CN105857388B - 电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够得到更加适当的转向操纵感的电动助力转向装置。电动助力转向装置的ECU至少基于转向操纵转矩T_h来运算基本辅助成分T_a1＊以及目标小齿轮角θ_p＊。ECU通过使实际的小齿轮角与目标小齿轮角θ_p＊一致的反馈控制来运算基本辅助成分T_a1＊的修正成分。ECU通过对基本辅助成分T_a1＊加上修正成分来运算辅助指令值。ECU根据相对于目标小齿轮角θ_p＊的绝对值的变化的弹性成分T_sp＊的变化比例(梯度)来分别修正滞后控制量T_hy＊以及粘性成分T_vi＊的值。具体而言，在弹性成分T_sp＊的变化比例越大时，越使滞后控制量T_hy＊以及粘性成分T_vi＊分别乘以更大的值的增益G_hy，G_vi。

Description

电动助力转向装置

本申请主张于2015年2月6日提交的日本专利申请2015-022377号的优先权，并在此引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及电动助力转向装置。

背景技术

以往，已知有通过向车辆的转向操纵机构赋予电动马达的动力来辅助驾驶员的转向操作的电动助力转向装置(以下称为EPS。)。例如，日本特开2014－040179的EPS具备基于转向操纵转矩以及车速来运算辅助指令值并基于该辅助指令值来控制马达的驱动的控制装置。详细而言，控制装置基于转向操纵转矩以及车速来运算作为辅助指令值的基础成分的第一辅助成分。另外，控制装置基于转向操纵转矩以及第一辅助成分来运算转向角指令值，并通过使实际的转向角与该转向角指令值一致的反馈控制来运算第二辅助成分。控制装置通过将第一辅助成分加上第二辅助成分来运算辅助指令值。

控制装置将第一辅助成分与转向操纵转矩相加求出驱动转矩，并根据该驱动转矩基于理想模型来运算转向角指令值。理想模型包括取决于转向轴、马达等构成EPS的各构件的特性的EPS侧理想模型、以及取决于搭载EPS的车辆的特性的车辆侧理想模型。EPS侧理想模型由与转向角的一阶时间微分值成比例的粘性项、以及与转向角的二阶时间微分值成比例的惯性项构成。车辆侧理想模型由与转向角成比例的弹性项构成。驱动转矩被模型化为这些弹性项、粘性项以及惯性项的总和。

为了得到更加适当的转向操纵感，需要弹性项、粘性项以及惯性项的值的平衡。但是，由于各项的值是相互独立地决定的，所以根据各项的值的平衡，担心如下的状况。例如，考虑基于弹性项的弹性反作用力过强地出现，与其相应地，基于粘性项的粘性反作用力(阻尼)较弱地出现。此时，驾驶员作为转向操纵转矩的变化难以感受到粘性。相反，也考虑基于粘性项的粘性反作用力过强地出现，与其相应地，基于弹性项的弹性反作用力较弱地出现。此时，驾驶员作为转向操纵转矩的变化更强烈地感受到粘性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够得到更加适当的转向操纵感的电动助力转向装置。

本发明的一方式的电动助力转向装置具备：马达，其为被向车辆的转向操纵机构赋予的转向操纵辅助力的产生源；以及控制装置，其根据车辆的转向操纵状态来控制上述马达。上述控制装置具有：第一运算电路，其至少根据转向操纵转矩来运算为了向转向操纵机构赋予的转向操纵辅助力的基础控制成分；第二运算电路，其至少基于转向操纵转矩来运算对应于转向轮的转向角而旋转的旋转轴的目标旋转角；第三运算电路，其通过使上述旋转轴的实际的旋转角与上述目标旋转角一致的反馈控制来运算上述基础控制成分的修正控制成分；第一反作用力成分运算电路，其至少基于上述目标旋转角来运算上述转向操纵辅助力中的第一反作用力成分；以及第二反作用力成分运算电路，其基于表示上述转向操纵状态的多种状态量以及上述目标旋转角的至少一个来运算上述转向操纵辅助力中的第二反作用力成分。

本发明的其他方式是在上述方式的电动助力转向装置中，上述控制装置还具有修正电路，该修正电路根据相对于上述目标旋转角的上述第一反作用力成分的变化的梯度来修正上述第二反作用力成分。

根据该结构，根据相对于目标旋转角的变化的第一反作用力成分的变化的梯度，存在基于第一反作用力成分的反作用力更强地出现时和更弱地出现时。例如第一反作用力成分的变化的梯度越大，相对于目标旋转角的变化的第一反作用力成分的增加量越大。因此，驾驶员作为转向操纵转矩的变化更强地感受到基于第一反作用力成分的反作用力。在该情况下，存在虽然基于第二反作用力成分的值，但驾驶员作为转向操纵转矩的变化难以感受到基于第二反作用力成分的反作用力的顾虑。对于这一点，通过根据第一反作用力成分的变化的梯度来修正第二反作用力成分，基于第一反作用力成分的反作用力与基于第二反作用力成分的反作用力的平衡被调整为更佳的平衡。因此，能够得到更佳的转向操纵感。

本发明的其他方式是在上述方式的电动助力转向装置中，上述控制装置还具有变更电路，该变更电路通过将上述第一反作用力成分运算电路所获取的上述目标旋转角加上上述第二反作用力成分来变更上述第一反作用力成分。

根据该结构，根据相对于目标旋转角的变化的第一反作用力成分的变化比例的大小，存在基于第一反作用力成分的反作用力更强地出现时和更弱地出现时。例如相对于目标旋转角的变化的第一反作用力成分的变化比例越大，驾驶员作为转向操纵转矩的变化越更强地感受到基于第一反作用力成分的反作用力。在该情况下，存在虽然基于第二反作用力成分的值，但驾驶员作为转向操纵转矩的变化难以感受到基于第二反作用力成分的反作用力的顾虑。

对于这一点，通过将第一反作用力成分运算电路所获取的目标旋转角加上第二反作用力成分，相对于目标旋转角的变化的第一反作用力成分的滞后宽度与其相应地扩展。因此，驾驶员作为转向操纵转矩的变化更加容易感受到基于第二反作用力成分的反作用力。因此，能够得到更佳的转向操纵感。

另外，根据该结构，通过兼具修正电路和变更电路，能够得到更佳的转向操纵感。在相对于目标旋转角的变化的第一反作用力成分的变化比例(梯度)越大时越有效。

本发明的又一其他方式是在上述方式的电动助力转向装置中，上述修正电路具有运算与上述第一反作用力成分的变化的梯度相应的增益的梯度增益运算电路、以及使上述第二反作用力成分乘以上述增益的乘法器，上述梯度增益运算电路在上述梯度越大时越运算出更大的值的上述增益。

根据该结构，在第一反作用力成分的变化的梯度越大时，越使第二反作用力成分乘以更大的值的增益。与第二反作用力成分的值增大的量相应地，更容易感受到基于第二反作用力成分的反作用力。其结果，能够取得基于第一反作用力成分的反作用力与基于第二反作用力成分的反作用力的平衡。

