CN109383615A - 转向操纵控制装置 - Google Patents

Abstract

转向操纵控制装置具备微机，该微机基于转向操纵转矩控制电机的驱动，以对于转向操纵机构产生辅助力作为使各前轮转向的动力。而且，微机基于转向操纵转矩运算表示应使电机产生的辅助力的辅助分量，并且获取由将各前轮支承为自由旋转并具有检测作用于该各前轮的力的各前轮传感器的各轮毂单元运算出的各前轮的各上下力，并使用该获取到的各上下力补偿辅助分量，以抑制在各前轮的轴向的负载发生变化时产生的驾驶员的负荷的变化。

Description

转向操纵控制装置

相关申请的交叉引用

本申请主张于2017年8月4日提出的日本专利申请2017-151798号的优先权，并在此引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及转向操纵控制装置。

背景技术

例如，在日本特开2015－674号公报中公开了对车辆的转向操纵机构赋予电机的转矩作为辅助力的电动助力转向装置。在电动助力转向装置的转向操纵控制装置中，为了控制电机的驱动，需要获得与车辆的行驶相关的各种信息。在日本特开2015－674号公报中，基于搭载于车辆的就座传感器的检测结果，判定坐在驾驶座以及副驾驶座的人数亦即就座数。

在日本特开2015－674号公报中，为了减轻由车辆重量加重引起的驾驶员的负荷，控制电机的驱动，以使基于就座传感器的检测结果的就座数越多，赋予越大的辅助力。

但是，即使就座于驾驶座以及副驾驶座的就座数相同，车辆重量也根据每个人的重量、货物的重量发生变化。因此，认为驾驶员感觉转向操作沉重、或驾驶员感觉转向操作变轻，驾驶员的负荷发生变化。与此相同，认为即使就座于驾驶座以及副驾驶座的就座数相同，驾驶员的负荷也根据因车辆的加减速而在车辆中产生的负载移动发生变化。即，为了对驾驶员赋予良好的转向操纵感，需要抑制驾驶员的负荷的变化，在这一点有改善的余地。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制驾驶员的负荷的变化的转向操纵控制装置。

本发明的一个方式的转向操纵控制装置的构成上的特征在于，具备控制部，该控制部基于根据驾驶员对于车辆的转向操纵机构的操作而变化的操作状态量，来控制对上述转向操纵机构赋予的辅助力的产生源亦即电机的驱动，上述控制部构成为基于上述操作状态量来运算表示应使上述电机产生的上述辅助力的辅助分量，并且获取由轴承装置获取的上下力，并使用该获取到的上述上下力来补偿上述辅助分量，以抑制在上述转向轮的上下方向的负载变化时产生的驾驶员的负荷的变化，其中，上述轴承装置能够旋转地支承上述车辆的转向轮并具有检测作用于该转向轮的力的传感器，上述上下力是表示上述转向轮的上下方向的负载的信息。

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，本发明上述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，附图标记表示本发明的要素，其中，

图1是对于搭载于车辆的电动助力转向装置表示其概要的图。

图2是对于将搭载于该车辆的轴承装置具体化后的轮毂单元说明其规格的图。

图3是对于该电动助力转向装置表示其电气结构的框图。

图4是对于该电动助力转向装置表示第一实施方式的转向操纵控制装置中的转矩指令值运算部的功能的框图。

图5是对于该转矩指令值运算部表示其负荷补偿分量设定部的功能的框图。

图6是对于第二实施方式的转向操纵控制装置表示其转矩指令值运算部的功能的框图。

具体实施方式

以下，对转向操纵控制装置的第一实施方式进行说明。如图1所示，电动助力转向装置1具备转向操纵机构2以及转向操纵辅助机构。转向操纵机构2基于驾驶员的方向盘10的操作使左右一对的前方的车轮亦即转向轮15(在图1中，为左侧的左前轮15L以及右前轮15R)转向。转向操纵辅助机构辅助驾驶员的转向操作。

转向操纵机构2具备方向盘10和转向轴11。转向轴11被固定于方向盘10。转向轴11具有柱轴11a、中间轴11b以及小齿轮轴11c。柱轴11a与方向盘10连结。中间轴11b与柱轴11a的下端部连结。小齿轮轴11c与中间轴11b的下端部连结。小齿轮轴11c的下端部经由齿轮齿条副机构13与作为转向轴的齿条轴12连结。齿条轴12支承于齿条壳体16。在齿条轴12的两端经由转向横拉杆14连结有各前轮15L、15R。因此，方向盘10，即转向轴11的旋转运动经由由小齿轮轴11c和齿条轴12构成的齿轮齿条副机构13被转换为齿条轴12的轴向(图1的左右方向)的往复直线运动。该往复直线运动经由在齿条轴12的两端分别连结的转向横拉杆14，分别被专递至各前轮15L、15R。由此，各前轮15L、15R的转向角发生变化。

