CN103906672A - 转向控制装置 - Google Patents

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    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • G—PHYSICS
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    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/06—Steering behaviour; Rolling behaviour

Abstract

控制运算部(11)以预先设定的分配比例(K2、K1)分配电流轴力和横向加速度轴力，来计算作为转向齿条轴力的反馈轴力(TFB)。然后，控制运算部(11)根据所计算出的反馈轴力(TFB)来驱动反作用力马达(9A)。另外，使横向加速度轴力的分配比例(K1)大于电流轴力的分配比例(K2)。

Description

转向控制装置
技术领域
本发明涉及方向盘与转向轮机械分离的线控转向(Steer-by-Wire)方式的转向控制装置。
背景技术
以往，作为转向控制装置，例如有专利文献1所记载的现有技术。
在该现有技术中，根据作用于车辆的转轮机构的转向齿条的齿条轴力来生成转向反作用力。由此，在该现有技术中，将作用于轮胎的横向力(以下还称为轮胎横向力)反映为转向反作用力。
专利文献1：日本特开2000-108914号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述现有技术中，由于根据齿条轴力来生成转向反作用力，因此需要检测齿条轴力的轴力传感器。因此，由于轴力传感器比较贵，因此转向控制装置的制造成本可能增大。
本发明着眼于如上所述的点，其课题在于能够抑制制造成本的增大。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，在本发明的一个方式中，以预先设定的分配比例分配电流轴力和横向G(加速度)轴力，来计算反馈轴力。而且，在本发明的一个方式中，根据计算出的反馈轴力，来驱动反作用力马达。此时，使横向G轴力的分配比例大于电流轴力的分配比例。
发明的效果
在本发明的一个方式中，根据转轮马达的转轮电流以及车辆的横方向加速度等一般的车辆所具备的传感器的检测结果，来驱动反作用力马达。因此，根据本发明的一个方式，不需要具备专用的传感器，就能够抑制制造成本的增大。
附图说明
图1是表示车辆A的结构的概念图。
图2是表示控制运算部11的结构的框图。
图3是表示目标转向反作用力运算部11B的详细结构的框图。
图4是用于说明前馈轴力TFF的计算式的系数的图。
图5是表示横向G轴力、电流轴力、横摆率轴力以及实际的转向齿条轴力的曲线图。
图6是表示反馈轴力TFB以及实际的转向齿条轴力的曲线图。
图7是表示分配比例对应关系M1的曲线图。
图8是表示轴力-转向反作用力变换对应关系的曲线图。
图9是表示控制运算部11的结构的框图。
图10是表示控制对应关系M0的曲线图。
图11是用于说明轮胎横向力和自校准扭矩的图。
图12是用于说明电流轴力、横摆率轴力以及横向G轴力的分配比例的图。
图13是表示控制对应关系M0的曲线图。
具体实施方式
接着，参照附图说明本发明所涉及的实施方式。
(结构)
本实施方式的车辆A是具备方向盘1与前轮(转向轮2)机械分离的、所谓的线控转向方式(SBW方式)的转向控制装置的车辆。
图1是表示本实施方式的车辆A的结构的概念图。
如图1所示，车辆A具备转向角传感器3、转轮角传感器4、车速传感器5、横向G(加速度)传感器6以及横摆率传感器7。
转向角传感器3检测方向盘1的转向角δ。而且，转向角传感器3将表示检测结果的信号(以下还称为检测信号)输出到后述的控制运算部11。
转轮角传感器4检测转向轮2的转轮角θ。作为转向轮2的转轮角θ的检测方法，能够采用根据转向齿条的齿条移动量进行计算的方法。而且，转轮角传感器4将检测信号输出到控制运算部11。
车速传感器5检测车辆A的车速V。而且，车速传感器5将检测信号输出到控制运算部11。
横向G传感器6检测车辆A的横方向加速度Gy。而且，横向G传感器6将检测信号输出到控制运算部11。
横摆率传感器7检测车辆A的横摆率γ。而且，横摆率传感器7将检测信号输出到控制运算部11。
此外，横向G传感器6和横向G传感器6配置在簧上(车体)。
另外，车辆A具备转轮控制部8以及反作用力控制部9。
转轮控制部8具备转轮马达8A、转轮电流检测部8B以及转轮马达驱动部8C。
转轮马达8A经由减速器与小齿轮轴10相连结。而且，转轮马达8A由转轮马达驱动部8C进行驱动，通过小齿轮轴10使转向齿条左右移动。由此，转轮马达8A使转向轮2转动。作为转轮马达8A的驱动方法，能够采用对驱动转轮马达8A的电流(以下还称为转轮电流)进行控制的方法。
转轮电流检测部8B检测转轮电流。而且，转轮电流检测部8B将检测信号输出到转轮马达驱动部8C和控制运算部11。
转轮马达驱动部8C根据控制运算部11所计算出的目标转轮电流，来控制转轮马达8A的转轮电流以使转轮电流检测部8B检测出的转轮电流与该目标转轮电流一致。由此，转轮马达驱动部8C驱动转轮马达8A。目标转轮电流是驱动转轮马达8A的电流的目标值。
反作用力控制部9具备反作用力马达9A、反作用力电流检测部9B以及反作用力马达驱动部9C。
反作用力马达9A经由减速器与转向轴相连结。而且，反作用力马达9A由反作用力马达驱动部9C进行驱动，经由转向轴向方向盘1施加转动扭矩。由此，反作用力马达9A产生转向反作用力。作为反作用力马达9A的驱动方法，能够采用对驱动反作用力马达9A的电流(以下还称为反作用力电流)进行控制的方法。
反作用力电流检测部9B检测反作用力电流。而且，反作用力电流检测部9B将检测信号输出到反作用力马达驱动部9C和控制运算部11。
反作用力马达驱动部9C根据控制运算部11所计算出的目标反作用力电流，来控制反作用力马达9A的反作用力电流以使反作用力电流检测部9B检测出的反作用力电流与该目标反作用力电流一致。由此，反作用力马达驱动部9C驱动反作用力马达9A。目标反作用力电流是驱动反作用力马达9A的电流的目标值。
另外，车辆A具备控制运算部11。
图2是表示控制运算部11的结构的框图。
如图2所示，控制运算部11具备目标转轮角运算部11A、目标转向反作用力运算部11B以及目标转轮电流运算部11C。
目标转轮角运算部11A根据转向角传感器3检测出的转向角δ和车速传感器5检测出的车速V，来计算作为转轮角θ的目标值的目标转轮角θ*。而且，目标转轮角运算部11A将计算结果输出到目标转向反作用力运算部11B。
目标转向反作用力运算部11B根据目标转轮角运算部11A所计算出的目标转轮角θ*、车速传感器5检测出的车速V以及转轮电流检测部8B检测出的转轮电流，来计算目标反作用力电流。而且，目标转向反作用力运算部11B将计算结果输出到反作用力控制部9(反作用力马达驱动部9C)。
图3是表示目标转向反作用力运算部11B的详细结构的框图。
在此，说明目标转向反作用力运算部11B的详细结构。
如图3所示，目标转向反作用力运算部11B具备前馈轴力计算部11Ba、反馈轴力计算部11Bb、最终轴力计算部11Bc、轴力-转向反作用力变换部11Bd以及目标反作用力电流运算部11Be。
前馈轴力计算部11Ba根据转向角传感器3检测出的转向角δ和车速传感器5检测出的车速V，依照下述(1)式计算转向齿条轴力(以下还称为前馈轴力)TFF。转向齿条轴力是施加于转向齿条的齿条轴力。而且，前馈轴力计算部11Ba将计算结果输出到最终轴力计算部11Bc。
TFF＝(Ks+Css)/(JrS2+(Cr+Cs)s+Ks)·k·V/(1+A
V2)·θ+Ks(Jrs2+Crs)/(JrS2+(Cr+Cs)s+Ks)·θ
                                ………(1)
在此，如图4所示，Ks是小齿轮刚性，Cs是小齿轮粘性，Jr是齿条惯性，Cr是齿条粘性，k、A是预先设定的常数。由此，前馈轴力计算部11Ba计算未反映作用于转向轮2的轮胎横向力Fd的影响的转向齿条轴力来作为前馈轴力TFF。
在此，上述(1)式是在预先设定的路面状态、车辆状态下以具备将方向盘1与转向轮2机械连接的转向机构的车辆的运动方程式为基础导出的数式。上述(1)式的右边第一项表示构成前馈轴力TFF的成分中的基于转向角δ和车速V的成分，右边的第二项是表示基于转向角速度的成分的项。此外，在上述(1)式中，表示基于转向角加速度的成分的项包含很多的噪声成分，对前馈轴力TFF的计算结果引起变动，因此去除了。
