CN110072760A - 电动助力转向装置的控制装置 - Google Patents

电动助力转向装置的控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电动助力转向装置的控制装置，其构成了模型追随控制以便使控制对象的输出能够追随参考模型，不会带来转向不协调感，防止“齿条末端碰撞时的异常音的发生”，针对模型追随控制，能够采取安全对策，并且，能够抑制“安全对策过度地发挥作用时的控制输出的变动”。本发明的电动助力转向装置的控制装置通过基于电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其具有“在齿条末端的前面的规定角度的范围内，将粘弹性模型设定为参考模型”的模型追随控制的结构，对在模型追随控制中使用的位移信息实施移位补正，通过使用“至少基于转向速度设定的”限制值，来对模型追随控制中的控制量的范围进行限制，以便抑制齿条末端碰撞。

Description

电动助力转向装置的控制装置
技术领域
本发明涉及一种电动助力转向装置的控制装置，其至少基于转向扭矩来运算出电流指令值，并且，通过电流指令值来驱动电动机，以便将辅助力赋予给车辆的转向系统。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置的控制装置，其将粘弹性模型设定为参考模型(reference model)，并且，通过在齿条末端附近限制电流指令值来减少辅助扭矩，以便使齿条末端碰撞时的势头衰减并且减少撞击能量，从而能够抑制使驾驶员感到不舒服的撞击噪音(异常音)，并且，还提高了转向感。
背景技术
电动助力转向装置(EPS)利用电动机的旋转力将辅助力赋予给车辆的转向系统，其将电动机的驱动力经由减速装置并且通过诸如齿轮或皮带之类的传送机构，向转向轴或齿条轴施加辅助力。为了准确地产生辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制通过调整电动机外加电压，以便使电流指令值与电动机电流检测值之间的差变小，一般来说，通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(dutyratio)来进行电动机外加电压的调整。
参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R相连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10，用于对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2相连接。电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，并且，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30中。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，并且，使用辅助图(assist map)，来进行辅助指令的电流指令值的运算，基于通过对运算出的电流指令值实施补偿等而得到的电压控制值Vref，来对供应给电动机20的电流进行控制。
另外，用于收发车辆的各种信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vel也能够从CAN40处获得。此外，用于收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也可以被连接到控制单元30。
在这样的电动助力转向装置中，控制单元30主要由CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)(也包含MPU(Micro Processor Unit，微处理器单元)、MCU(MicroController Unit，微控制器单元))来构成，该CPU内部由程序执行的一般功能例如，如图2的结构所示那样。
参照图2对控制单元30的功能以及动作进行说明。如图2所示，来自扭矩传感器10的转向扭矩Th以及来自车速传感器12的车速Vel被输入到用于运算出电流指令值的扭矩控制单元31中，运算出的电流指令值Iref1被输入到减法运算单元32B中，减法运算单元32B对电流指令值Iref1和电动机电流检测值Im进行减法运算。诸如PI(比例积分)控制之类的电流控制单元35对作为在减法运算单元32B中得到的减法结果的偏差I(＝Iref1-Im)进行控制，经电流控制后得到的电压控制值Vref被输入到PWM控制单元36中以便运算出占空比，然后，基于PWM信号并且经由逆变器37来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电动机电流值Im，由电动机电流检测器38检测出的电动机电流值Im被反馈输入到减法运算单元32B中。诸如分解器之类的旋转角传感器21被连接到电动机20，还有，旋转角传感器21检测出旋转角θ并且将其输出。
在这样的电动助力转向装置中，在通过电动机在转向系统的最大转向角(齿条末端)的附近施加了大的辅助扭矩的情况下，在转向系统到达了最大转向角的时刻，就会产生大的撞击，并且，还产生撞击噪音(异常音)，所以有可能会使驾驶员感到不舒服。
因此，日本特公平61-4417号公报(专利文献1)公开了一种电动式助力转向装置，其具备“用于判定转向系统的转向角是否从最大转向角变成了规定值的前面”的转向角判定单元，并且，还具备“用于当转向角从最大转向角变成了规定值的前面的时候，通过减少供应给电动机的电力来减少辅助扭矩”的补正单元。
还有，日本专利第4115156号公报(专利文献2)公开了一种电动助力转向装置，其决定“调节机构是否正在靠近末端位置”，在知道了“调节机构正在靠近末端位置”的情况下，对驱动单元进行控制以便减少转向辅助，还有，为了决定“调节机构靠近末端位置”的速度，对基于位置传感器来决定的调节速度进行评价。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平61-4417号公报
专利文献2：日本专利第4115156号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在专利文献1中所公开的电动式助力转向装置中，因为当转向角从最大转向角变成了规定值的前面的时候，虽然减少了电力，但完全没有考虑转向速度等，所以不能进行细微的降低电流的控制。还有，在专利文献1中所公开的电动式助力转向装置中，完全没有公开使电动机的辅助扭矩减少的特性，并且，也没有具体的结构。
另外，在专利文献2中所公开的电动助力转向装置中，尽管辅助量随着靠近终端而减少，但由于根据靠近终端的速度来调整降低辅助量的速度，所以已经充分地降低了在终端的速度。然而，在专利文献2中，仅仅公开了改变“根据速度而下降的特性”，并没有基于物理性的模型。还有，在专利文献2中，因为没有进行反馈控制，所以存在“特性或结果会随着路面状况(负载状态)而发生变化”的可能性。
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种电动助力转向装置的控制装置，其构成了基于物理模型的控制系统，构成了模型追随控制以便使控制对象的输出(到齿条末端为止的距离)能够追随参考模型，不会给驾驶员带来转向不协调感，防止“齿条末端碰撞时的异常音的发生”，并且，使撞击力衰减。还有，本发明的电动助力转向装置的控制装置针对模型追随控制，能够采取安全对策，并且，能够抑制“因诸如驾驶员进行了紧急转向之类的情况从而导致安全对策过度地发挥作用时的控制输出的变动”。
解决技术问题的技术方案
本发明涉及一种电动助力转向装置的控制装置，其至少基于转向扭矩来运算出电流指令值，通过基于所述电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，本发明的上述目的可以通过下述这样来实现，即：具有“在齿条末端的前面的规定角度的范围内，将粘弹性模型设定为参考模型”的模型追随控制的结构，对在所述模型追随控制中使用的位移信息实施移位补正，通过使用“至少基于转向速度设定的”限制值，来对所述模型追随控制中的控制量的范围进行限制，以便抑制齿条末端碰撞。
还有，本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地来实现，即：所述模型追随控制的结构为反馈控制单元；或，所述模型追随控制的结构为前馈控制单元；或，所述模型追随控制的结构为反馈控制单元以及前馈控制单元。
另外，本发明涉及一种电动助力转向装置的控制装置，其至少基于转向扭矩来运算出第1电流指令值，通过基于所述第1电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，本发明的上述目的可以通过下述这样来实现，即：具备第1变换单元、齿条位置变换单元、齿条末端接近判定单元、粘弹性模型追随控制单元、控制量限制单元和第2变换单元，所述第1变换单元将所述第1电流指令值变换成第1齿条轴力或第1柱轴扭矩，所述齿条位置变换单元将所述电动机的旋转角变换成判定用齿条位置，所述齿条末端接近判定单元基于所述判定用齿条位置来判定“接近了齿条末端”，输出齿条位移以及切换信号，所述粘弹性模型追随控制单元具备“在所述齿条位移超过了所规定的第1目标值，接近了所述齿条末端的情况下，基于作为所述齿条位移与所述第1目标值之间的差的变化量来对所述齿条位移进行补正，输出补正齿条位移”的移位补正单元，基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩、所述补正齿条位移以及所述切换信号，来生成“将粘弹性模型设定为参考模型”的第2齿条轴力或第2柱轴扭矩，所述控制量限制单元通过使用“至少基于转向速度，并且，针对所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩设定的”上限值以及下限值，来对所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩进行限制，所述第2变换单元将经限制后的所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩变换成第2电流指令值，通过使所述第2电流指令值与所述第1电流指令值相加，来进行所述辅助控制，以便抑制齿条末端碰撞。
还有，本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地来实现，即：根据所述补正齿条位移来变更所述参考模型的参数；或，所述粘弹性模型追随控制单元具备了前馈控制单元、反馈控制单元、第1切换单元、第2切换单元和加法运算单元，所述前馈控制单元基于所述补正齿条位移来进行前馈控制，输出第3齿条轴力或第3柱轴扭矩，所述反馈控制单元基于所述补正齿条位移以及所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行反馈控制，输出第4齿条轴力或第4柱轴扭矩，所述第1切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第3齿条轴力或第3柱轴扭矩的输出，所述第2切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第4齿条轴力或第4柱轴扭矩的输出，所述加法运算单元使所述第1切换单元的输出与所述第2切换单元的输出相加，输出所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩；或，所述前馈控制单元具备第1微分单元和第1死区处理单元，所述第1微分单元对所述补正齿条位移进行微分，输出第1微分数据，所述第1死区处理单元针对所述第1微分数据或“基于所述第1微分数据运算出”的粘性项数据，在零附近设置死区，所述反馈控制单元具备第2微分单元和第2死区处理单元，所述第2微分单元对“作为目标齿条位移与所述补正齿条位移之间的差”的误差数据进行微分，输出第2微分数据，所述第2死区处理单元针对所述第2微分数据或“基于所述第2微分数据运算出”的微分项数据，在零附近设置死区；或，所述粘弹性模型追随控制单元具备了前馈控制单元、反馈控制单元、第1切换单元、第2切换单元和加法运算单元，所述前馈控制单元基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行前馈控制，输出第3齿条轴力或第3柱轴扭矩，所述反馈控制单元基于所述补正齿条位移以及所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行反馈控制，输出第4齿条轴力或第4柱轴扭矩，所述第1切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第3齿条轴力或第3柱轴扭矩的输出，所述第2切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第4齿条轴力或第4柱轴扭矩的输出，所述加法运算单元使所述第1切换单元的输出与所述第2切换单元的输出相加，输出所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩；或，所述反馈控制单元具备微分单元和死区处理单元，所述微分单元对所述补正齿条位移进行微分，输出微分数据，所述死区处理单元针对所述微分数据或“基于所述微分数据运算出”的粘性项数据，在零附近设置死区；或，根据所述补正齿条位移来变更所述反馈控制单元的控制参数。
