CN111845915A - 转动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转动控制系统，该转动控制系统包括控制器(52)。控制器(52)被配置成执行减小处理，该减小处理在车速等于或低于规定速度并且转向盘的输入扭矩的大小等于或小于规定值时相对于在角度操作量计算处理中计算的角度操作量的大小来减小反映在操作处理中的角度操作量的大小。控制器(52)被配置成执行校正处理，该校正处理对执行减小处理时的输入进行校正，使得在角度指令值计算处理计算角度指令值时该输入的大小减小。

Description

转动控制系统

技术领域

本发明涉及转动控制系统，该转动控制系统对转动致动器进行操作，该转动致动器具有并入其中的电动马达并且该转动致动器使转动轮转动。

背景技术

例如，日本未经审查的专利申请公开第2006-175940(JP 2006-175940A)号公开了对被并入转动致动器中的电动马达进行操作的装置，该转动致动器基于反馈控制中基于目标转向扭矩与实际转向扭矩之间的差的操作量和反馈控制中基于目标转动角度与实际转动角度之间的差的操作量来使转动轮转动。

发明内容

例如，当车辆在其中转向盘向前转动的状态下停止时，将用于返回中间位置的力作用在转动轮上。此时，在不执行反馈控制时，转动轮被移位至使转动轮与路面之间的摩擦力与用于返回的力平衡的位置，然后停止。然而，在执行反馈控制时，生成电动马达的扭矩以将转动轮保持在目标转动角度下。因此，当用户在停止时未操作转向盘的情况下，由于将检测到的转动角度的值反馈控制成不必由用户请求的目标转动角度，因此维持了其中电动马达中流动的电流为大的状态，并且因此，存在关于电力消耗增加的担忧。

根据本发明的一方面，提供了对转动致动器进行操作的转动控制系统，该转动致动器具有并入该转动致动器中的电动马达并且该转动致动器使转动轮转动。该转动控制系统包括控制器。该控制器被配置成执行转向操作量计算处理，其计算转向操作量，该转向操作量是可被转换为电动马达所需的扭矩的操作量，作为用于使转动轮转动以通过反馈控制将由驾驶员输入的转向扭矩控制成目标转向扭矩的电动马达的操作量。该控制器被配置成执行角度指令值计算处理，其基于转向操作量计算角度指令值，该角度指令值是可被转换为转动轮的转动角度的可转换角度的指令值。该控制器被配置成执行角度操作量计算处理，其计算角度操作量，该角度操作量是可被转换为电动马达所需的扭矩的操作量作为用于通过反馈控制将可转换角度控制成角度指令值的操作量。该控制器被配置成执行操作处理，其对电动马达的驱动电路进行操作以基于角度操作量控制电动马达的扭矩。该控制器被配置成执行减小处理，其在车速等于或低于规定速度并且转向盘的输入扭矩的大小等于或小于规定值时，相对于在角度操作量计算处理中计算的角度操作量的大小来减小反映在操作处理中的角度操作量的大小。该控制器被配置成执行校正处理，其对执行减小处理时的输入进行校正，使得在角度指令值计算处理计算角度指令值时该输入的大小减小。

利用根据本发明的一个方面的转动控制系统，可以通过在车速等于或小于规定速度并且转向盘的输入扭矩的大小等于或小于规定值时使用减小处理减小反映在操作处理中的角度操作量的大小来使在电动马达中流动的电流减小。此处，当输入扭矩的大小等于或小于规定值时，存在驾驶员将不再具有转向意图的高可能性。因此，当存在驾驶员不再具有转向意图的高可能性时，通过相对于可转换角度向角度指令值的反馈控制所需的电流来减小在电动马达中流动的电流，可以避免违背驾驶员的意图并且使在电动马达中流动的电流减小。

在角度操作量计算处理中计算的角度操作量是适用于角度指令值的操作量。因此，当角度操作量作为操作处理的输入不足以用于在角度操作量计算处理中计算的角度操作量时，存在可转换角度可能与角度指令值偏离很大的担忧。当可转换角度与角度指令值偏离很大时，在角度操作量计算处理中计算的角度操作量的绝对值过度增加，并且可转换角度偏离适用于角度指令值的值。因此，在上述配置中，通过对角度指令值计算处理的输入进行校正以在执行减小处理时使其减小，可以使角度指令值接近可转换角度并且可以抑制角度操作量的绝对值的过度增加。

在根据本发明的一个方面的转动控制系统中，控制器可以被配置成在转向盘与转动轮之间的动力传递被切断时执行减小处理。

利用根据本发明的一个方面的转动控制系统，当转向盘与转动轮之间的动力传递被切断时，与转向盘的操作对应的角度指令值在转向盘的输入扭矩的大小为小时可能偏离无论电动马达的扭矩如何都可以维持的可转换角度。因此，对于上述配置，减小处理特别地有用。

在根据本发明的一个方面的转动控制系统中，减小处理可以是相对于在角度操作量计算处理中计算的角度操作量的大小来逐渐减小反映在操作处理中的角度操作量的大小的处理。

利用根据本发明的一个方面的转动控制系统，可以通过逐渐减小角度操作量的大小来使电动马达中流动的电流逐渐减小。因此，由于与其中角度操作量逐步减小的情况相比电动马达的扭矩的下降率可以被设置为较低，因此可以抑制转动轮的突然移位。

