電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠得到更加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的ECU至少基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th來運(yùn)算基本輔助成分Ta1＊以及目標(biāo)小齒輪角θp＊。ECU通過使實(shí)際的小齒輪角與目標(biāo)小齒輪角θp＊一致的反饋控制來運(yùn)算基本輔助成分Ta1＊的修正成分。ECU通過對(duì)基本輔助成分Ta1＊加上修正成分來運(yùn)算輔助指令值。ECU根據(jù)相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角θp＊的絕對(duì)值的變化的彈性成分Tsp＊的變化比例(梯度)來分別修正滯后控制量Thy＊以及粘性成分Tvi＊的值。具體而言，在彈性成分Tsp＊的變化比例越大時(shí)，越使滯后控制量Thy＊以及粘性成分Tvi＊分別乘以更大的值的增益Ghy，Gvi。
【專利說明】電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置
[0001 ] 本申請(qǐng)主張于2015年2月6日提交的日本專利申請(qǐng)2015-022377號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在此引用其全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，已知有通過向車輛的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)賦予電動(dòng)馬達(dá)的動(dòng)力來輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(以下稱為EPS。)。例如，日本特開2014 — 040179的EPS具備基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩以及車速來運(yùn)算輔助指令值并基于該輔助指令值來控制馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的控制裝置。詳細(xì)而言，控制裝置基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩以及車速來運(yùn)算作為輔助指令值的基礎(chǔ)成分的第一輔助成分。另外，控制裝置基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩以及第一輔助成分來運(yùn)算轉(zhuǎn)向角指令值，并通過使實(shí)際的轉(zhuǎn)向角與該轉(zhuǎn)向角指令值一致的反饋控制來運(yùn)算第二輔助成分?？刂蒲b置通過將第一輔助成分加上第二輔助成分來運(yùn)算輔助指令值。
[0004]控制裝置將第一輔助成分與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩相加求出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩基于理想模型來運(yùn)算轉(zhuǎn)向角指令值。理想模型包括取決于轉(zhuǎn)向軸、馬達(dá)等構(gòu)成EPS的各構(gòu)件的特性的EPS側(cè)理想模型、以及取決于搭載EPS的車輛的特性的車輛側(cè)理想模型APS側(cè)理想模型由與轉(zhuǎn)向角的一階時(shí)間微分值成比例的粘性項(xiàng)、以及與轉(zhuǎn)向角的二階時(shí)間微分值成比例的慣性項(xiàng)構(gòu)成。車輛側(cè)理想模型由與轉(zhuǎn)向角成比例的彈性項(xiàng)構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩被模型化為這些彈性項(xiàng)、粘性項(xiàng)以及慣性項(xiàng)的總和。
[0005]為了得到更加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感，需要彈性項(xiàng)、粘性項(xiàng)以及慣性項(xiàng)的值的平衡。但是，由于各項(xiàng)的值是相互獨(dú)立地決定的，所以根據(jù)各項(xiàng)的值的平衡，擔(dān)心如下的狀況。例如，考慮基于彈性項(xiàng)的彈性反作用力過強(qiáng)地出現(xiàn)，與其相應(yīng)地，基于粘性項(xiàng)的粘性反作用力(阻尼)較弱地出現(xiàn)。此時(shí)，駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化難以感受到粘性。相反，也考慮基于粘性項(xiàng)的粘性反作用力過強(qiáng)地出現(xiàn)，與其相應(yīng)地，基于彈性項(xiàng)的彈性反作用力較弱地出現(xiàn)。此時(shí)，駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化更強(qiáng)烈地感受到粘性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠得到更加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
[0007]本發(fā)明的一方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置具備:馬達(dá)，其為被向車輛的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)賦予的轉(zhuǎn)向操縱輔助力的產(chǎn)生源；以及控制裝置，其根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向操縱狀態(tài)來控制上述馬達(dá)。上述控制裝置具有:第一運(yùn)算電路，其至少根據(jù)轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩來運(yùn)算為了向轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)賦予的轉(zhuǎn)向操縱輔助力的基礎(chǔ)控制成分;第二運(yùn)算電路，其至少基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩來運(yùn)算對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角；第三運(yùn)算電路，其通過使上述旋轉(zhuǎn)軸的實(shí)際的旋轉(zhuǎn)角與上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角一致的反饋控制來運(yùn)算上述基礎(chǔ)控制成分的修正控制成分;第一反作用力成分運(yùn)算電路，其至少基于上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角來運(yùn)算上述轉(zhuǎn)向操縱輔助力中的第一反作用力成分；以及第二反作用力成分運(yùn)算電路，其基于表示上述轉(zhuǎn)向操縱狀態(tài)的多種狀態(tài)量以及上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的至少一個(gè)來運(yùn)算上述轉(zhuǎn)向操縱輔助力中的第二反作用力成分。
[0008]本發(fā)明的其他方式是在上述方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置還具有修正電路，該修正電路根據(jù)相對(duì)于上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的上述第一反作用力成分的變化的梯度來修正上述第二反作用力成分。
[0009]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)相對(duì)于目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的變化的第一反作用力成分的變化的梯度，存在基于第一反作用力成分的反作用力更強(qiáng)地出現(xiàn)時(shí)和更弱地出現(xiàn)時(shí)。例如第一反作用力成分的變化的梯度越大，相對(duì)于目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的變化的第一反作用力成分的增加量越大。因此，駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化更強(qiáng)地感受到基于第一反作用力成分的反作用力。在該情況下，存在雖然基于第二反作用力成分的值，但駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化難以感受到基于第二反作用力成分的反作用力的顧慮。對(duì)于這一點(diǎn)，通過根據(jù)第一反作用力成分的變化的梯度來修正第二反作用力成分，基于第一反作用力成分的反作用力與基于第二反作用力成分的反作用力的平衡被調(diào)整為更佳的平衡。因此，能夠得到更佳的轉(zhuǎn)向操縱感。
[0010]本發(fā)明的其他方式是在上述方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置還具有變更電路，該變更電路通過將上述第一反作用力成分運(yùn)算電路所獲取的上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角加上上述第二反作用力成分來變更上述第一反作用力成分。
[0011 ]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)相對(duì)于目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的變化的第一反作用力成分的變化比例的大小，存在基于第一反作用力成分的反作用力更強(qiáng)地出現(xiàn)時(shí)和更弱地出現(xiàn)時(shí)。例如相對(duì)于目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的變化的第一反作用力成分的變化比例越大，駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化越更強(qiáng)地感受到基于第一反作用力成分的反作用力。在該情況下，存在雖然基于第二反作用力成分的值，但駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化難以感受到基于第二反作用力成分的反作用力的顧慮。