另外，本发明的上述目的可以通过下述这样来实现，即：具备第1变换单元、齿条位置变换单元、齿条末端接近判定单元、粘弹性模型追随控制单元、控制量限制单元和第2变换单元，所述第1变换单元将所述第1电流指令值变换成第1齿条轴力或第1柱轴扭矩，所述齿条位置变换单元将所述电动机的旋转角变换成判定用齿条位置，所述齿条末端接近判定单元基于所述判定用齿条位置来判定“接近了齿条末端”，输出齿条位移以及切换信号，所述粘弹性模型追随控制单元具备“在所述齿条位移超过了所规定的第1目标值，接近了所述齿条末端的情况下，基于作为所述齿条位移与所述第1目标值之间的差的变化量对所述齿条位移进行补正，输出补正齿条位移”的移位补正单元，基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩、所述齿条位移、所述补正齿条位移以及所述切换信号，来生成“将粘弹性模型设定为参考模型”的第2齿条轴力或第2柱轴扭矩，所述控制量限制单元通过使用“至少基于转向速度，并且，针对所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩设定的”上限值以及下限值，来对所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩进行限制，所述第2变换单元将经限制后的所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩变换成第2电流指令值，在所述齿条位移等于或小于所规定的第2目标值的情况下，根据所述齿条位移来变更所述参考模型的参数；在所述齿条位移超过了所述第2目标值的情况下，使所述参考模型的参数成为固定值，通过使所述第2电流指令值与所述第1电流指令值相加，来进行所述辅助控制，以便抑制齿条末端碰撞。
还有，本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地来实现，即：所述粘弹性模型追随控制单元具备了前馈控制单元、反馈控制单元、第1切换单元、第2切换单元和加法运算单元，所述前馈控制单元基于所述齿条位移来进行前馈控制，输出第3齿条轴力或第3柱轴扭矩，所述反馈控制单元基于所述补正齿条位移以及所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行反馈控制，输出第4齿条轴力或第4柱轴扭矩，所述第1切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第3齿条轴力或第3柱轴扭矩的输出，所述第2切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第4齿条轴力或第4柱轴扭矩的输出，所述加法运算单元使所述第1切换单元的输出与所述第2切换单元的输出相加，输出所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩；或，所述粘弹性模型追随控制单元具备了前馈控制单元、反馈控制单元、第1切换单元、第2切换单元和加法运算单元，所述前馈控制单元基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行前馈控制，输出第3齿条轴力或第3柱轴扭矩，所述反馈控制单元基于所述补正齿条位移以及所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行反馈控制，输出第4齿条轴力或第4柱轴扭矩，所述第1切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第3齿条轴力或第3柱轴扭矩的输出，所述第2切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第4齿条轴力或第4柱轴扭矩的输出，所述加法运算单元使所述第1切换单元的输出与所述第2切换单元的输出相加，输出所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩；或，在所述齿条位移等于或小于所规定的第3目标值的情况下，根据所述齿条位移来变更所述反馈控制单元的控制参数；在所述齿条位移超过了所述第3目标值的情况下，使所述反馈控制单元的控制参数成为固定值；或，所述移位补正单元在所述变化量等于或大于所规定的限界值的情况下，计算出“作为所述变化量与所述限界值之间的差”的修正量，所述齿条末端接近判定单元通过使用所述修正量，来对所述齿条位移进行修正；或，所述控制量限制单元以与所述转向速度的变化相对应的方式来逐渐变更所述上限值以及下限值；或，根据转向方向来设定所述上限值以及下限值；或，基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来设定所述上限值以及下限值。
发明的效果
根据本发明的电动助力转向装置的控制装置，因为构成了基于物理模型的控制系统，所以具有“变得易于对参数设计进行预测”的优点，还有，因为构成了模型追随控制以便使控制对象的输出(到齿条末端为止的距离)能够追随参考模型，所以具有“针对负载状态(外部干扰)和控制对象的变动，能够进行鲁棒(稳健)的齿条末端碰撞抑制控制”的优点。
还有，因为对模型追随控制中的控制量的范围进行了“基于转向速度”的限制，所以能够抑制“因控制量过多而造成的”不协调感。另外，因为在模型追随控制中，实施了移位补正，所以能够抑制“针对转向速度的变动”的控制量限制的控制的过度的反应，从而能够减轻转向的难度。
附图说明
图1是表示电动助力转向装置的概要的结构图。
图2是表示电动助力转向装置的控制系统的结构示例的结构框图。
图3是表示模型追随控制的实施方式的结构示例的结构框图。
图4是表示齿条位置变换单元的特性示例的图。
图5是表示粘弹性模型追随控制单元的结构示例(模型追随控制的实施方式)的结构框图。
图6是表示粘弹性模型追随控制单元的其他的结构示例(模型追随控制的实施方式)的结构框图。
图7是表示模型追随控制的实施方式的动作示例(整体)的流程图。
图8是表示粘弹性模型追随控制的动作示例(模型追随控制的实施方式)的流程图。
图9是粘弹性模型的示意图。
图10是用于说明粘弹性模型追随控制单元的详细原理的结构框图。
图11是用于说明粘弹性模型追随控制单元的详细原理的结构框图。
图12是用于说明粘弹性模型追随控制单元的详细原理的结构框图。
图13是用于说明粘弹性模型追随控制单元的详细原理的结构框图。
图14是表示粘弹性模型追随控制单元的详细的结构示例(模型追随控制的实施方式)的结构框图。
图15是表示粘弹性模型追随控制单元的其他的详细的结构示例(模型追随控制的实施方式)的结构框图。
图16是表示“根据齿条位移来变更参考模型的参数”的示例的图。
图17是表示粘弹性模型追随控制的动作示例(模型追随控制的实施方式)的流程图。
图18是表示辅助限制控制的实施方式的结构示例的结构框图。
图19是表示高速转向时限制设定中的限制值的变化示例的图。
图20是表示低速转向时限制设定中的限制值的变化示例的图。
图21是表示控制量限制单元的结构示例的结构框图。
图22是表示高速转向时增益相对于转向速度的特性示例的图。
图23是表示低速转向时增益相对于转向速度的特性示例的图。
图24是表示辅助限制控制的实施方式的动作示例(整体)的流程图。
图25是表示粘弹性模型追随控制的动作示例(辅助限制控制的实施方式)的流程图。
图26是表示控制量限制单元的动作示例的流程图。
图27是表示本发明的结构示例(第1实施方式)的结构框图。
图28是表示粘弹性模型追随控制单元的结构示例(第1实施方式)的结构框图。
图29是表示粘弹性模型追随控制单元的详细的结构示例(第1实施方式)的结构框图。
图30是用于说明移位补正单元中的目标设定的图。
图31是表示粘弹性模型追随控制的动作示例(第1实施方式)的流程图。
图32是表示移位补正的动作示例(第1实施方式)的流程图。
图33是用于说明本发明的效果(第1实施方式)的图。
图34是用于说明本发明的效果(第1实施方式)的图。
图35是表示“根据齿条位移来变更控制参数”的示例的图。
图36是表示粘弹性模型追随控制单元的详细的结构示例(变更控制参数的场合)的结构框图。
图37是表示本发明的结构示例(第2实施方式)的结构框图。
图38是表示粘弹性模型追随控制单元的详细的结构示例(第2实施方式)的结构框图。
图39是用于说明“齿条位移的开始位置变更”的图。
图40是表示本发明的动作示例(第2实施方式)(整体)的流程图。
图41是表示粘弹性模型追随控制的动作示例(第2实施方式)的流程图。
图42是表示移位补正的动作示例(第2实施方式)的流程图。
图43是表示本发明的结构示例(第3实施方式)的结构框图。
图44是表示粘弹性模型追随控制单元的详细的结构示例(第3实施方式)的结构框图。
图45是表示粘性摩擦系数项的结构示例(第3实施方式)的结构框图。
图46是表示死区特性的示例的特性图。
图47是表示控制要素单元的结构示例(第3实施方式)的结构框图。
图48是表示粘弹性模型追随控制的动作示例(第3实施方式)的流程图。
图49是表示Cd运算以及(μ－η)·s运算的动作示例(第3实施方式)的流程图。
图50是用于说明本发明的效果(第3实施方式)的图。
图51是表示本发明的结构示例(第4实施方式)的结构框图。
图52是表示粘弹性模型追随控制单元的详细的结构示例(第4实施方式)的结构框图。
图53是表示“根据齿条位移来变更参考模型的参数”的示例(第4实施方式)的图。
图54是表示“根据齿条位移来变更控制参数”的示例(第4实施方式)的图。
具体实施方式
本发明为一种电动助力转向装置的控制装置，其构成了“基于齿条末端附近的物理模型”的控制系统，将粘弹性模型(弹簧常数、粘性摩擦系数)设定为参考模型，构成了模型追随控制，以便使控制对象的输出(到齿条末端为止的距离)能够追随该参考模型，不会给驾驶员带来转向不协调感，防止“齿条末端碰撞时的异常音的发生”，使撞击力衰减。
通过粘弹性模型追随控制单元来构成模型追随控制，还有，通过“前馈控制单元”、“反馈控制单元”或“前馈控制单元以及反馈控制单元”来构成粘弹性模型追随控制单元，并且，在齿条末端的前面的规定角度的范围之外进行通常的辅助控制；在齿条末端的前面的规定角度的范围内进行模型追随控制，这样就能够抑制“齿条末端碰撞”。
还有，为了让虚拟齿条末端存在，也就是说，为了达到“即使驾驶员想要更进一步转动转向盘，但就像已经到达了齿条末端那样，转向盘就再也转动不下去”的效果，输出辅助力，以便使其与“驾驶员的手动输入和来自轮胎一侧的反力的和”保持均衡(在轮胎与路面之间的摩擦非常低的情况下，就只有驾驶员的手动输入。)。然而，在这种情况下，因为在与驾驶员的转向方向相反的方向进行辅助，所以考虑到安全性，对辅助力的最大值进行限制。还有，即使在与驾驶员的转向方向相同的方向进行辅助，同样地，也对辅助力的最大值进行限制。
在对辅助力的最大值进行限制的时候，进行与转向速度相对应的限制，这样就能够采取灵活的对应。例如，在转向速度快的时候，进行强大的控制，以便成为虚拟齿条末端；在转向速度慢的时候，增强控制量的限制，以便提高安全性。具体而言，准备好“在转向速度快的时候的限制设定”(下面，将其称为“高速转向时限制设定”)和“在转向速度慢的时候的限制设定”(下面，将其称为“低速转向时限制设定”)，并且，通过根据转向速度来逐渐切换这两个设定，以便进行限制。还有，在“转向速度慢，并且，增强了控制量的限制”的情况下，因为如果驾驶员有目的地进行转向的话，则针对转向速度的变动，控制量的限制有可能产生诸如“可能移动到齿条末端方向，并且，切换到高速转向时限制设定”之类的不适当的影响，所以对在模型追随控制中使用的位移信息实施移位补正。
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
如上所述那样，尽管本发明进行模型追随控制、“辅助力的最大值的与转向速度相对应的限制的控制”(下面，将其称为“辅助限制控制”)以及“对位移信息进行移位补正的控制”(下面，将其称为“移位补正控制”)，但为了使说明更容易理解，首先，对“只进行模型追随控制的实施方式”(下面，将其称为“模型追随控制的实施方式”)进行说明，接下来，对“在模型追随控制的实施方式中增加了辅助限制控制的实施方式”(下面，将其称为“辅助限制控制的实施方式”)进行说明，然后，基于关于“模型追随控制的实施方式”和“辅助限制控制的实施方式”的说明，对“还增加了移位补正控制”的本发明的实施方式进行说明。
首先，对模型追随控制的实施方式进行说明。