在根据本发明一个方面的转动控制系统中，角度指令值计算处理可以包括在执行减小处理时改变输出与输入的关系的改变处理。

当通过减小处理减小反映在操作处理中的角度操作量并且在对转动角度的控制中未充分反映角度操作量计算处理时，存在可能损害角度指令值计算处理的稳定性的担忧。利用根据本发明的一个方面的转动控制系统，通过在执行减小处理时改变角度指令值计算处理的输出与输入的关系，可以将输出与输入的关系设置成即使在对转动角度的控制中未充分反映角度操作量计算处理也可以抑制稳定性下降的关系。

在根据本发明的一个方面的转动控制系统中，操作处理可以包括基于角度操作量对电动马达的扭矩进行控制而与转向操作量无关的处理。在根据本发明的一个方面的转动控制系统中，减小处理可以至少包括确定至少下述条件是否全部满足的确定处理：车速等于或低于规定速度的条件；输入扭矩的大小等于或小于规定值的条件；以及转向率的大小等于或小于规定比率的条件。减小处理可以是当在确定处理中确定满足全部条件时相对于在角度操作量计算处理中计算的角度操作量的大小来减小反映在操作处理中的角度操作量的大小的处理。

利用根据本发明的一个方面的转动控制系统，可以准确地确定即使驾驶员不具有使转向盘转向的意图并且电动马达中实际流动的电流与对转动角度的反馈控制所需的电流相比较小时也不太可能引起问题。

在根据本发明的一个方面的转动控制系统中，控制器可以被配置成执行目标转向扭矩计算处理，该目标转向扭矩计算处理基于通过将转向操作量和转向扭矩转换成作用在同一对象上的力而获得的量之和来计算目标转向扭矩。

由于转向操作量可以被转换为电动马达所需的扭矩，因此基于转向操作量和转向扭矩来确定从车辆侧施加的用于使转动轮转动的力，并且该力可以被转换为横向力。另一方面，可以基于该横向力来确定改善针对驾驶员的转向感所需的目标转向扭矩。因此，利用根据本发明的一个方面的转动控制系统，可以通过基于该和确定目标转向扭矩来容易地设计目标转向扭矩计算处理。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点和技术意义和工业意义，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1是示出根据实施方式的电动助力转向系统的图；

图2是示出由根据实施方式的转动控制系统执行的处理的框图；

图3是示出根据实施方式的限制处理的流程的流程图；以及

图4是示出根据实施方式的操作的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述根据实施方式的转动控制系统。图1所示的电动助力转向系统10安装在仅包括内燃机作为产生车辆推力的车载动力源的车辆中。在电动助力转向系统10中，转向盘12连接至阻力致动器20，阻力致动器20施加抵抗转向盘12的操作的阻力。阻力致动器20包括固定至转向盘12的转向轴14、减速齿轮22、其旋转轴连接至减速齿轮22的电动马达24、以及向电动马达24的端子施加交流电压的逆变器26。在本实施方式中，表面磁同步电动马达(SPMSM)被例示为电动马达24。

转向轴14可以经由离合器30连接至小齿轮轴32。小齿轮轴32的底端经由齿条小齿轮机构34连接至齿条轴36。左右转动轮39经由拉杆38连接至齿条轴36的两端。因此，当离合器30处于接合状态时，转向盘12的旋转运动即转向轴14经由齿条小齿轮机构34包括小齿轮轴32和齿条轴36被转换成齿条轴36的沿轴向方向(图1中的左右方向)的线性往复运动。该线性往复运动经由连接至齿条轴36两端的拉杆38传递至转动轮39，由此使转动轮39的转动角度改变。

另一方面，转动致动器40包括齿条轴36、电动马达42、逆变器43、滚珠丝杠机构44和带式减速齿轮机构46。电动马达42是用于使转动轮39转动的动力源，并且例如，表面磁同步电动马达(SPMSM)在本实施方式中可以用作电动马达42。滚珠丝杠机构44一体附接至齿条轴36的周围，并且带式减速齿轮机构46将电动马达42的输出轴42a的旋转力传递至滚珠丝杠机构44。电动马达42的输出轴42a的旋转力经由带式减速齿轮机构46和滚珠丝杠机构44被转换成用于使齿条轴36沿轴向方向线性往复的力。可以通过施加至齿条轴36的沿轴向方向的力使转动轮39转动。

转动控制系统50控制转动轮39并且对转动致动器40进行操作以控制作为转动致动器40的控制参数的转动角度。转动控制系统50参考作为由驾驶员经由转向盘12输入并且被扭矩传感器60检测到的扭矩的转向扭矩Th来控制下述控制参数：由车速传感器62检测到的车速V；以及由旋转角度传感器64检测到的输出轴42a的旋转角度θm。转动控制系统50还参考由转向角度传感器66检测到的转向盘12的旋转角度(转向角度θh)以及在电动马达42中流动的电流iu、iv和iw。电流iu、iv和iw可以被检测为设置在逆变器43的每个支路中的分流电阻器中的电压降。