[0012]對(duì)于這一點(diǎn)，通過將第一反作用力成分運(yùn)算電路所獲取的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角加上第二反作用力成分，相對(duì)于目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的變化的第一反作用力成分的滯后寬度與其相應(yīng)地?cái)U(kuò)展。因此，駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化更加容易感受到基于第二反作用力成分的反作用力。因此，能夠得到更佳的轉(zhuǎn)向操縱感。
[0013]另外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過兼具修正電路和變更電路，能夠得到更佳的轉(zhuǎn)向操縱感。在相對(duì)于目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的變化的第一反作用力成分的變化比例(梯度)越大時(shí)越有效。
[0014]本發(fā)明的又一其他方式是在上述方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，上述修正電路具有運(yùn)算與上述第一反作用力成分的變化的梯度相應(yīng)的增益的梯度增益運(yùn)算電路、以及使上述第二反作用力成分乘以上述增益的乘法器，上述梯度增益運(yùn)算電路在上述梯度越大時(shí)越運(yùn)算出更大的值的上述增益。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在第一反作用力成分的變化的梯度越大時(shí)，越使第二反作用力成分乘以更大的值的增益。與第二反作用力成分的值增大的量相應(yīng)地，更容易感受到基于第二反作用力成分的反作用力。其結(jié)果，能夠取得基于第一反作用力成分的反作用力與基于第二反作用力成分的反作用力的平衡。
[0016]本發(fā)明的又一其他方式是在上述方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，上述第一反作用力成分運(yùn)算電路包括作為上述第一反作用力成分運(yùn)算與上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角成比例的彈性成分的彈性特性控制運(yùn)算電路，上述第二反作用力成分運(yùn)算電路包括作為上述第二反作用力成分運(yùn)算與轉(zhuǎn)向操縱角速度成比例的粘性成分的粘性控制運(yùn)算電路、以及作為上述第二反作用力成分運(yùn)算相對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱角的變化具有滯后特性的作為摩擦成分的滯后控制量的滯后控制量運(yùn)算電路中的至少一個(gè)。
[0017]根據(jù)上述方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，能夠得到更加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感。
【附圖說明】
[0018]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、構(gòu)件、過程、步驟、特性及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚，其中，附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的構(gòu)件，其中，
[0019]圖1是表示電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖2是E⑶的控制框圖。
[0021]圖3是EPS的第一方式中的目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路的控制框圖。
[0022]圖4是表示轉(zhuǎn)向操縱角與滯后控制量的關(guān)系的曲線圖。
[0023]圖5是表示小齒輪角速度的絕對(duì)值與粘性成分的關(guān)系的曲線圖。
[0024]圖6是表示目標(biāo)小齒輪角的絕對(duì)值與彈性成分的關(guān)系的曲線圖。
[0025]圖7是表示將彈性成分加上滯后控制量時(shí)的概念的曲線圖。
[0026]圖8是表示彈性成分的特性梯度與增益的關(guān)系的曲線圖。
[0027]圖9A是表示對(duì)目標(biāo)小齒輪角加上除彈性成分以外的反作用力成分(粘性成分，慣性成分，滯后成分)之前的該反作用力成分的特性的曲線圖。
[0028]圖9B是表示對(duì)目標(biāo)小齒輪角加上除彈性成分以外的反作用力成分(粘性成分，慣性成分，滯后成分)之后的該反作用力成分的特性的曲線圖。
[0029]圖10是EPS的第二方式中的目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路的控制框圖。
[0030]圖11是表示對(duì)目標(biāo)小齒輪角加上除彈性成分以外的反作用力成分(粘性成分，慣性成分，滯后成分)時(shí)的目標(biāo)小齒輪角與彈性成分的關(guān)系的曲線圖。
[0031]圖12A是表示目標(biāo)小齒輪角與彈性成分的關(guān)系的曲線圖。
[0032]圖12B是表示目標(biāo)小齒輪角與彈性成分的特性梯度的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行說明。如圖1所示，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS) 10具備基于駕駛員的轉(zhuǎn)向操作使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)20、輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的轉(zhuǎn)向操縱輔助機(jī)構(gòu)30、以及控制轉(zhuǎn)向操縱輔助機(jī)構(gòu)30的工作的ECU(電子控制裝置)40。
[0034]轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)20具備由駕駛員操作的方向盤21以及與方向盤21—體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向軸22。轉(zhuǎn)向軸22由與方向盤21的中心連結(jié)的柱軸22a、與柱軸22a的下端部連結(jié)的中間軸22b、以及與中間軸22b的下端部連結(jié)的小齒輪軸22c構(gòu)成。小齒輪軸22c的下端部與向和小齒輪軸22c相交的方向延伸的齒條軸23(正確來說是形成了齒條齒的部分23a)嚙合。因此，轉(zhuǎn)向軸22的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過由小齒輪軸22c以及齒條軸23構(gòu)成的齒輪齒條機(jī)構(gòu)24而被轉(zhuǎn)換為齒條軸23的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。該往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)由分別與齒條軸23的兩端連結(jié)的橫拉桿25而被分別傳遞至左右的轉(zhuǎn)向輪26、26，從而這些轉(zhuǎn)向輪26、26的轉(zhuǎn)向角0ta被改變。轉(zhuǎn)向輪26、26的轉(zhuǎn)向角9ta被改變，從而車輛的行進(jìn)方向被改變。
[0035]轉(zhuǎn)向操縱輔助機(jī)構(gòu)30具備作為轉(zhuǎn)向操縱輔助力(輔助力)的產(chǎn)生源的馬達(dá)31。作為馬達(dá)31，采用無刷馬達(dá)等三相交流馬達(dá)。馬達(dá)31經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)32與柱軸22a連結(jié)。減速機(jī)構(gòu)32使馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)減速，并將該減速后的旋轉(zhuǎn)力傳遞至柱軸22a。即，通過向轉(zhuǎn)向軸22賦予馬達(dá)轉(zhuǎn)矩來作為轉(zhuǎn)向操縱輔助力，由此輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。
[0036]ECU40獲取設(shè)置于車輛的各種傳感器的檢測結(jié)果作為表示駕駛員的要求或者行駛狀態(tài)的信息，并根據(jù)這些獲取的各種信息來控制馬達(dá)31。作為各種傳感器，例如有車速傳感器410、轉(zhuǎn)矩傳感器420以及旋轉(zhuǎn)角傳感器430。車速傳感器410檢測車速(車輛的行駛速度)V。轉(zhuǎn)矩傳感器420被設(shè)置于柱軸22a，檢測經(jīng)由方向盤21施加至轉(zhuǎn)向軸22的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th。旋轉(zhuǎn)角傳感器430被設(shè)置于馬達(dá)31，檢測馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角Θ^Ε⑶40基于通過這些傳感器獲取的車速V、轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th以及旋轉(zhuǎn)角0m來控制馬達(dá)31。
[0037]接下來，對(duì)ECU的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖2所示，ECU40具備逆變器電路41以及微型計(jì)算機(jī)42。
[0038]逆變器電路41基于由微型計(jì)算機(jī)42生成的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將從電池等直流電源供給的直流電流轉(zhuǎn)換為三相交流電流。該轉(zhuǎn)換后的三相交流電流經(jīng)由各相的供電路徑44被供給至馬達(dá)31。在各相的供電路徑44設(shè)置有電流傳感器45。這些電流傳感器45檢測在各相的供電路徑44中產(chǎn)生的實(shí)際的電流值I。應(yīng)予說明，在圖2中，為了便于說明，將各相的供電路徑44以及各相的電流傳感器45分別合并成一個(gè)進(jìn)行圖示。
