角速度的方向相对应的方向盘返回扭矩。

此外，例如在专利文献2所示的现有装置中，ECU基于车辆模型根据转向角推算出齿条轴力，并根据该齿条轴力的推算值来执行辅助控制。

此外，例如在专利文献3所示的现有装置中，ECU使用从转向扭矩对于转向角的响应特性中的作为车辆模型所表现出的转向响应特性中减去能数学计算得到的恒定响应成分后得到的结果，来计算出辅助扭矩。利用该计算出的辅助扭矩，来抵消转向扭矩对于转向角的响应特性中的高频成分的特性(非恒定响应成分)。

此外，例如在专利文献4所示的现有装置中，为了对因悬架几何形状的影响而引起的转向反力(cornering force)及自动回正扭矩的运动特性的传递延迟进行补偿，ECU对所检测的或所推定的自动回正扭矩进行相位补偿，并对转向辅助指令值进行修正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002－145100号公报(第2页第〔0007〕～〔0021〕段及图2)

专利文献2：日本专利特开2007－269251号公报(第2页第〔0003〕～〔0010〕段及图2)

专利文献3：日本专利特开2004－338616号公报(第2页第〔0009〕～〔0012〕段及图2)

专利文献4：日本专利特开2008－114687号公报(第6页第〔0019〕段、第9页第〔0042〕～〔0046〕段及图11)

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述现有的装置中，基于转向角或使用车辆模型从转向角运算出的路面反力扭矩(相当于专利文献2中的齿条轴力、专利文献3中的手动转向时的转向扭矩)来设定辅助扭矩。但是，在现有装置中，在将从转向角至路面反力扭矩的车辆的物理特性(传递特性)数学地表示的车辆模型中，没有考虑在转向轮产生横向滑动角时由于构成转向轮的一部分的轮胎自身因弹性变形而扭曲因而过渡性地产生的扭矩(M_S2：以下在本说明书中称为“轮胎的扭曲扭矩”)的影响。

具体来说，在现有装置中，将计算路面反力扭矩(M_R)近似为因后倾拖拽及轮胎横向力而产生的扭矩(M_F：以下在本说明书中称为“后倾拖拽引起的扭矩”)与因轮胎横向力不均匀地分布在转向轮的接地面上而产生的扭矩(M_S1：以下在本说明书中称为“轮胎外缘后倾引起的扭矩”)之和。藉此，路面反力扭矩(M_R)成为与轮胎横向力(F_yF)相同相位的状态量。

在此，路面反力扭矩(M_R)在转向频率区域内具有相位比轮胎横向力(F_yF)的相位更向前的特性。因此，使用转向角计算出的路面反力扭矩或使用转向角及车辆模型计算出的路面反力扭矩与实际上从路面作用于转向轴的路面反力扭矩是不同的。

因此，在现有装置中，是使用与实际不同的路面反力扭矩来设计电动动力转向装置的辅助扭矩。其结果是，在现有装置中，无法充分发挥出控制设计者所要得到的控制效果，因而存在无法实现自然的转向感这样的技术问题。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于得到一种能容易获得设计者想要得到的控制效果，且能实现更自然的转向感的转向控制装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的转向控制装置对用于将动力施加至转向系统的电动机的驱动进行控制，包括转向控制装置主体，该转向控制装置主体使用具有规定的频率特性的滤波器对转向角信号进行滤波处理，并基于该滤波处理的结果来设定上述电动机的驱动扭矩，其中，上述转向角信号是从生成与上述转向系统的转向角相对应的转向角信号的转向角检测元件接收到的，上述规定的频率特性表现了从上述转向角至上述转向系统的转向轮的自动回正扭矩的车辆特性。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的电动动力转向装置的结构图。

图2是表示图1的转向控制装置主体的框图。

图3是表示辅助地图的一例的图表。

图4是用于对各种符号的定义进行说明的说明图。

图5是用两轮等价模型来表现四轮车辆的示意图。

图6是表示车辆绕x轴的旋转运动的示意图。

图7是表示轮胎模型的示意图。

图8是表示轮胎刚性的示意图。

图9是表示图2的指令电流运算系统的动作的流程图。

图10是表示换算增益地图的一例的图表。

图11是表示基于实际测量值的频率特性和对于车辆模型的频率响应的图表。

图12是表示用于说明使用路面反力扭矩来计算出反力指令电流时的效果的频率特性的图表。

图13是在车速为40km/h的情况下、以0.2Hz的正弦波转向时，转向扭矩与转向角的李沙育(Lissajou)波形。

图14是在车速为40km/h的情况下、以2Hz的正弦波转向时，转向扭矩与转向角的李沙育波形。

图15是表示本发明实施方式2的限制值设定地图的一例的图表。

图16是表示本发明实施方式2的指令电流运算系统的动作的流程图。

图17是用于说明本发明实施方式2的转向控制装置主体的效果的说明图。

图18是表示本发明实施方式3的电动动力转向装置的结构图。

图19是表示图18的转向控制装置主体的框图。

图20是表示本发明实施方式4的转向控制装置主体的框图。

图21是用于说明使用图20的反力指令电流运算部对反力指令电流进行修正处理的说明图。

图22是表示本发明实施方式5的转向控制装置主体的框图。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明的实施方式进行说明。

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的电动动力转向装置的结构图。

在图1中，电动动力转向装置100具有方向盘1、转向轴2、减速器3、电动机4、系杆5、齿轮箱(未图示)及一对转向轮6A、6B。方向盘1、转向轴2、系杆5、齿轮箱及一对转向轮6A、6B构成转向系统。方向盘1固定在转向轴2的一端。此外，方向盘1由驾驶员操作。

减速器3安装在转向轴2的中间部。电动机4经由减速器3与转向轴2结合。系杆5的中间部经由齿轮箱而与转向轴2连接。一对转向轮6A、6B能自由旋转地安装在系杆5的两端部。根据驾驶员操作方向盘1的旋转角度的变化，使一对转向轮6A、6B的转向角变化。

电动机4的驱动扭矩被减速器3放大，然后施加在转向轴2上。因此，在转向轴2上施加有电动机4的放大后的扭矩和因驾驶员旋转方向盘1而产生的转向扭矩。利用上述由电动机4施加的驱动扭矩和转向扭矩的总和，来克服从转向轮6A、6B传递至转向轴2的路面反力扭矩，以使转向轴2及转向轮6A、6B旋转。

在方向盘1上安装有作为转向角检测元件的转向角传感器10。转向角传感器10生成与方向盘1的转向角相对应的转向角信号。在转向轴2上安装有作为转向扭矩检测元件的转向扭矩传感器11。转向扭矩传感器11生成与作用于转向轴2的转向扭矩相对应的转向扭矩信号。

