于2016年3月4日提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2016－042154所公開(kāi)的內(nèi)容，包括說(shuō)明書(shū)、附圖以及摘要都通過(guò)援引而包含于本發(fā)明。

本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。

背景技術(shù)：

已知有通過(guò)對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)賦予馬達(dá)的動(dòng)力來(lái)輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置(eps)。例如，日本特開(kāi)2014－40178號(hào)公報(bào)所記載的eps基于駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱扭矩對(duì)通過(guò)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱而產(chǎn)生的控制量進(jìn)行運(yùn)算。

另外，在近年來(lái)的車輛中搭載有adas(advanceddriverassistancesystems：高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))等的輔助駕駛員的駕駛的系統(tǒng)。在這樣的車輛的eps中，存在為了實(shí)現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱感的提高、進(jìn)行高度的駕駛輔助，而根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱所產(chǎn)生的控制量以及基于攝像機(jī)及雷達(dá)等的計(jì)測(cè)裝置所計(jì)測(cè)到的本車的周邊環(huán)境運(yùn)算得到的控制量對(duì)馬達(dá)進(jìn)行控制的技術(shù)。

另外，當(dāng)通過(guò)駕駛輔助變更轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向操縱角時(shí)，由于轉(zhuǎn)向輪的粘性、慣性致使扭桿扭轉(zhuǎn)，因此會(huì)檢測(cè)到與駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱無(wú)關(guān)的轉(zhuǎn)向操縱扭矩。因此，eps除了由駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向操縱扭矩之外，還增加了由駕駛輔助產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向操縱扭矩，以此運(yùn)算由駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱產(chǎn)生的控制量。駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱所產(chǎn)生的控制量與駕駛輔助所產(chǎn)生的控制量相互干涉的部分致使轉(zhuǎn)向操縱角追隨于轉(zhuǎn)向操縱角指令值的追隨性能降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供維持轉(zhuǎn)向操縱角相對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱角指令值的追隨性能的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。

本發(fā)明的一方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，對(duì)輔助或驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向操縱的馬達(dá)進(jìn)行控制，其中，該轉(zhuǎn)向操縱控制裝置包括：

第1運(yùn)算電路，該第1運(yùn)算電路基于根據(jù)轉(zhuǎn)向操縱軸的輸入側(cè)與輸出側(cè)的扭轉(zhuǎn)檢測(cè)出的扭矩信號(hào)，對(duì)輔助力的基礎(chǔ)分量進(jìn)行運(yùn)算；

第2運(yùn)算電路，該第2運(yùn)算電路基于上述扭矩信號(hào)對(duì)可換算成轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角指令值進(jìn)行運(yùn)算，并基于上述旋轉(zhuǎn)角指令值執(zhí)行角度反饋控制，由此運(yùn)算對(duì)于上述基礎(chǔ)分量的補(bǔ)償分量；

第1指令值生成加法器，該第1指令值生成加法器通過(guò)將上述基礎(chǔ)分量與上述補(bǔ)償分量相加來(lái)對(duì)第1指令值進(jìn)行運(yùn)算；

第3運(yùn)算電路，該第3運(yùn)算電路使上述第1指令值或者基于上述第1指令值對(duì)上述馬達(dá)進(jìn)行控制用的控制量中反映為了駕駛輔助而基于本車周邊的環(huán)境信息在外部生成的第2指令值；以及

扭矩信號(hào)修正電路，在使上述第1指令值或者基于上述第1指令值對(duì)上述馬達(dá)進(jìn)行控制用的控制量中反映上述第2指令值的情況下，該扭矩信號(hào)修正電路通過(guò)增減來(lái)修正用于對(duì)上述補(bǔ)償分量進(jìn)行運(yùn)算的上述扭矩信號(hào)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在扭矩信號(hào)修正電路接受到第2指令值的情況下，通過(guò)增加或者減少扭矩信號(hào)，第1運(yùn)算電路以及第2運(yùn)算電路使用修正后的扭矩信號(hào)執(zhí)行運(yùn)算。因此，即便在基于第2指令值執(zhí)行駕駛輔助的情況下，也能夠抑制因轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向操縱角變化而產(chǎn)生扭矩信號(hào)對(duì)旋轉(zhuǎn)角相對(duì)于旋轉(zhuǎn)角指令值的追隨性能造成的影響。因此，僅根據(jù)通過(guò)駕駛員的操作而產(chǎn)生的扭矩信號(hào)(轉(zhuǎn)向操縱扭矩)對(duì)第1指令值進(jìn)行運(yùn)算，因此能夠維持旋轉(zhuǎn)角相對(duì)于旋轉(zhuǎn)角指令值的追隨性能。此外，能夠兼顧駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱感的提高以及高度的駕駛輔助。

本發(fā)明的另一方式優(yōu)選為，在上述方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置中，上述扭矩信號(hào)修正電路在接受到上述第2指令值的情況下，基于上述第2指令值對(duì)上述扭矩信號(hào)進(jìn)行修正。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，扭矩信號(hào)修正電路基于第2指令值對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩進(jìn)行修正，由此能夠?qū)π拚蟮呐ぞ匦盘?hào)進(jìn)行運(yùn)算。

