CN110539792A

CN110539792A - 转向控制装置

Info

Publication number: CN110539792A
Application number: CN201910445518.9A
Authority: CN
Inventors: 小寺隆志; 玉泉晴天; 喜多政之; 并河勋
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2019-12-06
Also published as: EP3575187B1; EP3575187A1; US20190367083A1

Abstract

一种转向控制装置包括电子控制单元。电子控制单元计算命令值的第一分量。电子控制单元基于输入扭矩计算可旋转元件的目标旋转角度。可旋转元件随着方向盘的操作而旋转。电子控制单元通过反馈控制计算命令值的第二分量。电子控制单元基于目标旋转角度计算理想轴向力。电子控制单元参考与车辆向前直行的状态相关联的理想轴向力的中性值使理想轴向力在指定方向上根据横向坡度偏移，该横向坡度是在与道路成直角相交的方向上的坡度。

Description

转向控制装置

技术领域

本发明涉及转向控制装置。

背景技术

已知一种电动助力转向系统，其通过将电动马达的动力施加到车辆的转向机构来辅助驾驶员进行转向。例如，日本专利第4453012号(JP 4453012 B)的用于电动助力转向(EPS)的控制器基于由各种传感器获取的转向扭矩、转向角度和车轮转向角度对电动马达进行控制。

控制器具有第一参考模型和第二参考模型(通过配制受控对象获得的模型)。第一参考模型限定了转向角度与目标转向扭矩之间的关系。第二参考模型限定了转向扭矩与目标车轮转向角度之间的关系。控制器基于由第一参考模型确定的目标转向扭矩和由第二参考模型确定的目标车轮转向角度运行作为一种反馈控制的比例-积分-微分(PID)控制。

控制器求出实际转向扭矩与由第一参考模型确定的目标转向扭矩的偏差以及实际车轮转向角度与由第二参考模型确定的目标车轮转向角度的偏差，并且控制电动马达，使得这些偏差最小化。控制器通过控制使实际转向扭矩跟随目标转向扭矩并使实际车轮转向角度跟随目标车轮转向角度。

发明内容

当不具有第二参考模型的车辆在例如作为具有横向坡度的弯道的堤岸道路上行驶时，在驾驶员没有增加任何转向扭矩的情况下，方向盘基于作用在车辆上的力(重力和离心力)的平衡采用针对堤岸道路的倾斜的转向角度位置(轮胎位置)。也就是说，当车辆在堤岸道路上行驶时，驾驶员不需要使方向盘转动较大的量。

然而，由于在具有第二参考模型的车辆中实现了与转向扭矩相称的实际转向角度，因此存在这样的担忧：当车辆在堤岸道路上行驶时，在没有增加转向扭矩的情况下方向盘返回到中性位置。因此，驾驶员需要增加转向扭矩，使得当车辆在堤岸道路上行驶时，方向盘不会返回到中性位置。

当车辆在作为具有横向坡度的直路的斜坡道路上行驶时，会出现类似的不便。也就是说，当车辆在斜坡道路上行驶时，车辆不能保持沿着斜坡道路上的路线行驶并且随着车辆向前行驶而逐渐朝向低侧下行，除非驾驶员通过向方向盘增加力来继续保持方向盘。这是因为车辆受到路面的倾斜的影响。

以这种方式，当车辆在堤岸道路上行驶或在斜坡道路上行驶时，驾驶员需要通过向方向盘增加与路面的倾斜相称的力来继续保持方向盘，以沿着路线驾驶车辆。因此，驾驶员当在堤岸道路或斜坡道路上行驶时可能没有获得适当的转向感。

本发明提供了一种即使在倾斜道路上也提供适当的转向感的转向控制装置。

本发明的第一方面涉及一种转向控制装置。转向控制装置基于命令值对马达进行控制。马达是生成施加到车辆的转向机构的驱动力的源。针对转向状态计算命令值。转向控制装置包括电子控制单元。电子控制单元被配置成根据施加到方向盘的转向扭矩计算命令值的第一分量。电子控制单元被配置成基于输入扭矩计算可旋转元件的目标旋转角度。可旋转元件被配置成随着方向盘的操作而旋转。输入扭矩包括转向扭矩和第一分量中的至少一个。电子控制单元被配置成通过反馈控制来计算命令值的第二分量，该反馈控制使可旋转元件的实际旋转角度与目标旋转角度一致。电子控制单元被配置成基于目标旋转角度计算理想轴向力。理想轴向力是作用在转向轮上的轴向力并且是要结合在输入扭矩中的轴向力。电子控制单元被配置成参考与车辆向前直行的状态相关联的理想轴向力的中性值使理想轴向力在指定方向上根据横向坡度偏移，该横向坡度是在与道路的路线成直角相交的方向上的坡度。指定方向是沿着横向坡度并且朝向与车辆由于横向坡度离开道路而朝向的一侧相对的一侧前进的方向。

当车辆在具有横向坡度的道路上行驶时，在没有方向盘的操作的情况下，由于道路的横向坡度车辆可能离开道路。在这方面，利用以上配置，当车辆在具有横向坡度的道路上行驶时，参考与车辆向前直行的状态相关联的理想轴向力的中性值，使理想轴向力在沿着横向坡度的方向上根据横向坡度朝向与车辆由于横向坡度离开道路而朝向的一侧相对的一侧偏移，该横向坡度是在与道路的路线成直角相交的方向上的坡度。

因此，当车辆在具有横向坡度的道路上行驶时，即使在未操作方向盘时，理想轴向力(通过扩展，输入扭矩)也不会变为零，并且基于输入扭矩计算目标旋转角度。通过使可旋转元件的旋转角度与目标旋转角度一致的反馈控制，实现了与道路的横向坡度相称的转向角度即可旋转元件的旋转角度(通过扩展，方向盘的旋转角度)。此时可旋转元件的旋转角度和方向盘的转向角度是参考与车辆向前直行的状态相关联的每个角度的中性值在指定方向上偏移的角度，该指定方向是沿着横向坡度并且朝向车辆离开道路而朝向的一侧前进的方向。因此，当车辆在具有横向坡度的道路上行驶时，即使没有向方向盘增加转向扭矩，也实现了与道路的横向坡度相称的转向角度。因此，获得了适当的转向感。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成：当电子控制单元基于反映车辆的转弯运动的状态量确定车辆正在作为具有横向坡度的弯道的第一倾斜道路上行驶时，参考与车辆向前直行的状态相关联的理想轴向力的中性值使理想轴向力根据横向坡度朝向第一倾斜道路的横向坡度下降所朝向的并且指定方向前进所朝向的一侧偏移，该横向坡度是在与道路的路线成直角相交的方向上的坡度。

基于目标旋转角度计算的理想轴向力是在不考虑作用在车辆上的力的平衡的情况下的轴向力。因此，当车辆在作为弯道的第一倾斜道路上行驶时，除非驾驶员通过向方向盘增加转向扭矩而继续保持方向盘，否则方向盘的转向角度不会变成与第一倾斜道路的横向坡度相称的角度，并且方向盘的转向角度保持在与车辆向前直行的状态相关联的中性角度。因此，当车辆在第一倾斜道路上行驶时，除非驾驶员通过向方向盘增加转向扭矩而继续保持方向盘，否则车辆不能保持沿第一倾斜道路行驶并且向前直行。因此，车辆可以在第一倾斜道路上朝向弯道的外侧上行。

在这方面，利用上述配置，通过使可旋转元件的旋转角度与目标旋转角度一致的反馈控制，可旋转元件的旋转角度和方向盘的转向角度变成参考与车辆向前直行的状态相关联的每个角度的中性值朝向与车辆由于横向坡度离开道路而朝向的一侧相对的一侧(即第一倾斜道路的横向坡度下降所朝向的一侧)偏移的角度。因此，当车辆在第一倾斜道路上行驶时，在没有向方向盘增加转向扭矩的情况下，也实现与第一倾斜道路的横向坡度相称的转向角度。因此，获得了适当的转向感。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成：当电子控制单元基于反映车辆的转弯运动的状态量确定车辆正在作为具有横向坡度的直路的第二倾斜道路上行驶时，参考与车辆向前直行的状态相关联的理想轴向力的中性值使理想轴向力根据横向坡度朝向第二倾斜道路的横向坡度上升所朝向的并且指定方向前进所朝向的一侧偏移，该横向坡度是在与道路的路线成直角相交的方向上的坡度。

当车辆在作为直路的第二倾斜道路上行驶时，除非驾驶员通过向方向盘增加转向扭矩而继续保持方向盘，否则车辆不能保持沿第二倾斜道路行驶，并且当车辆向前行驶时，朝向第二倾斜道路的水平低的一侧逐渐下行。这是因为车辆受到第二倾斜道路的横向坡度的影响。

在这方面，利用上述配置，通过使可旋转元件的旋转角度与目标旋转角度一致的反馈控制，可旋转元件的旋转角度和方向盘的转向角度是参考与车辆向前直行的状态相关联的每个角度的中性值朝向车辆由于横向坡度离开道路而朝向的一侧(即第二倾斜道路的横向坡度上升所朝向的一侧)偏移的角度。因此，当车辆在第二倾斜道路上行驶时，在没有向方向盘增加转向扭矩的情况下，也实现与第二倾斜道路的横向坡度相称的转向角度。因此，获得了适当的转向感。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成通过向用于计算理想轴向力的目标旋转角度增加根据横向坡度计算的校正角度来使理想轴向力在指定方向上偏移。

利用上述配置，通过向用于在电子控制单元中计算理想轴向力的目标旋转角度增加根据道路的横向坡度计算的校正角度，使理想轴向力在指定的方向上偏移。这是基于以下事实：目标旋转角度参考与车辆向前直行的状态相关联的中性角度改变校正角度，并且因此，由电子控制单元计算的理想轴向力也根据校正角度而变化。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成通过向计算出的理想轴向增加根据横向坡度计算的校正轴向力来使理想轴向力在指定方向上偏移。

利用上述配置，通过向由电子控制单元计算的理想轴向力增加根据道路的横向坡度计算的校正轴向力来使理想轴向力在指定方向上偏移。通过向由电子控制单元计算的理想轴向力增加校正轴向力而获得的最终轴向力被结合在输入扭矩中。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成：当横摆率大于或等于阈值时，确定车辆正在作为具有横向坡度的弯道的第一倾斜道路上行驶，横摆率是反映车辆的转弯运动的状态量并且由传感器进行检测。电子控制单元可以被配置成：当横摆率小于阈值时，确定车辆正在作为具有横向坡度的直路的第二倾斜道路上行驶。

当车辆在作为具有横向坡度的弯道的第一倾斜道路上行驶时的横摆率大于当车辆在作为具有横向坡度的直路的第二倾斜道路上行驶时的横摆率。因此，与上述配置的情况中那样，基于横摆率确定车辆在第一倾斜道路上行驶还是车辆在第二倾斜道路上行驶。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成基于反映车辆行为或路面状况的状态量来计算作用在转向轮上的轴向力作为估计轴向力。电子控制单元可以被配置成通过将理想轴向力乘以分配比而获得的值与估计轴向力乘以分配比而获得的值相加来计算要结合在输入扭矩中的最终轴向力。分配比可以根据横向坡度单独设定。

理想轴向力不反映实际的车辆行为或实际的路面状况；而估计轴向力反映了实际的车辆行为或实际路面状况。因此，与以上描述的转向控制装置的情况中那样，通过根据道路的横向坡度改变结合在输入扭矩中的最终轴向力中的理想轴向力和估计轴向力的比例，实现与横向坡度相称的进一步适当的目标旋转角度(通过扩展，方向盘的转向角度)。因此，驾驶员可以进一步自然地执行转向。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成基于在沿横向坡度的方向上的重力分量来识别横向坡度，重力分量根据横向加速度、横摆率和车速来计算，并且可以被配置成设定分配比，使得随着重力分量的绝对值增加，估计轴向力在最终轴向力中的比例增加。

沿着道路的横向坡度的方向上的重力分量反映了道路的横向坡度的程度。利用上述配置，随着重力分量的绝对值增加，即，随着道路的横向坡度增加，最终轴向力更强烈地反映实际路面状况。因此，实现了与横向坡度相称的进一步适当的目标旋转角度(通过扩展，方向盘的转向角度)。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成基于作为理想轴向力与估计轴向力之间的差的轴向力差来识别横向坡度，并且可以被配置成设定分配比，使得随着轴向力差的绝对值增加，估计轴向力在最终轴向力中的比例增加。

理想轴向力与估计轴向力之间的轴向力差反映了路面状况。轴向力差也反映了作为路面状况的道路的横向坡度的程度。利用上述配置，随着轴向力差的绝对值增加，即，随着道路的横向坡度增加，最终轴向力更强烈地反映实际路面状况。因此，实现了与横向坡度相称的进一步适当的目标旋转角度(通过扩展，方向盘的转向角度)。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成基于分配命令改变理想轴向力的偏移量。当主控制器干预转向控制时，分配命令可以由主控制器生成，并且分配命令可以指示主控制器干预转向控制的程度。

当车辆在具有横向坡度的道路上行驶时，在没有操作方向盘的情况下，车辆可能由于道路的横向坡度而离开道路。利用以上配置，当车辆在具有横向坡度的道路上行驶时，参考与车辆向前直行的状态相关联的理想轴向力的中性值使理想轴向力在沿着横向坡度的方向上根据横向坡度朝向与车辆由于横向坡度离开道路而朝向的一侧相对的一侧偏移，该横向坡度是在与道路的路线成直角相交的方向上的坡度。

因此，当车辆在具有横向坡度的道路上行驶时，即使在没有操作方向盘时，理想轴向力(通过扩展，输入扭矩)也不会变为零，并且基于输入扭矩计算目标旋转角度。通过使可旋转元件的旋转角度与目标旋转角度一致的反馈控制，实现了与道路的横向坡度相称的可旋转元件的旋转角度(通过扩展，作为方向盘的旋转角度的转向角度)。此时可旋转元件的旋转角度和方向盘的转向角度是参考与车辆向前直行的状态相关联的每个角度的中性值在指定方向上偏移的角度，该指定方向是沿着横向坡度并且朝向车辆离开道路所朝向的一侧前进的方向。因此，当车辆在具有横向坡度的道路上行驶时，即使在没有向方向盘增加转向扭矩的情况下，也实现了与道路的横向坡度相称的转向角度。因此，获得了适当的转向感。

在这方面，利用以上配置，当车辆在具有横向坡度的道路上行驶的同时主控制器干预转向控制时，理想轴向力的偏移量基于主控制器生成的分配命令而改变。也就是说，原本不反映路面状况的理想轴向力反映作为路面状况的道路的横向坡度的程度(偏移量)根据主控制器干预转向控制的程度(分配命令)而改变。因此，当车辆在具有横向坡度的道路上行驶时，用于计算目标旋转角度的输入扭矩(通过扩展，目标旋转角度)在主控制器干预转向控制时与主控制器不干预转向控制时之间变化。因此，当车辆在具有横向坡度的道路上行驶的同时主控制器干预转向控制时，马达根据分配命令生成驱动力。因此，方向盘的行为也与分配命令相称。因此，适当地处理主控制器在转向控制中的干预。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成通过向用于计算理想轴向力的目标旋转角度增加根据横向坡度计算的校正角度来使理想轴向力在指定方向上偏移。电子控制单元可以被配置成基于分配命令通过改变校正角度来改变理想轴向力的偏移量。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成通过向理想轴向力增加根据横向坡度计算的校正轴向力来使理想轴向力在指定方向上偏移。电子控制单元可以被配置成基于分配命令通过改变校正轴向力来改变理想轴向力的偏移量。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成基于分配命令计算校正角度的分配比，并且电子控制单元可以被配置成通过将分配比乘以校正角度来计算校正角度的最终值。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成基于分配命令计算校正轴向力的分配比；并且电子控制单元可以被配置成通过将分配比乘以校正轴向力来计算校正轴向力的最终值。

利用根据本发明的方面的转向控制装置，在倾斜道路上也获得了适当的转向感。

附图说明

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术意义和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元素，并且在附图中：

图1是配备有转向控制装置的第一实施方式的线控转向式(steer-by-wire)转向系统的配置图；

图2是第一实施方式中的控制器的控制框图；

图3是第一实施方式中的目标转向角度计算单元的控制框图；

图4是第一实施方式中的车辆模型的控制框图；

图5A是示出在第一倾斜道路上行驶的车辆的路径的示意图；

图5B是示出在第二倾斜道路上行驶的车辆的路径的示意图；

图6是车辆的示意图，示出了在第一实施方式中作用在车辆上的力；

图7是第一实施方式中的校正处理单元的控制框图；

图8A是示出第一实施方式中表示由路面坡度引起的重力分量与校正量之间的关系的第一映射的曲线图；

图8B是示出第一实施方式中表示由路面坡度引起的重力分量与校正量之间的关系的第二映射的曲线图；

图9A是示出第一实施方式中目标小齿轮角度与理想轴向力之间的关系的曲线图；

图9B是示出第一实施方式中转向角度与转向扭矩之间的关系的曲线图；

图10是转向控制装置的第二实施方式中理想轴向力计算单元的控制框图；

图11是第二实施方式中校正处理单元的控制框图；

图12是转向控制装置的第三实施方式中轴向力分配计算单元的控制框图；

图13是转向控制装置的第四实施方式中轴向力分配计算单元的控制框图；

图14是转向控制装置的第五实施方式中轴向力分配计算单元的控制框图；

图15是转向控制装置的第六实施方式中轴向力分配计算单元的控制框图；

图16是配备有转向控制装置的第七实施方式的线控转向式转向系统的配置图；

图17是第七实施方式中控制器的控制框图；

图18是第七实施方式中目标转向角度计算单元的控制框图；

图19是第七实施方式中车辆模型的控制框图；

图20A是示出在第三倾斜道路上行驶的车辆的路径的示意图；

图20B是示出在第四倾斜道路上行驶的车辆的路径的示意图；

图21是车辆的示意图，示出了在第七实施方式中作用在车辆上的力；

图22是第七实施方式中校正处理单元的控制框图；

图23A是示出第七实施方式中表示由路面坡度引起的重力分量与校正量之间的关系的第一映射的曲线图；

图23B是示出第七实施方式中表示由路面坡度引起的重力分量与校正量之间的关系的第二映射的曲线图；

图24A是示出第七实施方式中目标小齿轮角度与理想轴向力之间的关系的曲线图；

图24B是示出第七实施方式中转向角度与转向扭矩之间的关系的曲线图；

图25是第九实施方式中校正处理单元的控制框图；

图26是第十实施方式中校正处理单元的控制框图；

图27是第十一实施方式中车辆模型的控制框图；以及

图28是第十一实施方式中轴向力分配计算单元的控制框图。

具体实施方式

将描述转向控制装置应用于线控转向式转向系统的第一实施方式。

如图1所示，用于车辆的转向系统10包括耦接至方向盘11的转向轴12。转向轴12是转向机构的部件。转向系统10包括沿车辆宽度方向(图1中的左右方向)延伸的车轮转向轴14。左右转向轮16分别经由拉杆15耦接至车轮转向轴14的两端。由于车轮转向轴14的线性运动，转向轮16的车轮转向角度θ_w改变。