反馈轴力计算部11Bb根据横向G传感器6检测出的横方向加速度Gy(车辆A的状态量)，依照下述(2)式计算转向齿条轴力(以下还称为横向G轴力)。在下述(2)式中，首先将前轮载荷与横方向加速度Gy相乘，计算乘法结果作为施加于转向轮2的轴力(轴方向的力)。接着，在下述(2)式中，将计算出的施加于转向轮2的轴力和与连杆的角度、悬架相应的常数(以下还称为连杆比)相乘，计算乘法结果作为横向G轴力。
横向G轴力＝施加于转向轮2的轴力×连杆比……(2)
施加于转向轮2的轴力＝前轮载荷×横方向加速度Gy
在此，通过转动转向轮2，而轮胎横向力Fd作用于转向轮2，车辆A转弯，由此产生横方向加速度Gy。因此，反馈轴力计算部11Bb通过基于横方向加速度Gy，能够计算反映了作用于转向轮2的轮胎横向力Fd的影响的转向齿条轴力(横向G轴力)。在此，由于横向G传感器6配置在簧上(车体)，因此横方向加速度Gy的检测延迟。因此，如图5所示，与实际的转向齿条轴力相比，横向G轴力的相位滞后。
此外，在本实施方式中，示出了在计算横向G轴力时使用由横向G传感器6检测出的横方向加速度Gy的例子，但是也可以采用其它结构。例如，也可以设为将车速传感器5检测出的车速V与横摆率传感器7检测出的横摆率γ相乘来使用乘法结果γ×V代替横方向加速度Gy的结构。
返回图3，反馈轴力计算部11Bb根据转轮电流检测部8B检测出的转轮电流(车辆A的状态量)，依照下述(3)式计算转向齿条轴力(以下还称为电流轴力)。在下述(3)式中，首先，将转轮电流、用于基于转轮电流计算转轮马达8A的输出扭矩的扭矩常数[Nm/A]以及用于传递转轮马达8A的马达扭矩的马达齿轮比相乘。接着，在下述(3)式中，将乘法结果除以转轮马达8A的小齿轮的小齿轮半径[m]，将传递转轮马达8A的输出扭矩时的效率与除法结果相乘，计算乘法结果作为电流轴力。
电流轴力＝转轮电流×马达齿轮比×扭矩常数[Nm/A]/小齿轮半径[m]×效率……(3)
在此，转动方向盘1，目标转轮角θ*发生变动，从而目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差，由此转轮电流发生变动。另外，转动转向轮2，而轮胎横向力Fd作用于转向轮2，从而目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差，由此转轮电流也发生变动。并且，由于路面凹凸等而路面干扰作用于转向轮2，轮胎横向力Fd作用于转向轮2，从而目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差，由此转轮电流也发生变动。因此，反馈轴力计算部11Bb通过基于转轮电流，能够计算反映了作用于转向轮2的轮胎横向力Fd的影响的转向齿条轴力(电流轴力)。在此，在目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差的时刻产生电流轴力。因此，如图5所示，与实际的转向齿条轴力、横向G轴力相比，电流轴力的相位超前。
返回图3，反馈轴力计算部11Bb根据车速传感器5检测出的车速V(车辆A的状态)以及横摆率传感器7检测出的横摆率γ(车辆A的状态)，依照下述(4)式计算转向齿条轴力(以下还称为横摆率轴力)。在下述(4)式中，首先，将前轮载荷、车速V以及横摆率γ相乘，计算乘法结果作为施加于转向轮2的轴力。接着，在下述(4)式中，将计算出的施加于转向轮2的轴力与连杆比相乘，计算乘法结果作为横摆率轴力。
横摆率轴力＝施加于转向轮2的轴力×连杆比……(4)
施加于转向轮2的轴力＝前轮载荷×车速V×横摆率γ
在此，转动转向轮2，而轮胎横向力Fd作用于转向轮2，车辆A转弯，由此产生横摆率γ。因此，反馈轴力计算部11Bb通过基于横摆率γ，能够计算反映了作用于转向轮2的轮胎横向力Fd的影响的转向齿条轴力(横摆率轴力)。在此，横摆率传感器7配置在簧上(车体)，因此横摆率γ的检测延迟。因此，如图5所示，与实际的转向齿条轴力相比，横摆率轴力的相位滞后。
另外，反馈轴力计算部11Bb根据计算出的横向G轴力、电流轴力以及横摆率轴力，依照下述(5)式计算转向齿条轴力(以下还称为“反馈轴力”)TFB。在下述(5)式中，将分配比例K1乘以横向G轴力，将分配比例K2乘以电流轴力，将分配比例K3乘以横摆率轴力，计算这些乘法结果之和作为反馈轴力TFB。即，根据将分配比例K1乘以横向G轴力得到的值、将分配比例K2乘以电流轴力得到的值以及将分配比例K3乘以横摆率轴力得到的值，来计算反馈轴力TFB。而且，反馈轴力计算部11Bb将计算结果输出到最终轴力计算部11Bc。
TFB＝横向G轴力×K1+电流轴力×K2+横摆率轴力×K3……(5)
在此，分配比例K1、K2、K3是横向G轴力、电流轴力、横摆率轴力的分配比例。分配比例K1、K2、K3的大小关系设为K1>K2>K3。即，依照横向G轴力、电流轴力、横摆率轴力的顺序将分配比例设为从大到小的值。例如分配比例K1、K2、K3分别设定为K1＝0.6、K2＝0.3、K3＝0.1。由此，反馈轴力计算部11Bb计算反映了作用于转向轮2的轮胎横向力Fd的影响的转向齿条轴力作为反馈轴力TFB。
这样，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb根据转轮马达8A的转轮电流以及车辆A的横方向加速度Gy来计算电流轴力和横向G轴力。然后，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb根据所计算出的电流轴力和横向G轴力来计算反馈轴力TFB。因此，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb根据转轮马达8A的转轮电流以及车辆A的横方向加速度Gy等、一般的车辆所具备的传感器(转轮电流检测部8B、横向G传感器6)的检测结果，能够计算反馈轴力TFB。因此，本实施方式的控制运算部11不需要具备检测转向齿条轴力的轴力传感器等专用的传感器，从而能够抑制制造成本的增大。
另外，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb根据将分配比例K2乘以电流轴力得到的值和将分配比例K1乘以横向G轴力得到的值来计算反馈轴力TFB。在此，如图5所示，与实际的转向齿条轴力相比，横向G轴力的相位滞后。另外，与实际的转向齿条轴力相比，电流轴力的相位超前。因此，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb通过将电流轴力与横向G轴力相加，由此能够如图6所示那样补偿横向G轴力的相位滞后，从而能够计算更适当的反馈轴力TFB。因此，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB，来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
并且，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb根据将分配比例K2乘以电流轴力得到的值和将分配比例K1乘以横向G轴力得到的值来计算反馈轴力TFB。在此，车辆A在由于路面凹凸等而路面干扰作用于转向轮2、轮胎横向力Fd作用于转向轮2的情况下，目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差。因此，本实施方式的控制运算部11通过将电流轴力与横向G轴力相加，由此将由于路面凹凸等而作用于转向轮2的路面干扰的影响反映于反馈轴力TFB，从而能够计算更适当的反馈轴力TFB。因此，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB，来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
另外，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb使横向G轴力的分配比例K1大于电流轴力的分配比例K2。因此，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb能够降低电流轴力的分配比例，例如即使电流轴力的估计精度由于转轮马达8A的惯性、摩擦的影响而与实际的转向齿条轴力相比下降，也能够抑制反馈轴力TFB的估计精度的下降。因此，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB，来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