本發(fā)明的又一方式優(yōu)選為，在上述方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置中，上述扭矩信號(hào)修正電路在接受到上述第2指令值的情況下，按照物理模型對(duì)上述扭矩信號(hào)進(jìn)行修正。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，扭矩信號(hào)修正電路按照物理模型對(duì)扭矩信號(hào)進(jìn)行修正，由此能夠?qū)π拚蟮呐ぞ匦盘?hào)進(jìn)行運(yùn)算。

本發(fā)明的又一方式優(yōu)選為，在上述方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置中，上述第2指令值是用于駕駛輔助的、成為上述轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的目標(biāo)值的角度指令值，上述扭矩信號(hào)修正電路具有：粘性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路，該粘性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路基于通過(guò)對(duì)上述角度指令值進(jìn)行微分而運(yùn)算得到的角速度指令值運(yùn)算粘性補(bǔ)償項(xiàng)；慣性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路，該慣性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路基于通過(guò)對(duì)上述角速度指令值進(jìn)行微分而運(yùn)算得到的角加速度指令值運(yùn)算慣性補(bǔ)償項(xiàng)；以及加法器，該加法器將上述扭矩信號(hào)、上述粘性補(bǔ)償項(xiàng)以及上述慣性補(bǔ)償項(xiàng)相加。

本發(fā)明的又一方式優(yōu)選為，在上述方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置中，上述第2指令值是用于駕駛輔助的、作為上述轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的目標(biāo)值的角度指令值，上述第2運(yùn)算電路基于上述扭矩信號(hào)與上述基礎(chǔ)分量之和亦即扭矩指令值，對(duì)可換算成上述轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角指令值進(jìn)行運(yùn)算，并將該旋轉(zhuǎn)角指令值與上述角度指令值相加，由此對(duì)上述補(bǔ)償分量進(jìn)行運(yùn)算。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第2運(yùn)算電路通過(guò)將轉(zhuǎn)向操縱角指令值與角度指令值相加，能夠?qū)ρa(bǔ)償分量進(jìn)行運(yùn)算。并且，通過(guò)將該補(bǔ)償分量與基礎(chǔ)分量相加，對(duì)第1指令值進(jìn)行運(yùn)算。

本發(fā)明的又一方式優(yōu)選為，在上述方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置中，上述馬達(dá)對(duì)通過(guò)與上述轉(zhuǎn)向操縱軸的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)而使上述轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向軸賦予上述輔助力，根據(jù)設(shè)置于作為上述轉(zhuǎn)向操縱軸的一結(jié)構(gòu)要素的小齒輪軸的扭桿的第1側(cè)亦即上述輸入側(cè)與第2側(cè)亦即上述輸出側(cè)的扭轉(zhuǎn)，對(duì)上述扭矩信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在對(duì)轉(zhuǎn)向軸賦予輔助力的情況下，轉(zhuǎn)向操縱軸的扭桿的輸入側(cè)(上側(cè))的部分的距離長(zhǎng)且質(zhì)量重，相應(yīng)地修正扭矩信號(hào)的效果大。

本發(fā)明的又一方式優(yōu)選為，在上述方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置中，上述扭矩信號(hào)修正電路每隔預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算周期便接受上述第2指令值，執(zhí)行上述扭矩信號(hào)的修正，在將在上次的運(yùn)算周期運(yùn)算得到的上述第2指令值反映到本次的運(yùn)算周期的上述第1指令值或者基于上述第1指令值對(duì)上述馬達(dá)進(jìn)行控制用的控制量的情況下，上述扭矩信號(hào)修正電路在本次的運(yùn)算周期對(duì)上述第1指令值或者基于上述第1指令值對(duì)上述馬達(dá)進(jìn)行控制用的控制量的運(yùn)算所使用的上述扭矩信號(hào)進(jìn)行修正。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)在上次的運(yùn)算周期運(yùn)算得到的第2指令值，在本次的運(yùn)算周期對(duì)朝第1運(yùn)算電路以及第2運(yùn)算電路輸入的扭矩信號(hào)進(jìn)行修正，因此，在本次的運(yùn)算周期的反饋控制中，轉(zhuǎn)向操縱角容易追隨于轉(zhuǎn)向操縱角指令值。

從以下的參照附圖對(duì)具體實(shí)施方式進(jìn)行的說(shuō)明能夠清楚本發(fā)明的上述的和進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中，對(duì)相同或相似的要素標(biāo)注相同或相似的標(biāo)號(hào)，其中：

附圖說(shuō)明

圖1是電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置(eps)的概要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實(shí)施方式的eps的控制框圖。