转动控制系统50包括CPU(控制器)52、ROM 54和外围电路56，CPU 52、ROM 54和外围电路56经由通信线路58彼此连接。外围电路56包括生成用于限定内部操作的时钟信号的电路、电力供应电路和复位电路。

图2示出了由转动控制系统50执行的一些处理。图2中所示的处理通过使CPU 52执行存储在ROM 54中的程序来实现。基本目标扭矩计算处理M10是基于稍后将要描述的轴向力Taf0计算基本目标扭矩Thb*的处理，该基本目标扭矩Thb*是由驾驶员经由转向盘12输入至转向轴14的目标转向扭矩Th*的基本值。此处，轴向力Taf0是施加至齿条轴36的沿轴向方向的轴向力。由于轴向力Taf0是与作用在转动轮39上的横向力对应的量，因此可以根据轴向力Taf0确定横向力。另一方面，优选地基于横向力来确定由驾驶员经由转向盘12输入至转向轴14的扭矩。因此，基本目标扭矩计算处理M10是基于根据轴向力Taf0确定的横向力来计算基本目标扭矩Thb*的处理。

具体地，基本目标扭矩计算处理M10是即使当轴向力Taf0的绝对值相同的情况下，也将基本目标扭矩Thb*的绝对值计算为与该车速V为高时相比当车速V为低时较小的处理。例如，这可以通过下述方式实现：使CPU 52在其中以轴向力Taf0或者根据轴向力Taf0确定的横向加速度和车速V作为输入变量并且以基本目标扭矩Thb*作为输出变量的映射数据被预先存储在ROM 54中的状态下对基本目标扭矩Thb*进行映射计算。此处，映射数据是输入变量的离散值和与输入变量的值对应的输出变量的值的成对数据。例如，映射计算是下述处理：当一个输入变量的值与映射数据中的输入变量的值之一匹配时将与映射数据的输入变量的值对应的映射数据中的输出变量的值作为计算结果输出；以及当一个输入变量的值与输入变量的一个值不匹配时将通过包括在映射数据中的多个输出变量的值的插值而获得的值作为计算结果输出。

滞后处理M14是基于小齿轮轴32的旋转角度(小齿轮角度θp)来计算并输出用于校正基本目标扭矩Thb*的滞后校正量Thys的处理，小齿轮轴32的旋转角度为可以被转换为转动轮39的转动角度的可转换角度。具体地，滞后处理M14包括下述处理：基于小齿轮角度θp等的变化识别转向盘12的前进切换和后退切换并且计算滞后校正量Thys，使得目标转向扭矩Th*的绝对值在前进切换时比在后退切换时大。更具体地，滞后处理M14包括将滞后校正量Thys设置成基于车速V而可变的处理。

加法处理M12是通过将滞后校正量Thys与基本目标扭矩Thb*相加来计算目标转向扭矩Th*的处理。转向操作量计算处理M16是计算转向操作量Ts*的处理，该转向操作量Ts*是用于通过反馈控制将转向扭矩Th控制成目标转向扭矩Th*的操作量。转向操作量Ts*是包括用于通过反馈控制将转向扭矩Th控制成目标转向扭矩Th*的操作量的量并且可以包括前馈项。用于反馈控制的操作量是用于使电动马达42的所需扭矩的大小(绝对值)例如在转向扭矩Th和目标转向扭矩Th*两者的符号都为正并且转向扭矩Th大于目标转向扭矩Th*时增加的量。转向操作量Ts*是在转向扭矩Th向目标转向扭矩Th*的反馈控制中与电动马达42的所需扭矩对应的量，并且转向操作量Ts*在本实施方式中是被转换成被施加至转向轴14的扭矩的量。

轴向力计算处理M18是通过将转向扭矩Th与转向操作量Ts*相加来计算轴向力Taf0的处理。由于转向扭矩Th是被施加至转向轴14的扭矩，因此本实施方式中的轴向力Taf0是通过将施加至齿条轴36的沿轴向方向的力转换成施加至转向轴14的扭矩而获得的值。

减法处理M20是通过从轴向力Taf0中减去减小校正量ΔTt*来计算轴向力Taf的处理。规范模型计算处理M30是基于轴向力Taf计算转向角度指令值θh*的处理，转向角度指令值θh*是转向角度θh的指令值。具体地，规范模型计算处理M30是使用由表达式(c1)表示的模型公式来计算转向角度指令值θh*的处理。

Taf＝K·θh*+C·θh*’+J·θh*” …(c1)

由表达式(c1)表示的模型是由当离合器30处于接合状态且与轴向力Taf相同的扭矩量被输入至转向轴14时的转向角度θh指示的值的模型。在表达式(c1)中，粘性系数C是电动助力转向系统10的摩擦等的模型，惯性系数J是电动助力转向系统10的惯性的模型，并且弹性系数K是其中安装有电动助力转向系统10的车辆的规格诸如悬架和车轮定位等的模型。该模型不是准确表达实际的电动助力转向系统10或者其中安装有电动助力转向系统10的车辆的模型，而是被设计成利用输入将转动角度的行为改变成理想行为的规范模型。在本实施方式中，可以通过设计规范模型来调整转向感。

