CN107054446A - 转向控制器 - Google Patents

Abstract

提供一种转向控制器，该转向控制器控制马达(80)以输出用于使转向构件(91)转向的辅助扭矩，该转向控制器包括：转向属性计算器(23)，其对作为转向状态的指标的转向状态量(Qs)进行计算，该转向状态的指标指示(i)转向偏离状态、(ii)转向回正状态或(iii)保持静止状态中的一种状态；调节扭矩计算器(24)，其基于转向状态量来计算调节扭矩(Th)；以及指令值计算器(41)，其通过使用调节扭矩(Th)来计算作为与马达的驱动有关的指令值的辅助扭矩指令(Ta*)。以这种方式，对方向盘的转向状态量(Qs)、转向回正操作、保持静止操作以及调节扭矩(Th)适当地进行计算，从而使得能够适当地调节转向感觉。

Description

转向控制器

技术领域

本公开总体上涉及转向控制器。

背景技术

通常，通过转向控制器来实现来自用于传递转向构件的转向状态的方向盘的反馈感觉。也就是说，例如，下面所列出的专利文献即日本专利特开No.2014-213781(专利文献1)公开了一种对各自用于根据驱动器功率生成扭矩的刚性分量、粘性分量和惯性分量进行改变的改变方案，驱动器功率由转向轴的转向扭矩和角速度的乘积来限定。更特别地，对于机械阻抗的调节而言，通过根据驱动器功率改变那些分量来生成调节扭矩。

由于驱动器功率的由转向开始时刻的机械间隙——例如转向构件中的部件之间的松弛连接和/或游隙——引起的、较慢地响应于一端上的转向机构的运动的松弛响应即慢热(slow rise)特性，所以确定转向静止状态(即，保持在方向盘中间/中心位置)、转向偏离状态(即，从中间位置转向偏离)和转向回正状态(即，向中间位置转向回正)之间的切换相较于这些状态的实际切换可能延迟。此外，驱动器功率倾向于在转向回正状态下比在转向偏离状态下具有更小的值。因此，当驱动器功率用于调节机械阻抗因子时，可能难以将机械阻抗因子调节成适当的量/数量并且相对于转向构件的状态的改变没有延迟。

发明内容

本公开的目的在于提供一种转向控制器，该转向控制器能够实现对转向构件的转向状态而言真实的转向感觉。

本公开的一方面提供了一种转向控制器，所述转向控制器对用于输出辅助扭矩的马达进行控制，并且对连接至转向轴的转向构件的通过施加转向扭矩以及施加所述辅助扭矩而进行转向操作进行控制。所述转向控制器包括转向属性计算器，所述转向属性计算器基于(a)作用属性Qa和(b)旋转属性Qr来计算作为转向状态的指标的转向状态量，其中，所述作用属性Qa指示被施加至所述转向轴的转向扭矩Ts的施加方向，所述旋转属性Qr指示所述转向轴的旋转方向，所述转向状态的指标指示(i)转向偏离状态、(ii)转向回正状态和(iii)保持静止状态中的一种状态。所述转向控制器还包括补偿值计算器和指令值计算器，所述补偿值计算器基于所述转向状态量来计算指令补偿值，所述指令值计算器通过使用所述指令补偿值来计算与所述马达的驱动有关的指令值。所述作用属性和所述旋转属性中的至少一者是通过使用函数或映射对表示所述转向轴的运动状态的物理量进行转换而计算出的转换值。

为了计算转向状态量，将指示转向操作的作用属性或作用输入量以及指示转向操作的结果的旋转属性或实际输出量中的至少一者设定/准备(即计算)为转换值，而不是将作用属性和旋转属性设定为表示转向轴的运动(即操作)状态的“直接”物理量。这样的转换值获得了可调节性，即，这样的转换值可以包括调节因子。因此，将转向状态量——即指示转向机构当前处于三种转向状态中的哪一种状态的指标——计算为适当的值。此外，基于转向状态量，可以根据转向构件的转向状态来适当地计算指令补偿值，从而使得能够适当地调节转向感觉。

附图说明

根据参照附图进行的以下详细的描述，本公开的目的、特征和优点将变得更清楚，在附图中：

图1是本公开的第一实施方式中的转向系统的框图；

图2是本公开的第一实施方式中的电子控制单元(ECU)的框图；

图3是本公开的第一实施方式中的基本辅助扭矩计算器的框图；

图4是本公开的第一实施方式中的转向属性计算器的框图；

图5A是本公开的第一实施方式中的作用属性的说明图；

图5B是本公开的第一实施方式中的旋转属性的说明图；

图6是参考示例中的作用属性的说明图；

图7A、图7B、图7C、图7D是本公开的第一实施方式中的与转向状态量有关的结合的时间图；

图8A、图8B是本公开的第一实施方式中的路面负荷参考刚性调节扭矩的说明图；

图9是本公开的第二实施方式中的转向属性计算器的框图；

图10是本公开的第三实施方式中的ECU的框图；以及

图11是本公开的第三实施方式中的校正扭矩计算器的框图。

在下文中，基于附图来描述本公开的转向控制器。在下面的实施方式中，将相同的附图标记赋予相同或基本相同的部件/配置，从而不重复进行相同的描述。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1至图8中示出了本公开的第一实施方式中的转向控制器。

如图1所示，转向系统1通过使用马达80对用作转向构件的方向盘91的由车辆的驾驶员进行的转向操作进行辅助。转向系统1设置有方向盘91、转向轴95、变速箱96、转向轮胎99、马达80、电子控制单元(ECU)10等。

方向盘91附接至上转向轴92的一端。上转向轴92的另一端设置有——即附接有——中间轴93。扭矩传感器94被设置在上转向轴92与中间轴93之间的位置处。转向轴92和中间轴93通过扭矩传感器94的扭力杆连接。

在下文中，将上转向轴92和中间轴93连同扭矩传感器94一起统称为转向轴95。

扭矩传感器94是用于检测转向扭矩Ts的传感器。更具体地，扭矩传感器94具有连接上转向轴92和中间轴93的扭力杆并且基于扭力杆的扭转角度对当前施加至扭力杆的扭矩进行检测。将扭矩传感器94的检测值被输出至ECU 10作为与转向扭矩Ts有关的检测值。

变速箱96相对于扭矩传感器94被设置在中间轴93的相反端上。变速箱96包括小齿轮961和齿条962。小齿轮961相对于扭矩传感器94被设置在中间轴93的相反端处并且与齿条962的齿轮齿接合。

当驾驶员转动即旋转方向盘91时，小齿轮961与中间轴93一起旋转，并且齿条962随着小齿轮961的旋转向右或向左运动。

连接杆97被设置在齿条962的两端。连接杆97与齿条962一起往复运动。连接杆97经由转向节臂98与转向轮胎99连接。当连接杆97拉动或推动转向节臂98时，转向轮胎99改变方向，即转向。

马达80输出对方向盘91的转向力进行辅助的辅助扭矩。马达80的旋转经由减速机构85被传递至中间轴93。也就是说，本实施方式的转向系统1是所谓的“柱辅助式”，其中，马达80的旋转被传递至转向轴95。

减速机构85具有蜗杆86和蜗轮87。蜗杆86被设置在马达80的旋转轴的末端上。蜗轮87以与蜗杆86接合的状态与中间轴93同轴地设置。因此，将马达80的旋转传递至中间轴93。

当中间轴93由于方向盘91的转向或由于来自路面的反作用力而旋转时，该旋转于是经由减速机构85被传递回到马达80，并且通过这样的反作用力等使马达80旋转。

本实施方式的马达80是三相交流电的无刷马达。马达80的三个相——即U相、V相和W相——分别接收驱动电压，即Vu、Vv和Vw。

马达80设置有未示出的旋转传感器。旋转传感器例如是检测马达80的旋转状态并且将与旋转状态有关的检测值输出至ECU 10的旋转变压器。

在本实施方式中，旋转传感器向ECU 10输出作为指示马达80的旋转角速度的信息的马达速度ω。旋转传感器还可以是对马达80的旋转角进行检测的旋转角传感器，并且可以基于旋转角传感器的检测值在ECU 10中计算马达速度ω。可以基于减速机构85的传动比将马达速度ω转换成转向轴95的旋转速度。在下文中，转向轴95的旋转速度也可以被指定为“转向速度”。