电动动力转向装置100的动作受到转向控制装置主体50的控制。在转向控制装置主体50中，输入有来自转向角传感器10的转向角信号、来自转向扭矩传感器11的转向扭矩信号、来自作为车速检测元件的车速传感器12的车速信号。转向控制装置主体50使用转向角信号、转向扭矩信号及车速信号来监视转向角、转向扭矩及车速。此外，转向控制装置主体50对电动机4的驱动电流进行监视。而且，转向控制装置主体50对所监视的转向角、转向扭矩、车速及电动机4的驱动电流各自的变化进行存储。

此外，转向控制装置主体50基于转向角信号、转向扭矩信号及车速信号来计算出产生电动机4的驱动扭矩所需要的指令电流(转向辅助电流)。此外，转向控制装置主体50执行电流控制(反馈控制)，以使基于电动机电流信号的电动机电流与指令电流相一致，并将通过上述电流控制获得的施加电压施加至电动机4。

图2是表示图1的转向控制装置主体50的框图。在图2中，转向控制装置主体50具有辅助指令电流运算部51、路面反力扭矩运算部52、反力指令电流运算部53、减法计算部54、电流控制部55、驱动电路56及作为电流检测元件的电流传感器57。在此，路面反力扭矩运算部52、反力指令电流运算部53及减法计算部54所执行的根据转向角运算出指令电流的运算处理相当于滤波处理。

辅助指令电流运算部51、路面反力扭矩运算部52、反力指令电流运算部53及减法计算部54构成指令电流运算系统60。指令电流运算系统60计算出指令电流。

辅助指令电流运算部51使用车速及转向扭矩来计算出用于减少驾驶员的转向扭矩的基本辅助指令电流。具体来说，在辅助指令电流运算部51中，预先录入图3所示的辅助地图、即相对于车速及转向扭矩的基本辅助指令电流的值。辅助指令电流运算部51使用辅助地图、车速及转向扭矩来计算出基本辅助指令电流。另外，将与上述基本辅助指令电流相当的电动机4的驱动扭矩设定为基本辅助扭矩。

路面反力扭矩运算部52使用车速及转向角和后述式(1)～(13)所示的车辆模型(一种滤波器)，来分别计算出后倾拖拽引起(caster-trail-caused)的扭矩M_F、自动回正扭矩M_S和路面反力扭矩M_R。另外，如后述式(9)所示，自动回正扭矩M_S包括因轮胎横向力F_yF不均匀地分布在转向轮6A、6B的接地面上而产生的轮胎外缘后倾引起(pneumatic-trail-caused)的扭矩M_S1和轮胎的扭曲扭矩M_S2。

反力指令电流运算部53从路面反力扭矩运算部52接收路面反力扭矩M_R的计算结果。此外，反力指令电流运算部53使用路面反力扭矩M_R及车速，计算出反力指令电流。上述反力指令电流是用于将电动机4的驱动扭矩的大小调节成与路面反力扭矩M_R的大小相对应的电流。

减法计算部54从辅助指令电流运算部51接收基本辅助指令电流的计算结果。此外，减法计算部54从反力指令电流运算部53接收反力指令电流的计算结果。接着，减法计算部54从基本辅助指令电流中减去反力指令电流，将通过上述减法计算获得的电流值作为电动机4的指令电流送至电流控制部55。

电流控制部55通过电流传感器57对电动机电流进行监视。此外，电流控制部55基于指令电流及电动机电流，计算出施加于电动机4的电压，以使在电动机4中流动的电流与指令电流相一致。驱动电路56执行PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)驱动，以将由电流控制部55计算出的施加电压施加至电动机4。

在此，转向控制装置主体50能由具有运算处理装置(CPU)、存储装置(ROM及RAM等)、信号输入输出装置、驱动电路56及电流传感器57的硬件(未图示)构成。在上述硬件的存储装置中，存储有用于实现辅助指令电流运算部51、路面反力扭矩运算部52、反力指令电流运算部53、减法计算部54及电流控制部55的功能的程序。

接着，对指令电流运算系统60的运算处理进行更具体说明。指令电流运算系统60读取车速V及转向角θ_h，使用下式(1)～式(13)所示的车辆模型来计算出路面反力扭矩M_R。另外，上述车辆模型预先存储在转向控制装置主体50中。此外，在转向控制装置主体50的运算处理中使用的各种符号(参数)被如图4所示这样定义。此外，在转向控制装置主体50的运算处理中使用的各种符号与图5～图8所示的车辆模型相对应。

用下式(1)～式(6)表示从转向角θ_h运算出转向轮上产生的轮胎横向力F_yF的运动模型。

从转向角θ_h向转向轮的转角δ的换算：

(数学式1)

$\mathrm{\δ}=\frac{{\mathrm{\θ}}_h}{G_s}...\left(1\right)$

车辆在y轴(横)方向上的运动方程式：

(数学式2)

$\mathrm{mV}(\frac{\mathrm{d\β}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{\γ})-m_s{h}_s\frac{d^2\mathrm{\φ}}{{\mathrm{dt}}^2}=2F_{\mathrm{yf}}+2F_{\mathrm{yr}}...\left(2\right)$

车辆绕z轴(铅垂方向轴)旋转的运动方程式：

(数学式3)

$I_z\frac{\mathrm{d\γ}}{\mathrm{dt}}-I_{\mathrm{z\φ}}\frac{d^2\mathrm{\φ}}{d{t}^2}=2L_f{F}_{\mathrm{yf}}-2L_r{F}_{\mathrm{yr}}...\left(3\right)$

车辆绕x轴(车体前后方向轴)旋转的运动方程式：

(数学式4)

轮胎横向力(侧向反力)的产生模型：

(数学式5)

$\frac{K_f}{k_{y}V}\frac{{\mathrm{dF}}_{\mathrm{yf}}}{\mathrm{dt}}+F_{\mathrm{yf}}=-K_f(\mathrm{\β}+\frac{L_f\mathrm{\γ}}{V}-R_{\mathrm{sf}}\mathrm{\φ}-\mathrm{\δ})...\left(5\right)$

$\frac{K_r}{k_{y}V}\frac{{\mathrm{dF}}_{\mathrm{yr}}}{\mathrm{dt}}+F_{\mathrm{yr}}=-K_r(\mathrm{\β}-\frac{L_r\mathrm{\γ}}{V}-R_{\mathrm{sr}}\mathrm{\φ})...\left(6\right)$

用下式(7)表示因轮胎横向力而作用于转向轴2的路面反力扭矩M_R的模型。

(数学式6)

M_R=M_F+M_S…(7)