转向系统10包括反作用马达31、减速(reduction)机构32、旋转角度传感器33和扭矩传感器34，作为用于生成转向反作用力的部件。转向反作用力是指在与驾驶员操作方向盘11的方向相反的方向上作用的力(扭矩)。将转向反作用力施加到方向盘11为驾驶员提供适度的阻力。

反作用马达31是生成转向反作用力的源。例如，采用三相(U，V，W)无刷马达作为反作用马达31。反作用马达31(确切地说，其旋转轴)经由减速机构32耦接至转向轴12。反作用马达31的扭矩施加到转向轴12作为转向反作用力。

旋转角度传感器33设置在反作用马达31中。旋转角度传感器33检测反作用马达31的旋转角度θ_a。反作用马达31的旋转角度θ_a用于计算转向角度θ_s。反作用马达31和转向轴12经由减速机构32一起移动。因此，反作用马达31的旋转角度θ_a与转向轴12的旋转角度(通过扩展，作为方向盘11的旋转角度的转向角度θ_s)之间存在相关性。因此，基于反作用马达31的旋转角度θ_a得到转向角度θ_s。

扭矩传感器34检测通过方向盘11的转动操作作用在转向轴12上的转向扭矩T_h。扭矩传感器34设置在转向轴12的比减速机构32更靠近方向盘11的部分处。

转向系统10包括车轮转向马达41、减速机构42和旋转角度传感器43，作为用于生成作为用于使转向轮16转向的动力的车轮转向力的部件。

车轮转向马达41是生成车轮转向力的源。例如，采用三相无刷马达作为车轮转向马达41。车轮转向马达41(确切地说，其旋转轴)经由减速机构42耦接至小齿轮轴44。小齿轮轴44的小齿轮齿44a与车轮转向轴14的齿条齿14b啮合。车轮转向马达41的扭矩经由小齿轮轴44施加到车轮转向轴14作为车轮转向力。当车轮转向马达41旋转时，车轮转向轴14沿车辆宽度方向(图中的左右方向)移动。

旋转角度传感器43设置在车轮转向马达41中。旋转角度传感器43检测车轮转向马达41的旋转角度θ_b。转向系统10包括小齿轮轴13。小齿轮轴13设置成使得与车轮转向轴14接触。小齿轮轴13的小齿轮齿13a与车轮转向轴14的齿条齿14a啮合。设置小齿轮轴13的原因是为了将车轮转向轴14与小齿轮轴44一起支撑在壳体(未示出)内。也就是说，设置在转向系统10中的支撑机构(未示出)支撑车轮转向轴14，使得车轮转向轴14可沿其轴向移动，并且将车轮转向轴14推向小齿轮轴13、44。因此，车轮转向轴14支撑在壳体内。可替选地，可以在不使用小齿轮轴13的情况下设置将车轮转向轴14支撑在壳体中的另一支撑机构。

转向系统10包括控制器(电子控制单元)50。控制器50基于各种传感器的检测结果控制反作用马达31和车轮转向马达41。除了旋转角度传感器33、扭矩传感器34和旋转角度传感器43之外，传感器还包括车速传感器501、横向加速度传感器502和横摆率(yaw rate)传感器503。车速传感器501设置在车辆中，并且检测作为车辆的行驶速度的车速V。横向加速度传感器502检测车辆上的横向加速度LA。横向加速度LA意指当车辆转弯时在与车辆的行驶方向垂直的方向上的加速度。横摆率传感器503检测车辆的横摆率YR。横摆率YR意指围绕穿过车辆的重心的垂直轴的旋转角速度。

控制器50通过对反作用马达31的驱动控制来执行用于生成与转向扭矩T_h相称的转向反作用力的反作用力控制。控制器50基于转向扭矩T_h和车速V计算目标转向反作用力，并且基于计算出的目标转向反作用力、转向扭矩T_h和车速V计算方向盘11的目标转向角度。控制器50通过对转向角度θ_s的反馈控制来计算转向角度校正量，执行该反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度，并且通过向目标转向反作用力增加计算出的转向角度校正量来计算转向反作用力命令值。控制器50针对转向反作用力命令值向反作用马达31供应生成转向反作用力所需的电流。

控制器50通过对车轮转向马达41的驱动控制来执行针对转向状态的用于使转向轮16转向的车轮转向控制。控制器50基于由旋转角度传感器43检测到的车轮转向马达41的旋转角度θ_b来计算作为小齿轮轴44的实际旋转角度的小齿轮角度θ_p。小齿轮角度θ_p是反映转向轮16的车轮转向角度θ_w的值。控制器50通过使用以上描述的目标转向角度来计算目标小齿轮角度。控制器50求出目标小齿轮角度与实际小齿轮角度θ_p之间的偏差，并且控制供应给车轮转向马达41的电力，使得偏差最小化。

接下来，将详细描述控制器50。如图2所示，控制器50包括反作用力控制单元50a和车轮转向控制单元50b。反作用力控制单元50a执行反作用力控制。车轮转向控制单元50b执行车轮转向控制。

反作用力控制单元50a包括目标转向反作用力计算单元51、目标转向角度计算单元52、转向角度计算单元53、转向角度反馈控制单元54、加法器55和通电控制单元56。

目标转向反作用力计算单元51基于转向扭矩T_h和车速V来计算目标转向反作用力T₁ ^*。目标转向角度计算单元52通过使用目标转向反作用力T₁ ^*、转向扭矩T_h和车速V来计算方向盘11的目标转向角度θ^*。目标转向角度计算单元52具有理想的模型：当目标转向反作用力T₁ ^*和转向扭矩T_h的总和是输入扭矩时，基于输入扭矩确定理想的转向角度。理想模型是通过在假设方向盘11和转向轮16彼此机械地耦接的转向系统的情况下通过实验或其他方法提前针对与输入扭矩相称的理想车轮转向角度对转向角度进行建模来获得的。目标转向角度计算单元52通过将目标转向反作用力T₁ ^*和转向扭矩T_h相加来求出输入扭矩，并且通过使用输入扭矩基于理想模型计算目标转向角度θ^*。

转向角度计算单元53基于由旋转角度传感器33检测的反作用马达31的旋转角度θ_a来计算方向盘11的实际转向角度θ_s。转向角度反馈控制单元54通过对转向角度θ_s的反馈控制来计算转向角度校正量T₂ ^*，以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*。加法器55通过向目标转向反作用力T₁ ^*增加转向角度校正量T₂ ^*来计算转向反作用力命令值T^*。

通电控制单元56向反作用马达31供应与转向反作用力命令值T^*相称的电力。具体地，通电控制单元56基于转向反作用力命令值T^*计算反作用马达31的电流命令值。通电控制单元56利用设置在电源线中的电流传感器57检测反作用马达31的电源线中的实际电流值I_a。电流值I_a是供应给反作用马达31的电流的实际值。通电控制单元56求出电流命令值与实际电流值I_a之间的偏差，并且控制供应给反作用马达31的电力，使得偏差最小化(对电流I_a的反馈控制)。因此，反作用马达31生成用于转向反作用力命令值T^*的扭矩。可以向驾驶员提供与路面反作用力相称的适度阻力。

如图2所示，车轮转向控制单元50b包括小齿轮角度计算单元61、转向角度比改变控制单元62、差动转向控制单元63、小齿轮角度反馈控制单元64和通电控制单元65。

小齿轮角度计算单元61基于由旋转角度传感器43检测的车轮转向马达41的旋转角度θ_b来计算小齿轮角度θ_p，该小齿轮角度θ_p是小齿轮轴44的实际旋转角度。如上所述，车轮转向马达41和小齿轮轴44经由减速机构42一起移动。因此，车轮转向马达41的旋转角度θ_b与小齿轮角度θ_p之间存在相关性。通过使用相关性，基于车轮转向马达41的旋转角度θ_b来确定小齿轮角度θ_p。如上所述，小齿轮轴44与车轮转向轴14啮合。因此，小齿轮角度θ_p与车轮转向轴14的移动量之间也存在相关性。即，小齿轮角度θ_p是反映转向轮16的车轮转向角度θ_w的值。

转向角度比改变控制单元62针对车辆的行驶状态(例如，车速V)设定转向角度比，该转向角度比是车轮转向角度θ_w与转向角度θ_s的比，并且基于设定的转向角度比计算目标小齿轮角度。转向角度比改变控制单元62计算目标小齿轮角度θ_p ^*，使得车轮转向角度θ_w相对于转向角度θ_s随着车速V减小而增加，并且车轮转向角度θ_w相对于转向角度θ_s随着车速V增加而减小。为了实现针对车辆的行驶状态设定的转向角度比，转向角度比改变控制单元62计算与目标转向角度θ^*相称的校正角度，并且通过向目标转向角度θ^*增加计算出的校正角度来计算与转向角度比相称的目标小齿轮角度θ_p ^*。

差动转向控制单元63通过对目标小齿轮角度θ_p ^*进行微分来计算目标小齿轮角度θ_p ^*的变化率(车轮转向速度)。差动转向控制单元63还通过将目标小齿轮角度θ_p ^*的变化率乘以增益来计算要应用于目标小齿轮角度θ_p ^*的校正角度。差动转向控制单元63通过向目标小齿轮角度θ_p ^*增加校正角度来计算最终目标小齿轮角度θ_p ^*。由转向角度比改变控制单元62计算的目标小齿轮角度θ_p ^*的相位提前，因此改进了车轮转向的延迟。也就是说，根据车轮转向速度确保转向响应性。

小齿轮角度反馈控制单元64通过对小齿轮角度θ_p的反馈控制(PID控制)来计算小齿轮角度命令值T_p ^*，以使实际小齿轮角度θ_p跟随由差动转向控制单元63计算的最终目标小齿轮角度θ_p ^*。

通电控制单元65向车轮转向马达41供应与小齿轮角度命令值T_p ^*相称的电力。具体地，通电控制单元65基于小齿轮角度命令值T_p ^*计算车轮转向马达41的电流命令值。通电控制单元65还利用设置在电源线中的电流传感器66检测车轮转向马达41的电源线中的实际电流值I_b。电流值I_b是供应给车轮转向马达41的电流的实际值。通电控制单元65求出电流命令值与实际电流值I_b之间的偏差，并且控制供应给车轮转向马达41的电力，使得偏差最小化(对电流I_b的反馈控制)。因此，车轮转向马达41旋转与小齿轮角度命令值T_p ^*相称的角度。

接下来，将详细描述目标转向角度计算单元52。如上所述，目标转向角度计算单元52通过使用输入扭矩基于理想模型来计算目标转向角度θ^*，输入扭矩是目标转向反作用力T₁ ^*和转向扭矩T_h之和。理想模型是使用以下事实的模型：作为要施加到转向轴12的扭矩的输入扭矩T_in ^*由以下数学表达式(1)表示。

T_in ^*＝Jθ^*″+Cθ^*′+Kθ^* (1)

其中，J是方向盘11和转向轴12的惯性矩，C是与车轮转向轴14的壳体上的摩擦等相对应的粘度系数(摩擦系数)，并且K是在假设方向盘11和转向轴12中的每一个都被认为是弹簧的情况下的弹簧模量。

如根据数学表达式(1)明显的是，通过将以下值相加来获得输入扭矩T_in ^*：通过将目标转向角度θ^*的二阶导数θ^*”乘以惯性矩J获得的值、通过将目标转向角度θ^*的一阶导数θ^*’乘以粘度系数C获得的值以及通过将目标转向角度θ^*乘以弹簧模量K获得的值。目标转向角度计算单元52基于数学表达式(1)根据理想模型计算目标转向角度θ^*。

如图3所示，基于数学表达式(1)的理想模型被分成转向模型71和车辆模型72。转向模型71针对转向系统10的元件例如转向轴12和反作用马达31的特性进行调整。转向模型71包括加法器73、减法器74、惯性模型75、第一积分器76、第二积分器77和粘度模型78。

加法器73通过将目标转向反作用力T₁ ^*和转向扭矩T_h相加来计算输入扭矩T_in ^*。减法器74通过从由加法器73计算出的输入扭矩T_in ^*中减去粘度分量T_vi ^*和弹簧分量T_sp ^*(稍后描述)来计算最终输入扭矩T_in ^*。

惯性模型75用作与数学表达式(1)的惯性项对应的惯性控制计算单元。惯性模型75通过将减法器74计算出的最终输入扭矩T_in ^*乘以惯性矩J的倒数来计算转向角加速度α^*。

第一积分器76通过对由惯性模型75计算出的转向角加速度α^*进行积分来计算转向角速度ω^*。第二积分器77通过对由第一积分器76计算出的转向角速度ω^*进行进一步积分来计算目标转向角度θ^*。目标转向角度θ^*是基于转向模型71的方向盘11(转向轴12)的理想旋转角度。

粘度模型78用作与数学表达式(1)的粘度项相对应的粘度控制计算单元。粘度模型78通过将由第一积分器76计算出的转向角速度ω^*乘以粘度系数C来计算输入扭矩T_in ^*的粘度分量T_vi。

车辆模型72针对配备有转向系统10的车辆的特性进行调整。影响转向特征的车辆侧特征取决于例如车轮定位(wheel alignment)和悬架(suspension)的规格、转向轮16的抓地力(grip)(摩擦力)和其他因素而确定。车辆模型72用作与数学表达式(1)的弹簧项相对应的弹簧特征控制计算单元。车辆模型72通过将由第二积分器77计算出的目标转向角度θ^*乘以弹簧模量K来计算输入扭矩T_in ^*的弹簧分量T_sp ^*(扭矩)。

利用如此配置的目标转向角度计算单元52，通过调节转向模型71的惯性矩J和粘度系数C以及车辆模型72的弹簧模量K，直接调整输入扭矩T_in ^*与目标转向角度θ^*之间的关系，并且通过扩展，实现了期望的转向特征。

基于转向模型71和车辆模型72通过使用根据输入扭矩T_in ^*计算的目标转向角度θ^*来计算目标小齿轮角度θ_p ^*。实际小齿轮角度θ_p受到反馈控制，以便与目标小齿轮角度θ_p ^*一致。如上所述，在小齿轮角度θ_p与转向轮16的车轮转向角度θ_w之间存在相关性。因此，与输入扭矩T_in ^*相称的转向轮16的车轮转向也取决于转向模型71和车辆模型72。也就是说，车辆的转向感取决于转向模型71和车辆模型72。因此，通过调节转向模型71和车辆模型72来实现期望的转向感。

然而，在如此配置的控制器50中，转向反作用力(通过方向盘经受的阻力)恰好与目标转向角度θ^*相称。也就是说，转向反作用力不会根据车辆行为或路面状况(路面的滑溜或其他状况)而改变。因此，驾驶员难以通过转向反作用力掌握车辆行为或路面状况。因此，在本实施方式中，从消除这样的问题的观点来看，车辆模型72配置如下。

如图4所示，车辆模型72包括理想轴向力计算单元81、估计轴向力计算单元82、轴向力分配计算单元83和转换单元84。

理想轴向力计算单元81基于目标小齿轮角度θ_p ^*计算理想轴向力F1。理想轴向力F1是通过转向轮16作用在车轮转向轴14上的轴向力的理想值。理想轴向力计算单元81通过使用存储在控制器50的存储设备(未示出)中的理想轴向力映射来计算理想轴向力F1。设定理想轴向力F1，使得随着目标小齿轮角度θ_p ^*的绝对值(或通过将目标小齿轮角度θ_p ^*乘以预定转换系数而获得的目标车轮转向角度)增加并且随着车速V降低，理想轴向力F1的绝对值增加。不总是需要考虑车速V。

估计轴向力计算单元82基于车轮转向马达41的电流值I_b计算估计轴向力F2(路面反作用力)。估计轴向力F2作用在车轮转向轴14上。车轮转向马达41的电流值I_b随着目标小齿轮角度θ_p ^*与实际小齿轮角度θ_p之间的差异而变化，这是由于由路面状况(路面摩擦阻力)引起的扰动作用于转向轮16的事实。也就是说，车轮转向马达41的电流值I_b反映了作用在转向轮16上的实际路面反作用力。因此，可以计算基于车轮转向马达41的电流值I_b反映路面状况的影响的轴向力。通过将增益乘以车轮转向马达41的电流值I_b来求出估计轴向力F2。增益是与车速V相称的系数。

轴向力分配计算单元83将通过将理想轴向力F1乘以单独设定的分配比(增益)而获得的值与通过将估计轴向力F2乘以单独设定的分配比(增益)而获得的值相加。因此，轴向力分配计算单元83计算用于计算输入扭矩T_in ^*的弹簧分量T_sp ^*的最终轴向力F_sp。基于反映车辆行为、路面状况或转向状态的各种状态量来设定分配比。

转换单元84基于由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp来计算(转换)输入扭矩T_in ^*的弹簧分量T_sp ^*。当基于最终轴向力F_sp的弹簧分量T_sp ^*被结合到输入扭矩T_in ^*中时，可以将与车辆行为或路面状况相称的转向反作用力施加到方向盘11。

将讨论车辆在具有横向坡度(在与道路的路线成直角相交的方向上的坡度)的弯曲倾斜道路上行驶的情况。

首先，作为比较示例，将描述配备有电动助力转向系统作为转向系统而没有用于转向角度θ_s的反馈功能或用于小齿轮角度θ_p的反馈功能的车辆在弯曲的倾斜道路上行驶的情况。假设方向盘11和转向轮16彼此机械耦接。在这种情况下，即使当方向盘11没有被驾驶员转向时，方向盘11的转向位置和转向轮16的车轮转向位置也基于作用在车辆上的力(重力和离心力)的平衡朝向与倾斜道路的倾斜相称的位置变化。因此，当车辆在弯曲的倾斜道路上行驶时，驾驶员不需要使方向盘11转向较大的量。