转向角度比率改变处理M32是设置用于改变转向角度比率的调整量Δa的处理，该转向角度比率是转动角度的指令值与基于车速V而可变的转向角度指令值θh*的比率。具体地，调整量Δa被设置成使得随着转向角度变化而产生的转动角度的变化在车速为V低时比在车速V为高时大。加法处理M34通过将调整量Δa与转向角度指令值θh*相加来设置作为小齿轮轴32的旋转角度(小齿轮角度θp)的指令值的小齿轮角度指令值θp*，小齿轮轴32的旋转角度是可被转换为转动轮39的转动角度的可转换角度。

积分处理M40是计算电动马达42的旋转角度θm的积分值Inθ处理。在本实施方式中，在车辆直线移动时转动轮39的转动角度被设置为“0”，并且在转动角度为“0”时的积分值Inθ被设置为“0”。转换处理M42是通过将积分值Inθ除以从转向轴14到电动马达42的减速齿轮比Km来计算小齿轮角度θp的处理。小齿轮角度θp为“0”时其表示直线行驶方向，并且根据小齿轮角度θp是正还是负来表示右转动角度或左转动角度。

角度操作量计算处理M50是计算角度操作量Tt*的处理，该角度操作量Tt*是用于通过反馈控制将小齿轮角度θp控制成小齿轮角度指令值θp*的操作量。角度操作量Tt*是在小齿轮角度θp向小齿轮角度指令值θp*的反馈控制中与电动马达42的所需扭矩对应的量，并且角度操作量Tt*是在本实施方式中被转换成被施加至转向轴14的扭矩的量。

角度操作量计算处理M50包括干扰观察器M52，干扰观察器M52将除了角度操作量Tt*之外影响小齿轮角度θp的扭矩估计为干扰扭矩并且将该扭矩设置为估计干扰扭矩Tlde。在本实施方式中，估计干扰扭矩Tlde被转换成施加至转向轴14的扭矩。

干扰观察器M52通过表达式(c2)使用惯性系数Jp、小齿轮角度θp、角度操作量Tt0*和用于限定观察器增益l1、l2和l3的三行一列的矩阵L来计算估计干扰扭矩Tlde或小齿轮角度θp的估计值θpe。惯性系数Jp是电动助力转向系统10的惯性模型。

微分计算处理M54是通过对小齿轮角度指令值θp*的微分计算来计算小齿轮角速度指令值的处理。

反馈项计算处理M56是计算反馈操作量Ttfb的处理，该反馈操作量Ttfb是基于小齿轮角度指令值θp*与估计值θpe之间的差的比例项和基于小齿轮角度指令值θp*的微分值与估计值θpe的微分值之间的差的微分项之和。

二阶微分处理M58是计算小齿轮角度指令值θp*的二阶时间微分值的处理。前馈项计算处理M60是通过将二阶微分处理M58的输出值乘以惯性系数Jp来计算前馈操作量Ttff的处理。二自由度操作量计算处理M62是通过从反馈操作量Ttfb与前馈操作量Ttff之和中减去估计干扰扭矩Tlde来计算角度操作量Tt0*的处理。

限制处理M70是基于角度操作量Tt0*计算减小校正量ΔTt*的处理或者基于减小校正量ΔTt*改变规范模型计算处理M30的参数的处理。

减法处理M72是通过从角度操作量Tt0*中减去减小校正量ΔTt*来计算角度操作量Tt*的处理。转换处理M76是通过将角度操作量Tt*除以减速齿轮比Km而将角度操作量Tt*转换为扭矩指令值Tm*的处理，该扭矩指令值Tm*是用于电动马达42的扭矩的指令值。

操作信号生成处理M78是生成并输出用于将用于电动马达42的扭矩控制成扭矩指令值Tm*的逆变器43的操作信号MSt的处理。操作信号MSt实际上是针对逆变器43的每个支路的每个臂的操作信号。

阻力计算处理M80是计算用于电动马达24的扭矩指令值Tr*作为用于转向角度θh向转向角度指令值θh*的反馈控制的操作量的处理。操作信号生成处理M82是通过将操作信号MSs输出至逆变器26来操作逆变器26以将用于电动马达24的扭矩控制成扭矩指令值Tr*。

离合器操作处理M90包括操作图1所示的离合器驱动器70的处理，使得当确定作为车辆的行驶许可信号的IG信号从断开状态切换至接通状态时将离合器30切换为分离状态并且切断转向盘12与转动轮39之间的动力传递。另外，离合器操作处理M90包括将离合器驱动器70操作成使得当确定IG信号从接通状态切换至断开状态时将离合器30从分离状态切换至接合状态的处理。IG信号是用于启动用于内燃机的燃烧控制的信号。

图3示出了限制处理M70的流程。图3所示的处理流程通过使CPU 52例如以预定周期为间隔重复执行存储在ROM 54中的程序来实现。在以下描述中，以“S”为前缀的数字表示每个处理的步骤编号。