并且，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb根据将分配比例K2乘以电流轴力得到的值、将分配比例K1乘以横向G轴力得到的值以及将分配比例K3乘以横摆率轴力得到的值，来计算反馈轴力TFB。在此，例如在车辆A为转弯状态的情况下，由于转轮电流和横方向加速度Gy增大，因此横向G传感器6的检测结果和转轮电流检测部8B的检测结果都为最大值(饱和值)。对于此，横摆率γ也增大，但是横摆率γ的增大量比较小，因此横摆率传感器7的检测结果未达到最大值(饱和值)。因此，与车辆A的转弯状态的程度相应地横摆率传感器7的检测结果发生变动。因此，能够与车辆A的转弯状态的程度相应地改变反馈轴力TFB。其结果，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
返回图3，最终轴力计算部11Bc从前馈轴力计算部11Ba和反馈轴力计算部11Bb读入前馈轴力TFF和反馈轴力TFB。接着，最终轴力计算部11Bc根据所读入的前馈轴力TFF和反馈轴力TFB，依照下述(6)来计算转向齿条轴力(以下为最终轴力)。而且，最终轴力计算部11Bc将计算结果输出到轴力-转向反作用力变换部11Bd。
最终轴力＝前馈轴力TFF×GF－反馈轴力TFB×(1－GF)……(6)
在此，GF是表示前馈轴力TFF的分配比例GF和反馈轴力TFB的分配比例(1－GF)的数值(以下称为分配比例)。由此，最终轴力计算部11Bc根据分配比例GF，将前馈轴力TFF和反馈轴力TFB以GF：(1－GF)的比例进行合计来计算最终轴力。
这样，本实施方式的最终轴力计算部11Bc根据反馈轴力TFB和前馈轴力TFF计算最终轴力。在此，反馈轴力TFB由于反映作用于转向轮2的轮胎横向力Fd的影响，因此与路面状态的变化、车辆状态的变化相应地发生变化。对于此，前馈轴力TFF由于不反映轮胎横向力Fd的影响，因此与路面状态的变化等无关地平滑地变化。因此，最终轴力计算部11Bc除了反馈轴力TFB以外，还根据前馈轴力TFF来计算最终轴力，由此能够计算更适当的最终轴力。因此，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB，来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
在此，作为分配比例GF的设定方法，能够采用从分配比例对应关系M1读出与轴力差分对应的分配比例GF的方法。轴力差分是指前馈轴力TFF与反馈轴力TFB之差。具体地说，是从前馈轴力TFF减去反馈轴力TFB的减法结果。另外，分配比例对应关系M1是指登记有与轴力差分相对应的分配比例GF的曲线。
在此，依照以预先设定的路面状态、车辆状态为基础导出的上述(1)式计算前馈轴力TFF。因此，当路面状态、车辆状态发生变化时，前馈轴力TFF的估计精度下降。与此相对地，反馈轴力TFB的估计精度与路面状态、车辆状态无关地大致固定。因此，本实施方式的最终轴力计算部11Bc将前馈轴力TFF与反馈轴力TFB之差即轴力差分设为用于设定分配比例GF、即前馈轴力TFF的分配比例和反馈轴力TFB的分配比例的指标。由此，本实施方式的最终轴力计算部11Bc能够设定更适当的分配比例GF。
图7是表示分配比例对应关系M1的曲线图。
如图7所示，分配比例对应关系M1在轴力差分的绝对值为0以上且小于第一设定值Z1(>0)的范围内，与轴力差分的大小无关地将分配比例GF设定为大于分配比例(1－GF)的值(例如“1”)。第一设定值Z1是前馈轴力TFF的估计精度开始下降的轴力差分(阈值)。另外，在分配比例对应关系M1上，在轴力差分的绝对值为第二设定值Z2(>Z1)以上的范围内，与轴力差分的大小无关地将分配比例GF设定为小于分配比例(1－GF)的值(例如“0.0”)。第二设定值Z2是指前馈轴力TFF的估计精度与反馈轴力TFB的估计精度相比下降的轴力差分(阈值)。并且，在分配比例对应关系M1上，在轴力差分的绝对值为第一设定值Z1以上且小于第二设定值Z2的范围内，与轴力差分的绝对值相应地使分配比例GF直线下降。具体地说，分配比例对应关系M1在轴力差分的绝对值为第一设定值Z1以上且小于第二设定值Z2的范围内，以基于轴力差分的分配比例，依照表示轴力差分的绝对值与分配比例GF的关系的一次函数，能够计算分配比例GF。在该一次函数中，在轴力差分的绝对值为第一设定值Z1的情况下将分配比例GF设为“1”，在轴力差分的绝对值为第二设定值Z2的情况下，将分配比例GF设为“0”。由此，最终轴力计算部11Bc在轴力差分的绝对值小于第一设定值Z1的情况下，将前馈轴力TFF设为最终轴力。另外，最终轴力计算部11Bc在轴力差分的绝对值为第二设定值Z2以上的情况下，将反馈轴力TFB设为最终轴力。另外，在分配比例对应关系M1上，在轴力差分的绝对值为第一设定值Z1以上且小于第二设定值Z2的情况下，将分配比例GF乘以前馈轴力TFF得到的值与将分配比例(1－GF)乘以反馈轴力TFB得到的值进行合计而得到的值设为最终轴力。
返回图3，轴力-转向反作用力变换部11Bd根据最终轴力计算部11Bc所计算出的最终轴力来计算目标转向反作用力。目标转向反作用力是转向反作用力的目标值。作为目标转向反作用力的计算方法，能够采用从轴力-转向反作用力变换对应关系中读出与车速V和最终轴力对应的目标转向反作用力的方法。轴力-转向反作用力变换对应关系是指按每个车速V进行设定并登记有与最终轴力对应的目标转向反作用力的对应关系。
图8是表示轴力-转向反作用力变换对应关系的曲线图。
如图8所示，轴力-转向反作用力变换对应关系按每个车速V进行设定。另外，在轴力-转向反作用力变换对应关系上，最终轴力越大，将目标转向反作用力设为越大的值。
返回图3，目标反作用力电流运算部11Be根据轴力-转向反作用力变换部11Bd所计算出的目标转向反作用力，依照下述(7)式计算目标反作用力电流。而且，目标反作用力电流运算部11Be将计算结果输出到反作用力马达驱动部9C。
目标反作用力电流＝目标转向反作用力×增益……(7)
返回图2，目标转轮电流运算部11C根据从目标转轮角运算部11A所计算出的目标转轮角θ*减去转轮角传感器4检测出的转轮角θ的减法结果来计算目标转轮电流。而且，目标转轮电流运算部11C将计算结果输出到转轮马达驱动部8C。
(动作及其它)
接着，说明车辆A的转向控制装置的动作。
假设在车辆A行驶的过程中驾驶员转动了方向盘1。于是，控制运算部11根据转向角δ和车速V计算目标转轮角θ*(图2的目标转轮角运算部11A)。接着，控制运算部11根据从计算出的目标转轮角θ*减去实际的转轮角θ的减法结果来计算目标转轮电流(图2的目标转轮电流运算部11C)。由此，转轮控制部8与驾驶员的转向操作相应地转动转向轮2。
同时，控制运算部11根据转向角δ和车速V来计算前馈轴力TFF(图3的前馈轴力计算部11Ba)。接着，控制运算部11根据横方向加速度Gy来计算横向G轴力(图3的反馈轴力计算部11Bb)。接着，控制运算部11根据转轮电流来计算电流轴力(图3的反馈轴力计算部11Bb)。接着，控制运算部11根据横摆率γ和车速V来计算横摆率轴力(图3的反馈轴力计算部11Bb)。接着，控制运算部11根据将分配比例K2乘以所计算出的电流轴力得到的值、将分配比例K1乘以横向G轴力得到的值以及将分配比例K3乘以横摆率轴力得到的值，来计算反馈轴力TFB(图3的反馈轴力计算部11Bb)。横向G轴力、电流轴力、横摆率轴力的分配比例K1、K2、K3为0.6：0.3：0.1(图3的反馈轴力计算部11Bb)。接着，控制运算部11以GF：(1－GF)对计算出的前馈轴力TFF和反馈轴力TFB进行分配，来计算最终轴力(图3的最终轴力计算部11Bc)。接着，控制运算部11根据所计算出的最终轴力来计算目标转向反作用力(图3的轴力-转向反作用力变换部11Bd)。接着，控制运算部11根据所计算出的目标转向反作用力来计算目标反作用力电流(图3的目标反作用力电流运算部11Be)。接着，控制运算部11根据所计算出的目标反作用力电流来驱动反作用力马达9A(图2的反作用力马达驱动部9C)。由此，反作用力控制部9对方向盘1施加转向反作用力。