与此相比，当配备有具有用于转向角度θ_s的反馈功能和用于小齿轮角度θ_p的反馈功能的转向系统10的车辆在倾斜道路上行驶时，假设以下行驶状态。这里，将讨论车辆在以曲线延伸的第一倾斜道路(所谓的堤岸道路)和沿直线延伸的第二倾斜道路(所谓的斜坡道路)上行驶的情况。

首先，将描述如图5A所示车辆90在第一倾斜道路91a上行驶的情况。这里，第一倾斜道路91a相对于车辆90的行驶方向向左弯曲。第一倾斜道路91a的路面倾斜，使得路面的水平在沿着横向坡度的方向上从弯道的外侧朝向弯道的内侧逐渐减小。

在这种情况下，除非驾驶员通过向方向盘11增加力(转向扭矩T_h)而继续保持方向盘11，否则车辆90不能保持沿着第一倾斜道路91a上的路线92行驶，并且如图5A中的交替的长和双短点划线箭头所示，车辆90直行，然后在第一倾斜道路91a上朝向外侧上行。

这是因为以下原因。也就是说，基于目标小齿轮角度θ_p ^*计算的理想轴向力F1是在不考虑作用在车辆上的力的平衡的情况下的轴向力。因此，当车辆在基于理想轴向力F1的反作用力控制下在弯曲的倾斜道路上行驶时，方向盘11的转向位置和转向轮16的车轮转向位置不占据与倾斜道路的倾斜(横向坡度)相称的位置，并且除非驾驶员向方向盘11增加转向扭矩T_h，否则被返回到中性位置。

接下来，将描述如图5B所示车辆90在第二倾斜道路91b上行驶的情况。第二倾斜道路91b的路面倾斜，使得路面的水平相对于车辆90的行驶方向从右侧朝向左侧逐渐减小。

在这种情况下，除非驾驶员通过向方向盘11增加力而继续保持方向盘11，否则车辆90不能沿着第二倾斜道路91b上的路线92行驶，并且如图5B中的交替的长和双短点划线箭头B2所示，当车辆90向前行驶时，车辆90逐渐朝向第二倾斜道路91b的低侧下行。这是因为车辆90受到道路倾斜的影响。

以这种方式，在车辆90在第一倾斜道路91a上行驶的情况和车辆90在第二倾斜道路91b上行驶的情况中的任何一种情况下，驾驶员需要通过增加与路面的倾斜相称的力来继续保持方向盘11，以沿着路线92驱动车辆90。因此，驾驶员可能无法获得适当的转向感。

因此，在本实施方式中，当车辆在倾斜道路上行驶时，采用以下配置作为车辆模型72来将方向盘11的转向位置(转向角度θ_s)和转向轮16的车轮转向位置(车轮转向角度θ_w)设定到与倾斜道路的倾斜相称的位置。

即，如图4所示，车辆模型72包括校正处理单元85。校正处理单元85根据倾斜道路的倾斜度对目标小齿轮角度θ_p ^*进行校正。要校正的目标小齿轮角度θ_p ^*是理想轴向力计算单元81在计算理想轴向力F1时使用的值。由转向角度比改变控制单元62计算的值和由差动转向控制单元63计算的值中的任何一个可以用作要校正的目标小齿轮角度θ_p ^*。在本实施方式中，由转向角度比改变控制单元62计算的目标小齿轮角度θ_p ^*被用作要校正的目标小齿轮角度θ_p ^*。

校正处理单元85基于作用于倾斜道路上的车辆的重力在沿着路面坡度的方向(车辆宽度方向)上的分量来识别倾斜道路的倾斜度，并根据所识别的倾斜度对目标小齿轮角度θ_p ^*进行校正。

如图6所示，作为作用于倾斜道路上的车辆的重力在沿着路面坡度的方向上的分量的重力分量G_a由下面的数学表达式(2)表示。

G_a＝G_b·sinβ (2)

其中，G_b是重力加速度，并且β是与倾斜道路上的路面的水平面的倾斜角度。

根据数学表达式(2)，显然重力分量G_a随着路面的倾斜角度β增加而增加，并且重力分量G_a随着倾斜角度β减小而减小。也就是说，重力分量G_a是反映倾斜道路的倾斜度的值。

校正处理单元85实际上基于以下数学表达式(3)计算重力分量G_a。

G_a＝LA-YR·V (3)

其中，LA是横向加速度，V是车速，并且YR是横摆率。

基于横向加速度LA由以下数学表达式(4)表示并且作用于车辆的离心加速度α由以下数学表达式(5)表示的事实得到数学表达式(3)。也就是说，通过将数学表达式(5)应用于数学表达式(4)然后针对重力分量G_a求解数学表达式(4)来得到数学表达式(3)。

LA＝α+G_a (4)

α＝YR·V (5)

其中，α是离心加速度，G_a是在沿着路面坡度的方向上作用在车辆上的重力分量，YR是横摆率，并且V是车速。

接下来，将详细描述校正处理单元85的配置。如图7所示，校正处理单元85包括乘法器101、减法器102、校正量计算单元103、增益计算单元104、乘法器105和加法器106。

乘法器101通过将由横摆率传感器503检测到的横摆率YR乘以由车速传感器501检测到的车速V来计算离心加速度α。这是基于数学表达式(5)。

减法器102通过从由横向加速度传感器502检测到的横向加速度LA减去由乘法器101计算出的离心加速度α来计算由路面坡度引起的重力分量G_a。这是基于数学表达式(3)和(5)。

校正量计算单元103基于由路面坡度引起并由减法器102计算出的重力分量G_a和由横摆率传感器503检测到的横摆率YR来计算要应用于目标小齿轮角度θ_p ^*的校正量θ_c ^*(校正角度)。

增益计算单元104基于由车速传感器501检测到的车速V来计算校正量θ_c ^*的增益G_c。增益计算单元104计算增益G_c，使得增益G_c随着车速V增加而增加。

乘法器105通过将由校正量计算单元103计算出的校正量θ_c ^*乘以由增益计算单元104计算出的增益G_c来计算最终校正量θ_c ^*。

加法器106将目标小齿轮角度θ_p ^*和由乘法器105计算的最终校正量θ_c ^*相加，作为校正用于计算理想轴向力F1的目标小齿轮角度θ_p ^*的处理。因此，加法器106计算由理想轴向力计算单元81在计算理想轴向力F1时使用的最终目标小齿轮角度θ_p ^*。

校正量计算单元103通过使用第一映射M1和第二映射M2来计算校正量θ_c ^*。第一映射M1和第二映射M2存储在控制器50的存储设备(未示出)中。

如图8A所示，第一映射M1是横坐标轴表示由路面坡度引起的重力分量G_a并且纵坐标轴表示校正量θ_c ^*的映射。第一映射M1限定由路面坡度引起的重力分量G_a与校正量θ_c ^*之间的关系。第一映射M1具有以下特征。也就是说，当重力分量G_a是正值时，校正量θ_c ^*是正值。当重力分量G_a是正值时，校正量θ_c ^*随着重力分量G_a的绝对值的增加而呈正指数增加。当重力分量G_a是负值时，校正量θ_c ^*是负值。当重力分量G_a是负值时，校正量θ_c ^*随着重力分量G_a的绝对值的增加而呈负指数增加。

如图8B所示，第二映射M2也是横坐标轴表示由路面坡度引起的重力分量G_a并且纵坐标轴表示校正量θ_c ^*的映射。第二映射M2限定由路面坡度引起的重力分量G_a与校正量θ_c ^*之间的关系。第二映射M2具有以下特征。也就是说，当重力分量G_a是正值时，校正量θ_c ^*是负值。当重力分量G_a是正值时，校正量θ_c ^*随着重力分量G_a的绝对值的增加而呈负指数增加，并最终收敛到负值-P_c(在负值-P_c处达到极限)。当重力分量G_a是负值时，校正量θ_c ^*是正值。当重力分量G_a是负值时，校正量θ_c ^*随着重力分量G_a的绝对值的增加而呈正指数增加，并最终收敛到正值+P_c。

当横摆率YR大于或等于阈值YR_th时，校正量计算单元103使用图8A所示的第一映射M1。当横摆率YR小于阈值YR_th时，校正量计算单元103使用图8B所示的第二映射M2。设定阈值YR_th以确定车辆在弯曲的第一倾斜道路91a上行驶还是车辆在直的第二倾斜道路91b上行驶。也就是说，横摆率YR是围绕穿过车辆的重心的垂直轴的旋转角速度。因此，当车辆在车辆转弯的弯路上行驶时的横摆率YR基本上大于车辆在车辆不转弯的直路上行驶时的横摆率YR。因此，基于横摆率YR确定车辆在弯曲的第一倾斜道路91a上行驶还是车辆在直的第二倾斜道路91b上行驶。阈值YR_th例如被设定为比当车辆在弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时的横摆率YR小并且比当车辆在直的第二倾斜道路91b上行驶时的横摆率YR大的值。

接下来，将描述针对道路的形状的校正处理单元85的操作。这里，将依次描述车辆在平坦道路上行驶的情况、车辆在第一倾斜道路91a上行驶的情况以及车辆在第二倾斜道路91b上行驶的情况。

当车辆在没有横向坡度的平坦道路上行驶时，由路面坡度引起的重力分量G_a为零。因此，由校正量计算单元103计算的校正量θ_c ^*为零。也就是说，未校正的目标小齿轮角度θ_p ^*直接是用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*。在这种情况下，目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系类似于当车辆模型72不包括校正处理单元85的配置时的关系。具体而言，细节如下。

如图9A的曲线图中的实线所示，当车辆在平坦道路上行驶时，目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系由特征线L0表示。特征线L0是穿过原点的直线。也就是说，在车辆在平坦道路上行驶的情况下，当未校正的目标小齿轮角度θ_p ^*是与车辆向前直行时的车轮转向中性位置对应的零度(中性角度)时，理想轴向力F1也为零(对应于车辆向前直行的状态的中性值)。当目标小齿轮角度θ_p ^*相对于零度在正方向上增加时，理想轴向力F1在正方向上线性增加。当目标小齿轮角度θ_p ^*相对于零度在负方向上增加时，理想轴向力F1在负方向上线性增加。正的目标小齿轮角度θ_p ^*对应于向右的车轮转向方向，而负的目标小齿轮角度θ_p ^*对应于向左的车轮转向方向。

如图9B的曲线图中的实线所示，当车辆在平坦道路上行驶时，转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系由特征线L10表示。也就是说，当转向扭矩T_h为零时，目标转向反作用力T₁ ^*(通过扩展，输入扭矩T_in ^*)为零，因此目标转向角度θ^*(通过扩展，目标小齿轮角度θ_p ^*)也是零。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*，转向角度θ_s变为与车辆向前直行时的转向中性位置对应的零度。另外，通过对小齿轮角度θ_p的反馈控制以使实际小齿轮角度θ_p跟随目标小齿轮角度θ_p ^*，转向轮16的车轮转向角度θ_w变为与当车辆向前直行时的车轮转向中性位置对应的零度。正的目标转向角度θ^*(转向角度θ_s)对应于向右的转向方向，而负的目标转向角度θ^*(转向角度θ_s)对应于向左的转向方向。

接下来，将描述车辆在弯曲的第一倾斜道路91a上行驶的情况。如图5A所示，第一倾斜道路91a相对于车辆的行驶方向向左弯曲并且倾斜，使得道路的水平在沿着横向坡度的方向上从弯道的外侧朝向弯道的内侧逐渐减小。

在这种情况下，根据第一映射M1计算与重力分量G_a相称的正的校正量θ_c ^*。向未校正的目标小齿轮角度θ_p ^*增加校正量θ_c ^*。因此，计算用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*。因此，与未校正的目标小齿轮角度θ_p ^*相比，用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*增加校正量θ_c ^*。

如图9A的曲线图中的交替的长短点划线所示，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系由特征线L1表示。特征线L1可以被视为通过将特征线L0沿着横坐标轴在正方向上偏移(平行偏移)校正量θ_c ^*而获得的线。也就是说，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，理想轴向力F1为零(下文中，称为理想轴向力F1的零点)的目标小齿轮角度θ_p ^*是在正方向上从当车辆在平坦道路上行驶时理想轴向力F1的零点偏移校正量θ_c ^*的角度“+θ_c ^*”。因此，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，理想轴向力F1不为零，并且当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时为理想轴向力“-F_y”。

当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*按照第一映射M1增加了根据重力分量G_a计算的校正量θ_c ^*。因此，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)也根据目标小齿轮角度θ_p ^*的增加量而增加。因此，由减法器74(参见图3)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的增加量而减小，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的减小而减小。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的减小量而减小。

如图9B中的交替的长短点划线所示，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系由特征线L11表示。

特征线L11可以被视为通过将特征线L10沿着横坐标轴在负方向上基于校正量θ_c ^*偏移(平行偏移)与目标转向角度θ^*的减小量相称的量而获得的线。也就是说，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，转向扭矩T_h为零(下文中，转向扭矩T_h的零点)的转向角度θ_s在负方向上从当车辆在平坦道路上行驶时的转向扭矩T_h的零点偏移与目标转向角度θ^*的减小量相称的量。

因此，如图9B中的特征线L11所示，当转向扭矩T_h为零时，通过对转向角度θ_s的反馈控制实现的实际转向角度θ_s是参考当车辆在平坦道路上行驶时转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(＝0°)的与目标转向角度θ^*的减少量相称的负角度“-θ_x”。角度“-θ_x”是与理想轴向力“-F_y”相称的值，理想轴向力“-F_y”是当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时的理想轴向力F1。这是基于以下事实：当转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)为零时，计算基于理想轴向力“-F_y”的与弹簧分量T_sp ^*相称的目标转向角度θ^*。

正的转向角度θ_s对应于向右的转向方向，而负的转向角度θ_s对应于向左的转向方向。角度“-θ_x”随着由路面坡度引起的重力分量G_a而变化。这是因为校正量θ_c ^*随着由路面坡度引起的重力分量G_a而变化，并且通过扩展，特征线L11相对于特征线L10的偏移量随着校正量θ_c ^*而变化。正的重力分量G_a与具有倾斜成使得水平相对于车辆的行驶方向朝向右侧逐渐增加的横向坡度的左手弯曲的第一倾斜道路91a相关联。负的重力分量G_a与具有倾斜成使得水平相对于车辆的行驶方向朝向左侧逐渐增加的横向坡度的右手弯曲的第一倾斜道路91a相关联。

因此，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，即使在没有向方向盘11增加转向扭矩T_h的情况下，方向盘11也保持在参考转向中性位置在向左转向方向上旋转了转向角度θ_s(＝-θ_x)的位置处。转向轮16保持在参考车轮转向中性位置基于与角度“-θ_x”对应的目标转向角度θ^*在向左车轮转向方向上转向了与目标小齿轮角度θ_p ^*相称的车轮转向角度θ_w的位置处。由于左手弯曲的第一倾斜道路91a相对于车辆的行驶方向向左弯曲，因此方向盘11的向左转向方向和转向轮16的向左车轮转向方向对应于左手弯曲的第一倾斜道路91a上的路面坡度下降的方向。因此，如图5A中的实线箭头C1所示，当驾驶员不操作方向盘11时，车辆90沿着左手弯曲的第一倾斜道路91a上的路线92的弯道行驶。

接下来，将描述车辆在第一倾斜道路91a上行驶的情况，其中路面的倾斜与图5A中所示的左手弯曲的第一倾斜道路91a的倾斜相反。该第一倾斜道路91a相对于车辆的行驶方向向右弯曲并且倾斜，使得道路的水平在沿着横向坡度的方向上从弯道的外侧朝向弯道的内侧逐渐减小。当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时的重力分量G_a与当车辆在图5A中所示的左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时的重力分量G_a符号相反。

在这种情况下，根据图8A所示的第一映射M1计算与负的重力分量G_a相称的负的校正量θ_c ^*(＝-|+θ_c ^*|)。因此，当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，通过将图9A中所示的特征线L0沿着横坐标轴在负方向(离开图9A所示的特征线L1的方向)上偏移校正量θ_c ^*的绝对值来获得表示目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系的特征线(未示出)。因此，当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，理想轴向力F1不为零，并且当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时为正值(＝|-F_y|)。

当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*减小了根据重力分量G_a计算的校正量θ_c ^*。因此，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)也根据目标小齿轮角度θ_p ^*的减小量而减小。因此，由减法器74(参见图3)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的减小量而增加，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的增加而增加。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的增加量而增加。

当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，通过将图9B所示的特征线L10沿横坐标轴在正方向(离开图9B所示的特征线L11的方向)上基于校正量θ_c ^*偏移与目标转向角度θ^*的增加量相称的量来获得表示转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系的特征线(未示出)。也就是说，当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(下文中，称为转向扭矩T_h的零点)在正方向上从当车辆在平坦道路上行驶时的转向扭矩T_h的零点偏移与目标转向角度θ^*的增加量相称的量。因此，当转向扭矩T_h为零时，通过对转向角度θ_s的反馈控制实现的实际转向角度θ_s是参考当车辆在平坦道路上行驶时转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(＝0°)的与目标转向角度θ^*的增加量相称的正角度(＝|-θ_x|)。

因此，当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，即使在没有向方向盘11增加转向扭矩T_h的情况下，方向盘11也保持在参考转向中性位置在向右转向方向上旋转了正转向角度θ_s(＝|-θ_x|)的位置处。转向轮16保持在参考车轮转向中性位置在向右车轮转向方向上基于与正角度(＝|-θ_x|)对应的目标转向角度θ^*转向了与目标小齿轮角度θ_p ^*相称的车轮转向角度θ_w的位置处。由于车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶，因此方向盘11的向右转向方向和转向轮16的向右车轮转向方向对应于右手弯曲的第一倾斜道路91a上的路面坡度下降的方向。因此，即使当驾驶员不操作方向盘11时，车辆90也沿着右手弯曲的第一倾斜道路91a上的路线92的弯道行驶。

接下来，将描述车辆在直的第二倾斜道路91b上行驶的情况。第二倾斜道路91b的路面倾斜，如图5B所示，使得路面的水平相对于车辆的行驶方向(路面向左倾斜)从右侧朝向左侧逐渐减小。