在齿条轴12的周围，作为构成转向操纵辅助机构的要素，设置有对转向操纵机构2赋予的动力(辅助力)的产生源亦即电机40。例如，电机40是表面永磁式同步电动机(SPMSM)，且是基于3相(U、V、W)的驱动电力旋转的三相无刷电机。电机40从齿条壳体16的外部安装于齿条壳体16。另外，在齿条壳体16的内部，作为构成转向操纵辅助机构的要素，设置有滚珠丝杠机构20和带式减速机构30。滚珠丝杠机构20一体地安装于齿条轴12的周围。带式减速机构30将电机40的输出轴40a的旋转力传递至滚珠丝杠机构20。电机40的输出轴40a的旋转力经由带式减速机构30和滚珠丝杠机构20，转换为使齿条轴12沿轴向往复直线运动的力。对该齿条轴12赋予的轴向的力为动力，使左右的转向轮15的转向角变化。

如图1所示，电机40与控制该电机40的驱动的转向操纵控制装置50连接。转向操纵控制装置50通过基于各种传感器的检测结果，控制作为电机40的控制量的电流的供给，来控制电机40的驱动。作为各种传感器，例如，具有转矩传感器60、旋转角传感器61以及轮毂单元传感器62(在图1中，为左侧的左前轮传感器62L和右侧的右前轮传感器62R)。转矩传感器60设置于小齿轮轴11c。旋转角传感器61设置于电机40。左前轮传感器62L设置于左前轮毂单元17L。右前轮传感器62R设置于右前轮毂单元17R。转矩传感器60检测通过驾驶员的转向操作而在转向轴11中伴随着变化产生的操作状态量亦即转向操纵转矩Trq。旋转角传感器61检测电机40的输出轴40a的旋转角度θm。左前轮传感器62L除了检测左前轮15L的转速亦即轮速以外，还检测作用于该左前轮15L的力作为在路面与左前轮15L之间产生的力。右前轮传感器62R除了检测右前轮15R的转速亦即轮速以外，还检测作用于该右前轮15R的力作为在路面与右前轮15R之间产生的力。

在这里，对各前轮传感器62R、62L进行详细说明。如图1所示，轮毂单元传感器62内置于轮毂单元17，该轮毂单元17作为将转向轮15与车载的传递内燃机的动力的未图示的驱动轴一起支承为相对于车体自由旋转的轴承装置。更详细而言，左前轮传感器62L内置于支承左前轮15L的左前轮毂单元17L。右前轮传感器62R内置于支承右前轮15R的右前轮毂单元17R。换句话说，本实施方式的各轮毂单元17L、17R是带有能够直接检测作用于该各前轮15L、15R的力作为在路面与各前轮15L、15R之间产生的力的传感器功能的轮毂单元。

在图2中，针对左前轮15L，将前后水平方向表示为x轴方向，将左右水平方向表示为y轴方向，将上下方向表示为z轴方向。左前轮传感器62L基于作用于左前轮15L的力，分别运算x轴方向的负载Fx、y轴方向的负载Fy、z轴方向的负载Fz、围绕x轴的力矩负载Mx、围绕z轴的力矩负载Mz。这一点对于右前轮传感器62R也相同。在各前轮传感器62L、62R之间，各种负载Fx、Fy、Fz、Mx、Mz的正负的方向一致。这些各种负载Fx、Fy、Fz、Mx、Mz(单位：N(牛顿))也根据车辆的车速等行驶状态发生变化，是也包含车速等要素的分量。特别是，z轴方向的负载Fz根据由考虑了乘员、货物等的重量在内的车辆重量、车辆的加减速引起的在车辆中产生的负载移动而变化。

在本实施方式中，左前轮传感器62L将左前轮速V(L)和左前上下力Fz(L)分别输出至转向操纵控制装置50。左前轮速V(L)在左前轮15L中检测。左前上下力Fz(L)是表示在左前轮15L中检测的z轴方向的负载Fz的信息。与此相同，右前轮传感器62R将右前轮速V(R)和右前上下力Fz分别输出至转向操纵控制装置50。右前轮速V(R)在右前轮15R中检测。右前上下力Fz是表示在右前轮15R中检测的z轴方向的负载Fz的信息。

接下来，对电动助力转向装置1的电气结构进行说明。如图3所示，转向操纵控制装置50具有微机(微型计算机)51和驱动电路52。微机51生成电机控制信号S＿m。驱动电路52基于该电机控制信号S＿m向电机40供给电流。微机51获取转矩传感器60、旋转角传感器61、左前轮传感器62L(左前轮毂单元17L)、右前轮传感器62R(右前轮毂单元17R)的检测结果、电机40的实际电流I。微机51生成电机控制信号S＿m，作为PWM信号输出至驱动电路52。在本实施方式中，微机51是控制部的一个例子。

接下来，对微机51的功能进行详细说明。微机51分别具备未图示的中央处理装置(CPU(Central Processing Unit))和存储器。通过CPU执行存储器中存储的程序，来控制电机40的驱动。

图3表示微机51所执行的处理的一部分。图3所示的处理是按照所实现的处理的每个种类记载有通过CPU执行存储器中存储的程序来实现的处理的一部分。

微机51具有转矩指令值运算部53和控制信号生成部54。向转矩指令值运算部53分别输入转向操纵转矩Trq、各轮速V(L)、V(R)、各上下力Fz(L)、Fz(R)以及旋转角度θm。转矩指令值运算部53基于转向操纵转矩Trq、各轮速V(L)、V(R)、各上下力Fz(L)、Fz(R)以及旋转角度θm，运算与应使电机40产生的辅助力对应的电流量的目标值亦即转矩指令值T＊。