本发明的又一其他方式是在上述方式的电动助力转向装置中，上述第一反作用力成分运算电路包括作为上述第一反作用力成分运算与上述目标旋转角成比例的弹性成分的弹性特性控制运算电路，上述第二反作用力成分运算电路包括作为上述第二反作用力成分运算与转向操纵角速度成比例的粘性成分的粘性控制运算电路、以及作为上述第二反作用力成分运算相对于转向操纵角的变化具有滞后特性的作为摩擦成分的滞后控制量的滞后控制量运算电路中的至少一个。

根据上述方式的电动助力转向装置，能够得到更加适当的转向操纵感。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的构件，其中，

图1是表示电动助力转向装置的结构的框图。

图2是ECU的控制框图。

图3是EPS的第一方式中的目标小齿轮角运算电路的控制框图。

图4是表示转向操纵角与滞后控制量的关系的曲线图。

图5是表示小齿轮角速度的绝对值与粘性成分的关系的曲线图。

图6是表示目标小齿轮角的绝对值与弹性成分的关系的曲线图。

图7是表示将弹性成分加上滞后控制量时的概念的曲线图。

图8是表示弹性成分的特性梯度与增益的关系的曲线图。

图9A是表示对目标小齿轮角加上除弹性成分以外的反作用力成分(粘性成分，惯性成分，滞后成分)之前的该反作用力成分的特性的曲线图。

图9B是表示对目标小齿轮角加上除弹性成分以外的反作用力成分(粘性成分，惯性成分，滞后成分)之后的该反作用力成分的特性的曲线图。

图10是EPS的第二方式中的目标小齿轮角运算电路的控制框图。

图11是表示对目标小齿轮角加上除弹性成分以外的反作用力成分(粘性成分，惯性成分，滞后成分)时的目标小齿轮角与弹性成分的关系的曲线图。

图12A是表示目标小齿轮角与弹性成分的关系的曲线图。

图12B是表示目标小齿轮角与弹性成分的特性梯度的关系的曲线图。

具体实施方式

以下，对本发明的第一实施方式的电动助力转向装置进行说明。如图1所示，电动助力转向装置(EPS)10具备基于驾驶员的转向操作使转向轮转向的转向操纵机构20、辅助驾驶员的转向操作的转向操纵辅助机构30、以及控制转向操纵辅助机构30的工作的ECU(电子控制装置)40。

转向操纵机构20具备由驾驶员操作的方向盘21以及与方向盘21一体旋转的转向轴22。转向轴22由与方向盘21的中心连结的柱轴22a、与柱轴22a的下端部连结的中间轴22b、以及与中间轴22b的下端部连结的小齿轮轴22c构成。小齿轮轴22c的下端部与向和小齿轮轴22c相交的方向延伸的齿条轴23(正确来说是形成了齿条齿的部分23a)啮合。因此，转向轴22的旋转运动通过由小齿轮轴22c以及齿条轴23构成的齿轮齿条机构24而被转换为齿条轴23的往复直线运动。该往复直线运动经由分别与齿条轴23的两端连结的横拉杆25而被分别传递至左右的转向轮26、26，从而这些转向轮26、26的转向角θ_ta被改变。转向轮26、26的转向角θ_ta被改变，从而车辆的行进方向被改变。

转向操纵辅助机构30具备作为转向操纵辅助力(辅助力)的产生源的马达31。作为马达31，采用无刷马达等三相交流马达。马达31经由减速机构32与柱轴22a连结。减速机构32使马达31的旋转减速，并将该减速后的旋转力传递至柱轴22a。即，通过向转向轴22赋予马达转矩来作为转向操纵辅助力，由此辅助驾驶员的转向操作。

ECU40获取设置于车辆的各种传感器的检测结果作为表示驾驶员的要求或者行驶状态的信息，并根据这些获取的各种信息来控制马达31。作为各种传感器，例如有车速传感器410、转矩传感器420以及旋转角传感器430。车速传感器410检测车速(车辆的行驶速度)V。转矩传感器420被设置于柱轴22a，检测经由方向盘21施加至转向轴22的转向操纵转矩T_h。旋转角传感器430被设置于马达31，检测马达31的旋转角θ_m。ECU40基于通过这些传感器获取的车速V、转向操纵转矩T_h以及旋转角θ_m来控制马达31。

接下来，对ECU的硬件结构进行说明。如图2所示，ECU40具备逆变器电路41以及微型计算机42。

逆变器电路41基于由微型计算机42生成的马达驱动信号，将从电池等直流电源供给的直流电流转换为三相交流电流。该转换后的三相交流电流经由各相的供电路径44被供给至马达31。在各相的供电路径44设置有电流传感器45。这些电流传感器45检测在各相的供电路径44中产生的实际的电流值I。应予说明，在图2中，为了便于说明，将各相的供电路径44以及各相的电流传感器45分别合并成一个进行图示。

微型计算机42分别以规定的取样周期获取车速传感器410、转矩传感器420、旋转角传感器430以及电流传感器45的检测结果。微型计算机42基于这些获取的检测结果即基于车速V、转向操纵转矩T_h、旋转角θ_m以及电流值I生成马达驱动信号(PWM驱动信号)。

准确而言，微型计算机42通过逆变器电路41的PWM驱动来进行马达电流的向量控制。所谓的向量控制是指将马达电流分离为与磁场平行的d轴成分(励磁电流成分)和与磁场正交的q轴成分(转矩电流成分)，并分别独立地对这些分离后的电流进行目标控制。通过向量控制，能够对马达31设定与直流马达类似的处理。

接下来，对微型计算机的功能结构进行说明。微型计算机42具有通过执行储存于未图示的存储装置的控制程序而被实现的各种运算处理电路。如图2所示，微型计算机42作为这些运算处理电路具备辅助指令值运算电路51、电流指令值运算电路52、马达驱动信号生成电路53以及小齿轮角运算电路54。

辅助指令值运算电路51分别获取车速V、转向操纵转矩T_h、马达31的旋转角θ_m、以及通过小齿轮角运算电路54计算出的小齿轮角θ_p，并基于这些获取的各种信息来运算辅助指令值T_a＊。辅助指令值T_a＊是表示应使马达31产生的旋转力(辅助转矩)的指令值。

电流指令值运算电路52基于通过辅助指令值运算电路51计算出的辅助指令值T_a＊来运算电流指令值I＊。电流指令值I＊是表示应向马达31供给的电流的指令值。准确而言，电流指令值I＊包括d/q坐标系中的q轴电流指令值以及d轴电流指令值。d/q坐标系是依从马达31的旋转角θ_m的旋转坐标。

马达驱动信号生成电路53分别获取电流指令值I＊、实际的电流值I、以及马达31的旋转角θ_m，并基于这些获取的信息使实际的电流值I追随电流指令值I＊地进行电流的反馈控制。马达驱动信号生成电路53求出电流指令值I＊与实际的电流值I的偏差，并消除该偏差地生成马达驱动信号。

准确而言，马达驱动信号生成电路53使用旋转角θ_m将马达31的三相的电流值转换为二相的向量成分即d/q坐标系中的d轴电流值以及q轴电流值。然后，马达驱动信号生成电路53分别求出d轴电流值与d轴电流指令值的偏差、以及q轴电流值与q轴电流指令值的偏差，并计算消除这些偏差的PWM占空比。在通过马达驱动信号生成电路53生成的马达驱动信号中包括该PWM占空比。通过经由逆变器电路41将与该马达驱动信号相应的电压供给至马达31，马达31产生与辅助指令值T_a＊相应的旋转力。