在本实施方式中，将从方向盘91到转向轮胎99的包括马达80和减速机构85的转向力传递结构定名为转向系统机构100。

现在，将使方向盘91向左旋转的转向扭矩Ts定名为正扭矩，而将使方向盘91向右旋转的转向扭矩Ts定名为负扭矩。此外，当方向盘91向左旋转时，马达速度ω为正，而当方向盘91向右旋转时，马达速度ω为负(即，与方向盘91的左旋转的马达速度相反)。

换言之，“第一”方向被定义为方向盘91的左转方向，而“第二”方向被定义为方向盘91的右转方向。也可以反过来定义这些方向。

ECU 10通过控制马达80的驱动对转向系统机构100进行控制。ECU 10利用来自未被示出的车载电池的电力进行操作并且基于由扭矩传感器94检测的转向扭矩Ts、由旋转传感器检测的马达速度ω、由车辆速度传感器71检测的车辆速度S即车辆的行驶速度等来计算辅助扭矩指令Ta*。此外，ECU 10基于辅助扭矩指令Ta*来控制马达80的驱动。

如图2所示，ECU 10设置有逆变器12和用作转向控制器的控制单元15。逆变器12是三相逆变器并且具有对供给至马达80的各相线圈的电流进行切换的开关元件。

控制单元15是包括微型计算机的装置并且例如通过脉冲宽度调制(PWM)控制对逆变器12的开关元件的接通-断开操作进行控制，以使得根据辅助扭矩指令Ta*将驱动电压Vu、Vv和Vw施加至马达80。因此，对用于辅助由驾驶员进行的方向盘91的转向操作的辅助量——即来自马达80的转向力的量——进行控制。

由控制单元15进行的各种处理可以通过由中央处理单元(CPU)执行存储装置例如只读存储器(ROM)中存储的程序而作为软件处理来执行和/或可以由专用电子电路作为硬件处理来执行。这同样适用于稍后提及的控制单元16。

控制单元15包括基本辅助扭矩计算器20、校正扭矩计算器40、指令计算器41和电流反馈部45等功能块。

基本辅助扭矩计算器20计算基本辅助扭矩指令Tb*。稍后提及基本辅助扭矩计算器20的细节。

校正扭矩计算器40对校正基本辅助扭矩指令Tb*的校正扭矩Tr进行计算。校正扭矩Tr用于控制由车辆的不稳定行为引起的不期望的操作——例如反馈至方向盘91的振动等，并且基于转向扭矩Ts、马达速度ω、车辆速度S等来计算校正扭矩Tr。

通过使用校正扭矩Tr来校正基本辅助扭矩指令Tb*，车辆行为适当地被收敛成稳定的行为，从而实现车辆的可控性，即操作稳定性和/或完善性。

指令计算器41通过校正扭矩Tr来校正基本辅助扭矩指令Tb*并且计算辅助扭矩指令Ta*。本实施方式的指令计算器41是加法器，并且通过将校正扭矩Tr加至基本辅助扭矩指令Tb*来计算辅助扭矩指令Ta*。

电流反馈部45生成对逆变器12的开关元件的接通-断开操作进行控制的驱动信号，以使得将根据辅助扭矩指令Ta*的辅助扭矩提供给转向轴95。

具体地，电流反馈部45基于辅助扭矩指令Ta*来计算马达80上供给的电流指令值。此外，电流反馈部45从未被示出的电流传感器获得与被供给至马达80的各相线圈的相电流Iu、Iv和Iw中的每个相电流有关的检测值。

电流反馈部45计算电压指令值并且基于电压指令值来生成对开关元件的接通-断开操作进行控制的驱动信号，以使得从马达80反馈的相电流Iu、Iv和Iw收敛成电流指令值。

通过基于所生成的驱动信号使逆变器12的开关元件接通以及断开，向马达80施加根据辅助扭矩指令Ta*的驱动电压Vu、Vv和Vw。因此，从马达80输出根据辅助扭矩指令Ta*的扭矩，并且利用从马达80输出并且施加至转向轴95的该扭矩对由驾驶员进行的方向盘91的操作提供助力。

在下文中，对基本辅助扭矩计算器20中的基本辅助扭矩指令Tb*的计算进行描述。

基于转向扭矩Ts、马达速度ω、车辆速度S等，基本辅助扭矩计算器20计算用于实现针对路面负荷的转向力的传递的感觉以及实现与转向状态一致的转向感觉的基本辅助扭矩指令Tb*。

更实际地，对基本辅助扭矩指令Tb*进行计算，以使得：(a)车辆的驾驶员可以通过从路面半稳定地传输反作用力而感觉到/得到来自车辆行为以及来自路面的足够的反馈；以及(b)通过调节和/或产生被反馈到驾驶员手上的对方向盘91的适当的操作感来改善方向盘91的转向感觉。

也就是说，反馈到驾驶员手上的方向盘91的操作感觉包括由驾驶员感受到的事物，如转向系统机构100的硬度(stiffness)/刚性(rigidity)、粘性和重量，并且对这些特性进行的调节可以用于改善并且产生方向盘91的“正确的(即，对于实际转向状态而言为真实的)”且适当的操作感觉。

如图3所示，基本辅助扭矩计算器20包括负荷估计器21、目标扭矩计算器22、转向属性计算器23、调节扭矩(即补偿值)计算器24、用作调节器的目标转向扭矩计算器31、偏差计算器32、控制部35等。

负荷估计器21包括加法器211和滤波器212，并且根据路面反作用力来估计路面负荷。

加法器211将基本辅助扭矩指令Tb*和目标转向扭矩Ts*相加。滤波器212是低通滤波器，其从基本辅助扭矩指令Tb*和目标转向扭矩Ts*的相加值即总和中提取频带中的等于或低于特定频率的低频分量。所提取的频率分量定名为负荷扭矩Tx。负荷扭矩Tx是根据路面负荷的扭矩。

目标扭矩计算器22基于从负荷估计器21输出的负荷扭矩Tx和车辆速度S来计算基本目标转向扭矩Tf*，该基本目标转向扭矩Tf*为目标转向扭矩Ts*即转向扭矩Ts的目标值的基本分量。

转向属性计算器23包括作用属性计算器231、旋转属性计算器232和转向状态量计算器235，并且基于作用属性Qa和旋转属性Qr来计算转向状态量Qs。

转向状态量Qs是由驾驶员进行的方向盘91的转向操作(即转向状态)的指标，其使得能够确定转向状态是否为转向偏离状态(即方向盘从中间位置转向偏离)、转向回正状态(即方向盘向中间位置转向回正)和保持静止状态(即方向盘保持静止状态，即保持不动)中的至少一种状态。

在本实施方式中，转向状态量Qs取-1与+1之间的无量纲值(即-1≤Qs≤+1)，(i)当Qs在包括零的特定范围内时其指示转向状态为保持静止状态；(ii)当Qs等于/接近于1时其指示转向状态为转向偏离状态；以及(iii)当Qs等于/接近于-1时其指示转向状态为转向回正状态。

稍后提及对转向状态量Qs进行计算的细节。

调节扭矩计算器24基于转向状态量Qs来计算调节被提供给驾驶员手部的感觉的调节扭矩Th。调节扭矩Th用于对指定转向系统机构100中的转向扭矩Ts与转向角θ之间的关系的机械阻抗进行调节，并且基于刚性调节扭矩Tk1和Tk2、粘性调节扭矩Tc以及惯性调节扭矩Ti来计算调节扭矩Th，其中，刚性调节扭矩Tk1和Tk2、粘性调节扭矩Tc以及惯性调节扭矩Ti各自基于转向状态量Qs。

调节扭矩计算器24具有刚性调节器25、粘性调节器26、惯性调节器27和加法器28。

刚性调节器25计算用于调节转向系统机构100的刚性特性的刚性调节扭矩Tk1、Tk2，并且包括路面负荷参考刚性调节器251和转向角参考刚性调节器255。

路面负荷参考刚性调节器251具有路面负荷参考刚性增益设定部252和乘法器253。

路面负荷参考刚性增益设定部252基于转向状态量Qs和车辆速度S来计算用于调节在操作方向盘91时被提供给驾驶员的刚性特性的路面负荷参考刚性增益K1。通过使用预先准备的路面负荷参考刚性调节映射来计算路面负荷参考刚性增益K1。

