CN113386851A - 转向控制器 - Google Patents

Abstract

一种转向控制器(2)，其包括扭矩命令值计算器(62)，扭矩命令值计算器(62)被配置成计算用作马达扭矩的目标值的扭矩命令值。扭矩命令值计算器(62)具有滞后分量计算器(92)，该滞后分量计算器(92)被配置成计算滞后分量，该滞后分量被相加使得命令值分量具有滞后特性并且针对状态量的改变而相应地改变，状态量根据转向装置(1)的操作改变。滞后分量计算器(92)被配置成通过将滞后微分分量与滞后基本分量相加来计算滞后分量。

Description

转向控制器

技术领域

本发明涉及转向控制器。

相关技术描述

车辆转向装置包括电动转向装置(EPS)，该电动转向装置使用马达以施加用于辅助驾驶员执行转向的辅助力。车辆转向装置还包括由驾驶员转向的转向单元和根据由驾驶员执行的转向使转动轮转动的转动装置。在线控转向(steer-by-wire，SBW)转向装置中，设置在转向单元中的转向侧马达施加抵抗驾驶员转向的转向反作用力，并且设置在转向单元中的转向侧马达施加转动力以使转向轮转动。

控制诸如控制目标的转向装置的转向控制器通过基于各种分量来计算由电马达施加至转向装置的马达扭矩的命令值从而实现转向感的改善。例如，日本专利申请公开第2016-144974号中公开的转向控制器基于通过从基于转向扭矩的辅助力的基本分量中减去与转动或返回转向状态相对应的滞后分量而获得的值来计算扭矩命令值。转向控制器基于安装有转向装置的车辆的弹簧特性来改变滞后分量，以调节和优化转向感。

发明内容

顺便提及，近年来，改善转向装置的转向感的需求日益增长。实际上，即使采用上述配置，也不能说转向感满足了要求水平。因此，期望创建能够实现更好的转向感的新技术。

本发明提供一种能够实现转向感的改善的转向控制器。

根据本发明的方面的转向控制器被配置成控制转向装置，该转向装置被配置成通过使用马达扭矩使转向扭矩可变，该转向扭矩用于使方向盘转向，该马达扭矩由使用马达作为驱动源的致动器施加。转向控制器包括扭矩命令值计算器，其被配置成计算用作马达扭矩目标值的扭矩命令值。转向控制器控制马达的操作以生成与扭矩命令值相对应的马达扭矩。扭矩命令值计算器具有命令值分量计算器和滞后分量计算器，该命令值分量计算器被配置成计算命令值分量，命令值分量被相加以用于扭矩命令值的计算，滞后分量计算器，被配置成计算滞后分量，该滞后分量被相加使得命令值分量具有滞后特性并且针对状态量的改变而相应地改变，所述状态量的改变根据转向装置的操作改变。滞后分量计算器具有滞后基本分量计算器和滞后微分分量计算器，该滞后基本分量计算器被配置成基于状态量来计算滞后基本分量作为滞后分量的基本分量，滞后基本分量变化使得随着状态量变大，滞后基本分量的绝对值变大并且滞后梯度的绝对值变小，该滞后梯度是相对于状态量的改变量；滞后微分分量计算器，被配置成计算滞后微分分量，该滞后微分分量是通过对滞后基本分量进行微分而获得的分量。滞后分量计算器被配置成通过将滞后微分分量与滞后基本分量相加来计算滞后分量。

这里，通过添加滞后基本分量，能够给予驾驶员对转向的响应。为了给予驾驶员作为对转向响应的显著响应，可以想到增加滞后梯度，该滞后梯度是处于滞后基本分量的上升沿的梯度，并且从而增强响应性。在该情况下，当滞后梯度被强制增加并且从而响应性被过度增强时，由于诸如响应性能不足的原因，在滞后基本分量中的振动响应的特性变得显著，这在稳定性方面是不利的。换言之，为了给予驾驶员显著的响应的目的而增加滞后基本分量的滞后梯度并且增强响应性具有限制。

为了应对这些限制，在上述配置中，滞后微分分量起作用以抑制在滞后基本分量中生成的振动响应的特性。这意味着当滞后基本分量的滞后梯度增加时，可以抑制振动响应的特性。因此，与不添加滞后微分分量的情况相比，能够扩大响应性的限制，该响应性通过增加滞后基本分量的滞后梯度而增强。因此，与不添加滞后微分分量的情况相比，可以设计具有较大滞后梯度和增强的响应性的滞后基本分量。因此，可以给予驾驶员显著的响应，并且可以实现转向感的改善。

在上述方面中，滞后基本分量计算器可以被配置成基于与方向盘的转向有关地进行旋转的旋转轴的角度的改变量来改变滞后基本分量。

根据上述配置，例如，当改变滞后基本分量使得滞后梯度变小且响应性变低时，随着与方向盘的转向有关地进行旋转的旋转轴的角度的改变量较大，驾驶员能够以在快速转向的情况下被抑制的转向响应来平稳地执行转向操作。因此，能够给予驾驶员显著的响应，或者能够使驾驶员执行平稳的转向操作，并且因此能够设置与方向盘的转向状态相对应的适当的转向感。因此，上述配置对于实现转向感的改善是有效的。

在上述方面中，滞后基本分量计算器可以被配置成基于车辆速度来改变滞后基本分量。根据该配置，例如，当改变滞后基本分量使得滞后梯度变大且响应性增强时，随着车辆速度变小，能够在车辆停止时给予驾驶员充分的响应。因此，能够给予驾驶员显著的响应，或者给予驾驶员充分的响应，并且因此能够设置与车辆的行驶状态相对应的适当的转向感。因此，上述配置对于实现转向感的改善是有效的。

这里，当滞后基本分量基于车辆速度而改变时，滞后微分分量(通过对滞后基本分量进行微分而获得的分量)也基于事件的自然过程中的车辆速度而改变。然而，在事件的自然过程中基于车辆速度而改变的滞后微分分量不一定适合于改善转向感的目的。

因此，在上述配置中，滞后微分分量计算器可以配置成基于车辆速度来改变滞后微分分量。根据该配置，在滞后基本分量基于车辆速度改变的情况下，能够计算添加到滞后基本分量的滞后微分分量作为用于改善转向感的适当分量。因此，上述配置能够有助于改善转向感。

根据上述方面的转向控制器能够实现转向感的改善。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的标记表示相同的元件，并且其中：

图1是转向装置的示意性框图；

图2是示出转向控制器的功能的框图；

图3是示出第一实施方式的目标反作用力扭矩计算器的功能的框图。

图4是示出第一实施方式的滞后分量计算器的功能的框图；

图5A是示出转弯时的转动角与滞后基本分量之间的关系的曲线图。

图5B是示出回程转向时的转动角与滞后基本分量之间的关系的曲线图。

图6是示出在正弦转向的情况下转动角与滞后基本分量之间的关系的曲线图；

图7是示出转动角与目标转向扭矩之间的关系的曲线图；

图8是示出图5A的第一象限处于放大状态的关系的放大视图；

图9是示出图7的第一象限处于放大状态的关系的放大视图；

图10是示出第二实施方式的目标反作用力扭矩计算器的功能的框图；以及

图11是示出第三实施方式的角度轴向力计算器的功能的框图。

具体实施方式

第一实施方式

在下文中，将参照附图描述转向控制器应用于线控转向装置的第一实施方式。

如图1所示，本实施方式的转向装置1是线控转向装置。转向装置1包括控制转向装置1的操作的转向控制器2。转向装置1包括由驾驶员通过方向盘3转向的转向机构4，以及根据驾驶员对转向机构4的转向而使转动轮5转动的转动机构6。本实施方式的转向装置1具有将转向机构4与转动机构6之间的动力传递路径始终机械分离的结构。