小齿轮角运算电路54获取马达31的旋转角θ_m，并基于该获取的旋转角θ_m运算小齿轮轴22c的旋转角亦即小齿轮角θ_p。如上述那样，马达31经由减速机构32与柱轴22a连结。因此，在马达31的旋转角θ_m与小齿轮角θ_p之间存在相关关系。利用该相关关系能够根据马达31的旋转角θ_m求出小齿轮角θ_p。并且，这也如上述那样，小齿轮轴22c与齿条轴23啮合。因此，在小齿轮角θ_p与齿条轴23的移动量之间也存在相关关系。即，小齿轮角θ_p是反映转向轮26的转向角θ_ta的值。

接下来，对辅助指令值运算电路51详细地进行说明。如图2所示，辅助指令值运算电路51具有基本辅助成分运算电路61、目标小齿轮角运算电路62、小齿轮角反馈控制电路(小齿轮角F/B控制电路)63、以及加法器64。

基本辅助成分运算电路61基于车速V以及转向操纵转矩T_h运算基本辅助成分T_a1＊。基本辅助成分T_a1＊是辅助指令值T_a＊的基础控制成分。基本辅助成分运算电路61使用与车速V相应地规定转向操纵转矩T_h与基本辅助成分T_a1＊的关系的三维映射来运算基本辅助成分T_a1＊。转向操纵转矩T_h的绝对值越大，另外车速V越慢，基本辅助成分运算电路61越将基本辅助成分T_a1＊的绝对值设定为更大的值。

目标小齿轮角运算电路62分别获取通过基本辅助成分运算电路61生成的基本辅助成分T_a1＊以及转向操纵转矩T_h。目标小齿轮角运算电路62具有将基本辅助成分T_a1＊以及转向操纵转矩T_h的总和作为基本驱动转矩(输入转矩)时基于基本驱动转矩决定理想的小齿轮角的理想模型。理想模型是预先通过实验等将与和基本驱动转矩相应的理想的转向角对应的小齿轮角模型化而成的。目标小齿轮角运算电路62将基本辅助成分T_a1＊与转向操纵转矩T_h相加求出基本驱动转矩，并根据该求出的基本驱动转矩基于理想模型运算出目标小齿轮角θ_p＊。

应予说明，目标小齿轮角运算电路62也可以获取车速V，并添加该获取的车速V来运算目标小齿轮角θ_p＊。

小齿轮角反馈控制电路63分别获取通过目标小齿轮角运算电路62计算出的目标小齿轮角θ_p＊以及通过小齿轮角运算电路54计算出的实际的小齿轮角θ_p。小齿轮角反馈控制电路63使实际的小齿轮角θ_p追随目标小齿轮角θ_p＊地作为小齿轮角的反馈控制进行PID(比例、积分、微分)控制。即，小齿轮角反馈控制电路63求出目标小齿轮角θ_p＊与实际的小齿轮角θ_p的偏差，并消除该偏差地求出基本辅助成分T_a1＊的修正成分T_a2＊(修正控制成分)。

加法器64通过将基本辅助成分T_a1＊加上修正成分T_a2＊来运算辅助指令值T_a＊。

这里，有设置用于扩展目标转向操纵特性或者转向操纵感的调节(チューニング)宽度、或者用于使转向操纵时的滞后特性最佳化的结构的情况。作为该结构，在辅助指令值运算电路51分别设置有转向操纵角运算电路65、滞后控制量运算电路66以及减法器67。

转向操纵角运算电路65基于马达31的旋转角θ_m来运算方向盘21的实际的转向操纵角θ_s。转向操纵角运算电路65利用马达31的旋转角θ_m与转向轴22的旋转角的相关关系来运算转向操纵角θ_s。应予说明，在方向盘21处于中立位置时，转向操纵角θ_s的值为零。另外，在方向盘21被向以中立位置为基准的右方向操作时，转向操纵角θ_s为正值，同样地被向左方向操作时转向操纵角θ_s为负值。

滞后控制量运算电路66分别获取通过转向操纵角运算电路65运算出的转向操纵角θ_s以及通过车速传感器410检测出的车速V。滞后控制量运算电路66基于转向操纵角θ_s运算出基本的滞后控制量T_hy＊，并将该基本的滞后控制量T_hy＊乘以与车速V相应的增益，从而运算出最终的滞后控制量T_hy＊。滞后控制量T_hy＊是相对于转向操纵角θ_s的变化具有滞后特性的修正成分。

如图4的曲线图所示那样，滞后控制量T_hy＊在以方向盘21的中立位置(θ_s＝0)为基准的打盘转向操纵时朝向与转向操纵角θ_s相同的方向增加，另一方面，在回盘转向操纵时朝向与转向操纵角θ_s相反的方向增加。滞后控制量T_hy＊是基于为了给予驾驶员顺畅的转向操纵感而对驾驶员的转向操纵赋予具有适当的滞后的转向操纵反作用力的观点来计算的。

返回至图2，减法器67通过从基本辅助成分T_a1＊减去滞后控制量T_hy＊来生成最终的基本辅助成分T_a1＊。在该情况下，目标小齿轮角运算电路62使用该最终的基本辅助成分T_a1＊来运算目标小齿轮角θ_p＊。另外，加法器64通过将该最终的基本辅助成分T_a1＊加上修正成分T_a2＊来运算辅助指令值T_a＊。

与被从基本辅助成分T_a1＊减去的滞后控制量T_hy＊相应地，辅助指令值T_a＊进而电流指令值I＊减少。即，与滞后控制量T_hy＊的减去量相应地，被赋予至转向轴22的转向操纵辅助力(辅助力)减少。由于方向盘21的操作所需的转向操纵转矩T_h与滞后控制量T_hy＊的减去量相应地增加，因此，能够给驾驶员带来与滞后控制量T_hy＊相应的转向操纵感。

接下来，对目标小齿轮角运算电路62详细地进行说明。如上述那样，目标小齿轮角运算电路62根据最终的基本辅助成分T_a1＊以及转向操纵转矩T_h的总和即基本驱动转矩并基于理想模型来运算目标小齿轮角θ_p＊。该理想模型是利用了以下式(1)表示向转向轴22施加的转矩即上述的基本驱动转矩T_p＊的模型。

T_p＊＝J_pθ_p＊”+Cθ_p＊’+Kθ_p＊ (1)

其中，J_p是方向盘21以及转向轴22的惯性力矩，C是与齿条轴23对壳体的摩擦等对应的粘性系数(摩擦系数)，K是将方向盘21以及转向轴22分别视作弹簧时的弹性系数。

根据式(1)可知，基本驱动转矩T_p＊是通过将目标小齿轮角θ_p＊的二阶时间微分值θ_p＊”乘以惯性力矩J_p而得的值、将目标小齿轮角θ_p＊的一阶时间微分值θ_p＊’乘以粘性系数C而得的值、以及将目标小齿轮角θ_p＊乘以弹性系数K而得的值相加而得到的。