向控制信号生成部54分别输入由转矩指令值运算部53运算出的转矩指令值T＊、旋转角度θm以及实际电流I。控制信号生成部54基于转矩指令值T＊、旋转角度θm以及实际电流I，生成电机控制信号S＿m，并作为PWM信号输出至驱动电路52。

在这里，对转矩指令值运算部53的功能进一步详细地进行说明。如图4所示，转矩指令值运算部53具有辅助分量运算部70和负荷补偿分量设定部71。辅助分量运算部70运算(生成)辅助分量Ta＊。负荷补偿分量设定部71设定(运算)补偿增益Gr。转矩指令值运算部53具有乘法处理部72，该乘法处理部72运算(生成)对由辅助分量运算部70生成的辅助分量Ta＊乘以由负荷补偿分量设定部71设定的补偿增益Gr而得到的转矩指令值T＊。

向辅助分量运算部70分别输入转向操纵转矩Trq、各轮速V(L)、V(R)以及旋转角度θm。辅助分量运算部70基于转向操纵转矩Trq、各轮速V(L)、V(R)以及旋转角度θm，运算并生成表示应使电机40产生的辅助力的辅助分量Ta＊。辅助分量运算部70使用各轮速V(L)、V(R)中预先决定出的任意一个轮速，基于各轮速V(L)、V(R)的平方平均和的运算等来判定有关所使用的轮速的妥当性。辅助分量运算部70将对旋转角度θm进行微分所得到的值作为旋转角速度ω用于各种处理。旋转角度θm与转向轴11的旋转角度亦即转向操纵角θs相关，能够计算该转向操纵角θs。换句话说，旋转角速度ω与转向轴11的转向操纵角的变化量亦即转向操纵速度ωs相关，能够计算该转向操纵速度ωs。

具体而言，辅助分量运算部70具有基本辅助分量运算部80，该基本辅助分量运算部80运算基本辅助分量Tb＊作为辅助分量Ta＊的基础分量。基本辅助分量运算部80基于转向操纵转矩Trq以及各轮速V(L)、V(R)，运算基本辅助分量Tb＊。对于基本辅助分量运算部80而言，转向操纵转矩Trq的绝对值越大、或者各轮速V(L)、V(R)越小，运算成为更大的绝对值的基本辅助分量Tb＊。

辅助分量运算部70具有阻尼补偿分量运算部81，该阻尼补偿分量运算部81运算用于为了抑制转向轴11的旋转角度亦即转向操纵角θs的突变(小幅度的振动)而进行补偿的阻尼补偿分量Td＊，作为为了使基本辅助分量Tb＊适合车辆、转向操纵机构2的状态而进行补偿的基本补偿分量之一。阻尼补偿分量运算部81基于旋转角速度ω运算阻尼补偿分量Td＊。阻尼补偿分量运算部81根据转换旋转角速度ω而得到的转向操纵速度ωs的绝对值，来运算与该转向操纵速度ωs的产生方向相反方向的阻尼补偿分量Td＊。

辅助分量运算部70具有主动返回补偿分量运算部82，该主动返回补偿分量运算部82运算用于为了使方向盘10恢复到中立位置而进行补偿的主动返回补偿分量Tar＊，作为为了使基本辅助分量Tb＊适合车辆、转向操纵机构2的状态而进行补偿的基本补偿分量之一。主动返回补偿分量运算部82基于旋转角度θm以及各轮速V(L)、V(R)，来运算主动返回补偿分量Tar＊。对于主动返回补偿分量运算部82而言，转换旋转角度θm而得到的转向操纵角θs的绝对值越大，运算成为更强地使方向盘10恢复到中立位置的值的主动返回补偿分量Tar＊。

辅助分量运算部70具有加法处理部83，该加法处理部83运算(生成)将基本辅助分量Tb＊、阻尼补偿分量Td＊以及主动返回补偿分量Tar＊相加而得到的辅助分量Ta＊。由此，通过阻尼补偿分量运算部81的处理生成的阻尼补偿分量Td＊，通过在加法处理部83中相加，被反映给辅助分量Ta＊。通过主动返回补偿分量运算部82的处理生成的主动返回补偿分量Tar＊，通过在加法处理部83中相加，被反映给辅助分量Ta＊。

向负荷补偿分量设定部71输入各上下力Fz(L)、Fz(R)。负荷补偿分量设定部71基于各上下力Fz(L)、Fz(R)运算并设定补偿增益Gr，该补偿增益Gr是为了抑制在各前轮15L、15R的z轴方向(上下方向)的负载Fz发生变化时产生的驾驶员的负荷的变化而补偿辅助分量Ta＊的负荷补偿分量。