这样，在本实施方式的转向控制装置中，根据转轮马达8A的转轮电流和车辆A的横方向加速度Gy来计算电流轴力和横向G轴力。然后，在本实施方式的转向控制装置中，根据所计算出的电流轴力和横向G轴力来计算反馈轴力TFB。因此，本实施方式的转向控制装置根据转轮马达8A的转轮电流和车辆A的横方向加速度Gy等、一般的车辆所具备的传感器(转轮电流检测部8B、横向G传感器6)的检测结果，能够计算反馈轴力TFB。因此，本实施方式的转向控制装置通过根据反馈轴力TFB来驱动反作用力马达9A，由此不需要具备用于检测转向齿条轴力的专用的传感器，从而能够抑制制造成本的增大。
另外，在本实施方式的转向控制装置中，根据将分配比例K2乘以电流轴力得到的值和将分配比例K1乘以横向G轴力得到的值来计算反馈轴力TFB。在此，如图5所示，与实际的转向齿条轴力相比，横向G轴力的相位滞后。另外，与实际的转向齿条轴力相比，电流轴力的相位超前。因此，本实施方式的转向控制装置通过将电流轴力与横向G轴力相加，由此能够如图6所示那样补偿横向G轴力的相位滞后，从而能够计算更适当的反馈轴力TFB。因此，本实施方式的转向控制装置通过基于反馈轴力TFB，能够施加更适当的转向反作用力。
并且，本实施方式的转向控制装置使横向G轴力的分配比例K2“0.6”大于电流轴力的分配比例K2“0.3”。因此，本实施方式的转向控制装置能够降低电流轴力的分配比例K2，例如即使电流轴力的估计精度由于转轮马达8A的惯性、摩擦的影响而与实际的转向齿条轴力相比下降，也能够抑制反馈轴力TFB的估计精度的下降。因此，本实施方式的转向控制装置根据反馈轴力TFB，来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
在此，假设在车辆A的行驶过程中由于路面凹凸等而路面干扰作用于转向轮2。于是，轮胎横向力Fd作用于转向轮2，目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差。由此，转轮马达8A的转轮电流增大，与作用于转向轮2的路面干扰的程度相应地转轮电流检测部8b的检测结果发生变动。因此，能够反映于反馈轴力TFB，从而能够计算更适当的反馈轴力TFB。因此，控制运算部11与作用于转向轮2的路面干扰的程度相应地改变反馈轴力TFB(图3的反馈轴力计算部11Bb)。由此，反作用力控制部9施加更适当的转向反作用力。此外，此时，目标转轮电流运算部11C为了降低目标转轮角θ*与实际的转轮角θ之差而计算目标转轮电流，因此横向G传感器6的检测结果和横摆率传感器7的检测结果几乎不发生变动。
另外，假设在车辆A的行驶过程中车辆A处于转弯状态。于是，作用于转向轮2的轮胎横向力Fd增大，转向轮2的转轮角θ改变，目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差。由此，转轮马达8A的转轮电流增大，转轮电流检测部8b的检测结果为最大值(饱和值)。另外，产生车辆A的横滑和转动。由此，车辆A的横方向加速度Gy增大，横向G传感器6的检测结果为最大值(饱和值)。因此，与车辆A的转弯状态的程度无关地，横向G传感器6的检测结果和转轮电流检测部8B的检测结果固定(饱和值)。与此相对地，随着车辆A的横滑和转动，车辆A的横摆率γ也增大。然而，由于横摆率γ的增大量比较小，因此横摆率传感器7的检测结果未达到最大值(饱和值)。因此，与车辆A的转弯状态的程度相应地，横摆率传感器7的检测结果发生变动。因此，控制运算部11与车辆A的转弯状态的程度相应地改变反馈轴力TFB(图3的反馈轴力计算部11Bb)。由此，反作用力控制部9施加更适当的转向反作用力。
在本实施方式中，图1的方向盘1构成方向盘。以下同样地，图1的转向角传感器3构成转向角检测部。另外，图1的转轮马达8A构成转轮马达。并且，图1的转轮马达驱动部8C构成转轮马达驱动部。另外，图1的转轮电流检测部8B构成转轮电流检测部。并且，图1的横向G传感器6构成横方向加速度检测部。另外，图1的反作用力马达9A构成反作用力马达。并且，图3的反馈轴力计算部11Bb构成电流轴力计算部、横向G轴力计算部、反馈轴力计算部以及横摆率轴力计算部。另外，分配比例K2构成第一分配比例。并且，分配比例K1构成第二分配比例。另外，分配比例K3构成第三分配比例。并且，图1的反作用力马达驱动部9C和目标转向反作用力运算部11B构成反作用力马达驱动部。另外，图1的横摆率传感器7构成横摆率检测部。并且，图1的车速传感器5构成车速检测部。另外，图1的前馈轴力计算部11Ba构成前馈轴力计算部。
(本实施方式的效果)
本实施方式起到如下的效果。
(1)控制运算部11以预先设定的分配比例K2、K1分配电流轴力和横向G轴力，来计算作为转向齿条轴力的反馈轴力TFB。而且，控制运算部11根据所计算出的反馈轴力TFB来驱动反作用力马达9A。另外，使横向G轴力的分配比例K1大于电流轴力的分配比例K2。
根据这样的结构，能够根据转轮马达8A的转轮电流和横方向加速度Gy等、一般的车辆所具备的传感器的检测结果，来驱动反作用力马达9A。因此，不需要专用的传感器，从而能够抑制制造成本的增大。
另外，以预先设定的分配比例K2、K1分配电流轴力和横向G轴力，来计算反馈轴力TFB。因此，能够补偿横向G轴力的相位的滞后。因此，能够计算更适当的反馈轴力TFB，从而能够施加更适当的转向反作用力。
并且，例如在由于路面凹凸等而路面干扰作用于转向轮2、轮胎横向力Fd作用于转向轮2从而目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差的情况下，能够与作用于转向轮2的路面干扰的程度相应地改变反馈轴力TFB。因此，能够计算更适当的反馈轴力TFB，从而能够施加更适当的转向反作用力。
另外，使横向G轴力的分配比例K1大于电流轴力的分配比例K2。因此，例如在电流轴力的估计精度由于转轮马达8A的惯性、摩擦的影响而与实际的转向齿条轴力相比下降的情况下，也能够抑制反馈轴力TFB的估计精度的下降。因此，能够计算更适当的反馈轴力TFB，从而能够施加更适当的转向反作用力。
(2)控制运算部11以预先设定的分配比例K2、K1、K3分配电流轴力、横向G轴力以及横摆率轴力，来计算反馈轴力TFB。
根据这样的结构，例如在车辆A处于转弯状态的情况下，由于转轮电流和横方向加速度Gy增大，因此横向G传感器6的检测结果和转轮电流检测部8B的检测结果都为最大值(饱和值)。对于此，横摆率γ也增大，但是横摆率γ的增大量比较小，因此横摆率传感器7的检测结果未达到最大值(饱和值)。因此，与车辆A的转弯状态的程度相应地，横摆率传感器7的检测结果发生变动。因此，能够与车辆A的转弯状态的程度相应地改变反馈轴力TFB。因此，能够计算更适当的反馈轴力TFB，从而能够施加更适当的转向反作用力。
(3)控制运算部11以分配比例GF、(1－GF)分配方向盘1的转向角δ和车辆A的车速V，来计算前馈轴力。然后，控制运算部11根据反馈轴力和前馈轴力来驱动反作用力马达9A。
根据这样的结构，由于除了反馈轴力以外还根据前馈轴力驱动反作用力马达9A，因此能够施加更适当的转向反作用力。
(第二实施方式)
接着，参照附图说明本发明的第二实施方式。
此外，关于与上述第一实施方式相同的结构等使用相同的附图标记。
在本实施方式中，与上述第一实施方式的不同点在于，在车辆A的横方向加速度Gy的绝对值为后述的第一设定值G1以上的情况下，与车辆A的横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地增大电流轴力的分配比例K2。
图9是表示控制运算部11的结构的框图。
如图9、图3所示，反馈轴力计算部11Bb根据横向G轴力、电流轴力以及横摆率轴力，依照上述(5)式(TFB＝横向G轴力×K1+电流轴力×K2+横摆率轴力×K3)计算转向齿条轴力(反馈轴力)TFB。而且，反馈轴力计算部11Bb将计算结果输出到最终轴力计算部11Bc。
在此，作为分配比例K2的设定方法，能够采用从后述的控制对应关系M0读出与横方向加速度Gy的绝对值相对应的分配比例K2的方法。另外，作为分配比例K1、K3的设定方法，能够采用根据从控制对应关系M0读出的分配比例K2并依照下述(8)式设定为预先设定的比例(例如6：1)的方法。
K1＝(1-K2)×6/7
K3＝(1-K2)×1/7………(8)
图10是表示控制对应关系M0的曲线图。