圖3是示出基本輔助控制運(yùn)算以及輔助梯度的概要的說(shuō)明圖。

圖4是示出基于輔助梯度的相位補(bǔ)償控制的方式的說(shuō)明圖。

圖5是示出扭矩微分值與扭矩微分基礎(chǔ)控制量之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。

圖6是示出輔助梯度與輔助梯度增益之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。

圖7是小齒輪角f/b控制電路的概要結(jié)構(gòu)圖。

圖8是轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路的概要結(jié)構(gòu)圖。

圖9是其他實(shí)施方式的eps的概要結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)將本發(fā)明的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置應(yīng)用于轉(zhuǎn)向裝置的一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，eps1具備基于駕駛員對(duì)方向盤(pán)10的操作使轉(zhuǎn)向輪15轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)2、對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向操作進(jìn)行輔助的輔助機(jī)構(gòu)3、以及對(duì)輔助機(jī)構(gòu)3進(jìn)行控制的ecu(電子控制裝置)40。

轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)2具備方向盤(pán)10以及與方向盤(pán)10一體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向軸11。轉(zhuǎn)向軸11具有與方向盤(pán)10連結(jié)的轉(zhuǎn)向柱軸11a、與轉(zhuǎn)向柱軸11a的下端部連結(jié)的中間軸11b、以及與中間軸11b的下端部連結(jié)的小齒輪軸11c。小齒輪軸11c的下端部經(jīng)由齒條齒輪機(jī)構(gòu)13與齒條軸12連結(jié)。因而，在轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)2中，轉(zhuǎn)向軸11的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由由設(shè)置于小齒輪軸11c的前端的小齒輪以及形成于齒條軸12的齒條構(gòu)成的齒條齒輪機(jī)構(gòu)13轉(zhuǎn)換成齒條軸12的軸向(圖1的左右方向)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。該往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)由與齒條軸12的兩端分別連結(jié)的轉(zhuǎn)向橫拉桿14分別傳遞至左右的轉(zhuǎn)向輪15，由此轉(zhuǎn)向輪15的轉(zhuǎn)向角變化。

輔助機(jī)構(gòu)3具備輔助力的產(chǎn)生源亦即馬達(dá)20。馬達(dá)20的旋轉(zhuǎn)軸21經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)22與轉(zhuǎn)向柱軸11a連結(jié)。減速機(jī)構(gòu)22對(duì)馬達(dá)20的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速，并將該減速后的旋轉(zhuǎn)力傳遞至轉(zhuǎn)向柱軸11a。即，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向軸11作為輔助力賦予馬達(dá)20的旋轉(zhuǎn)力(扭矩)，來(lái)輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。作為馬達(dá)20，例如能夠采用基于3相(u、v、w)的驅(qū)動(dòng)電力旋轉(zhuǎn)的3相無(wú)刷馬達(dá)。

ecu40基于設(shè)置于車輛的各種傳感器的檢測(cè)結(jié)果對(duì)馬達(dá)20進(jìn)行控制。作為各種傳感器，例如具有扭矩傳感器30、旋轉(zhuǎn)角傳感器31以及車速傳感器32。在轉(zhuǎn)向柱軸11a設(shè)置有扭桿16。扭矩傳感器30設(shè)置于轉(zhuǎn)向柱軸11a，旋轉(zhuǎn)角傳感器31設(shè)置于馬達(dá)20。扭矩傳感器30基于伴隨著駕駛員的轉(zhuǎn)向操作而產(chǎn)生的、轉(zhuǎn)向柱軸11a的扭桿16的上側(cè)的部分與轉(zhuǎn)向柱軸11a的扭桿16的下側(cè)的部分的扭轉(zhuǎn)，對(duì)向轉(zhuǎn)向軸11賦予的轉(zhuǎn)向操縱扭矩(扭矩信號(hào))th0進(jìn)行檢測(cè)。旋轉(zhuǎn)角傳感器31對(duì)旋轉(zhuǎn)軸21的旋轉(zhuǎn)角θm進(jìn)行檢測(cè)。車速傳感器32對(duì)車輛的行駛速度亦即車速v進(jìn)行檢測(cè)。ecu40基于各傳感器的輸出設(shè)定目標(biāo)的輔助力，并對(duì)朝馬達(dá)20供給的電流進(jìn)行控制以使得實(shí)際的輔助力成為目標(biāo)的輔助力。

接著，對(duì)ecu40的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖2所示，ecu40具備將馬達(dá)控制信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路42的微機(jī)(微型計(jì)算機(jī))41、以及基于該馬達(dá)控制信號(hào)朝馬達(dá)20供給驅(qū)動(dòng)電力的驅(qū)動(dòng)電路42。

另外，以下所示的控制模塊通過(guò)由微機(jī)41執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。并且，微機(jī)41在規(guī)定的取樣周期對(duì)各種狀態(tài)量進(jìn)行檢測(cè)，并在每個(gè)規(guī)定的周期執(zhí)行以下的各控制模塊所示的運(yùn)算處理，由此生成馬達(dá)控制信號(hào)。