与图2相对应的图3示出了模型追随控制的实施方式的结构示例。如图3所示，电流指令值Iref1在变换单元101中被变换成齿条轴力f，齿条轴力f被输入到粘弹性模型追随控制单元120中。尽管齿条轴力f与柱轴扭矩等效，但在下面的说明中，为了便于说明，使用齿条轴力来进行说明。此外，对与如图2所示的结构相同的结构赋予相同的附图标记，并且，省略它们的说明。
依照下述式1，来进行从电流指令值Iref1到齿条轴力f的变换。
式1
f＝G1×Iref1
其中，将Kt设定为扭矩常数[Nm/A]，将Gr设定为减速比，将Cf设定为比行程[m/rev.]的话，则G1＝Kt×Gr×(2π/Cf)成立。
来自旋转角传感器21的旋转角θ被输入到齿条位置变换单元100中，被变换成判定用齿条位置Rx。判定用齿条位置Rx被输入到齿条末端接近判定单元110中。如图4所示那样，当判定为“判定用齿条位置Rx位于齿条末端的前面的规定位置x0以内”的时候，齿条末端接近判定单元110启动齿条末端碰撞抑制控制功能，输出作为位移信息的齿条位移x，并且，输出切换信号SWS。切换信号SWS和齿条位移x与齿条轴力f一起被输入到粘弹性模型追随控制单元120中，在粘弹性模型追随控制单元120中经控制运算后得到的齿条轴力ff在变换单元102中被变换成电流指令值Iref2，电流指令值Iref2在加法运算单元103中与电流指令值Iref1相加后，就变成了电流指令值Iref3。基于电流指令值Iref3进行如上所述那样的辅助控制。
此外，可以将“用来设定如图4所示的齿条末端邻近区域”的规定位置x0设定在适当的位置。还有，尽管从被连接到电动机的旋转角传感器21处获得旋转角θ，但也可以从转向角传感器处来获得旋转角θ。
变换单元102依照下述式2，来进行从齿条轴力ff到电流指令值Iref2的变换。
式2
Iref2＝ff/G1
图5和图6示出了粘弹性模型追随控制单元120的详细结构。
在图5中，齿条轴力f被输入到前馈控制单元130和反馈控制单元140中，齿条位移x被输入到反馈控制单元140中。来自前馈控制单元130的齿条轴力FF被输入到切换单元121中，还有，来自反馈控制单元140的齿条轴力FB被输入到切换单元122中。根据切换信号SWS来启动/关闭(ON/OFF)切换单元121和切换单元122，当切换单元121和切换单元122基于切换信号SWS而被关闭的时候，切换单元121的输出u1和切换单元122的输出u2均为零。当切换单元121和切换单元122基于切换信号SWS而被启动的时候，来自切换单元121的齿条轴力FF被作为齿条轴力u1输出，还有，来自切换单元122的齿条轴力FB被作为齿条轴力u2输出。加法运算单元123对来自切换单元121的齿条轴力u1和来自切换单元122的齿条轴力u2进行加法运算，粘弹性模型追随控制单元120输出“作为在加法运算单元123中得到的加法值”的齿条轴力ff。齿条轴力ff在变换单元102中被变换成电流指令值Iref2。
还有，在图6中，齿条位移x被输入到前馈控制单元130和反馈控制单元140中，齿条轴力f被输入到反馈控制单元140中。接下来，与图5的场合相同，来自前馈控制单元130的齿条轴力FF被输入到切换单元121中，还有，来自反馈控制单元140的齿条轴力FB被输入到切换单元122中。根据切换信号SWS来启动/关闭切换单元121和切换单元122，当切换单元121和切换单元122基于切换信号SWS而被关闭的时候，切换单元121的输出u1和切换单元122的输出u2均为零。当切换单元121和切换单元122基于切换信号SWS而被启动的时候，来自切换单元121的齿条轴力FF被作为齿条轴力u1输出，还有，来自切换单元122的齿条轴力FB被作为齿条轴力u2输出。加法运算单元123对来自切换单元121的齿条轴力u1和来自切换单元122的齿条轴力u2进行加法运算，粘弹性模型追随控制单元120输出“作为在加法运算单元123中得到的加法值”的齿条轴力ff。齿条轴力ff在变换单元102中被变换成电流指令值Iref2。
在这样的结构中，首先，参照图7的流程图对模型追随控制的实施方式的动作示例整体进行说明。接下来，参照图8的流程图对粘弹性模型追随控制的动作示例进行说明。
在开始阶段，基于切换信号SWS，切换单元121和切换单元122是被关闭的。然后，当动作开始的时候，首先，扭矩控制单元31基于转向扭矩Th和车速Vel来运算出电流指令值Iref1(步骤S10)，齿条位置变换单元100将来自旋转角传感器21的旋转角θ变换成判定用齿条位置Rx(步骤S11)。齿条末端接近判定单元110基于判定用齿条位置Rx来判定是否接近齿条末端(步骤S12)，在没有接近齿条末端的情况下，粘弹性模型追随控制单元120不输出齿条轴力ff，并且，执行“基于电流指令值Iref1的通常的转向控制”(步骤S13)，继续进行“基于电流指令值Iref1的通常的转向控制”直到结束为止(步骤S14)。
另一方面，在通过齿条末端接近判定单元110被判定为“接近了齿条末端”的情况下，粘弹性模型追随控制单元120执行粘弹性模型追随控制(步骤S20)。也就是说，如图8所示，齿条末端接近判定单元110输出切换信号SWS(步骤S201)，并且，还输出齿条位移x(步骤S202)。还有，变换单元101依照上述式1将电流指令值Iref1变换成齿条轴力f(步骤S203)。在图5的实施方式中，前馈控制单元130基于齿条轴力f来进行前馈控制(步骤S204)，还有，反馈控制单元140基于齿条位移x以及齿条轴力f来进行反馈控制(步骤S205)。另外，在图6的实施方式中，前馈控制单元130基于齿条位移x来进行前馈控制(步骤S204)，还有，反馈控制单元140基于齿条位移x以及齿条轴力f来进行反馈控制(步骤S205)。此外，无论在上述哪一种情况下，都可以将前馈控制和反馈控制的顺序反过来。
来自齿条末端接近判定单元110的切换信号SWS被输入到切换单元121和切换单元122中，这样切换单元121和切换单元122就被启动(步骤S206)。当切换单元121和切换单元122被启动的时候，来自前馈控制单元130的齿条轴力FF被作为齿条轴力u1输出，还有，来自反馈控制单元140的齿条轴力FB被作为齿条轴力u2输出。加法运算单元123对齿条轴力u1和齿条轴力u2进行加法运算(步骤S207)，作为加法运算结果的齿条轴力ff在变换单元102中依照上述式2被变换成电流指令值Iref2(步骤S208)。
在这里，粘弹性模型追随控制单元120变成了“基于齿条末端附近的物理模型”的控制系统，构成了“在齿条末端的前面的规定角度以内，将粘弹性模型(弹簧常数k0[N/m]、粘性摩擦系数μ[N/(m/s)])设定为参考模型(“通过作为输入的力和作为输出的位移来描述”的物理模型)”的模型追随控制，从而能够防止“齿条末端碰撞”。
图9示出了齿条末端附近的示意图，还有，式3示出了“质量m与力F0、F1之间的关系”。例如，关西大学理工学会杂志“理工学与技术”第17卷(2010年)中的“弹性膜和粘弹性的力学的基础”(大场谦吉)示出了粘弹性模型的方程式的导出过程。
式3
接下来，针对齿条位移x1和x2，将k0和k1设定为弹簧常数的话，则下述式4～式6成立。
式4
x＝x1+x2
式5
F0＝k0x
式6
因此，将上述式4～式6代入到上述式3中的话，则可获得式7。
式7
对上述式7进行微分的话，则可获得下述式8，然后，在两边都乘以μ1/k1的话，则可获得下述式9。
式8
式9
然后，将式7和式9加在一起的话，则可获得下述式10。
式10
将上述式4和上述式6代入到上述式10中的话，则可获得下述式11。
式11
在这里，如果μ1/k1＝τe、k0＝Er和μ1(1/k0+1/k1)＝τδ均成立的话，则上述式11就变成式12，然后，进行拉普拉斯变换的话，则式13成立。
式12
式13
(1+τes)F(s)＝{τems3+ms2+Er(1+τδs)}X(s)
通过X(s)/F(s)来整理上述式13的话，则可获得下述式14。
式14
式14变成“用来表示从作为输入的力f到作为输出的位移x的特性”的三阶物理模型(传递函数)，当使用弹簧常数k1＝∞的弹簧的话，则τe→0成立，并且τδ＝μ1·1/k0也成立，从而可以导出二次函数的下述式15。
式15
在本发明中，将通过式15来表示的二次函数作为参考模型Gm并对其进行说明。也就是说，将式16作为参考模型Gm。在这里，μ1＝μ是成立的。
式16
接下来，将电动助力转向装置的实际被控设备(actual plant)146设定为“通过下述式17来表示”的P，当通过具有2个自由度的控制系统来设计本发明的参考模型追随型控制的话，则将Pn以及Pd作为实际的模型，就变成图10的结构。方框(块，block)143(Cd)表示控制要素单元。(例如，参照“先行控制的系统控制理论”，作者：前田肇、杉江俊治，出版社：日本朝仓书店)
式17
为了通过稳定的有理函数的比来表示实际被控设备P，通过下述式18来表示N以及D。N的分子变成P的分子，还有，D的分子变成P的分母。此外，对于α来说，可以任意地选择(s+α)＝0的极。
式18
将图10的结构应用于参考模型Gm的话，则为了使x/f＝Gm成立，需要将1/F设定成下述式19那样。此外，基于式16以及式18来导出式19。
式19
用下述式20来表示反馈控制单元的方框N/F。
式20
用下述式21来表示前馈控制单元的方框D/F。
式21
在“用来表示具有2个自由度的控制系统的一个示例”的图10中，“被输入到实际被控设备P中”的输入(与齿条轴力或柱轴扭矩相对应的电流指令值)u是通过下述式22来表示的。
式22
还有，实际被控设备P的输出(齿条位移)x是通过下述式23来表示的。
式23
整理式23并且使输出x的项和左边f的项汇集在右边的话，则可以导出式24。
式24
将式24表示成“针对输入f的输出x的传递函数”的话，则可获得下述式25。在这里，在第三项以后，作为P＝Pn/Pd来表现。
式25
如果能够正确地表现了实际被控设备P的话，则可以使Pn＝N和Pd＝D成立，因为“针对输入f的输出x的特性”可以被表示成Pn/F(＝N/F)，所以下述式26成立。
式26
当考虑将“针对输入f的输出x的特性”(参考模型(传递函数))设定为下述式27的时候，就能够实现“将1/F设定为下述式28”。
式27
式28
在图10中，如果通过方框144→实际被控设备P的路径来考虑前馈控制系统的话，则可获得图11的(A)、图11的(B)以及图11的(C)。在这里，如果使P＝N/D成立的话，则图11的(A)就变成图11的(B)，还有，基于式20就可以获得图11的(C)。因为基于图11的(C)，f＝(m·s2+μ·s+k0)x就成立，所以对其进行拉普拉斯逆变换的话，则可获得下述式29。
式29
另一方面，如果考虑“如图12所示那样的前馈控制系统的传递函数方框”的话，则在输入f和输出x的情况下，下述式30就成立。
式30
如果整理上述式30的话，则可获得下述式31，然后，针对输入f整理式31的话，则可获得下述式32。
式31
f-{(μ-η)·s+k0}·x＝(m·s2+η·s)x
式32
f＝{m·s2+(μ-η+η)·s+k0}·x
如果对上述式32进行拉普拉斯逆变换的话，则可获得上述式29，其结果为，如图13所示那样，前馈控制单元A和前馈控制单元B是等效的。
立足于上述前提，下面，参照图14以及图15对粘弹性模型追随控制单元的具体的结构示例进行说明。图14与图5的实施方式相对应。如图14所示，齿条轴力f被输入到前馈控制单元130内的前馈要素144(通过式21来表示的D/F)和反馈控制单元140中，还有，齿条位移x被输入到反馈控制单元140中。另外，图15与图6的实施方式相对应。如图15所示，齿条位移x被输入到前馈控制单元130内的弹簧常数项131以及粘性摩擦系数项132中，还有，齿条轴力f被输入到反馈控制单元140中。
在图14中，来自前馈要素144的齿条轴力FF被输入到切换单元121的接点b1。还有，在图15中，减法运算单元133减去前馈控制单元130内的弹簧常数项131的输出和粘性摩擦系数项132的输出，“作为在减法运算单元133中得到的减法运算结果”的齿条轴力FF被输入到切换单元121的接点b1。来自固定单元125的固定值“0”被输入到切换单元121的接点a1。
无论在图14的实施方式和图15的实施方式中的哪一种情况下，反馈控制单元140都由反馈要素(N/F)141、减法运算单元142以及控制要素单元143来构成，还有，来自反馈控制单元140的齿条轴力FB，即，控制要素单元143的输出都被输入到切换单元122的接点b2。来自固定单元126的固定值“0”被输入到切换单元122的接点a2。
在图14的实施方式中，齿条轴力f被输入到前馈控制单元130内的前馈要素144中，并且，还被输入到反馈控制单元140内的反馈要素(N/F)141中。齿条位移x被减法输入到反馈控制单元140内的减法运算单元142中，并且，还被输入到参数设定单元124中。参数设定单元124基于齿条位移x来输出例如图16所示那样的特性的弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ，还有，弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ被输入到前馈控制单元130内的前馈要素144和反馈控制单元140内的反馈要素(N/F)141中。