在这种情况下，根据第二映射M2计算与重力分量G_a相称的负校正量θ_c ^*。向未校正的目标小齿轮角度θ_p ^*增加校正量θ_c ^*。因此，计算用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*。因此，与未校正的目标小齿轮角度θ_p ^*相比，用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*减小校正量θ_c ^*。

如图9A的曲线图中的交替的长和双短点划线所示，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系由特征线L2表示。特征线L2可以被视为通过将特征线L0沿着横坐标轴在负方向上偏移(平行偏移)校正量θ_c ^*而获得的线。也就是说，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，理想轴向力F1的零点是在负方向上从当车辆在平坦道路上行驶时理想轴向力F1的零点(θ_p ^*＝0)偏移校正量θ_c ^*的绝对值的角度“-θ_c ^*”。因此，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，理想轴向力F1不为零，并且当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时为理想轴向力“+F_y”。

当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*按照第二映射M2减少了根据重力分量G_a计算的负校正量θ_c ^*。因此，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)也根据目标小齿轮角度θ_p ^*的减小量而减小。因此，由减法器74(参见图3)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的减小量而增加，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的增加而增加。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的增加量而增加。

如图9B中的交替的长和双短点划线所示，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系由特征线L12表示。

特征线L12可以被视为通过将特征线L10沿着横坐标轴在正方向上基于校正量θ_c ^*偏移(平行偏移)与目标转向角度θ^*的增加量相称的量而获得的线。也就是说，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，转向扭矩T_h为零(下文中，称为转向扭矩T_h的零点)的转向角度θ_s在正方向上从当车辆在平坦道路上行驶时的转向扭矩T_h的零点偏移与目标转向角度θ^*的增加量相称的量。

因此，如图9B中的特征线L12所示，当转向扭矩T_h为零时，通过对转向角度θ_s的反馈控制实现的实际转向角度θ_s是参考当车辆在平坦道路上行驶时转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(＝0°)的与目标转向角度θ^*的增加量相称的正角度“+θ_x”。角度“+θ_x”是与理想轴向力“+F_y”相称的值，理想轴向力“+F_y”是当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时的理想轴向力F1。这是基于以下事实：当转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)为零时，计算基于理想轴向力“+F_y”的与弹簧分量T_sp ^*相称的目标转向角度θ^*。

因此，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，即使在没有向方向盘11增加转向扭矩T_h的情况下，方向盘11也保持在参考转向中性位置在向右转向方向上旋转了转向角度θ_s(＝+θ_x)的位置处。转向轮16保持在参考车轮转向中性位置在向右车轮转向方向上基于与角度“+θ_x”对应的目标转向角度θ^*转向了与目标小齿轮角度θ_p ^*相称的车轮转向角度θ_w的位置处。方向盘11的向右转向方向和转向轮16的向右车轮转向方向对应于路面坡度在向左倾斜的第二倾斜道路91b上上升的方向。因此，如图5B中的实线箭头C2所示，即使当驾驶员不操作方向盘11时，车辆90也不会在向左倾斜的第二倾斜道路91b的路面下降的方向上自然转弯并沿着路线92向前直行。

接下来，将描述车辆在以下第二倾斜道路91b上行驶的情况，其中路面的倾斜与图5B中所示的向左倾斜的第二倾斜道路91b的倾斜相反。这里，第二倾斜道路91b的路面倾斜，使得路面的水平相对于车辆的行驶方向(路面向右倾斜)从左侧朝向右侧逐渐减小。当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时的重力分量G_a与当车辆在如图5B所示的向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时的重力分量G_a符号相反。

在这种情况下，根据图8B所示的第二映射M2计算与重力分量G_a相称的正校正量θ_c ^*。因此，当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，通过将图9A中所示的特征线L0沿着横坐标轴在正方向(离开图9A所示的特征线L2的方向)上偏移校正量θ_c ^*的绝对值来获得表示目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系的特征线(未示出)。因此，当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，理想轴向力F1不为零，并且当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时为负值(＝-|+F_y|)。

当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*增加了根据重力分量G_a计算的正校正量θ_c ^*。因此，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)也根据目标小齿轮角度θ_p ^*的增加量而增加。因此，由减法器74(参见图3)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的增加量而减小，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的减小而减小。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的减小量而减小。

当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，通过将图9B所示的特征线L10沿横坐标轴在负方向(离开特征线L12的方向)上基于校正量θ_c ^*偏移与目标转向角度θ^*相称的量来获得表示转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系的特征线(未示出)。也就是说，当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，转向扭矩T_h为零(下文中，称为转向扭矩T_h的零点)的转向角度θ_s在负方向上从在车辆在平坦道路上行驶的情况下的转向扭矩T_h的零点偏移与目标转向角度θ^*的减少量相称的量。因此，当转向扭矩T_h为零时，通过对转向角度θ_s的反馈控制实现的实际转向角度θ_s是参考当车辆在平坦道路上行驶时转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(＝0°)的与目标转向角度θ^*的减少量相称的负角度(＝-|+θ_x|)。

因此，当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，即使在没有向方向盘11增加转向扭矩T_h的情况下，方向盘11也保持在参考转向中性位置在向左转向方向上旋转了转向角度θ_s(＝-|+θ_x|)的位置处。转向轮16保持在参考车轮转向中性位置在向左车轮转向方向上基于与负角度(＝-|+θ_x|)对应的目标转向角度θ^*转向了与目标小齿轮角度θ_p ^*相称的车轮转向角度θ_w的位置处。方向盘11的向左转向方向和转向轮16的向左车轮转向方向对应于路面坡度在向右倾斜的第二倾斜道路91b上上升的方向。因此，即使当驾驶员不操作方向盘11时，车辆90也不会在向右倾斜的第二倾斜道路91b的路面下降的方向上自然转弯并沿着路线92向前直行。

根据第一实施方式，获得以下有益效果。

当车辆在弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，控制器50对第一倾斜道路91a执行第一控制。也就是说，通过校正处理单元85将用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*(绝对值)增加校正量θ_c ^*。因此，转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(目标转向角度θ^*)相对于与方向盘11的转向中性位置对应的中性角度“零度”在第一倾斜道路91a的路面下降的方向上基于校正量θ_c ^*偏移与目标转向角度θ^*相称的角度。另外，基于与校正量θ_c ^*相称的目标转向角度θ^*的目标小齿轮角度θ_p ^*也参考与转向轮16的车轮转向中性位置对应的中性角度“零度”在第一倾斜道路91a的路面下降的方向上基于校正量θ_c ^*偏移与目标转向角度θ^*相称的角度。因此，当车辆在第一倾斜道路91a上行驶时，即使在没有向方向盘11增加转向扭矩T_h的情况下，也实现了与第一倾斜道路91a的倾斜相称的转向角度θ_s和车轮转向角度θ_w，因此，车辆行驶同时沿着第一倾斜道路91a的路线92转弯。因此，当车辆在第一倾斜道路91a上行驶时，实现了适当的转向感。

当车辆在直的第二倾斜道路91b上行驶时，控制器50对第二倾斜道路91b执行第二控制。即，通过校正处理单元85将用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*(绝对值)减小校正量θ_c ^*。因此，转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(目标转向角度θ^*)参考与方向盘11的转向中性位置对应的中性角度“零度”在第二倾斜道路91b的路面上升的方向上基于校正量θ_c ^*偏移与目标转向角度θ^*相称的角度。另外，基于与校正量θ_c ^*相称的目标转向角度θ^*的目标小齿轮角度θ_p ^*也参考与转向轮16的车轮转向中性位置对应的中性角度“零度”在第二倾斜道路91b的路面上升的方向上基于校正量θ_c ^*偏移与目标转向角度θ^*相称的角度。因此，当车辆在第二倾斜道路91b上行驶时，即使在没有向方向盘11增加转向扭矩T_h的情况下，也实现了与第二倾斜道路91b的倾斜相称的转向角度θ_s和车轮转向角度θ_w，因此，车辆沿着第二倾斜道路91b的路线92向前直行。因此，即使当车辆在第二倾斜道路91b上行驶时，也实现了适当的转向感。

第一倾斜道路91a是以曲线延伸的道路。第二倾斜道路91b是以直线延伸的道路。因此，当车辆在第一倾斜道路91a上行驶时的横摆率YR大于当车辆在第二倾斜道路91b上行驶时的横摆率YR。通过关注横摆率YR的差异，确定车辆在第一倾斜道路91a上行驶还是车辆在第二倾斜道路91b上行驶。当横摆率YR大于或等于阈值YR_th时，控制器50对第一倾斜道路91a执行第一控制，并且当横摆率YR小于阈值YR_th时，控制器50对第二倾斜道路91b执行第二控制。

通过在沿路面坡度的方向上向用于计算理想轴向力F1的目标小齿轮角度θ_p ^*增加与重力分量G_a相称的校正量θ_c ^*，转向扭矩T_h为零的目标转向角度θ^*参考与转向中性位置对应的中性角度(零度)改变与校正量θ_c ^*相称的角度。因此，转向扭矩T_h为零的目标小齿轮角度θ_p ^*也参考与车轮转向中性位置对应的中性角度(零度)改变与校正量θ_c ^*相称的角度。这是因为基于目标转向角度θ^*计算目标小齿轮角度θ_p ^*。校正量θ_c ^*和目标小齿轮角度θ_p ^*具有相同的测量单位。因此，设计者可以通过调节第一映射M1和第二映射M2中的每一个中的重力分量G_a与校正量θ_c ^*之间的关系，容易且感觉上设定针对第一倾斜道路91a和第二倾斜道路91b的目标转向角度θ^*。通过调节第一映射M1和第二映射M2中的每一个中的重力分量G_a与校正量θ_c ^*之间的关系，在车辆在第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b上行驶时实现期望的转向感。

通常，基于安装在车辆上的车速传感器501、横向加速度传感器502和横摆率传感器503的检测结果来计算在沿着路面坡度的方向上的重力分量G_a。随着车辆行驶的倾斜道路的倾斜角度β增加，重力分量G_a增加。因此，在不向车辆增加新分量的情况下，可以基于重力分量G_a确定车辆是在倾斜道路还是平坦道路上行驶。

接下来，将描述转向控制装置的第二实施方式。本实施方式基本具有与图1至图4中所示的第一实施方式的部件类似的部件。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于：在理想轴向力计算单元81的上游不提供用于偏移以校正理想轴向力F1的零点的配置，而在理想轴向力计算单元81中提供该配置。

如图10所示，理想轴向力计算单元81包括轴向力计算单元112和校正处理单元115。轴向力计算单元112通过使用根据车速V限定目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系的映射来计算理想轴向力F1。理想轴向力F1的绝对值被设置成随着目标小齿轮角度θ_p ^*的绝对值增加而增加。当目标小齿轮角度θ_p ^*是正值时，理想轴向力F1是正值。当目标小齿轮角度θ_p ^*是负值时，理想轴向力F1是负值。

校正处理单元115通过根据倾斜道路的倾斜度校正由轴向力计算单元112计算的带符号的理想轴向力F1来计算最终理想轴向力F1。如图11所示，校正处理单元115基本具有与图7中所示的第一实施方式的校正处理单元85的部件类似的部件101、102、103、104、105、106。校正处理单元115与校正处理单元85的不同之处在于以下点。

校正量计算单元103通过使用第三映射M3和第四映射M4来计算与重力分量G_a相称的校正量F_c(校正轴向力)。校正量F_c意在用于由轴向力计算单元112计算的带符号的理想轴向力F1。如由图8A和图8B中的括号内的符号所指示的，第三映射M3和第四映射M4各自是其中横坐标轴表示重力分量G_a并且纵坐标轴表示校正量F_c的映射，并且每个均限定重力分量G_a与校正量F_c之间的关系。第三映射M3具有与图8A中所示的第一映射M1的特征类似的特征(校正量F_c相对于重力分量G_a的变化趋势)。第四映射M4具有与图8B中所示的第二映射M2的特征类似的特征。

乘法器105通过将由校正量计算单元103计算的校正量F_c乘以由增益计算单元104计算的增益G_c来计算最终校正量F_c。

加法器106通过将由轴向力计算单元112计算的带符号的理想轴向力F1与由乘法器105计算的最终校正量F_c相加来计算最终理想轴向力F1，作为校正带符号的理想轴向力F1的处理。

接下来，将描述校正处理单元115的操作。当车辆在图5A中所示的左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，如在用于计算理想轴向力F1的目标小齿轮角度θ_p ^*增加的第一实施方式的情况下那样，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)根据校正量F_c而增加。因此，由减法器74(参见图3)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的增加量而减小，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的减小而减小。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的减小量而减小。因此，当车辆在第一倾斜道路91a上行驶时，针对转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系，获得由图9B中的交替的长短点划特征线L11表示的特征。

当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，如在用于计算理想轴向力F1的目标小齿轮角度θ_p ^*减小的第一实施方式的情况下那样，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)根据校正量F_c而减小。因此，由减法器74(参见图3)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的减小量而增加，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的增加而增加。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的增加量而增加。因此，当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，针对转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系，获得由下述特征线(未示出)表示的特征：所述特征线通过基于校正量θ_c ^*沿着横坐标轴将图9B所示的特征线L10沿正方向(离开特征线L11的方向)偏移与目标转向角度θ^*的增加量相称的量而获得。

当车辆在图5B所示的向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，如在用于计算理想轴向力F1的目标小齿轮角度θ_p ^*减小的第一实施方式的情况下那样，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)根据校正量F_c而减小。因此，由减法器74(参见图3)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的减小量而增加，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的增加而增加。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的增加量而增加。因此，当车辆在第二倾斜道路91b上行驶时，针对转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系，获得由特征线L12表示的特征，特征线L12由图9B中的交替的长和双短点划线表示。

当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，如在用于计算理想轴向力F1的目标小齿轮角度θ_p ^*增加的第一实施方式的情况下那样，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)根据校正量F_c而增加。因此，由减法器74(参见图3)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的增加量而减小，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的减小而减小。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的减小量而减小。因此，当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，针对转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系，获得由下述特征线(未示出)表示的特征：所述特征线通过基于校正量θ_c ^*沿着横坐标轴将图9B所示的特征线L10沿负方向(离开特征线L12的方向)偏移与目标转向角度θ^*的减小量相称的量而获得。

以这种方式，通过将校正量F_c与由轴向力计算单元112计算的带符号的理想轴向力F1相加，转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)为零处的目标转向角度θ^*参照转向中性位置(＝零度)改变与校正量F_c相称的角度。因此，目标小齿轮角度θ_p ^*也参照车轮转向中性位置(＝零度)改变与校正量F_c相称的角度。因此，实现了适合第一倾斜道路91a的倾斜或第二倾斜道路91b的倾斜的转向角度θ_s和车轮转向角度θ_w。因此，根据第二实施方式，获得了与第一实施方式的效果类似的有益效果。

接下来，将描述转向控制装置的第三实施方式。图4中所示的轴向力分配计算单元83可以如下实现。本实施方式适用于第一实施方式和第二实施方式中的任何一个。

如图12所示，轴向力分配计算单元83包括乘法器121、减法器122、分配比计算单元123、乘法器124、减法器125、乘法器126和加法器127。

乘法器121通过将由横摆率传感器503检测到的横摆率YR乘以由车速传感器501检测到的车速V来计算离心加速度α。

减法器122通过从由横向加速度传感器502检测到的横向加速度LA中减去由乘法器101计算的离心加速度α来计算沿着路面坡度的方向上的重力分量G_a。

分配比计算单元123计算与由减法器122计算的重力分量G_a相称的分配比D1。分配比D1是零到一的范围内的值。在重力分量G_a的绝对值达到设定值G_th之前，不管重力分量G_a的绝对值如何，分配比D1均保持在一定值(此处为一)。在重力分量G_a的绝对值达到设定值G_th之后，随着重力分量G_a的绝对值的增加，分配比D1逐渐向零减小。

乘法器124通过将由理想轴向力计算单元81计算的校正后的理想轴向力F1乘以由分配比计算单元123计算的分配比D1来计算分配后的理想轴向力F1_a。校正后的理想轴向力F1意指第一实施方式中的基于增加了校正量θ_c ^*的目标小齿轮角度θ_p ^*而计算的理想轴向力F1，或者第二实施方式中的增加了校正量F_c的理想轴向力F1。

减法器125通过从一(作为存储在控制器50的存储设备中的固定值)中减去由分配比计算单元123计算的分配比D1来计算分配比D2。

乘法器126通过将由估计轴向力计算单元82计算的估计轴向力F2乘以由减法器125计算的分配比D2来计算分配后的估计轴向力F2_a。

加法器127通过将由乘法器126计算的分配后的估计轴向力F2_a与由乘法器124计算的分配后的理想轴向力F1_a相加来计算用于计算弹簧分量T_sp ^*的最终轴向力F_sp。

因此，根据第三实施方式，获得以下操作和有益效果。

随着重力分量G_a的绝对值增加，针对校正后的理想轴向力F1的分配比D1减小，而针对估计轴向力F2的分配比D2增加。也就是说，随着重力分量G_a的绝对值增加，估计轴向力F2在最终轴向力F_sp中的比例增加。基于车轮转向马达41的电流值I_b计算估计轴向力F2，电流值I_b反映作用在转向轮16上的实际路面反作用力(轴向力)，因此估计轴向力F2也反映实际路面反作用力。为此，随着重力分量G_a的绝对值增加，即，随着第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的路面坡度(倾斜度)增加，最终轴向力F_sp(通过扩展，最终输入扭矩T_in ^*)反映实际路面反作用力的程度增加。因此，计算出与第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜度(实际路面反作用力)相称的目标转向角度θ^*和目标小齿轮角度θ_p ^*。因此，驾驶员可以更自然地执行转向。另外，实现了针对第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜的适当转向感。

接下来，将描述转向控制装置的第四实施方式。本实施方式与第三实施方式的不同之处在于轴向力分配计算单元83的计算方法。

如图13所示，轴向力分配计算单元83包括减法器131、分配比计算单元132、乘法器133、减法器134、乘法器135和加法器136。减法器131通过从由理想轴向力计算单元81计算的未校正的理想轴向力F1中减去由估计轴向力计算单元82计算的估计轴向力F2来计算轴向力差ΔF。未校正的理想轴向力F1意指第一实施方式中的基于增加校正量θ_c ^*之前的目标小齿轮角度θ_p ^*计算的理想轴向力F1，或者第二实施方式中的增加校正量F_c之前的理想轴向力F1。