乘法器253将负荷扭矩Tx乘以路面负荷参考刚性增益K1并且计算路面负荷参考刚性调节扭矩Tk1。也就是说，路面负荷参考刚性增益K1是与转向系统机构100中的机械阻抗的刚性分量等效的值并且可以被视为针对路面负荷的调节增益。

转向角参考刚性调节器255包括转向角参考刚性增益设定部256和乘法器257。

转向角参考刚性增益设定部256基于转向状态量Qs和车辆速度S来计算用于调节在操作方向盘91时被提供给驾驶员的刚性特性的转向角参考刚性增益K2。通过使用预先准备的转向角参考刚性调节映射来计算转向角参考刚性增益K2。

乘法器257将转向角θs乘以转向角参考刚性增益K2并且计算转向角参考刚性调节扭矩Tk2。也就是说，转向角参考刚性增益K2是与转向系统机构100中的机械阻抗的刚性分量等效的值并且可以被视为针对转向角θs的调节增益。

刚性增益K1和K2被设定成：(i)在转向状态量Qs等于0时等于0；(ii)在转向状态量Qs接近于1时增大；(iii)在转向状态量Qs接近于-1时减小。增加转向偏离状态下的刚性时转向感觉变得稳实。此外，因为通过减小转向回正状态下的刚性，方向盘91返回到中间位置变得不那么急剧，即变得更缓和，所以通过这样的调节来减弱转向回正状态下的强制返回的感觉。

此外，转向角参考刚性增益K2可以被设定成：(i)在转向状态量Qs等于0时等于零；(ii)在转向状态量Qs接近于1时减小；以及(iii)在转向状态量Qs接近于-1时增大。也就是说，通过将转向偏离状态的刚性设定得较低，防止反馈至手部的感觉过强。此外，通过增大转向回正状态下的刚性，方向盘91变得能够更容易返回到中间/中心位置。

粘性调节器26对用于调节转向系统机构100的粘性特性的粘性调节扭矩Tc进行计算并且具有粘性增益设定部261和乘法器262。

粘性增益设定部261基于转向状态量Qs和车辆速度S来计算用于调节在操作方向盘91时被提供给驾驶员的粘性特性的粘性增益C。通过使用预先准备的粘性调节映射来计算粘性增益C。

乘法器262将马达速度ω乘以粘性增益C并且计算粘性调节扭矩Tc。鉴于马达速度ω可以基于减速机构85的传动比被转换成转向速度的事实，粘性增益C是与转向系统机构100中的机械阻抗的粘性分量等效的值并且从而被视为针对转向速度的调节增益。

粘性增益C被设定成：(i)在转向状态量Qs等于0时等于0；(ii)在转向状态量Qs接近于1时减小；以及(iii)在转向状态量Qs接近于-1时增大。注意，针对为0的转向状态量Qs的粘性增益C可以不为0，即粘性增益C的零点可以从0偏移。通过减小转向偏离状态下的粘性，可以使深度地/较远地转动方向盘91时的过度的粘性特性减小，这使驾驶员具有舒适且轻快的转向感觉。此外，通过增大转向回正状态下的粘性，方向盘91的返回变得不那么急剧并且更缓和，从而使转向操作更收敛(convergence)。

此外，根据车辆速度S来设置粘性增益C。

惯性调节器27对用于调节转向系统机构100的惯性特性的惯性调节扭矩Ti进行计算并且包括惯性增益设定部271和乘法器272。

惯性增益设定部271基于转向状态量Qs来计算用于调节在操作方向盘91时被提供给驾驶员的惯性特性的惯性增益I。通过使用预先准备的惯性调节映射来计算惯性增益I。

乘法器272将通过用微分器29对马达速度ω进行微分所计算的马达加速度α乘以惯性增益I并且计算惯性调节扭矩Ti。也就是说，惯性调节扭矩Ti是与转向系统机构100中的机械阻抗的惯性分量等效的值并且可以被视为针对马达加速度α的调节增益。

惯性增益I在微小操作区域中被设定为负的定值，该微小操作区域被限定为包括为零的转向状态量Qs的非常小的操作的范围。此外，当转向状态量Qs等于或大于预设正值或者等于或小于预设负值时，惯性增益I被设定为正的定值。在微小操作区域的正侧阈值与惯性增益I开始取定值的预设正值之间的范围中以及在微小操作区域的负侧阈值与惯性增益I开始取定值的预设负值之间的范围中，随着转向状态量Qs的绝对值增大，惯性增益I被配置成与Qs的增大成比例地增大。注意，惯性增益I可以被配置成根据车辆速度S来设定。

通过在微小操作区域中将惯性增益I设定成负的定值，使在微小操作区域中由马达80的惯性所引起的过度惯性特性减少，从而为驾驶员提供自然的转向感觉。此外，当方向盘91被操作成超出该微小操作区域时，使转向操作具有适当的惯性，从而实现与伴随惯性力的反作用分量对应的转向感觉。

加法器28将刚性调节扭矩Tk1和Tk2、粘性调节扭矩Tc以及惯性调节扭矩Ti相加从而计算出调节扭矩Th。

目标转向扭矩计算器31通过调节扭矩Th来调节基本目标转向扭矩Tf*并且计算目标转向扭矩Ts*。本实施方式的目标转向扭矩计算器31是加法器，其将调节扭矩Th与基本目标转向扭矩Tf*相加从而计算出目标转向扭矩Ts*。

偏差计算器32对作为目标转向扭矩Ts*与利用扭矩传感器94检测到的转向扭矩Ts之间的偏差的扭矩偏差ΔTs进行计算。

控制部35计算基本辅助扭矩指令Tb*，以使得(i)扭矩偏差ΔTs收敛于零以及(ii)转向扭矩Ts跟随目标转向扭矩Ts*。

在下文中，对转向状态量Qs的计算进行描述。

如图4所示，转向属性计算器23包括作用属性计算器231、旋转属性计算器232和转向状态量计算器235。

作用属性计算器231基于转向扭矩Ts来计算作用属性Qa。作用属性Qa是向转向轴95施加的扭矩的施加方向的指标。在本实施方式中，当作用属性Qa接近于第一扭矩确定值T1时，在正方向上将扭矩施加至转向轴95，即使轴95向左旋转(参见[0016])，并且当作用属性Qa接近于第二扭矩确定值T2时，在负方向上将扭矩施加至转向轴95，即使轴95向右旋转(参见[0016])。在本实施方式中，将第一扭矩确定值T1设定成1，并且将第二扭矩确定值T2设定成-1。

作用属性Qa的计算通过基于转向扭矩Ts对第一扭矩确定值T1和第二扭矩确定值T2进行连续地内插的作用属性计算函数来执行。

旋转属性计算器232基于马达速度ω来计算旋转属性Qr。旋转属性Qr是转向轴95的旋转方向的指标。

在本实施方式中，当旋转属性Qr接近于第一旋转确定值R1时，转向轴95向正方向旋转，并且当旋转属性Qr接近于第二旋转确定值R1时，转向轴95向负方向旋转。在本实施方式中，将第一旋转确定值R1设定成1，并且将第二旋转确定值R2设定成-1。

旋转属性Qr的计算通过基于马达速度ω对第一旋转确定值R1和第二旋转确定值R2进行连续地内插的旋转属性计算函数来执行。

转向状态量计算器235基于作用属性Qa和旋转属性Qr来计算转向状态量Qs。

本实施方式的转向状态量计算器235是乘法器，并且转向状态量Qs是作用属性Qa和旋转属性Qr的乘积。

本实施方式的作用属性计算函数是饱和于第一扭矩确定值T1和饱和于第二扭矩确定值T2的函数。这样的函数被认为属于“对第一扭矩确定值和第二扭矩确定值进行连续地内插的函数”的概念范畴。

另一方面，例如，确定Ts<0转向扭矩Ts为第二扭矩确定值T2、Ts为0转向扭矩Ts＝0以及Ts>0转向扭矩Ts为第一扭矩确定值T1——即输出阶梯形状的计算结果——的阶梯函数被认为不属于“对第一扭矩确定值和第二扭矩确定值进行连续地内插的函数”的概念范畴。注意，考虑到转向属性计算器23进行的每个计算产生不连续的计算结果，只要计算结果的不连续性相对于第一扭矩确定值T1与第二扭矩确定值T2之间的差/偏差足够小，则可以允许计算结果的这种非常小的不连续性。