[0039]微型計(jì)算機(jī)42分別以規(guī)定的取樣周期獲取車速傳感器410、轉(zhuǎn)矩傳感器420、旋轉(zhuǎn)角傳感器430以及電流傳感器45的檢測結(jié)果。微型計(jì)算機(jī)42基于這些獲取的檢測結(jié)果即基于車速V、轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th、旋轉(zhuǎn)角0m以及電流值I生成馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)(PffM驅(qū)動(dòng)信號(hào))。
[0040]準(zhǔn)確而言，微型計(jì)算機(jī)42通過逆變器電路41的Pmi驅(qū)動(dòng)來進(jìn)行馬達(dá)電流的向量控制。所謂的向量控制是指將馬達(dá)電流分離為與磁場平行的d軸成分(勵(lì)磁電流成分)和與磁場正交的q軸成分(轉(zhuǎn)矩電流成分)，并分別獨(dú)立地對(duì)這些分離后的電流進(jìn)行目標(biāo)控制。通過向量控制，能夠?qū)︸R達(dá)31設(shè)定與直流馬達(dá)類似的處理。
[0041]接下來，對(duì)微型計(jì)算機(jī)的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。微型計(jì)算機(jī)42具有通過執(zhí)行儲(chǔ)存于未圖示的存儲(chǔ)裝置的控制程序而被實(shí)現(xiàn)的各種運(yùn)算處理電路。如圖2所示，微型計(jì)算機(jī)42作為這些運(yùn)算處理電路具備輔助指令值運(yùn)算電路51、電流指令值運(yùn)算電路52、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路53以及小齒輪角運(yùn)算電路54。
[0042 ]輔助指令值運(yùn)算電路51分別獲取車速V、轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th、馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角0m、以及通過小齒輪角運(yùn)算電路54計(jì)算出的小齒輪角θρ，并基于這些獲取的各種信息來運(yùn)算輔助指令值Ta*。輔助指令值Ta*是表示應(yīng)使馬達(dá)31產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力(輔助轉(zhuǎn)矩)的指令值。
[0043]電流指令值運(yùn)算電路52基于通過輔助指令值運(yùn)算電路51計(jì)算出的輔助指令值Ta*來運(yùn)算電流指令值I*。電流指令值I*是表示應(yīng)向馬達(dá)31供給的電流的指令值。準(zhǔn)確而言，電流指令值I*包括d/q坐標(biāo)系中的q軸電流指令值以及d軸電流指令值。d/q坐標(biāo)系是依從馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角θm的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)。
[0044]馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路53分別獲取電流指令值I*、實(shí)際的電流值1、以及馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角9?，并基于這些獲取的信息使實(shí)際的電流值I追隨電流指令值I*地進(jìn)行電流的反饋控制。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路53求出電流指令值I*與實(shí)際的電流值I的偏差，并消除該偏差地生成馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0045]準(zhǔn)確而言，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路53使用旋轉(zhuǎn)角0m將馬達(dá)31的三相的電流值轉(zhuǎn)換為二相的向量成分即d/q坐標(biāo)系中的d軸電流值以及q軸電流值。然后，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路53分別求出d軸電流值與d軸電流指令值的偏差、以及q軸電流值與q軸電流指令值的偏差，并計(jì)算消除這些偏差的PWM占空比。在通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路53生成的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中包括該P(yáng)WM占空比。通過經(jīng)由逆變器電路41將與該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相應(yīng)的電壓供給至馬達(dá)31，馬達(dá)31產(chǎn)生與輔助指令值Ta卡相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)力。
[0046]小齒輪角運(yùn)算電路54獲取馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角θm，并基于該獲取的旋轉(zhuǎn)角算小齒輪軸22c的旋轉(zhuǎn)角亦即小齒輪角θρ。如上述那樣，馬達(dá)31經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)32與柱軸22a連結(jié)。因此，在馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角θm與小齒輪角θρ之間存在相關(guān)關(guān)系。利用該相關(guān)關(guān)系能夠根據(jù)馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角^求出小齒輪角θρ。并且，這也如上述那樣，小齒輪軸22c與齒條軸23嚙合。因此，在小齒輪角9[)與齒條軸23的移動(dòng)量之間也存在相關(guān)關(guān)系。即，小齒輪角θρ是反映轉(zhuǎn)向輪26的轉(zhuǎn)向角Qta的值。
[0047]接下來，對(duì)輔助指令值運(yùn)算電路51詳細(xì)地進(jìn)行說明。如圖2所示，輔助指令值運(yùn)算電路51具有基本輔助成分運(yùn)算電路61、目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62、小齒輪角反饋控制電路(小齒輪角F/B控制電路)63、以及加法器64。
[0048]基本輔助成分運(yùn)算電路61基于車速V以及轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th運(yùn)算基本輔助成分Tal*?；据o助成分Tal*是輔助指令值Ta*的基礎(chǔ)控制成分?；据o助成分運(yùn)算電路61使用與車速V相應(yīng)地規(guī)定轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th與基本輔助成分Tal *的關(guān)系的三維映射來運(yùn)算基本輔助成分Tal *。轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th的絕對(duì)值越大，另外車速V越慢，基本輔助成分運(yùn)算電路61越將基本輔助成分Tal *的絕對(duì)值設(shè)定為更大的值。
[0049]目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62分別獲取通過基本輔助成分運(yùn)算電路61生成的基本輔助成分Tal *以及轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th。目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62具有將基本輔助成分Tal *以及轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th的總和作為基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩(輸入轉(zhuǎn)矩)時(shí)基于基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩決定理想的小齒輪角的理想模型。理想模型是預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等將與和基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩相應(yīng)的理想的轉(zhuǎn)向角對(duì)應(yīng)的小齒輪角模型化而成的。目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62將基本輔助成分Tal *與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th相加求出基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)該求出的基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩基于理想模型運(yùn)算出目標(biāo)小齒輪角θρ*。
[0050]應(yīng)予說明，目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62也可以獲取車速V，并添加該獲取的車速V來運(yùn)算目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*。
[0051]小齒輪角反饋控制電路63分別獲取通過目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62計(jì)算出的目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*以及通過小齒輪角運(yùn)算電路54計(jì)算出的實(shí)際的小齒輪角θρ。小齒輪角反饋控制電路63使實(shí)際的小齒輪角θρ追隨目標(biāo)小齒輪角θρ *地作為小齒輪角的反饋控制進(jìn)行PID(比例、積分、微分)控制。即，小齒輪角反饋控制電路63求出目標(biāo)小齒輪角θρ*與實(shí)際的小齒輪角θρ的偏差，并消除該偏差地求出基本輔助成分Tal *的修正成分Ta2 * (修正控制成分)。
[0052]加法器64通過將基本輔助成分Tal女加上修正成分Ta2女來運(yùn)算輔助指令值Ta女。