M_F=2L_cF_yf/G_s…(8)

M_S=M_S1+M_S2…(9)

M_S1=2L_pF_yf/G_s…(10)

$T_1\frac{\mathrm{d\λ}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{\λ}=\mathrm{\β}+\frac{L_f\mathrm{\λ}}{V}-R_{\mathrm{sf}}\mathrm{\φ}-\mathrm{\δ}...\left(11\right)$

$T_1=\frac{L_t}{V}...\left(13\right)$

如上式(7)所示，路面反力扭矩M_R中包括后倾拖拽引起的扭矩M_F和轮胎绕垂直轴的力矩即自动回正扭矩M_S。后倾拖拽引起的扭矩M_F能使用式(8)计算出。自动回正扭矩M_S能使用式(9)计算出。

此外，如式(9)所示，自动回正扭矩M_S包括因轮胎横向力F_yF不均匀地分布在转向轮6A、6B的接地面上而产生的轮胎外缘后倾引起的扭矩M_S1和轮胎的扭曲扭矩M_S2。轮胎外缘后倾引起的扭矩M_S1能使用式(10)计算出。

轮胎的扭曲扭矩M_S2能如式(11)～式(13)所示模型化。式(11)～式(13)中，相对于前轮横向滑动角，增益构成基于轮胎扭曲刚性的相位前进要素，换言之，增益构成基于轮胎扭曲刚性的高通滤波特性，藉此，表现为轮胎的扭曲扭矩M_S2。

另外，轮胎扭曲响应时间常数T₁是根据车速变化的时间常数，其能如式(13)所示地设定。此外，轮胎扭曲响应距离L₁表示在转向后，轮胎的扭曲消除之前所需的行进距离。此外，路面反力扭矩M_R的相位在转向频率区域内比轮胎横向力F_yF的相位更向前，其影响具有在低速区域内更显著的特性。

此外，式(8)、式(10)及式(12)的右边的系数“2”表示左右两个轮。此外，式(8)、式(10)及式(12)各自的右边除以总转向齿轮比G_S是用于将路面反力扭矩换算为作用于转向轴2的扭矩。

此外，总转向齿轮比G_S有时设计成随着转向角而变化，因而有时齿条轴力推算值与实际从路面作用至转向轴的路面反力扭矩会有所不同。如式(8)、式(10)、式(12)所示，由于考虑了总转向齿轮比G_S，因此，能高精度地运算出实际从路面作用至转向轴的路面反力扭矩。

在此，在式(1)～式(13)所示的车辆模型中，作为参数(变量)包括车速V。因此，基于上述车辆模型计算出的后倾拖拽引起的扭矩M_F及自动回正扭矩M_S的计算结果随着车速V而变化。

接着，对指令电流运算系统60的动作进行说明。图9是表示图2的指令电流运算系统60的动作的流程图。在图9中，指令电流运算系统60读取所存储的车速、转向扭矩及转向角(步骤S101)。然后，指令电流运算系统60使用辅助地图和所读取的车速及转向扭矩，计算出基本辅助指令电流(步骤S102)。

此外，指令电流运算系统60使用上述式(1)～式(13)所示的车辆模型，根据所读取的车速及转向角计算出路面反力扭矩M_R(步骤S103)。然后，指令电流运算系统60使用预先设定的换算增益地图(参照图10)和车速，设定换算增益K₁(步骤S104)。接着，指令电流运算系统60如下式(14)所示，使换算增益K₁与路面反力扭矩M_R相乘，来计算出反力指令电流I_R(步骤S105)。

(数学式7)

I_R=K₁×M_R    …(14)

然后，指令电流运算系统60从基本辅助电流中减去反力指令电流I_R，计算出指令电流(步骤S106)。上述计算出的指令电流的信息被送至电流控制部55，并通过电流控制部55控制成使与指令电流相对应的电流在电动机4中流动。接着，指令电流运算系统60反复执行步骤S101～S106的处理。

在此，如图10所示，将从路面反力扭矩M_R换算为反力指令电流I_R的换算增益K₁预先设定为针对不同的车速而有所不同的值。具体来说，在包括车速为0km/h在内的极低速区域内，以降低转向扭矩为主要目的。因此，对换算增益K₁进行设定，以使在极低速区域内的反力指令电流I_R为0。藉此，极低速区域内的转向扭矩变小，并在操作性上重视极低速区域内的转向感。

此外，在低速区域内，转向扭矩相对于转向角的倾斜度原来较小。因此，低速区域的换算增益K₁被设定为更大的值。藉此，能提高转向感。此外，在高速区域内，转向扭矩相对于转向角的倾斜度原来较大。因此，换算增益K₁被设定为比低速区域更小的值。藉此，使转向扭矩相对于转向角的倾斜度在适当范围内增加。

由于这样将换算增益K₁设定为针对不同的车速而有所不同的值，因此，能在改善转向反力感(所谓的中心感(on center feeling))的同时，实现更适当的操作性。因此，通过使换算增益K₁相对于车速变化，从而能在全车速区域内改善转向感。

接着，对通过使用由反力指令电流运算部53计算出的反力指令电流而得到的控制效果进行说明。首先，有些驾驶员喜欢如专利文献3所示的现有装置那样的转向扭矩相对于转向角的特性即便在高频下也是平坦的人工转向感。与此相对的是，也有些驾驶员喜欢转向扭矩相对于转向角的特性接近于手动转向(车辆本身的特性)的自然转向感。

特别是，在因车辆设计的限制而使后倾拖拽较小的情况下及因轮胎规格而使轮胎外缘后倾较小的情况下，路面反力扭矩M_R较小。在这种路面反力扭矩M_R较小的情况下，转向扭矩变化相对于转向角变化的比例很小，转向反力感不足。因此，转向感较差。

目标是得到对上述车辆实现接近于手动转向的自然转向感这样的控制效果。即，目标是得到如下控制效果：通过计算出作用于转向轮6A、6B的路面反力扭矩M_R，并从电动机4将基于上述计算出的路面反力扭矩M_R的反力施加至转向轴2，来模拟地使路面反力扭矩增加，从而实现接近于手动转向的自然转向感。

对在想要得到这种控制效果的情况下，在路面反力扭矩运算部52中考虑了轮胎的扭曲扭矩M_S2所带来的效果进行说明。图11(a)、图11(b)的实线是根据实际车速为40km/h下的实测数据求出的、从转向角至后倾拖拽引起的扭矩M_F的频率特性。图11(c)、图11(d)的实线是根据实际车速为40km/h下的实测数据求出的、从转向角至自动回正扭矩M_S的频率特性。