如图10所示，控制对应关系M0在横方向加速度Gy的绝对值为0以上且小于第一设定值G1(>0)的范围内，与横方向加速度Gy的大小无关地，将分配比例K2设定为比其它的分配比例K1与K3的合计值K1+K3＝(1－K2)小的值(例如0.3)。第一设定值G1是在行驶于干燥道路的过程中车辆A达到高G界限区域的横方向加速度Gy(例如0.7G)。高G界限区域如图11所示那样是指相对于轮胎滑移角的绝对值的增加量而轮胎横向力Fd的绝对值的增加量下降的区域。在高G界限区域，相对于轮胎滑移角的绝对值的增加量而轮胎横向力Fd的增加量下降，由此相对于轮胎滑移角的绝对值的增加而自校准扭矩的绝对值减小。具体地说，在控制对应关系M0上，将基于驾驶员的驾驶操作(例如转轮角θ(＝转向角δ×齿轮比)、车速V)通过预先设定的模型公式计算出的车辆A的运动状态(例如轮胎横向力Fd)与实际的车辆A的运动状态的偏离为预先设定的车辆运动状态阈值以上的横方向加速度Gy设为第一设定值G1。作为预先设定的模型公式，例如能够采用相对于轮胎滑移角的绝对值的增加量而轮胎横向力Fd的绝对值的增加量不下降的上述(1)式。另外，作为实际的车辆运动状态(实际的轮胎横向力Fd)的计算式，例如能够采用将分配比例K1、K2、K3设定为0.6、0.3、0.1所形成的上述(5)式。并且，作为车辆运动状态阈值，例如能够采用相对于轮胎滑移角的绝对值的增加量而轮胎横向力Fd的绝对值的增加量开始下降的值、相对于轮胎滑移角的绝对值的增加而自校准扭矩的绝对值开始减小的值。通过使用实际的车辆A的实验、模拟等预先在车辆A的制造时等设定第一设定值G1。
返回图10，在控制对应关系M0上，在横方向加速度Gy的绝对值为第二设定值G2(>G1)以上的范围内，与横方向加速度Gy的大小无关地，将分配比例K2设定为比其它的分配比例K1与K3的合计值K1+K3＝(1－K2)大的值(例如1.0G)。第二设定值G2是相对于轮胎滑移角的绝对值的增加而轮胎横向力Fd的绝对值为最大值(饱和值)的横方向加速度Gy(例如1.0G)。
并且，在控制对应关系M0上，在横方向加速度Gy的绝对值为第一设定值G1以上且小于第二设定值G2的范围内，与横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地使分配比例K2直线增加。具体地说，控制对应关系M0在横方向加速度Gy的绝对值为第一设定值G1以上且小于第二设定值G2的范围内，以一次函数表示横方向加速度Gy的绝对值与分配比例K2的关系。在该一次函数中，在横方向加速度Gy的绝对值为第一设定值G1的情况下，作为分配比例K2，计算出0.3，在横方向加速度Gy的绝对值为第二设定值G2的情况下，作为分配比例K2计算出1.0。
由此，反馈轴力计算部11Bb在横方向加速度Gy的绝对值为0以上且小于第一设定值G1的情况下，如图12的(a)所示那样，将横向G轴力、电流轴力、横摆率轴力以60％、30％、10％(K1＝0.6、K2＝0.3、K3＝0.1)的分配比例进行合计而得到的值设为反馈轴力TFB。另外，反馈轴力计算部11Bb在横方向加速度Gy的绝对值为第二设定值G2以上的情况下，如图12的(c)所示那样将电流轴力设为反馈轴力TFB。另外，反馈轴力计算部11Bb在横方向加速度Gy的绝对值为第一设定值G1以上且小于第二设定值G2的情况下，如图12的(b)所示那样将K1＝(1－K2)×6/7乘以横向G轴力得到的值、将K2乘以电流轴力得到的值以及将K3＝(1－K2)×1/7乘以横摆率轴力得到的值进行合计而得到的值设为反馈轴力TFB。由此，反馈轴力计算部11Bb计算反映了作用于转向轮2的轮胎横向力Fd的影响的转向齿条轴力作为反馈轴力TFB。
这样，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb在横方向加速度Gy的绝对值处于0以上且小于第一设定值G1的范围的情况下，根据将分配比例K2乘以电流轴力得到的值和将分配比例K1乘以横向G轴力得到的值来计算反馈轴力TFB。在此，车辆A在由于路面凹凸等而路面干扰作用于转向轮2、轮胎横向力Fd作用于转向轮2的情况下，目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差。因此，本实施方式的控制运算部11通过将电流轴力与横向G轴力相加，能够将由于路面凹凸等而作用于转向轮2的路面干扰的影响反映于反馈轴力TFB，从而能够计算更适当的反馈轴力TFB。因此，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB，来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
另外，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb在横方向加速度Gy的绝对值处于0以上且小于第一设定值G1的范围的情况下，使横向G轴力的分配比例K1大于电流轴力的分配比例K2。因此，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb能够降低电流轴力的分配比例，例如即使电流轴力的估计精度由于转轮马达8A的惯性、摩擦的影响而下降，也能够抑制反馈轴力TFB的估计精度的下降。因此，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
并且，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb在横方向加速度Gy的绝对值处于0以上且小于第一设定值G1的范围的情况下，根据将分配比例K2乘以电流轴力得到的值、将分配比例K1乘以横向G轴力得到的值以及将分配比例K3乘以横摆率轴力得到的值，来计算反馈轴力TFB。在此，例如在车辆A为转弯状态的情况下，由于转轮电流和横方向加速度Gy增大，因此横向G传感器6的检测结果和转轮电流检测部8B的检测结果都为最大值(饱和值)。对于此，横摆率γ也增大，但是横摆率γ的增大量比较小，因此横摆率传感器7的检测结果未达到最大值(饱和值)。因此，与车辆A的转弯状态的程度相应地横摆率传感器7的检测结果发生变动。因此，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb能够与车辆A的转弯状态的程度相应地改变反馈轴力TFB。其结果，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
另外，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb在横方向加速度Gy的绝对值处于第一设定值G1以上且小于第二设定值G2的范围的情况下，与横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地使电流轴力的分配比例K2增加。在此，在横方向加速度Gy的绝对值为第一设定值G1(0.7G)以上的情况下、即在车辆A处于高G界限区域的情况下，横向G轴力与轮胎滑移角的绝对值的增加相应地增加而变为最大值(饱和值)。与此相对地，电流轴力与轮胎滑移角的绝对值的增加相应地减少。因此，本实施方式的反馈轴力计算部11Bb在轮胎滑移角的绝对值增加、横方向加速度Gy的绝对值增加的情况下，与横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地使电流轴力的分配比例K2增加，由此能够使反馈轴力TFB的绝对值减小。因此，如图11所示那样在车辆A处于高G界限区域的情况下，能够将反馈轴力TFB的绝对值与自校准扭矩同样地降低。其结果，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB来驱动反作用力马达9A，由此能够降低转向反作用力，从而能够给予反作用力消失感(界限感知性)。由此，本实施方式的控制运算部11能够施加与自校准扭矩相对应的转向反作用力、即与实际的车辆运动状态相对应的转向反作用力。
此外，其它的结构与上述第一实施方式的结构相同。
(动作及其它)
接着，说明车辆A的转向控制装置的动作。
假设在车辆A的行驶过程中驾驶员转动了方向盘1。于是，控制运算部11根据转向角δ和车速V计算目标转轮角θ*(图9的目标转轮角运算部11A)。接着，控制运算部11根据从所计算出的目标转轮角θ*减去实际的转轮角θ的减法结果来计算目标转轮电流(图9的目标转轮电流运算部11C)。由此，转轮控制部8与驾驶员的转向操作相应地转动转向轮2。