分配比计算单元132根据由减法器131计算的轴向力差ΔF的绝对值计算分配比D3。分配比D3是零到一的范围内的值。在轴向力差ΔF的绝对值达到设定值ΔF_th之前，不管轴向力差ΔF的绝对值如何，分配比D3均保持在一定值(此处为一)。在轴向力差ΔF的绝对值达到设定值ΔF_th之后，随着轴向力差ΔF的绝对值的增加，分配比D3逐渐向零减小。

在目标转向角度θ^*小于转向角度阈值的条件下，在轴向力差ΔF的绝对值达到设定值ΔF_th之后，随着轴向力差ΔF的绝对值的增加，分配比计算单元132可以向零逐渐减小分配比D3。这是因为，当轴向力差ΔF的绝对值达到设定值ΔF_th并且目标转向角度θ^*小于转向角度阈值时，车辆可以在倾斜道路上行驶。

乘法器133通过将由理想轴向力计算单元81计算的校正后的理想轴向力F1乘以由分配比计算单元132计算的分配比D3来计算分配后的理想轴向力F1_b。

减法器134通过从一(作为存储在控制器50的存储设备中的固定值)中减去由分配比计算单元132计算的分配比D3来计算分配比D4。

乘法器135通过将由估计轴向力计算单元82计算的估计轴向力F2乘以由减法器134计算的分配比D4来计算分配后的估计轴向力F2_b。

加法器136通过将由乘法器133计算的分配后的理想轴向力F1_b与由乘法器135计算的分配后的估计轴向力F2_b相加来计算用于计算弹簧分量T_sp ^*的最终轴向力F_sp。

因此，根据第四实施方式，获得以下操作和有益效果。

基于目标小齿轮角度θ_p ^*计算的理想轴向力F1是在不考虑作用在车辆上的力的平衡的情况下的轴向力。与此对比，基于车轮转向马达41的电流值I_b计算的估计轴向力F2是反映作用在车辆上的力的平衡的轴向力。为此，随着第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜角度β增加，作为理想轴向力F1与估计轴向力F2之间的差的轴向力差ΔF的绝对值增加。也就是说，轴向力差ΔF的绝对值是反映第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜度的值。

在此假设下，随着轴向力差ΔF的绝对值增加，针对未校正的理想轴向力F1的分配比D3减小，而针对估计轴向力F2的分配比D4增加。也就是说，随着轴向力差ΔF的绝对值增加，估计轴向力F2在最终轴向力F_sp中的比例增加。为此，随着轴向力差ΔF的绝对值增加，即，随着第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的路面坡度(倾斜度)增加，最终轴向力F_sp(通过扩展，最终输入扭矩T_in ^*)反映实际路面反作用力(轴向力)的程度增加。因此，计算出与第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜度(实际路面反作用力)相称的目标转向角度θ^*和目标小齿轮角度θ_p ^*。因此，驾驶员可以更自然地执行转向。另外，实现了针对第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜的适当转向感。

接下来，将描述转向控制装置的第五实施方式。本实施方式将第三实施方式的轴向力分配计算单元83的计算功能与第四实施方式的轴向力分配计算单元83的计算功能结合。

如图14所示，轴向力分配计算单元83包括第三实施方式中的乘法器121、减法器122和分配比计算单元123以及第四实施方式中的减法器131和分配比计算单元132。另外，轴向力分配计算单元83包括乘法器141、乘法器142、减法器143、乘法器144和加法器145。

乘法器141通过将与重力分量G_a的绝对值相称并且由分配比计算单元123计算的分配比D1乘以与轴向力差ΔF的绝对值相称并且由分配比计算单元132计算的分配比D3，来计算针对校正后的理想轴向力F1的分配比D5。

乘法器142通过将由理想轴向力计算单元81计算的校正后的理想轴向力F1乘以由乘法器141计算的分配比D5来计算分配后的理想轴向力F1_c。

减法器143通过从一(作为存储在控制器50的存储设备中的固定值)中减去由乘法器141计算的分配比D5来计算针对估计轴向力F2的分配比D6。

乘法器144通过将由估计轴向力计算单元82计算的估计轴向力F2乘以由减法器143计算的分配比D6来计算分配后的估计轴向力F2_c。

加法器145通过将由乘法器142计算的分配后的理想轴向力F1_c与由乘法器144计算的分配后的估计轴向力F2_c相加，来计算用于计算弹簧分量T_sp ^*的最终轴向力F_sp。

因此，根据第五实施方式，获得以下操作和有益效果。

基于沿路面坡度的方向上的重力分量G_a的绝对值和轴向力差ΔF的绝对值二者，计算出针对校正后的理想轴向力F1的分配比D5和针对估计轴向力F2的分配比D6。重力分量G_a的绝对值和轴向力差ΔF的绝对值各自反映实际路面反作用力(轴向力)。为此，最终轴向力F_sp(通过扩展，最终输入扭矩T_in ^*)与第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜度相称地更适当地反映实际路面反作用力。因此，计算出与第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜度相称的更适当的目标转向角度θ^*和目标小齿轮角度θ_p ^*。因此，驾驶员可以更自然地执行转向。另外，实现了针对第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜的适当转向感。

接下来，将描述转向控制装置的第六实施方式。本实施方式与第三实施方式的不同之处在于轴向力分配计算单元83的计算方法。

如图15所示，轴向力分配计算单元83通过除了基于目标小齿轮角度θ_p ^*的理想轴向力F1和基于车轮转向马达41的电流值I_b的估计轴向力F2之外还使用估计轴向力F3来计算用于计算弹簧分量T_sp ^*的最终轴向力F_sp。

在这种情况下，如图4中的交替的长和双短点划线所示，车辆模型72包括计算估计轴向力F3的估计轴向力计算单元86。估计轴向力计算单元86基于反映车辆行为或路面状况(路面反作用力)的状态量S_x来计算估计轴向力F3。状态量S_x是除了车轮转向马达41的电流值I_b之外的状态量。状态量S_x的示例包括横向加速度LA和横摆率YR。

估计轴向力计算单元86计算基于横向加速度LA的估计轴向力或基于横摆率YR的估计轴向力作为估计轴向力F3。通过将由横向加速度传感器502检测到的横向加速度LA乘以作为与车速V相称的系数的增益，来求出基于横向加速度LA的估计轴向力。横向加速度LA反映路面状况，例如路面摩擦阻力。为此，基于横向加速度LA计算的估计轴向力反映实际路面状况。

通过将横摆率导数值乘以作为与车速V相称的系数的车速增益来求出基于横摆率YR的估计轴向力。横摆率导数值是通过对由横摆率传感器503检测的横摆率YR进行微分得到的值。车速增益被设置成随着车速V的增加而增加。横摆率YR还反映路面状况，例如路面摩擦阻力。为此，基于横摆率YR计算的估计轴向力反映实际路面状况。

轴向力分配计算单元83的配置将如下具体描述。如图15所示，轴向力分配计算单元83包括分配比计算单元151、152、153、乘法器154、155、156、加法器157和计算单元158。

分配比计算单元151与沿路面坡度的方向上的重力分量G_a的绝对值相称地计算针对校正后的理想轴向力F1的分配比D₁₁。分配比计算单元152与重力分量G_a的绝对值相称地计算针对估计轴向力F2的分配比D₁₂。分配比计算单元153与重力分量G_a的绝对值相称地计算针对估计轴向力F3的分配比D₁₃。

乘法器154通过将校正后的理想轴向力F1乘以分配比D₁₁来计算分配后的理想轴向力F1_d。乘法器155通过将估计轴向力F2乘以分配比D₁₂来计算分配后的估计轴向力F2_d。乘法器156通过将估计轴向力F3乘以分配比D₁₃来计算分配后的估计轴向力F3_d。

加法器157通过将分配后的理想轴向力F1_d、分配后的估计轴向力F2_d和分配后的估计轴向力F3_d相加来计算总轴向力F_add。如下面的数学表达式(6)所表示的，计算单元158通过将分配比D₁₁、分配比D₁₂和分配比D₁₃相加来计算总分配比D_add。然后，如下面的数学表达式(7)所表示的，计算单元158通过将由加法器157计算的总轴向力F_add除以总分配比D_add来计算用于计算弹簧分量T_sp ^*的最终轴向力F_sp。可以通过使用多种类型的估计轴向力F3(例如，基于横向加速度LA的估计轴向力和基于横摆率YR的估计轴向力)来计算最终轴向力F_sp。在这种情况下，除了理想轴向力计算单元81和估计轴向力计算单元82之外，车辆模型72还包括分别计算多种类型的估计轴向力F3的多个估计轴向力计算单元。另外，轴向力分配计算单元83包括针对多种类型的估计轴向力F3中的每一个的分配比计算单元和乘法器。计算单元158通过将总轴向力F_add除以通过将所有分配比相加而获得的总分配比D_add来计算最终轴向力F_sp，总轴向力F_add通过将所有分配后的轴向力相加而获得。

D_add＝D₁₁+D₁₂+D₁₃ (6)

F_sp＝F_add/D_add (7)

分配比计算单元151、152、153可以根据轴向力差ΔF的绝对值而不是重力分量G_a的绝对值来分别计算分配比D₁₁、D₁₂、D₁₃。轴向力差ΔF的绝对值也反映了实际路面反作用力(轴向力)。

因此，根据第六实施方式，获得以下操作和有益效果。

基于沿路面坡度的方向上的重力分量G_a的绝对值或轴向力差ΔF的绝对值，计算出针对校正后的理想轴向力F1的分配比D₁₁、针对估计轴向力F2的分配比D₁₂和针对估计轴向力F3的分配比D₁₃。估计轴向力F2、F3各自反映实际路面反作用力(轴向力)。另外，估计轴向力F3(基于横向加速度LA的估计轴向力或基于横摆率YR的估计轴向力)也反映车辆行为。为此，最终轴向力F_sp(通过扩展，最终输入扭矩T_in ^*)根据第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜度适当地反映实际路面反作用力和车辆行为。因此，根据第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜度来计算反映实际路面反作用力和车辆行为的更适当的目标转向角度θ^*和目标小齿轮角度θ_p ^*。因此，驾驶员可以更自然地执行转向。另外，实现了针对第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜的适当转向感。

接下来，将描述转向控制装置的第七实施方式。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于：车辆配备有主控制器500，主控制器500通常控制车载系统的控制器。

驾驶辅助系统或自动驾驶系统可以安装在车辆上。驾驶辅助系统辅助驾驶员进行驾驶操作以实现安全且更好的驾驶。自动驾驶系统实现自动驾驶功能，利用该自动驾驶功能，系统代替驾驶员驾驶车辆。在这种情况下，在车辆中，执行控制器50与另一车载系统的控制器之间的协作控制。协作控制是指用于通过多种类型的车载系统的控制器之间的协作来控制车辆的运动的技术。车辆配备有例如主控制器500，主控制器500通常控制各种车载系统的控制器。主控制器500在任何给定时间处基于车辆的状态确定最佳控制方法，并且根据所确定的控制方法分别指示各种车载控制器执行控制。

主控制器500干预由控制器50执行的转向控制。主控制器500响应于设置在驾驶员座椅等处的开关(未示出)的操作，在其自身驾驶辅助控制功能或自动驾驶控制功能的开启状态(启用)与关闭状态(禁用)之间切换。

主控制器500例如计算附加角度命令值作为用于使车辆在目标车道上行驶的命令值S^*。附加角度命令值是在任何给定时间处针对车辆的行驶状态使车辆沿着车道行驶所需的转向角度的目标值(要添加到当前转向角度的角度)。控制器50通过使用由主控制器500计算的命令值S^*来控制反作用马达31和车轮转向马达41。

主控制器500还生成标志作为针对控制器50的分配命令DR_a。该标志是指示驾驶辅助控制功能或自动驾驶控制功能开启或关闭的信息。在驾驶辅助控制功能或自动驾驶控制功能开启时，主控制器500将标志的值设置成一，并且在驾驶辅助控制功能或自动驾驶控制功能关闭时，将标志的值设置成零。该标志也是指示系统参与车辆驾驶的程度的信息(此处，主控制器500干预转向控制的程度)。在标志的值为一时，系统参与车辆驾驶的程度是100％。在标志的值为零时，系统参与车辆驾驶的程度为0％。

接下来，将详细描述控制器50。如图17所示，控制器50包括反作用力控制单元50a和车轮转向控制单元50b。反作用力控制单元50a执行反作用力控制。车轮转向控制单元50b执行车轮转向控制。

目标转向反作用力计算单元51基于转向扭矩T_h和车速V计算目标转向反作用力T₁ ^*。目标转向角度计算单元52通过使用目标转向反作用力T₁ ^*、转向扭矩T_h和车速V来计算方向盘11的目标转向角度θ^*。目标转向角度计算单元52具有理想的模型：当目标转向反作用力T₁ ^*和转向扭矩T_h的总和是输入扭矩时，基于输入扭矩确定理想的转向角。理想模型是通过在假设方向盘11和转向轮16彼此机械地耦接的转向系统的情况下通过实验或其他方法提前针对与输入扭矩相称的理想车轮转向角度对转向角进行建模来获得的。目标转向角度计算单元52通过将目标转向反作用力T₁ ^*和转向扭矩T_h相加来求出输入扭矩，并且通过使用输入扭矩基于理想模型计算目标转向角度θ^*。

转向角度计算单元53基于由旋转角度传感器33检测的反作用马达31的旋转角度θ_a来计算方向盘11的实际转向角度θ_s。转向角度反馈控制单元54通过对转向角θ_s的反馈控制来计算转向角度校正量T₂ ^*，以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*。加法器55通过向目标转向反作用力T₁ ^*增加转向角度校正量T₂ ^*来计算转向反作用力命令值T^*。

当通过主控制器500执行驾驶辅助控制或自动驾驶控制来计算附加角度命令值作为命令值S^*时，向由目标转向角度计算单元52计算的目标转向角度θ^*增加命令值S^*。

如图17所示，车轮转向控制单元50b包括小齿轮角度计算单元61、转向角度比改变控制单元62、差动转向控制单元63、小齿轮角度反馈控制单元64和通电控制单元65。

小齿轮角度计算单元61基于由旋转角度传感器43检测的车轮转向马达41的旋转角度θ_b来计算小齿轮角度θ_p，该小齿轮角度θ_p是小齿轮轴44的实际旋转角度。如上所述，车轮转向马达41和小齿轮轴44经由减速机构42一起移动。因此，车轮转向马达41的旋转角度θ_b与小齿轮角度θ_p之间存在相关性。通过使用相关性，基于车轮转向马达41的旋转角度θ_b确定小齿轮角度θ_p。如上所述，小齿轮轴44与车轮转向轴14啮合。因此，小齿轮角度θ_p与车轮转向轴14的移动量之间也存在相关性。即，小齿轮角度θ_p是反映转向轮16的车轮转向角度θ_w的值。

转向角度比改变控制单元62针对车辆的行驶状态(例如，车速V)设定转向角度比，并且基于设定的转向角度比计算目标小齿轮角度，该转向角度比是车轮转向角度θ_w与转向角度θ_s的比。转向角度比改变控制单元62计算目标小齿轮角度θ_p ^*，使得车轮转向角度θ_w相对于转向角度θ_s随着车速V减小而增加并且车轮转向角度θ_w相对于转向角度θ_s随着车速V增加而减小。为了实现针对车辆的行驶状态设定的转向角度比，转向角度比改变控制单元62计算与目标转向角度θ^*相称的校正角度，并且通过向目标转向角度θ^*增加计算出的校正角度来计算与转向角度比相称的目标小齿轮角度θ_p ^*。

差动转向控制单元63通过对目标小齿轮角度θ_p ^*进行微分来计算目标小齿轮角度θ_p ^*的变化率(车轮转向速度)。差动转向控制单元63还通过将目标小齿轮角度θ_p ^*的变化率乘以增益来计算要应用于目标小齿轮角度θ_p ^*的校正角度。差动转向控制单元63通过向目标小齿轮角度θ_p ^*增加校正角度来计算最终目标小齿轮角度θ_p ^*。由于由转向角度比改变控制单元62计算的目标小齿轮角度θ_p ^*的相位提前，因此改进了车轮转向的延迟。也就是说，根据车轮转向速度确保转向响应性。

接下来，将详细描述目标转向角度计算单元52。如上所述，目标转向角度计算单元52通过使用输入扭矩基于理想模型来计算目标转向角度θ^*，输入扭矩是目标转向反作用力T₁ ^*和转向扭矩T_h之和。理想模型是使用以下事实的模型：作为要施加到转向轴12的扭矩的输入扭矩T_in ^*由以下数学表达式(8)表示。

T_in ^*＝Jθ^*″+Cθ^*′+Kθ^* (8)

如根据数学表达式(8)明显的是，输入扭矩T_in ^*是通过将目标转向角度θ^*的二阶导数θ^*”乘以惯性矩J获得的值、目标转向角度θ*的一阶导数θ^*’乘以粘度系数C获得的值以及目标转向角度θ*乘以弹簧模量K获得的值相加而获得的。目标转向角度计算单元52基于数学表达式(8)根据理想模型计算目标转向角度θ^*。

如图18所示，基于数学表达式(8)的理想模型被分成转向模型71和车辆模型72。转向模型71针对转向系统10的元件例如转向轴12和反作用马达31的特性进行调整。转向模型71包括加法器73、减法器74、惯性模型75、第一积分器76、第二积分器77和粘度模型78。

加法器73通过将目标转向反作用力T₁ ^*和转向扭矩T_h相加来计算输入扭矩T_in ^*。减法器74通过从由加法器73计算的输入扭矩T_in ^*中减去粘度分量T_vi ^*和弹簧分量T_sp ^*(稍后描述)来计算最终输入扭矩T_in ^*。

惯性模型75用作与数学表达式(8)的惯性项对应的惯性控制计算单元。惯性模型75通过将减法器74计算的最终输入扭矩T_in ^*乘以惯性矩J的倒数来计算转向角加速度α^*。

第一积分器76通过对由惯性模型75计算的转向角加速度α^*进行积分来计算转向角速度ω^*。第二积分器77通过对由第一积分器76计算的转向角速度ω^*进行进一步积分来计算目标转向角度θ^*。目标转向角度θ^*是基于转向模型71的方向盘11(转向轴12)的理想旋转角度。