同样的情况适用于旋转属性计算函数。此外，如稍后在第二实施方式中所描述的，替代使用函数，映射也可以用于进行这样的计算。

本实施方式的作用属性计算函数和旋转属性计算函数是使用双曲正切函数(即tanh)的函数，并且通过公式(1-1)和公式(1-2)来计算作用属性Qa和旋转属性Qr。公式中的项Ba和Br是指定在-1与+1之间的范围中的倾斜度的调节常量，并且可以任意设定该调节常量。此外，图5A中示出了通过公式(1-1)所计算的作用属性Qa，并且图5B中示出了通过公式(1-2)所计算的旋转属性Qr。通过公式计算的属性Qa和Qr可以被理解为分别表示驾驶员的活动即转向操作的量/数量即量化状态和转向轴95的旋转的量/数量。

Qa＝tanh(Ts/Ba) ...(1-1)

Qr＝tanh(ω/Br) ...(1-2)

此外，作用属性计算函数或旋转属性计算函数可以是使用正负号函数的函数。在公式(2-1)和(2-2)中示出了通过使用正负号函数计算出的作用属性Qa和旋转属性Qr。公式中的项“sgn(X)”是取出X的符号的函数。此外，项τa和τb是指定从-1到+1的范围中的倾斜度的调节常量。

Qa＝sgn(Ts)-sgn(Ts)·exp^{-sgn(Ts)·Ts/τa} ...(2-1)

Qr＝sgn(ω)-sgn(ω)·exp^{-sgn(ω)·ω/τr} ...(2-2)

此外，作用属性计算函数或旋转属性计算函数可以是使用误差函数的函数。公式(3-1)和(3-2)中示出了通过使用误差函数计算出的作用属性Qa和旋转属性Qr。公式(3-3)中示出了误差函数的定义。项Ca、Cr、Da、Dr中的所有项是指定从-1到+1的范围中的倾斜度的为实数的调节常量。此外，公式(3-3)中的项t是积分的中间变量。

本实施方式的作用属性计算函数和旋转属性计算函数分别通过函数图的原点并且关于原点是点对称的。此外，作用属性计算函数是平滑地连接第一扭矩确定值T1和第二扭矩确定值T2的函数。现在，转向扭矩Ts中的噪声分量使得“阶梯形状”的作用属性计算函数的计算不确定，即，如果这样的噪声分量取决于作用属性Qa的改变点处或附近的信号则产生停留在第一扭矩确定值T1或第二扭矩确定值T2附近且频繁变化的振动的作用属性Qa。另外，在转向扭矩Ts的符号(+/-)频繁改变的状态下，例如当车辆在方向盘91保持基本上未被转向的情况下沿直线路径行驶时，可以将作用属性Qa计算为振动的值。

因此，在本实施方式中，通过使用平滑地连接第一扭矩确定值T1和第二扭矩确定值T2的作用属性计算函数对作用属性Qa进行计算来控制作用属性Qa的振动。

旋转属性计算函数是平滑地连接第一旋转确定值R1和第二旋转确定值R2的函数。在这样的情况下，如果马达速度ω中的噪声分量依赖于旋转属性Qr的改变点处或附近的信号，则这样的噪声分量使得“阶梯形状”的旋转属性计算函数的计算不确定，即，产生停留在第一旋转确定值R1或第二旋转确定值R2附近且频繁变化的振动的旋转属性Qr。另外，在马达速度ω的符号(+/-)频繁变化的状态下，例如当车辆在方向盘91保持基本上未被转向的情况下沿直线路径行驶时，旋转属性Qr可以被计算为振动的值。

因此，在本实施方式中，通过使用平滑地连接第一旋转确定值R1和第二旋转确定值R2的旋转属性计算函数对旋转属性Qr进行计算来控制旋转属性Qr的振动。

此外，替代使用转向扭矩Ts自身作为作用属性Qa，通过使用通过适应性改变等建立的作用属性计算函数将作用属性Qa计算为从转向扭矩Ts的转换得到的转换值，可以适当地确定扭矩的施加方向。

类似地，替代使用马达速度ω自身作为旋转属性Qr，通过使用通过适应性改变等建立的旋转属性计算函数将旋转属性Qr计算为从马达速度ω的转换得到的转换值，可以适当地确定马达80的旋转方向。

也就是说，在本实施方式的作用属性Qa和旋转属性Qr中，包括调节因子，例如，通过使用作用属性计算函数/旋转属性计算函数得到的转换值和这些函数中的任意设定的调节常量。

图6示出了由内插虚线所表示的作用属性Qa的参考示例，其基于下述假设：针对右向旋转输入最大扭矩得到为-1的作用属性Qa以及针对左向旋转输入最大扭矩得到为1的作用属性Qa。图6中的实线表示与图5A的作用属性Qa相同的本实施方式的作用属性Qa。

如图6所示，当转向扭矩Ts取正值Ts_p时，例如，通过使用本实施方式的作用属性计算函数，作用属性Qa饱和于第一扭矩确定值T1(即饱和于为1的值)。相比而言，针对相同的转向扭矩Ts_p，参考示例的作用属性Qa取绝对值比第一扭矩确定值T1小的值T1_c。

此外，当转向扭矩Ts取负值Ts_n时，通过使用本实施方式的作用属性计算函数，作用属性Qa饱和于第二扭矩确定值T2(即饱和于为-1的值)。相比而言，针对相同的转向扭矩Ts_n，参考示例的作用属性Qa取绝对值比第二扭矩确定值T2小的值T2_c。

在本实施方式中，通过调节作用属性计算函数和函数中使用的常量，可以调节作用属性Qa对转向扭矩Ts的灵敏度。在图6的示例中，通过使用对于零附近的转向扭矩Ts的值具有大倾斜度的函数，提高了对转向扭矩Ts的施加方向进行的切换的灵敏度。换言之，在本实施方式中，当转向扭矩Ts的施加方向被切换并且引起转向扭矩Ts的“符号(+/-)”改变时，通过使用仔细选择的作用属性计算函数，作用属性Qa快速且平滑地——即渐近地——接近于第一扭矩确定值T1或接近于第二扭矩确定值T2。以这种方式，可以适当地确定转向扭矩Ts的施加方向。

与上述情况类似，通过调节旋转属性计算函数和函数中中所使用的常量，旋转属性Qr具有对马达速度ω的可调灵敏度。在本实施方式中，通过使用对于零附近的马达速度ω的值具有大倾斜度的函数，提高了对马达80的旋转方向进行的切换的灵敏度。换言之，当马达速度ω的“符号(+/-)”改变时，通过使用仔细选择的旋转属性计算函数，旋转属性Qr快速且平滑地——即渐近地——接近于第一旋转确定值R1或接近于第二旋转确定值R2。以这种方式，可以适当地确定马达80的旋转方向。

在本实施方式中，将作用属性Qa和旋转属性Qr的乘积指定为转向状态量Qs。如上所述，通过调节作用属性Qa和旋转属性Qr的灵敏度，使得能够对作为Qa和Qr的乘积的转向状态量Qs的灵敏度进行调节。在本实施方式中，对作用属性Qa和旋转属性Qr进行计算使得对于为零的值或零附近的值转向状态量Qs的倾斜度变大。以这种方式，基于转向状态量Qs，可以快速确定转向状态的切换。

图7A、图7B、图7C、图7D分别是示出使方向盘91向左、向右、再向左转动/转向的结果的时间图。图7A至图7D结合以示出下述情况：其中，方向盘91首先向左转向、然后向右转向、再然后向左转向。在图7A至图7D中，横轴被设置为共同的时间轴，并且图7A示出转向扭矩Ts的曲线图，图7B示出马达速度ω的曲线图，图7C示出转向状态量Qs的曲线图，图7D示出驱动器功率W的曲线图。

驱动器功率W是参考示例并且被定义成作为转向扭矩Ts和马达速度ω的乘积的值。也就是说，换言之，当确定转向扭矩Ts和马达速度ω之后，驱动器功率W是可唯一计算的值并且没有任何调节的余地。