同时，控制运算部11根据转向角δ和车速V来计算前馈轴力TFF(图3的前馈轴力计算部11Ba)。接着，控制运算部11根据横方向加速度Gy来计算横向G轴力(图3的反馈轴力计算部11Bb)。接着，控制运算部11根据转轮电流来计算电流轴力(图3的反馈轴力计算部11Bb)。接着，控制运算部11根据横摆率γ和车速V来计算横摆率轴力(图3的反馈轴力计算部11Bb)。在此，假设通过转向轮2的转动，轮胎滑移角的绝对值增加，轮胎横向力Fd增加，产生了0以上且小于第一设定值G1的横方向加速度Gy。于是，控制运算部11如图10所示那样将分配比例K1、K2、K3分别设定为0.6、0.3、0.1。接着，控制运算部11根据将分配比例K2乘以所计算出的电流轴力得到的值、将分配比例K1乘以横向G轴力得到的值以及将分配比例K3乘以横摆率轴力得到的值，来计算反馈轴力TFB(图3的反馈轴力计算部11Bb)。即，如图12的(a)所示那样，将横向G轴力、电流轴力、横摆率轴力以60％、30％、10％(K1＝0.6、K2＝0.3、K3＝0.1)的分配比例进行合计而得到的值设为反馈轴力TFB。接着，控制运算部11以GF：(1－GF)对计算出的前馈轴力TFF和反馈轴力TFB进行分配，来计算最终轴力(图3的最终轴力计算部11Bc)。接着，控制运算部11根据所计算出的最终轴力来计算目标转向反作用力(图3的轴力-转向反作用力变换部11Bd)。接着，控制运算部11根据计算出的目标转向反作用力来计算目标反作用力电流(图3的目标反作用力电流运算部11Be)。接着，控制运算部11根据计算出的目标反作用力电流来驱动反作用力马达9A(图2的反作用力马达驱动部9C)。由此，反作用力控制部9对方向盘1施加转向反作用力。
这样，本实施方式的转向控制装置在横方向加速度Gy为0以上且小于第一设定值G1的情况下，使横向G轴力的分配比例K1大于电流轴力的分配比例K2(K2＝0.3、K1＝0.6)。因此，本实施方式的转向控制装置能够降低电流轴力的分配比例K2，例如即使电流轴力的估计精度由于转轮马达8A的惯性、摩擦的影响而与实际的转向齿条轴力相比下降，也能够抑制反馈轴力TFB的估计精度的下降。因此，本实施方式的转向控制装置根据反馈轴力TFB来驱动反作用力马达9A，由此能够施加更适当的转向反作用力。
在此，假设驾驶员再进行转向，通过转向轮2的转动，而轮胎滑移角的绝对值增加，轮胎横向力Fd的绝对值增加，产生了第一设定值G1以上且小于第二设定值G2的横方向加速度Gy。由此，车辆A达到高G界限区域，如图11所示那样，相对于轮胎滑移角的绝对值的增加量，轮胎横向力Fd的绝对值的增加量下降。因此，相对于轮胎滑移角的绝对值的增加，自校准扭矩的绝对值减小，轮胎横向力Fd的绝对值与自校准扭矩的绝对值发生偏离。于是，控制运算部11如图10所示那样，与横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地使电流轴力的分配比例K2从0.3开始逐渐增加(图3的反馈轴力计算部11Bb)。另外，控制运算部11使横向G轴力的分配比例K1和横摆率轴力的分配比例K3分别从0.6、0.1开始逐渐减小(图3的反馈轴力计算部11Bb)。由此，如图12的(b)、(c)所示那样，与横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地电流轴力的分配比例逐渐增大，横向G轴力和横摆率轴力的分配比例逐渐减小。而且，控制运算部11将电流轴力、横向G轴力以及横摆率轴力以这些分配比例进行合计而得到的值设为反馈轴力TFB(图3的反馈轴力计算部11Bb)。
这样，在本实施方式的控制运算部11中，在横方向加速度Gy的绝对值处于第一设定值G1以上且小于第二设定值G2的范围的情况下，与横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地使电流轴力的分配比例K2增加。在此，在横方向加速度Gy的绝对值为第一设定值G1(0.7G)以上的情况下、即在车辆A处于高G界限区域的情况下，与轮胎滑移角的绝对值的增加相应地横向G轴力增加而变为最大值(饱和值)。与此相对地，与轮胎滑移角的绝对值的增加相应地电流轴力减小。因此，本实施方式的控制运算部11在轮胎滑移角的绝对值增加、横方向加速度Gy的绝对值增加的情况下，与横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地使电流轴力的分配比例K2增加，由此能够使反馈轴力TFB的绝对值减小。因此，如图11所示那样在车辆A处于高G界限区域的情况下，能够将反馈轴力TFB与自校准扭矩同样地降低。其结果，本实施方式的控制运算部11根据反馈轴力TFB来驱动反作用力马达9A，由此能够降低转向反作用力，从而能够给予反作用力消失感(界限感知性)。由此，本实施方式的控制运算部11能够施加与自校准扭矩相对应的转向反作用力、即与实际的车辆运动状态相对应的转向反作用力。
在本实施方式中，图1的方向盘1构成方向盘。以下同样地，图1的转向角传感器3构成转向角检测部。另外，图1的转轮马达8A构成转轮马达。并且，图1的转轮马达驱动部8C构成转轮马达驱动部。另外，图1的转轮电流检测部8B构成转轮电流检测部。并且，图1的横向G传感器6构成横方向加速度检测部。另外，图1的反作用力马达9A构成反作用力马达。并且，图3的反馈轴力计算部11Bb构成电流轴力计算部、横向G轴力计算部、反馈轴力计算部、转向反作用力计算部以及横摆率轴力计算部。并且，图1的反作用力马达驱动部9C和目标转向反作用力运算部11B构成反作用力马达驱动部。另外，第一设定值G1构成横方向加速度阈值。另外，图1的横摆率传感器7构成横摆率检测部。
(本实施方式的效果)
本实施方式除了上述第一实施方式效果以外，还起到如下的效果。
(1)控制运算部11在横方向加速度Gy的绝对值为第一设定值G1以上的情况下，与横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地使电流轴力的分配比例K2增加。
根据这样的结构，在横方向加速度Gy的绝对值增大至横方向加速度Gy的绝对值为第一设定值G1以上、轮胎横向力Fd的绝对值为饱和值的程度的情况下，与横方向加速度Gy的绝对值的增加相应地使电流轴力的分配比例K2增加，由此能够使转向反作用力的绝对值下降。由此，能够施加与实际的车辆运动状态相对应的转向反作用力。
(2)控制运算部11将基于驾驶员的驾驶操作依照预先设定的模型公式计算出的车辆A的运动状态(以下还称为运算车辆运动状态)与实际的车辆A的运动状态的偏离为预先设定的车辆运动状态阈值以上的横方向加速度Gy设为第一设定值G1。
根据这样的结构，在横方向加速度Gy的绝对值增大至轮胎横向力Fd的绝对值为饱和值的程度的情况下，运算车辆运动状态与实际的车辆A的运动状态的偏离增大，并且自校准扭矩的绝对值有减小的倾向。因此，通过将运算轮胎横向力Fd与实际的轮胎横向力Fd的偏离为预先设定的车辆运动状态阈值以上的横方向加速度Gy设为第一设定值G1，能够将自校准扭矩的绝对值为减小倾向的横方向加速度Gy设为车辆运动状态阈值。
(3)控制运算部11以预先设定的分配比例K2、K1分配电流轴力和横向G轴力，计算作为转向齿条轴力的反馈轴力TFB。然后，控制运算部11根据所计算出的反馈轴力TFB来驱动反作用力马达9A。另外，使横向G轴力的分配比例K1大于电流轴力的分配比例K2。
根据这样的结构，以预先设定的分配比例K2、K1分配电流轴力和横向G轴力，来计算反馈轴力TFB。因此，能够补偿横向G轴力的相位的滞后。因此，能够计算更适当的反馈轴力TFB，并能够施加更适当的转向反作用力。
另外，例如在由于路面凹凸等而路面干扰作用于转向轮2、轮胎横向力Fd作用于转向轮2从而目标转轮角θ*与实际的转轮角θ产生差的情况下，能够与作用于转向轮2的路面干扰的程度相应地改变反馈轴力TFB。因此，能够计算更适当的反馈轴力TFB，从而能够施加更适当的转向反作用力。
并且，使横向G轴力的分配比例K1大于电流轴力的分配比例K2。因此，例如在电流轴力的估计精度由于转轮马达8A的惯性、摩擦的影响而与实际的转向齿条轴力相比下降的情况下，也能够抑制反馈轴力TFB的估计精度的下降。因此，能够计算更适当的反馈轴力TFB，从而能够施加更适当的转向反作用力。
(4)控制运算部11以预先设定的分配比例K2、K1、K3分配电流轴力、横向G轴力以及横摆率轴力，来计算反馈轴力TFB。
根据这样的结构，例如在车辆A为转弯状态的情况下，转轮电流和横方向加速度Gy增大，因此横向G传感器6的检测结果和转轮电流检测部8B的检测结果都为最大值(饱和值)。对于此，横摆率γ也增大，但是横摆率γ的增大量比较小，因此横摆率传感器7的检测结果未达到最大值(饱和值)。因此，与车辆A的转弯状态的程度相应地横摆率传感器7的检测结果发生变动。因此，能够与车辆A的转弯状态的程度相应地改变反馈轴力TFB。因此，能够计算更适当的反馈轴力TFB，从而能够施加更适当的转向反作用力。
(应用例)
图13是表示应用例的图。