转向机构4包括与方向盘3联接的转向轴11，以及转向侧致动器12，转向侧致动器12通过转向轴11对方向盘3施加抵抗转向的转向反作用力。

转向侧致动器12包括用作驱动源的转向侧电马达13和由蜗杆和蜗轮构成的减速器14。转向侧马达13通过减速器14与转向轴11联接。

转动机构6包括小齿轮轴21、齿条轴22、齿条壳体23以及齿条小齿轮机构24，齿条轴22用作与小齿轮轴21联接的转动轴，齿条壳体23能够沿轴向往复移动地容纳齿条轴22，齿条小齿轮机构24由小齿轮轴21和齿条轴22构成。齿条轴22和小齿轮轴21以规定的交叉角度布置在齿条壳体23中。通过形成在小齿轮轴21上的小齿轮齿21a与形成在齿条轴22上的齿条齿22a相互传动来构造齿条小齿轮机构24。齿条轴22的两端通过由球窝接头形成的齿条端25而与拉杆26联接。拉杆26的端部与附接到转动轮5的转向节(未示出)联接。

小齿轮轴21被设置成在齿条壳体23内支承齿条轴22。具体地，齿条轴22被压向小齿轮轴21，同时小齿轮轴21沿其轴向可移动地由设置在转动机构6中的支承机构(未示出)支承，因此，齿条轴22被支承在齿条箱23内。齿条轴22的旋转也被限制。代替小齿轮轴21，可以设置在齿条箱23中支承齿条轴22的另一支承机构。在该情况下，可以采用没有配置小齿轮轴21的转动机构6。

转动机构6包括转动侧致动器31，转动侧致动器31对齿条轴22施加动力以使齿条轴22沿轴向移动，从而使转动轮5转动。转动侧致动器31包括用作驱动源的转向侧马达32、带机构33以及滚珠丝杠机构34。转动侧致动器31将转动侧马达32的旋转通过带机构33传送至滚珠丝杠机构34。在滚珠丝杠机构34中，转动侧致动器31将转动侧马达32的旋转转换成齿条轴22沿轴向的往复运动，以对齿条轴22施加动力。

在以这样的方式构造的转向装置1中，根据驾驶员执行的转向，从转动侧致动器31对齿条轴22施加马达扭矩作为动力。因此，转动轮5的转向角被改变。此时，转动侧致动器12对方向盘3施加抵抗由驾驶员执行转向的转向反作用力。简言之，在转向装置1中，通过转向反作用力来改变使方向盘3转向所需的转向扭矩Th，该转向反作用力为从转动侧致动器12施加的马达扭矩。

如图1所示，转向侧马达13和转动侧马达32连接至控制马达13、马达32的驱动的转向控制器2。转向控制器2基于各种传感器的检测结果通过控制电流作为马达13、马达32的控制变量的供应量来控制马达13、马达32的驱动。各种传感器的示例包括车辆速度传感器41、扭矩传感器42、转向侧旋转角传感器43和转动侧旋转角传感器44。

车辆速度传感器41检测车辆速度值V，车辆速度值V是指示作为车辆的行驶速度的车辆速度的值。扭矩传感器42检测转向扭矩Th，转向扭矩Th是指示由驾驶员执行的转向而施加到转向轴11的扭矩的值。转向侧旋转角传感器43在360°的范围内检测转向侧旋转角θs，转向侧旋转角θs是转向侧马达13的旋转轴的角度。转动侧旋转角传感器44在360°的范围内检测作为转动侧马达32的旋转轴的角度的转动侧旋转角θt。例如，转向扭矩Th、转向侧旋转角θs和转动侧旋转角θt在车辆向右转向时被检测为正值，而在车辆向左转向时被检测为负值。

现在将给出转向控制器2的功能的描述。转向控制器2包括未示出的中央处理单元(CPU)和存储器。CPU每隔规定的操作周期执行存储在存储器中的程序。因此，执行各种处理。

图2示出了由转向控制器2执行的处理中的一些处理。图2所示的处理是由CPU执行存储在存储器中的程序而实现的处理中的一些处理。针对所实现的每种类型来示出处理。

转向控制器2包括：转向侧控制单元51，其输出转向侧马达控制信号Ms；以及转向侧驱动电路52，其基于转向侧马达控制信号Ms对转向侧马达13供应驱动电力。转向侧控制单元51连接到转向侧电流传感器45，该转向侧电流传感器45检测转向侧马达13的流经转向侧驱动电路52与对应于各个相位的转向侧马达13的马达线圈之间的连接线53的与各个相位对应的电流值Ius、Ivs、Iws。转向侧电流传感器45获取分流电阻器中的电压降作为电流，该分流电阻器连接到与转向侧马达13相对应地逆变器(未示出)中设置的各个开关元件的源极侧。在图2中，为了便于描述，与各个相位对应的连接线53和与各个相位对应的转向侧电流传感器45均被示出为单个部件。

转向控制器2包括：转动侧控制单元54，其输出转动侧马达控制信号Mt；以及转动侧驱动电路55，其基于转动侧马达控制信号Mt对转动侧马达32供应驱动电力。转动侧控制单元54连接到转动侧电流传感器46，该转动侧电流传感器46检测转动侧马达32的流经转动侧驱动电路55与对应于各个相位的转动侧马达32的马达线圈之间的连接线56的与各个相位对应的电流值Iut、Ivt、Iwt。转动侧电流传感器46获取分流电阻器中的电压降作为电流，该分流电阻器连接到与转动侧马达32相对应地逆变器(未示出)中设置的各个开关元件的源极侧。在图2中，为了便于描述，与各个相位对应的连接线56和与各个相位对应的转动侧电流传感器46均被示出为单个部件。作为本实施方式的转向侧驱动电路52和转动侧驱动电路55，采用公知的包括多个开关元件诸如FET的PWM逆变器。转向侧马达控制信号Ms和转动侧马达控制信号Mt分别是限定开关元件的通断状态的栅极通断信号。

转向侧控制单元51将转向侧马达控制信号Ms输出至转向侧驱动电路52，以通过将驱动电力从车载电源B供应到转向侧马达13来控制转向侧马达13的驱动。转动侧控制单元54将转动侧马达控制信号Mt输出至转动侧驱动电路55，以通过将驱动电力从车载电源B供应到转动侧马达32来控制转动侧马达32的驱动。

现在给出转向侧控制单元51的功能的描述。转向侧控制单元51接收转向扭矩Th、车辆速度值V、转向侧旋转角θs、各个相位的电流值Ius、Ivs、Iws，下文描述的实际电流值Iqt和下文描述的转动角θp的输入。转向侧控制单元51基于这些输入状态量的每个输入状态量生成转向侧马达控制信号Ms并且将其输出。基于各个相位的电流值Iut、Ivt、Iwt来计算实际电流值Iqt。基于转动侧旋转角θt来计算转动角θp。

具体地，转向侧控制单元51包括：转向角计算器61，其计算转向角θh，该转向角θh是方向盘3(即，转向轴11)的旋转角；目标反作用力扭矩计算器62，其计算目标反作用力扭矩Ts*，该目标反作用力扭矩Ts*作为用作转向反作用力的目标值的目标扭矩；以及转向侧马达控制信号运算器63，其计算转向侧马达控制信号Ms。