[0053]這里，有設(shè)置用于擴(kuò)展目標(biāo)轉(zhuǎn)向操縱特性或者轉(zhuǎn)向操縱感的調(diào)節(jié)(于二一二V夕'')寬度、或者用于使轉(zhuǎn)向操縱時(shí)的滯后特性最佳化的結(jié)構(gòu)的情況。作為該結(jié)構(gòu)，在輔助指令值運(yùn)算電路51分別設(shè)置有轉(zhuǎn)向操縱角運(yùn)算電路65、滯后控制量運(yùn)算電路66以及減法器67。
[0054]轉(zhuǎn)向操縱角運(yùn)算電路65基于馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角θm來運(yùn)算方向盤21的實(shí)際的轉(zhuǎn)向操縱角9S。轉(zhuǎn)向操縱角運(yùn)算電路65利用馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角θm與轉(zhuǎn)向軸22的旋轉(zhuǎn)角的相關(guān)關(guān)系來運(yùn)算轉(zhuǎn)向操縱角θ8。應(yīng)予說明，在方向盤21處于中立位置時(shí)，轉(zhuǎn)向操縱角03的值為零。另外，在方向盤21被向以中立位置為基準(zhǔn)的右方向操作時(shí)，轉(zhuǎn)向操縱角Θ s為正值，同樣地被向左方向操作時(shí)轉(zhuǎn)向操縱角95為負(fù)值。
[0055]滯后控制量運(yùn)算電路66分別獲取通過轉(zhuǎn)向操縱角運(yùn)算電路65運(yùn)算出的轉(zhuǎn)向操縱角θ8以及通過車速傳感器410檢測出的車速V。滯后控制量運(yùn)算電路66基于轉(zhuǎn)向操縱角03運(yùn)算出基本的滯后控制量Thy*，并將該基本的滯后控制量Thy*乘以與車速V相應(yīng)的增益，從而運(yùn)算出最終的滯后控制量Thy*。滯后控制量Thy*是相對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱角03的變化具有滯后特性的修正成分。
[0056]如圖4的曲線圖所示那樣，滯后控制量Thy*在以方向盤21的中立位置(0S= O)為基準(zhǔn)的打盤轉(zhuǎn)向操縱時(shí)朝向與轉(zhuǎn)向操縱角Θ s相同的方向增加，另一方面，在回盤轉(zhuǎn)向操縱時(shí)朝向與轉(zhuǎn)向操縱角Gs相反的方向增加。滯后控制量Thy*是基于為了給予駕駛員順暢的轉(zhuǎn)向操縱感而對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱賦予具有適當(dāng)?shù)臏蟮霓D(zhuǎn)向操縱反作用力的觀點(diǎn)來計(jì)算的。
[0057]返回至圖2，減法器67通過從基本輔助成分Tal*減去滯后控制量Thy*來生成最終的基本輔助成分Tal *。在該情況下，目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62使用該最終的基本輔助成分Tal女來運(yùn)算目標(biāo)小齒輪角θρ 另外，加法器64通過將該最終的基本輔助成分Tal女加上修正成分Ta2女來運(yùn)算輔助指令值Ta女。
[0058]與被從基本輔助成分Tal女減去的滯后控制量Thy女相應(yīng)地，輔助指令值Ta女進(jìn)而電流指令值I *減少。即，與滯后控制量Thy *的減去量相應(yīng)地，被賦予至轉(zhuǎn)向軸22的轉(zhuǎn)向操縱輔助力(輔助力)減少。由于方向盤21的操作所需的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th與滯后控制量Thy *的減去量相應(yīng)地增加，因此，能夠給駕駛員帶來與滯后控制量Thy*相應(yīng)的轉(zhuǎn)向操縱感。
[0059]接下來，對(duì)目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62詳細(xì)地進(jìn)行說明。如上述那樣，目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62根據(jù)最終的基本輔助成分Tal *以及轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th的總和即基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩并基于理想模型來運(yùn)算目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*。該理想模型是利用了以下式(I)表示向轉(zhuǎn)向軸22施加的轉(zhuǎn)矩即上述的基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tp*的模型。
[0060]Tp * =JpQp *”+C9p *，+Κθρ * (I)
[0061]其中，1是方向盤21以及轉(zhuǎn)向軸22的慣性力矩，C是與齒條軸23對(duì)殼體的摩擦等對(duì)應(yīng)的粘性系數(shù)(摩擦系數(shù))，Κ是將方向盤21以及轉(zhuǎn)向軸22分別視作彈簧時(shí)的彈性系數(shù)。
[0062]根據(jù)式(I)可知，基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩!^*是通過將目標(biāo)小齒輪角θρ *的二階時(shí)間微分值ΘΡ*”乘以慣性力矩1而得的值、將目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*的一階時(shí)間微分值θρ* ’乘以粘性系數(shù)C而得的值、以及將目標(biāo)小齒輪角θρ *乘以彈性系數(shù)K而得的值相加而得到的。
[0063]目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62按照基于式(I)的理想模型來運(yùn)算目標(biāo)小齒輪角θρ*。如圖3所示，基于式(I)的理想模型包括理想EPS模型71以及理想車輛模型72。
[0064]理想EPS模型71根據(jù)轉(zhuǎn)向軸22以及馬達(dá)31等電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置10的各結(jié)構(gòu)單元的特性來調(diào)節(jié)。理想EPS模型71具有加法器73、減法器74、慣性模型75、第一積分器76、第二積分器77以及粘性模型78。
[0065]加法器73通過將最終的基本輔助成分Tal卡和轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th相加來運(yùn)算基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tp*。減法器74從由加法器73計(jì)算出的基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tp*分別減去下述的粘性成分Tvl *以及彈性成分Tsp *。這里，將減去了粘性成分Tvl *以及彈性成分Tsp *后的基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩!^女的值作為減法值!^女女。
[0066]慣性模型75作為與式(I)的慣性項(xiàng)對(duì)應(yīng)的慣性控制運(yùn)算電路發(fā)揮作用。慣性模型75通過將由減法器74計(jì)算出的減法值Tp* *乘以慣性力矩1的倒數(shù)來運(yùn)算小齒輪角加速度
αρ *。
[0067]第一積分器76通過對(duì)由慣性模型75計(jì)算出的小齒輪角加速度αρ*進(jìn)行積分來運(yùn)算小齒輪角速度ω ρ *。第二積分器77通過對(duì)由第一積分器76計(jì)算出的小齒輪角速度ω ρ *進(jìn)一步積分來運(yùn)算目標(biāo)小齒輪角ΘΡ女。目標(biāo)小齒輪角θρ女是基于理想EPS模型71的小齒輪軸22c的理想的旋轉(zhuǎn)角。
[0068]粘性模型78作為與式(I)的粘性項(xiàng)對(duì)應(yīng)的粘性控制運(yùn)算電路發(fā)揮作用。粘性模型78通過將由第一積分器76計(jì)算出的小齒輪角速度ωρ*乘以粘性系數(shù)C來運(yùn)算基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩!^卡的粘性成分Tvl卡。粘性成分Tvl卡是與小齒輪角速度ω ρ卡相應(yīng)的轉(zhuǎn)向操縱反作用力成分(應(yīng)使其作用于轉(zhuǎn)向的反作用力成分)之一。
[0069]順便說明，粘性模型78也可以基于規(guī)定小齒輪角速度ωρ*的絕對(duì)值與粘性成分Tvi女的關(guān)系的控制映射來計(jì)算與小齒輪角速度ω P *的絕對(duì)值相應(yīng)的粘性成分Tvi *。該控制映射根據(jù)所要求的轉(zhuǎn)向操縱特性等預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等來求出。
[0070]如圖5的曲線圖所示那樣，在橫軸繪制小齒輪角速度ωρ*的絕對(duì)值，在縱軸繪制粘性成分Tvi女時(shí)，控制映射Mvi具有如下的特性。即，在直至小齒輪角速度ω P女的絕對(duì)值從零達(dá)到恒定值ω ρ1 *前的期間，粘性成分IVi ~k的值隨著小齒輪角速度ω P ~k的絕對(duì)值增加而急劇地增加。在小齒輪角速度ω P ~k的絕對(duì)值達(dá)到恒定值ω pl *以后，粘性成分Tvi ~k的值隨著小齒輪角速度ω P *的絕對(duì)值增加而緩慢地增加。應(yīng)予說明，小齒輪角速度ω P *的絕對(duì)值越大，相對(duì)于小齒輪角速度ω P *的絕對(duì)值的粘性成分IVi *的值的變化率(圖5所示的特性線的切線的斜率)越小。
[0071]返回至圖3，理想車輛模型72根據(jù)搭載電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置10的車輛的特性來調(diào)節(jié)。給轉(zhuǎn)向操縱特性帶來影響的車輛側(cè)的特性例如由懸架及車輪定位的規(guī)格、以及轉(zhuǎn)向輪26、26的抓地力(摩擦力)等決定。理想車輛模型72作為與式(I)的彈性項(xiàng)對(duì)應(yīng)的彈性特性控制運(yùn)算電路發(fā)揮作用。理想車輛模型72通過將由第二積分器77計(jì)算出的目標(biāo)小齒輪角θρ*乘以彈性系數(shù)K來運(yùn)算基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tp *的彈性成分Tsp *。彈性成分Tsp *是與目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*相應(yīng)的轉(zhuǎn)向操縱反作用力成分之一。應(yīng)予說明，理想車輛模型72也可以在運(yùn)算彈性成分Tsp*時(shí)加入車速V。