此外，在本实施方式中，如图10所示，示出了在横方向加速度Gy的绝对值处于第一设定值G1以上且小于第二设定值G2的范围的情况下依照表示横方向加速度Gy与分配比例K2的关系的一次函数来计算分配比例K2的例子，但是也能够采用其它结构。也可以依照例如图13所示那样表示横方向加速度Gy与分配比例K2的关系的向上凸的函数(例如二次函数)来计算分配比例K2。在该二次函数中，在横方向加速度Gy的绝对值为第一设定值G1的情况下将分配比例K2设为0.3，在横方向加速度Gy的绝对值为分配比例K2的情况下将分配比例GF设为1.0。另外，在该二次函数中，横方向加速度Gy的绝对值越小，越使与横方向加速度Gy的绝对值的增加相对的分配比例K2的增大量增加。
(本应用例的效果)
本应用例除了上述各实施方式的效果以外，还起到如下的效果。
(1)控制运算部11在横方向加速度Gy为第一设定值G1以上的情况下，横方向加速度Gy的绝对值越小，使与横方向加速度Gy的绝对值的增加量相对的电流轴力的分配比例K2的增大量越大。
根据这样的结构，在横方向加速度Gy为第一设定值G1以上的情况下，能够使电流轴力的分配比例K2立即增大，并能够使转向反作用力的绝对值立即减小。因此，能够立即给予驾驶员反作用力消失感。
根据以上内容，本申请主张日本特许出愿2011-235241(2011年10月26日申请)和日本特许出愿2011-275531(2011年12月16日申请)的优先权，其所有内容通过参照形成本公开的一部分。
在此，参照有限数量的实施方式进行了说明，但是权利范围不限定于这些，基于上述公开对各实施方式的改变对于本领域技术人员来说是不言而喻的。
附图标记说明
1：方向盘(方向盘)；3：转向角传感器(转向角检测部)；5：车速传感器(车速检测部)；6：横向G传感器(横方向加速度检测部)；7：横摆率传感器(横摆率检测部)；8A：转轮马达(转轮马达)；8B：转轮电流检测部(转轮电流检测部)；8C：转轮马达驱动部(转轮马达驱动部)；9A：反作用力马达(反作用力马达)；9C：反作用力马达驱动部(反作用力马达驱动部、估计反作用力马达驱动部)；11B：目标转向反作用力运算部(反作用力马达驱动部)；11Ba：前馈轴力计算部(前馈轴力计算部)；11Bb：反馈轴力计算部(电流轴力计算部、横向G轴力计算部、反馈轴力计算部、横摆率轴力计算部)；K1：设定值(第二分配比例)；K2：设定值(第一分配比例)；K3：设定值(第二分配比例)。

Claims (8)

1.一种转向控制装置，其特征在于，具备：
方向盘，其与转向轮机械分离；
转向角检测部，其检测上述方向盘的转向角；
转轮马达，其使上述转向轮转动；
转轮马达驱动部，其根据由上述转向角检测部检测出的上述转向角来驱动上述转轮马达；
转轮电流检测部，其检测作为驱动上述转轮马达的电流的转轮电流；
横方向加速度检测部，其检测车辆的横方向加速度；
反作用力马达，其对上述方向盘施加转向反作用力；
电流轴力计算部，其根据由上述转轮电流检测部检测出的上述转轮电流来计算作为转向齿条轴力的电流轴力；
横向加速度轴力计算部，其根据由上述横方向加速度检测部检测出的上述横方向加速度来计算作为转向齿条轴力的横向加速度轴力；
反馈轴力计算部，其以预先设定的分配比例对由上述电流轴力计算部计算出的上述电流轴力和由上述横向加速度轴力计算部计算出的上述横向加速度轴力进行分配，来计算作为转向齿条轴力的反馈轴力；
转向反作用力计算部，其根据由上述反馈轴力计算部计算出的上述反馈轴力来计算上述转向反作用力；以及
反作用力马达驱动部，其根据由上述转向反作用力计算部计算出的上述转向反作用力，来驱动上述反作用力马达，
其中，上述反馈轴力计算部使由上述横向加速度轴力计算部计算出的上述横向加速度轴力的分配比例大于由上述电流轴力计算部计算出的上述电流轴力的分配比例。
2.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，还具备：
横摆率检测部，其检测车辆的横摆率；以及
横摆率轴力计算部，其根据由上述横摆率检测部检测出的上述横摆率来计算作为转向齿条轴力的横摆率轴力，
其中，上述反馈轴力计算部以预先设定的分配比例对由上述电流轴力计算部计算出的上述电流轴力、由上述横向加速度轴力计算部计算出的上述横向加速度轴力以及由上述横摆率轴力计算部计算出的上述横摆率轴力进行分配，来计算上述反馈轴力。
3.根据权利要求1或2所述的转向控制装置，其特征在于，还具备：
车速检测部，其检测车辆的车速；以及
前馈轴力计算部，其根据由上述转向角检测部检测出的上述转向角和由上述车速检测部检测出的上述车速，来计算作为转向齿条轴力的前馈轴力，
其中，上述转向反作用力计算部以设定的分配比例对由上述反馈轴力计算部计算出的上述反馈轴力和由上述前馈轴力计算部计算出的上述前馈轴力进行分配，来计算上述转向反作用力。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的转向控制装置，其特征在于，
上述反馈轴力计算部在由上述横方向加速度检测部检测出的上述横方向加速度的绝对值为预先设定的横方向加速度阈值以上的情况下，与由上述横方向加速度检测部检测出的上述横方向加速度的绝对值的增加相应地使由上述电流轴力计算部计算出的上述电流轴力的分配比例增大。
5.根据权利要求4所述的转向控制装置，其特征在于，
将上述横方向加速度阈值设为使基于驾驶员的驾驶操作依照预先设定的模型公式计算出的车辆的运动状态与实际的车辆的运动状态的偏离为预先设定的车辆运动状态阈值以上的车辆的横方向加速度。
6.根据权利要求4或5所述的转向控制装置，其特征在于，
上述反馈轴力计算部在由上述横方向加速度检测部检测出的上述横方向加速度为预先设定的横方向加速度阈值以上的情况下，由上述横方向加速度检测部检测出的上述横方向加速度的绝对值越小，使与由上述横方向加速度检测部检测出的上述横方向加速度的绝对值的增加量相对的由上述电流轴力计算部计算出的上述电流轴力的分配比例的增大量越大。
7.根据权利要求4～6中的任一项所述的转向控制装置，其特征在于，
上述反馈轴力计算部在由上述横方向加速度检测部检测出的上述横方向加速度小于上述横方向加速度阈值的情况下，使由上述横向加速度轴力计算部计算出的上述横向加速度轴力的分配比例大于由上述电流轴力计算部计算出的上述电流轴力的分配比例。
8.根据权利要求4～7中的任一项所述的转向控制装置，其特征在于，还具备：
横摆率检测部，其检测车辆的横摆率；以及
横摆率轴力计算部，其根据由上述横摆率检测部检测出的上述横摆率，来计算作为转向齿条轴力的横摆率轴力，
其中，上述反馈轴力计算部以预先设定的分配比例对由上述电流轴力计算部计算出的上述电流轴力、由上述横向加速度轴力计算部计算出的上述横向加速度轴力以及由上述横摆率轴力计算部计算出的上述横摆率轴力进行分配，来计算上述反馈轴力。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107848564A (zh) * 2015-07-31 2018-03-27 捷太格特欧洲公司 具有位于齿条下方的远程计算器的动力转向装置
CN109591883A (zh) * 2017-10-03 2019-04-09 丰田自动车株式会社 电动转向系统
CN111114626A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 株式会社捷太格特 用于转向装置的控制器

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9205867B2 (en) * 2012-09-04 2015-12-08 Nissan Motor Co., Ltd. Stability control device
EP2944542B1 (en) * 2013-01-11 2017-10-11 Nissan Motor Co., Ltd Steering control device
JP5975046B2 (ja) * 2014-01-23 2016-08-23 株式会社デンソー 電動パワーステアリング制御装置
JP6032257B2 (ja) * 2014-10-09 2016-11-24 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御方法、電動パワーステアリング装置及びそれを搭載した車両
US10787192B1 (en) 2017-04-11 2020-09-29 Apple Inc. Steer-by-wire system with multiple steering actuators
JP6915480B2 (ja) * 2017-09-27 2021-08-04 株式会社ジェイテクト 車両用制御装置