在图3所示的一系列处理中，CPU 52首先确定是否满足下述所有条件(S10)：条件(i)车速V等于或低于规定速度Vth；条件(ii)转向扭矩Th的大小(绝对值)等于或小于规定值Tth；以及条件(iii)转向率ωh的大小(绝对值)等于或小于规定比率ωth。例如，该处理是确定当车辆在十字路口等处停车时驾驶员是否未操作转向盘12的处理。此处，规定速度Vth是用于确定车辆停止或几乎停止的值并且是接近“0”的小值。规定值Tth是用于确定用户未操作转向盘12的值并且是接近“0”的值。规定比率ωh是用于确定用户未操作转向盘12的值并且是接近“0”的值。另外，转向率ωh是转向角度θh的每单位时间的变化并且转向率ωh由CPU52进行计算。

当确定满足所有条件(i)至(iii)(S10：是)时，CPU 52将通过将小于“1”的预定量ΔP与增益α相加而获得的值和“1”中的较小者代入至增益α中(S12)。该处理是将增益α从“0”逐渐增加至“1”的处理。增益α的初始值为“0”。另一方面，当确定不满足条件(i)至(iii)中的任一个(S10：否)时，CPU 52将通过将增益α减小小于“1”的预定量Δm而获得的值和“0”中的较大者代入至增益α中(S14)。该处理是增益α从“1”逐渐减小至“0”的处理。

当S12和S14的处理完成时，CPU 52将通过将角度操作量Tt0*乘以增益α而获得的值代入减小校正量ΔTt*中(S16)。然后，CPU 52确定增益α是否为“1”(S18)。然后，当确定增益α不为“1”(S18：否)时，CPU 52将正常值K0代入弹性系数K中并且将正常值C0代入粘性系数C中(S20)。规范值K0和C0适于用于当在对转动角度的控制中反映角度操作量计算处理M50时使规范模型计算处理M30稳定的值。另一方面，当确定增益α为“1”(S18：是)时，CPU 52将改变值K1代入用于规范模型计算处理M30以计算小齿轮角度指令值θp*的弹性系数K中，并且将改变值C1代入粘性系数C中(S22)。改变值K1和C1适于用于当在对转动角度的控制中未反映角度操作量计算处理M50时使规范模型计算处理M30稳定的值。

另外，当S20和S22的处理完成时，CPU 52暂时结束图3所示的一系列处理。下面将描述本实施方式中的操作和优点。

图4示出了转向角度θh与用于向转向盘12施加阻力的扭矩指令值Tr*之间的关系。如图4所示，当转向角度θh从其中转向角度θh为“0”的状态增加时，扭矩指令值Tr*沿曲线d1增加。此后，例如，当用户将车辆停在十字路口等处并且在图4中的点P指示的转向角度θh处停止对转向盘12的操作时，转向扭矩Th的大小减小。当转向扭矩Th的大小减小时，转向角度指令值θh*的大小变得小于转向角度θh的大小并且转向盘12返回至中间位置。因此，扭矩指令值Tr*沿图4中的曲线d2随着转向角度θh的大小减小而减小，并且扭矩指令值Tr*在转向角度θh为“θa”的时间点处变为“0”。然而，在这种情况下设置的小齿轮角度指令值θp*不一定是在即使电动马达42的扭矩为“0”的情况下也被维持的角度。例如，当“θb”处的转向角度指令值θh*是即使在电动马达42的扭矩为“0”的情况下也维持小齿轮角度θp的角度时，小齿轮角度θp由于角度操作量Tt*而被维持在小齿轮角度指令值θp*处。实际上，当驾驶员握住转向盘12时，转向扭矩Th不一定为“0”并且转向角度θh与“θa”不同。在这种情况下，即使在电动马达42的扭矩为“0”的情况下，在这种情况下设置的小齿轮角度指令值θp*也不一定是被维持的角度。

因此，当车辆停止时，电流可以不必要地在电动马达42中流动。因此，当满足所有条件(i)、(ii)和(iii)时，CPU 52将角度操作量Tt*减小至“0”。因此，可以将扭矩指令值Tm*减小至“0”。因此，可以防止不必要的电流在电动马达42中流动。

根据上面描述的实施方式，另外实现以下操作和优点。

(1)CPU 52通过从轴向力Taf0中减去减小校正量ΔTt*来计算作为规范模型计算处理M30的输入的轴向力Taf，减小校正量ΔTt*为通过从角度操作量Tt*中减去角度操作量Tt0*而获得的值。因此，可以抑制估计干扰扭矩Tlde的大小过度增加。也就是说，在角度操作量计算处理M50中计算的角度操作量Tt0*是适用于将小齿轮角度θp控制成小齿轮角度指令值θp*的操作量。因此，当通过从角度操作量Tt0*中减去角度操作量Tt*而获得的值不为“0”时，存在小齿轮角度θp可能与小齿轮角度指令值θp*偏离很大并且可能使估计干扰扭矩Tlde的大小过度增加的担忧。在这种情况下，由于角度操作量Tt0*偏离适用于将小齿轮角度θp控制成小齿轮角度指令值θp*的值，因此当角度操作量Tt*被改变成角度操作量Tt0*时，小齿轮角度θp的可控性可能降低。