目标小齿轮角运算电路62按照基于式(1)的理想模型来运算目标小齿轮角θ_p＊。如图3所示，基于式(1)的理想模型包括理想EPS模型71以及理想车辆模型72。

理想EPS模型71根据转向轴22以及马达31等电动助力转向装置10的各结构单元的特性来调节。理想EPS模型71具有加法器73、减法器74、惯性模型75、第一积分器76、第二积分器77以及粘性模型78。

加法器73通过将最终的基本辅助成分T_a1＊和转向操纵转矩T_h相加来运算基本驱动转矩T_p＊。减法器74从由加法器73计算出的基本驱动转矩T_p＊分别减去下述的粘性成分T_vi＊以及弹性成分T_sp＊。这里，将减去了粘性成分T_vi＊以及弹性成分T_sp＊后的基本驱动转矩T_p＊的值作为减法值T_p＊＊。

惯性模型75作为与式(1)的惯性项对应的惯性控制运算电路发挥作用。惯性模型75通过将由减法器74计算出的减法值T_p＊＊乘以惯性力矩J_p的倒数来运算小齿轮角加速度α_p＊。

第一积分器76通过对由惯性模型75计算出的小齿轮角加速度α_p＊进行积分来运算小齿轮角速度ω_p＊。第二积分器77通过对由第一积分器76计算出的小齿轮角速度ω_p＊进一步积分来运算目标小齿轮角θ_p＊。目标小齿轮角θ_p＊是基于理想EPS模型71的小齿轮轴22c的理想的旋转角。

粘性模型78作为与式(1)的粘性项对应的粘性控制运算电路发挥作用。粘性模型78通过将由第一积分器76计算出的小齿轮角速度ω_p＊乘以粘性系数C来运算基本驱动转矩T_p＊的粘性成分T_vi＊。粘性成分T_vi＊是与小齿轮角速度ω_p＊相应的转向操纵反作用力成分(应使其作用于转向的反作用力成分)之一。

顺便说明，粘性模型78也可以基于规定小齿轮角速度ω_p＊的绝对值与粘性成分T_vi＊的关系的控制映射来计算与小齿轮角速度ω_p＊的绝对值相应的粘性成分T_vi＊。该控制映射根据所要求的转向操纵特性等预先通过实验等来求出。

如图5的曲线图所示那样，在横轴绘制小齿轮角速度ω_p＊的绝对值，在纵轴绘制粘性成分T_vi＊时，控制映射M_vi具有如下的特性。即，在直至小齿轮角速度ω_p＊的绝对值从零达到恒定值ω_p1＊前的期间，粘性成分T_vi＊的值随着小齿轮角速度ω_p＊的绝对值增加而急剧地增加。在小齿轮角速度ω_p＊的绝对值达到恒定值ω_p1＊以后，粘性成分T_vi＊的值随着小齿轮角速度ω_p＊的绝对值增加而缓慢地增加。应予说明，小齿轮角速度ω_p＊的绝对值越大，相对于小齿轮角速度ω_p＊的绝对值的粘性成分T_vi＊的值的变化率(图5所示的特性线的切线的斜率)越小。

返回至图3，理想车辆模型72根据搭载电动助力转向装置10的车辆的特性来调节。给转向操纵特性带来影响的车辆侧的特性例如由悬架及车轮定位的规格、以及转向轮26、26的抓地力(摩擦力)等决定。理想车辆模型72作为与式(1)的弹性项对应的弹性特性控制运算电路发挥作用。理想车辆模型72通过将由第二积分器77计算出的目标小齿轮角θ_p＊乘以弹性系数K来运算基本驱动转矩T_p＊的弹性成分T_sp＊。弹性成分T_sp＊是与目标小齿轮角θ_p＊相应的转向操纵反作用力成分之一。应予说明，理想车辆模型72也可以在运算弹性成分T_sp＊时加入车速V。

顺便说明，理想车辆模型72也可以基于规定目标小齿轮角θ_p＊的绝对值与弹性成分T_sp＊的关系的控制映射来计算与目标小齿轮角θ_p＊的绝对值相应的弹性成分T_sp＊。该控制映射根据所要求的转向操纵特性等预先通过实验等求出。

如图6的曲线图所示那样，在横轴绘制目标小齿轮角θ_p＊的绝对值，在纵轴绘制弹性成分T_sp＊时，控制映射M_sp具有如下的特性。即，在直至目标小齿轮角θ_p＊的绝对值从零达到恒定值θ_p1＊前的期间，弹性成分T_sp＊的值随着目标小齿轮角θ_p＊的绝对值增加而急剧地增加。在目标小齿轮角θ_p＊的绝对值达到恒定值θ_p1＊以后，弹性成分T_sp＊的值随着目标小齿轮角θ_p＊的绝对值增加而缓慢地增加。应予说明，目标小齿轮角θ_p＊的绝对值越大，相对于目标小齿轮角θ_p＊的绝对值的弹性成分T_sp＊的值的变化率(图6所示的特性线L_sp的切线的斜率)越小。顺便说明，理想车辆模型72在运算弹性成分T_sp＊时也运算切线梯度α。

根据这样构成的目标小齿轮角运算电路62，能够通过分别调整理想EPS模型71的惯性力矩J_p及粘性系数C、以及理想车辆模型72的弹性系数K，来直接调节基本驱动转矩T_p＊与目标小齿轮角θ_p＊的关系，进而能够实现所希望的转向操纵特性。

在本例中，根据基本驱动转矩T_p＊并基于理想EPS模型71以及理想车辆模型72来设定目标小齿轮角θ_p＊，并使实际的小齿轮角θ_p与目标小齿轮角θ_p＊一致地进行反馈控制。如上述那样，在小齿轮角θ_p与转向轮26、26的转向角θ_ta之间存在相关关系。因此，与基本驱动转矩T_p＊相应的转向轮26、26的转向动作也由理想EPS模型71以及理想车辆模型72决定。即，车辆的转向操纵感由理想EPS模型71以及理想车辆模型72决定。因此，能够通过理想EPS模型71以及理想车辆模型72的调整来实现所希望的转向操纵感。

另外，实际的转向角θ_ta被维持与目标小齿轮角θ_p＊相应的转向角θ_ta。因此，也能够得到因路面状态或者制动等干扰而产生的逆输入振动的抑制效果。即，即使在经由转向轮26、26向转向操纵机构20传递振动的情况下，也使小齿轮角θ_p成为目标小齿轮角θ_p＊地调节修正成分T_a2＊(参照图2)。因此，实际的转向角θ_ta被维持与通过理想模型规定的目标小齿轮角θ_p＊相应的转向角θ_ta。从结果来看，通过向消除逆输入振动的方向进行转向操纵辅助来抑制逆输入振动向方向盘21传递。

这里，式(1)中的弹性项以及粘性项即上述的弹性成分T_sp＊以及粘性成分T_vi＊是相互独立地决定的。因此，担心以下问题。即，存在在目标小齿轮角θ_p＊为较小的区域的值(例如图6的曲线图中的小于恒定值θ_p1＊)时，基于弹性成分T_sp＊的弹性反作用力较强地出现，另一方面，与其相应地，基于粘性成分T_vi＊的粘性反作用力(阻尼)较弱地出现的顾虑。相反，在目标小齿轮角θ_p＊为较大的区域的值(例如图6的曲线图中的恒定值θ_p1＊以上)时，基于弹性成分T_sp＊的弹性反作用力较弱地出现，另一方面，与其相应地，基于粘性成分T_vi＊的粘性反作用力较强地出现。