在图15的实施方式中，齿条位移x被输入到前馈控制单元130内的弹簧常数项131和粘性摩擦系数项132中，并且，还被输入到反馈控制单元140内的减法运算单元142中，另外，还被输入到参数设定单元124中。齿条轴力f被输入到反馈控制单元140内的反馈要素(N/F)141中。参数设定单元124基于齿条位移x来输出与上述相同的弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ，还有，弹簧常数k0被输入到弹簧常数项131和反馈要素(N/F)141中，粘性摩擦系数μ被输入到粘性摩擦系数项132和反馈要素(N/F)141中。
还有，无论在哪一个实施方式中，切换信号SWS都被输入到切换单元121和切换单元122中，还有，切换单元121以及切换单元122的接点在通常情况下都被分别连接到接点a1以及接点a2，并且，通过切换信号SWS被分别切换到接点b1和接点b2。
在这样的结构中，参照图17的流程图对图15的实施方式的动作示例进行说明。
齿条末端接近判定单元110输出切换信号SWS(步骤S21)，并且，还输出齿条位移x(步骤S22)。齿条位移x被输入到弹簧常数项131、粘性摩擦系数项132、参数设定单元124和减法运算单元142中。参数设定单元124将“根据齿条位移x并依照图16的特性而求出的”弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ设定在弹簧常数项131、粘性摩擦系数项132以及反馈要素(N/F)141中(步骤S23)。还有，变换单元101将电流指令值Iref1变换成齿条轴力f(步骤S23A)，齿条轴力f被输入到反馈要素(N/F)141中以便进行N/F运算(步骤S24)。N/F运算值被加法输入到减法运算单元142中，减法运算单元142从N/F运算值中减去齿条位移x(步骤S24A)，控制要素单元143对“在减法运算单元142中得到的”减法运算值进行Cd运算(步骤S24B)。“从控制要素单元143输出的”运算出的齿条轴力FB被输入到切换单元122的接点b2。
前馈控制单元130内的粘性摩擦系数项132基于粘性摩擦系数μ来进行“(μ－η)·s”的运算(步骤S25)，将弹簧常数k0设定在弹簧常数项131中(步骤S25A)，减法运算单元对弹簧常数k0和“(μ－η)·s”进行减法运算(步骤S25B)，作为运算结果，输出齿条轴力FF。齿条轴力FF被输入到切换单元121的接点b1。此外，也可以将前馈控制单元130的运算和反馈控制单元140的运算的顺序反过来。
来自齿条末端接近判定单元110的切换信号SWS被输入到切换单元121和切换单元122中，切换单元121的接点从a1被切换到b1，切换单元122的接点从a2被切换到b2，加法运算单元123对来自切换单元121的齿条轴力u1和来自切换单元122的齿条轴力u2进行加法运算(步骤S26)，作为加法运算结果的齿条轴力ff在变换单元102中被变换成电流指令值Iref2(步骤S26A)。电流指令值Iref2被输入到加法运算单元103中并与电流指令值Iref相加(步骤S27)，执行转向控制，转移到步骤S14。
此外，控制要素单元143(Cd)也可以为任意的PID(比例积分微分)控制、PI控制和PD控制的结构中的任意一种结构。还有，关于图14的实施方式的动作，只有“输入齿条轴力f以及齿条位移x”的部分(要素)是不同的，其他的部分都是相同的。还有，在图14的实施方式以及图15的实施方式中，尽管执行了前馈控制单元130的控制运算以及反馈控制单元140的控制运算，但也可以采用“只有前馈控制单元130”的结构，还有，也可以采用“只有反馈控制单元140”的结构。
接下来，对辅助限制控制的实施方式进行说明。此外，下面，当“使转向盘向右转动”(下面，将其称为“向右转动转向盘”)的时候，齿条轴力(以及柱轴扭矩)被设定为正的值；当“使转向盘向左转动”(下面，将其称为“向左转动转向盘”)的时候，齿条轴力(以及柱轴扭矩)被设定为负的值。
与图3相对应的图18示出了辅助限制控制的实施方式的结构示例，与如图3所示的模型追随控制的实施方式相比，在图18的辅助限制控制的实施方式中，追加了控制量限制单元150以及转向速度运算单元160，还有，齿条末端接近判定单元210替代了图3的齿条末端接近判定单元110。
齿条末端接近判定单元210输出齿条位移x、切换信号SWS以及“用来表示转向盘的转向方向”的方向信号Sd。还有，齿条末端接近判定单元210基于被输入进来的判定用齿条位置Rx来对转向盘的转向方向进行判定，在判定为“转向盘的转向方向为向右转动转向盘”的情况下，将方向信号Sd设定为“向右转动”并将其输出；在判定为“转向盘的转向方向为向左转动转向盘”的情况下，将方向信号Sd设定为“向左转动”并将其输出。
转向速度运算单元160通过对“从齿条末端接近判定单元210输出的”齿条位移x进行微分，来计算出转向速度ω。
控制量限制单元150基于方向信号Sd、“从电流指令值Iref1被变换过来的”齿条轴力f以及转向速度ω，对“从粘弹性模型追随控制单元120输出的”齿条轴力ff(控制量)的最大值以及最小值进行限制。为了进行限制，尽管设定针对齿条轴力ff的“作为限制值”的上限值以及下限值，但是分别设定向右转动转向盘的场合的限制值和向左转动转向盘的场合的限制值。还有，为了设定更加合适的限制值，基于齿条轴力来设定限制值。另外，准备好高转向速度时的高速转向时限制设定以及低转向速度时的低速转向时限制设定，并且，根据转向速度ω来逐渐切换这两个设定。具体而言，在高速转向时限制设定的情况下，为了进行强大的控制以便成为虚拟齿条末端，例如，在向右转动转向盘的场合，如下述式33所示那样，将上限值(下面，将其称为“向右转动上限值”)RU1设定为“齿条轴力f与所规定的值Fx1(例如，2Nm)相加后得到”的值，还有，如下述式34所示那样，将下限值(下面，将其称为“向右转动下限值”)RL1设定为“从反转了齿条轴力f的符号后得到的值中减去所规定的值Fx2(例如，10Nm)后得到”的值。
式33
RU1＝f+Fx1
式34
RL1＝－f－Fx2
在向左转动转向盘的场合，将“对调了向右转动转向盘的场合的上限值以及下限值后得到”的值分别设定为上限值(下面，将其称为“向左转动上限值”)LU1以及下限值(下面，将其称为“向左转动下限值”)LL1。也就是说，通过下述式35以及式36来分别表示向左转动上限值LU1以及向左转动下限值LL1。
式35
LU1＝－f+Fx2
式36
LL1＝f－Fx1
例如，在“齿条轴力f针对转向角如图19的虚线所示那样地发生变化的”的情况下，限制值如图19的实线所示那样地发生变化。
在低速转向时限制设定的情况下，为了对控制量进行更多的限制以便提高安全性，例如，在计算向右转动下限值以及向左转动上限值的时候，以与“在高速转向时限制设定的场合所使用的计算方法”相反的计算方法，来对所规定的值进行加减法运算。然而，为了不施加反方向的辅助力，将向右转动下限值设定为“不超过零”的值，还有，将向左转动上限值设定为“不小于零”的值。也就是说，尽管如下述式37所示那样，将向右转动上限值RU2设定为“齿条轴力f与所规定的值Fx3(例如，2Nm)相加后得到”的值，还有，如下述式38所示那样，将向右转动下限值RL2设定为“反转了齿条轴力f的符号后得到的值与所规定的值Fx4(例如，5Nm)相加后得到”的值，但是，在向右转动下限值RL2超过了零的情况下，将向右转动下限值RL2设定为零。
式37
RU2＝f+Fx3
式38
RL2＝－f+Fx4
尽管将向左转动上限值LU2以及向左转动下限值LL2分别设定为如下述式39以及式40所示那样的“对调了向右转动上限值RU2以及向右转动下限值RL2后得到”的值，但是，在向左转动上限值LU2小于零的情况下，将向左转动上限值LU2设定为零。
式39
LU2＝－f－Fx4
式40
LL2＝f－Fx3
例如，在“齿条轴力f针对转向角如图20的虚线所示那样地发生变化的”的情况下，限制值如图20的实线所示那样地发生变化。
为了根据转向速度ω来逐渐进行高速转向时限制设定与低速转向时限制设定之间的切换，使增益与“通过高速转向时限制设定以及低速转向时限制设定来设定好的”各个限制值相乘，然后，将“使各个乘法结果相加后得到”的值设定为限制值。
图21示出了控制量限制单元150的结构示例。如图21所示，控制量限制单元150由高速转向时限制值运算单元151、低速转向时限制值运算单元152、高速转向时增益单元153、低速转向时增益单元154、限制单元155、加法运算单元156以及加法运算单元157来构成。
高速转向时限制值运算单元151使用方向信号Sd以及齿条轴力f并且按照高速转向时限制设定，来计算出上限值UPH以及下限值LWH。也就是说，在方向信号Sd为“向右转动”的情况下，将按照式33来计算出的向右转动上限值RU1作为上限值UPH，还有，将按照式34来计算出的向右转动下限值RL1作为下限值LWH。另外，在方向信号Sd为“向左转动”的情况下，将按照式35来计算出的向左转动上限值LU1作为上限值UPH，还有，将按照式36来计算出的向左转动下限值LL1作为下限值LWH。
低速转向时限制值运算单元152使用方向信号Sd以及齿条轴力f并且按照低速转向时限制设定，来计算出上限值UPL以及下限值LWL。也就是说，尽管在方向信号Sd为“向右转动”的情况下，将按照式37来计算出的向右转动上限值RU2作为上限值UPL，还有，将按照式38来计算出的向右转动下限值RL2作为下限值LWL，但是，在下限值LWL超过了零的情况下，将下限值LWL设定为零。另外，尽管在方向信号Sd为“向左转动”的情况下，将按照式39来计算出的向左转动上限值LU2作为上限值UPL，还有，将按照式40来计算出的向左转动下限值LL2作为下限值LWL，但是，在上限值UPL小于零的情况下，将上限值UPL设定为零。
高速转向时增益单元153使“具有相对于转向速度ω例如如图22所示那样的特性”的高速转向时增益GH分别与上限值UPH以及下限值LWH相乘，计算出上限值UPHg以及下限值LWHg。如图22所示的高速转向时增益GH的特性为这样一种特性，即，当转向速度ω小于或等于所规定的转向速度ω1的时候，高速转向时增益GH为0％；当转向速度ω大于所规定的转向速度ω1并且小于所规定的转向速度ω2(ω2＞ω1)的时候，高速转向时增益GH以与转向速度ω成比例的方式增加；当转向速度ω等于或大于所规定的转向速度ω2的时候，高速转向时增益GH就变成100％。
低速转向时增益单元154使“具有相对于转向速度ω例如如图23所示那样的特性”的低速转向时增益GL分别与上限值UPL以及下限值LWL相乘，计算出上限值UPLg以及下限值LWLg。如图23所示的低速转向时增益GL的特性为“如图22所示的高速转向时增益GH的特性”的相反的特性。
加法运算单元156通过使上限值UPHg与上限值UPLg相加，来计算出上限值UP。还有，加法运算单元157通过使下限值LWHg与下限值LWLg相加，来计算出下限值LW。
限制单元155通过使用上限值UP以及下限值LW，来对齿条轴力ff进行限制。
在这样的结构中，参照图24、图25以及图26的流程图，对辅助限制控制的实施方式的动作示例进行说明。
图24的流程图示出了整体的动作示例。与图7的流程图相比，在图24的流程图中，追加了“方向信号Sd的输出”(步骤S11A)，还有，因为在通常转向(步骤S13)以及粘弹性模型追随控制(步骤S20)中，增加了“通过控制量限制单元150以及转向速度运算单元160来进行”的处理，所以产生了变更(步骤S13A、步骤S20A)。
在步骤S11A中，齿条末端接近判定单元210基于被输入进来的判定用齿条位置Rx来判定出转向盘的转向方向，并且，将判定结果(向右转动或向左转动)作为方向信号Sd输出到控制量限制单元150。
图25的流程图示出了粘弹性模型追随控制(步骤S20A)中的动作示例。与图8的流程图相比，在图25的流程图中，追加了步骤S207A以及步骤S207B。
在步骤S207A中，“通过步骤S202从齿条末端接近判定单元210输出”的齿条位移x被输入到粘弹性模型追随控制单元120以及转向速度运算单元160中。转向速度运算单元160基于齿条位移x来计算出转向速度ω，并将其输出到控制量限制单元150。
在步骤S207B中，控制量限制单元150基于方向信号Sd、齿条轴力f以及转向速度ω，对“从粘弹性模型追随控制单元120输出”的齿条轴力ff进行限制。图26示出了“通过控制量限制单元150来执行”的步骤S207B的详细的动作示例。
“从齿条末端接近判定单元210输出”的方向信号Sd以及“从变换单元101输出”的齿条轴力f被输入到高速转向时限制值运算单元151以及低速转向时限制值运算单元152中(步骤S301)。
高速转向时限制值运算单元151在方向信号Sd为“向右转动”的情况下(步骤S302)，将向右转动上限值RU1作为上限值UPH，还有，将向右转动下限值RL1作为下限值LWH，并且，将它们输出(步骤S303)。在方向信号Sd为“向左转动”的情况下(步骤S302)，将向左转动上限值LU1作为上限值UPH，还有，将向左转动下限值LL1作为下限值LWH，并且，将它们输出(步骤S304)。