粘度模型78用作与数学表达式(8)的粘度项相对应的粘度控制计算单元。粘度模型78通过将由第一积分器76计算的转向角速度ω^*乘以粘度系数C来计算输入扭矩T_in ^*的粘度分量T_vi。

车辆模型72针对配备有转向系统10的车辆的特性进行调整。影响转向特征的车辆侧特征取决于例如车轮定位和悬架的规格、转向轮16的抓地力(摩擦力)和其他因素而确定。车辆模型72用作与数学表达式(8)的弹簧项相对应的弹簧特征控制计算单元。车辆模型72通过将由第二积分器77计算的目标转向角度θ^*乘以弹簧模量K来计算输入扭矩T_in ^*的弹簧分量T_sp ^*(扭矩)。

如图19所示，车辆模型72包括理想轴向力计算单元81、估计轴向力计算单元82、轴向力分配计算单元83和转换单元84。

转换单元84基于由理想轴向力计算单元81计算的理想轴向力F1来计算(转换)输入扭矩T_in ^*的弹簧分量T_sp ^*。当基于理想轴向力F1的弹簧分量T_sp ^*被结合到输入扭矩T_in ^*中时，可以向方向盘11增加与目标小齿轮角度θ_p ^*相称的转向反作用力。

首先，将描述如图20A所示车辆90在第一倾斜道路91a上行驶的情况。这里，第一倾斜道路91a相对于车辆90的行驶方向向左弯曲。第一倾斜道路91a的路面倾斜，使得路面的水平在沿着横向坡度的方向上从弯道的外侧朝向弯道的内侧逐渐减小。

在这种情况下，除非驾驶员通过向方向盘11增加力(转向扭矩T_h)而继续保持方向盘11，否则车辆90不能保持沿着第一倾斜道路91a上的路线92行驶，并且如图20A中的交替的长和双短点划线箭头所示，车辆90直行，然后在第一倾斜道路91a上朝向外侧上行。

接下来，将描述如图20B所示车辆90在第二倾斜道路91b上行驶的情况。第二倾斜道路91b的路面倾斜，使得路面的水平相对于车辆90的行驶方向从右侧朝向左侧逐渐减小。

在这种情况下，除非驾驶员通过向方向盘11增加力而继续保持方向盘11，否则车辆90不能沿着第二倾斜道路91b上的路线92行驶，并且如图20B中的交替的长和双短点划线箭头B2所示，当车辆90向前行驶时，车辆90逐渐朝向第二倾斜道路91b的低侧下行。这是因为车辆90受到道路倾斜的影响。

即，如图19所示，车辆模型72包括校正处理单元85。校正处理单元85根据倾斜道路的倾斜度对目标小齿轮角度θ_p ^*进行校正。要校正的目标小齿轮角度θ_p ^*是理想轴向力计算单元81在计算理想轴向力F1时使用的值。由转向角度比改变控制单元62计算的值和由差动转向控制单元63计算的值中的任何一个可以用作要校正的目标小齿轮角度θ_p ^*。在本实施方式中，由转向角度比改变控制单元62计算的目标小齿轮角度θ_p ^*被用作要校正的目标小齿轮角度θ_p ^*。

如图21所示，作为作用于倾斜道路上的车辆的重力在沿着路面坡度的方向上的分量的重力分量G_a由下面的数学表达式(9)表示。

G_a＝G_b·sinβ (9)

根据数学表达式(9)，显然重力分量G_a随着路面的倾斜角度β增加而增加，并且重力分量G_a随着倾斜角度β减小而减小。也就是说，重力分量G_a是反映倾斜道路的倾斜度的值。

校正处理单元85实际上基于以下数学表达式(10)计算重力分量G_a。

G_a＝LA-YR·V (10)

其中，LA是横向加速度，V是车速，并且YR是横摆率。

基于横向加速度LA由以下数学表达式(11)表示并且作用于车辆的离心加速度α由以下数学表达式(12)表示的事实得到数学表达式(10)。也就是说，通过将数学表达式(5)应用于数学表达式(11)然后针对重力分量G_a求解数学表达式(11)来得到数学表达式(10)。

LA＝α+G_a (11)

α＝YR·V (12)

接下来，将详细描述校正处理单元85的配置。如图22所示，校正处理单元85包括乘法器101、减法器102、校正量计算单元103、增益计算单元104、乘法器105和加法器106。

乘法器101通过将由横摆率传感器503检测到的横摆率YR乘以由车速传感器501检测到的车速V来计算离心加速度α。这是基于数学表达式(12)。

减法器102通过从由横向加速度传感器502检测到的横向加速度LA减去由乘法器101计算的离心加速度α来计算由路面坡度引起的重力分量G_a。这是基于数学表达式(10)和(12)。

校正量计算单元103基于由路面坡度引起并由减法器102计算的重力分量G_a和由横摆率传感器503检测到的横摆率YR来计算要应用于目标小齿轮角度θ_p ^*的校正量θ_c ^*(校正角度)。

增益计算单元104基于由车速传感器501检测到的车速V计算校正量θ_c ^*的增益G_c。增益计算单元104计算增益G_c，使得增益G_c随着车速V增加而增加。

乘法器105通过将由校正量计算单元103计算的校正量θ_c ^*乘以由增益计算单元104计算的增益G_c来计算最终校正量θ_c ^*。

如图23A所示，第一映射M1是横坐标轴表示由路面坡度引起的重力分量G_a并且纵坐标轴表示校正量θ_c ^*的映射。第一映射M1限定由路面坡度引起的重力分量G_a与校正量θ_c ^*之间的关系。第一映射M1具有以下特征。也就是说，当重力分量G_a是正值时，校正量θ_c ^*是正值。当重力分量G_a是正值时，校正量θ_c ^*随着重力分量G_a的绝对值的增加而呈正指数增加。当重力分量G_a是负值时，校正量θ_c ^*是负值。当重力分量G_a是负值时，校正量θ_c ^*随着重力分量G_a的绝对值的增加而呈负指数增加。

如图23B所示，第二映射M2也是横坐标轴表示由路面坡度引起的重力分量G_a并且纵坐标轴表示校正量θ_c ^*的映射。第二映射M2限定由路面坡度引起的重力分量G_a与校正量θ_c ^*之间的关系。第二映射M2具有以下特征。也就是说，当重力分量G_a是正值时，校正量θ_c ^*是负值。当重力分量G_a是正值时，校正量θ_c ^*随着重力分量G_a的绝对值的增加而呈负指数增加，并最终收敛到负值-Pc(在负值-P_c处达到极限)。当重力分量G_a是负值时，校正量θ_c ^*是正值。当重力分量G_a是负值时，校正量θ_c ^*随着重力分量G_a的绝对值的增加而呈正指数增加，并最终收敛到正值+Pc。

当横摆率YR大于或等于阈值YR_th时，校正量计算单元103使用图23A所示的第一映射M1。当横摆率YR小于阈值YR_th时，校正量计算单元103使用图23B所示的第二映射M2。设定阈值YR_th以确定车辆在弯曲的第一倾斜道路91a上行驶还是车辆在直的第二倾斜道路91b上行驶。也就是说，横摆率YR是围绕穿过车辆的重心的垂直轴的旋转角速度。因此，当车辆在车辆转弯的弯路上行驶时的横摆率YR基本上大于车辆在车辆不转弯的直路上行驶时的横摆率YR。因此，基于横摆率YR确定车辆在弯曲的第一倾斜道路91a上行驶还是车辆在直的第二倾斜道路91b上行驶。阈值YR_th例如被设定为比当车辆在弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时的横摆率YR小并且比当车辆在直的第二倾斜道路91b上行驶时的横摆率YR大的值。

当车辆在没有横向坡度的平坦道路上行驶时，由路面坡度引起的重力分量G_a为零。因此，由校正量计算单元103计算的校正量θ_c ^*为零。也就是说，未校正的目标小齿轮角度θ_p ^*直接是用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*。在这种情况下，目标小齿轮角度θ_p ^*和理想轴向力F1之间的关系类似于在车辆模型72不包括校正处理单元85的配置时的关系。具体而言，细节如下。

如图24A的曲线图中的实线所示，当车辆在平坦道路上行驶时，目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系由特征线L0表示。特征线L0是穿过原点的直线。也就是说，在车辆在平坦道路上行驶的情况下，当未校正的目标小齿轮角度θ_p ^*是与车辆向前直行时的车轮转向中性位置对应的零度(中性角度)时，理想轴向力F1也为零(对应于车辆向前直行的状态的中性值)。当目标小齿轮角度θ_p ^*相对于零度在正方向上增加时，理想轴向力F1在正方向上线性增加。当目标小齿轮角度θ_p ^*相对于零度在负方向上增加时，理想轴向力F1在负方向上线性增加。正的目标小齿轮角度θ_p ^*对应于向右的车轮转向方向，而负的目标小齿轮角度θ_p ^*对应于向左的车轮转向方向。

如图24B的曲线图中的实线所示，当车辆在平坦道路上行驶时，转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系由特征线L10表示。也就是说，当转向扭矩T_h为零时，目标转向反作用力T₁ ^*(通过扩展，输入扭矩T_in ^*)为零，因此目标转向角度θ^*(通过扩展，目标小齿轮角度θ_p ^*)也是零。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*，转向角度θ_s变为与车辆向前直行时的转向中性位置对应的零度。另外，通过对小齿轮角度θ_p的反馈控制以使实际小齿轮角度θ_p跟随目标小齿轮角度θ_p ^*，转向轮16的车轮转向角度θ_w变为与当车辆向前直行时的车轮转向中性位置对应的零度。正的目标转向角度θ^*(转向角度θ_s)对应于向右的转向方向，而负的目标转向角度θ^*(转向角度θ_s)对应于向左的转向方向。

接下来，将描述车辆在弯曲的第一倾斜道路91a上行驶的情况。如图20A所示，第一倾斜道路91a相对于车辆的行驶方向向左弯曲并且倾斜，使得道路的水平在沿着横向坡度的方向上从弯道的外侧朝向弯道的内侧逐渐减小。

如图24A的曲线图中的交替的长短点划线所示，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系由特征线L1表示。特征线L1可以被视为通过将特征线L0沿着横坐标轴在正方向上偏移(平行偏移)校正量θ_c ^*而获得的线。也就是说，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，理想轴向力F1为零(下文中，称为理想轴向力F1的零点)的目标小齿轮角度θ_p ^*是在正方向上从当车辆在平坦道路上行驶时理想轴向力F1的零点偏移校正量θ_c ^*的角度“+θ_c ^*”。因此，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，理想轴向力F1不为零，并且当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时为理想轴向力“-Fy”。

如图24B中的交替的长短点划线所示，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系由特征线L11表示。

因此，如图24B中的特征线L11所示，当转向扭矩T_h为零时，通过对转向角度θ_s的反馈控制实现的实际转向角度θ_s是参考当车辆在平坦道路上行驶时转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(＝0°)的与目标转向角度θ^*的减少量相称的负角度“-θ_x”。角度“-θ_x”是与理想轴向力“-F_y”相称的值，理想轴向力“-F_y”是当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时的理想轴向力F1。这是基于以下事实：当转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)为零时，计算基于理想轴向力“-F_y”的与弹簧分量T_sp ^*相称的目标转向角度θ^*。

因此，当车辆在左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，即使在没有向方向盘11增加转向扭矩T_h的情况下，方向盘11也保持在参考转向中性位置在向左转向方向上旋转了转向角度θ_s(＝-θ_x)的位置处。转向轮16保持在参考车轮转向中性位置基于与角度“-θ_x”对应的目标转向角度θ^*在向左车轮转向方向上转向了与目标小齿轮角度θ_p ^*相称的车轮转向角度θ_w的位置处。由于左手弯曲的第一倾斜道路91a相对于车辆的行驶方向向左弯曲，因此方向盘11的向左转向方向和转向轮16的向左车轮转向方向对应于左手弯曲的第一倾斜道路91a上的路面坡度下降的方向。因此，如图20A中的实线箭头C1所示，当驾驶员不操作方向盘11时，车辆90沿着左手弯曲的第一倾斜道路91a上的路线92的弯道行驶。

接下来，将描述车辆在第一倾斜道路91a上行驶的情况，其中路面的倾斜与图20A中所示的左手弯曲的第一倾斜道路91a的倾斜相反。该第一倾斜道路91a相对于车辆的行驶方向向右弯曲并且倾斜，使得道路的水平在沿着横向坡度的方向上从弯道的外侧朝向弯道的内侧逐渐减小。当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时的重力分量G_a与当车辆在图20A中所示的左手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时的重力分量G_a符号相反。

在这种情况下，根据图23A所示的第一映射M1计算与负的重力分量G_a相称的负的校正量θ_c ^*(＝-|+θ_c ^*|)。因此，当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，通过将图24A中所示的特征线L0沿着横坐标轴在负方向(离开图24A所示的特征线L1的方向)上偏移校正量θ_c ^*的绝对值来获得表示目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系的特征线(未示出)。因此，当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，理想轴向力F1不为零，并且当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时为正值(＝|-F_y|)。

当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*减小了根据重力分量G_a计算的校正量θ_c ^*。因此，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)也根据目标小齿轮角度θ_p ^*的减小量而减小。因此，由减法器74(参见图18)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的减小量而增加，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的增加而增加。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的增加量而增加。

当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，通过将图24B所示的特征线L10沿横坐标轴在正方向(离开图24B所示的特征线L11的方向)上基于校正量θ_c ^*偏移与目标转向角度θ^*的增加量相称的量来获得表示转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系的特征线(未示出)。也就是说，当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(下文中，称为转向扭矩T_h的零点)在正方向上从当车辆在平坦道路上行驶时的转向扭矩T_h的零点偏移与目标转向角度θ^*的增加量相称的量。因此，当转向扭矩T_h为零时，通过对转向角度θ_s的反馈控制实现的实际转向角度θ_s是参考当车辆在平坦道路上行驶时转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(＝0°)的与目标转向角度θ^*的增加量相称的正角度(＝|-θ_x|)。

因此，当车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶时，即使在没有向方向盘11增加转向扭矩T_h的情况下，方向盘11也保持在参考转向中性位置在向右转向方向上旋转了正的转向角度θ_s(＝|-θ_x|)的位置处。转向轮16保持在参考车轮转向中性位置在向右车轮转向方向上基于与正角度(＝|-θ_x|)对应的目标转向角度θ^*转向了与目标小齿轮角度θ_p ^*相称的车轮转向角度θ_w的位置处。由于车辆在右手弯曲的第一倾斜道路91a上行驶，因此方向盘11的向右转向方向和转向轮16的向右车轮转向方向对应于右手弯曲的第一倾斜道路91a上的路面坡度下降的方向。因此，即使当驾驶员不操作方向盘11时，车辆90也沿着右手弯曲的第一倾斜道路91a上的路线92的弯道行驶。

接下来，将描述车辆在直的第二倾斜道路91b上行驶的情况。第二倾斜道路91b的路面倾斜，如图20B所示，使得路面的水平相对于车辆的行驶方向(路面向左倾斜)从右侧朝向左侧逐渐减小。

如图24A的曲线图中的交替的长和双短点划线所示，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系由特征线L2表示。特征线L2可以被视为通过将特征线L0沿着横坐标轴在负方向上偏移(平行偏移)校正量θ_c ^*而获得的线。也就是说，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，理想轴向力F1的零点是在负方向上从当车辆在平坦道路上行驶时理想轴向力F1的零点(θ_p ^*＝0)偏移校正量θ_c ^*的绝对值的角度“-θ_c ^*”。因此，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，理想轴向力F1不为零，并且当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时为理想轴向力“+F_y”。

当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*按照第二映射M2减少了根据重力分量G_a计算的负校正量θ_c ^*。因此，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)也根据目标小齿轮角度θ_p ^*的减小量而减小。因此，由减法器74(参见图18)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的减小量而增加，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的增加而增加。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的增加量而增加。

如图24B中的交替的长和双短点划线所示，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系由特征线L12表示。

因此，如图24B中的特征线L12所示，当转向扭矩T_h为零时，通过对转向角度θ_s的反馈控制实现的实际转向角度θ_s是参考当车辆在平坦道路上行驶时转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(＝0°)的与目标转向角度θ^*的增加量相称的正角度“+θ_x”。角度“+θ_x”是与理想轴向力“+F_y”相称的值，理想轴向力“+F_y”是当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时的理想轴向力F1。这是基于以下事实：当转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)为零时，计算基于理想轴向力“+F_y”的与弹簧分量T_sp ^*相称的目标转向角度θ^*。

因此，当车辆在向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，即使在没有向方向盘11增加转向扭矩T_h的情况下，方向盘11也保持在参考转向中性位置在向右转向方向上旋转了转向角度θ_s(＝+θ_x)的位置处。转向轮16保持在参考车轮转向中性位置在向右车轮转向方向上基于与角度“+θ_x”对应的目标转向角度θ^*转向了与目标小齿轮角度θ_p ^*相称的车轮转向角度θ_w的位置处。方向盘11的向右转向方向和转向轮16的向右车轮转向方向对应于路面坡度在向左倾斜的第二倾斜道路91b上上升的方向。因此，如图20B中的实线箭头C2所示，即使当驾驶员不操作方向盘11时，车辆90也不会在向左倾斜的第二倾斜道路91b的路面下降的方向上自然转弯并沿着路线92向前直行。

接下来，将描述车辆在以下第二倾斜道路91b上行驶的情况，其中路面的倾斜与图20B中所示的向左倾斜的第二倾斜道路91b的倾斜相反。这里，第二倾斜道路91b的路面倾斜，使得路面的水平相对于车辆的行驶方向(路面向右倾斜)从左侧朝向右侧逐渐减小。当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时的重力分量G_a与当车辆在如图20B所示的向左倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时的重力分量G_a符号相反。

在这种情况下，根据图23B所示的第二映射M2计算与重力分量G_a相称的正校正量θ_c ^*。因此，当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，通过将图24A中所示的特征线L0沿着横坐标轴在正方向(离开图24A所示的特征线L2的方向)上偏移校正量θ_c ^*的绝对值来获得表示目标小齿轮角度θ_p ^*与理想轴向力F1之间的关系的特征线(未示出)。因此，当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，理想轴向力F1不为零，并且当目标小齿轮角度θ_p ^*为零时为负值(＝-|+F_y|)。