从驾驶员的转向操纵感的维持提高这个观点来看，需要弹性成分T_sp＊(弹性反作用力)与粘性成分T_vi＊(粘性反作用力)的平衡。例如，在几乎未产生弹性反作用力的状态下产生较强的粘性反作用力时，驾驶员作为转向操纵转矩的变化更强烈地感受到粘性。相反，在弹性反作用力非常强时，驾驶员作为转向操纵转矩的变化难以感受到粘性。在像这样，弹性反作用力较强地出现时和较弱地出现时，例如若能够根据弹性反作用力来调整粘性反作用力，则能够得到更加合适的转向操纵感(手感)。与前面的图6的曲线图所示的、表示相对于目标小齿轮角θ_p＊的绝对值的变化的弹性成分T_sp＊的变化的特性线L_sp的切线梯度(斜率)相应地存在适当的粘性成分T_vi＊。

另外，对于滞后控制量T_hy＊也相同。即，基于弹性成分T_sp＊的弹性反作用力越强，驾驶员越难作为摩擦感受到基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力。相反，基于弹性成分T_sp＊的弹性反作用力越弱，驾驶员越容易作为摩擦感受到基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力。像这样，与基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力相应的摩擦感也以与基于弹性项的转向操纵反作用力(弹性反作用力)的大小之间的平衡决定。

如图7的曲线图所示那样，研究与目标小齿轮角θ_p＊的绝对值无关地针对以特性线L_sp表示的弹性成分T_sp＊一律附加绝对值相等的正负的滞后控制量+T_hy＊、－T_hy＊的情况。在该情况下，可以看到在目标小齿轮角θ_p＊的绝对值越小时，越附加更小的值的滞后控制量+T_hy＊、－T_hy＊。相反，在目标小齿轮角θ_p＊的绝对值越大时，越附加更大的值的滞后控制量+T_hy＊、－T_hy＊。

这是因为在目标小齿轮角θ_p＊的绝对值越小时，该绝对值的特性线L_sp的切线梯度越大。即，在特性线L_sp的切线梯度越大时，相对于目标小齿轮角θ_p＊的绝对值的变化的弹性成分T_sp＊的增加量越多。因此，驾驶员作为转向操纵转矩的变化，更强地感受到基于弹性成分T_sp＊的弹性反作用力。因此，驾驶员在特性线L_sp的切线梯度越大时，越难以作为摩擦感受到基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力，在特性线L_sp的切线梯度越小时，越容易作为摩擦感受到基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力。

因此，若能够与弹性反作用力的强弱，即与特性线L_sp的切线梯度相应地调整滞后控制量T_hy＊，则能够给驾驶员带来更合适的转向操纵感(摩擦感)。存在与图7的曲线图所示的特性线L_sp的切线梯度相应的更适当的滞后控制量T_hy＊。应予说明，对于针对以特性线L_sp表示的弹性成分T_sp＊一律附加正负的粘性成分+T_vi＊、－T_vi＊的情况也相同。

因此，在本例中，与表示相对于目标小齿轮角θ_p＊的绝对值的变化的弹性成分T_sp＊的变化的特性线L_sp的切线梯度(斜率)相应地，分别变更滞后控制量T_hy＊以及粘性成分T_vi＊的值。通过该变更，分别将基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力与弹性反作用力之间的平衡、以及粘性反作用力与弹性反作用力之间的平衡调整为更合适的平衡，从而能够给驾驶员带来更适当的转向操纵感。具体而言，在目标小齿轮角运算电路62设置有以下的结构。

如图3所示，目标小齿轮角运算电路62具有两个梯度增益运算电路81、82以及乘法器83。另外，辅助指令值运算电路51具有乘法器84。

梯度增益运算电路81以规定的取样周期从理想车辆模型72获取特性线L_sp的切线梯度(斜率)α，并运算与该获取的切线梯度α相应的增益G_vi。该增益G_vi用于调整粘性成分T_vi＊。

梯度增益运算电路82以规定的取样周期从理想车辆模型72获取特性线L_sp的切线梯度(斜率)α，并运算与该获取的切线梯度α相应的增益G_hy。该增益G_hy用于调整滞后控制量T_hy＊。

乘法器83将由粘性模型78运算出的粘性成分T_vi＊乘以由梯度增益运算电路81运算出的增益G_vi。

乘法器84将由滞后控制量运算电路66运算出的滞后控制量T_hy＊乘以由梯度增益运算电路82运算出的增益G_hy。

梯度增益运算电路81基于规定切线梯度α与增益G_vi的关系的增益映射MG_vi来运算增益G_vi。增益映射MG_vi根据所要求的转向操纵特性等预先通过实验或者模拟等来求出。

如图8的曲线图所示那样，在横轴绘制切线梯度α，在纵轴绘制增益G_vi时，增益映射MG_vi具有以下那样的特性。即，随着切线梯度α的值以零为起点增加，增益G_vi的值以初始值G0为起点曲线增加。应予说明，切线梯度α的值越大，增益G_vi的值的变化率(图8中以实线表示的特性线LG的切线的斜率)越小。另外，初始值G0(绝对值)被设定为适当的值，例如可以是比零大比1小的值。在该情况下，可以以在切线梯度α超过梯度阈值α1时，增益G_vi超过1的方式设定增益映射MG_vi。

顺便说明，也能够将初始值G0(绝对值)设定为1以上的值。另外，也可以以随着切线梯度α的值的增加，增益G_vi的值以初始值G0为起点直线增加的方式设定增益映射MG_vi。

梯度增益运算电路82基于规定切线梯度α与增益G_hy的关系的增益映射MG_hy来运算增益G_hy。该增益映射MG_hy具有与增益映射MG_vi相同的特性。因此，对于增益映射MG_hy，在前面的图8的曲线图的纵轴以及标题分别标注带括号的符号，并省略其详细的说明。

接下来，对两个梯度增益运算电路81、82的作用进行说明。应予说明，这里，增益G_vi、G_hy的初始值G0(绝对值)是比零大比1小的值。另外，在切线梯度α的值超过梯度阈值α1时，增益G_vi、G_hy的值成为比1大的值。

如前面的图8的曲线图所示那样，切线梯度α的值越大，两个增益G_vi、G_hy越为更大的值。这些增益G_vi、G_hy分别被乘至粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊。因此，切线梯度α的值越小，粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊越为更小的值，切线梯度α的值越大，粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊越为更大的值。

例如，如前面的图7的曲线图中以单点划线所示的那样，在驾驶员难以感受到基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力、以及粘性反作用力的切线梯度α的值较大的区域R1，针对弹性成分T_sp＊附加更大的粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊。相反，在驾驶员容易感受到基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力、以及粘性反作用力的切线梯度α的值较小的区域R2，针对弹性成分T_sp＊附加更小的值的粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊。