此外，在图7A至图7D中，时间段Pa指定方向盘91处于转向偏离状态时的时间，而时间段Pb指定方向盘91处于转向回正状态时的时间。注意，当从转向偏离状态转变到转向回正状态时，必然存在转向状态量基本上等于零的时间段/时刻，该时间段/时刻可以被认为是保持静止状态的时刻。然而，在图7A至图7D中，省略了保持静止状态的图示，将情况简化成下述的情况：在没有中间状态的情况下，转向偏离状态和转向回正状态可以相互直接转变。

如图7A至图7D所示，在从时刻x1到时刻x2的时间段中，方向盘91向左转向，并且方向盘91的转向状态为“转向偏离状态”。如图7D所示，由于驱动器功率W是转向扭矩Ts和马达速度ω的乘积的事实，所以驱动器功率W的上升特性取决于转向扭矩Ts和马达速度ω的上升特性。因此，驱动器功率W比图7C所示的转向状态量Qs具有更慢的上升特性。例如，如果方向盘91比图7A至7D的示例更慢地转向，则驱动器功率W的上升被进一步延迟。

另一方面，在本实施方式中，因为对基于转向扭矩Ts的作用属性Qa和基于马达速度ω的旋转属性Qr单独进行计算，所以可以对Qa的上升特性和Qr的上升特性分别地/单独地进行调整。因此，甚至在方向盘91缓慢地转向时，也能够对作用属性Qa和旋转属性Qr分别进行调节，以使得转向状态量Qs快速上升。

因此，如图7C所示，当方向盘91在时刻x1处转向时，转向状态量Qs快速地即渐近地接近于1。此外，在时刻x2处，当方向盘91的转向状态从转向偏离状态转变到转向回正状态时，转向状态量Qs快速地即渐近地接近于-1。

类似地，在方向盘91的转向状态从转向回正状态转变到转向偏离状态时的时刻x3和时刻x5处，转向状态量Qs快速地即渐近地接近于1，而在方向盘91的转向状态从转向偏离状态转变到转向回正状态时的时刻x4处，转向状态量Qs快速地即渐近地接近于-1。

此外，如图7A所示，在“转向偏离”状态的时间段Pa中，转向扭矩Ts具有Ts的绝对值变大的增大趋势，而在“转向回正”状态的时间段Pb中，转向扭矩Ts具有Ts的绝对值变小的减小趋势。因此，如图7D所示，驱动器功率W的绝对值在“转向回正”状态时间段中比在“转向偏离”状态时间段中小。换言之，(i)转向偏离状态下的驱动器功率W的绝对值与(ii)转向回正状态下的驱动器功率W的绝对值之间的差很大，从而使得相对难以确定“转向回正”状态。

在图7D中，将基准值Wa和-Wa设定在驱动器功率W的绝对值相同的位置处。

在本实施方式中，通过使用由作用属性计算函数计算的作用属性Qa和由旋转属性计算函数计算的旋转属性Qr来计算转向状态量Qs。因此，如图7C所示，转向状态量Qs在“转向偏离”状态下变为基本上等于1并且在“转向回正”状态下变为基本上等于-1。

换言之，(i)“转向偏离”状态下的转向状态量Qs的绝对值与(ii)“转向回正”状态下的转向状态量Qs的绝对值之间的差很小。也就是说，与驱动器功率W相比，转向状态量Qs更准确地表示方向盘91的“转向偏离”状态和“转向回正”状态二者。

此外，考虑到驱动器功率W与转向状态量Qs之间的不同单位制，与W1和W2的比(即W1/W2)相比，Q1和Q2的比(即Q1/Q2)更接近于1。

在本实施方式中，基于转向状态量Qs来计算刚性调节扭矩Tk1和Tk2、粘性调节扭矩Tc以及惯性调节扭矩Ti。作为示例，图8A和8B中示出了路面负荷参考刚性调节扭矩Tk1。

如图8A所示，当转向状态量Qs或驱动器功率W为正时(即当方向盘91处于“转向偏离”状态时)，通过根据转向状态量Qs的增大来增大路面负荷参考刚性增益K1而将响应即转向感觉设定成稳实的。

另一方面，当转向状态量Qs或驱动器功率W为负时(即当方向盘91处于“转向回正”状态时)，通过根据转向状态量Qs的减小来减小使路面负荷参考刚性增益K1而将方向盘91设定成平缓地返回，这使得驾驶员在转向回正操作时不太有被强制的感觉。

路面负荷参考刚性增益K1是在不考虑转向方向的情况下根据转向状态即根据“保持静止”状态、“转向偏离”状态和“转向回正”状态中的每一种状态而设定的值。同样的情况也适用于转向角参考刚性调节扭矩Tk2、粘性增益C和惯性增益I。

图8B示出了与图7A至图7D所示的方向盘91的转向操作相同的方向盘91的转向操作时的结果，其中，将横轴设定为共同时间轴，并且将纵轴设定为路面负荷参考刚性调节扭矩Tk1。

在图8B中，实线Ls表示基于转向状态量Qs的值，而虚线Lw表示基于驱动器功率W的值。

如图8B所示，当方向盘91处于转向偏离状态时，与使用驱动器功率W的计算相比，通过使用转向状态量Qs的计算，转向偏离状态下的路面负荷参考刚性调节扭矩Tk1快速增大。因此，在方向盘91的“转向偏离状态”时，向驾驶员的手部提供更加坚定的响应。

此外，通过使用转向状态量Qs来计算方向盘91处于“转向回正”状态的情况下的路面负荷参考刚性调节扭矩Tk1，这样使得与通过使用驱动器功率W来计算Tk1相比，扭矩Tk1更快速且更急剧地减小。

换言之，通过使用根据转向状态的转向状态量Qs可以对路面负荷参考刚性调节扭矩Tk1更适当地进行计算。因此，当方向盘91转向回正到中间位置时，方向盘91更平缓地返回，从而使得驾驶员在转向回正操作时不太有被强制的感觉。

同样的情况适用于转向角参考刚性调节扭矩Tk2。此外，通过参照转向角来调节刚性分量，能够在不考虑路面状态和车辆速度的情况下根据转向角θs实现相同的转向感觉，这对于调节路面摩擦系数很小时的刚性感觉而言会尤其有利。

尽管未被示出，但与通过使用驱动器功率W进行的计算相比，通过使用转向状态量Qs来计算粘性调节扭矩Tc使得转向偏离时的粘性能够更急剧地减小，从而使得能够实现轻快的转向感觉。此外，通过快速增大转向回正时的粘性，方向盘91更平缓地返回，从而使转向操作更收敛。

此外，与通过使用驱动器功率W来计算惯性调节扭矩Ti相比，通过使用转向状态量Qs来计算惯性调节扭矩Ti能够更适当地根据转向偏离状态或根据转向回正状态提供惯性力，从而使得对于反作用力转向感觉更加真实。

如上所述，本实施方式的控制单元15对根据施加至与方向盘91连接的转向轴95的转向扭矩Ts输出辅助扭矩的马达80进行控制并且设置有转向属性计算器23、调节扭矩计算器24和指令计算器41。

转向属性计算器23基于表示施加至转向轴95的扭矩的施加方向的作用属性Qa和表示转向轴95的旋转方向的旋转属性Qr来计算转向状态量Qs，该转向状态量Qs是方向盘91当前所处的三个转向状态中的哪一个转向状态——即处于保持静止状态、转向偏离状态和转向回正状态中的一种状态——的指标。

调节扭矩计算器24基于转向状态量Qs来计算调节扭矩Th。

指令计算器41通过使用调节扭矩Th来计算作为与马达80的驱动有关的指令值的辅助扭矩指令Ta*。在本实施方式中，基于作为由调节扭矩Th所调节的值的基本辅助扭矩指令Tb*来计算辅助扭矩指令Ta*。注意，基于通过使用调节扭矩Th所计算的基础辅助扭矩指令Tb*来计算辅助扭矩指令Ta*意味着即其被包括在“通过使用指令补偿值来计算与马达的驱动有关的指令值”的概念中。

作用属性Qa和旋转属性Qr中的至少一个是通过使用函数或映射从表示转向轴95的动态的物理量转换而来的转换值。

在本实施方式中，转向扭矩Ts和马达速度ω分别与“表示转向轴的动态的物理量”对应。

在本实施方式中，用于计算转向状态量Qs的作用属性Qa和旋转属性Qr通过不直接被设定为表示转向轴95的运动状态的物理量而是被设定为从该物理量转换的转换值而包括调节因子。