[0072]順便說明，理想車輛模型72也可以基于規(guī)定目標(biāo)小齒輪角θρ女的絕對(duì)值與彈性成分Tsp *的關(guān)系的控制映射來計(jì)算與目標(biāo)小齒輪角θρ *的絕對(duì)值相應(yīng)的彈性成分Tsp *。該控制映射根據(jù)所要求的轉(zhuǎn)向操縱特性等預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等求出。
[0073]如圖6的曲線圖所示那樣，在橫軸繪制目標(biāo)小齒輪角θρ*的絕對(duì)值，在縱軸繪制彈性成分Tsp女時(shí)，控制映射Msp具有如下的特性。即，在直至目標(biāo)小齒輪角θρ女的絕對(duì)值從零達(dá)到恒定值θΡι *前的期間，彈性成分Tsp *的值隨著目標(biāo)小齒輪角θρ *的絕對(duì)值增加而急劇地增加。在目標(biāo)小齒輪角θρ*的絕對(duì)值達(dá)到恒定值θρ1*以后，彈性成分Tsp*的值隨著目標(biāo)小齒輪角θρ *的絕對(duì)值增加而緩慢地增加。應(yīng)予說明，目標(biāo)小齒輪角θρ *的絕對(duì)值越大，相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *的絕對(duì)值的彈性成分Tsp *的值的變化率(圖6所示的特性線Lsp的切線的斜率)越小。順便說明，理想車輛模型72在運(yùn)算彈性成分Tsp*時(shí)也運(yùn)算切線梯度α。
[0074]根據(jù)這樣構(gòu)成的目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62，能夠通過分別調(diào)整理想EPS模型71的慣性力矩1及粘性系數(shù)C、以及理想車輛模型72的彈性系數(shù)K，來直接調(diào)節(jié)基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tp*與目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*的關(guān)系，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的轉(zhuǎn)向操縱特性。
[0075]在本例中，根據(jù)基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tp*并基于理想EPS模型71以及理想車輛模型72來設(shè)定目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *，并使實(shí)際的小齒輪角0[)與目標(biāo)小齒輪角θρ * —致地進(jìn)行反饋控制。如上述那樣，在小齒輪角Θ#轉(zhuǎn)向輪26、26的轉(zhuǎn)向角0ta之間存在相關(guān)關(guān)系。因此，與基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tp*相應(yīng)的轉(zhuǎn)向輪26、26的轉(zhuǎn)向動(dòng)作也由理想EPS模型71以及理想車輛模型72決定。即，車輛的轉(zhuǎn)向操縱感由理想EPS模型71以及理想車輛模型72決定。因此，能夠通過理想EPS模型71以及理想車輛模型72的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)所希望的轉(zhuǎn)向操縱感。
[0076]另外，實(shí)際的轉(zhuǎn)向角0ta被維持與目標(biāo)小齒輪角θρ*相應(yīng)的轉(zhuǎn)向角0ta。因此，也能夠得到因路面狀態(tài)或者制動(dòng)等干擾而產(chǎn)生的逆輸入振動(dòng)的抑制效果。即，即使在經(jīng)由轉(zhuǎn)向輪26、26向轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)20傳遞振動(dòng)的情況下，也使小齒輪角0[)成為目標(biāo)小齒輪角θρ *地調(diào)節(jié)修正成分Ta2* (參照?qǐng)D2)。因此，實(shí)際的轉(zhuǎn)向角0ta被維持與通過理想模型規(guī)定的目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*相應(yīng)的轉(zhuǎn)向角0ta。從結(jié)果來看，通過向消除逆輸入振動(dòng)的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱輔助來抑制逆輸入振動(dòng)向方向盤21傳遞。
[0077]這里，式(I)中的彈性項(xiàng)以及粘性項(xiàng)即上述的彈性成分Tsp*以及粘性成分U是相互獨(dú)立地決定的。因此，擔(dān)心以下問題。即，存在在目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*為較小的區(qū)域的值(例如圖6的曲線圖中的小于恒定值θρ1*)時(shí)，基于彈性成分Tsp*的彈性反作用力較強(qiáng)地出現(xiàn)，另一方面，與其相應(yīng)地，基于粘性成分Tvl*的粘性反作用力(阻尼)較弱地出現(xiàn)的顧慮。相反，在目標(biāo)小齒輪角θρ *為較大的區(qū)域的值(例如圖6的曲線圖中的恒定值Θρ1 *以上)時(shí)，基于彈性成分Tsp*的彈性反作用力較弱地出現(xiàn)，另一方面，與其相應(yīng)地，基于粘性成分Tvl女的粘性反作用力較強(qiáng)地出現(xiàn)。
[0078]從駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱感的維持提高這個(gè)觀點(diǎn)來看，需要彈性成分Tsp*(彈性反作用力)與粘性成分Tvl* (粘性反作用力)的平衡。例如，在幾乎未產(chǎn)生彈性反作用力的狀態(tài)下產(chǎn)生較強(qiáng)的粘性反作用力時(shí)，駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化更強(qiáng)烈地感受到粘性。相反，在彈性反作用力非常強(qiáng)時(shí)，駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化難以感受到粘性。在像這樣，彈性反作用力較強(qiáng)地出現(xiàn)時(shí)和較弱地出現(xiàn)時(shí)，例如若能夠根據(jù)彈性反作用力來調(diào)整粘性反作用力，則能夠得到更加合適的轉(zhuǎn)向操縱感(手感)。與前面的圖6的曲線圖所示的、表示相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *的絕對(duì)值的變化的彈性成分Tsp *的變化的特性線Lsp的切線梯度(斜率)相應(yīng)地存在適當(dāng)?shù)恼承猿煞諸vi*。
[0079]另外，對(duì)于滯后控制量Thy*也相同。即，基于彈性成分Tsp女的彈性反作用力越強(qiáng)，駕駛員越難作為摩擦感受到基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力。相反，基于彈性成分Tsp *的彈性反作用力越弱，駕駛員越容易作為摩擦感受到基于滯后控制量Thy *的轉(zhuǎn)向操縱反作用力。像這樣，與基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力相應(yīng)的摩擦感也以與基于彈性項(xiàng)的轉(zhuǎn)向操縱反作用力(彈性反作用力)的大小之間的平衡決定。
[0080]如圖7的曲線圖所示那樣，研究與目標(biāo)小齒輪角θρ*的絕對(duì)值無關(guān)地針對(duì)以特性線Lsp表示的彈性成分Tsp * 一律附加絕對(duì)值相等的正負(fù)的滯后控制量+ Thy *、一Thy *的情況。在該情況下，可以看到在目標(biāo)小齒輪角θρ*的絕對(duì)值越小時(shí)，越附加更小的值的滯后控制量+Thy*、一 Thy*。相反，在目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*的絕對(duì)值越大時(shí)，越附加更大的值的滯后控制量+Thy*、一Thy*。
[0081 ]這是因?yàn)樵谀繕?biāo)小齒輪角θρ *的絕對(duì)值越小時(shí)，該絕對(duì)值的特性線Lsp的切線梯度越大。即，在特性線Lsp的切線梯度越大時(shí)，相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角θρ *的絕對(duì)值的變化的彈性成分Tsp *的增加量越多。因此，駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化，更強(qiáng)地感受到基于彈性成分Tsp *的彈性反作用力。因此，駕駛員在特性線Lsp的切線梯度越大時(shí)，越難以作為摩擦感受到基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力，在特性線Lsp的切線梯度越小時(shí)，越容易作為摩擦感受到基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力。
[0082]因此，若能夠與彈性反作用力的強(qiáng)弱，即與特性線Lsp的切線梯度相應(yīng)地調(diào)整滯后控制量Thy*，則能夠給駕駛員帶來更合適的轉(zhuǎn)向操縱感(摩擦感)。存在與圖7的曲線圖所示的特性線Lsp的切線梯度相應(yīng)的更適當(dāng)?shù)臏罂刂屏縏hy *。應(yīng)予說明，對(duì)于針對(duì)以特性線Lsp表示的彈性成分Tsp * 一律附加正負(fù)的粘性成分+Tvi *、一Tvi *的情況也相同。
[0083]因此，在本例中，與表示相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角θρ*的絕對(duì)值的變化的彈性成分Tsp女的變化的特性線Lsp的切線梯度(斜率)相應(yīng)地，分別變更滯后控制量Thy *以及粘性成分Tvl*的值。通過該變更，分別將基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力與彈性反作用力之間的平衡、以及粘性反作用力與彈性反作用力之間的平衡調(diào)整為更合適的平衡，從而能夠給駕駛員帶來更適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感。具體而言，在目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62設(shè)置有以下的結(jié)構(gòu)。
[0084]如圖3所示，目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62具有兩個(gè)梯度增益運(yùn)算電路81、82以及乘法器83。另外，輔助指令值運(yùn)算電路51具有乘法器84。