在本实施方式中，根据考虑了乘员、货物等的重量在内的车辆重量，若车辆重量增加则各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz增加。若车辆重量减少则各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz减少。由于这个原因，基于在各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz发生变化时所产生的各前轮15L、15R与路面之间的摩擦力的增减，产生驾驶员感觉转向操作沉重、或驾驶员感觉转向操作变轻地变化的驾驶员的负荷的变化。这也是由于因车辆的加减速引起的在车辆中产生的负载移动而产生的。若车辆减速则产生朝向车辆的前方的负载移动，各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz增加。若车辆加速则产生朝向车辆的后方的负载移动，各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz减少。换句话说，负荷补偿分量设定部71为了抑制由车辆重量的变化、车辆的加减速引起的驾驶员的负荷的变化，而检测由驾驶员的负荷发生变化引起的各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz。

具体而言，如图5所示，负荷补偿分量设定部71具有加法处理部90，该加法处理部90运算(生成)对左前上下力Fz(L)和右前上下力Fz(R)进行相加而得到的合计上下力Fzt。左前上下力Fz(L)作为左前轮15L的z轴方向的负载Fz来检测。右前上下力Fz(R)作为右前轮15R的z轴方向的负载Fz来检测。加法处理部90用于运算各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz的合计且使驾驶员的负荷变化的负载。

负荷补偿分量设定部71具有补偿增益运算处理部91，该补偿增益运算处理部91基于由加法处理部90生成的合计上下力Fzt，来运算补偿辅助分量Ta＊以抑制驾驶员的负荷的变化的补偿增益Gr。补偿增益运算处理部91基于合计上下力Fzt运算并设定补偿增益Gr。补偿增益运算处理部91具备规定了合计上下力Fzt与补偿增益Gr的关系的映射，将合计上下力Fzt作为输入，映射运算补偿增益Gr。

该映射构成为作为合计上下力Fzt为预先决定出的基准值Fth的情况下的补偿增益Gr设定“1”，即无需补偿。该基准值Fth作为具有预先决定出的基准体重的驾驶员一人且无货物的车辆重量的车辆未进行加减速行驶中的情况下的合计上下力，设定为根据经验求出的范围的值。在本实施方式中，通过补偿增益Gr的设定来实现补偿，以使作为具有预先决定出的基准体重的驾驶员一人且无货物的车辆重量的车辆未进行加减速行驶中的基准值Fth假定的驾驶员的负荷被与车辆重量的变化、车辆的加减速无关地维持。

为了实现这样的补偿，补偿增益Gr被设定为在表示合计上下力Fzt是比基准值Fth大的值，且合计上下力Fzt增加了，即各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz的合计增加了的情况下，该合计上下力Fzt越增加(越大)，补偿增益Gr越在1以上的范围内增加。补偿增益Gr被设定为在表示合计上下力Fzt是比预先决定出的基准值Fth小的值，且合计上下力Fzt减少了，即各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz的合计减少了的情况下，该合计上下力Fzt越减少(越小)，补偿增益Gr越在小于1的范围内减少。

上述映射构成为运算相对于合计上下力Fzt的变化具有线性的补偿增益Gr，以使辅助分量Ta＊增减该合计上下力Fzt相对于基准值Fth的变化比例的量。这是因为各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz、各前轮15L、15R与路面之间的摩擦力以及辅助力分别具有比例关系。换句话说，合计上下力Fzt的变化比例，即各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz的合计的变化比例是摩擦力的变化比例，进一步换言之是辅助力的变化比例。

例如，在上述映射中，在合计上下力Fzt相对于基准值Fth的变化比例增加10％的情况下，判断为摩擦力增加10％，设定“1.1”作为补偿增益Gr，以使辅助分量Ta＊增加10％，以抵消基于该摩擦力的增加的驾驶员的负荷的增加。另一方面，在合计上下力Fzt相对于基准值Fth的变化比例减少10％的情况下，判断为摩擦力减少10％，设定“0.9”作为补偿增益Gr，以使辅助分量Ta＊减少10％，以抵消基于该摩擦力的减少的驾驶员的负荷的减少。

上述映射构成为，例如在车辆重量为假定的最大量的情况下等，作为假定的最大的合计上下力被设定为根据经验求出的范围内的值的最大上下力FM的情况下的补偿增益Gr为该补偿增益Gr的最大值以下的“α”。上述映射构成为，例如在车辆紧急加速的情况下等，作为假定的最小的合计上下力被设定为根据经验求出的范围内的值的最小上下力Fm的情况下的补偿增益Gr为该补偿增益Gr的最小值以上的“β”。

通过负荷补偿分量设定部71的处理设定的补偿增益Gr通过在乘法处理部72中相乘，被反映至转矩指令值T＊。这样构成的微机51在控制电机40的驱动期间，在负荷补偿分量设定部71中，以规定周期反复获取各上下力Fz(L)、Fz(R)。微机51基于该获取到的各上下力Fz(L)、Fz(R)，以规定周期反复生成补偿增益Gr。换句话说，微机51在控制电机40的驱动期间，以规定周期反复执行用于抑制由于车辆重量的变化、车辆的加减速而各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz发生变化时所产生的驾驶员的负荷的变化的处理。