因此，转向状态量Qs——即指示作为方向盘91的“转向偏离”状态、“转向回正”状态和“保持静止”状态之一的转向状态的指标——是可适当计算的。此外，基于转向状态量Qs，可以根据方向盘91的转向状态适当地计算调节扭矩Th，从而使得能够适当地调节转向感觉。

作用属性Qa是从转向扭矩Ts转换的转换值。也就是说，在本实施方式中，转向扭矩Ts与“转向扭矩等同值”对应。

使用基于转向扭矩Ts通过对第一扭矩确定值T1和第二扭矩确定值T2进行连续地内插的函数或映射来计算作用属性Qa，其中，第一扭矩确定值T1表示向转向轴95施加扭矩以使轴95向左旋转，而第二扭矩确定值T2表示向转向轴95施加扭矩以使转向轴95向右旋转。通过对T1和T2进行连续内插，减少作用属性Qa的振动。

作用属性Qa是通过使用具有饱和于第一扭矩确定值T1以及饱和于第二扭矩确定值T2的饱和特性的函数或映射来计算的。因此，能够适当地计算作用属性Qa。

旋转属性Qr是从物理量——即从作为根据转向轴95的旋转速度改变的物理量的马达速度ω——转换而来的转换值。也就是说，在本实施方式中，马达速度ω与“旋转速度等效值”对应。

使用基于马达速度ω通过对第一旋转确定值R1和第二旋转确定值R2进行连续地内插的函数或映射来计算旋转属性Qr，其中，第一旋转确定值R1表示转向轴95向左旋转，而第二旋转确定值R2表示转向轴95向右旋转。通过对R1和R2进行连续内插，减少旋转属性Qr的振动。

旋转属性Qr是通过使用具有饱和于第一旋转确定值R1和第二旋转确定值R2的饱和特性的函数或映射来计算的。因此，可以适当地计算旋转属性Qr。

转向属性计算器23基于作用属性Qa和旋转属性Qr的乘积来计算转向状态量Qs。由此，基于转向状态量Qs，方向盘91的转向状态可以适当地被确定为“转向偏离”状态、“转向回正”状态和“保持静止”状态中的一种状态。

调节扭矩计算器24对调节机械阻抗因子的调节扭矩Th进行计算并且包括刚性调节器25、粘性调节器26和惯性调节器27中的至少一者。

刚性调节器25基于转向状态量Qs来计算调节转向系统机构100的机械阻抗的刚性特性的刚性调节扭矩Tk1和Tk2。

粘性调节器26基于转向状态量Qs来计算调节转向系统机构100的机械阻抗的粘性特性的粘性调节扭矩Tc。

惯性调节器27基于转向状态量Qs来计算调节转向系统机构100的机械阻抗的惯性特性的惯性调节扭矩Ti。

调节扭矩计算器24基于刚性调节扭矩Tk1和Tk2、粘性调节扭矩Tc和惯性调节扭矩Ti中的至少一者来计算调节扭矩Th。

因此，通过基于转向状态量Qs适当地调节刚性特性、粘性特性和惯性特性来改善转向感觉。

刚性调节器25计算根据路面负荷的路面负荷参考刚性调节扭矩Tk1和根据转向角θs的转向角参考刚性调节扭矩Tk2中的至少一者作为刚性调节扭矩。因此，能够更适当地调节刚性特性并且改善转向感觉。

在本实施方式中，调节扭矩计算器24与“补偿值计算器”对应，而调节扭矩Th与“指令补偿值”对应。此外，转向角θs与“转向轴的旋转角”对应。

(第二实施方式)

图9中示出本公开的第二实施方式。

在本实施方式中，将上面所提及的实施方式的转向属性计算器23替换为转向属性计算器43。因此，本实施方式的描述以此为重点。

转向属性计算器43包括作用属性计算器431、旋转属性计算器432和转向状态量计算器435。

作用属性计算器431通过基于转向扭矩Ts使用预设映射MA执行映射计算来计算作用属性Qa。在本实施方式中，将第一扭矩确定值T1设置成2，并且将第二扭矩确定值T2设置成－2。

旋转属性计算器432通过基于马达速度ω使用预设映射MR的映射计算来计算旋转属性Qr。在本实施方式中，将第一旋转确定值R1设置成2，并且将第二旋转确定值R2设置为－2。

转向状态量计算器435基于以作用属性Qa和旋转属性Qr为基础的预设映射MS来计算转向状态量Qs。

当本公开被构造成具有上述配置时，可以实现与上面所提及的实施方式的效果相同的效果。

(第三实施方式)

在图10和图11示出本公开的第三实施方式。

如图10所示，作为本实施方式的转向控制器的控制单元16设置有基本辅助扭矩计算器200、转向属性计算器230、校正扭矩计算器400、指令计算器41、电流反馈部45等作为功能块。

基本辅助扭矩计算器200没有转向属性计算器，而是从转向属性计算器230获得被调节扭矩计算器24使用的转向状态量Qs。关于其他部分，基本辅助扭矩计算器200具有与第一实施方式的基本辅助扭矩计算器20的构造相同的构造。

转向属性计算器230中的计算与第一实施方式的转向属性计算器23中的计算相同。可替选地，转向属性计算器230中的计算可以被配置成与第二实施方式的转向属性计算器43中的计算相同。将由转向属性计算器230计算出的转向状态量Qs输出至基本辅助扭矩计算器200并且输出至校正扭矩计算器400。

如图11所示，校正扭矩计算器400包括收敛增益设定部401、车辆速度增益设定部402以及乘法器403和404并且对改善车辆的行为收敛的校正扭矩Tr进行计算。

收敛增益设定部401基于转向状态量Qs来计算收敛增益B1。收敛增益B1被设置成随着转向状态量Qs接近于1而具有更小的值并且随着转向状态量接近于－1而具有更大的值。

因此，在不抑制“转向偏离”时的驾驶员的转向操作的情况下，在“保持静止”时和“转向回正”时改善车辆的行为收敛，从而改善转向感觉。

车辆速度增益设定部402基于车辆速度S来计算车辆速度增益B2。

乘法器403将马达速度ω乘以收敛增益B1。乘法器404将来自乘法器403的计算值乘以车辆速度增益B2并且计算校正扭矩Tr。

校正扭矩计算器400基于转向状态量Qs和马达速度ω计算校正扭矩Tr作为指令补偿值。通过基于转向状态量Qs来计算校正扭矩Tr，在改善车辆的行为收敛的同时，也改善了转向感觉。

此外，也可以实现与上面所提及的实施方式的效果相同的效果。

在本实施方式中，除了调节扭矩计算器24(图10中未示出)以外，校正扭矩计算器400与“补偿值计算器”对应，且调节扭矩Th和校正扭矩Tr与“指令补偿值”对应。

(其他实施方式)

(a)转向属性计算器

通过使用第一实施方式中的函数来计算作用属性和旋转属性，以及通过使用第二实施方式中的映射来计算作用属性和旋转属性。然而，在其他实施方式中，例如，可以通过使用双曲正切函数来计算作用属性，并且可以通过使用正负号函数来计算旋转属性。也就是说，换言之，可以通过使用不同的函数来计算作用属性和旋转属性。此外，可以通过使用函数来计算两个属性中的一个属性，同时可以通过使用映射来计算两个属性中的另一属性。

此外，函数和映射的使用方面的计算方法的各种其他组合也可以在本公开的范围内，例如，通过函数来计算作用属性/旋转属性，同时通过映射来计算转向状态量。

在第一实施方式中，使用通过原点并且饱和于第一扭矩确定值/第二扭矩确定值的函数来计算作用属性。然而，用于计算作用属性的函数可以不通过原点。

在第一实施方式中，第一扭矩确定值被设置成1，并且第二扭矩确定值被设置成－1。在第二实施方式中，第一扭矩确定值被设置成2，并且第二扭矩确定值被设置成－2。然而，在其他实施方式中，可以将第一扭矩确定值设置成除1或2以外的值，并且可以将第二扭矩确定值设置为除－1或－2以外的值。