转向角计算器61接收转向侧旋转角θs的输入。转向角计算器61通过例如对转向侧马达13相对于转向中立位置的旋转数进行计数来将转向侧旋转角θs转换成包括360°范围的积分角度，该转向中立位置是当车辆直线行驶时方向盘3的位置。转向角计算器61将通过转换获得的积分角度乘以基于减速器14的转速比的转换系数，以计算转向角θh。将由此获得的转向角θh输出至目标反作用力扭矩计算器62。

目标反作用力扭矩计算器62接收转向扭矩Th、车辆速度值V、转向角θh以及实际电流值Iqt的输入。目标反作用力扭矩运算计算器62基于输入状态量计算目标反作用力扭矩Ts*。将由此获得的目标反作用力扭矩Ts*输出至转向侧马达控制信号计算器63。在计算目标反作用力扭矩Ts*的过程中，目标反作用力扭矩计算器62还计算目标转向角θh*，该目标转向角θh*是方向盘3的转向角θh的目标值。将由此获得的目标转向角θh*输出至转向侧控制单元54。在本实施方式中，目标反作用力扭矩计算器62是扭矩命令值计算器的示例，并且目标反作用力扭矩Ts*是扭矩命令值的示例。

除了目标反作用力扭矩Ts*的输入之外，转向侧马达控制信号计算器63还接收转向侧旋转角θs的输入，以及各个相位的电流值Ius、Ivs、Iws。转向侧马达控制信号计算器63基于目标反作用力扭矩Ts*计算在dq坐标系中d轴上的d轴目标电流值Ids*和q轴上的q轴目标电流值Iqs*。目标电流值Ids*、Iqs*分别指示dq坐标系中d轴上的目标电流值和q轴上的目标电流值。具体地，随着目标反作用力扭矩Ts*的绝对值变大，转向侧马达控制信号计算器63计算具有越大绝对值的q轴目标电流值Iqs*。在本实施方式中，d轴上的d轴目标电流值Ids*基本被设置为零。然后，转向侧马达控制信号计算器63执行在dq坐标系中的电流反馈控制，以生成要输出至转向侧驱动电路52的转向侧马达控制信号Ms。在下文的描述中，术语“反馈(feedback)”可以写成“FB”。

具体地，基于转向侧旋转角θs，转向侧马达控制信号计算器63将实际电流值Iqs映射到dq坐标，以计算作为转向侧马达13在dq坐标系中的实际电流值的d轴实际电流值Ids和q轴实际电流值Iqs。转向侧马达控制信号计算器63基于d轴和q轴的电流的偏差来计算目标电压值，以使允许d轴实际电流值Ids跟随d轴目标实际电流值Ids*并且允许q轴实际电流值Iqs跟随q轴目标实际电流值Iqs*，并且基于计算的目标电压值来生成用于设置占空比的转向侧马达控制信号Ms。将由此获得的转向侧马达控制信号Ms输出至转向侧驱动电路52。因此，转向侧马达13从转向侧驱动电路52接收与转向侧马达控制信号Ms相对应的驱动电力的供应。然后，转向侧马达13将表示为目标反作用力扭矩Ts*的转向反作用力施加到方向盘3。

现在给出转动侧控制单元54的功能的描述。转动侧控制单元54接收转动侧旋转角θt、目标转向角θh*以及各个相位的电流值Iut、Ivt、Iwt的输入。转动侧控制单元54基于这些输入状态量的每个输入状态量，生成转动侧马达控制信号Mt并且将其输出。在本实方式的转向装置1中，将作为转向角θh与转动角θp之间的比率的转向角比率恒定地设置为1：1，，并且用作转动角θp的目标值的目标转动角等于目标转向角θh*。

具体地，转动侧控制单元54包括：转动角计算器71，其计算转动角θp，该转动角θp是小齿轮轴21的旋转角；目标转动扭矩计算器72，其计算用作使转动轮5转动的转动力的目标值的目标转动扭矩Tt*；以及转动侧马达控制信号计算器73，其计算转动侧马达控制信号Mt。

转动角计算器71接收转动侧马达32的转动侧旋转角θt的输入。转动角计算器71通过例如对转动侧马达32相对于齿条中立位置的旋转数进行计数来将输入转动侧旋转角θt转换成包括360°以上范围的积分角度，该齿条中立位置是当车辆直线行驶时齿条轴22的位置。转动角计算器71将通过转换获得的积分角度乘以基于带机构33的减速比、滚珠丝杠机构34的导程以及齿条小齿轮机构24的旋转速比的转换系数以计算转动角θp。将由此获得的转动角θp输出至目标转动扭矩计算器72。

目标转动扭矩计算器72接收目标转向角θh*和转动角θp的输入。目标转动扭矩计算器72执行允许转动角θp跟随目标转向角θh*的角度FB计算以计算目标转动扭矩Tt*。具体地，目标转动扭矩计算器72包括执行角度FB计算的转动角度FB控制单元74。转动角FB控制单元74接收角度偏差△θp的输入，该角度偏差△θp通过减法器75从目标转向角θh*减去转动角θp而获得，该目标转向角θh*是目标转动角。目标转动扭矩计算器72计算比例元件、积分元件和导数元件的输出值的和作为目标转动扭矩Tt*，其中角度偏差θp用作输入。将由此获得的目标转动扭矩Tt*输出至转动侧马达控制信号计算器73。

除了目标转动扭矩Tt*的输入之外，转动侧马达控制信号计算器73接收转动侧旋转角θt以及各个相位的电流值Iut、Ivt、Iwt的输入。转动侧马达控制信号计算器73基于目标转动扭矩Tt*来计算dq坐标系中d轴上的d轴目标电流值Idt*和q轴上的q轴目标电流值Iqt*。具体地，随着目标转动扭矩Tt*的绝对值变大，转动侧马达控制信号计算器73计算具有越大绝对值的q轴目标电流值Iqt*。在本实施方式中，d轴上的d轴目标电流值Idt*基本被设置为零。与转向侧马达控制信号计算器63类似，转动侧马达控制信号计算器73在dq坐标系中执行电流FB运算，以生成要输出至转动侧驱动电路55的转动侧马达控制信号Mt。在通过转动侧马达控制信号计算器73中的计算生成转动侧马达控制信号Mt的过程中而获得的实际电流值Iqt被输出至转向侧控制单元51的目标反作用力扭矩计算器62。将由此获得的转动侧马达控制信号Mt输出至转动侧驱动电路55。因此，转动侧马达32从转动侧驱动电路55接收与转动侧马达控制信号Mt相对应的驱动电力的供应。然后，转动侧马达32将表示为目标转动扭矩Tt*的转动力施加到转动轮5。

现在给出目标反作用力扭矩计算器62的功能的描述。如图3所示，目标反作用力扭矩计算器62包括输入扭矩分量计算器81，其计算扭矩FB分量Tfbt作为输入扭矩分量，该输入扭矩分量是用于使方向盘3沿驾驶员转向的方向旋转的力。目标反作用力扭矩计算器62还包括反作用力分量计算器82，其计算抵抗由驾驶员转向的方向盘3的旋转的力，即，分配轴向力Fir，其是来自转动轮5的作用在齿条轴22上的轴向力。目标反作用力扭矩计算器62还包括计算目标转向角θh*的目标转向角计算器83以及计算转向角FB分量Tfbh的转向角FB分量计算器84。

具体地，输入扭矩分量计算器81包括：目标转向扭矩计算器91，其计算用作要输入到方向盘3中的转向扭矩Th的目标值的目标转向扭矩Thb*；以及滞后分量计算器92，其计算滞后分量Thy*，该滞后分量Thy*被相加使得目标转向扭矩Thb*具有滞后特性并且相应地改变。输入扭矩分量计算器81还包括扭矩FB分量计算器93，其通过执行扭矩FB计算来计算扭矩FB分量Tfbt。