以下，对本实施方式的作用以及效果进行说明。

(1)根据本实施方式，能够通过微机51、将各前轮15L、15R支承为自由旋转并具有检测作用于该各前轮15L、15R的力的各前轮传感器62L、62R的各轮毂单元17L、17R获取各上下力Fz(L)、Fz(R)。根据这样获取的各上下力Fz(L)、Fz(R)，能够获得与根据由考虑了乘员、货物等的重量的车辆重量、车辆的加减速引起的在车辆中产生的负载移动而发生变化的各前轮15L、15R的z轴方向的负载相关的信息。由此，能够基于由于车辆重量的变化、车辆的加减速，在各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz发生变化时产生的各前轮15L、15R与路面之间的摩擦力的增减，来检测驾驶员感觉转向操作沉重、或驾驶员感觉转向操作变轻地变化的驾驶员的负荷的变化。因此，微机51能够补偿辅助分量Ta＊，以抑制在控制电机40的驱动以使转向操纵机构2产生使各前轮15L、15R转向的动力时由于车辆重量的变化、车辆的加减速引起的驾驶员的负荷的变化。由此，能够对驾驶员赋予良好的转向操纵感。

(2)具体而言，微机51以在各上下力Fz(L)、Fz(R)的合计亦即合计上下力Fzt为比基准值Fth大的值的情况下使辅助分量Ta＊增加的方式进行补偿。而且，微机51构成为以在合计上下力Fzt为比基准值Fth小的值的情况下使辅助分量Ta＊减少的方式进行补偿。

即，根据本实施方式，在基于车辆重量的增加、车辆的减速，各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz增加，且驾驶员的负荷增加的情况下，伴随于此相对于各前轮15L、15R与路面之间的摩擦力的增加，辅助分量增加。换句话说，可抑制驾驶员的负荷的增加，即变化。在基于车辆重量的减少、车辆的加速，各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz减少的情况下，伴随于此相对于各前轮15L、15R与路面的摩擦力的减少，辅助分量Ta＊减少。换句话说，可抑制驾驶员的负荷的减少，即变化。因此，能够更加优选地抑制由于车辆重量的变化、车辆的加减速引起的驾驶员的负荷的变化。

(3)微机51具有设定补偿增益Gr的负荷补偿分量设定部71，上述补偿增益Gr用于使用各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz，即合计上下力Fzt，对包含各种分量Tb＊、Td＊、Tar＊的辅助分量Ta＊进行补偿。

即，根据本实施方式，为了提高对辅助分量Ta＊进行补偿的精度，也可以构成为对辅助分量Ta＊设定最佳化的补偿增益Gr。如本实施方式，即使在根据多个分量获得辅助分量Ta＊的情况下，也对是根据这些多个分量获得的最终的分量的辅助分量Ta＊设定补偿增益Gr即可。即使在必须变更补偿增益Gr的特性的情况下，也能够极力减少控制上的变更部分。

(4)各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz、各前轮15L、15R与路面之间的摩擦力以及辅助力分别具有比例关系。因此，补偿增益Gr可根据合计上下力Fzt相对于预先决定出的基准值Fth的变化比例来运算。

由此，在抑制由于车辆重量的变化、车辆的加减速引起的驾驶员的负荷的变化时，根据合计上下力Fzt相对于无需补偿的基准值Fth的变化比例来运算补偿增益Gr即可。在该情况下，例如，对于利用映射运算等以简单的控制结构来实现的结构有效。

(5)在本实施方式中，负荷补偿分量设定部71具有加法处理部90，该加法处理部90运算(生成)将各上下力Fz(L)、Fz(R)相加得到的合计上下力Fzt。由此，在补偿增益Gr的设定(运算)中，在获得了各上下力Fz(L)、Fz(R)的情况下能够使用合计上下力Fzt。因此，作为补偿增益Gr能够设定更加适当的分量。由此，能够适当地应对由于车辆重量的变化、车辆的加减速引起的驾驶员的负荷的变化，并能够更加有效地提高转向操纵感。

接下来，对转向操纵控制装置的第二实施方式进行说明。此外，对于与已经说明的实施方式相同的结构等，标注相同的附图标记等，并省略其重复的说明。

以下，在本实施方式的转向操纵控制装置50中，对于转矩指令值运算部53的功能进行详细说明。如图6所示，在转矩指令值运算部53中，本实施方式的辅助分量运算部700具有基本辅助分量运算部80、阻尼补偿分量运算部81以及主动返回补偿分量运算部82。基本辅助分量运算部80运算基本辅助分量Tb＊。阻尼补偿分量运算部81运算阻尼补偿分量Td＊。主动返回补偿分量运算部82运算主动返回补偿分量Tar＊。辅助分量运算部700具有设定(运算)各补偿增益Gb、Gd、Gar的负荷补偿分量设定部710、720、730，该各补偿增益Gb、Gd、Gar用于为了抑制在各前轮15L、15R的z轴方向(上下方向)的负载Fz发生变化时产生的驾驶员的负荷的变化，而按各分量补偿各种分量Tb＊、Td＊、Tar＊。