詳細(xì)來(lái)說(shuō)，本實(shí)施方式的微機(jī)41具備：輔助指令值運(yùn)算電路43，基于上述轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0以及車速v，對(duì)馬達(dá)20應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生的輔助扭矩、即與目標(biāo)輔助力對(duì)應(yīng)的輔助指令值ta＊進(jìn)行運(yùn)算；以及電流指令值運(yùn)算電路44，對(duì)與輔助指令值ta＊對(duì)應(yīng)的電流指令值i＊進(jìn)行運(yùn)算。此外，微機(jī)41具有馬達(dá)控制信號(hào)生成電路45，為了使實(shí)際電流值i追隨電流指令值i＊，執(zhí)行基于電流偏差di(di＝i＊－i)的電流反饋控制，由此生成朝驅(qū)動(dòng)電路42輸出的馬達(dá)控制信號(hào)。

具體而言，本實(shí)施方式的電流指令值運(yùn)算電路44作為該電流指令值i＊對(duì)d/q坐標(biāo)系的q軸電流指令值進(jìn)行運(yùn)算(d軸電流指令值為零)。此外，朝馬達(dá)控制信號(hào)生成電路45與電流指令值i＊一起輸入由電流傳感器46作為實(shí)際電流值i檢測(cè)的三相的相電流值(iu、iv、iw)、以及由旋轉(zhuǎn)角傳感器31檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角θm。然后，馬達(dá)控制信號(hào)生成電路45將該各相電流值映射到作為基于旋轉(zhuǎn)角θm的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的d/q坐標(biāo)，在該d/q坐標(biāo)系中執(zhí)行電流反饋控制，由此生成該馬達(dá)控制信號(hào)。

接著，對(duì)本實(shí)施方式的輔助指令值運(yùn)算電路的運(yùn)算方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，輔助指令值運(yùn)算電路43具備基本輔助控制電路51，該基本輔助控制電路51作為該輔助指令值ta＊的基礎(chǔ)分量對(duì)基本輔助控制量tas＊進(jìn)行運(yùn)算。此外，在輔助指令值運(yùn)算電路43設(shè)置有使由扭矩傳感器30檢測(cè)的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0的相位滯后(提前)的第1相位補(bǔ)償控制電路52?；据o助控制電路51基于由第1相位補(bǔ)償控制電路52進(jìn)行相位補(bǔ)償后的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th’以及車速v，作為輔助指令值ta＊的基礎(chǔ)分量對(duì)基本輔助控制量tas＊進(jìn)行運(yùn)算。另外，基本輔助控制電路51是第1運(yùn)算電路的一例。

具體而言，如圖3所示，基本輔助控制電路51對(duì)基本輔助控制量tas＊進(jìn)行運(yùn)算，基本輔助控制量tas＊具有隨著所輸入的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th’的絕對(duì)值增大或者車速v減小而增大的絕對(duì)值。基本輔助控制電路51被設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)向操縱扭矩th’越大，輔助梯度rag越大。另外，輔助梯度rag是基本輔助控制量tas＊的變化相對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱扭矩th’的變化的比例(例如切線l1、l2的斜度)。

此外，如圖2所示，本實(shí)施方式的基本輔助控制電路51將與轉(zhuǎn)向操縱扭矩th’(以及車速v)相應(yīng)的輔助梯度rag朝第1相位補(bǔ)償控制電路52以及第2相位補(bǔ)償控制電路53輸出。第1相位補(bǔ)償控制電路52基于所輸入的輔助梯度rag變更相位補(bǔ)償控制的特性(例如濾波因數(shù))。

具體而言，如圖4所示，第1相位補(bǔ)償控制電路52與輔助梯度rag的上升相應(yīng)地變更該相位補(bǔ)償?shù)奶匦?，以使得相位補(bǔ)償后的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th’的相位滯后(減少增益)。進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為通過(guò)設(shè)計(jì)由馬達(dá)控制信號(hào)生成電路45執(zhí)行的電流反饋控制，抑制振動(dòng)的產(chǎn)生而確保控制的穩(wěn)定性，并且提高該電流控制的響應(yīng)性而實(shí)現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)向操縱感。

此外，如圖2所示，輔助指令值運(yùn)算電路43具備第2相位補(bǔ)償控制電路53，該第2相位補(bǔ)償控制電路53基于所輸入的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th的微分值(扭矩微分值dth)，作為補(bǔ)償分量對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定化控制量tdt＊進(jìn)行運(yùn)算。第2相位補(bǔ)償控制電路53基于扭矩微分值dth以及輔助梯度rag對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定化控制量tdt＊進(jìn)行運(yùn)算。另外，微分器54對(duì)所輸入的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th進(jìn)行微分，由此對(duì)扭矩微分值dth進(jìn)行運(yùn)算。