低速转向时限制值运算单元152在方向信号Sd为“向右转动”的情况下(步骤S305)，将向右转动上限值RU2作为上限值UPL，还有，将向右转动下限值RL2作为下限值LWL，并且，将它们输出(步骤S306)。在方向信号Sd为“向左转动”的情况下(步骤S305)，将向左转动上限值LU2作为上限值UPL，还有，将向左转动下限值LL2作为下限值LWL，并且，将它们输出(步骤S307)。此外，也可以将“高速转向时限制值运算单元151中的动作”和“低速转向时限制值运算单元152中的动作”的顺序反过来，还有，也可以并行地执行“高速转向时限制值运算单元151中的动作”和“低速转向时限制值运算单元152中的动作”。
高速转向时增益单元153输入上限值UPH、下限值LWH以及转向速度ω，使用如图22所示的特性来求出相对于转向速度ω的高速转向时增益GH，使其分别与上限值UPH以及下限值LWH相乘，输出上限值UPHg(＝UPH×GH)以及下限值LWHg(＝LWH×GH)(步骤S308)。
低速转向时增益单元154输入上限值UPL、下限值LWL以及转向速度ω，使用如图23所示的特性来求出相对于转向速度ω的低速转向时增益GL，使其分别与上限值UPL以及下限值LWL相乘，输出上限值UPLg(＝UPL×GL)以及下限值LWLg(＝LWL×GL)(步骤S309)。此外，也可以将“高速转向时增益单元153中的动作”和“低速转向时增益单元154中的动作”的顺序反过来，还有，也可以并行地执行“高速转向时增益单元153中的动作”和“低速转向时增益单元154中的动作”。
上限值UPHg以及上限值UPLg被输入到加法运算单元156中，在加法运算单元156中得到的加法运算结果被作为上限值UP输出(步骤S310)。还有，下限值LWHg以及下限值LWLg被输入到加法运算单元157中，在加法运算单元157中得到的加法运算结果被作为下限值LW输出(步骤S311)。
上限值UP以及下限值LW与“从粘弹性模型追随控制单元120输出”的齿条轴力ff一起被输入到限制单元155中。限制单元155在齿条轴力ff等于或大于上限值UP的情况下(步骤S312)，将齿条轴力ff的值作为上限值UP(步骤S313)；在齿条轴力ff等于或小于下限值LW的的情况下(步骤S314)，将齿条轴力ff的值作为下限值LW(步骤S315)；在除此以外的情况下，不变更齿条轴力ff的值。经限制后的齿条轴力ff作为齿条轴力ffm被输出(步骤S316)。
齿条轴力ffm在变换单元102中被变换成电流指令值Iref2(步骤S208A)，然后，在加法运算单元103中与电流指令值Iref1相加。
在通常转向(步骤S13A)中，与粘弹性模型追随控制的场合相同，也对“从粘弹性模型追随控制单元120输出”的齿条轴力ff进行限制。然而，因为在这种情况下的齿条轴力ff的值为零，所以不需要对齿条轴力ff进行限制，从而齿条轴力ff原封不动地作为齿条轴力ffm被输出。
此外，作为“在低速转向时限制设定的场合所使用的”所规定的值Fx3以及Fx4，也可以使用“在高速转向时限制设定的场合所使用的”所规定的值Fx1以及Fx2。还有，尽管将“对调了向右转动上限值以及向右转动下限值后得到”的值分别设定为向左转动上限值以及向左转动下限值，但作为向左转动上限值以及向左转动下限值，也可以使用“不同的”所规定的值，还有，也可以不使用“对调了向右转动上限值以及向右转动下限值后得到”的值。另外，也可以在向右转动转向盘的场合和在向左转动转向盘的场合使用相同的限制值，在这种情况下，因为不需要方向信号Sd，所以也不需要进行齿条末端接近判定单元210中的转向盘的转向方向的判定以及控制量限制单元150中的基于方向信号Sd的动作的切换。还有，尽管基于齿条轴力f来设定限制值，但也可以使用“针对齿条轴力f不会发生变动”的限制值。在这种情况下，对上限值以及下限值进行调整，从而使得在转向速度快的时候，进行强大的控制以便成为虚拟齿条末端，还有，在转向速度慢的时候，增强控制量的限制以便提高安全性。另外，高速转向时增益GH以及低速转向时增益GL的在“从转向速度ω1到转向速度ω2”的范围内的特性并不限于如图22以及图23所示那样的直线性的特性，只要高速转向时增益GH与低速转向时增益GL的和成为100％的话，高速转向时增益GH以及低速转向时增益GL的在“从转向速度ω1到转向速度ω2”的范围内的特性也可以为曲线性的特性。
对“在如上所述的进行模型追随控制以及辅助限制控制的辅助限制控制的实施方式中增加了移位补正控制”的本发明的实施方式进行说明。
在辅助限制控制的实施方式中，如果转向速度变慢的话，则从高速转向时限制设定逐渐切换到低速转向时限制设定，这样限制会被增强。因此，由于在某种程度上产生了辅助力，所以如果驾驶员有目的地进行转向的话，则可能移动到齿条末端方向。此时，如果转向速度变快的话，则限制值切换到高速转向时限制设定的限制值。还有，由于为了防止“齿条末端碰撞”，参数被设定成“朝着齿条末端方向的移动量越大，则控制量就越大”，所以通过移动到齿条末端方向，限制前的控制量(齿条轴力ff)就会变大。就这样，限制值变化以及控制量变化的复合作用导致“最终输出发生很大的变化”，使得施加在转向方向上的辅助力变小，从而转向速度变慢。因为这种情况反复发生，从而导致“驾驶员难以进行转向”。为了抑制这种现象，在本实施方式中，对齿条位移进行移位补正。
与图18相对应的图27示出了本发明的实施方式的结构示例(第1实施方式)，在图27中，对与如图18所示的结构相同的结构赋予相同的附图标记，并且，省略它们的说明。
与如图18所示的辅助限制控制的实施方式相比，在第1实施方式中，粘弹性模型追随控制单元220替代了图18的粘弹性模型追随控制单元120。
作为粘弹性模型追随控制单元220的结构示例，例如，在以如图6所示的结构为基础的情况下，就变成了如图28所示那样的结构。也就是说，在第1实施方式中，追加了移位补正单元250，齿条位移x被输入到移位补正单元250中，从移位补正单元250输出的补正齿条位移xs被输入到前馈控制单元130以及反馈控制单元140中。还有，粘弹性模型追随控制单元220的更加详细的结构示例就是如图29所示那样的结构。如图29所示，从移位补正单元250输出的补正齿条位移xs还被输入到参数设定单元124中。
移位补正单元250针对齿条位移x进行移位补正。具体而言，如图30所示那样，将距离设定好的齿条末端(下面，将其称为“设定齿条末端”)xend所规定的间隔(限界值)Δx1的前面的位置(下面，将其称为“虚拟齿条末端”)xendv设定为目标(第1目标值)，在“齿条位移x超过了虚拟齿条末端xendv，接近了齿条末端”的情况下，计算出从虚拟齿条末端xendv到齿条位移x的变化量Δx2(＝x－xendv)，从齿条位移x中减去变化量Δx2，作为补正齿条位移xs输出。在齿条位移x没有超过虚拟齿条末端xendv的情况下，将齿条位移x作为补正齿条位移xs输出。也就是说，在齿条位移x超过了虚拟齿条末端xendv的情况下，补正齿条位移xs成为虚拟齿条末端xendv并且成为固定值。此外，在图30中，xendr为实际的齿条末端，在通常情况下，xendr为大于“作为考虑了制造偏差和调整误差的设计最小值”的设定齿条末端xend的值。
在这样的结构中，参照图31以及图32的流程图，对第1实施方式的动作示例进行说明。
与辅助限制控制的实施方式的动作相比，在第1实施方式的动作中，在粘弹性模型追随控制的动作中增加了移位补正单元250的动作。与图17相对应的图31的流程图示出了粘弹性模型追随控制的动作示例。与如图17所示的动作示例相比，在第1实施方式的动作示例中，追加了步骤S22A、步骤S26a以及步骤S26b，还有，步骤S26B替代了图17的步骤S26A。另外，如图17所示的动作示例为针对模型追随控制的实施方式的动作示例，步骤S26a以及步骤S26b是因辅助限制控制的追加而被追加的动作，还有，步骤S26B是因辅助限制控制的追加而被变更的动作，只有步骤S22A是因移位补正控制的追加而被追加的动作。此外，在步骤S26a、步骤S26b以及步骤S26B中，分别进行与如图25所示的辅助限制控制的实施方式的动作示例中的步骤S207A、步骤S207B以及步骤S208A相同的动作。
图32示出了步骤S22A中的移位补正的具体的动作示例。如图32所示，输入了“从齿条末端接近判定单元210输出的”齿条位移x的移位补正单元250确认“齿条位移x是否超过了虚拟齿条末端xendv”(即，确认“齿条位移x是否超过了第1目标值”)(步骤S221)。在齿条位移x超过了虚拟齿条末端xendv的情况下，计算出从虚拟齿条末端xendv到齿条位移x的变化量Δx2(步骤S222)，通过使用变化量Δx2来对齿条位移x进行补正，计算出补正齿条位移xs(＝x－Δx2)(步骤S223)。在齿条位移x没有超过虚拟齿条末端xendv的情况下，将齿条位移x作为补正齿条位移xs(步骤S224)。移位补正单元250输出补正齿条位移xs(步骤S225)，补正齿条位移xs被输入到前馈控制单元130内的弹簧常数项131以及粘性摩擦系数项132、参数设定单元124和反馈控制单元140内的减法运算单元142中。
在这里，通过使用图33以及图34，来对第1实施方式的效果进行说明。
图33示出了“向右转动转向的场合的辅助力(齿条轴力)以及限制值”的变化的样子。在图33中，横轴表示判定用齿条位置Rx，还有，纵轴表示辅助力。
如图33中的(a)所示那样，在“当判定用齿条位置Rx处于到虚拟齿条末端xendv为止的位置的时候(即，当判定用齿条位置Rx小于或等于虚拟齿条末端xendv的时候)，基于电流指令值Iref1的辅助力，即，齿条轴力f以与判定用齿条位置Rx成比例的方式增加；当判定用齿条位置Rx处于虚拟齿条末端xendv之后的位置的时候(即，当判定用齿条位置Rx大于虚拟齿条末端xendv的时候)，齿条轴力f就成为固定值”的情况下，转向速度ω＝dx/dt为0的时候的下限值LW就如图33中的(g)所示那样发生变化，还有，转向速度ω大的时候的下限值LW就如图33中的(i)所示那样发生变化。也就是说，因为当转向速度ω为0的时候，低速转向时限制设定100％被应用(即，低速转向时限制设定100％被执行)，下限值LW就成为通过式38来计算出的向右转动下限值RL2，所以如图33中的“比作为齿条轴力f的反转特性的(h)大Fx4”的(g)所示那样发生变化。还有，因为当转向速度ω大的时候，高速转向时限制设定100％被应用(即，高速转向时限制设定100％被执行)，下限值LW就成为通过式34来计算出的向右转动下限值RL1，所以如图33中的“比作为齿条轴力f的反转特性的(h)小Fx2”的(i)所示那样发生变化。另外，当判定用齿条位置Rx超过了齿条末端的前面的规定位置x0之后，“作为限制前的齿条轴力”的齿条轴力ff就开始发挥作用，并且，判定用齿条位置Rx离齿条末端越近，则齿条轴力ff所发挥的作用就越强大(则齿条轴力ff的绝对值就越大)。在这种情况下，因为当转向速度ω＝dx/dt为0的时候，只有弹性项的力才发挥作用，所以如图33中的(e)所示那样发生变化，还有，随着转向速度ω的增加，粘性项的力也会加入进来，所以如图33中的(f)所示那样发生变化。因此，在转向速度ω非常小的情况下(dx/dt≒0)，由于当判定用齿条位置Rx超过了x0之后，如图33中的(e)所示的齿条轴力ff会被施加到齿条轴力f，所以基于电流指令值Iref3的辅助力(下面，将其称为“综合辅助力”)就会下降。还有，因为当判定用齿条位置Rx超过了虚拟齿条末端xendv之后，齿条轴力f会成为固定值，所以尽管如图33中的(c)所示那样，综合辅助力下降的方式变得有点陡峭，但由于图33中的(g)的限制特性在很大程度上受到了限制，所以即使在“齿条轴力ff变成小于或等于下限值”的xs之后对齿条轴力ff进行了限制，也可以使恒定的综合辅助力继续发挥作用。
在这种情况下，如果驾驶员有目的地进行转向的话，则可能移动到齿条末端方向，随着转向速度ω的增加，限制值会切换到高速转向时限制设定的限制值。图34示出了“以被反转的齿条轴力f为基准时的下限值(向右转动转向的场合)的值”的变化的样子。也就是说，图34示出了“作为将图22以及图23中的ω1设定为0的场合的例子，针对转向速度ω，被反转的齿条轴力f与下限值LW之间的差”的变化的样子。通过图34可知，随着转向速度ω从0开始增加，下限值就从正值减少到负值，然后，当转向速度ω变成等于或大于ω2的时候，下限值就成为固定值(－Fx2)。也就是说，随着转向速度ω的增加，限制就会变弱。另一方面，随着转向速度ω的增加，齿条轴力ff的变化就从图33中的(e)变成图33中的(f)。也就是说，随着接近齿条末端，齿条轴力ff就会变得更强，还有，随着转向速度ω的增加，齿条轴力ff也会变得更强。因此，尽管在朝着齿条末端方向的移动中增加转向速度ω的话，则齿条轴力ff会变得更强，但是由于限制会变弱，所以施加在转向方向上的综合辅助力就会变小，从而导致“驾驶员难以进行转向”。
针对这种现象，如在本实施方式中那样，对齿条位移x进行移位补正的话，则当齿条位移x超过了虚拟齿条末端xendv之后，补正齿条位移xs就成为虚拟齿条末端xendv并且成为固定值。因此，即使增加了转向速度ω＝dx/dt，但由于在补正齿条位移xs中没有时间变化，所以“基于补正齿条位移xs运算出”的齿条轴力ff也不会发生变化，从而综合辅助力就如图33中的(d)所示那样变成固定值，这样就能够抑制转向难度。