[0085]梯度增益運(yùn)算電路81以規(guī)定的取樣周期從理想車輛模型72獲取特性線Lsp的切線梯度(斜率)α，并運(yùn)算與該獲取的切線梯度α相應(yīng)的增益Gvl。該增益Gvl用于調(diào)整粘性成分
Tvi 女。
[0086]梯度增益運(yùn)算電路82以規(guī)定的取樣周期從理想車輛模型72獲取特性線Lsp的切線梯度(斜率)α，并運(yùn)算與該獲取的切線梯度α相應(yīng)的增益Ghy。該增益Ghy用于調(diào)整滯后控制量
Thy* ο
[0087]乘法器83將由粘性模型78運(yùn)算出的粘性成分Tvi*乘以由梯度增益運(yùn)算電路81運(yùn)算出的增益Gvi。
[0088]乘法器84將由滯后控制量運(yùn)算電路66運(yùn)算出的滯后控制量Thy*乘以由梯度增益運(yùn)算電路82運(yùn)算出的增益Ghy。
[0089]梯度增益運(yùn)算電路81基于規(guī)定切線梯度α與增益Gvi的關(guān)系的增益映射MGvi來運(yùn)算增益Gvl。增益映射MGvJI據(jù)所要求的轉(zhuǎn)向操縱特性等預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)或者模擬等來求出。
[0090]如圖8的曲線圖所示那樣，在橫軸繪制切線梯度α，在縱軸繪制增益6￥1時(shí)，增益映射MGvl具有以下那樣的特性。即，隨著切線梯度α的值以零為起點(diǎn)增加，增益Gvl的值以初始值GO為起點(diǎn)曲線增加。應(yīng)予說明，切線梯度α的值越大，增益Gvl的值的變化率(圖8中以實(shí)線表示的特性線LG的切線的斜率)越小。另外，初始值GO(絕對(duì)值)被設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?，例如可以是比零大比I小的值。在該情況下，可以以在切線梯度α超過梯度閾值α?時(shí)，增益Gvl超過I的方式設(shè)定增益映射MGvi。
[0091 ]順便說明，也能夠?qū)⒊跏贾礕O(絕對(duì)值)設(shè)定為I以上的值。另外，也可以以隨著切線梯度α的值的增加，增益Gvl的值以初始值GO為起點(diǎn)直線增加的方式設(shè)定增益映射MGV1。
[0092]梯度增益運(yùn)算電路82基于規(guī)定切線梯度α與增益Ghy的關(guān)系的增益映射MGhy來運(yùn)算增益Ghy。該增益映射MGhy具有與增益映射MGvi相同的特性。因此，對(duì)于增益映射MGhy，在前面的圖8的曲線圖的縱軸以及標(biāo)題分別標(biāo)注帶括號(hào)的符號(hào)，并省略其詳細(xì)的說明。
[0093]接下來，對(duì)兩個(gè)梯度增益運(yùn)算電路81、82的作用進(jìn)行說明。應(yīng)予說明，這里，增益Gv1、Ghy的初始值GO (絕對(duì)值)是比零大比I小的值。另外，在切線梯度α的值超過梯度閾值α I時(shí)，增益Gv1、Ghy的值成為比I大的值。
[0094]如前面的圖8的曲線圖所示那樣，切線梯度α的值越大，兩個(gè)增益Gvl、Ghy越為更大的值。這些增益Gvl、Ghy分別被乘至粘性成分Tvl*以及滯后控制量Thy*。因此，切線梯度α的值越小，粘性成分Tvi *以及滯后控制量Thy *越為更小的值，切線梯度α的值越大，粘性成分Tvi *以及滯后控制量Thy *越為更大的值。
[0095]例如，如前面的圖7的曲線圖中以單點(diǎn)劃線所示的那樣，在駕駛員難以感受到基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力、以及粘性反作用力的切線梯度α的值較大的區(qū)域Rl，針對(duì)彈性成分Tsp*附加更大的粘性成分Tvl*以及滯后控制量Thy*。相反，在駕駛員容易感受到基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力、以及粘性反作用力的切線梯度α的值較小的區(qū)域R2，針對(duì)彈性成分Tsp *附加更小的值的粘性成分Tvi *以及滯后控制量Thy *。
[0096]由此，基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力與彈性反作用力的平衡、以及彈性反作用力與粘性反作用力的平衡分別被調(diào)整為更合適的平衡。因此，能夠給駕駛員帶來更適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感。另外，即使在切線梯度α的值較大時(shí)，與粘性成分Tvl*以及滯后控制量Thy*增加相應(yīng)地，駕駛員作為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化也容易感受到與基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力相應(yīng)的摩擦感、以及與粘性反作用力相應(yīng)的粘性。
[0097]作為一個(gè)例子，通過將滯后控制量Thy*乘以增益Ghy，基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力的特性從圖9A的曲線圖所示的狀態(tài)變化為圖9B的曲線圖所示的狀態(tài)。圖9A、圖9B的曲線圖表示目標(biāo)小齒輪角θρ*與轉(zhuǎn)向操縱反作用力(基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力)的關(guān)系。橫軸是目標(biāo)小齒輪角0[)*，縱軸是轉(zhuǎn)向操縱反作用力。
[0098]應(yīng)予說明，將粘性成分Tvl*乘以增益Gvl時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱反作用力的特性也與將滯后控制量Thy*乘以增益Ghy時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱反作用力的特性相同，從圖9Α的曲線圖所示的狀態(tài)變化為圖9Β的曲線圖所示的狀態(tài)。因此，這里，以基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力的特性為例進(jìn)行說明。
[0099]如圖9Α的曲線圖所示的那樣，在未將滯后控制量Thy*乘以增益Ghy的情況下，目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*的絕對(duì)值較小的區(qū)域BI(該曲線圖的中央部分)的滯后寬度比目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*的絕對(duì)值較大的區(qū)域Β2(該曲線圖的兩端部分)的滯后寬度窄。滯后寬度表示轉(zhuǎn)向操縱反作用力的大小。因此，可以說在區(qū)域BI難以感受到與基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力相應(yīng)的摩擦感，在區(qū)域Β2容易感受到該摩擦感。應(yīng)予說明，對(duì)于未將粘性成分1^*乘以增益Gvl的情況也相同，在區(qū)域BI難以感受到與基于粘性成分Tvl*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力相應(yīng)的粘性感，在區(qū)域Β2容易感受到該粘性感。
[0100]如圖9B的曲線圖所示那樣，在將滯后控制量Thy*乘以增益Ghy的情況下，與該被乘的增益Ghy的值相應(yīng)地，目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*的絕對(duì)值較小的區(qū)域BI的滯后寬度擴(kuò)展。相反，目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*的絕對(duì)值較大的區(qū)域Β2(該曲線圖的兩端部分)的滯后寬度與該被乘的增益Ghy的值相應(yīng)地變窄。與未將滯后控制量Thy*乘以增益Ghy的情況相比，可以說在區(qū)域BI容易感受到基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力，另一方面，在區(qū)域Β2難以感受到基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力。應(yīng)予說明，對(duì)于將粘性成分Tvl*乘以增益Gvl的情況也相同，在區(qū)域BI容易感受到與基于粘性成分Tvl *的轉(zhuǎn)向操縱反作用力相應(yīng)的粘性感，在區(qū)域Β2難以感受到該粘性感。
[0101]像這樣，在圖9Β的曲線圖的中央部分(特性線Lsp的切線梯度較大的區(qū)域)和端部(特性線Lsp的切線梯度較小的區(qū)域)，基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力與彈性反作用力的平衡、以及基于粘性成分Tvl*的粘性反作用力與彈性反作用力的平衡分別被調(diào)整為更合適的平衡。
[0102]因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠得到以下的效果。
[0103](I)根據(jù)表示相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角θρ*的絕對(duì)值的變化的彈性成分Tsp*的變化的特性線Lsp的切線梯度α(斜率)，分別變更滯后控制量Thy *以及粘性成分Tvi女的值。通過該變更，基于彈性成分Tsp*的彈性反作用力與基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力的平衡、以及該彈性反作用力與粘性成分Tvl*的平衡分別被調(diào)整為更合適的平衡。因此，能夠給駕駛員帶來更適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感。
[0104](2)也能夠采用根據(jù)表示彈性成分Tsp*的變化的特性線Lsp的切線梯度α僅修正滯后控制量Thy*以及粘性成分Tvl*的任意一方的結(jié)構(gòu)。即使在該情況下，也容易得到基于滯后控制量Thy *的摩擦感、或者基于粘性成分Tvi *的粘性感。這是因?yàn)榕c滯后控制量Thy *或者粘性成分Tvi ~k相應(yīng)地，目標(biāo)小齒輪角θρ *較小的區(qū)域BI (參照?qǐng)D9Α、圖9Β)的滯后寬度變寬。
[0105](3)相反，也能夠采用除了修正滯后控制量Thy*以及粘性成分Tvi*之外，還與切線梯度α相應(yīng)地修正由慣性模型75運(yùn)算出的小齒輪角加速度αΡ *的結(jié)構(gòu)。在該情況下，設(shè)置慣性模型用的梯度增益運(yùn)算電路(圖示省略)，并將由慣性模型75運(yùn)算出的小齒輪角加速度αΡ *乘以由該梯度增益運(yùn)算電路運(yùn)算出的增益。