目标转向扭矩计算器91接收驱动扭矩Tc的输入，该驱动扭矩Tc通过加法器94将扭矩FB分量Tfbt与转向扭矩Th相加而获得。目标转向扭矩计算器91计算目标转向扭矩Thb*，目标转向扭矩Thb*随着驱动扭矩Tc的绝对值变大而具有较大绝对值。驱动扭矩Tc是在转向机构4和转动机构6彼此机械联接的构造中用于使转动轮5转动的扭矩。驱动扭矩Tc指示与作用在齿条轴22上的轴向力大致平衡的力。简言之，驱动扭矩Tc对应于作用在齿条轴22上的估计和计算的轴向力。

滞后分量计算器92接收转动角θp和车辆速度值V的输入。滞后分量计算器92基于转动角θp和车辆速度值V来计算滞后分量Thy*。稍后将详细描述计算滞后分量Thy*的具体方法。将由此获得的滞后分量Thy*与目标转向扭矩Thb*相加，并且输出至减法器96作为通过加法器95获得的目标转向扭矩Th*。从转向扭矩Th中进一步减去由此获得的目标转向扭矩Th*，并且将结果输出至扭矩FB分量计算器93，作为通过减法器96获得的扭矩偏差△Th。

扭矩FB分量计算器93接收扭矩偏差△Th的输入。基于扭矩偏差△Th，扭矩FB分量计算器93执行扭矩FB(即扭矩反馈控制)计算，以允许转向扭矩Th跟随目标转向扭矩Th*来计算扭矩FB分量Tfbt。扭矩FB分量计算器93计算比例元件、积分元件和导数元件的输出值的和作为扭矩FB分量Tfbt，其中扭矩偏差△Th用作输入。将由此获得的扭矩FB分量Tfbt输出至加法器94和目标转向角计算器83。扭矩FB分量Tfbt也被输出至稍后描述的加法器85。

反作用力分量计算机82包括：角度轴向力计算器101，其计算作用在转动轮5的轴向力，即角度轴向力Fib，该角度轴向力Fib是传送到转向轮5的传输力的理想值；及当前轴向力计算器102，其计算作用在转向轮5的轴向力，即当前轴向力Fer，该当前轴向力Fer是传送到转动轮5的传输力的估计。反作用力分量计算器82包括计算分配轴向力Fir的分配轴向力计算器103，分配轴向力Fir对应于通过将角度轴向力Fib和当前轴向力Fer以规定的分配比率相加而获得的作用在齿条轴22的估计和计算的轴向力。在本实施方式中，计算角度轴向力Fib作为由可选设置车辆模型限定的轴向力的理想值。计算角度轴向力Fib作为不反映路面信息的轴向力，该路面信息例如不影响车辆在横向方向上的行为的微小不平坦度和影响车辆在横向方向上的行为的水平差。当前轴向力Fer被计算作为当车辆行驶或停止时实际作用的轴向力的估计，并且被计算作为反映路面信息的轴向力。轴向力Fib、Fer中的每个轴向力以扭矩(N·m)为单位计算。

角度轴向力计算器101接收转动角θp和车辆速度值V的输入。角度轴向力计算器101基于转动角θp来计算随着转动角θp的绝对值变大而具有较大绝对值的角度轴向力Fib。角度轴力计算器101还计算随着车辆速度值V变大而绝对值变大的角度轴力Fib。将由此获得的角度轴向力Fib输出至分配轴向力计算器103。

当前轴向力计算器102接收实际电流值Iqt的输入。当前轴向力计算器102基于实际电流值Iqt来计算随着实际电流值Iqt的绝对值变大而具有较大绝对值的当前轴向力Fer。将由此获得的当前轴向力Fer输出至分配轴向力计算器103。

分配轴向力计算器103接收角度轴向力Fib、当前轴向力Fer和车辆速度值V的输入。分配轴向力计算器103将角度轴向力Fib和当前轴向力Fer加在一起来计算分配轴向力Fir，同时基于车辆速度值V，随着车辆速度值V增大而将轴向力Fib的分配比率调整为越小并且将当前轴向力Fer的分配比率调整为越大。

目标转向角计算器83接收车辆速度值V、转向扭矩Th、扭矩FB分量Tfbt和分配的轴向力Fir的输入。目标转向角计算器83使用以下所示的表达式(1)的转向模型表达式来计算目标转向角θh*。表达式(1)将输扭矩矩Tin*与目标转向角θh*相关联，输入扭矩Tin*通过将转向扭矩Th加到扭矩FB分量Tfbt并且从扭矩FB分量Tfbt减去分配轴向力Fir而获得。

Tin*＝C·θh*'+J·θh*” (1)

该模型表达式定义和表示在方向盘3和转动轮5彼此机械地联接的构造中，即在转向机构4和转动机构6机械地联接的构造中，与方向盘3的旋转有关地进行旋转的旋转轴的扭矩与旋转角度之间的关系。模型表达式使用模拟转向装置1的摩擦力等的粘滞系数C和模拟转向装置1惯性的惯性系数J来表示。粘度系数C和惯性系数J根据车辆速度值V可变地设置。将由此获得的目标转向角θh*输出至目标转向扭矩计算器72和转向角FB分量计算器84。

转向角FB分量计算器84接收角度偏差△θp的输入，该角度偏差△θp通过减法器86从目标转向角θh*减去转向角θh而获得。转向角FB分量计算器84基于角度偏差△θp，通过执行用于允许转向角θh追随目标转向角θh*的角度FB计算来计算转向角FB分量Tfbh。具体地，转向角FB分量计算器84计算比例元件、积分元件和导数元件的输出值的和作为转向角FB分量Tfbh，其中，角度偏差△θp用作输入。由此获得的转向角FB分量Tfbh与扭矩FB分量Tfbt相加，并且作为通过加法器85获得的目标反作用力扭矩Ts*输出到转向侧马达控制信号计算器63。

在本实施方式中，目标反作用力扭矩计算器62基于作为计算出的轴向力的驱动扭矩Tc来计算用于扭矩FB计算的目标转向扭矩Th*。目标反作用力扭矩计算器62还基于作为计算出的轴向力的分配轴向力Fir来计算用于角度FB计算的目标转向角θh*，并且将目标转向扭矩Th*和目标转向角θh*相加以获得目标反作用力扭矩Ts*。因此，由转向侧电动机13施加的转向反作用力基本上充当抵抗驾驶员转向的力。然而，转向反作用力还可以根据作用在齿条轴22上的计算出的轴向力与实际轴向力之间的偏差，充当辅助驾驶员转向的力。

此处，更详细地描述滞后分量计算器92的功能。如图4所示，滞后分量计算器92包括：滞后基本分量计算器111，其计算作为滞后分量Thy*的基本分量的滞后基本分量Thyb*；以及滞后微分分量计算器112，其计算作为滞后基本分量Thyb*的微分值的滞后差分分量Thyd*。

滞后基本分量计算器111接收车速值V、转角θp和角速度ωp的输入。角速度ωp是通过由微分器113对转角θp求微分而得到的微分值。角速度ωp是与方向盘3的转向有关地进行旋转的小齿轮轴21的转角θp的改变量。