如上所述那样，通过对齿条位移进行移位补正，这样就能够抑制“在朝着齿条末端方向的移动中驾驶员有目的地进行了转向的情况下”有可能发生的转向的难度。还有，在“驾驶员朝着齿条末端方向进行转向之后，减少了握住转向盘的力量”的情况下，尽管如果不进行移位补正的话，则有时因返回的力太强而导致难以进行转向，但是通过进行移位补正来抑制“控制量增加”，这样就能够减轻转向难度。
此外，尽管移位补正单元250通过从齿条位移x中减去变化量Δx2来计算出补正齿条位移xs，但也可以通过使变化量Δx2与任意比率相乘后，再从齿条位移x中减去“变化量Δx2与任意比率相乘后得到的乘法结果”，来计算出补正齿条位移xs。还有，尽管作为粘弹性模型追随控制单元220的结构示例，是以如图6所示的结构为基础的，但也可以是以如图5所示的结构为基础的。在这种情况下，从移位补正单元输出的补正齿条位移仅仅被输入到反馈控制单元中。
还有，尽管在第1实施方式中，根据齿条位移来改变“作为参考模型的参数”的弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ，但也可以根据齿条位移来改变弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ和反馈控制单元140的控制参数。例如，在通过PD(比例微分)控制的结构来构成了反馈控制单元140内的控制要素单元143的情况下，通过下述式41来表示传递函数，还有，下述式41中的比例增益kp以及微分增益kd就成为控制参数。
式41
Cd＝kp+kd·s
还有，使比例增益kp以及微分增益kd具有例如“如图35所示那样的随齿条位移而变化”的特性。图36示出了在这种情况下的粘弹性模型追随控制单元的结构示例。与如图29所示的结构示例相比，在如图36所示的粘弹性模型追随控制单元中，追加了控制参数设定单元260。控制参数设定单元260输入“从移位补正单元250输出”的补正齿条位移xs，并且，基于如图35所示的特性来求得比例增益kp以及微分增益kd。比例增益kp以及微分增益kd被输入到反馈控制单元240内的控制要素单元243中。通过改变控制参数，这样就不会给驾驶员带来“起因于辅助力变化的反力不协调感”，并且，还能够抑制“到达齿条末端”。还有，通过输入补正齿条位移，还可以获得移位补正的效果。
对本发明的第2实施方式进行说明。
尽管在第1实施方式中，设定参数以便使“距离设定齿条末端xend所规定的间隔(限界值)Δx1的前面的位置”成为虚拟齿条末端xendv，但由于存在位置传感器的零点未对准和齿条末端的位置偏差等，所以有时虚拟齿条末端xendv与设定齿条末端xend之间的差会变成等于或大于Δx1。还有，当驾驶员有目的地进行了转向的时候，因为能够移动到齿条末端方向，所以有可能超过设定齿条末端xend。因此，在从虚拟齿条末端xendv到齿条位移x的变化量Δx2等于或大于Δx1的情况下，将变化量Δx2与Δx1之间的差(修正量)存储起来，在通过下一次的齿条末端接近判定来计算出齿条位移之前，通过使用被存储起来的差，来对“用于接近判定的位置”进行修正。通过这样做，就能够实现最佳的虚拟齿条末端，能够缩小“因辅助限制控制中的最终输出的变动，有可能导致难以进行转向”的范围，并且，还能够抑制转向难度。
与图27相对应的图37示出了第2实施方式的结构示例，在图37中，对与如图27所示的结构相同的结构赋予相同的附图标记，并且，省略它们的说明。与如图27所示的第1实施方式相比，在第2实施方式中，齿条末端接近判定单元310以及粘弹性模型追随控制单元320分别替代了图27的齿条末端接近判定单元210以及粘弹性模型追随控制单元220。
图38示出了粘弹性模型追随控制单元320的结构示例，与如图29所示的粘弹性模型追随控制单元220的结构示例相比，移位补正单元350替代了图29的移位补正单元250。尽管与移位补正单元250相同，移位补正单元350也是针对齿条位移x来进行移位补正，但同时，在变化量Δx2等于或大于限界值Δx1的情况下，移位补正单元350还输出“变化量Δx2与限界值Δx1之间的差”。也就是说，在从“在进行移位补正的时候计算出”的虚拟齿条末端xendv到齿条位移x的变化量Δx2(＝x－xendv)等于或大于限界值Δx1的情况下，将变化量Δx2与限界值Δx1之间的差(Δx2－Δx1)作为修正信号Mx输出到齿条末端接近判定单元310。在Δx2小于Δx1的情况下，将修正信号Mx设定为0并将其输出。
齿条末端接近判定单元310在输入修正信号Mx之后，将修正信号Mx存储起来，在下一次的齿条位移x的计算中，使用被存储起来的修正信号Mx。也就是说，尽管在输入修正信号Mx之前，如图4所示那样，将齿条末端的前面的规定位置x0设定为开始位置，并且，将从设定好的开始位置开始的判定用齿条位置Rx的位移设定为齿条位移x，但在输入修正信号Mx之后，将开始位置重新设定为“与x0相距Mx的靠近齿条末端的位置”，并且，将从重新设定好的开始位置开始的判定用齿条位置Rx的位移设定为齿条位移x。例如，图39为“横轴表示判定用齿条位置Rx以及齿条位移x，并且，纵轴表示齿条轴力ff”的图，在通常情况下，如图39中的(x)所示那样，在将规定位置x0设定为开始位置(齿条位移x＝0)的时候，产生齿条轴力ff，随着齿条位移x靠近齿条末端，齿条轴力ff变强(齿条轴力ff的绝对值变大)。然而，因齿条末端的位置偏差等从而导致产生偏差，在“通过虚拟齿条末端xendv中的通常情况下的齿条轴力ff，移动到超过了设定齿条末端xend且偏离了Δx2的位置”的情况下，将相距Δx2与Δx1之间的差(＝Mx)的靠近齿条末端的位置x0’设定为新的开始位置，然后，求得齿条位移x，从而如图39中的(z)所示那样，从x0’处产生齿条轴力ff。通过这样做，就能够在最佳的范围内实现虚拟齿条末端，并且，还能够扩大正常操作范围。
在这样的结构中，参照图40、图41以及图42的流程图，对第2实施方式的动作示例进行说明。
图40示出了整体的动作示例。与如图24所示的动作示例相比，在图40的整体的动作示例中，追加了“修正开始位置的动作”(步骤S11a)，还有，在粘弹性模型追随控制中产生了变更(步骤S20B)。此外，在动作开始的时侯，零作为初始值被预先设定在“由齿条末端接近判定单元310存储起来的”修正信号Mx中。
在步骤S11a中，输入了判定用齿条位置Rx的齿条末端接近判定单元310通过使用修正信号Mx来对开始位置x0进行修正，以新的开始位置x0’(＝x0+Mx)为基准，来求得齿条位移x。
图41示出了粘弹性模型追随控制(步骤S20B)中的动作示例。与如图31所示的第1实施方式中的粘弹性模型追随控制的动作示例相比，在图41的动作示例中，在移位补正中产生了变更(步骤S22B)，还有，追加了步骤S28以及步骤S29。
图42示出了移位补正(步骤S22B)中的动作示例。与如图32所示的第1实施方式中的移位补正的动作示例相比，在图42的动作示例中，追加了步骤S222A、步骤S222B以及步骤S222C。也就是说，移位补正单元350在计算出变化量Δx2(步骤S222)之后，判断“变化量Δx2是否等于或大于限界值Δx1”(步骤S222A)。在变化量Δx2等于或大于限界值Δx1的情况下，将变化量Δx2与限界值Δx1之间的差作为修正信号Mx输出到齿条末端接近判定单元310(步骤S222B)；在变化量Δx2小于限界值Δx1的情况下，输出修正信号Mx＝0(步骤S222C)。
在步骤S28以及步骤S29中，齿条末端接近判定单元310确认“是否输入了修正信号Mx”(步骤S28)，在输入了修正信号Mx的情况下，将“被存储起来的修正信号”更新为“被输入进来的修正信号”(步骤S29)；在没有输入修正信号Mx的情况下，不进行更新。
对本发明的第3实施方式进行说明。
在第1实施方式中，通过对齿条位移进行移位补正，这样在开始进行移位补正的虚拟齿条末端xendv之后，就不会产生辅助力的针对转向速度的变动。然而，由于“开始进行移位补正的时间点”作为速度变动被检测出来，所以有可能产生辅助力的变动。因此，在前馈控制单元以及反馈控制单元中，通过针对转向速度来实施死区处理，即，通过针对与齿条位移的微分有关的要素来实施死区处理，从而抑制了“微小速度时的辅助力变动”。
与图27相对应的图43示出了第3实施方式的结构示例，在图43中，对与如图27所示的结构相同的结构赋予相同的附图标记，并且，省略它们的说明。与如图27所示的第1实施方式相比，在第3实施方式中，粘弹性模型追随控制单元420替代了图27的粘弹性模型追随控制单元220。
图44示出了粘弹性模型追随控制单元420的结构示例，与如图29所示的粘弹性模型追随控制单元220的结构示例相比，粘性摩擦系数项432替代了图29的前馈控制单元130内的粘性摩擦系数项132，还有，控制要素单元443替代了图29的反馈控制单元140内的控制要素单元143。
图45示出了粘性摩擦系数项432的结构示例。粘性摩擦系数项432由微分单元434、死区处理单元435以及增益单元436来构成。微分单元434对补正齿条位移xs进行微分，计算出微分数据dxs。还有，死区处理单元435针对微分数据dxs实施死区处理，输出死区微分数据ddxs。具体而言，如图46所示那样，针对“将与输入相同的数据作为输出”的用虚线表示的特性，准备好设置了“在输入的零附近，输出成为零”的死区的用实线表示的特性(下面，将其称为“死区特性”)，并且，通过使用“将微分数据dxs作为输入，将死区微分数据ddxs作为输出”的死区特性，来求得死区微分数据ddxs。增益单元436使用“从参数设定单元124输出”的粘性摩擦系数μ，使(μ－η)与死区微分数据ddxs相乘，计算出粘性项数据Vi。
图47示出了“通过具有由式41来表示的传递函数的PD控制的结构来构成了控制要素单元443的场合”的结构示例。控制要素单元443由比例控制单元444、微分控制单元445以及加法运算单元446来构成。还有，微分控制单元445由微分单元447、死区处理单元448以及增益单元449来构成。比例控制单元444使比例增益kp与“通过从作为从反馈要素(N/F)141输出的目标齿条位移的N/F运算值中减去补正齿条位移xs来计算出的”误差数据Er相乘，计算出比例项数据Pi。还有，微分单元447对误差数据Er进行微分，计算出微分数据dEr。死区处理单元448通过与死区处理单元435相同的处理，针对微分数据dEr实施死区处理，输出死区微分数据ddEr。此外，对于死区处理单元435和死区处理单元448来说，两者的死区特性中的死区的宽度可以是相同的，也可以是不同的。增益单元449使微分增益kd与死区微分数据ddEr相乘，计算出微分项数据Di。加法运算单元446使比例项数据Pi与微分项数据Di相加，计算出齿条轴力FB。此外，控制要素单元443也可以为PID控制的结构，在这种情况下，在相当于微分控制单元的结构要素中，设置死区处理单元。
在这样的结构中，参照图48以及图49的流程图，对第3实施方式的动作示例进行说明。
与第1实施方式的动作示例相比，在第3实施方式的动作示例中，粘弹性模型追随控制与第1实施方式的粘弹性模型追随控制不同，其他的动作与第1实施方式相同。图48示出了第3实施方式中的粘弹性模型追随控制的动作示例。与如图31所示的第1实施方式中的粘弹性模型追随控制的动作示例相比，在图48的第3实施方式中的粘弹性模型追随控制的动作示例中，Cd运算以及(μ－η)·s运算与第1实施方式的Cd运算以及(μ－η)·s运算不同(步骤S24b以及步骤S25a)。
图49示出了Cd运算以及(μ－η)·s运算的动作示例。
“通过反馈控制单元440内的减法运算单元142从N/F运算值中减去补正齿条位移xs来计算出的”误差数据Er被输入到控制要素单元443内的比例控制单元444以及微分单元447中。比例控制单元444使比例增益kp与误差数据Er相乘(步骤S241)，计算出比例项数据Pi。比例项数据Pi被输入到加法运算单元446中。还有，微分单元447对误差数据Er进行微分，计算出微分数据dEr(步骤S242)。微分数据dEr被输入到死区处理单元448中。死区处理单元448通过使用如图46所示那样的死区特性，来针对微分数据dEr实施死区处理(步骤S243)，将实施死区处理后得到的结果作为死区微分数据ddEr输出。死区微分数据ddEr被输入到增益单元449中。增益单元449使微分增益kd与死区微分数据ddEr相乘，计算出微分项数据Di(步骤S244)。微分项数据Di被输入到加法运算单元446中。加法运算单元446使比例项数据Pi与微分项数据Di相加(步骤S245)，计算出齿条轴力FB。齿条轴力FB被输入到切换单元122的接点b2。
前馈控制单元430内的粘性摩擦系数项432输入补正齿条位移xs以及粘性摩擦系数μ。补正齿条位移xs被输入到微分单元434中。微分单元434对补正齿条位移xs进行微分，计算出微分数据dxs(步骤S246)。微分数据dxs被输入到死区处理单元435中。死区处理单元435通过使用如图46所示那样的死区特性，来针对微分数据dxs实施死区处理(步骤S247)，将实施死区处理后得到的结果作为死区微分数据ddxs输出。死区微分数据ddxs与粘性摩擦系数μ一起被输入到增益单元436中。增益单元436使(μ－η)与死区微分数据ddxs相乘，计算出粘性项数据Vi(步骤S248)。粘性项数据Vi被输入到减法运算单元133中。