[0106]接下來，對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。本例在目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62的構(gòu)成這一點(diǎn)上與第一實(shí)施方式不同。本例可以單獨(dú)實(shí)施，也可以與第一實(shí)施方式組合實(shí)施。
[0107]如圖10所示那樣，目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62(準(zhǔn)確而言，理想EPS模型71)除了具有前面的粘性模型78之外，還具有一個(gè)粘性模型91。粘性模型91與前面的粘性模型78相同，通過將由第一積分器76計(jì)算出的小齒輪角速度ω P *乘以粘性系數(shù)C來運(yùn)算基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tp女的粘性成分Tvi女。
[0108]另外，目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62具有滯后控制量運(yùn)算電路92以及加法器93。滯后控制量運(yùn)算電路92與前面的滯后控制量運(yùn)算電路66相同，基于轉(zhuǎn)向操縱角0S來運(yùn)算基本的滯后控制量Thy*，并通過將該基本的滯后控制量Thy*乘以與車速V相應(yīng)的增益來運(yùn)算最終的滯后控制量Thy*。
[0109]加法器93將由第二積分器77運(yùn)算出的目標(biāo)小齒輪角θρ*分別加上由粘性模型91運(yùn)算出的粘性成分Tvl*、以及由滯后控制量運(yùn)算電路92運(yùn)算出的滯后控制量Thy*。
[0110]理想車輛模型72使用分別加上了粘性成分Tvl*以及滯后控制量Thy*的目標(biāo)小齒輪角θρ女來運(yùn)算基本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tp女的彈性成分Tsp女。
[0111]像這樣，通過使用加上了粘性成分Tvl*以及滯后控制量Thy *的目標(biāo)小齒輪角θρ *來運(yùn)算彈性成分Tsp*，起到以下的作用。
[0112]彈性成分Tsp*與被加至目標(biāo)小齒輪角θρ *的粘性成分Tvl *以及滯后控制量Thy *的合計(jì)值相應(yīng)地，例如呈現(xiàn)如下特性。如圖11的曲線圖中以雙點(diǎn)劃線所示的那樣，表示目標(biāo)小齒輪角θρ女與彈性成分Tsp -k的關(guān)系的特性線Lsp與粘性成分Tv1-k以及滯后控制量Thy *的合計(jì)值相應(yīng)地，以沿橫軸移動(dòng)的形式更新。在粘性成分Tvl*以及滯后控制量Thy*的合計(jì)值為正值時(shí)，特性線Lsp以沿橫軸向正向移動(dòng)的形式更新。在粘性成分Tvl*以及滯后控制量Thy*的合計(jì)值為負(fù)值時(shí)，特性線Lsp以沿橫軸向負(fù)向移動(dòng)的形式更新。但是，相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角θρ女的變化的彈性成分Tsp女的正負(fù)的最大值+Tspmax、一目標(biāo)小齒輪角θρ ~k無關(guān)地被維持于恒定值。
[0113]因此，彈性成分Tsp*相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角θρ*的變化具有沿橫軸的方向上的滯后。由于彈性成分Tsp*的正負(fù)的最大值+Tspmax、一 Tspmax不隨目標(biāo)小齒輪角θρ*而變化，所以越為包括控制映射Msp的原點(diǎn)的中央部分，即越為目標(biāo)小齒輪角θρ *的值較小、特性線Lsp的切線梯度α較大的部分，沿橫軸的方向上的滯后寬度越為較大的值。
[0114]通過使相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角θρ*的變化的彈性成分Tsp*具有沿橫軸的方向的滯后，目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *為較小的值的區(qū)域的特性線Lsp的切線梯度α變得緩和。與切線梯度α變緩和相應(yīng)地，駕駛員容易感受到基于粘性成分Tvl*的粘性感、以及與基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力相應(yīng)的摩擦感。
[0115]另外，即使像這樣，通過將被理想車輛模型72使用的目標(biāo)小齒輪角θρ*加上滯后控制量Thy*，也能夠使基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力的特性從圖9的圖9Α的曲線圖所示的狀態(tài)變化至圖9Β的曲線圖所示的狀態(tài)。另外，將被理想車輛模型72使用的目標(biāo)小齒輪角θρ *加上粘性成分Tvi *的情況也相同，能夠使基于粘性成分Tvi *的轉(zhuǎn)向操縱反作用力(粘性反作用力)的特性從圖9的圖9Α的曲線圖所示的狀態(tài)變化至圖9Β的曲線圖所示的狀態(tài)。
[0116]應(yīng)予說明，本例也可以如以下這樣變更實(shí)施。如圖10中以雙點(diǎn)劃線所示的那樣，在目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62(理想EPS模型71)除了設(shè)置前面的慣性模型75之外，還設(shè)置有一個(gè)慣性模型94。慣性模型94與前面的慣性模型75相同，通過將由減法器74計(jì)算出的減法值Tp* *乘以慣性力矩1的倒數(shù)來運(yùn)算小齒輪角加速度αΡ *。加法器93除了將前面的粘性成分Tvl*以及滯后控制量Thy*加至由第二積分器77運(yùn)算出的目標(biāo)小齒輪角θρ*之外，還將由慣性模型94運(yùn)算出的小齒輪角加速度αρ *加至由第二積分器77運(yùn)算出的目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*。與加上小齒輪角加速度αρ*相應(yīng)地，彈性成分Tsp*的滯后寬度在圖11的曲線圖中的沿橫軸的方向上進(jìn)一步擴(kuò)展。
[0117]因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠得到以下的效果。
[0118](I)通過將被理想車輛模型72使用的目標(biāo)小齒輪角θρ *分別加上粘性成分Tvl *以及滯后控制量Thy*，與其相應(yīng)地，目標(biāo)小齒輪角θρ*較小的區(qū)域的滯后寬度擴(kuò)展。因此，更加容易在目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *較小的區(qū)域感受到與基于粘性成分Tvl *的粘性反作用力相應(yīng)的粘性感、以及與基于滯后控制量Thy*的轉(zhuǎn)向操縱反作用力相應(yīng)的摩擦感。進(jìn)而，能夠給駕駛員帶來更加順暢、或者穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向操縱感。
[0119](2)在單獨(dú)實(shí)施本例的情況下，能夠省略前面的圖3所示的兩個(gè)梯度增益運(yùn)算電路81、82以及兩個(gè)乘法器83、84。這是因?yàn)椴恍枰獙?duì)粘性成分Tvl*乘以增益Gvl、以及對(duì)滯后控制量Thy*乘以增益Ghy。
[0120](3)在將本例與第一實(shí)施方式組合實(shí)施的情況下，能夠給駕駛員帶來更加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感。另外，在規(guī)定目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *與彈性成分Tsp *的關(guān)系的控制映射Msp中，在彈性特性的切線梯度α被設(shè)定(調(diào)節(jié))得非常大的情況下等，本例特別有效。
[0121](4)即使在采用了僅將滯后控制量Thy*以及粘性成分Tvl*的任意一方加至被理想車輛模型72使用的目標(biāo)小齒輪角θρ *的結(jié)構(gòu)的情況下，也容易得到基于滯后控制量Thy *的摩擦感、或者基于粘性成分Tvi *的粘性感。這是因?yàn)榕c滯后控制量Thy *或者粘性成分Tv1女相應(yīng)地，目標(biāo)小齒輪角θρ *較小的區(qū)域的彈性成分Tsp *的滯后寬度擴(kuò)展。
[0122]接下來，對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。本例與第一實(shí)施方式的切線梯度α的計(jì)算方法相關(guān)。
[0123]滯后控制量Thy*以及粘性成分Tvi*等其他的控制參數(shù)的必要量與前面的圖6所示的控制映射Msp中的特性線Lsp(彈性成分Tsp女)的切線梯度α相應(yīng)地改變。因此，在第一實(shí)施方式中，為了得到更加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感，與切線梯度α相應(yīng)地修正滯后控制量Thy*以及粘性成分Tvl *等其他的控制參數(shù)。
[0124]切線梯度α通過將彈性成分Tsp女的微小的變化量ΔTsp *除以目標(biāo)小齒輪角θρ女的微小的變化量A θρ*來得到。但是，在運(yùn)算切線梯度α?xí)r，使用以直線插補(bǔ)適當(dāng)?shù)膬牲c(diǎn)間的直線插補(bǔ)來得到曲線的情況下，存在該得到的曲線連接不光滑的可能性。例如，在該曲線可能產(chǎn)生折彎的部分、或者不連續(xù)的部分。這是因?yàn)樵谥本€插補(bǔ)中僅決定處于通過適當(dāng)?shù)膬牲c(diǎn)的線段上的點(diǎn)，而未考慮梯度。
[0125]在第一實(shí)施方式中，為了得到更加適當(dāng)?shù)脑鲆鍳vl、Ghy，進(jìn)而賦予更加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感，優(yōu)選得到切線梯度α更加光滑地變化的曲線(準(zhǔn)確而言，是依照?qǐng)D6的曲線圖所示的特性線Lsp的曲線)。
[0126]因此，在本例中使用三次式插補(bǔ)。所謂三次式插補(bǔ)是指利用三次式對(duì)插補(bǔ)的適當(dāng)?shù)膬牲c(diǎn)間進(jìn)行插補(bǔ)的方法。若根據(jù)三次式插補(bǔ)，則能夠通過指定切線梯度和曲線通過的點(diǎn)來得到更加光滑地連接插補(bǔ)的適當(dāng)?shù)膬牲c(diǎn)間的曲線。
[0127]作為三次式插補(bǔ)的一種，例如有埃爾米特插補(bǔ)。在埃爾米特插補(bǔ)中利用以下式(2)表示的三次多項(xiàng)式。其中，式(2)中的“.”表示乘法。