具體而言，作為一例，如圖5所示，第2相位補(bǔ)償控制電路53對(duì)扭矩微分值dth的絕對(duì)值越大，絕對(duì)值越大的扭矩微分基礎(chǔ)控制量εdt進(jìn)行運(yùn)算。此外，作為一例，如圖6所示，基于朝第2相位補(bǔ)償控制電路53輸入的輔助梯度rag，對(duì)以輔助梯度rag的絕對(duì)值越大則值變得越小的方式變化的輔助梯度增益kag進(jìn)行運(yùn)算。輔助梯度增益kag是以與輔助梯度rag成反比例的方式在0～1.0的范圍內(nèi)設(shè)定的值。第2相位補(bǔ)償控制電路53將這些扭矩微分基礎(chǔ)控制量εdt與輔助梯度增益kag相乘而得的值作為系統(tǒng)穩(wěn)定化控制量tdt＊輸出。即，系統(tǒng)穩(wěn)定化控制量tdt＊能夠使用扭矩微分基礎(chǔ)控制量εdt以及輔助梯度增益kag并通過(guò)下式(1)表示。

tdt＊＝εdt×kag……(1)

如圖2所示，將由基本輔助控制電路51運(yùn)算得到的基本輔助控制量tas＊以及由第2相位補(bǔ)償控制電路53運(yùn)算得到的系統(tǒng)穩(wěn)定化控制量tdt＊輸入至加法器55。輔助指令值運(yùn)算電路43以將這些基本輔助控制量tas＊以及系統(tǒng)穩(wěn)定化控制量tdt＊相加而得的值作為基礎(chǔ)，對(duì)第1輔助分量ta1＊進(jìn)行運(yùn)算。

此外，在微機(jī)41設(shè)置有小齒輪角運(yùn)算電路56，該小齒輪角運(yùn)算電路56基于旋轉(zhuǎn)角θm，對(duì)位于相比扭桿16靠轉(zhuǎn)向輪15側(cè)的小齒輪軸11c(參照?qǐng)D1)的旋轉(zhuǎn)角(小齒輪角θp)進(jìn)行運(yùn)算。另外，在本實(shí)施方式中，作為可換算成轉(zhuǎn)向輪15的轉(zhuǎn)向角的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角(轉(zhuǎn)向操縱角)，使用小齒輪角θp，但并不限定于此。

在輔助指令值運(yùn)算電路43設(shè)置有小齒輪角f/b控制電路60，該小齒輪角f/b控制電路60通過(guò)執(zhí)行基于小齒輪角θp的角度反饋控制，對(duì)第2輔助分量ta2＊進(jìn)行運(yùn)算。另外，小齒輪角f/b控制電路60是第2運(yùn)算電路的一例。

如圖7所示，朝小齒輪角f/b控制電路60輸入第1輔助分量ta1＊以及轉(zhuǎn)向操縱扭矩th。小齒輪角f/b控制電路60具備扭矩指令值運(yùn)算電路61，該扭矩指令值運(yùn)算電路61基于這些各狀態(tài)量，對(duì)與朝小齒輪軸11c傳遞的輸入扭矩對(duì)應(yīng)的扭矩指令值tp＊進(jìn)行運(yùn)算。在扭矩指令值運(yùn)算電路61設(shè)置有加法器62，該加法器62通過(guò)將第1輔助分量ta1＊與轉(zhuǎn)向操縱扭矩th相加，對(duì)扭矩指令值tp＊進(jìn)行運(yùn)算。

此外，小齒輪角f/b控制電路60具備小齒輪角指令值運(yùn)算電路63，該小齒輪角指令值運(yùn)算電路63基于扭矩指令值tp＊，作為可換算成轉(zhuǎn)向輪15的轉(zhuǎn)向角的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角指令值對(duì)小齒輪角指令值θp＊進(jìn)行運(yùn)算。小齒輪角指令值運(yùn)算電路63基于根據(jù)扭矩指令值tp＊所示的輸入扭矩旋轉(zhuǎn)的小齒輪軸11c的理想模型(輸入扭矩·旋轉(zhuǎn)角模型)，對(duì)小齒輪角指令值θp＊進(jìn)行運(yùn)算。即，該輸入扭矩·旋轉(zhuǎn)角模型由基于小齒輪軸11c的旋轉(zhuǎn)角(小齒輪角指令值θp＊)的彈性項(xiàng)、基于小齒輪軸11c的旋轉(zhuǎn)角速度(小齒輪角速度)的粘性項(xiàng)、以及基于從輸入扭矩(扭矩指令值tp＊)減去彈性項(xiàng)和粘性項(xiàng)的各控制輸出亦即彈性分量和粘性分量而得的值的慣性項(xiàng)表示。小齒輪角指令值運(yùn)算電路63具備濾波器，該濾波器基于這些各維度(角度、速度以及角速度)的指令值以及車速v，對(duì)各種補(bǔ)償值進(jìn)行運(yùn)算。小齒輪角指令值運(yùn)算電路63對(duì)基于這些各種補(bǔ)償值補(bǔ)償后的小齒輪角指令值θp＊進(jìn)行運(yùn)算。