JP2019064399A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 株式会社Ｓｕｂａｒｕ ステアリング装置
JP6900877B2 (ja) * 2017-10-03 2021-07-07 トヨタ自動車株式会社 ステアバイワイヤシステム
CN108279133B (zh) * 2017-12-19 2023-11-21 浙江工业大学 一种仓储物流设备电动助力转向系统测试平台
JP7383384B2 (ja) 2019-03-05 2023-11-20 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
EP4139187B1 (en) * 2020-04-20 2024-03-27 thyssenkrupp Presta AG Steer-by-wire steering system with acceleration dependent steering torque feedback
JP2022054736A (ja) 2020-09-28 2022-04-07 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
JP2022054737A (ja) 2020-09-28 2022-04-07 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
DE102021202482B4 (de) * 2021-03-15 2023-06-29 Continental Automotive Technologies GmbH Regelungseinrichtung und Verfahren zur Lenkwinkelregelung eines Fahrzeugs
JP2022160308A (ja) * 2021-04-06 2022-10-19 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000108914A (ja) * 1998-10-02 2000-04-18 Toyota Motor Corp 操舵制御装置
JP2006137215A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Toyota Motor Corp ステアバイワイヤ式ステアリング装置の操舵反力制御装置
JP2006218888A (ja) * 2005-02-08 2006-08-24 Jtekt Corp 車両用操舵装置
US20060259224A1 (en) * 2005-04-20 2006-11-16 Egon Auer Method for regulating the dynamic drive of motor vehicles
JP2008062668A (ja) * 2006-09-04 2008-03-21 Toyota Motor Corp 車両の操舵装置
US20080185213A1 (en) * 2007-02-05 2008-08-07 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle steering device and control method for vehicle steering device
CN101421147A (zh) * 2004-12-02 2009-04-29 日产自动车株式会社 转向控制装置与方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6271637B1 (en) * 1999-09-17 2001-08-07 Delphi Technologies, Inc. Diagnostic system for electric motor
JP4205442B2 (ja) * 2003-01-16 2009-01-07 本田技研工業株式会社 操舵装置
EP1712448B1 (en) * 2003-12-16 2009-04-29 NSK Ltd., Electric power steering device
US20080264711A1 (en) * 2004-10-18 2008-10-30 Phillips Edward H Force-Based Power Steering System
US8775040B2 (en) * 2009-08-18 2014-07-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control system
IN2012DN01026A (zh) * 2009-08-18 2015-04-10 Toyota Motor Co Ltd
JP5497598B2 (ja) * 2010-09-15 2014-05-21 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
US10322745B2 (en) * 2015-02-13 2019-06-18 Steering Solutions Ip Holding Corporation Torque steering mitigation for electric power steering

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000108914A (ja) * 1998-10-02 2000-04-18 Toyota Motor Corp 操舵制御装置
JP2006137215A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Toyota Motor Corp ステアバイワイヤ式ステアリング装置の操舵反力制御装置
CN101421147A (zh) * 2004-12-02 2009-04-29 日产自动车株式会社 转向控制装置与方法
JP2006218888A (ja) * 2005-02-08 2006-08-24 Jtekt Corp 車両用操舵装置
US20060259224A1 (en) * 2005-04-20 2006-11-16 Egon Auer Method for regulating the dynamic drive of motor vehicles
JP2008062668A (ja) * 2006-09-04 2008-03-21 Toyota Motor Corp 車両の操舵装置
US20080185213A1 (en) * 2007-02-05 2008-08-07 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle steering device and control method for vehicle steering device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107848564A (zh) * 2015-07-31 2018-03-27 捷太格特欧洲公司 具有位于齿条下方的远程计算器的动力转向装置
CN109591883A (zh) * 2017-10-03 2019-04-09 丰田自动车株式会社 电动转向系统
CN111114626A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 株式会社捷太格特 用于转向装置的控制器
CN111114626B (zh) * 2018-10-30 2023-11-28 株式会社捷太格特 用于转向装置的控制器

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EP2772410A1 (en) 2014-09-03
JP5751338B2 (ja) 2015-07-22
CN103906672B (zh) 2016-05-11
JPWO2013061567A1 (ja) 2015-04-02
EP2772410B1 (en) 2017-06-14
WO2013061567A1 (ja) 2013-05-02

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