在这里，通过使用图50，来对第3实施方式的效果进行说明。
图50为用图33的下部的圆圈围起来的部分的放大图，还有，在图50中追加了“转向速度ω＝dx/dt小的场合的齿条轴力等”的变化的样子。在dx/dt小的情况下，下限值LW如图50中的(k)所示那样发生变化，以便使其成为稍微小于“如图50中的(g)所示的dx/dt＝0的时候的下限值LW”的值。还有，齿条轴力ff如图50中的(j)所示那样发生变化，以便使其成为小于“如图50中的(e)所示的dx/dt＝0的时候的齿条轴力ff”的值。
在既不进行移位补正也不进行死区处理的情况下，当处于非常缓慢地进行转向的状况，当在虚拟齿条末端xendv稍微加快转向速度ω的话，则齿条轴力ff就从图50中的(e)转变到图50中的(j)，由于齿条轴力ffm尚未受到限制，所以如图50中的(l)所示那样，齿条轴力ffm的下降就变得陡峭。之后，在非常缓慢的转向速度与被稍微加快的转向速度之间进行转向的话，则齿条轴力ffm就如图50中的(l)所示那样发生变化，以便在图50中的(e)与图50中的(j)之间振动，当开始受到限制的话，则齿条轴力ffm就发生变化，以便在图50中的(g)与图50中的(k)之间振动。
在这种情况下，尽管如果进行移位补正的话，则在虚拟齿条末端xendv之后，齿条轴力ffm大致会成为固定值，但由于“开始进行移位补正的时间点”作为速度变动被检测出来，所以如图50中的(l)所示那样的振动可能仍然存在。因此，通过对微分数据实施死区处理，使得齿条轴力ff在dx/dt小的区域不会发生变化，从而能够抑制振动，这样齿条轴力ffm就如图50中的(m)所示那样成为固定值。
此外，尽管在第3实施方式中，死区处理单元被设置在微分单元434以及微分单元447的后一级，并且，死区处理单元针对微分数据实施死区处理，但也可以将死区处理单元设置在增益单元436以及增益单元449的后一级，并且，死区处理单元针对粘性项数据Vi以及微分项数据Di实施死区处理。还有，尽管作为粘弹性模型追随控制单元420的结构示例，是以如图6所示的结构为基础的，但也可以是以如图5所示的结构为基础的。在这种情况下，仅仅在反馈控制单元中设置死区处理单元。
对本发明的第4实施方式进行说明。
尽管在第1实施方式中，通过对齿条位移进行移位补正，这样就能够抑制了“起因于辅助力的变动”的转向的难度，但也可以通过将“通过移位补正来实现的功能的一部分”替换成“参数的特性的调整”，来获得同等的效果。
与图27相对应的图51示出了第4实施方式的结构示例，在图51中，对与如图27所示的结构相同的结构赋予相同的附图标记，并且，省略它们的说明。与如图27所示的第1实施方式相比，在第4实施方式中，粘弹性模型追随控制单元520替代了图27的粘弹性模型追随控制单元220。
图52示出了粘弹性模型追随控制单元520的结构示例，与如图29所示的粘弹性模型追随控制单元220的结构示例相比，参数设定单元524替代了图29的参数设定单元124，还有，移位补正单元250的位置与图29的移位补正单元250的位置不同，从移位补正单元250输出的补正齿条位移xs仅仅被输入到反馈控制单元140内的减法运算单元142中，另外，齿条位移x被输入到前馈控制单元130以及参数设定单元524中。
尽管与参数设定单元124相同，参数设定单元524也基于齿条位移x来输出弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ，但弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ所具有的特性并不是如图16所示那样的特性，而是例如可以为如图53所示那样的特性。也就是说，当齿条位移x小于或等于所规定的值(第2目标值)xa的时候，弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ所具有的特性为与如图16所示的特性相同的特性，随着齿条位移x的增加，弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ也增加；但是当齿条位移x超过xa的时候，弹簧常数k0以及粘性摩擦系数μ就成为固定的值。通过这样做，例如使第2目标值xa与虚拟齿条末端xendv变成一致的话，则在通过前馈控制单元130来进行的运算中，就能够获得与“在虚拟齿条末端xendv之后，使用成为固定值的补正齿条位移xs”相同的效果。
与第1实施方式的动作示例相比，在第4实施方式的动作示例中，粘弹性模型追随控制与第1实施方式的粘弹性模型追随控制不同，其他的动作与第1实施方式相同。还有，与如图31所示的第1实施方式中的粘弹性模型追随控制的动作示例相比，在第4实施方式中的粘弹性模型追随控制的动作示例中，与第1实施方式不同之处仅仅在于“在参数设定(步骤S23)中，使用如图53所示的特性”、“在(μ－η)·s运算(步骤S25)中，使用齿条位移x”以及“在k0设定(步骤S25A)后的弹簧常数项131的运算中，使用齿条位移x”。
此外，与第1实施方式的场合相同，在第4实施方式中，也可以根据齿条位移来改变反馈控制单元140的控制参数。在这种情况下，当通过PD(比例微分)控制的结构来构成了反馈控制单元140内的控制要素单元143的时候，作为控制参数的比例增益kp以及微分增益kd所具有的特性并不是如图35所示那样的随齿条位移x而发生变化的特性，而是例如可以为如图54所示那样的随齿条位移x而发生变化的特性。也就是说，当齿条位移x小于或等于所规定的值(第3目标值)xb的时候，比例增益kp以及微分增益kd所具有的特性为与如图35所示的特性相同的特性，随着齿条位移x的增加，比例增益kp以及微分增益kd也增加；但是当齿条位移x超过xb的时候，比例增益kp以及微分增益kd就成为固定的值。还有，被输入到用于设定控制参数的控制参数设定单元中的是齿条位移x，而不是补正齿条位移xs。通过这样做，例如使第3目标值xb与虚拟齿条末端xendv变成一致的话，则在通过控制要素单元143来进行的运算中，就能够获得与“使用补正齿条位移xs”相同的效果。
附图标记说明
1 转向盘(方向盘)
2 柱轴(转向轴或方向盘轴)
10 扭矩传感器
12 车速传感器
13 电池
14 转向角传感器
20 电动机
21 旋转角传感器
30 控制单元(ECU)
31 扭矩控制单元
35 电流控制单元
36 PWM控制单元
100 齿条位置变换单元
101、102 变换单元
110、210、310 齿条末端接近判定单元
120、220、320、420、520 粘弹性模型追随控制单元
121、122 切换单元
124、524 参数设定单元
130、430 前馈控制单元
140、240、440 反馈控制单元
150 控制量限制单元
151 高速转向时限制值运算单元
152 低速转向时限制值运算单元
153 高速转向时增益单元
154 低速转向时增益单元
155 限制单元
160 转向速度运算单元
250、350 移位补正单元
260 控制参数设定单元
434、447 微分单元
435、448 死区处理单元
444 比例控制单元
445 微分控制单元

Claims (19)

1.一种电动助力转向装置的控制装置，其至少基于转向扭矩来运算出电流指令值，通过基于所述电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其特征在于：
具有“在齿条末端的前面的规定角度的范围内，将粘弹性模型设定为参考模型”的模型追随控制的结构，
对在所述模型追随控制中使用的位移信息实施移位补正，
通过使用“至少基于转向速度设定的”限制值，来对所述模型追随控制中的控制量的范围进行限制，以便抑制齿条末端碰撞。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述模型追随控制的结构为反馈控制单元。
3.根据权利要求1所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述模型追随控制的结构为前馈控制单元。
4.根据权利要求1所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述模型追随控制的结构为反馈控制单元以及前馈控制单元。
5.一种电动助力转向装置的控制装置，其至少基于转向扭矩来运算出第1电流指令值，通过基于所述第1电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其特征在于：
具备第1变换单元、齿条位置变换单元、齿条末端接近判定单元、粘弹性模型追随控制单元、控制量限制单元和第2变换单元，
所述第1变换单元将所述第1电流指令值变换成第1齿条轴力或第1柱轴扭矩，
所述齿条位置变换单元将所述电动机的旋转角变换成判定用齿条位置，
所述齿条末端接近判定单元基于所述判定用齿条位置来判定“接近了齿条末端”，输出齿条位移以及切换信号，
所述粘弹性模型追随控制单元具备“在所述齿条位移超过了所规定的第1目标值，接近了所述齿条末端的情况下，基于作为所述齿条位移与所述第1目标值之间的差的变化量来对所述齿条位移进行补正，输出补正齿条位移”的移位补正单元，基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩、所述补正齿条位移以及所述切换信号，来生成“将粘弹性模型设定为参考模型”的第2齿条轴力或第2柱轴扭矩，
所述控制量限制单元通过使用“至少基于转向速度，并且，针对所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩设定的”上限值以及下限值，来对所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩进行限制，
所述第2变换单元将经限制后的所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩变换成第2电流指令值，
通过使所述第2电流指令值与所述第1电流指令值相加，来进行所述辅助控制，以便抑制齿条末端碰撞。
6.根据权利要求5所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
根据所述补正齿条位移来变更所述参考模型的参数。
7.根据权利要求5或6所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述粘弹性模型追随控制单元具备了前馈控制单元、反馈控制单元、第1切换单元、第2切换单元和加法运算单元，
所述前馈控制单元基于所述补正齿条位移来进行前馈控制，输出第3齿条轴力或第3柱轴扭矩，
所述反馈控制单元基于所述补正齿条位移以及所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行反馈控制，输出第4齿条轴力或第4柱轴扭矩，
所述第1切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第3齿条轴力或第3柱轴扭矩的输出，
所述第2切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第4齿条轴力或第4柱轴扭矩的输出，
所述加法运算单元使所述第1切换单元的输出与所述第2切换单元的输出相加，输出所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩。
8.根据权利要求7所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述前馈控制单元具备第1微分单元和第1死区处理单元，
所述第1微分单元对所述补正齿条位移进行微分，输出第1微分数据，
所述第1死区处理单元针对所述第1微分数据或“基于所述第1微分数据运算出”的粘性项数据，在零附近设置死区，
所述反馈控制单元具备第2微分单元和第2死区处理单元，
所述第2微分单元对“作为目标齿条位移与所述补正齿条位移之间的差”的误差数据进行微分，输出第2微分数据，
所述第2死区处理单元针对所述第2微分数据或“基于所述第2微分数据运算出”的微分项数据，在零附近设置死区。
9.根据权利要求5或6所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述粘弹性模型追随控制单元具备了前馈控制单元、反馈控制单元、第1切换单元、第2切换单元和加法运算单元，
所述前馈控制单元基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行前馈控制，输出第3齿条轴力或第3柱轴扭矩，
所述反馈控制单元基于所述补正齿条位移以及所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行反馈控制，输出第4齿条轴力或第4柱轴扭矩，