(2)当角度操作量Tt*为“0”时，CPU 52将改变值K1代入弹性系数K中并且将改变值C1代入粘性系数C中。此处，改变值K1和C1适于当在对电动马达42的操作中未反映角度操作量计算处理M50时使规范模型计算处理M30稳定的值。因此，当角度操作量Tt*为“0”时，可以抑制小齿轮角度指令值θp*与小齿轮角度θp之间的差的绝对值的增加。因此，可以在角度操作量计算处理M50中平滑地重新启动对转动角度的控制。另一方面，当角度操作量Tt*为“0”并且使用正常值K0和C0时，规范模型计算处理M30是不稳定的，使小齿轮角度指令值θp*波动等，由此可能使小齿轮角度指令值θp*与小齿轮角度θp之间的差的绝对值波动很大。在这种情况下，难以在角度操作量计算处理M50中重新启动对转动角度的控制。

(3)在规范模型计算处理M30中，基于表示规范模型的表达式(1)计算转向角度指令值θh*，并且将转向角度θh控制成转向角度指令值θh*。因此，可以使用规范模型对转向特性进行调整。

(4)目标转向扭矩Th*是基于转向操作量Ts*和转向扭矩Th之和来设置的。此处，可以基于横向力来确定改善针对驾驶员的转向感的所需的目标转向扭矩Th*。另一方面，由于转向操作量Ts*与转向扭矩Th之和可以被转换为车辆的横向力，因此可以通过基于该和确定目标转向扭矩Th*来容易地设计计算目标转向扭矩Th*的处理。

在上述实施方式中，可以将小齿轮角度θp视为可转换角度。可以将规范模型计算处理M30、转向角度比率改变处理M32和加法处理M34视为角度指令值计算处理。可以将转换处理M76和操作信号生成处理M78视为操作处理。可以将增益α大于“0”时的减法处理M72视为减小处理。可以将S12和S18的处理视为是相对于在角度操作量计算处理中计算的角度操作量的大小来逐渐减小反映在操作处理中的角度操作量的大小的处理。可以将减法处理M20视为校正处理。可以将逆变器43视为驱动电路。可以将离合器30和离合器驱动器70视为切换装置。可以将S18至S22的处理视为改变处理。可以将S10的处理视为确定处理。可以将基本目标扭矩计算处理M10、加法处理M12和滞后处理M14视为目标转向扭矩计算处理。

其他实施方式

可以对上述实施方式进行如下修改。只要不产生技术矛盾，上面描述的实施方式和下面描述的修改示例可以彼此组合。

在实施方式中，当满足所有条件(i)、(ii)和(iii)时，减小处理的执行条件得到满足，但是本发明不限于此。例如，当满足条件(i)和(ii)时，可以确定执行条件得到满足。

关于减小处理，在实施方式中，通过将角度操作量Tt*逐渐减小至“0”，可以将在电动马达42中流动的电流减小至“0”，但是本发明不限于此。例如，角度操作量Tt*可以逐步减小至“0”。

在实施方式中，角度操作量Tt*被减小至“0”，但是本发明不限于此。例如，可以采用将角度操作量Tt*逐渐减小至大于“0”的规定值的处理。最重要的是，逐渐减小不是必需的，并且例如，角度操作量Tt*可以逐步减小至大于“0”的规定值。例如，可以采用将通过将角度操作量Tt*的大小除以角度操作量Tt0*的大小而获得的值减小至大于“0”且小于“1”的预定值的处理。

关于改变处理，在实施方式中，仅在角度操作量Tt*为“0”时执行改变弹性系数K或粘性系数C的处理，但是本发明不限于此。例如，当通过将角度操作量Tt*的大小除以角度操作量Tt0*的大小而获得的值等于或小于预定比率时，可以执行改变弹性系数K或粘性系数C的处理。

改变作为规范模型计算处理M30的输入的轴向力Taf与作为规范模型计算处理M30的输出的转向角度指令值θh*之间的关系的改变处理不限于改变弹性系数K或粘性系数C的处理，并且例如，可以采用仅改变两个系数中的一个系数的处理。当规范模型改变时，可以改变另一个参数，而不是改变弹性系数K和粘性系数C两者。

在实施方式中，角度操作量Tt*被用作电动马达42的所需扭矩，但是本发明不限于此。例如，可以将角度操作量Tt*与转向操作量Ts*之和用作电动马达42的所需扭矩。

关于角度指令值计算处理，在实施方式中，在规范模型计算处理M30中使用轴向力Taf作为输入来计算转向角度指令值θh*，但是本发明不限于此，并且例如，可以将转向操作量Ts*用作输入。在实施方式中，尽管转向角指令值θh*是基于表达式(c1)等使用轴向力Taf作为输入来计算的，但是用于计算转向角度指令值θh*的逻辑(模型)不限于此。例如，可以去掉转向角度比率改变处理M32和加法处理M34，并且可以将规范模型计算处理M30的输出用作转向角度指令值θh*和小齿轮角度指令值θp*中的每一个。

在上述实施方式中，干扰观察器由其中使作用在转动轮39上的扭矩与和转动角度的角加速度成比例的扭矩平衡的简单模型构成，但是本发明不限于此。例如，干扰观察器可以由其中使作用在转动轮39上的扭矩与和转动角度的角加速度成比例的扭矩以及和转动角度的角速度成比例的扭矩之和平衡的模型构成。