如图5A和图5B所示，滞后基本分量计算器111包括滞后图M1、M2，滞后图M1、M2限定了转角θp与滞后基本分量Thyb*之间的关系。滞后基本分量计算器111使用转角θp为输入，执行滞后基本分量Thyb*的计算。滞后基本分量计算器111根据基于转角θp和角速度ωp的符号或改变来确定的转向是转动转向还是返回转向，使用滞后图M1、M2之一来执行滞后基本分量Thyb*的图计算。在本实施方式中，转动转向是在一个相同方向上连续执行的转向，而返回转向是仅在转向方向改变后的转角θp在较小的规定范围内时执行的转向。在滞后图M1、M2中，术语“θp”表示在使用转动转向或返回转向的起始位置处的转角θp作为原点的情况下转角θp的改变量。

具体地，滞后基本分量计算器111在转动转向中使用滞后图M1计算滞后基本分量Thyb*。在这种情况下，滞后基本分量Thyb*被计算成使得在转角θp的绝对值变大时，滞后基本成分Thyb*的绝对值变大，并且滞后梯度的绝对值变小。滞后梯度是滞后基本分量Thyb*相对于在滞后基本分量Thyb*的上升沿处的转角θp的改变量。在转角θp在规定范围或更大范围中时，这种情况下的滞后基本分量Thyb*的绝对值饱和。此时的值被计算为最大值Tmax或更大。

在执行向右转动转向中，滞后基本分量计算器111使用以转动转向的起始位置处的转动角θp为原点的滞后图M1的第一象限中示出的值。在向左转动转向中，滞后基本分量计算器111使用以转动转向的起始位置处的转动角θp为原点的滞后图M1的第三象限中示出的值。

同时，在返回转向中，滞后基本分量计算器111使用滞后图M2计算滞后基本分量Thyb*。在这种情况下，滞后基本分量Thyb*与转动角θp成比例地计算。这种情况下的滞后基本分量Thyb*仅在转动角θp处于距原点的规定范围中时计算。

在执行向右的返回转向中，滞后基本分量计算器111仅在转动角θp处于距原点的规定范围内时使用以返回转向的起始位置处的转动角θp为原点的滞后图M2的第一象限中示出的值。在执行向左的返回转向中，滞后基本分量计算器111仅在转动角θp处于距原点的规定范围内时使用以返回转向的起始位置处的转动角θp为原点的滞后图M2的第三象限中示出的值。

在本实施方式中，滞后图M1、M2被配置成根据角速度ωp改变滞后基本分量Thyb*，并且还被配置成根据车辆速度值V改变滞后基本分量Thyb*。出于实现期望的转向感的目的，滞后图M1、M2根据角速度ωp或车辆速度值V来改变滞后基本分量Thyb*。在本实施方式中，例如，滞后基本分量Thyb*被改变成使得在角速度ωp较大时，滞后梯度变小，并且响应性降低。滞后基本分量Thyb*也被改变成使得在车辆速度值V较小时，滞后梯度变大并且响应性增强。

因此，如图6所示，在例如执行其中方向盘3的转动转向和返回转向以恒定频率周期性地重复的正弦转向的情况下，滞后基本分量计算器111计算相对于转动角θp的改变具有滞后特性的滞后基本分量Thyb*。将由此获得的滞后基本分量Thyb*输出至滞后微分分量计算器112和加法器114。在本实施方式中，具体地，输入扭矩分量计算器81的目标转向扭矩计算器91是命令值分量计算器的示例，目标转向扭矩Thb*是命令值分量的示例，并且转动角θp是根据转向设备1的操作而改变的状态量的示例。

滞后微分分量计算器112接收滞后基本分量Thyb*和车辆速度值V的输入。滞后微分分量计算器112将由微分器115通过对滞后基本分量Thyb*求微分而获得的值乘以与车辆速度值V对应的增益Ky，以计算滞后微分分量Thyd*，该滞后微分分量Thyd*是通过乘法器116获得的滞后基本分量Thyb*的微分分量。在本实施方式中，计算滞后微分分量Thyd*作为起抑制在滞后基本分量Thyb*中生成的振动响应特性作用的分量。

在本实施方式中，由于滞后基本分量Thyb*基于车辆速度值V而被改变，因此滞后微分分量Thyd*基于在自然事件过程中的车辆速度值V而改变。同时，出于改善转向感的目的，滞后微分分量Thyd*被配置成基于与车辆速度值V对应的增益Ky调整和改变为适当的分量。

由此获得的滞后微分分量Thyd*被添加到滞后基本分量Thyb*并且作为通过加法器114获得的滞后基本分量Thy*被输出至加法器95。在本实施方式中，通过添加到滞后基本分量Thy*上，滞后微分分量Thyd*被添加作为起抑制在滞后基本分量Thyb*中生成的振动响应特性作用的分量。通过添加到目标转向扭矩Th*上，滞后分量Thy*被添加作为起作用使得目标转向扭矩Th*具有滞后特性并且相应地改变的分量。在本实施方式中，考虑到使滞后分量Thy*起抑制在滞后基本分量Thyb*中生成的振动响应特性的作用，即使在通过从滞后基本分量Thyb*中减去而添加滞后微分分量Thyd*时，也可以获得相同的效果。

下文中，将对本实施方式的作用进行描述。在本实施方式中，通过添加滞后基本分量Thyb*，可以向驾驶员提供转向响应。

如图7所示，在例如执行正弦转向时，由转动角θp与目标转向扭矩Th*之间的关系指示的转向特性示出具有基于滞后基本分量Thyb*的滞后特性并且相应地改变的特性。然后，作为滞后基本分量Thyb*的上升沿处的梯度的滞后梯度对如下情形施加影响：例如从转动角θp为零的原点向右的转动转向开始时，以及在特别是向右的转动转向随后的向左的返回转向之后向左的转动转向开始时。

换言之，为了给予驾驶员显著的响应作为对转向响应，可以想到增加滞后基本分量Thyb*的滞后梯度，并且从而增强响应性。在这种情况下，在滞后梯度被强制性地增加并且从而响应性被过度增强时，由于诸如响应性能不足等的原因，滞后基本分量Thyb*中的振动响应特性变得显著，这在稳定性方面是不利的。换言之，出于给予驾驶员显著的响应的目的增加滞后基本分量Thyb*的滞后梯度并且增强响应性具有限制。

作为解决方案，在本实施方式中，滞后微分分量Thyd*起抑制在滞后基本分量Thyb*中生成的振动响应特性的作用。这意味着在滞后基本分量Thyb*的滞后梯度增加时，可以抑制振动响应特性。因此，与不添加滞后微分分量Thyb*的情况相比，可以扩大响应性的限制，响应性可以通过增加滞后基本分量Thyb*的滞后梯度来增强。

具体地，图8示出图5A所示的滞后图M1中的第一象限的扩大部分。第一象限与从转动角θp为零的原点开始向右转动转向的时间对应。滞后基本分量Thyb*的滞后梯度的绝对值可以如实线所示设计，该实线从由图中的箭头指示的假想线增加。这同样适用于第三象限中的滞后基本分量Thyb*的滞后梯度的绝对值，该第三象限与从在滞后图M1中转动角θp为零的原点开始向左转动转向的时间对应。

在该关系中，图9示出了第一象限的扩大部分，该第一象限与从具有图7所示的转向特性的转动角为零的原点向右转动转向对应。如从由图中箭头所示的假想线增加的实线所示，可以改变目标转向扭矩Th*相对于向右转动开始处的转动角θp的改变的梯度的绝对值。如图9所示，在执行向左的返回转向之后，目标转向扭矩Th*的梯度的绝对值可以相对于向左的转动转向开始处的转动角θp的变化而增大，如图中的箭头所示。