如图11所示，后倾拖拽引起的扭矩M_F(相位与轮胎横向力F_yF相同)与自动回正扭矩M_S之间的相位不同。具体来说，自动回正扭矩M_S的相位比后倾拖拽引起的扭矩M_F的相位更向前。此外，在转向频率为2Hz附近的增益下降程度上，自动回正扭矩M_S比后倾拖拽引起的扭矩M_F小。

而且，自动回正扭矩M_S的增益比后倾拖拽引起的扭矩M_F的增益大。此外，自动回正扭矩M_S占路面反力扭矩M_R整体的比例比后倾拖拽引起的扭矩M_F占路面反力扭矩M_R整体的比例高。因此，为了高精度地运算出路面反力扭矩M_R，需要高精度地计算出自动回正扭矩M_S。

接着，图11(a)、图11(b)的虚线是从车辆模型中的转向角至后倾拖拽引起的扭矩M_F的频率响应。图11(c)、图11(d)的虚线是从车辆模型中的转向角至自动回正扭矩M_S的频率响应。如上述图11所示，由于考虑了轮胎的扭曲扭矩M_S2，因此自动回正扭矩M_S接近于实测值。

因此，成为后倾拖拽引起的扭矩M_F与自动回正扭矩M_S的总和即路面反力扭矩M_R也更接近于实测值的车辆模型。另外，在现有装置中，在不考虑轮胎的扭曲扭矩M_S2，而使路面反力扭矩M_R近似于M_F＋M_S1来进行计算的情况下，计算出的路面反力扭矩M_R与实际的路面反力扭矩M_R之差比较大。

接着，图12(a)、图12(b)示出了利用路面反力扭矩M_R(＝M_F＋M_S1＋M_S2)计算反力指令电流时的效果。另外，图12(b)示出了实线与虚线一致的特性。图12(a)、图12(b)的虚线表示在反力指令电流为0的情况下(K₁＝0)，从转向角至路面反力扭矩M_R的频率特性。图12(a)、图12(b)的实线表示利用路面反力扭矩M_R运算反力指令电流，并模拟地使路面反力扭矩M_R增加时的结果(因路面反力扭矩M_R和由反力指令电流带来的辅助扭矩而使转向反力扭矩增加的结果)。

如上述图12(a)、图12(b)所示，在使用路面反力扭矩M_R来计算反力指令电流的情况下，路面反力扭矩M_R的相位基本没有变化，仅使增益增加，来维持手动转向的相位特性，并增大转向反力感，就能强调手动转向的转向特性。

图12(c)、图12(d)的虚线表示在反力指令电流为0的情况下，从转向角至路面反力扭矩M_R的频率特性。图12(c)、图12(d)的实线表示利用M_F＋M_S1运算反力指令电流，并模拟地使路面反力扭矩M_R增加的结果(因路面反力扭矩M_R和由反力指令电流带来的辅助扭矩而使转向反力扭矩增加的结果)。如图12(c)、图12(d)所示，增益的增加特性与图12(a)的实线表示的特性基本相同，但相位在大概1Hz以上的频率区域内比图12(b)的虚线所示的路面反力扭矩M_R的特性更迟。

图13是在车速为40km/h的情况下、以0.2Hz的正弦波转向(低频率转向)时转向扭矩相对于转向角的李沙育波形。上述0.2Hz的正弦波转向相当于通常的车道变化(lane change)，是频繁进行的转向模式。图13(a)是基于由转向扭矩传感器11检测出的转向扭矩和由车速传感器12检测出的车速来对驾驶员的转向进行辅助后的结果。

在此，一般来说，李沙育波形的滞后宽度越大，摩擦感越大。此外，原点附近的转向扭矩相对于转向角的倾斜度越小，转向反力感越不够，驾驶员越不容易知晓是在笔直前进还是在回旋，而使转向感变差。因此，为了消除这种转向感的变差，需对控制及车辆特性进行调节。但是，虽然两者均是合适值，但在摩擦感极小或转向反力感极大的情况下，也会使转向感变差。

图13(b)～图13(d)所示的李沙育波形是按照下述方式进行控制，以使原点附近的转向扭矩相对于转向角的倾斜度相同。图13(b)的李沙育波形表示从基本辅助指令电流中减去与转向角成比例的反力指令电流后的结果。从图13(b)可知，转向扭矩相对于转向角的倾斜度变大，而使转向反力感得到了改善。但是，在使用与转向角成比例的反力指令电流的情况下，由于此时的反力指令电流的相位与路面反力扭矩的相位不一致，因此，李沙育波形的滞后宽度过于狭窄，而使转向感变差。

图13(c)的李沙育波形是利用从基本辅助指令电流中减去与相位与轮胎横向力F_yF相同的M_F＋M_S1成比例的反力指令电流后求出的指令电流来驱动电动机4的结果。图13(d)的李沙育波形是利用从基本辅助指令电流中减去与路面反力扭矩M_R(＝M_F＋M_S1＋M_S2)成比例的反力指令电流后求出的指令电流来驱动电动机4的结果。

从图13(c)、图13(d)所示的李沙育波形中可知，原点附近的转向扭矩相对于转向角的倾斜度增大至与图13(b)相同的水平，而使转向反力感得以改善。此外，图13(c)、图13(d)的李沙育波形的滞后宽度比图13(a)的李沙育波形的滞后宽度窄、比图13(b)的李沙育波形的滞后宽度宽。因此，可知具有适度的摩擦感，并能获得自然的转向感。

在此，在0.2Hz的转向时，相位与轮胎横向力F_yF相同的M_F＋M_S1的相位及增益与路面反力扭矩M_R的相位及增益基本相同。因此，通过M_F＋M_S1，也能使路面反力扭矩模拟地增加，从而能实现接近于手动转向的自然的转向感。

接着，图14示出了车速为40km/h的情况下，2Hz正弦波转向(高频转向)的结果。2Hz正弦波转向相当于比较急的车道变化及在同一车道内过于靠近一侧时要回到车道的中心附近的时候进行的转向。另外，上述2Hz正弦波转向虽然不如0.2Hz正弦波转向那么频繁，但也是比较频繁进行的转向模式。此外，图14(a)～图14(d)各自的控制方式与图13(a)～图13(d)各自的控制方式相同。

图14(a)的李沙育波形是基于转向扭矩及车速来对驾驶员的转向进行辅助后的结果。根据图14(a)可知，由于李沙育波形的滞后宽度大，因此，摩擦感大。此外可知，由于转向扭矩相对于转向角的倾斜度小，因此，转向反力感不足。此外还可知，由于切回后的转向扭矩基本为0，因此，使方向盘位置返回中心位置的反力扭矩不足。