所述第1切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第3齿条轴力或第3柱轴扭矩的输出，
所述第2切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第4齿条轴力或第4柱轴扭矩的输出，
所述加法运算单元使所述第1切换单元的输出与所述第2切换单元的输出相加，输出所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩。
10.根据权利要求9所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述反馈控制单元具备微分单元和死区处理单元，
所述微分单元对所述补正齿条位移进行微分，输出微分数据，
所述死区处理单元针对所述微分数据或“基于所述微分数据运算出”的粘性项数据，在零附近设置死区。
11.根据权利要求7至10中任意一项所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
根据所述补正齿条位移来变更所述反馈控制单元的控制参数。
12.一种电动助力转向装置的控制装置，其至少基于转向扭矩来运算出第1电流指令值，通过基于所述第1电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其特征在于：
具备第1变换单元、齿条位置变换单元、齿条末端接近判定单元、粘弹性模型追随控制单元、控制量限制单元和第2变换单元，
所述第1变换单元将所述第1电流指令值变换成第1齿条轴力或第1柱轴扭矩，
所述齿条位置变换单元将所述电动机的旋转角变换成判定用齿条位置，
所述齿条末端接近判定单元基于所述判定用齿条位置来判定“接近了齿条末端”，输出齿条位移以及切换信号，
所述粘弹性模型追随控制单元具备“在所述齿条位移超过了所规定的第1目标值，接近了所述齿条末端的情况下，基于作为所述齿条位移与所述第1目标值之间的差的变化量对所述齿条位移进行补正，输出补正齿条位移”的移位补正单元，基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩、所述齿条位移、所述补正齿条位移以及所述切换信号，来生成“将粘弹性模型设定为参考模型”的第2齿条轴力或第2柱轴扭矩，
所述控制量限制单元通过使用“至少基于转向速度，并且，针对所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩设定的”上限值以及下限值，来对所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩进行限制，
所述第2变换单元将经限制后的所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩变换成第2电流指令值，
在所述齿条位移等于或小于所规定的第2目标值的情况下，根据所述齿条位移来变更所述参考模型的参数；在所述齿条位移超过了所述第2目标值的情况下，使所述参考模型的参数成为固定值，
通过使所述第2电流指令值与所述第1电流指令值相加，来进行所述辅助控制，以便抑制齿条末端碰撞。
13.根据权利要求12所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述粘弹性模型追随控制单元具备了前馈控制单元、反馈控制单元、第1切换单元、第2切换单元和加法运算单元，
所述前馈控制单元基于所述齿条位移来进行前馈控制，输出第3齿条轴力或第3柱轴扭矩，
所述反馈控制单元基于所述补正齿条位移以及所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行反馈控制，输出第4齿条轴力或第4柱轴扭矩，
所述第1切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第3齿条轴力或第3柱轴扭矩的输出，
所述第2切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第4齿条轴力或第4柱轴扭矩的输出，
所述加法运算单元使所述第1切换单元的输出与所述第2切换单元的输出相加，输出所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩。
14.根据权利要求12所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述粘弹性模型追随控制单元具备了前馈控制单元、反馈控制单元、第1切换单元、第2切换单元和加法运算单元，
所述前馈控制单元基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行前馈控制，输出第3齿条轴力或第3柱轴扭矩，
所述反馈控制单元基于所述补正齿条位移以及所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来进行反馈控制，输出第4齿条轴力或第4柱轴扭矩，
所述第1切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第3齿条轴力或第3柱轴扭矩的输出，
所述第2切换单元根据所述切换信号，来启动/关闭所述第4齿条轴力或第4柱轴扭矩的输出，
所述加法运算单元使所述第1切换单元的输出与所述第2切换单元的输出相加，输出所述第2齿条轴力或第2柱轴扭矩。
15.根据权利要求13或14所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
在所述齿条位移等于或小于所规定的第3目标值的情况下，根据所述齿条位移来变更所述反馈控制单元的控制参数；在所述齿条位移超过了所述第3目标值的情况下，使所述反馈控制单元的控制参数成为固定值。
16.根据权利要求5至15中任意一项所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述移位补正单元在所述变化量等于或大于所规定的限界值的情况下，计算出“作为所述变化量与所述限界值之间的差”的修正量，
所述齿条末端接近判定单元通过使用所述修正量，来对所述齿条位移进行修正。
17.根据权利要求5至16中任意一项所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
所述控制量限制单元以与所述转向速度的变化相对应的方式来逐渐变更所述上限值以及下限值。
18.根据权利要求5至17中任意一项所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
根据转向方向来设定所述上限值以及下限值。
19.根据权利要求5至18中任意一项所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于：
基于所述第1齿条轴力或第1柱轴扭矩来设定所述上限值以及下限值。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200307683A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 Denso Corporation Detection unit
CN113104099A (zh) * 2021-05-24 2021-07-13 奇瑞新能源汽车股份有限公司 电动助力转向系统的控制方法、装置、系统及车辆

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7129003B2 (ja) * 2018-09-21 2022-09-01 株式会社ジェイテクト モータ制御装置
JP7376290B2 (ja) * 2019-09-10 2023-11-08 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003529480A (ja) * 1999-09-17 2003-10-07 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 移動終端衝撃管理システム
CN101016058A (zh) * 2006-02-09 2007-08-15 株式会社电装 用于电动转向系统的控制装置
CN101377657A (zh) * 2007-08-31 2009-03-04 同济大学 具有鲁棒稳定性能的电动助力转向系统
CN102232031A (zh) * 2009-01-22 2011-11-02 丰田自动车株式会社 电动动力转向装置
CN105644617A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 联创汽车电子有限公司 齿条末端保护方法
WO2016104571A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
CN107107952A (zh) * 2014-12-25 2017-08-29 日本精工株式会社 电动助力转向装置
JP2017165306A (ja) * 2016-03-17 2017-09-21 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2017171062A (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH064417B2 (ja) 1985-02-12 1994-01-19 本田技研工業株式会社 電動式パワーステアリング装置
DE10118739A1 (de) 2001-04-17 2002-11-14 Trw Fahrwerksyst Gmbh & Co Verfahren zum Steuern eines Servolenksystems
JP5181527B2 (ja) * 2007-05-15 2013-04-10 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP6296213B2 (ja) * 2016-03-18 2018-03-20 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP2017210216A (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003529480A (ja) * 1999-09-17 2003-10-07 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 移動終端衝撃管理システム
CN101016058A (zh) * 2006-02-09 2007-08-15 株式会社电装 用于电动转向系统的控制装置
CN101377657A (zh) * 2007-08-31 2009-03-04 同济大学 具有鲁棒稳定性能的电动助力转向系统
CN102232031A (zh) * 2009-01-22 2011-11-02 丰田自动车株式会社 电动动力转向装置
CN105644617A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 联创汽车电子有限公司 齿条末端保护方法
WO2016104571A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
CN107107952A (zh) * 2014-12-25 2017-08-29 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN107207041A (zh) * 2014-12-25 2017-09-26 日本精工株式会社 电动助力转向装置
JP2017165306A (ja) * 2016-03-17 2017-09-21 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2017171062A (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200307683A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 Denso Corporation Detection unit
US11639192B2 (en) * 2019-03-28 2023-05-02 Denso Corporation Detection unit
CN113104099A (zh) * 2021-05-24 2021-07-13 奇瑞新能源汽车股份有限公司 电动助力转向系统的控制方法、装置、系统及车辆

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