下文中，将对本实施方式的效果进行描述。(1)在本实施方式中，在计算滞后分量Thy*时，滞后微分分量Thyd*被添加到滞后基本分量Thyb*。因此，在本实施方式中，与不添加滞后微分分量Thyd*的情况相比，可以设计具有较大滞后梯度和增强的响应性的滞后基本分量Thyb*。结果，可以给予驾驶员显著的响应，并且可以实现转向感的改善。

(2)在本实施方式中，在滞后基本分量Thyb*基于角速度ωp改变时，滞后基本分量Thyb*被改变成使得在角速度ωp较大时，滞后梯度变小，并且响应性降低。这使得驾驶员能够以在快速转向的情况下被抑制的转向响应来执行平稳的转向操作。因此，可以向驾驶员给予显著的响应，或者驾驶员可以进行平稳的转向操作，并且设置与方向盘3的转向状态对应的适当的转向感。因此，本实施方式对于实现转向感的改善是有效的。

(3)在本实施方式中，在滞后基本分量Thyb*基于车辆速度值V改变时，滞后基本分量Thyb*被改变成使得在车辆速度值V较小时，滞后梯度变大并且响应性增强。这使得可以在停放车辆时给予驾驶员充分的响应。因此，给予驾驶员显著的响应或充分的响应，并且设置与车辆的行驶状态对应的适当的转向感。因此，本实施方式对于实现转向感的改善是有效的。

(4)此处，在滞后基本分量Thyb*基于车辆速度值V而改变时，作为通过对滞后基本分量Thyb*求微分而获得的分量的滞后微分分量也基于自然事件过程中的车辆速度值V而改变。然而，基于在自然事件过程中的车辆速度值V改变的滞后微分分量不一定适合于改善转向感的目的。

因此，在本实施方式中，在滞后基本分量Thyb*基于车辆速度值V改变时，滞后微分分量Thyd*基于车辆速度值V改变。结果，滞后微分分量Thyd*被调整为适当的分量，以实现转向感的改善。因此，本实施方式有助于转向感的改善。

第二实施方式

现在给出转向控制器的第二实施方式的描述。与之前描述的实施方式中的分量构件类似的分量构件用类似的符号表示，以省略多余的描述。

如图10所示，本实施方式的输入扭矩分量计算器81包括辅助基本分量计算器122，其计算用作相对于输入至方向盘3中的转向扭矩Th要被输出的电动机扭矩的基本分量的辅助基本分量Tb*。输入扭矩分量计算器81还包括第一滞后分量计算器123，其计算被添加使得辅助基本分量Tb*具有滞后特性并且相应地改变的第一滞后分量Tby*。输入扭矩分量计算器81还包括第二滞后分量计算器121，其计算第二滞后分量，与第一滞后分量Tby*类似，第二滞后分量Ty被添加使得辅助基本分量Tb*具有滞后特性并且相应地改变。在本实施方式中，输入扭矩分量计算器81的辅助基本分量计算器122是命令值分量计算器的示例，辅助转向扭矩Tb*是命令值分量的示例，并且转动角θp和转向扭矩Th是根据转向装置1的操作而改变的状态量的示例。

第二滞后分量计算器121接收转向扭矩Th和转动角θp的输入。第二滞后分量计算器121计算明显转向扭矩Th'，明显转向扭矩Th'被配置成使得转向扭矩Th的绝对值变得小于实际值，以提供预定的电动机扭矩或更大的电动机扭矩作为相对于转向扭矩Th要被输出的电动机扭矩。第二滞后分量计算器121基本上计算在转动角θp为零的齿条中立位置附近的转向扭矩Th的绝对值的实际值作为转向扭矩Th'。第二滞后分量计算器121还计算转向扭矩Th'，使得在转动角θp的绝对值较大时，转向扭矩Th的绝对值变得小于实际值。将由此获得的转向扭矩Th'输出至辅助基本分量计算器122和目标转向角计算器125。

第二滞后分量计算器121在配置上类似于第一实施方式的滞后分量计算器92。在第二滞后分量计算器121中，用转向扭矩Th代替转动角θp，用转向扭矩基本分量Thb代替滞后基本分量Thyb*，并且用转向扭矩微分分量Thd代替滞后微分分量Thyd*，转向扭矩微分分量Thd是通过对转向扭矩基本分量Thb求微分而获得的值。在第二滞后分量计算器121中，用通过将转向扭矩基本分量Thb和转向扭矩微分分量Thd相加而获得的转向扭矩Th'代替滞后分量Thy*。第二滞后分量计算器121包括将图5A和图5B中所示的滞后图M1、M2的垂直轴改变成差“ΔTh”的图，用于将转向扭矩Th的绝对值设置为小于实际值。本实施方式与第一实施方式的类似之处在于，转向扭矩微分分量Thd通过从转向扭矩基本分量Thb减去而被添加。

辅助基本分量计算器122接收转向扭矩Th'和车辆速度值V的输入。辅助基本分量计算器122基于转向扭矩Th'和车辆速度值V计算并且生成辅助基本分量Tb*。在转向扭矩Th'的绝对值较大和车辆速度值V较小时，辅助基本分量计算器122计算具有较大绝对值的辅助基本分量Tb*。具体地，在本实施方式中，通过转向扭矩Th的扭矩前馈控制来计算辅助基本分量Tb*。将由此获得的辅助基本分量Tb*输出至加法器124。

第一滞后分量计算器123接收转动角θp和车辆速度值V的输入。第一滞后分量计算器123基于转动角θp和车辆速度值V计算第一滞后分量Tby*。将由此获得的第一滞后分量Tby*添加到辅助基本分量Tb*，并且作为通过加法器124获得的辅助分量Tb*输出至目标转向角计算器125。

第一滞后分量计算器123在配置上类似于第一实施方式的滞后分量计算器92。用第一滞后基本分量Tbyb*代替滞后基本分量Thyb*，并且用第一滞后微分分量Tbyd*代替滞后微分分量Thyd*，该第一滞后微分分量Tbyd*是通过对第一滞后基本分量Tbyb*求微分而获得的值。在第一滞后分量计算器123中，用通过将第一滞后基本分量Tbyb*和第一滞后微分分量Tbyd*相加而获得的第一滞后分量Tby*代替滞后分量Thy*。第一滞后分量计算器123包括将图5A和图5B中所示的滞后图M1、M2的垂直轴改变成第一滞后基本分量Tbyb*的图。本实施方式与第一实施方式的类似之处在于，第一滞后微分分量Tbyd*可以通过从第一滞后基本分量Tbyb*减去而被添加。

本实施方式的目标转向角计算器125接收车辆速度值V、转向扭矩Th'、辅助分量Tb*'、分配轴向力Fir的输入：。目标转向角计算器125使用与第一实施方式相同的表达式(1)的转向模型表达式来计算目标转向角θh*。表达式(1)将输入扭矩Tin*与目标转向角θh*关联，该输入扭矩Tin*是通过将转向扭矩Th'添加到辅助分量Tb*'上并且从辅助分量Tb*'减去分配轴向力Fir而获得的。将由此获得的目标转向角θh*输出至目标转动扭矩计算器72和转向角FB分量计算器84。