同样的情况适用于第一旋转确定值和第二旋转确定值。

作用属性计算函数可以不具有饱和特性。

例如，当转向扭矩大于第一预定值时，可以将作用属性计算函数设置成第一扭矩确定值，并且当转向扭矩小于第二预定值时，可以将作用属性计算函数设置成第二扭矩确定值，并且对于取第一预定值与第二预定值的中间值的转向扭矩的范围而言，可以将作用属性计算函数设置为两个预定值的线性内插值。

第一预定值与第二预定值之间的函数不仅可以是执行线性内插的线性内插函数而且还可以是二次函数或三次函数等或者是饱和于第一扭矩确定值及第二扭矩确定值的函数等。

在这种情况下，除了建立第一预定值与第二预定值之间的函数以外，第一预定值和第二预定值本身也用作调节因子，从而使得能够通过适当地设置第一预定值和第二预定值来调节作用属性的倾斜度。

在上面所提及的实施方式中，计算作用属性以使得提高对于切换转向扭矩的施加方向的灵敏度。然而，在其他实施方式中，可以计算作用属性以降低对于该切换的灵敏度。

同样的情况适用于旋转属性计算函数。此外，在使用映射而不是使用函数的情况下，相同的方案也适用。

当以这样的方式来配置本公开时，可以实现与上面所提及的实施方式的效果相同的效果。

在上面所提及的实施方式中，用于计算转向状态量的作用属性和旋转属性二者均是来自表示转向轴的运动状态的物理量的转换值。然而，在其他实施方式中，用于计算转向状态量的作用属性或旋转属性可以是该物理量(即表示转向轴的运动状态的物理量)本身。

也就是说，只要旋转属性是转换值，则作用属性可以是转向扭矩本身。此外，只要作用属性是转换值，则旋转属性可以是旋转速度等效值本身。

在上面所提及的实施方式中，用于计算作用属性的转向扭矩等效值是转向扭矩本身。如上面所提及的实施方式中所描述的那样，当转向扭矩被控制成跟随目标转向扭矩时，转向扭矩和目标转向扭矩取基本上相同的值。

因此，在其他实施方式中，转向扭矩等效值可以不是转向扭矩本身，而是可以为用于实现相同效果的目标转向扭矩。

此外，在其他实施方式中，可以将转向扭矩等效值设置为(i)基于例如电流检测值等的检测值而计算出的辅助扭矩检测值；(ii)诸如负荷扭矩、齿条推力等估计值；或(iii)作为产生目标值或指令值的控制结果的辅助扭矩指令值等。此外，在其他实施方式中，转向扭矩等效值可以是电流指令值。

在上面所提及的实施方式中，用于计算旋转属性的旋转速度等效值是马达速度。然而，在其他实施方式中，旋转速度等效值可以是转向速度或根据转向速度改变的其他参数。

此外，可以将转向扭矩等效值和旋转速度等效值设置成检测值、估计值或其中每个参数的指令值。

在第三实施方式中，转向状态量计算器与基本辅助扭矩计算器和校正扭矩计算器分开设置。然而，在其他实施方式中，可以将由基本辅助扭矩计算器的转向状态量计算器所计算的转向状态量输出至校正扭矩计算器，正如第一实施方式那样，并且该转向状态量可以用于校正扭矩的计算。

此外，在其他实施方式中，可以在校正扭矩计算器中设置转向状态量计算器，并且可以将在校正扭矩计算器的转向状态量计算器中计算出的转向状态量输出至基本辅助扭矩计算器，并且该转向状态量可以用于调节扭矩的计算。

(b)补偿值计算器

在上面所提及的实施方式中，作为权利要求书中的“补偿值计算器”的调节扭矩计算器基于路面负荷参考刚性调节扭矩、转向角参考刚性调节扭矩、粘性调节扭矩和惯性调节扭矩中的每一者来计算调节扭矩，其中，路面负荷参考刚性调节扭矩、转向角参考刚性调节扭矩、粘性调节扭矩和惯性调节扭矩均是基于转向状态量来计算的。

然而，在其他实施方式中，不是必需要基于转向状态量来计算路面负荷参考刚性调节扭矩、转向角参考刚性调节扭矩、粘性调节扭矩和惯性调节扭矩中的一个或更多个。

此外，在其他实施方式中，不是必需要使用路面负荷参考刚性调节扭矩、转向角参考刚性调节扭矩、粘性调节扭矩和惯性调节扭矩中的一个或更多个以便计算调节扭矩。

在上面所提及的实施方式中，为了计算转向角参考刚性调节扭矩，作为方向盘的旋转角的转向旋转角用作转向轴的旋转角。

然而，在其他实施方式中，用于计算转向角参考刚性调节扭矩的转向旋转角可以是零基准点被定义为直线行驶时的角度的马达旋转角、或轮胎的转向角、或在转向系统机构中使用的包括马达在内的从方向盘到轮胎的任何部件的旋转角。此外，转向操作的旋转角不仅可以是检测角而且也可以是估计角。

在上面所提及的实施方式中，用作补偿值计算器的调节扭矩计算器输出作为改变基本目标转向扭矩的扭矩值的调节扭矩。然而，在其他实施方式中，调节扭矩计算器可以将调节扭矩转换成电流值并且可以输出调节扭矩转换值用于校正电流指令值。

在第三实施方式中，校正扭矩计算器通过将旋转速度等效值乘以收敛增益和车辆速度增益来计算校正扭矩。然而，在其他实施方式中，从旋转速度等效值乘以收敛增益和车辆速度增益得到的乘积值可以包括用于得到校正扭矩的其他计算，例如加上其他值。也就是说，转向状态量不一定用于校正扭矩计算器中的所有计算。此外，替代使用收敛增益和车辆速度增益，可以(i)通过根据转向状态量和车辆速度计算单一收敛增益以及(ii)通过将旋转速度等效值乘以该单一收敛增益来计算校正扭矩。此外，可以省略车辆速度增益。

在第三实施方式中，校正扭矩计算器输出作为改变基本辅助扭矩指令的扭矩值的校正扭矩。然而，在其他实施方式中，校正扭矩计算器可以执行校正扭矩的电流转换，并且转换值可以被输出作为用于校正电流指令值的校正扭矩转换值。

也就是说，“与马达的驱动有关的指令值”不仅可以是扭矩指令值而且还可以是电流指令值。在这种情况下，补偿值计算器可以计算补偿电流指令值的值作为“指令补偿值”。

在第一实施方式中，调节扭矩计算器与“补偿值计算器”对应，并且在第三实施方式中，调节扭矩计算器和校正扭矩计算器与“补偿值计算器”对应。然而，在其他实施方式中，仅校正扭矩计算器就可以与“补偿值计算器”对应。也就是说，例如，不是必需要使用转向状态量来计算调节扭矩。此外，可以省略调节扭矩计算器。

(c)指令计算器

在上面所提及的实施方式中，基于调节扭矩来调节基本目标转向扭矩。另外，在上面所提及的实施方式中，基于校正扭矩对基本辅助扭矩指令进行校正。然而，在其他实施方式中，只要基于调节扭矩调节的指令值是与对转向构件的驾驶员转向操作进行辅助的马达的驱动有关的指令值，则该进行调节的指令值可以是不同于基本目标转向扭矩的其他任何值。类似地，在其他实施方式中，只要基于校正扭矩校正的指令值是与对转向构件的驾驶员转向操作进行辅助的马达的驱动有关的指令值，则该指令值可以是不同于基本辅助扭矩指令的其他任何值。

基本辅助扭矩指令和用于计算基本辅助扭矩指令的参数中的每个参数可以是任何指令/参数，只要该指令/参数涉及辅助扭矩的计算或对转向操作的辅助进行的控制即可，即不必是上文描述的方法中的指令/参数。

在上面所提及的实施方式中，通过校正扭矩来校正基本辅助扭矩指令，并且计算辅助扭矩指令。然而，在其他实施方式中，可以省略指令值计算器，并且实际上可以将基本辅助扭矩指令用作辅助扭矩指令。在这种情况下，调节器与“指令值计算器”对应。此外，只要辅助扭矩指令的计算方法涉及对使转向构件转向的驾驶员的转向操作进行的辅助，就可以使用不同于上面所提及的实施方式中的方法的其他任何方法。