具体而言，辅助分量运算部700具有第一负荷补偿分量设定部710，该第一负荷补偿分量设定部710设定(运算)对由基本辅助分量运算部80生成的基本辅助分量Tb＊进行补偿的第一补偿增益Gb。辅助分量运算部700具有乘法处理部711，该乘法处理部711运算(生成)对基本辅助分量Tb＊乘以由第一负荷补偿分量设定部710设定的第一补偿增益Gb而得到的增益设定后基本辅助分量Tb′＊(Tb＊·Gb)。

第一负荷补偿分量设定部710具备基于各上下力Fz(L)、Fz(R)，与上述第一实施方式的负荷补偿分量设定部71相同地规定合计上下力Fzt与第一补偿增益Gb的关系的映射，将合计上下力Fzt作为输入，映射运算第一补偿增益Gb。该情况下的映射构成为根据合计上下力Fzt相对于基准值Fth的变化比例，来运算相对于该合计上下力Fzt的变化具有线性的第一补偿增益Gb，以使基本辅助分量Tb＊增减考虑针对基本辅助分量Tb＊的影响根据经验求出的预先决定的比例的量。

辅助分量运算部700具有第二负荷补偿分量设定部720，该第二负荷补偿分量设定部720设定(运算)对由阻尼补偿分量运算部81生成的阻尼补偿分量Td＊进行补偿的第二补偿增益Gd。辅助分量运算部700具有乘法处理部721，该乘法处理部721运算(生成)对阻尼补偿分量Td＊乘以由第二负荷补偿分量设定部720设定的补偿增益Gd而得到的增益设定后阻尼补偿分量Td′＊(Td＊·Gd)。

第二负荷补偿分量设定部720具备基于各上下力Fz(L)、Fz(R)，与上述第一实施方式的负荷补偿分量设定部71相同地规定合计上下力Fzt与第二补偿增益Gd的关系的映射，将合计上下力Fzt作为输入，映射运算第二补偿增益Gd。该情况下的映射构成为根据合计上下力Fzt相对于基准值Fth的变化比例，来运算相对于该合计上下力Fzt的变化具有线性的第二补偿增益Gd，以使阻尼补偿分量Td＊增减考虑针对阻尼补偿分量Td＊的影响根据经验求出的预先决定出的比例的量。

辅助分量运算部700具有第三负荷补偿分量设定部730，该第三负荷补偿分量设定部730设定(运算)对由主动返回补偿分量运算部82生成的主动返回补偿分量Tar＊进行补偿的第三补偿增益Gar。辅助分量运算部700具有乘法处理部731，该乘法处理部731运算(生成)对主动返回补偿分量Tar＊乘以由第三负荷补偿分量设定部730设定的补偿增益Gar而得到的增益设定后主动返回补偿分量Tar′＊(Tar＊·Gar)。

第三负荷补偿分量设定部730具备基于各上下力Fz(L)、Fz(R)，与上述第一实施方式的负荷补偿分量设定部71相同地，规定合计上下力Fzt与第三补偿增益Gar的关系的映射，将合计上下力Fzt作为输入，映射运算第三补偿增益Gar。该情况下的映射构成为根据合计上下力Fzt相对于基准值Fth的变化比例，来运算相对于该合计上下力Fzt的变化具有线性的第三补偿增益Gar，以使主动返回补偿分量Tar＊增减考虑针对主动返回补偿分量Tar＊的影响根据经验求出的预先决定的比例的量。

辅助分量运算部700具有加法处理部740，该加法处理部740运算(生成)将增益设定后基本辅助分量Tb′＊、增益设定后阻尼补偿分量Td′＊以及增益设定后主动返回补偿分量Tar′＊相加而得到的辅助分量Ta＊。这里得到的辅助分量Ta＊为本实施方式的转矩指令值T＊。

这样，通过各负荷补偿分量设定部710、720、730的处理设定的各补偿增益Gb、Gd、Gar通过在各乘法处理部711、721、731中相乘，被分别反映给各种分量Tb′＊、Td′＊、Tar′＊的状态下，将它们在加法处理部740中相加，而反映给转矩指令值T＊。

以下，对本实施方式的作用以及效果进行说明。

(6)在本实施方式中，微机51具有各负荷补偿分量设定部710、720、730，该各负荷补偿分量设定部710、720、730使用各前轮15L、15R的z轴方向的负载Fz，即合计上下力Fzt，设定用于按各分量对各种分量Tb＊、Td＊、Tar＊进行补偿的各补偿增益Gb、Gd、Gar。

即，根据本实施方式，即使在根据各种分量Tb＊、Td＊、Tar＊得到辅助分量Ta＊的情况下，也能够对这些各种分量Tb＊、Td＊、Tar＊的每一个，考虑针对各个分量的影响设定各补偿增益Gb、Gd、Gar。在该情况下，能够针对由于车辆重量的变化、车辆的加减速引起的驾驶员的负荷的变化，分别独立地设定适当的各补偿增益Gb、Gd、Gar。由此，能够针对驾驶员的负荷，适当地抑制由于车辆重量的变化、车辆的加减速引起的变化。