由此，基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力与弹性反作用力的平衡、以及弹性反作用力与粘性反作用力的平衡分别被调整为更合适的平衡。因此，能够给驾驶员带来更适当的转向操纵感。另外，即使在切线梯度α的值较大时，与粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊增加相应地，驾驶员作为转向操纵转矩的变化也容易感受到与基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力相应的摩擦感、以及与粘性反作用力相应的粘性。

作为一个例子，通过将滞后控制量T_hy＊乘以增益G_hy，基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力的特性从图9A的曲线图所示的状态变化为图9B的曲线图所示的状态。图9A、图9B的曲线图表示目标小齿轮角θ_p＊与转向操纵反作用力(基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力)的关系。横轴是目标小齿轮角θ_p＊，纵轴是转向操纵反作用力。

应予说明，将粘性成分T_vi＊乘以增益G_vi时的转向操纵反作用力的特性也与将滞后控制量T_hy＊乘以增益G_hy时的转向操纵反作用力的特性相同，从图9A的曲线图所示的状态变化为图9B的曲线图所示的状态。因此，这里，以基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力的特性为例进行说明。

如图9A的曲线图所示的那样，在未将滞后控制量T_hy＊乘以增益G_hy的情况下，目标小齿轮角θ_p＊的绝对值较小的区域B1(该曲线图的中央部分)的滞后宽度比目标小齿轮角θ_p＊的绝对值较大的区域B2(该曲线图的两端部分)的滞后宽度窄。滞后宽度表示转向操纵反作用力的大小。因此，可以说在区域B1难以感受到与基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力相应的摩擦感，在区域B2容易感受到该摩擦感。应予说明，对于未将粘性成分T_vi＊乘以增益G_vi的情况也相同，在区域B1难以感受到与基于粘性成分T_vi＊的转向操纵反作用力相应的粘性感，在区域B2容易感受到该粘性感。

如图9B的曲线图所示那样，在将滞后控制量T_hy＊乘以增益G_hy的情况下，与该被乘的增益G_hy的值相应地，目标小齿轮角θ_p＊的绝对值较小的区域B1的滞后宽度扩展。相反，目标小齿轮角θ_p＊的绝对值较大的区域B2(该曲线图的两端部分)的滞后宽度与该被乘的增益G_hy的值相应地变窄。与未将滞后控制量T_hy＊乘以增益G_hy的情况相比，可以说在区域B1容易感受到基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力，另一方面，在区域B2难以感受到基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力。应予说明，对于将粘性成分T_vi＊乘以增益G_vi的情况也相同，在区域B1容易感受到与基于粘性成分T_vi＊的转向操纵反作用力相应的粘性感，在区域B2难以感受到该粘性感。

像这样，在图9B的曲线图的中央部分(特性线L_sp的切线梯度较大的区域)和端部(特性线L_sp的切线梯度较小的区域)，基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力与弹性反作用力的平衡、以及基于粘性成分T_vi＊的粘性反作用力与弹性反作用力的平衡分别被调整为更合适的平衡。

因此，根据本实施方式，能够得到以下的效果。

(1)根据表示相对于目标小齿轮角θ_p＊的绝对值的变化的弹性成分T_sp＊的变化的特性线L_sp的切线梯度α(斜率)，分别变更滞后控制量T_hy＊以及粘性成分T_vi＊的值。通过该变更，基于弹性成分T_sp＊的弹性反作用力与基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力的平衡、以及该弹性反作用力与粘性成分T_vi＊的平衡分别被调整为更合适的平衡。因此，能够给驾驶员带来更适当的转向操纵感。

(2)也能够采用根据表示弹性成分T_sp＊的变化的特性线L_sp的切线梯度α仅修正滞后控制量T_hy＊以及粘性成分T_vi＊的任意一方的结构。即使在该情况下，也容易得到基于滞后控制量T_hy＊的摩擦感、或者基于粘性成分T_vi＊的粘性感。这是因为与滞后控制量T_hy＊或者粘性成分T_vi＊相应地，目标小齿轮角θ_p＊较小的区域B1(参照图9A、图9B)的滞后宽度变宽。

(3)相反，也能够采用除了修正滞后控制量T_hy＊以及粘性成分T_vi＊之外，还与切线梯度α相应地修正由惯性模型75运算出的小齿轮角加速度α_p＊的结构。在该情况下，设置惯性模型用的梯度增益运算电路(图示省略)，并将由惯性模型75运算出的小齿轮角加速度α_p＊乘以由该梯度增益运算电路运算出的增益。

接下来，对电动助力转向装置的第二实施方式进行说明。本例在目标小齿轮角运算电路62的构成这一点上与第一实施方式不同。本例可以单独实施，也可以与第一实施方式组合实施。

如图10所示那样，目标小齿轮角运算电路62(准确而言，理想EPS模型71)除了具有前面的粘性模型78之外，还具有一个粘性模型91。粘性模型91与前面的粘性模型78相同，通过将由第一积分器76计算出的小齿轮角速度ω_p＊乘以粘性系数C来运算基本驱动转矩T_p＊的粘性成分T_vi＊。

另外，目标小齿轮角运算电路62具有滞后控制量运算电路92以及加法器93。滞后控制量运算电路92与前面的滞后控制量运算电路66相同，基于转向操纵角θ_s来运算基本的滞后控制量T_hy＊，并通过将该基本的滞后控制量T_hy＊乘以与车速V相应的增益来运算最终的滞后控制量T_hy＊。

加法器93将由第二积分器77运算出的目标小齿轮角θ_p＊分别加上由粘性模型91运算出的粘性成分T_vi＊、以及由滞后控制量运算电路92运算出的滞后控制量T_hy＊。

理想车辆模型72使用分别加上了粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊的目标小齿轮角θ_p＊来运算基本驱动转矩T_p＊的弹性成分T_sp＊。

像这样，通过使用加上了粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊的目标小齿轮角θ_p＊来运算弹性成分T_sp＊，起到以下的作用。

弹性成分T_sp＊与被加至目标小齿轮角θ_p＊的粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊的合计值相应地，例如呈现如下特性。如图11的曲线图中以双点划线所示的那样，表示目标小齿轮角θ_p＊与弹性成分T_sp＊的关系的特性线L_sp与粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊的合计值相应地，以沿横轴移动的形式更新。在粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊的合计值为正值时，特性线L_sp以沿横轴向正向移动的形式更新。在粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊的合计值为负值时，特性线L_sp以沿横轴向负向移动的形式更新。但是，相对于目标小齿轮角θ_p＊的变化的弹性成分T_sp＊的正负的最大值+T_spmax、－T_spmax与目标小齿轮角θ_p＊无关地被维持于恒定值。

因此，弹性成分T_sp＊相对于目标小齿轮角θ_p＊的变化具有沿横轴的方向上的滞后。由于弹性成分T_sp＊的正负的最大值+T_spmax、－T_spmax不随目标小齿轮角θ_p＊而变化，所以越为包括控制映射M_sp的原点的中央部分，即越为目标小齿轮角θ_p＊的值较小、特性线L_sp的切线梯度α较大的部分，沿横轴的方向上的滞后宽度越为较大的值。