除与第一实施方式的功能和效果对应的功能和效果之外，本实施方式表现了以下效果。(5)在如本实施方式那样计算辅助基本分量Tb*时采用转向扭矩Th的扭矩前馈控制时，与采用扭矩反馈控制来控制转向扭矩Th以达到目标值的第一实施方式不同，转向扭矩Th在自然事件过程中变化。在这种情况下，即使在将第一滞后分量Tby*添加到辅助基本分量Tb*以提供滞后特性时，第一滞后分量Tby*的添加也不会反映在转动角θp的整个范围上。例如，在一些情况下，在转动角θp远离转动角θp为零的齿条中立位置时，较少地反映第一滞后分量Tby*的添加。在转动角θp的上限附近，几乎不能反映第一滞后分量Tby*的添加。在这种情况下，在转动角θp的上限附近，辅助基本分量Tb*几乎没有滞后特性。

为了应对这种情况，在本实施方式中，为了使辅助基本分量Tb*在转动角θp的整个范围内具有滞后特性，用比实际值小的明显转向扭矩Th'代替转动角θp的上限附近的转向扭矩Th的绝对值。因此，在转动角θp的上限附近，输出与此时所需的电动机扭矩相比较小的电动机扭矩。因此，为了使转动轮5转动，驾驶员需要输入与实际转向扭矩Th相比具有较大绝对值的转向扭矩Th。在这种情况下，由驾驶员提供的转向扭矩Th的绝对值变得更大，结果，辅助基本分量Tb*的绝对值变得较大，以增加电动机扭矩输出。因此，辅助基本分量Tb*即使在转动角θp的上限附近也具有滞后特性，这可能有助于实现期望的转向感。

第三实施方式

现在给出转向控制器的第三实施方式的描述。与之前描述的实施方式中的分量构件类似的分量构件用类似的符号表示，以省略多余的描述。

如图11所示，本实施方式的角度轴向力计算器101计算角度轴向力Fib以具有滞后特性。具体地，角度轴向力计算器101包括：角度轴向力基本分量计算器131，其计算作为角度轴向力Fib的基本分量的角度轴向力基本分量Fibb；以及滞后分量计算器132，其计算滞后分量Fibby，该滞后分量Fibby被添加使得角度轴向力Fib具有滞后特性并且相应地改变。在本实施方式中，角度轴向力计算器101是命令值分量计算器的示例，角度轴向力Fib是命令值分量的示例，并且转动角θp是根据转向设备1的操作而改变的状态量的示例。

角度轴向力基本分量计算器131接收转动角θp和车辆速度值V的输入。角度轴向力基本分量计算器131计算由第一实施方式的角度轴向力计算器101计算的角度轴向力Fib作为角度轴向力基本分量Fibb。将由此获得的角度轴向力基本分量Fibb输出至加法器133。

滞后分量计算器132接收转动角θp和车辆速度值V的输入。滞后分量计算器132基于转动角θp和车辆速度值V计算滞后分量Fibby。由此得到的滞后分量Fibby被添加到角度轴向力基本分量Fibb，并且作为通过加法器133得到的角度轴向力Fib输出至分配轴向力计算器103。

滞后分量计算器132在配置上类似于第一实施方式的滞后分量计算器92。用滞后基本分量Fibbyb代替滞后基本分量Thyb*，并且用滞后微分分量Fibbyd代替滞后微分分量Thyd*，该滞后微分分量Fibbyd是通过对滞后基本分量Fibbyb求微分而获得的值。在滞后分量计算器132中，用通过将滞后基本分量Fibbyb和滞后微分分量Fibbyd相加而获得的滞后分量Fibby代替滞后分量Thy*。滞后分量计算器132包括将图5A和图5B中所示的滞后图M1、M2的垂直轴改变成差滞后基本分量Fibbyb的图。本实施方式与第一实施方式的类似之处在于，滞后微分分量Fibbyd可以通过从滞后基本分量Fibbyb中减去而被添加。本实施方式不限于通过改变第一实施方式的角度轴向力计算器101的配置来配置和应用。本实施方式还可以通过改变第二实施方式的角度轴向力计算器101的配置来配置和应用。

本实施方式示出了与第一实施方式的功能和效果对应的功能和效果。每个实施方式可以如下改变。在不脱离技术一致性范围的情况下，下面示出的其他实施方式可以彼此组合。

在第一实施方式中，滞后微分分量Thyd*可以不基于车辆速度值V而改变。这也适用于与第二实施方式和第三实施方式中的滞后微分分量Thyd*对应的微分分量。

在第一实施方式中，例如，可以适当地修改基于车辆速度值V改变滞后基本分量Thyb*的方面，使得在车辆速度值V较小时，滞后梯度变小并且响应性变低。这也适用于与第二实施方式和第三实施方式中的滞后基本分量Thyb*对应的基本分量。

在第一实施方式中，例如，可以适当地修改基于角速度ωp改变滞后基本分量Thyb*的方面，使得在角速度ωp较大时，滞后梯度变大并且响应性变高。这也适用于与第二实施方式和第三实施方式中的滞后基本分量Thyb*对应的基本分量。

在第一实施方式中，滞后基本分量Thyb*可以基于角加速度αp而非角速度ωp来改变。这也适用于与第二实施方式和第三实施方式中的滞后基本分量Thyb*对应的基本分量。

在第一实施方式中，在计算滞后微分分量Thyd*时，可以用例如计算滞后基本分量Thyb*的改变量并且将其用作微分分量的方法，或者用相位超前滤波器执行滤波处理并且将其结果用作微分分量的方法来代替微分方法。

在第一实施方式中，转动角θp用于各种分量的计算。然而，也可以基于与转动角θp(即，转动轮5的转向角)相关的任何状态量来计算各种分量。与转动轮5的转向角相关的状态量的示例包括：目标转向角θh*(即，目标转动角)、转向角θh、转向侧旋转角θs和转动侧旋转角θt。这些状态量也是根据转向设备1的操作而改变的状态量的示例。具体地，滞后基本分量Thyb*和角度轴向力Fib可以基于例如目标转向角θh*来计算。该变型也能够提供与第一实施方式相同的效果。这在第二实施方式和第三实施方式中也是如此。

在第一实施方式中，可以构造控制配置以使得扭矩FB分量Tfbt等于目标反作用力扭矩Ts*。控制配置还可以被构造成使得未添加扭矩FB分量Tfbt的转向角FB分量等于目标反作用力扭矩Ts*。

在第一实施方式中，当在目标转向扭矩计算器91中计算目标转向扭矩Thb*时，可以至少使用转向扭矩Th，并且可以省略车辆速度值，或者可以组合使用其他要素。这在第二实施方式中计算辅助基本分量Tb*的情况下也是相同的。在这种情况下，可以至少使用转向扭矩Th'，并且可以省略车辆速度值V，或者可以组合使用其他要素。

在第一实施方式中，在滞后基本分量计算器111在滞后分量计算器92中计算滞后基本分量Thyb*时，可以至少使用转动角θp，并且可以省略车辆速度值V和角速度ωp，或者可以组合使用其他要素。在滞后微分分量计算器112计算滞后微分分量Thyd*时，可以至少使用滞后基本分量Thyb*，并且可以省略车辆速度值V，或者可以组合使用其他要素。这在计算与第二实施方式和第三实施方式中的各种分量对应的分量的情况下也是相同的。

在第一实施方式中，当在滞后分量计算器92中计算滞后分量Thy*时，可以仅在转动转向中的端侧转向期间将滞后微分分量Thyd*添加到滞后基本分量Thyb*，端侧转向在从转动角θp为零的齿条中立位置分离的方向上执行。在这种情况下，滞后基本分量计算器111或滞后微分分量计算器112可以基于转向扭矩Th等来确定端侧转向是否处于操作中，或者提供附加的计算器来执行该确定。在该示例中，与图9所示的情况不同，在执行向左返回转向之后，相对于向左的转动转向开始处的转动角θp的改变，难以增大目标转向扭矩Th*的梯度的绝对值，如图中的箭头所示。然而，在改善转向感方面，提供了充分的效果。这在与第二实施方式和第三实施方式中的滞后分量计算器92对应的计算器中也是如此。