上述各实施方式也能够通过以下的方式(变形例)来实施。

·在上述第一实施方式中，补偿增益运算处理部91的映射也可以构成为运算相对于合计上下力Fzt的变化具有非线性的补偿增益Gr。在该情况下，在基准值Fth周边(例如，合计上下力Fzt的变化比例为几％的范围)的值中，作为死区可以设定将补偿增益Gr保持在“1”的范围，也可以设定与其他相比减小了梯度后的范围。这一点在上述第二实施方式中也同样能够应用，也可以构成为运算相对于合计上下力Fzt的变化具有非线性的各补偿增益Gb、Gd、Gar。

·在上述第一实施方式中，在补偿增益运算处理部91中，也能够代替映射运算使用函数(数值公式等运算式)来设定补偿增益Gr。这一点在上述第二实施方式中也同样能够应用。

·在上述第一实施方式中，负荷补偿分量设定部71也可以为基于合计上下力Fzt，映射运算并设定对辅助分量Ta＊相加或相减的分量(控制量)的结构。在该情况下，转矩指令值运算部53代替乘法处理部72，具有对辅助分量Ta＊相加(或者相减)由负荷补偿分量设定部71设定的分量来运算(生成)转矩指令值T＊的加法处理部(或者减法处理部)即可。这一点在上述第二实施方式中也能够同样地应用于各负荷补偿分量设定部710、720、730。

·在上述第一实施方式中，也可以省略加法处理部90，基于各上下力Fz(L)、Fz(R)，来设定(运算)补偿增益Gr等。即使在该情况下，能够得到与上述第一实施方式相同的效果。这一点在上述第二实施方式中也能够同样地应用于各负荷补偿分量设定部710、720、730。

·在上述第一实施方式中，辅助分量运算部70至少具有基本辅助分量运算部80即可，也可以省略运算其他基本补偿分量的运算部、或追加运算其他基本补偿分量的运算部。作为其他基本补偿分量，例如，考虑用于为了抑制从路面经由各前轮15L、15R传递至转向轴11的逆输入振动而进行补偿的转矩微分补偿分量、用于抑制开始转动方向盘10时的牵制感、转动结束时的流动感的惯性补偿分量等。转矩微分补偿分量基于对转向操纵转矩Trq进行微分而得到的转矩微分值来运算。惯性补偿分量基于对旋转角速度ω进行微分而得到的旋转角加速度，即对转向操纵速度ωs进行微分而得到的转向操纵加速度来运算。这一点在第二实施方式中也能够应用。此外，在应用于第二实施方式的情况下，构成为根据运算基本补偿分量的运算部的种类，来设定补偿增益即可。

·在上述第二实施方式中，构成为对辅助分量Ta＊所包含的各种分量Tb＊、Td＊、Tar＊的分量每一个设定补偿增益，但对至少一种分量设定补偿增益即可。例如，也可以构成为对基本辅助分量Tb＊以及阻尼补偿分量Td＊设定补偿增益，对主动返回补偿分量Tar＊不设定补偿增益。也可以构成为针对作为基本补偿分量的阻尼补偿分量Td＊以及主动返回补偿分量Tar＊，对将它们相加而得到的基本补偿分量的合计设定补偿增益。

·在上述各实施方式中，也可以构成为仅实施以在合计上下力Fzt为比基准值Fth大的值的情况下使辅助分量Ta＊增加的方式进行补偿，而在合计上下力Fzt为比基准值Fth小的值的情况下不对辅助分量Ta＊进行补偿。也可以构成为与此相反，仅实施以在合计上下力Fzt为比基准值Fth小的值的情况下使辅助分量Ta＊减少的方式进行补偿。

·在上述各实施方式中，能够根据车辆的规格、使用环境等适当地变更基准值Fth。例如，在作为使用环境，装载货物行驶的情况占据大部分的车辆中，设定假定装载有一些货物的状况的基准值Fth即可。

·在上述各实施方式中，只要构成为在各轮毂单元17L、17R中，能够基于作用于各前轮15L、15R的力，至少输出各上下力Fz(L)、Fz(R)即可。只要满足这样的条件，在各轮毂单元17L、17R中，传感器的规格不重要，各前轮传感器62L、62R可以是超声波检测型、磁检测型、使用应变仪的接触型等。

·在上述各实施方式中，在基本辅助分量运算部80中，运算基本辅助分量Tb＊时，至少使用转向操纵转矩Trq即可，也可以不使用各轮速V(L)、V(R)。另外，在运算基本辅助分量Tb＊时，也可以使用转向操纵转矩Trq以及各轮速V(L)、V(R)、和除此以外的要素。关于这一点，在阻尼补偿分量运算部81中也相同，在运算阻尼补偿分量Td＊时，至少使用旋转角速度ω即可，也可以使用各轮速V(L)、V(R)、或除此以外的要素。在主动返回补偿分量运算部82中也相同，在运算主动返回补偿分量Tar＊时，至少使用旋转角度θm即可，也可以不使用各轮速V(L)、V(R)，也可以使用除此以外的要素使用。

·在上述各实施方式中，在车载有检测基于转向轴11的旋转而变化的转向操纵角θs的转向角传感器的情况下，也可以在各补偿分量运算部81、82中，使用上述转向角传感器的检测结果亦即转向操纵角θs、对该转向操纵角θs进行微分得到的转向操纵速度ωs来运算各补偿分量Td＊、Tar＊。