另外，如圖2所示，從設(shè)置于ecu40的外部的adas指令值運(yùn)算電路70朝該ecu40輸入用于進(jìn)行adas控制的指令值亦即adas指令角θa＊。adas指令值運(yùn)算電路70基于轉(zhuǎn)向操縱扭矩th、車速v以及從外部檢測(cè)裝置71得到的外部信息e，對(duì)adas指令角θa＊進(jìn)行運(yùn)算。作為外部檢測(cè)裝置71例如使用攝像機(jī)等，對(duì)包括車輛周邊的環(huán)境信息等在內(nèi)的外部信息e進(jìn)行檢測(cè)。

如圖7所示，小齒輪角f/b控制電路60具備加法器64，該加法器64通過(guò)將由小齒輪角指令值運(yùn)算電路63運(yùn)算得到的小齒輪角指令值θp＊與由adas指令值運(yùn)算電路70運(yùn)算得到的adas指令角θa＊相加，對(duì)最終小齒輪角指令值θ＊進(jìn)行運(yùn)算。即，通過(guò)將小齒輪角指令值θp＊與adas指令角θa＊相加，對(duì)在小齒輪角指令值θp＊中反映(加入)adas指令角θa＊后的最終小齒輪角指令值θ＊進(jìn)行運(yùn)算。

并且，由加法器64運(yùn)算得到的最終小齒輪角指令值θ＊與由小齒輪角運(yùn)算電路56檢測(cè)到的作為實(shí)際旋轉(zhuǎn)角的小齒輪角θp一起輸入至f/b運(yùn)算電路65。f/b運(yùn)算電路65基于最終小齒輪角指令值θ＊與小齒輪角θp之間的偏差執(zhí)行角度反饋控制，由此生成第2輔助分量ta2＊。另外，作為反饋控制，例如進(jìn)行比例·積分·微分控制(pid控制)。

如圖2所示，由小齒輪角f/b控制電路60運(yùn)算得到的第2輔助分量ta2＊與由加法器55運(yùn)算得到的第1輔助分量ta1＊一起輸入至加法器57。加法器57基于第1輔助分量ta1＊與第2輔助分量ta2＊之和輸出輔助指令值ta＊。

此外，微機(jī)41具備轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80，由adas指令值運(yùn)算電路70運(yùn)算得到的adas指令角θa＊以及由扭矩傳感器30檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0輸入至該轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80，轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80是扭矩信號(hào)修正電路的一例。轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80每過(guò)預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算周期，便基于adas指令角θa＊以及轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0，加入伴隨著基于adas控制的小齒輪角θp變化而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向操縱扭矩，對(duì)應(yīng)當(dāng)朝輔助指令值運(yùn)算電路43輸入的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th進(jìn)行運(yùn)算。即，使用在上次的運(yùn)算周期運(yùn)算得到的adas指令角θa＊，在本次的運(yùn)算周期對(duì)輔助指令值運(yùn)算電路43的運(yùn)算所使用的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th進(jìn)行運(yùn)算。另外，作為adas控制，例如可舉出車道保持輔助控制等。

如圖8所示，在轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80具備微分器81，該微分器81對(duì)所輸入的adas指令角θa＊進(jìn)行微分，由此對(duì)adas指令角速度ωa＊(adas指令角θa＊的與時(shí)間相關(guān)的1階微分值)進(jìn)行運(yùn)算。此外，在轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80具備微分器82，該微分器82對(duì)所輸入的adas指令角速度ωa＊進(jìn)行微分，由此對(duì)adas指令角加速度αa＊(adas指令角θa＊的與時(shí)間相關(guān)的2階微分值)進(jìn)行運(yùn)算。

轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80具備粘性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路83，該粘性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路83通過(guò)將adas指令角速度ωa＊與粘性系數(shù)相乘，對(duì)粘性補(bǔ)償項(xiàng)t1進(jìn)行運(yùn)算。粘性系數(shù)由與方向盤(pán)10以及轉(zhuǎn)向軸11的旋轉(zhuǎn)相關(guān)的粘性等決定。

此外，轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80具備慣性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路84，該慣性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路84通過(guò)將adas指令角加速度αa＊與慣性系數(shù)相乘，對(duì)慣性補(bǔ)償項(xiàng)t2進(jìn)行運(yùn)算。慣性系數(shù)由與方向盤(pán)10以及轉(zhuǎn)向軸11的旋轉(zhuǎn)相關(guān)的慣性等決定。

并且，轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80具有加法器85，該加法器85將從扭矩傳感器30輸入的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0、從粘性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路83輸入的粘性補(bǔ)償項(xiàng)t1、以及從慣性補(bǔ)償項(xiàng)運(yùn)算電路84輸入的慣性補(bǔ)償項(xiàng)t2相加，對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩th進(jìn)行運(yùn)算。即，加法器85使用粘性補(bǔ)償項(xiàng)t1以及慣性補(bǔ)償項(xiàng)t2按照下式(2)對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩th進(jìn)行運(yùn)算。

th＝th0+t1+t2……(2)