通过使相对于目标小齿轮角θ_p＊的变化的弹性成分T_sp＊具有沿横轴的方向的滞后，目标小齿轮角θ_p＊为较小的值的区域的特性线L_sp的切线梯度α变得缓和。与切线梯度α变缓和相应地，驾驶员容易感受到基于粘性成分T_vi＊的粘性感、以及与基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力相应的摩擦感。

另外，即使像这样，通过将被理想车辆模型72使用的目标小齿轮角θ_p＊加上滞后控制量T_hy＊，也能够使基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力的特性从图9的图9A的曲线图所示的状态变化至图9B的曲线图所示的状态。另外，将被理想车辆模型72使用的目标小齿轮角θ_p＊加上粘性成分T_vi＊的情况也相同，能够使基于粘性成分T_vi＊的转向操纵反作用力(粘性反作用力)的特性从图9的图9A的曲线图所示的状态变化至图9B的曲线图所示的状态。

应予说明，本例也可以如以下这样变更实施。如图10中以双点划线所示的那样，在目标小齿轮角运算电路62(理想EPS模型71)除了设置前面的惯性模型75之外，还设置有一个惯性模型94。惯性模型94与前面的惯性模型75相同，通过将由减法器74计算出的减法值T_p＊＊乘以惯性力矩J_p的倒数来运算小齿轮角加速度α_p＊。加法器93除了将前面的粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊加至由第二积分器77运算出的目标小齿轮角θ_p＊之外，还将由惯性模型94运算出的小齿轮角加速度αp＊加至由第二积分器77运算出的目标小齿轮角θ_p＊。与加上小齿轮角加速度α_p＊相应地，弹性成分T_sp＊的滞后宽度在图11的曲线图中的沿横轴的方向上进一步扩展。

因此，根据本实施方式，能够得到以下的效果。

(1)通过将被理想车辆模型72使用的目标小齿轮角θ_p＊分别加上粘性成分T_vi＊以及滞后控制量T_hy＊，与其相应地，目标小齿轮角θ_p＊较小的区域的滞后宽度扩展。因此，更加容易在目标小齿轮角θ_p＊较小的区域感受到与基于粘性成分T_vi＊的粘性反作用力相应的粘性感、以及与基于滞后控制量T_hy＊的转向操纵反作用力相应的摩擦感。进而，能够给驾驶员带来更加顺畅、或者稳定的转向操纵感。

(2)在单独实施本例的情况下，能够省略前面的图3所示的两个梯度增益运算电路81、82以及两个乘法器83、84。这是因为不需要对粘性成分T_vi＊乘以增益G_vi、以及对滞后控制量T_hy＊乘以增益G_hy。

(3)在将本例与第一实施方式组合实施的情况下，能够给驾驶员带来更加适当的转向操纵感。另外，在规定目标小齿轮角θ_p＊与弹性成分T_sp＊的关系的控制映射M_sp中，在弹性特性的切线梯度α被设定(调节)得非常大的情况下等，本例特别有效。

(4)即使在采用了仅将滞后控制量T_hy＊以及粘性成分T_vi＊的任意一方加至被理想车辆模型72使用的目标小齿轮角θ_p＊的结构的情况下，也容易得到基于滞后控制量T_hy＊的摩擦感、或者基于粘性成分T_vi＊的粘性感。这是因为与滞后控制量T_hy＊或者粘性成分T_vi＊相应地，目标小齿轮角θ_p＊较小的区域的弹性成分T_sp＊的滞后宽度扩展。

接下来，对电动助力转向装置的第三实施方式进行说明。本例与第一实施方式的切线梯度α的计算方法相关。

滞后控制量T_hy＊以及粘性成分T_vi＊等其他的控制参数的必要量与前面的图6所示的控制映射M_sp中的特性线L_sp(弹性成分T_sp＊)的切线梯度α相应地改变。因此，在第一实施方式中，为了得到更加适当的转向操纵感，与切线梯度α相应地修正滞后控制量T_hy＊以及粘性成分T_vi＊等其他的控制参数。

切线梯度α通过将弹性成分T_sp＊的微小的变化量ΔT_sp＊除以目标小齿轮角θ_p＊的微小的变化量Δθ_p＊来得到。但是，在运算切线梯度α时，使用以直线插补适当的两点间的直线插补来得到曲线的情况下，存在该得到的曲线连接不光滑的可能性。例如，在该曲线可能产生折弯的部分、或者不连续的部分。这是因为在直线插补中仅决定处于通过适当的两点的线段上的点，而未考虑梯度。

在第一实施方式中，为了得到更加适当的增益G_vi、G_hy，进而赋予更加适当的转向操纵感，优选得到切线梯度α更加光滑地变化的曲线(准确而言，是依照图6的曲线图所示的特性线L_sp的曲线)。

因此，在本例中使用三次式插补。所谓三次式插补是指利用三次式对插补的适当的两点间进行插补的方法。若根据三次式插补，则能够通过指定切线梯度和曲线通过的点来得到更加光滑地连接插补的适当的两点间的曲线。

作为三次式插补的一种，例如有埃尔米特插补。在埃尔米特插补中利用以下式(2)表示的三次多项式。其中，式(2)中的“·”表示乘法。

y＝A3·x³+A2·x²+A1·x+A0 (2)

在指定两点(x0，y0)、(x1，y1)、以及这两点的梯度(x0，dy0)、(x1，dy1)时，三次多项式被唯一地决定。通过指定梯度，能够抑制得到的曲线不连续。

即，在三次多项式的情况下，未知数是三次的系数A3、二次的系数A2、一次的系数A1、以及常数(零次的系数)A0这四个。通过针对式(2)代入曲线通过的两个点(x0，y0)、(x1，y1)以及两个梯度(x0，dy0)、(x1，dy1)，得到四个方程式。针对四个未知数存在四个方程式，从而能够求解这些连立方程式。通过求解该连立方程式，能够得到表达通过两个点(x0，y0)、(x1，y1)、并且具有两个梯度(x0，dy0)、(x1，dy1)的光滑的曲线的三次多项式。并且，若对该三次多项式微分，则能够简单地求出梯度。梯度以下式(3)表达。

梯度＝3A3·x²+2A2·x+A1 (3)

顺便说明，也可以将能够得到所希望的特性(例如，弹性特性)的三次多项式中的三次的系数A3、二次的系数A2、一次的系数A1、以及常数(零次的系数)A0作为一组的系数组，并按照被取样的两个目标小齿轮角θ_p＊的各区间存储。

例如，如图12A所示那样，若目标小齿轮角θ_p＊的绝对值为第一区间(0～x0)则以第一系数组C1、若目标小齿轮角θ_p＊为第二区间(x0～x1)则以第二系数组C2、若为第三区间(x1～x2)则以第三系数组C3、若为第四区间(x2～x3)则以第四系数组C4这样的形式存储。在此基础上，与目标小齿轮角θ_p＊的变化相应地切换系数组。由此，与被取样的两个目标小齿轮角θ_p＊的区间对应的适当的两点间以与所希望的特性相应的更加光滑的曲线连接。