·上述各实施方式并不限于通过输出轴40a相对于齿条轴12的轴线平行配置的电机40对转向操纵机构2赋予辅助力的齿条辅助型的电动助力转向装置1，例如，也能够应用柱辅助型、小齿轮辅助型等的电动助力转向装置。

·上述各变形例也可以相互组合来应用，例如，也可以使用检测基于转向轴11的旋转而变化的转向操纵角θs的转向角传感器的检测结果来运算各补偿分量Td＊、Tar＊这样的方式和其他的变形例的结构相互组合来应用。

根据本发明，能够抑制驾驶员的负荷的变化。

Claims (9)

1.一种转向操纵控制装置，具备：

控制部，基于根据驾驶员对车辆的转向操纵机构的操作而变化的操作状态量，来控制对上述转向操纵机构赋予的辅助力的产生源亦即电机的驱动，其中，

上述控制部构成为基于上述操作状态量来运算表示应使上述电机产生的上述辅助力的辅助分量，并且获取由轴承装置获取的上下力，使用该获取到的上下力来对上述辅助分量进行补偿，以抑制在上述车辆的转向轮的上下方向的负载变化时产生的驾驶员的负荷的变化，其中，上述轴承装置能够旋转地支承上述转向轮并具有检测作用于该转向轮的力的传感器，上述上下力是表示上述转向轮的上下方向的负载的信息。

2.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置，其中，

上述控制部构成为在上述上下力是预先决定为表示上述上下方向的负载增加的值的情况下，以使上述辅助分量增加的方式进行补偿，在上述上下力是预先决定为表示上述上下方向的负载减少的值的情况下，以使上述辅助分量减少的方式进行补偿。

3.根据权利要求1或2所述的转向操纵控制装置，其中，

上述控制部包含转矩指令值运算部，该转矩指令值运算部通过使用上述上下力对上述辅助分量进行补偿，来运算作为上述电机的控制量的目标值的转矩指令值，

上述转矩指令值运算部具有：

辅助分量运算部，运算上述辅助分量；和

负荷补偿分量设定部，设定用于补偿上述辅助分量的负荷补偿分量，以抑制在上述转向轮的上下方向的负载变化时产生的驾驶员的负荷的变化。

4.根据权利要求1或2所述的转向操纵控制装置，其中，

上述控制部包含转矩指令值运算部，该转矩指令值运算部通过使用上述上下力对上述辅助分量进行补偿，来运算作为上述电机的控制量的目标值的转矩指令值，

上述转矩指令值运算部具有辅助分量运算部，

上述辅助分量运算部包含：基本辅助分量运算部，运算作为上述辅助力的基础分量的基本辅助分量；和基本补偿分量运算部，运算为了使上述基本辅助分量适合车辆或该车辆的转向操纵机构的状态而进行补偿的基本补偿分量，上述辅助分量运算部运算由包含上述基本辅助分量和上述基本补偿分量的多个分量得到的上述辅助分量，

上述辅助分量运算部还包含负荷补偿分量设定部，该负荷补偿分量设定部设定用于对包含上述基本辅助分量和上述基本补偿分量的上述辅助分量所包含的多个分量中的至少一个分量进行补偿的负荷补偿分量，以抑制在上述转向轮的上下方向的负载变化时产生的驾驶员的负荷的变化。

5.根据权利要求3所述的转向操纵控制装置，其中，

上述负荷补偿分量是根据上述上下力相对于基准值的变化比例运算出的补偿增益，其中，上述基准值为预先决定为无需抑制在上述转向轮的上下方向的负载变化时产生的驾驶员的负荷的变化的补偿的值。

6.根据权利要求4所述的转向操纵控制装置，其中，

上述负荷补偿分量是根据上述上下力相对于基准值的变化比例运算的补偿增益，其中，上述基准值为预先决定为无需抑制在上述转向轮的上下方向的负载变化时产生的驾驶员的负荷的变化的补偿的值。

7.根据权利要求3所述的转向操纵控制装置，其中，

上述负荷补偿分量设定部具有加法处理部，该加法处理部运算将上述车辆的转向轮亦即左右的转向轮的上述上下力相加而得到的合计上下力作为上述上下力，上述负荷补偿分量设定部使用上述合计上下力来设定上述负荷补偿分量。

8.根据权利要求4所述的转向操纵控制装置，其中，

上述负荷补偿分量设定部具有加法处理部，该加法处理部运算将上述车辆的转向轮亦即左右的转向轮的上述上下力相加而得到的合计上下力作为上述上下力，上述负荷补偿分量设定部使用上述合计上下力来设定上述负荷补偿分量。

9.根据权利要求5所述的转向操纵控制装置，其中，

上述负荷补偿分量设定部具有加法处理部，该加法处理部运算将上述车辆的转向轮亦即左右的转向轮的上述上下力相加而得到的合计上下力作为上述上下力，上述负荷补偿分量设定部使用上述合计上下力来设定上述负荷补偿分量。