图14(b)的李沙育波形表示从基本辅助指令电流中减去与转向角成比例的反力指令电流后的结果。根据图14(b)可知，切回后的转向扭矩基本为0。图14(c)的李沙育波形是利用从基本辅助指令电流中减去与相位与轮胎横向力F_yF相同的M_F＋M_S1成比例的反力指令电流后求出的指令电流来驱动电动机4的结果。

在此，在图14(c)的李沙育波形中，M_F＋M_S1的相位与实际的路面反力扭矩的相位不同。因此，在转向角为0度附近，滞后宽度非常小。此外，切回后的转向扭矩基本为0。这样，在图14(b)、图14(c)所示的情况的控制方式下，存在李沙育波形不平滑，而使转向反力感不顺畅这样的技术问题。

图14(d)是利用从基本辅助指令电流中减去与路面反力扭矩M_R(＝M_F＋M_S1＋M_S2)成比例的反力指令电流后求出的指令电流来驱动电动机4的结果。根据图14(d)可知，0度附近的转向扭矩相对于转向角的变化率增加，能实现合适的转向反力感。此外，切回后的转向扭矩没有处于0附近，而是平滑的李沙育波形。此外，形成合适的滞后宽度，可减少摩擦感。

综上所述，根据实施方式1，转向控制装置主体50通过具有规定的频率特性的滤波器来进行滤波处理，并基于该滤波处理结果来设定电动机4的驱动扭矩，其中，上述规定的频率特性表现了从转向角至转向轮6A、6B的自动回正扭矩M_S的车辆特性。通过上述结构，能容易获得设计者所要得到的控制效果，并能实现更自然的转向感。

此外，在滤波器的规定的频率特性中包括轮胎的扭曲扭矩M_S2的特性。通过上述结构，由于转向控制装置主体50以与实际的路面反力扭矩的相位相同的方式计算出路面反力扭矩M_R，因此，与现有装置相比，能提高路面反力扭矩M_R的计算精度。

除此之外，通过使用上述计算出的路面反力扭矩M_R来对电动机4的驱动扭矩进行修正，从而与没有考虑轮胎的扭曲扭矩M_S2的现有装置相比，能高精度模拟地使路面反力扭矩M_R增加。特别是即便在驾驶员进行紧急车道变化等比较快的转向时，也能实现接近于手动转向、没有不适感的自然的转向感。

此外，转向控制装置主体50使用具有规定的频率特性的滤波器来对转向角信号进行滤波处理，并基于上述滤波处理结果来对电动机4的驱动扭矩进行修正，其中，上述规定的频率特性表现为从转向角至轮胎外缘后倾引起的扭矩M_S1的车辆特性。通过上述结构，能在实现没有不适感的自然的转向感的同时，容易地实现细微的转向感的最优化。

另外，在希望改善某一特定车速下的转向感的情况下，只要设计式(1)～式(13)所示的车辆模型以限定为上述特定车速即可。在这种情况下，能减少运算载荷、运算用的存储器容量。

实施方式2

在实施方式1中，路面反力扭矩运算部52使路面反力扭矩M_R乘以换算增益K₁来计算出反力指令电流。与此相对的是，在实施方式2中，路面反力扭矩运算部52使后倾拖拽引起的扭矩M_F和自动回正扭矩M_S分别乘以换算增益K₁、K₂，并将它们求和，来计算出反力指令电流I_R。

实施方式2的转向控制装置主体50的总体结构与实施方式1的转向控制装置主体50相同。实施方式2的转向控制装置主体50的路面反力扭矩运算部52及反力指令电流运算部53的处理内容的一部分与实施方式1的路面反力扭矩运算部52及反力指令电流运算部53不同。在此，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

实施方式2的路面反力扭矩运算部52读取车速信号及转向角信号。此外，路面反力扭矩运算部52使用车速信号及转向角信号和式(1)～式(13)所示的车辆模型，来分别计算出后倾拖拽引起的扭矩M_F及自动回正扭矩M_S。

在实施方式2的转向控制装置主体50中，如实施方式1的图10所示，预先录入有作为规定增益的换算增益K₁、K₂的换算增益地图。换算增益K₁、K₂是用于将后倾拖拽引起的扭矩M_F及自动回正扭矩M_S分别转换为反力指令电流的值。此外，如图10所示，换算增益K₁、K₂与实施方式1的换算增益K₁同样地，预先设定为针对不同的车速而有所不同的值。

反力指令电流运算部53在计算反力指令电流I_R时使用换算增益地图和车速来设定换算增益K₁、K₂。此外，反力指令电流运算部53通过使由路面反力扭矩运算部52计算出的后倾拖拽引起的扭矩M_F及自动回正扭矩M_S分别乘以换算增益K₁、K₂，并将它们求和，来计算出反力指令电流I_R。

具体来说，在包括车速为0km/h的极低速区域内，由于以降低转向扭矩为主要目的，因此，只要使反力指令电流为0，就能减小转向扭矩，而变为重视操作性的转向感。在低速区域内，由于转向扭矩相对于转向角的倾斜度原本很小，因此，只要将换算增益K₁、K₂设定得较大，就能提高转向感。

此外，在高速区域内，由于转向扭矩相对于转向角的倾斜度原本很大，因此，只要将换算增益K₁、K₂设定为比低速区域时的值小的值，就能使转向扭矩相对于转向角的倾斜度在适当范围内增加，能在改善反力感(所谓的中心感)的同时获得合适的操作性。这样，通过将K₁、K₂设定为可随着车速变化，能使转向感在全车速区域内得到改善。另外，对于换算增益K₁、K₂，能分别设定不同的值。

接着，如图15所示，在转向控制装置主体50中预先录入有关对车速的限制值的地图值(限制值设定地图)。反力指令电流运算部53根据车速来设定限制值。此外，反力指令电流运算部53在计算出反力指令电流I_R后，将反力电流I_R的大小限制在其所设定的限制值以内。

这样，通过对反力指令电流I_R的大小进行限制，就能抑制因在大转角下充分产生路面反力扭矩时的反力指令电流I_R的增大而带来的转向扭矩的增加。此外，由于将限制值设定为根据车速不同而不同的值，因此，能在各车速下设定合适的限制值。例如，通过在高速区域下将限制值设定得较小，能调节为仅对方向盘位于平衡点附近的反力感进行改善。

接着，对轮胎外缘后倾引起的扭矩M_S1与轮胎的扭曲扭矩M_S2之间的关系进行说明。根据式(1)～式(13)，轮胎外缘后倾引起的扭矩M_S1与轮胎的扭曲扭矩M_S2之间的关系具有如下式(15)所示的关系。此外，下式(16)所示的前轮横向滑动角β_f与轮胎的扭曲扭矩M_S2之间的关系具有下式(17)所示的关系。其中，式(15)、式(17)中的s是拉普拉斯算子。