应予说明，在图12A所示的特性线L_sp中，目标小齿轮角θ_p＊的绝对值与切线梯度α的关系的一个例子如下。

如图12B所示那样，在横轴绘制目标小齿轮角θ_p＊的绝对值，在纵轴绘制切线梯度α时，随着目标小齿轮角θ_p＊的绝对值从零增加，切线梯度α的值曲线状地减少。但是，目标小齿轮角θ_p＊的绝对值越大，相对于目标小齿轮角θ_p＊的绝对值的切线梯度α的值的变化率(图12所示的特性线Lα的切线的斜率)越小。作为一个例子，在目标小齿轮角θ_p＊为x0、x1、x2、x3(x0＜x1＜x2＜x3)时，切线梯度α的值分别为α0、α1、α2、α3(α0＞α1＞α2＞α3)。

因此，根据本实施方式，能够得到以下的效果。

(1)通过利用三次式插补，能够得到更加光滑地连接插补的适当的两点间的曲线。即，得到梯度更加光滑地变化的曲线。因此，运算出更加适当的切线梯度α，进而运算出更加适当的增益G_vi、G_hy。因此，能够得到更加适当的转向操纵感(粘性感、摩擦感)。

应予说明，上述各实施方式也可以如以下这样变更实施。

在各实施方式中，基于马达31的旋转角θ_m来运算转向操纵角θ_s，但也可以在转向轴22设置转向传感器(旋转传感器)，并通过该转向传感器来检测转向操纵角θ_s。

在各实施方式中，转矩传感器420设置于柱轴22a，但也可以设置于中间轴22b或者小齿轮轴22c。若能够检测转向操纵转矩T_h，则能够设置于转向操纵机构20的适当的位置。

在各实施方式中，在小齿轮角反馈控制电路63中，针对实际的小齿轮角θ_p进行PID控制，但也可以进行PI控制。另外，在各实施方式中，对与转向轮26、26的转向角θ_ta对应的小齿轮角θ_p进行反馈控制，但也可以对中间轴22b的旋转角进行反馈控制。另外，也可以对马达31的输出轴的旋转角进行反馈控制。由于中间轴22b以及马达31的输出轴的旋转角均是反映转向角θ_ta的值，所以能够通过这些旋转角的反馈控制来间接地进行转向角θ_ta的反馈控制。另外，也可以检测转向轮26、26的转向角θ_ta，并针对该转向角θ_ta直接地进行反馈控制。在该情况下，目标小齿轮角运算电路62作为目标转向角运算电路发挥作用，小齿轮角反馈控制电路63作为转向角反馈控制电路发挥作用。

在各实施方式中，理想EPS模型71基于基本辅助成分T_a1＊与转向操纵转矩T_h的总和求出目标小齿轮角θ_p＊(理想的小齿轮角)，但也可以仅基于转向操纵转矩T_h来求出目标小齿轮角θ_p＊。

在各实施方式中，基本辅助成分运算电路61基于转向操纵转矩T_h以及车速V求出基本辅助成分T_a1＊，但也可以仅基于转向操纵转矩T_h来求出基本辅助成分T_a1＊。

在各实施方式中，具体化为向柱轴22a赋予转向操纵辅助力的电动助力转向装置10，但例如也可以具体化为向小齿轮轴22c或者齿条轴23赋予转向操纵辅助力的类型的电动助力转向装置。

符号说明：10…电动助力转向装置；20…转向操纵机构；22c…小齿轮轴(旋转轴)；26…转向轮；31…马达；42…微型计算机(控制装置)；61…基本辅助成分运算电路(第一运算电路)；62…目标小齿轮角运算电路(第二运算电路)；63…小齿轮角反馈控制电路(第三运算电路)；66、92…滞后控制量运算电路(第二反作用力成分运算电路)；72…理想车辆模型(第一反作用力成分运算电路)；75、94…惯性模型(第二反作用力成分运算电路)；78、91…粘性模型(第二反作用力成分运算电路、粘性控制运算电路)；81、82…构成修正部的梯度增益运算电路；83、84…构成修正电路的乘法器；93…加法器(变更电路)；G_vi、G_hy…增益；L_sp…特性线；T_a1＊…基本辅助成分(基础控制成分)；T_a2＊…修正控制成分；T_h…转向操纵转矩；T_sp＊…弹性成分(第一反作用力成分)；T_vi＊…粘性成分(第二反作用力成分)；T_hy＊…滞后控制量(第二反作用力成分)；α…切线梯度；θ_s…转向操纵角；θ_ta…转向角；θ_p＊…目标小齿轮角(目标旋转角)。

Claims (7)

1.一种电动助力转向装置，具备：马达，其为被向车辆的转向操纵机构赋予的转向操纵辅助力的产生源；以及控制装置，其根据车辆的转向操纵状态来控制上述马达，该电动助力转向装置的特征在于，

上述控制装置具有：

第一运算电路，其至少根据转向操纵转矩来运算为了向转向操纵机构赋予的转向操纵辅助力的基础控制成分；

第二运算电路，其至少基于转向操纵转矩来运算对应于转向轮的转向角而旋转的旋转轴的目标旋转角；

第三运算电路，其通过使上述旋转轴的实际的旋转角与上述目标旋转角一致的反馈控制来运算上述基础控制成分的修正控制成分；

第一反作用力成分运算电路，其至少基于上述目标旋转角来运算上述转向操纵辅助力中的第一反作用力成分；以及

第二反作用力成分运算电路，其基于表示上述转向操纵状态的多种状态量以及上述目标旋转角中的至少一方来运算上述转向操纵辅助力中的第二反作用力成分。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，

上述控制装置还具有修正电路，该修正电路根据相对于上述目标旋转角的上述第一反作用力成分的变化的梯度来修正上述第二反作用力成分。

3.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，

上述控制装置还具有变更电路，该变更电路通过将上述第一反作用力成分运算电路所获取的上述目标旋转角加上上述第二反作用力成分来变更上述第一反作用力成分。

4.根据权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于，

上述控制装置还具有变更电路，该变更电路通过将上述第一反作用力成分运算电路所获取的上述目标旋转角加上上述第二反作用力成分来变更上述第一反作用力成分。

5.根据权利要求2或者4所述的电动助力转向装置，其特征在于，

上述修正电路具有运算与上述第一反作用力成分的变化的梯度相应的增益的梯度增益运算电路、以及使上述第二反作用力成分乘以上述增益的乘法器，

上述梯度增益运算电路在上述梯度越大时越运算出更大的值的上述增益。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

上述第一反作用力成分运算电路包括作为上述第一反作用力成分运算与上述目标旋转角成比例的弹性成分的弹性特性控制运算电路，

上述第二反作用力成分运算电路包括作为上述第二反作用力成分运算与转向操纵角速度成比例的粘性成分的粘性控制运算电路、以及作为上述第二反作用力成分运算相对于转向操纵角的变化具有滞后特性的作为摩擦成分的滞后控制量的滞后控制量运算电路中的至少一个。

7.根据权利要求5所述的电动助力转向装置，其特征在于，

上述第一反作用力成分运算电路包括作为上述第一反作用力成分运算与上述目标旋转角成比例的弹性成分的弹性特性控制运算电路，

上述第二反作用力成分运算电路包括作为上述第二反作用力成分运算与转向操纵角速度成比例的粘性成分的粘性控制运算电路、以及作为上述第二反作用力成分运算相对于转向操纵角的变化具有滞后特性的作为摩擦成分的滞后控制量的滞后控制量运算电路中的至少一个。