另外，粘性補(bǔ)償項(xiàng)t1以及慣性補(bǔ)償項(xiàng)t2與轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0的朝向相應(yīng)地具有正負(fù)的符號(hào)中的某一方。即，將粘性補(bǔ)償項(xiàng)t1以及慣性補(bǔ)償項(xiàng)t2與轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0相加，以便減少(消除)加入到轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0的粘性以及慣性的分量。因此，朝輔助指令值運(yùn)算電路43輸入即便小齒輪角θp因adas控制而變化，仍可降低(消除)因方向盤(pán)10等的慣性以及粘性而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向操縱扭矩的狀態(tài)的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th。

對(duì)本實(shí)施方式的作用以及效果進(jìn)行說(shuō)明。

(1)在小齒輪角θp由于adas控制而變化的情況下，由于在轉(zhuǎn)向柱軸11a設(shè)置扭桿16，所以在轉(zhuǎn)向柱軸11a中的相比扭桿16靠上方的部分、以及轉(zhuǎn)向柱軸11a中的相比扭桿16靠下方的部分，轉(zhuǎn)向柱軸11a的旋轉(zhuǎn)角不同。這是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)向柱軸11a中的相比扭桿16靠上方的部分設(shè)置有方向盤(pán)10，因此方向盤(pán)10的慣性以及轉(zhuǎn)向柱軸11a中的相比扭桿16靠上方的部分的粘性造成影響的緣故。此外，不僅是方向盤(pán)10本身的慣性以及上述粘性，當(dāng)駕駛員把持方向盤(pán)10時(shí)，因駕駛員的把持也會(huì)致使粘性以及慣性增加。輔助指令值運(yùn)算電路43使用包括因粘性以及慣性而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向操縱扭矩在內(nèi)的狀態(tài)的轉(zhuǎn)向操縱扭矩，對(duì)旋轉(zhuǎn)角指令值(最終小齒輪角指令值θ＊)進(jìn)行運(yùn)算。因此，f/b運(yùn)算電路65所進(jìn)行的最終小齒輪角指令值θ＊與旋轉(zhuǎn)角(小齒輪角θp)的角度反饋控制難以收斂，致使小齒輪角θp相對(duì)于最終小齒輪角指令值θ＊的追隨性能惡化。

關(guān)于這一點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，通過(guò)設(shè)置轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80，輔助指令值運(yùn)算電路43取得考慮到粘性以及慣性而補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)向操縱扭矩th，對(duì)第1輔助分量ta1＊以及第2輔助分量ta2＊進(jìn)行運(yùn)算。之所以這樣做是因?yàn)楦鶕?jù)從adas指令值運(yùn)算電路70輸出的adas指令角θa＊，即便在小齒輪軸11c的小齒輪角θp發(fā)生了變動(dòng)的情況下，也能夠減少方向盤(pán)10的粘性以及慣性對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩造成的影響的緣故。并且，輔助指令值運(yùn)算電路43使用減少了因粘性以及慣性而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向操縱扭矩的狀態(tài)的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th，對(duì)最終小齒輪角指令值θ＊進(jìn)行運(yùn)算。因此，容易使f/b運(yùn)算電路65所進(jìn)行的最終小齒輪角指令值θ＊與小齒輪角θp的角度反饋控制收斂，從而能夠維持小齒輪角θp相對(duì)于最終小齒輪角指令值θ＊的追隨性能。即，輔助指令值運(yùn)算電路43能夠維持與不進(jìn)行adas控制的情況相同程度的追隨性能。

(2)adas指令值運(yùn)算電路70也能夠基于由轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80補(bǔ)償后的轉(zhuǎn)向操縱扭矩th對(duì)adas指令角θa＊進(jìn)行運(yùn)算。因此，adas指令值運(yùn)算電路70能夠僅使用通過(guò)駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向操縱扭矩，對(duì)adas指令角θa＊進(jìn)行運(yùn)算。

另外，本實(shí)施方式也可以如以下那樣變更。以下的其他實(shí)施方式能夠在不存在技術(shù)矛盾的范圍內(nèi)相互組合。在本實(shí)施方式中，具體化為轉(zhuǎn)向柱輔助型的eps1，但并不限定于此。例如，也可以是對(duì)小齒輪輔助型的eps、齒條輔助型的eps等的扭桿16的下游側(cè)(齒條軸12側(cè))賦予馬達(dá)20的輔助力的轉(zhuǎn)向裝置。在齒條輔助型中的、例如馬達(dá)軸與齒條平行配置的齒條平行(注冊(cè)商標(biāo))型的eps的情況下，如圖9所示，也可以將扭桿16設(shè)置于小齒輪軸11c。在該情況下，扭矩傳感器30也可以基于小齒輪軸11c的與扭桿16的上側(cè)連結(jié)的部分和小齒輪軸11c的與扭桿16的下側(cè)連結(jié)的部分的扭轉(zhuǎn)，對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩(扭矩信號(hào))進(jìn)行檢測(cè)。另外，在齒條平行型的eps的情況下，馬達(dá)20的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)22以及滾珠絲杠機(jī)構(gòu)23轉(zhuǎn)換成齒條軸12的軸向的力。當(dāng)在小齒輪軸11c設(shè)置扭桿16的情況下，方向盤(pán)10與扭桿16之間的距離變長(zhǎng)，轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)2中的與相比扭桿16靠上側(cè)(上游側(cè))的部位連結(jié)的部分的質(zhì)量變重，由此致使方向盤(pán)10的慣性以及粘性變大。因此，本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)的效果變大。