(数学式8)

$M_{S2}=k_z\frac{T_{1}s}{T_{1}s+1}\frac{\left(\frac{K_f}{K_{y}V}\right)s+1}{L_p{K}_f}{M}_{S1}...\left(15\right)$

${\mathrm{\β}}_f=\mathrm{\β}+\frac{L_f\mathrm{\γ}}{V}-R_{\mathrm{sf}}\mathrm{\φ}-\mathrm{\δ}...\left(16\right)$

$M_{S2}=-2k_z\frac{T_{1}s}{T_{1}s+1}{\mathrm{\β}}_f/G_S...\left(17\right)$

根据上述式(15)，轮胎的扭曲扭矩M_S2相对于轮胎外缘后倾引起的扭矩M_S1产生微分特性。因此，与轮胎外缘后倾引起的扭矩M_S1相比，轮胎的扭曲扭矩M_S2存在噪声增大的趋势。因此，路面反力扭矩运算部52也可以对扭曲扭矩M_S2施加例如下式(18)所示的低通滤波处理。其中，式(18)中的s是拉普拉斯算子。

(数学式9)

$F\left(s\right)=\frac{1}{T_{2}s+1}...\left(18\right)$

在此，低通过滤的时间常数T₂被预先设定为人的转向频率极限即5Hz以上，且预先设定为会影响转向感的频带以上。上限被预先设定为相对于路面反力扭矩运算部52的运算周期的奈奎斯特频率。藉此，能降低轮胎的扭曲扭矩M_S2所产生的转向频率以上的噪声，并能抑制因噪声而使转向感变差。

接着，对动作进行说明。图16是表示本发明实施方式2的指令电流运算系统60的动作的流程图。在图16中，指令电流运算系统60读取所存储的车速、转向扭矩及转向角(步骤S201)。然后，指令电流运算系统60使用辅助地图和所读取的车速及转向扭矩，计算出基本辅助指令电流(步骤S202)。

此外，指令电流运算系统60使用所读取的车速及转向角和上述式(1)～式(13)所示的车辆模型，计算出后倾拖拽引起的扭矩M_F及自动回正扭矩M_S(步骤S203)。然后，指令电流运算系统60使用预先设定的换算增益地图(参照图10)和车速，设定换算增益K₁、K₂(步骤S204)。

接着，如下式(19)所示，指令电流运算系统60求出乘上换算增益K₁后的后倾拖拽引起的扭矩M_F与乘上换算增益K₂后的自动回正扭矩M_S之和，来计算出反力指令电流I_R(步骤S205)。

(数学式10)

I_R=K₁M_F+K₂M_S    …(19)

然后，指令电流运算系统60将计算出的反力指令电流I_R限制在限制值以内(步骤S206)。然后，指令电流运算系统60从基本辅助电流中减去反力指令电流I_R，来计算出指令电流(步骤S207)。上述计算出的指令电流的信息被送至电流控制部55，并通过电流控制部55控制为使与指令电流相对应大小的电流在电动机4中流动。接着，指令电流运算系统60反复执行步骤S201～S206的处理。

接着，对实施方式2的转向控制装置主体50的控制效果进行说明。图17是用于说明本发明实施方式2的转向控制装置主体50的效果的说明图。图17(a)的李沙育波形是利用从基本辅助指令电流中减去与自动回正扭矩M_S成比例的反力指令电流后求出的指令电流来对电动机4进行驱动时的、在40km/h下的0.2Hz正弦波转向的结果。

根据图17(a)可知，在转向角处于原点附近时，转向扭矩相对于转向角的倾斜度增大至与图13(b)相同的水平，从而使反力感得以改善。此外，图17(a)的李沙育波形的滞后宽度比图13(a)的李沙育波形的滞后宽度窄、比图13(b)的李沙育波形的滞后宽度宽。因此可知，能获得适度的摩擦感，并能获得更加自然的转向感。

图17(b)的李沙育波形是利用从基本辅助指令电流中减去与自动回正扭矩M_S成比例的反力指令电流后求出的指令电流来对电动机4进行驱动时的2Hz正弦波转向的结果。根据图17(b)可知，0度附近的转向扭矩相对于转向角的变化率增加，能实现更适当的反力感。此外可知，切回后的转向扭矩没有处于0附近，形成为平滑的李沙育波形。此外可知，形成为适当的滞后宽度，并可减少摩擦感。

如上述实施方式1中的图11所示，自动回正扭矩M_S的增益比后倾拖拽引起的扭矩M_F的增益大，因此，自动回正扭矩M_S占路面反力扭矩M_R的比例较高。因此，即便基于自动回正扭矩M_S来计算出反力指令电流I_R，也能获得与基于路面反力扭矩M_R来计算出反力指令电流I_R的结果相同的李沙育波形，因而能获得与实施方式1相同的效果。

根据上述这样的实施方式2，与现有的电动动力转向装置相比，能计算出更接近于实际的路面反力扭矩M_R，并能基于该计算出的自动回正扭矩M_S，对电动机4施加电流。其结果是，能强调控制设计者所要得到的手动转动的转向特性。此外，能在从低频转向区域至高频转向区域之间，实现没有不适感的自然的转向感。

接着，指令电流运算系统60求出乘上换算增益K₁后的后倾拖拽引起的扭矩M_F与乘上换算增益K₂后的自动回正扭矩M_S之和，来计算出反力指令电流I_R。通过上述结构，能调节后倾拖拽引起的扭矩M_F和自动回正扭矩M_S占模拟增加的路面反力扭矩的比例。也就是说，能独立地对李沙育波形中的原点附近处的转向扭矩相对于转向角的倾斜度(转向反力感)和滞后宽度(摩擦感)进行调节。

在此，在实施方式1中，利用基于路面反力扭矩M_R的反力指令电流来实现接近于手动转向的、没有不适感的自然的转向感。然而，例如在高频转向中，在同样强调转向反力感的同时，有时还会根据驾驶员的喜好例如希望使李沙育波形的滞后宽度稍许变窄来调节摩擦感等，来对舒适度进行细微地调节。

在这种情况下，通过将K₁设定为比K₂大，就可稍许减小李沙育波形的滞后宽度。其结果是，不仅能实现接近于手动转向的、没有不适感的自然的转向感，还能容易地实现细微的转向感的最优化。