计算估计干扰扭矩Tlde的方法不限于实施方式中描述的示例。例如，可以通过从小齿轮角度指令值θp*的二阶时间微分值中或者从通过将小齿轮角度θp的二阶时间微分值乘以惯性系数Jp而获得的值中减去角度操作量Tt*和转向扭矩Th来计算估计干扰扭矩Tlde。

关于角度操作量计算处理，在上述实施方式中，基于小齿轮角度指令值θp*的二阶时间微分值来计算前馈操作量Ttff，但是本发明不限于此，并且例如，可以基于小齿轮角度θp的二阶时间微分值或者基于估计值θpe的二阶时间微分值来计算前馈操作量Ttff。

在上述实施方式中，通过使用其中使作用在转动轮39上的扭矩与和转动角度的角加速度成比例的扭矩平衡的简单模型对电动助力转向系统10建模来计算前馈项，但是本发明不限于此。例如，可以使用其中使作用在转动轮39上的扭矩与和转动角度的角加速度成比例的扭矩以及和转动角度的角速度成比例的扭矩之和平衡的模型来计算前馈项。这可以例如使用通过将小齿轮角度指令值θp*的二阶时间微分值乘以惯性系数Jp而获得的值和通过将小齿轮角度指令值θp*的一阶时间微分值乘以粘性系数Cp而获得的值之和作为前馈操作量Ttff来实现。此处，作为角速度的比例系数的粘性系数Cp就其目的而言与在规范模型计算处理M30中使用的粘性系数C不同，并且该粘性系数Cp优选地通过以最大准确度对电动助力转向系统10的实际行为建模来获得。

反馈项计算处理M56的输入之中的反馈控制量不限于估计值θpe或估计值θpe的一阶时间微分值。例如，可以使用小齿轮角度θp或小齿轮角度θp的时间微分值代替估计值θpe或估计值θpe的一阶时间微分值。

反馈项计算处理M56不限于输出比例元素的输出值与微分元素的输出值之和的处理。例如，可以输出比例元素的输出值，或者例如，可以输出微分元素的输出值。例如，可以采用输出比例元素的输出值和微分元素的输出值中的至少一个与积分元素的输出值之和的处理。当使用积分元素的输出值时，优选地去掉干扰观察器。最重要的是，当不使用积分元素的输出值时，不必使用干扰观察器。

在上述实施方式中，小齿轮角度θp被用作可转换角度，但是本发明不限于此。例如，可以使用转动轮的转动角度作为可转换角度。

关于转向操作量，在上述实施方式中，转向操作量Ts*被转换成用于转向轴14的扭矩，但是本发明不限于此。例如，可以将转向操作量Ts*转换成用于电动马达42的扭矩。在这种情况下，例如，可以将通过将转向扭矩Th除以减速齿轮比Km而获得的值与转向操作量Ts*之和用作轴向力Taf0，或者可以将通过将转向操作量Ts*乘以减速齿轮比Km而获得的值与转向扭矩Th之和用作轴向力Taf0。

关于角度操作量，在上述实施方式中，角度操作量Tt*被转换成用于转向轴14的扭矩，但是本发明不限于此。例如，可以将角度操作量Tt*转换成用于电动马达42的扭矩。此处，例如，当转向操作量Ts*被转换成用于转向轴14的扭矩并且转向操作量Ts*与角度操作量Tt*之和被用作电动马达42的所需扭矩时，可以将通过将角度操作量Tt*乘以减速齿轮比Km而获得的值与转向操作量Ts*之和设置为所需扭矩。

关于目标扭矩计算处理，基本目标扭矩计算处理不限于基于轴向力Taf0和车速V计算基本目标扭矩Thb*的处理。例如，可以采用仅基于轴向力Taf0计算基本目标扭矩Thb*的处理。

使用滞后校正量Thys来校正基本目标扭矩Thb*的处理不是必需的。在上述实施方式中，IG信号被用作行驶许可信号，但是本发明不限于此。例如，在包括作为产生车辆推力的车载动力源的旋转电机的车辆中，车辆的行驶许可信号可以是用于闭合可以向旋转电机供应电力的继电器的信号。在行驶许可信号处于接通状态的情况下，不必将离合器30切换至分离状态，并且原则上除了转动致动器40中的诸如异常发生的故障-安全处理之外，离合器30可以保持在分离状态。

转动控制系统不限于包括CPU 52和ROM 54并且执行软件处理的系统。例如，可以设置以硬件执行在上述实施方式中执行的软件处理的至少一部分的专用硬件电路(例如，ASIC)。也就是说，转动控制系统可以具有以下(a)至(c)的配置中的至少一种。(a)包括根据程序执行所有处理的处理器和存储该程序的诸如ROM的程序存储装置的配置；(b)包括根据程序执行处理中的一些处理的处理器、程序存储装置和执行其它处理的专用硬件电路的配置；以及(c)包括执行所有处理的专用硬件电路的配置。此处，包括处理器和程序存储装置的软件处理电路的数目或专用硬件电路的数目可以是两个或更多个。也就是说，所述处理必须仅由包括下述的处理电路来执行：i)一个或更多个软件处理电路；ii)一个或更多个专用硬件电路；iii)一个或更多个软件处理电路以及一个或更多个专用硬件电路。