在本實(shí)施方式中，作為可換算成轉(zhuǎn)向輪15的轉(zhuǎn)向角的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角，使用了小齒輪軸11c的旋轉(zhuǎn)角亦即小齒輪角θp，但并不限定于此。例如，也可以使用位于相比扭桿16靠轉(zhuǎn)向輪15側(cè)的位置的中間軸11b、馬達(dá)20的旋轉(zhuǎn)軸21。

在本實(shí)施方式中，小齒輪角運(yùn)算電路56基于由旋轉(zhuǎn)角傳感器31檢測(cè)到的馬達(dá)20的旋轉(zhuǎn)角θm，對(duì)小齒輪角θp進(jìn)行檢測(cè)，但并不限定于此。例如，也可以設(shè)置直接實(shí)際測(cè)量小齒輪角θp的旋轉(zhuǎn)角傳感器，實(shí)際測(cè)量小齒輪角θp。

在本實(shí)施方式中，在ecu40設(shè)置有第1相位補(bǔ)償控制電路52以及第2相位補(bǔ)償控制電路53，但也可以不設(shè)置。在該情況下，朝基本輔助控制電路51直接輸入轉(zhuǎn)向操縱扭矩th。此外，第1輔助分量ta1＊與基本輔助控制量tas＊相等。

在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80基于所輸入的adas指令角θa＊對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0進(jìn)行補(bǔ)償，但并不限定于此。例如，轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80也可以當(dāng)接受到adas指令角θa＊時(shí)，將轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0相加或者相減預(yù)先設(shè)定的值，由此對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩th進(jìn)行運(yùn)算。

在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80考慮到粘性以及慣性對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩th進(jìn)行運(yùn)算，但并不限定于此。即，轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80也可以僅考慮粘性或者慣性中的任意一方對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩th進(jìn)行運(yùn)算。此外，并不限定于粘性以及慣性，轉(zhuǎn)向操縱扭矩補(bǔ)償電路80也可以考慮基于彈性等的其他各種物理模型的補(bǔ)償量，對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩th進(jìn)行運(yùn)算。

在本實(shí)施方式中，adas指令值運(yùn)算電路70基于轉(zhuǎn)向操縱扭矩th、車速v以及外部信息e，對(duì)adas指令角θa＊進(jìn)行運(yùn)算，但并不限定于此。例如，adas指令值運(yùn)算電路70也可以不使用轉(zhuǎn)向操縱扭矩th以及車速v(僅根據(jù)外部信息e)，對(duì)adas指令角θa＊進(jìn)行運(yùn)算。

在本實(shí)施方式中，扭矩傳感器30基于轉(zhuǎn)向柱軸11a中的與扭桿16的上側(cè)連結(jié)的部分以及轉(zhuǎn)向柱軸11a中的與扭桿16的下側(cè)連結(jié)的部分的扭轉(zhuǎn)，對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0進(jìn)行檢測(cè)，但并不限定于此。例如，也可以不使用扭桿16，而利用磁致伸縮式扭矩傳感器對(duì)轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0進(jìn)行檢測(cè)。

在本實(shí)施方式中，小齒輪角f/b控制電路60基于轉(zhuǎn)向操縱扭矩th(轉(zhuǎn)向操縱扭矩th0)以及第1輔助分量ta1＊，對(duì)第2輔助分量ta2＊進(jìn)行運(yùn)算，但并不限定于此。例如，小齒輪角f/b控制電路60也可以基于轉(zhuǎn)向操縱扭矩th對(duì)第2輔助分量ta2＊進(jìn)行運(yùn)算。

在本實(shí)施方式中，adas指令值運(yùn)算電路70作為adas指令值對(duì)adas指令角θa＊進(jìn)行運(yùn)算，但并不限定于此。例如，adas指令值運(yùn)算電路70也可以對(duì)adas指令扭矩值進(jìn)行運(yùn)算。在該情況下，輔助指令值運(yùn)算電路43也可以接受adas指令扭矩值，并將所接受的adas指令扭矩值轉(zhuǎn)換成adas指令角θa＊。此外，例如，adas指令值運(yùn)算電路70也可以對(duì)adas指令電流值進(jìn)行運(yùn)算。在該情況下，輔助指令值運(yùn)算電路43也可以接受adas指令電流值，并將所接受的adas指令電流值轉(zhuǎn)換成adas指令角θa＊。