在第一实施方式中，当在角度轴向力计算器101中计算角度轴向力Fib时，可以至少使用转动角θp，并且可以省略车辆速度值V，或者可以组合使用其他要素。这同样适用于当前轴向力计算器102计算当前轴向力Fer的情况，以及分配轴向力计算器103计算分配轴向力Fir的情况。这同样适用于第三实施方式的情况，其中角度轴向力计算器101中的角度轴向力基本分量计算器131计算角度轴向力基本分量Fibb。

在第二实施方式中，在至少提供第一滞后分量计算器123的配置时，可以消除第二滞后分量计算器121的配置。即使在这种情况下，也能够表现与第一实施方式的功能和效果对应的功能和效果。

在每个实施方式中，将转向角θh与转动角θp之间的转向角比率设置为恒定的。然而，转向角比率可以根据车辆速度值V、转动角θp等而变化。在这种情况下，目标转向角θh*和目标转动角取不同的值。

在每个实施方式中，可以利用基于车辆的车轮定位或悬架的规格的使用而确定的弹簧系数K的模型表达式来代替表达式(1)来计算目标转向角θh*，该模型表达式通过添加所谓的弹簧项来建模。

在每个实施方式中，可以采用被配置成使得转动侧电动机32被布置在齿条轴22的同轴上，或者使得转动侧电动机32通过蜗杆减速器与与齿条轴22联接并且齿条小齿轮机构可以用作转动侧致动器31。

在每个实施方式中，构成转向控制器2的CPU可以实现为：执行计算机程序的一个或更多个处理器，诸如执行各种处理中的至少一些处理的专用集成电路的一个或更多个专用硬件电路，或者包括处理器和专用硬件电路的组合的电路。存储器可以包括可以由通用计算机或专用计算机访问的任何可用介质。

在每个实施方式中，转向设备1具有其中转向机构4和转动机构6始终机械地分离的无连杆结构。然而，不限于此，转向设备1可以具有其中转向机构4和转动机构6可以通过离合器机械地分离的结构。转向设备1可以被配置为施加辅助力的电动转向设备，该辅助力是用于辅助方向盘3的转向的力。在这种情况下，方向盘3通过转向轴11机械地连接至小齿轮轴21。

接下来，下面将另外描述可以从每个实施方式和修改中认识到的技术构思。命令值分量计算器计算目标转向扭矩作为命令值分量。该目标转向扭矩用作要被输入至方向盘的转向扭矩的目标值。扭矩命令值计算器通过执行反馈控制来计算扭矩命令值，该反馈控制用于允许输入到方向盘中的转向扭矩跟随目标转向扭矩。滞后基本分量被添加使得目标转向扭矩具有滞后特性并且针对状态量的改变而相应地改变，状态量是与方向盘的转向有关地进行旋转的旋转轴的角度。

通过以上配置，在采用用于控制转向扭矩与目标值一致的扭矩反馈控制的情况下，可以给予驾驶员显著的响应，并且可以实现转向感的改善。

命令值分量计算器计算目标电动机扭矩作为指令值分量，该目标电动机扭矩被用作相对于输入到方向盘的转向扭矩要由电动机生成的电动机扭矩的目标值。扭矩指命令值计算器通过执行转向扭矩的前馈控制来计算扭矩命令值。滞后基本分量被添加使得目标电动机扭矩具有滞后特性并且针对状态量的改变而相应地改变，状态量是与方向盘的转向有关地进行旋转的旋转轴的角度。

通过以上配置，在命令值分量的计算中采用转向扭矩的扭矩前馈控制的情况下，可以给与驾驶员显著的响应，并且可以实现转向感的改善。

命令值分量计算器计算目标电动机扭矩作为命令值分量，该目标电动机扭矩被用作相对于输入到方向盘的转向扭矩要由电动机生成的电动机扭矩的目标值。扭矩指命令值计算器通过执行转向扭矩的前馈控制来计算扭矩命令值。滞后基本分量包括第一滞后基本分量和第二滞后基本分量。该第一滞后基本分量被添加使得该目标电动机扭矩具有滞后特性并且针对状态量的改变而相应地改变，该状态量是与方向盘的转向有关地进行旋转的旋转轴的角度。该第二滞后基本分量被添加使得该目标电动机扭矩具有滞后特性并且针对状态量的改变而相应地改变，该状态量是转向扭矩。

通过上述配置，在命令值分量的计算中采用转向扭矩的扭矩前馈控制的情况下，可以减少命令值分量相对于状态量的改变失去滞后特性的情况的发生，并且有助于实现期望的转向感。

命令值分量计算器计算为了执行转动轮的转动而作用于转向设备所包含的转动轴的轴向力作为命令值分量。滞后基本分量被添加使得轴向力具有滞后特性并且针对状态量的改变而相应地改变，状态量是与方向盘的转向有关地进行旋转的旋转轴的角度。

通过以上配置，在计算作用在转动轴上的轴向力并且采用计算的轴向力作为命令值分量的情况下，可以给予驾驶员显著的响应并且可以实现转向感的改善。

Claims (4)

1.一种转向控制器(2)，被配置成控制转向装置(1)，所述转向装置(1)被配置成通过使用马达扭矩使转向扭矩可变，所述转向扭矩用于使方向盘(3)转向，所述马达扭矩由使用马达(13)作为驱动源的致动器(12)施加，所述转向控制器(2)的特征在于包括扭矩命令值计算器(62)，所述扭矩命令值计算器(62)被配置成计算用作所述马达扭矩的目标值的扭矩命令值，其中：

所述转向控制器(2)控制所述马达(13)的操作以生成与所述扭矩命令值对应的所述马达扭矩；

所述扭矩命令值计算器(62)具有：

命令值分量计算器(91)，被配置计算命令值分量，所述命令值分量被相加以用于所述扭矩命令值的计算，以及

滞后分量计算器(92)，被配置成计算滞后分量，所述滞后分量被相加使得所述命令值分量具有滞后特性并且针对状态量的改变而相应地改变，所述状态量的改变根据所述转向装置(1)的操作改变；

所述滞后分量计算器(92)具有：

滞后基本分量计算器(111)，被配置成基于所述状态量来计算滞后基本分量作为所述滞后分量的基本分量，所述滞后基本分量变化使得随着所述状态量变大，所述滞后基本分量的绝对值变大并且滞后梯度的绝对值变小，该滞后梯度是针对所述状态量的改变量，以及

滞后微分分量计算器(112)，被配置成计算滞后微分分量，所述滞后微分分量是通过对所述滞后基本分量进行微分而获得的分量；并且

所述滞后分量计算器(92)被配置成通过将所述滞后微分分量与所述滞后基本分量相加来计算所述滞后分量。

2.根据权利要求1所述的转向控制器(2)，其特征在于，所述滞后基本分量计算器(111)被配置成基于与所述方向盘(3)的转向有关地进行旋转的旋转轴的角度的改变量来改变所述滞后基本分量。

3.根据权利要求1或2所述的转向控制器(2)，其特征在于，所述滞后基本分量计算器(111)被配置成基于车辆速度来改变所述滞后基本分量。

4.根据权利要求3所述的转向控制器(2)，其特征在于，所述滞后微分分量计算器(112)被配置成基于所述车辆速度来改变所述滞后微分分量。

Images