当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，用于计算理想轴向力F1的最终目标小齿轮角度θ_p ^*增加了根据重力分量G_a计算的正校正量θ_c ^*。因此，由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp(通过扩展，由转换单元84计算的弹簧分量T_sp ^*)也根据目标小齿轮角度θ_p ^*的增加量而增加。因此，由减法器74(参见图18)计算的最终输入扭矩T_in ^*根据弹簧分量T_sp ^*的增加量而减小，并且目标转向角度θ^*随着输入扭矩T_in ^*的减小而减小。因此，通过对转向角度θ_s的反馈控制以使实际转向角度θ_s跟随目标转向角度θ^*而实现的转向角度θ_s根据目标转向角度θ^*的减小量而减小。

当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，通过将图24B所示的特征线L10沿横坐标轴在负方向(离开特征线L12的方向)上基于校正量θ_c ^*偏移与目标转向角度θ^*相称的量来获得表示转向角度θ_s与转向扭矩T_h(输入扭矩T_in ^*)之间的关系的特征线(未示出)。也就是说，当车辆在向右倾斜的第二倾斜道路91b上行驶时，转向扭矩T_h为零(下文中，称为转向扭矩T_h的零点)的转向角度θ_s在负方向上从当车辆在平坦道路上行驶的情况下的转向扭矩T_h的零点偏移与目标转向角度θ^*的减少量相称的量。因此，当转向扭矩T_h为零时，通过对转向角度θ_s的反馈控制实现的实际转向角度θ_s是参考当车辆在平坦道路上行驶时转向扭矩T_h为零的转向角度θ_s(＝0°)的与目标转向角度θ^*的减少量相称的负角度(＝-|+θ_x|)。

以这种方式，在车辆模型72包括校正处理单元85的情况下，当车辆在第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b上行驶时，当然实现适当的转向感。

然而，当在车辆上安装驾驶辅助系统或自动驾驶系统时，存在以下问题。例如，反作用马达31生成的转向反作用力也影响方向盘11的行为。为此，对控制器50执行的反作用力控制的请求或对反作用马达31生成的转向反作用力(驱动力)的请求可以在驾驶员手动驾驶时(当主控制器500不干预转向控制时)与执行驾驶辅助或自动驾驶时(当主控制器500干预转向控制时)之间变化。

例如，当执行手动驾驶时，期望的是，如上所述，当车辆在第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b上行驶时，由反作用马达31生成的转向反作用力反映路面状况(这里，倾斜道路的横向坡度)。这是因为驾驶员可以获得对第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的横向坡度的适当转向感。

与此相比，当正在执行驾驶辅助或自动驾驶时，即，当操作方向盘11的对象不是驾驶员而是驾驶辅助系统或自动驾驶系统的主控制器500时，可以发出不使反作用马达31生成的转向反作用力反映路面状况的请求。这是基于这样的观点：当操作方向盘11的对象是主控制器500时，反作用马达31生成的转向反作用力并不总是需要反映路面状况。

在正在执行驾驶辅助或自动驾驶的同时，当路面状况(这里，倾斜道路的横向坡度)被结合在转向反作用力中时，例如，当车辆在第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b上行驶时，方向盘11可以根据路面状况转动。根据产品规格，当正在执行驾驶辅助或自动驾驶时，需要减少方向盘11的不必要操作。

为此，在本实施方式中，采用以下部件作为车辆模型72的校正处理单元85。如图22所示，校正处理单元85包括减法器107。减法器107获取标志作为由主控制器500生成的分配命令DR_a。减法器107通过从一(作为存储在控制器50的存储设备中的固定值)中减去作为分配命令DR_a的标志的值来计算分配比DR_m。因此，当作为分配命令DR_a的标志的值是1(100％)时，分配比DR_m是零。当作为分配命令DR_a的标志的值是零(0％)时，分配比DR_m是1。

乘法器105通过将由校正量计算单元103计算的校正量θ_c ^*(校正角度)、由增益计算单元104计算的增益G_c和由减法器107计算的分配比DR_m相乘来计算与分配比DR_m相称的最终校正量θ_c ^*。当分配比DR_m是零时，乘法器105计算的最终校正量θ_c ^*是零。当分配比DR_m是一时，通过将由校正量计算单元103计算的校正量θ_c ^*与由增益计算单元104计算的增益G_c相乘而获得的值是最终校正量θ_c ^*。

因此，根据第七实施方式，获得了以下操作和有益效果。

当主控制器500干预转向控制时，即使在车辆在第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b上行驶时，转向系统10的控制器50也不针对第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的横向坡度校正目标小齿轮角度θ_p ^*。也就是说，当驾驶辅助控制功能或自动驾驶控制功能打开时，用作分配命令DR_a的标志的值被设定为一。当标志的值是一时，理想轴向力计算单元81在计算理想轴向力F1时使用的目标小齿轮角度θ_p ^*的校正量θ_c ^*是零。由于目标小齿轮角度θ_p ^*未通过使用与反映路面状况(这里是倾斜道路的横向坡度)的重力分量G_a相称的校正量θ_c ^*来进行校正，因此基于目标小齿轮角度θ_p ^*的理想轴向力F1和基于理想轴向力F1的弹簧分量T_sp ^*不反映路面状况。因此，当正在执行驾驶辅助或自动驾驶时，输入扭矩T_in ^*(通过扩展，反作用马达31生成的转向反作用力)不反映路面状况。因此，方向盘11不会由于路面状况不必要地转动。因此，适当地处理主控制器500的转向干预。因此，当执行手动驾驶时或当执行驾驶辅助或自动驾驶时，执行适当的反作用力控制。

接下来，将描述转向控制装置的第八实施方式。本实施方式基本上具有与第七实施方式的部件类似的部件。

在本实施方式中，主控制器500不向控制器50供应标志(零或一)作为分配命令DR_a，并且主控制器500将自动驾驶比供应给控制器50作为分配命令DR_a。自动驾驶比意味着指示系统参与车辆的驾驶的程度的值(这里，主控制器500干预转向控制的程度)。随着基于技术水平的提高的驾驶辅助系统的复杂性或进步，系统参与驾驶的程度增加。例如，当自动驾驶比为100％时，系统完全取代驾驶。另一方面，当自动驾驶比为0％时，驾驶员执行全部，即，行驶环境的识别、危险判断以及车辆的驾驶操作(诸如转向、加速和减速)。这里，主控制器500将零(0％)至一(100％)的范围内的值设定为自动驾驶比。

如图22所示，在这种情况下同样，校正处理单元85的减法器107通过从一(100％)(作为存储在控制器50的存储设备中的固定值)中减去用作分配命令DR_a的自动驾驶比来计算分配比DR_m。

例如，当自动驾驶比为一(100％)时，校正量θ_c ^*的分配比DR_m被设定为零。当自动驾驶比为0.3(30％)时，校正量θ_c ^*的分配比DR_m为0.7(70％)。当自动驾驶比为0.7(70％)时，校正量θ_c ^*的分配比DR_m被设定为0.3(30％)。在驾驶辅助控制功能或自动驾驶控制功能关闭的情况下，自动驾驶比为零(0％)。此时，校正量θ_c ^*的分配比DR_m被设定为1.0(100％)。

因此，根据第八实施方式，获得了以下操作和有益效果。

当主控制器500干预转向控制时，基于用作分配命令DR_a的自动驾驶比来设定校正量θ_c ^*的分配比DR_m。因此，根据自动驾驶比适当地设定输入扭矩T_in ^*(通过扩展，转向反作用力命令值T^*)反映路面状况(倾斜道路的横向坡度)的程度。因此，适当地处理主控制器500在转向控制中的干预。

接下来，将描述转向控制装置的第九实施方式。本实施方式与第七实施方式的不同之处在于：车辆模型72中的校正处理单元85的配置。

如图25所示，校正处理单元85除了乘法器101、减法器102、校正量计算单元103、增益计算单元104、乘法器105和加法器106之外还包括开关108。

开关108获取作为存储在存储设备(未示出)中的固定值的零和作为类似地存储在存储设备中的固定值的一作为数据输入。固定值中的每一个是针对由校正量计算单元103计算的校正量θ_c ^*的分配比DR_m。开关108获取用作由主控制器500生成的分配命令DR_a的标志作为控制输入。开关108基于标志的值将要被提供给乘法器105的值在零(固定值)与一(固定值)之间切换。当用作分配命令DR_a的标志的值为零时，开关108将一(固定值)提供给乘法器105作为针对校正量θ_c ^*的分配比DR_m。当用作分配命令DR_a的标志的值为一时(更准确地，当标志的值不是零时)，开关108将零(固定值)提供给乘法器105作为针对校正量θ_c ^*的分配比DR_m。

当驾驶辅助控制功能或自动驾驶控制功能开启时，主控制器500将用作分配命令DR_a的标志的值设置为一。当驾驶辅助控制功能或自动驾驶控制功能关闭时，主控制器500将用作分配命令DR_a的标志的值设置为零。

乘法器105通过将由校正量计算单元103计算的校正量θ_c ^*(校正角度)、由增益计算单元104计算的增益G_c和从开关108提供的分配比DR_m相乘来计算与分配比DR_m相称的最终校正量θ_c ^*。当分配比DR_m为零时，由乘法器105计算的最终校正量θ_c ^*是零。当分配比DR_m为一时，通过将由校正量计算单元103计算的校正量θ_c ^*与由增益计算单元104计算的增益G_c相乘而获得的值是最终校正量θ_c ^*。

因此，根据第九实施方式，除了第七实施方式的有益效果之外，还获得以下有益效果。

开关108仅需要响应于由主控制器500生成的分配命令DR_a(标志)将要被提供给乘法器105的分配比DR_m在存储在存储设备中的零(固定值)与一(固定值)之间切换。由于不需要基于分配命令DR_a(标志)计算分配比DR_m，所以减小了校正处理单元85的计算负荷。

接下来，将描述转向控制装置的第十实施方式。本实施方式与第八实施方式的不同之处在于车辆模型72中的校正处理单元85的配置。

如图26所示，校正处理单元85除了乘法器101、减法器102、校正量计算单元103、增益计算单元104、乘法器105和加法器106之外还包括分配比计算单元109。

分配比计算单元109获取自动驾驶比作为分配命令DR_a，并计算与自动驾驶比相称的分配比DR_m。自动驾驶比被设置成在零(0％)至一(100％)的范围内的值。分配比计算单元109例如通过使用限定分配命令DR_a(自动驾驶比)与分配比DR_m之间的关系的映射来计算分配比DR_m。映射具有以下特征。也就是说，随着用作分配命令DR_a的自动驾驶比增加，分配比DR_m线性地减小。分配比DR_m是大于或等于零(0％)且小于或等于一(100％)的值。

因此，根据第十实施方式，获得了与第八实施方式的效果类似的有益效果。

接下来，将描述转向控制装置的第十一实施方式。本实施方式与第七实施方式的不同之处在于车辆模型72的配置。本实施方式也适用于第八实施方式至第十实施方式中的任何一个。

当通过调节转向模型71和车辆模型72来执行手动驾驶时(当主控制器500不干预由控制器50执行的转向控制时)，第七实施方式的控制器50能够实现期望的转向感。

通过控制器50的反作用力控制施加到方向盘11的转向反作用力(通过方向盘经受的阻力)仅是与目标转向角度θ^*相称的力。也就是说，转向反作用力不会根据车辆行为或路面状况(例如路面的滑溜)而改变。为此，驾驶员难以通过转向反作用力掌握车辆行为或路面状况。因此，在本实施方式中，车辆模型72被如下配置。

如图27所示，除了理想轴向力计算单元81和转换单元84之外，车辆模型72还包括估计轴向力计算单元82和轴向力分配计算单元83。估计轴向力计算单元82基于车轮转向马达41的电流值I_b来计算作用在车轮转向轴14上的估计轴向力F2(路面反作用力)。车轮转向马达41的电流值I_b随着由以下事实引起的目标小齿轮角度θ_p ^*与实际小齿轮角度θ_p之间的差而变化：该事实为由路面状况(路面摩擦阻力)造成的扰动作用于转向轮16上。也就是说，车轮转向马达41的电流值I_b反映了作用在转向轮16上的实际路面反作用力。因此，可以基于车轮转向马达41的电流值I_b来计算反映路面状况的影响的轴向力。通过将增益乘以车轮转向马达41的电流值I_b来求出估计轴向力F2。增益是与车速V相称的系数。

轴向力分配计算单元83将通过将理想轴向力F1乘以设定的分配比(增益)而获得的值与通过将估计轴向力F2乘以设定的分配比(增益)而获得的值相加。因此，轴向力分配计算单元83计算最终轴向力F_sp，最终轴向力F_sp用于计算针对输入扭矩T_in ^*的弹簧分量T_sp ^*。基于反映车辆行为、路面状况或转向状态的多个状态量来设置分配比。状态量的示例包括横摆率YR、横向加速度LA、转向角度θ_s、小齿轮角度θ_p、车速V、转向速度和小齿轮角速度。通过对转向角度θ_s进行微分获得转向速度。通过对小齿轮角度θ_p进行微分获得小齿轮角速度。

转换单元84基于由轴向力分配计算单元83计算的最终轴向力F_sp来计算(转换)针对输入扭矩T_in ^*的弹簧分量T_sp ^*。利用如此配置的车辆模型72，由于理想轴向力F1和估计轴向力F2以根据反映车辆行为或路面状况的多种类型的状态量而设置的分配比进行相加，因此计算出更适当地反映路面状况的最终轴向力F_sp。当轴向力F_sp结合在输入扭矩T_in ^*中时，针对车辆行为或路面状况的更适当的转向反作用力被施加到方向盘11。

利用第七实施方式的控制器50，当执行驾驶辅助或自动驾驶时(当主控制器500干预转向控制时)，校正处理单元85不校正目标小齿轮角度θ_p ^*(不增加校正量θ_c ^*)。因此，理想轴向力F1(通过扩展，输入扭矩T_in ^*)不反映作为路面状况的第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的横向坡度。然而，由于即使在执行驾驶辅助或自动驾驶时，估计轴向力F2也结合在输入扭矩T_in ^*中，因此反作用马达31生成的转向反作用力反映与估计轴向力F2相称的车辆行为或路面状况。

因此，在本实施方式中，当执行驾驶辅助或自动驾驶时，在假设已经发出了不使转向反作用力反映车辆行为或路面状况的请求的情况下，轴向力分配计算单元83被如下配置。

如图28所示，轴向力分配计算单元83包括四个计算单元161、162、163、164和两个加法器165、166。计算单元161通过将分配比DR₁乘以由理想轴向力计算单元81计算的理想轴向力F1来计算与分配比DR₁相称的理想轴向力F1_e。计算单元162通过将分配比DR₂乘以由估计轴向力计算单元82计算的估计轴向力F2来计算与分配比DR₂相称的估计轴向力F2_e。根据反映车辆行为、路面状况或转向状态的状态量来根据需要设置分配比DR₁、DR₂。

加法器165计算组合轴向力F4，组合轴向力F4通过将由计算单元161计算的理想轴向力F1_e与由计算单元162计算的估计轴向力F2_e相加而获得。计算单元163获取由理想轴向力计算单元81计算的理想轴向力F1和由主控制器500计算的分配命令DR_a(此处为标志)。计算单元163通过将分配命令DR_a乘以理想轴向力F1来计算与分配命令DR_a相称的理想轴向力F1_e。在执行驾驶辅助或自动驾驶的情况下，当分配命令DR_a为一(100％)时，由理想轴向力计算单元81计算的理想轴向力F1直接是最终理想轴向力F1_e。在不执行驾驶辅助或自动驾驶的情况下，当分配命令DR_a为零(0％)时，由计算单元163计算的最终理想轴向力F1_e为零。

计算单元164获取由加法器165计算的组合轴向力F4和由主控制器500计算的分配命令DR_a。计算单元164通过将分配命令DR_a应用于以下数学表达式(13)来计算针对组合轴向力F4的分配比DR_m。当分配命令DR_a为一时，分配比DR_m为零。当分配命令DR_a为零时，分配比DR_m为一。计算单元164通过将分配比DR_m乘以组合轴向力F4来计算与分配比DR_m相称的组合轴向力F4_m。在执行驾驶辅助或自动驾驶的情况下，当分配命令DR_a为1(100％)时，组合轴向力F4_m为零。在不执行驾驶辅助或自动驾驶的情况下，当分配命令DR_a为零(0％)时，由加法器165计算的组合轴向力F4直接是最终组合轴向力F4_m。

DR_m＝1-DR_a (13)

加法器166通过将由计算单元163计算的理想轴向力F1_e与由计算单元164计算的组合轴向力F4_m相加，来计算用于计算弹簧分量T_sp ^*的最终轴向力F_sp。

因此，根据第十一实施方式，获得以下有益效果。

当主控制器500干预由控制器50执行的转向控制时，基于分配命令DR_a，结合在输入扭矩T_in ^*(通过扩展，转向反作用力命令值T^*)中的最终轴向力F_sp从包括估计轴向力F2_e的组合轴向力F4_m改变至理想轴向力F1_e。当主控制器500干预转向控制时，校正处理单元85不校正目标小齿轮角度θ_p ^*(不增加校正量θ_c ^*)。也就是说，由于理想轴向力F1_e不反映作为路面状况的第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的横向坡度，因此输入扭矩T_in ^*(通过扩展，反作用马达31生成的转向反作用力)不反映路面状况。因此，方向盘11的行为不受路面状况的影响。另外，当主控制器500干预转向控制时，可以满足不使转向反作用力反映路面状况的请求。因此，适当地处理主控制器500的转向干预。

当主控制器500不干预由控制器50执行的转向控制时，基于分配命令DR_a，通过将理想轴向力F1_e与估计轴向力F2_e组合而获得的组合轴向力F4_m被用作最终轴向力F_sp，以被结合到输入扭矩T_in ^*(通过扩展，转向反作用力命令值T^*)中。当主控制器500不干预转向控制时，校正处理单元85校正目标小齿轮角度θ_p ^*(增加校正量θ_c ^*)。因此，基于校正后的目标小齿轮角度θ_p ^*的理想轴向力F1_e反映作为路面状况的第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的横向坡度。另外，基于车轮转向马达41的电流值I_b的估计轴向力F2_e反映路面状况，例如路面摩擦阻力。为此，基于最终轴向力F_sp的输入扭矩T_in ^*(通过扩展，反作用马达31生成的转向反作用力)反映了路面状况例如倾斜道路的横向坡度和路面摩擦阻力。因此，在主控制器500不干预转向控制的情况下，当车辆在第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b上行驶时，即使没有驾驶员对方向盘11的主动操作，车辆也沿着路线行驶。另外，由于驾驶员经历作为转向反作用力的路面状况例如路面摩擦阻力，因此驾驶员可以更加快速且准确地执行转向。