此外，若将换算增益K₁设为0，则能通过仅使由自动回正扭矩M_S带来的反力感增加来进行调节。藉此，能强调自动回正扭矩M_S所带来的手动转向感。

另外，在实施方式2中，在反力指令电流运算部53中，通过如式(19)所示将扭矩M_F、M_S乘以换算增益K₁、K₂，来求出反力指令电流I_R。然而，不限定于上述例子，也可以将反力指令电流I_R预先录入指令电流运算系统60中，来作为相对于后倾拖拽引起的扭矩M_F、自动回正扭矩M_S或路面反力扭矩M_R和车速的地图值。

实施方式3

在实施方式1、实施方式2中，辅助指令电流运算部51基于车速及转向扭矩来计算出基本辅助指令电流。与此相对的是，在实施方式3中，省略了实施方式1中的转向扭矩传感器11，辅助指令电流运算部51基于由路面反力扭矩运算部52计算出的路面反力扭矩M_R和车速来计算出基本辅助指令电流。

图18是表示本发明实施方式3的电动动力转向装置的结构图。在图18中，实施方式3中的电动动力转向装置100的整体结构与实施方式1的电动动力转向装置100的结构相同。此外，在实施方式3的电动动力转向装置100的结构中，就省略了实施方式1的转向扭矩传感器11这点上与实施方式1的电动动力转向装置100有所不同。

图19是表示图18的转向控制装置主体50的框图。在图19中，实施方式3的转向控制装置主体50的整体结构与实施方式1的转向控制装置主体50相同。此外，在实施方式3的转向控制装置主体50中，就辅助指令电流运算部51不接收来自转向扭矩传感器11的转向扭矩信号，而是接收来自路面反力扭矩运算部52的路面反力扭矩的计算结果这点上与实施方式1的转向控制装置主体50有所不同。

辅助指令电流运算部51基于由路面反力扭矩运算部52计算出的路面反力扭矩M_R和车速来计算出基本辅助指令电流。在此，在实施方式3的转向控制装置主体50中，例如，将相对于车速及路面反力扭矩的基本辅助指令电流的值预先存储为辅助地图。辅助指令电流运算部51使用该辅助地图，计算出与车速和路面反力扭矩相对应的基本辅助指令电流。其它结构及动作与实施方式1相同。

综上所述，根据实施方式3，在作用于转向轴2的路面反力扭矩M_R中也包括轮胎的扭曲扭矩M_S2。因此，即便是省略了转向扭矩传感器11的结构，也能针对轮胎自身扭曲而产生的转向扭矩变化来执行合适的辅助控制。

另外，在实施方式3中，在应用于后倾拖拽、轮胎外缘后倾或转向能力(cornering power)较小的车辆的情况下，也可以省略辅助指令电流运算部51。在这种情况下，只要将由反力指令电流运算部53计算出的反力指令电流设定为电动机4的指令电流即可。藉此，能维持手动转向感，并能增大转向反力扭矩。

此外，本发明还能应用于采用像线控转向系统(steer-by-wire system)这样的，方向盘与转向轮处于机械非连接状态且路面反力扭矩不会传递至方向盘的系统的转向装置。在这种情况下，只要将由反力指令电流运算部53计算出的反力指令电流设定为安装于方向盘侧的电动机的指令电流即可。藉此，能对驾驶员施加比现有装置更接近于实际的路面反力扭矩的转向反力扭矩，因而能再现手动转向感。其结果是，即便是在采用线控转向系统的转向装置中，也能提高转向感。

实施方式4

在实施方式1中，反力指令电流运算部53使用路面反力扭矩M_R及车速来计算出反力指令电流I_R。与此相对的是，在实施方式4中，反力指令电流运算部53使用路面反力扭矩M_R及车速来计算出反力指令电流I_R，并使用转向扭矩对反力指令电流I_R进行修正。

此外，在实施方式4中，反力指令电流运算部53的内部处理的一部分与实施方式1、实施方式2中的反力指令电流运算部53不同，在此，以与实施方式1、实施方式2的不同点为中心来进行说明。图20是表示本发明实施方式4的转向控制装置主体50的框图。图21是用于说明使用图20的反力指令电流运算部53对反力指令电流进行修正处理的说明图。

在图20、图21中，实施方式4的反力指令电流运算部53与实施方式1或实施方式2同样地计算出反力指令电流I_R。此外，反力指令电流运算部53具有绝对值计算部53a、修正增益设定部53b及乘法计算部53c。绝对值计算部53a接收来自转向扭矩传感器11的转向扭矩信号来计算出转向扭矩的绝对值。

在修正增益设定部53b中预先录入修正增益相对于转向扭矩的地图值即修正增益地图。上述修正增益地图被录入为相对于转向扭矩增加，修正增益减少。修正增益设定部53b基于修正增益地图来设定与由绝对值计算部53a计算出的转向扭矩的绝对值相对应的修正增益。乘法计算部53c使反力指令电流运算部53与实施方式1或实施方式2同样地计算出的反力指令电流I_R乘上根据转向扭矩设定的修正增益来进行修正。其它结构及动作与实施方式1或实施方式2相同。

综上所述，根据实施方式4，修正增益地图被录入为相对于转向扭矩增加，修正增益减少。藉此，在转向扭矩足够大，而不需要施加路面反力扭矩的区域内，能降低反力指令电流，并能抑制转向扭矩的增加。此外，在路面摩擦系数较小的情况下，由于转向扭矩也变小，因此，修正增益不减少，能维持所施加的路面反力扭矩。

另外，在实施方式4中，与转向扭矩对应地将修正增益录入修正增益设定部53b。但是，不限定于上述例子，也可以构成为反力指令电流运算部53能从转向角信号计算出转向速度，并将与该转向速度相对应的转向速度对应的修正增益预先存储于修正增益设定部53b。在这种情况下，例如若设定为转向速度越大，修正增益就越小，则在驾驶员必须在短时间内转向大转角的情况下，虽然反力指令电流降低，反力感减少，但能以较小的转向扭矩来进行转向。

此外，也可以将与转向角相对应的修正增益预先录入修正增益设定部53b。在这种情况下，若在左右转向下将修正增益设定为不同的值，则能抑制原本车辆所带有的路面反力扭矩特性的左右偏差。此外，关于左右的转向方向，也可以通过转向扭矩的符号(＋或－)来判断，并根据转向扭矩的符号来设定不同的修正增益。

实施方式5

在实施方式5中，路面反力扭矩运算部52基于车重(车辆重量)或路面摩擦系数来对上式(1)～式(13)所示的车辆模型进行修正。

实施方式5的转向控制装置主体50的整体结构与实施方式1的转向控制装置主体50的整体结构相同。此外，在实施方式5的转向控制装置主体50中，仅在连接有车重传感器13及路面摩擦系数传感器14这点和路面反力扭矩运算部52的内部处理这点与实施方式1中的转向控制装置主体50有所不同。在此，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