(d)转向系统

上面所提及的实施方式的转向系统是所谓的“柱辅助式”电动助力转向系统，其中，将马达的驱动力传递至转向轴。然而，在其他实施方式中，可以将马达的驱动力传递至齿条，即，系统可以是所谓的“齿条辅助式”电动助力转向系统。此外，在其他实施方式中，转向系统可以是“线控转向”系统，其中，方向盘和方向盘机械地分离。此外，在其他实施方式中，上面所提及的实施方式中的三相交流马达可以是不同于三相交流马达的任何其他马达。

尽管参照附图结合本公开的优选实施方式描述了本公开，但是应当注意，对于本领域技术人员而言，各种改变和修改将是明显的，并且这样的改变、修改和总结的方案应当被理解为在由所附权利要求限定的本公开的范围内。

Claims (13)

1.一种转向控制器，所述转向控制器对用于输出转向操作的辅助扭矩的马达(80)进行控制，以及对连接至转向轴(95)的转向构件(91)的通过施加转向扭矩以及施加所述辅助扭矩而进行的转向操作进行控制，所述转向控制器包括：

转向属性计算器(23,43,230)，所述转向属性计算器(23,43,230)基于(a)作用属性(Qa)和(b)旋转属性(Qr)来计算作为转向状态的指标的转向状态量，其中，所述作用属性(Qa)指示被施加至所述转向轴的转向扭矩(Ts)的施加方向，所述旋转属性(Qr)指示所述转向轴的旋转方向，所述转向状态的指标指示(i)转向偏离状态、(ii)转向回正状态和(iii)保持静止状态中的一种状态；

补偿值计算器(24,400)，所述补偿值计算器(24,400)基于所述转向状态量来计算指令补偿值；以及

指令值计算器(41)，所述指令值计算器(41)通过使用所述指令补偿值来计算与所述马达的驱动有关的指令值，其中，

所述作用属性和所述旋转属性中的至少一者是通过使用函数或映射对表示所述转向轴的运动状态的物理量进行转换而计算出的转换值。

2.根据权利要求1所述的转向控制器，其中，

所述作用属性是从(a)作为表示所述转向轴的运动状态的物理量的所述转向扭矩或从(b)根据所述转向扭矩发生变化的转向扭矩等效值转换而来的转换值。

3.根据权利要求2所述的转向控制器，其中，

所述作用属性(Qa)是通过使用对第一扭矩确定值(T1)和第二扭矩确定值(T2)进行连续地内插的函数或映射而基于所述转向扭矩等效值来计算的，其中，所述第一扭矩确定值(T1)指示施加所述转向扭矩以使所述转向轴在第一方向上旋转，所述第二扭矩确定值(T2)指示施加所述转向扭矩以使所述转向轴在与所述第一方向相反的第二方向上旋转。

4.根据权利要求3所述的转向控制器，其中，

所述作用属性是通过使用具有饱和于所述第一扭矩确定值(T1)和饱和于所述第二扭矩确定值(T2)的饱和特性的函数或映射来计算的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转向控制器，其中，

所述旋转属性是从(a)指示所述动态的物理量的所述转向轴的旋转速度(ω)或从(b)根据所述转向轴的所述旋转速度发生变化的旋转速度等效值转换而来的转换值。

6.根据权利要求5所述的转向控制器，其中，

所述旋转属性是通过使用对第一旋转确定值(R1)和第二扭矩确定值(R2)进行连续地内插的函数或映射而基于所述旋转速度等效值来计算的，其中，所述第一旋转确定值(R1)指示所述转向轴在第一方向上的旋转，所述第二扭矩确定值(R2)指示所述转向轴在与所述第一方向相反的第二方向上的旋转。

7.根据权利要求6所述的转向控制器，其中，

所述旋转属性是通过使用具有饱和于所述第一旋转确定值和饱和于所述第二旋转确定值的饱和特性的函数或映射来计算的。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的转向控制器，其中，

所述转向属性计算器基于所述作用属性(Qa)与所述旋转属性(Qr)的乘积来计算所述转向状态量(Qs)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的转向控制器，其中，

所述补偿值计算器(24)计算用于调节机械阻抗因子的调节扭矩(Th)作为所述指令补偿值；

所述补偿值计算器(24)包括以下各项中的至少一者：

刚性调节器(25)，所述刚性调节器(25)基于所述转向状态量(Qs)来计算刚性调节扭矩(Tk1,Tk2)，所述刚性调节扭矩(Tk1,Tk2)用于调节所述机械阻抗因子的与包括所述转向轴(95)的转向系统机构(100)有关的刚性特性；

粘性调节器(26)，所述粘性调节器(26)基于所述转向状态量(Qs)来计算粘性调节扭矩(Tc)，所述粘性调节扭矩(Tc)用于调节所述机械阻抗因子的与所述转向系统机构(100)有关的粘性特性；以及

惯性调节器(26)，所述惯性调节器(26)基于所述转向状态量(Qs)来计算惯性调节扭矩(Ti)，所述惯性调节扭矩(Ti)用于调节所述机械阻抗的与所述转向系统机构(100)有关的惯性特性，并且

所述调节扭矩(Th)的计算至少是基于所述刚性调节扭矩(Tk1,Tk2)、所述粘性调节扭矩(Tc)和所述惯性调节扭矩(Ti)中的一者进行的。

10.根据权利要求9所述的转向控制器，其中，

所述刚性调节器(25)计算根据路面负荷的路面负荷参考刚性调节扭矩(Tk1)和根据所述转向轴的旋转角的转向角参考刚性调节扭矩(Tk2)中的至少一者作为所述刚性调节扭矩。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的转向控制器，其中，

所述补偿值计算器(400)基于(i)所述转向状态量以及(ii)(a)所述转向轴的旋转速度或(b)根据所述转向轴的所述旋转速度发生变化的旋转速度等效值来计算校正扭矩(Tr)作为所述指令补偿值。

12.一种转向控制器，所述转向控制器对用于输出转向操作的辅助扭矩的马达(80)进行控制，所述转向控制器包括：

转向属性计算器(23,43,230)，所述转向属性计算器(23,43,230)基于(a)作用属性(Qa)和(b)旋转属性(Qr)来计算作为转向状态的指标的转向状态量，其中，所述作用属性(Qa)指示被施加至所述转向轴的转向扭矩(Ts)的施加方向，所述旋转属性(Qr)指示所述转向轴的旋转方向，所述转向状态的指标指示(i)转向偏离状态、(ii)转向回正状态和(iii)保持静止状态中的一种状态；

补偿值计算器(24,400)，所述补偿值计算器(24,400)基于所述转向状态量来计算指令补偿值；以及

指令值计算器(41)，所述指令值计算器(41)通过使用所述指令补偿值来计算与所述马达的驱动有关的指令值，其中，

所述作用属性和所述旋转属性中的至少一者是通过使用函数或映射对表示所述转向轴的运动状态的物理量进行转换而计算出的转换值。

13.一种转向系统，用于辅助转向操作，所述转向系统包括：

马达(80)；

转向构件(91)，所述转向构件(91)连接至也与所述马达连接的转向轴(95)；以及

转向控制器(10)，所述转向控制器(10)对用于输出所述转向操作的辅助扭矩的所述马达(80)进行控制，以及对所述转向构件(91)的通过施加转向扭矩以及施加所述辅助扭矩而进行的转向操作进行控制，

所述转向控制器构造成包括：

转向属性计算器(23,43,230)，所述转向属性计算器(23,43,230)基于(a)作用属性(Qa)和(b)旋转属性(Qr)来计算作为转向状态的指标的转向状态量，其中，所述作用属性(Qa)指示被施加至所述转向轴的转向扭矩(Ts)的施加方向，所述旋转属性(Qr)指示所述转向轴的旋转方向，所述转向状态的指标指示(i)转向偏离状态、(ii)转向回正状态和(iii)保持静止状态中的一种状态；

补偿值计算器(24,400)，所述补偿值计算器(24,400)基于所述转向状态量来计算指令补偿值；以及

指令值计算器(41)，所述指令值计算器(41)通过使用所述指令补偿值来计算与所述马达的驱动有关的指令值，其中，

所述作用属性和所述旋转属性中的至少一者是通过使用函数或映射对表示所述转向轴的运动状态的物理量进行转换而计算出的转换值。