接下来，将描述转向控制装置的第十二实施方式。本实施方式与第七实施方式的不同之处在于车辆模型72中的校正处理单元85的布置。本实施方式适用于第八实施方式至第十一实施方式。

在本实施方式中，不通过将与第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的横向坡度相称的校正量θ_c ^*与用于计算理想轴向力F1的目标小齿轮角度θ_p ^*相加来进行校正，并且校正由理想轴向力计算单元81计算的理想轴向力F1。

如图19中的交替的长和双短点划线所示，校正处理单元85被设置在车辆模型72中的理想轴向力计算单元81的下游。在这种情况下，校正处理单元85可以被设置为理想轴向力计算单元81的内部部件。

图22中所示的校正量计算单元103通过使用由图23A和图23B中的括号内的符号指示的第三映射M3和第四映射M4，来计算与重力分量G_a相称的校正量F_c(校正轴向力)。校正量F_c意在用于由理想轴向力计算单元81计算的理想轴向力F1。第三映射M3和第四映射M4的特征(校正量F_c相对于重力分量G_a的变化趋势)类似于第一映射M1和第二映射M2的特征(校正量θ_c ^*相对于重力分量G_a的变化趋势)。

图22中所示的乘法器105通过将由校正量计算单元103计算的校正量F_c、由增益计算单元104计算的增益G_c和由减法器107计算的分配比DR_m相乘，来计算最终校正量F_c。加法器106通过将由理想轴向力计算单元81计算的理想轴向力F1与由乘法器105计算的最终校正量F_c相加来计算最终理想轴向力F1，作为校正理想轴向力F1的处理。

利用该配置，同样当主控制器500不干预转向控制时，车辆在第一倾斜道路91a上行驶时的转向角度θ_s与转向扭矩T_h之间的关系是如图24B中的交替的长短点划特征线L11所表示的关系。另外，当主控制器500不干预转向控制时，车辆在第二倾斜道路91b上行驶时的转向角度θ_s与转向扭矩T_h之间的关系是如图24B中的交替的长和双短点划特征线L12所表示的关系。为此，当主控制器500不干预转向控制时，实现适合第一倾斜道路91a或第二倾斜道路91b的倾斜的转向角度θ_s和车轮转向角度θ_w。

因此，根据第十二实施方式，获得了与第七实施方式的效果类似的有益效果。

上述实施方式可以如下修改。

在第一实施方式至第十二实施方式中，目标转向反作用力计算单元51基于转向扭矩T_h和车速V求出目标转向反作用力T₁ ^*。替选地，目标转向反作用力计算单元51可以仅基于转向扭矩T_h求出目标转向反作用力T₁ ^*。

在第一实施方式至第十二实施方式中，目标转向角度计算单元52通过使用输入扭矩T_in ^*来计算方向盘11的目标转向角度θ^*，输入扭矩T_in ^*是目标转向反作用力T₁ ^*和转向扭矩T_h的总和。替选地，目标转向角度计算单元52可以通过仅使用转向扭矩T_h作为输入扭矩T_in ^*或者通过仅使用目标转向反作用力T₁ ^*作为输入扭矩T_in ^*来计算方向盘11的目标转向角度θ^*。

在第一实施方式至第十二实施方式中，控制器50可以被配置成没有差动转向控制单元63。在这种情况下，小齿轮角度反馈控制单元64获取由转向角度比改变控制单元62计算的目标小齿轮角度θ_p ^*，并对小齿轮角度θ_p执行反馈控制以使实际小齿轮角度θ_p跟随所获取的目标小齿轮角度θ_p ^*。

在第一实施方式至第六实施方式中，控制器50可以被配置成没有差动转向控制单元63和转向角度比改变控制单元62。在这种情况下，由目标转向角度计算单元52计算的目标转向角度θ^*直接用作目标小齿轮角度θ_p ^*。也就是说，使转向轮16转向方向盘11被操作的量。

在第一实施方式至第六实施方式中，车辆模型72(参见图4)可以被配置成没有估计轴向力计算单元82、86和轴向力分配计算单元83。在这种情况下，由理想轴向力计算单元81计算的理想轴向力F1直接是最终轴向力F_sp。

在第七实施方式至第十二实施方式中，在计算最终校正量θ_c ^*时，控制器50的校正处理单元85不需要使用由增益计算单元104计算的增益G_c。在这种情况下，校正处理单元85可以被配置成没有增益计算单元104。

在第七实施方式至第十二实施方式中，控制器50的校正处理单元85可以包括执行随时间逐渐改变分配命令DR_a的处理的低通滤波器或其他滤波器。利用该配置，当主控制器500干预由控制器50执行的转向控制时，减小了用于计算弹簧分量T_sp ^*的最终轴向力F1或最终轴向力F_sp的急剧变化。

在第一实施方式至第十二实施方式中，控制器50可以被配置成仅执行针对例如第一倾斜道路91a的第一控制和针对例如第二倾斜道路91b的第二控制中的任何一个。利用这种配置，同样当车辆在具有横向坡度的弯道上行驶或在具有横向坡度的直路上行驶时，获得适当的转向感。

在第一实施方式至第十二实施方式中，转向系统10可以包括离合器。在这种情况下，如图1中的交替的长和双短点划线所示，转向轴12和小齿轮轴13经由离合器21彼此耦接。电磁离合器被用作离合器21。电磁离合器通过向励磁线圈供应或停止电流来供应或停止电力。控制器50执行离合器控制以在离合器21的接合状态与分离状态之间切换。当离合器21分离时，方向盘11与转向轮16中的每一个之间的动力传递路径被机械地中断。当离合器21接合时，机械地建立方向盘11与转向轮16中的每一个之间的动力传递路径。

第一实施方式至第十二实施方式可以应用于将马达的扭矩作为辅助力施加到车辆的转向机构的电动助力转向系统(EPS)的控制器。EPS可以是将辅助力施加到具有与车轮转向轴啮合的小齿轮轴(可旋转元件)的转向轴的类型，或者可以是经由与转向轴分开设置的小齿轮轴(可旋转元件)向车轮转向轴施加辅助力的类型。EPS的控制器基于针对转向状态计算的命令值来控制马达。命令值指示要由马达产生的扭矩。存在EPS的控制器，其通过执行反馈控制来计算要结合在命令值中的扭矩分量(车轮转向轴的轴向力)，该反馈控制使小齿轮角度(车轮转向角度)跟随作为目标旋转角度的目标小齿轮角度(目标车轮转向角度)。在第一实施方式至第六实施方式中，与在目标转向角度θ^*的情况下那样求出目标小齿轮角度。这样的控制器也具有以下不便：当车辆在倾斜道路上行驶时，驾驶员需要继续向方向盘施加力。另外，当车辆配备有驾驶辅助系统或自动驾驶系统时，可以想到主控制器干预由EPS的控制器执行的转向控制。

接下来，下面将描述可以从第一实施方式至第六实施方式获得的技术构思。

转向控制装置基于命令值对马达进行控制。马达是生成施加到车辆的转向机构的驱动力的源。针对转向状态计算命令值。转向控制装置包括目标驱动力计算单元、目标旋转角度计算单元、反馈计算单元、理想轴向力计算单元、估计轴向力计算单元和最终轴向力计算单元。目标驱动力计算单元被配置成根据施加到方向盘的转向扭矩计算目标驱动力。目标驱动力是命令值的第一分量。目标旋转角度计算单元被配置成基于输入扭矩计算可旋转元件的目标旋转角度。可旋转元件被配置成随着方向盘的操作而旋转。输入扭矩包括转向扭矩和目标驱动力中的至少一个。反馈计算单元被配置成通过反馈控制来计算驱动力校正量，该反馈控制使可旋转元件的实际旋转角度与目标旋转角度一致。驱动力校正量是命令值的第二分量。理想轴向力计算单元被配置成基于目标旋转角度计算理想轴向力。理想轴向力是作用在转向轮上的轴向力。理想轴向力是结合在输入扭矩中的轴向力。估计轴向力计算单元被配置成基于反映车辆行为或路面状况的状态量来计算作用在方向盘上的轴向力作为估计轴向力。最终轴向力计算单元被配置成通过将理想轴向力乘以分配比而获得的值与估计轴向力乘以分配比而获得的值相加来计算要结合在输入扭矩中的最终轴向力。分配比针对横向坡度的理想轴向力和估计轴向力分别设定。

接下来，下面将描述可以从第七实施方式至第十二实施方式获得的技术构思。在以上描述的转向控制装置中，第五计算单元被配置成：当确定车辆正在作为具有横向坡度的弯道的第一倾斜道路上行驶时，基于反映车辆的转弯运动的状态量，参考与车辆向前直行的状态相关联的理想轴向力的中性值，使理想轴向力根据横向坡度朝向第一倾斜道路的横向坡度下降所朝向的并且指定方向前进所朝向的一侧偏移，该横向坡度是在与道路的路线成直角相交的方向上的坡度。

基于目标旋转角度计算的理想轴向力是在不考虑作用在车辆上的力的平衡的情况下的轴向力。因此，当车辆在作为弯道的第一倾斜道路上行驶时，除非驾驶员通过向方向盘增加转向扭矩来继续保持方向盘，否则方向盘的转向角度不会变成与第一倾斜道路的横向坡度相称的角度，并且方向盘的转向角度保持在与车辆向前直行的状态相关联的中性角度。因此，当车辆在第一倾斜道路上行驶时，除非驾驶员通过向方向盘增加转向扭矩来继续保持方向盘，否则车辆不能保持沿第一倾斜道路行驶并且向前直行。因此，车辆可以在第一倾斜道路上朝向弯道的外侧上行。

在这方面，利用以上描述的转向控制装置，通过使可旋转元件的旋转角度与目标旋转角度一致的反馈控制，可旋转元件的旋转角度和方向盘的转向角度变成参考与车辆向前直行的状态相关联的每个角度的中性值朝向与车辆由于横向坡度离开道路而朝向的一侧相对的一侧(即第一倾斜道路的横向坡度下降所朝向的一侧)偏移的角度。因此，当车辆在第一倾斜道路上行驶时，即使在没有向方向盘增加转向扭矩的情况下，也实现了适合于第一倾斜道路的横向坡度的转向角度。因此，获得了适当的转向感。

在以上描述的转向控制装置中，第五计算单元被配置成：当确定车辆正在作为具有横向坡度的直路的第二倾斜道路上行驶时，基于反映车辆的转弯运动的状态量，参考与车辆向前直行的状态相关联的理想轴向力的中性值，使理想轴向力根据横向坡度朝向第二倾斜道路的横向坡度上升所朝向的并且指定方向前进所朝向的一侧偏移，该横向坡度是在与道路的路线成直角相交的方向上的坡度。

在这方面，利用以上描述的转向控制装置，通过使可旋转元件的旋转角度与目标旋转角度一致的反馈控制，可旋转元件的旋转角度和方向盘的转向角度是参考与车辆向前直行的状态相关联的每个角度的中性值朝向车辆由于横向坡度离开道路所朝向的一侧(即第二倾斜道路的横向坡度上升的一侧)偏移的角度。因此，当车辆在第二倾斜道路上行驶时，即使在没有向方向盘增加转向扭矩的情况下，也实现了适合于第二倾斜道路的横向坡度的转向角度。因此，获得了适当的转向感。

在上述转向控制装置中，第五计算单元被配置成：当横摆率大于或等于阈值时，确定车辆在作为具有横向坡度的弯道的第一倾斜道路上行驶，并且当横摆率小于阈值时，确定车辆在作为具有横向坡度的直路的第二倾斜道路上行驶，横摆率是反映车辆的转弯运动的状态量并且由传感器进行检测。

当车辆在作为具有横向坡度的弯道的第一倾斜道路上行驶时的横摆率大于当车辆在作为具有横向坡度的直路的第二倾斜道路上行驶时的横摆率。因此，与以上描述的转向控制装置的情况中那样，基于横摆率确定车辆在第一倾斜道路上行驶还是车辆在第二倾斜道路上行驶。

在以上描述的转向控制装置中，分配命令是指示驾驶辅助功能或自动驾驶功能打开或关闭的标志，并且第六计算单元被配置成：当指示驾驶辅助功能或自动驾驶功能的标志打开时，不执行改变理想轴向力的偏移量的处理。

在以上描述的转向控制装置中，分配命令是指示主控制器干预转向控制的程度的自动驾驶比。

在以上描述的转向控制装置中，可旋转元件是转向轴或小齿轮轴。

Claims

1.一种转向控制装置，所述转向控制装置基于命令值来控制马达，所述马达是生成施加到车辆的转向机构的驱动力的源，所述命令值是针对转向状态而计算的，

所述转向控制装置的特征在于包括电子控制单元，所述电子控制单元被配置成根据施加到方向盘的转向扭矩来计算所述命令值的第一分量，

所述电子控制单元被配置成基于输入扭矩来计算可旋转元件的目标旋转角度，所述可旋转元件被配置成随着所述方向盘的操作而旋转，所述输入扭矩包括所述转向扭矩和所述第一分量中的至少一个，

所述电子控制单元被配置成通过反馈控制来计算所述命令值的第二分量，所述反馈控制使所述可旋转元件的实际旋转角度与所述目标旋转角度一致，

所述电子控制单元被配置成基于所述目标旋转角度来计算理想轴向力，所述理想轴向力是作用在转向轮上的轴向力，并且是要结合在所述输入扭矩中的轴向力，并且

所述电子控制单元被配置成参考与所述车辆向前直行的状态相关联的所述理想轴向力的中性值使所述理想轴向力在指定方向上根据横向坡度偏移，所述横向坡度是在与道路的路线成直角相交的方向上的坡度，所述指定方向是沿着所述横向坡度并且朝向与所述车辆由于所述横向坡度离开所述道路而朝向的一侧相对的一侧前进的方向。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：当所述电子控制单元基于反映所述车辆的转弯运动的状态量确定所述车辆正在第一倾斜道路上行驶时，参考与所述车辆向前直行的状态相关联的所述理想轴向力的中性值使所述理想轴向力根据所述横向坡度朝向所述第一倾斜道路的横向坡度下降所朝向的并且所述指定方向前进所朝向的一侧偏移，所述第一倾斜道路是具有作为在与所述道路的路线成直角相交的方向上的坡度的所述横向坡度的弯道。

3.根据权利要求1或2所述的转向控制装置，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：当所述电子控制单元基于反映所述车辆的转弯运动的状态量确定所述车辆正在第二倾斜道路上行驶时，参考与所述车辆向前直行的状态相关联的所述理想轴向力的中性值使所述理想轴向力根据所述横向坡度朝向所述第二倾斜道路的横向坡度上升所朝向的并且所述指定方向前进所朝向的一侧偏移，所述第二倾斜道路是具有作为在与所述道路的路线成直角相交的方向上的坡度的所述横向坡度的直路。

4.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：通过向用于计算所述理想轴向力的所述目标旋转角度增加根据所述横向坡度计算的校正角度来使所述理想轴向力在所述指定方向上偏移。

5.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：通过向所述理想轴向力增加根据所述横向坡度计算的校正轴向力来使所述理想轴向力在所述指定方向上偏移。

6.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成：当横摆率大于或等于阈值时，确定所述车辆正在作为具有所述横向坡度的弯道的第一倾斜道路上行驶，所述横摆率是反映所述车辆的转弯运动的状态量并且由传感器检测；以及

所述电子控制单元被配置成：当所述横摆率小于所述阈值时，确定所述车辆正在作为具有所述横向坡度的直路的第二倾斜道路上行驶。

7.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成：基于反映车辆行为或路面状况的状态量来计算作用在所述转向轮上的轴向力作为估计轴向力；以及

所述电子控制单元被配置成：通过将所述理想轴向力乘以第一分配比而获得的值与所述估计轴向力乘以第二分配比而获得的值相加来计算要结合在所述输入扭矩中的最终轴向力，所述第一分配比和所述第二分配比根据所述横向坡度单独设定。

8.根据权利要求7所述的转向控制装置，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成基于在沿所述横向坡度的方向上的重力分量来识别所述横向坡度，所述重力分量根据横向加速度、横摆率和车速来计算；以及

所述电子控制单元被配置成：设定所述第一分配比和所述第二分配比，使得随着所述重力分量的绝对值增加，所述估计轴向力在所述最终轴向力中的比例增加。

9.根据权利要求7所述的转向控制装置，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成：基于作为所述理想轴向力与所述估计轴向力之间的差的轴向力差来识别所述横向坡度；以及

所述电子控制单元被配置成：设定所述第一分配比和所述第二分配比，使得随着所述轴向力差的绝对值增加，所述估计轴向力在所述最终轴向力中的比例增加。

10.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成基于分配命令改变所述理想轴向力的偏移量；以及

当主控制器干预转向控制时，所述分配命令由所述主控制器生成，并且所述分配命令指示所述主控制器干预所述转向控制的程度。

11.根据权利要求10所述的转向控制装置，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成：通过向用于计算所述理想轴向力的所述目标旋转角度增加根据所述横向坡度计算的校正角度来使所述理想轴向力在所述指定方向上偏移；以及

所述电子控制单元被配置成通过基于所述分配命令改变所述校正角度来改变所述理想轴向力的所述偏移量。

12.根据权利要求10所述的转向控制装置，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成：通过向所述理想轴向力增加根据所述横向坡度计算的校正轴向力来使所述理想轴向力在所述指定方向上偏移；以及

所述电子控制单元被配置成通过基于所述分配命令改变所述校正轴向力来改变所述理想轴向力的所述偏移量。

13.根据权利要求11所述的转向控制装置，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成基于所述分配命令计算所述校正角度的分配比；以及

所述电子控制单元被配置成通过将所述分配比乘以所述校正角度来计算所述校正角度的最终值。

14.根据权利要求12所述的转向控制装置，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成基于所述分配命令计算所述校正轴向力的分配比；以及

所述电子控制单元被配置成通过将所述分配比乘以所述校正轴向力来计算所述校正轴向力的最终值。