图22是表示本发明实施方式5的转向控制装置主体50的框图。在图22中，作为车重获取元件的车重传感器13检测或推算出车重m，并生成与车重m相应的车重信号。作为路面摩擦系数获取元件的路面摩擦系数传感器14检测或推算出路面摩擦系数或与之相当的物理量，并生成路面摩擦系数信号。

在此，在式(1)～式(13)所示的车辆模型的算式中，作为参数(变量)包括车重m。因此，路面反力扭矩运算部52使用来自车重传感器13的车重信号来对车重m的变化进行监视，并基于上述车重m来改变车辆模型的特性。此外，由于车重m的变化主要是由乘客、装载物及燃料重量而引起的变化，因此，也可以基于车重m来改变式(1)～式(13)所示的车辆模型中的簧上质量m_S。即，在实施方式5中，将在实施方式1中作为固定值的车重m及簧上质量m_S设为变量。

此外，前后轮的转向能力K_f、K_r因车重及路面摩擦系数不同而变化。因此，路面反力扭矩运算部52基于车重及路面摩擦系数来改变车辆模型中的转向能力K_f、K_r。例如，也可以设定为使车辆模型中的转向能力K_f、K_r随着车重的增大而增加。此外，在路面摩擦系数较低、容易打滑的路面上，也可以设定为使车辆模型中的转向能力K_f、K_r变小。

综上所述，根据实施方式5，也适用于车重大幅度变化的情况和在容易打滑的路面上行驶的情况，能根据转向角计算出自动回正扭矩M_S及更接近于实际的路面反力扭矩M_R。其结果是，能模拟地增加与车重及路面变化相对应的路面反力扭矩M_R，从而能实现更自然的转向感。

另外，在实施方式5中，基于车重及路面摩擦系数两者来使车辆模型中的转向能力K_f、K_r变化。但是，不限定于上述例子，也可以仅基于车重及路面摩擦系数中的任意一方来使车辆模型中的转向能力K_f、K_r变化。

此外，关于包括车辆模型的滤波器，也可以将滤波器设定为与车辆的车速、转向扭矩、转向角、车重、路面摩擦系数、转向速度及转向方向中的至少任意一个的变化相应地变化。藉此，能根据车速及转向状况来实现合适的、没有不适感的自然的转向感。

另外，在实施方式1～实施方式5中，在计算自动回正扭矩M_S时，使用了式(1)～式(13)所示的车辆模型。但是，不限定于上述例子。例如，在不使用式(1)～式(13)所示的车辆模型的情况下，根据测定出的转向角和测定出的自动回正扭矩，来使预先录入的车辆模型等同，并使用该等同的车辆模型来计算反力指令电流，也能得到与实施方式1～实施方式5相同的效果。

此外，在实施方式1～实施方式5中，转向控制装置主体50通过转向角传感器10来对转向角的变化进行监视。在此，电动机4的旋转角度、转向轮6A、6B的旋转角度(转角)是随着转向角而变化的物理量。因此，转向控制装置主体50也可以不经由转向角传感器10，(通过其它传感器)对上述物理量的变化进行监视，来对转向角的变化进行监视。

此外，在实施方式1～实施方式5中，基于反力指令电流及基本辅助指令电流来计算出电动机4产生的辅助扭矩。但是，不限定于上述例子，也可以将实施方式1～实施方式5中的辅助扭矩替换为使用式(1)～式(13)所示的车辆模型计算出的基于自动回正扭矩M_S或路面反力扭矩M_R的各种电动机产生扭矩。

Claims (6)

1.一种转向控制装置，其对用于将动力施加至转向系统的电动机的驱动进行控制，其特征在于，

包括转向控制装置主体，该转向控制装置主体使用具有规定的频率特性的滤波器对转向角信号进行滤波处理，并基于该滤波处理的结果来设定所述电动机的驱动扭矩，其中，所述转向角信号是从生成与所述转向系统的转向角相对应的转向角信号的转向角检测元件接收到的，所述规定的频率特性表现了从所述转向角至所述转向系统的转向轮的自动回正扭矩的车辆特性。

2.如权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，

在所述滤波器的规定的频率特性中包括轮胎的扭曲扭矩的特性，该轮胎的扭曲扭矩是所述转向轮的轮胎自身因弹性变形而扭曲所产生的、作用于所述转向系统的扭矩。

3.如权利要求1或2所述的转向控制装置，其特征在于，

所述转向控制装置主体使用具有规定的频率特性的滤波器对所述转向角信号进行滤波处理，并基于该滤波处理的结果来对所述驱动扭矩进行修正，其中，所述规定的频率特性表现了从所述转向角至后倾拖拽引起的扭矩的车辆特性，所述后倾拖拽引起的扭矩是因后倾拖拽和轮胎横向力而产生的、作用于所述转向系统的扭矩。

4.如权利要求1或2所述的转向控制装置，其特征在于，

所述转向控制装置主体进行如下滤波处理：

使用具有规定的频率特性的滤波器对所述转向角信号进行滤波处理，其中，所述规定的频率特性表现了从所述转向角至所述转向轮的自动回正扭矩的车辆特性；

使用具有规定的频率特性的滤波器对所述转向角信号进行滤波处理，其中，所述规定的频率特性表现了从所述转向角至后倾拖拽引起的扭矩的车辆特性，所述后倾拖拽引起的扭矩是因后倾拖拽和轮胎横向力而产生的、作用于所述转向系统的扭矩，

所述转向控制装置主体使所述滤波处理的结果分别乘以规定的增益，并基于乘上所述增益得到的结果来对所述驱动扭矩进行修正。

5.如权利要求1或2所述的转向控制装置，其特征在于，

所述转向控制装置主体基于来自转向扭矩检测元件的转向扭矩信号来计算出基本辅助扭矩，其中，所述转向扭矩检测元件生成与驾驶员施加至所述转向系统的转向扭矩相对应的所述转向扭矩信号，

所述转向控制装置主体使用计算出的基本辅助扭矩来对所述驱动扭矩进行修正。

6.如权利要求1或2所述的转向控制装置，其特征在于，

所述滤波器的特性对应于如下参数中的至少任意一个的变化而变化：

所述车辆的车速；

由对驾驶员施加至所述转向系统的转向扭矩进行检测的转向扭矩检测元件检测出的转向扭矩；

由所述转向角检测元件检测出的转向角；

由对车重进行检测或推算的车重获取元件获取的车重；

由对路面摩擦系数进行检测或推算的路面摩擦系数获取元件获取的路面摩擦系数；

基于所述转向角的转向速度；以及

基于所述转向角和所述转向扭矩中的一方的转向方向。

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