电动助力转向系统不限于线控转向系统，并且例如在图1中去掉离合器30，并且替代地，转向轴14可以经由改变齿轮比的齿轮比改变机构机械地连接至小齿轮轴32。在这种情况下，例如，当满足所有条件(i)、(ii)和(iii)并且转向轴14与小齿轮轴32之间的连接被切断时，图3所示的处理流程是有效的。

在上述实施方式中，电动助力转向系统10包括离合器30，离合器30切断转向盘12与转动轮39之间的动力传递，并且转动控制在动力传递被离合器30切断时正常执行，但是本发明不限于此。例如，电动助力转向系统10可以采用其中转向盘12和转动轮39彼此机械连接的配置。在这种情况下，例如，当采用基于转向盘12的操作计算小齿轮角度指令值θp*并且执行小齿轮角度θp向小齿轮角度指令值θp*的反馈控制的控制器时，在驾驶员在停止时未操作转向盘12的情况下大电流可以不必要地在电动马达42中流动。因此，有效的是减小了角度操作量Tt*的大小。

电动马达不限于SPMSM，而可以是IPMSM等。电动马达不限于同步机，而可以是感应机。另外，例如，电动马达可以是具有电刷的直流电动马达。在这种情况下，可以采用H桥电路作为驱动电路。

转动致动器不限于上述实施方式中描述的示例。例如，可以采用包括第二小齿轮轴的所谓双小齿轮类型，第二小齿轮轴将电动马达42的动力与小齿轮轴32分开地传递至齿条轴36。例如，可以采用其中电动马达42的输出轴42a机械地连接至小齿轮轴32的配置。

车辆不限于仅包括内燃机作为产生车辆推力的车载动力源的车辆，并且例如，可以使用包括内燃机和旋转电机的车辆。最重要的是，车辆不需要内燃机。

Claims (7)

1.一种转动控制系统，所述转动控制系统对转动致动器进行操作，所述转动致动器具有并入所述转动致动器中的电动马达并且所述转动致动器使转动轮转动，其特征在于，所述转动控制系统包括控制器(52)，所述控制器(52)被配置成执行以下处理：

转向操作量计算处理，其计算转向操作量，所述转向操作量是能够被转换为所述电动马达所需的扭矩的操作量，作为用于使所述转动轮转动以通过反馈控制将由驾驶员输入的转向扭矩控制成目标转向扭矩的所述电动马达的操作量；

角度指令值计算处理，其基于所述转向操作量计算角度指令值，所述角度指令值是能够被转换为所述转动轮的转动角度的可转换角度的指令值；

角度操作量计算处理，其计算角度操作量，所述角度操作量是能够被转换为所述电动马达所需的扭矩的操作量作为用于通过反馈控制将所述可转换角度控制成所述角度指令值的操作量；

操作处理，其对所述电动马达的驱动电路进行操作以基于所述角度操作量控制所述电动马达的扭矩；

减小处理，其在车速等于或低于规定速度并且转向盘的输入扭矩的大小等于或小于规定值时，相对于在所述角度操作量计算处理中计算的角度操作量的大小来减小反映在所述操作处理中的角度操作量的大小；以及

校正处理，其对执行所述减小处理时的输入进行校正，使得在所述角度指令值计算处理计算所述角度指令值时所述输入的大小减小。

2.根据权利要求1所述的转动控制系统，其特征在于，所述控制器(52)被配置成在所述转向盘与所述转动轮之间的动力传递被切断时执行所述减小处理。

3.根据权利要求1或2所述的转动控制系统，其特征在于，所述减小处理是相对于在所述角度操作量计算处理中计算的角度操作量的大小来逐渐减小反映在所述操作处理中的所述角度操作量的大小的处理。

4.根据权利要求1或2所述的转动控制系统，其特征在于，所述角度指令值计算处理包括在执行所述减小处理时改变输出与所述输入的关系的改变处理。

5.根据权利要求1或2所述的转动控制系统，其特征在于，所述操作处理包括基于所述角度操作量对所述电动马达的扭矩进行控制而与所述转向操作量无关的处理。

6.根据权利要求1或2所述的转动控制系统，其特征在于，所述减小处理包括确定至少下述条件是否全部满足的确定处理：所述车速等于或低于所述规定速度的条件；所述输入扭矩的大小等于或小于所述规定值的条件；以及转向率的大小等于或小于规定比率的条件，并且

其中，所述减小处理是当在所述确定处理中确定满足全部条件时相对于在所述角度操作量计算处理中计算的所述角度操作量的大小来减小反映在所述操作处理中的所述角度操作量的大小的处理。

7.根据权利要求1或2所述的转动控制系统，其特征在于，所述控制器(52)被配置成执行目标转向扭矩计算处理，所述目标转向扭矩计算处理基于通过将所述转向操作量和所述转向扭矩转换成作用在同一对象上的力而获得的量之和来计算所述目标转向扭矩。

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