[0128]y=Α3.χ3+Α2.χ2+Α1.χ+ΑΟ (2)
[0129]在指定兩點(diǎn)(x0，y0)、(xl，yl)、以及這兩點(diǎn)的梯度(x0，dy0)、(xl，dyl)時(shí)，三次多項(xiàng)式被唯一地決定。通過指定梯度，能夠抑制得到的曲線不連續(xù)。
[0130]即，在三次多項(xiàng)式的情況下，未知數(shù)是三次的系數(shù)A3、二次的系數(shù)A2、一次的系數(shù)△ 1、以及常數(shù)(零次的系數(shù)從0這四個(gè)。通過針對(duì)式(2)代入曲線通過的兩個(gè)點(diǎn)(別，70)、(^，71)以及兩個(gè)梯度(別，(^0)、(11，(^1)，得到四個(gè)方程式。針對(duì)四個(gè)未知數(shù)存在四個(gè)方程式，從而能夠求解這些連立方程式。通過求解該連立方程式，能夠得到表達(dá)通過兩個(gè)點(diǎn)UO，70)、&1，71)、并且具有兩個(gè)梯度(別，(170)、&1，(^1)的光滑的曲線的三次多項(xiàng)式。并且，若對(duì)該三次多項(xiàng)式微分，則能夠簡單地求出梯度。梯度以下式(3)表達(dá)。
[0131]梯度=3Α3.x2+2A2.x+Al (3)
[0132]順便說明，也可以將能夠得到所希望的特性(例如，彈性特性)的三次多項(xiàng)式中的三次的系數(shù)A3、二次的系數(shù)A2、一次的系數(shù)Al、以及常數(shù)(零次的系數(shù))A0作為一組的系數(shù)組，并按照被取樣的兩個(gè)目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *的各區(qū)間存儲(chǔ)。
[0133]例如，如圖12Α所示那樣，若目標(biāo)小齒輪角θρ*的絕對(duì)值為第一區(qū)間(O?χΟ)則以第一系數(shù)組Cl、若目標(biāo)小齒輪角θρ*為第二區(qū)間(χΟ?xl)則以第二系數(shù)組C2、若為第三區(qū)間(xl?χ2)則以第三系數(shù)組C3、若為第四區(qū)間(χ2?χ3)則以第四系數(shù)組C4這樣的形式存儲(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，與目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *的變化相應(yīng)地切換系數(shù)組。由此，與被取樣的兩個(gè)目標(biāo)小齒輪角ΘΡ*的區(qū)間對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)膬牲c(diǎn)間以與所希望的特性相應(yīng)的更加光滑的曲線連接。
[0134]應(yīng)予說明，在圖12Α所示的特性線Lsp中，目標(biāo)小齒輪角θρ*的絕對(duì)值與切線梯度α的關(guān)系的一個(gè)例子如下。
[0135]如圖12Β所示那樣，在橫軸繪制目標(biāo)小齒輪角θρ*的絕對(duì)值，在縱軸繪制切線梯度α?xí)r，隨著目標(biāo)小齒輪角θρ *的絕對(duì)值從零增加，切線梯度α的值曲線狀地減少。但是，目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *的絕對(duì)值越大，相對(duì)于目標(biāo)小齒輪角ΘΡ *的絕對(duì)值的切線梯度α的值的變化率(圖12所示的特性線La的切線的斜率)越小。作為一個(gè)例子，在目標(biāo)小齒輪角θρ*為Χ0、χ1、叉233&0<11<12<13)時(shí)，切線梯度€[的值分別為€[0、€[1、€[2、€[3(€[0>€[1>€[2>€[3)。
[0136]因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠得到以下的效果。
[0137](I)通過利用三次式插補(bǔ)，能夠得到更加光滑地連接插補(bǔ)的適當(dāng)?shù)膬牲c(diǎn)間的曲線。即，得到梯度更加光滑地變化的曲線。因此，運(yùn)算出更加適當(dāng)?shù)那芯€梯度α，進(jìn)而運(yùn)算出更加適當(dāng)?shù)脑鲆鍳v1、Ghy。因此，能夠得到更加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操縱感(粘性感、摩擦感)。
[0138]應(yīng)予說明，上述各實(shí)施方式也可以如以下這樣變更實(shí)施。
[0139]在各實(shí)施方式中，基于馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角θm來運(yùn)算轉(zhuǎn)向操縱角0S，但也可以在轉(zhuǎn)向軸22設(shè)置轉(zhuǎn)向傳感器(旋轉(zhuǎn)傳感器)，并通過該轉(zhuǎn)向傳感器來檢測轉(zhuǎn)向操縱角0S。
[0140]在各實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)矩傳感器420設(shè)置于柱軸22a，但也可以設(shè)置于中間軸22b或者小齒輪軸22c。若能夠檢測轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th，則能夠設(shè)置于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)20的適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0141]在各實(shí)施方式中，在小齒輪角反饋控制電路63中，針對(duì)實(shí)際的小齒輪角θρ進(jìn)行PID控制，但也可以進(jìn)行PI控制。另外，在各實(shí)施方式中，對(duì)與轉(zhuǎn)向輪26、26的轉(zhuǎn)向角0ta對(duì)應(yīng)的小齒輪角ΘΡ進(jìn)行反饋控制，但也可以對(duì)中間軸22b的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行反饋控制。另外，也可以對(duì)馬達(dá)31的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行反饋控制。由于中間軸22b以及馬達(dá)31的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角均是反映轉(zhuǎn)向角9ta的值，所以能夠通過這些旋轉(zhuǎn)角的反饋控制來間接地進(jìn)行轉(zhuǎn)向角0ta的反饋控制。另外，也可以檢測轉(zhuǎn)向輪26、26的轉(zhuǎn)向角0ta，并針對(duì)該轉(zhuǎn)向角9ta直接地進(jìn)行反饋控制。在該情況下，目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路62作為目標(biāo)轉(zhuǎn)向角運(yùn)算電路發(fā)揮作用，小齒輪角反饋控制電路63作為轉(zhuǎn)向角反饋控制電路發(fā)揮作用。
[0142]在各實(shí)施方式中，理想EPS模型71基于基本輔助成分Tal*與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th的總和求出目標(biāo)小齒輪角ΘΡ* (理想的小齒輪角)，但也可以僅基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th來求出目標(biāo)小齒輪角θρ*。
[0143]在各實(shí)施方式中，基本輔助成分運(yùn)算電路61基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th以及車速V求出基本輔助成分Tal*，但也可以僅基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩Th來求出基本輔助成分Tal*。
[0144]在各實(shí)施方式中，具體化為向柱軸22a賦予轉(zhuǎn)向操縱輔助力的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置10，但例如也可以具體化為向小齒輪軸22c或者齒條軸23賦予轉(zhuǎn)向操縱輔助力的類型的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
[0145]符號(hào)說明:10...電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置;20…轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu);22c…小齒輪軸(旋轉(zhuǎn)軸)；26...轉(zhuǎn)向輪;31...馬達(dá);42...微型計(jì)算機(jī)(控制裝置)；61…基本輔助成分運(yùn)算電路(第一運(yùn)算電路)；62…目標(biāo)小齒輪角運(yùn)算電路(第二運(yùn)算電路)；63…小齒輪角反饋控制電路(第三運(yùn)算電路)；66、92...滯后控制量運(yùn)算電路(第二反作用力成分運(yùn)算電路)；72…理想車輛模型(第一反作用力成分運(yùn)算電路)；75、94-_慣性模型(第二反作用力成分運(yùn)算電路)；78、91…粘性模型(第二反作用力成分運(yùn)算電路、粘性控制運(yùn)算電路)；81、82…構(gòu)成修正部的梯度增益運(yùn)算電路;83、84…構(gòu)成修正電路的乘法器;93...加法器(變更電路)；Gv1、Ghy…增益；LsP...特性線;Tal *..?基本輔助成分(基礎(chǔ)控制成分)；Ta2 *…修正控制成分;Th...轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩；Tsp*…彈性成分(第一反作用力成分)；Tvl*…粘性成分(第二反作用力成分)；Thy*...滯后控制量(第二反作用力成分)；α.._切線梯度；0S...轉(zhuǎn)向操縱角；0ta…轉(zhuǎn)向角；ΘΡ *…目標(biāo)小齒輪角(目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，具備:馬達(dá)，其為被向車輛的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)賦予的轉(zhuǎn)向操縱輔助力的產(chǎn)生源；以及控制裝置，其根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向操縱狀態(tài)來控制上述馬達(dá)，該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的特征在于， 上述控制裝置具有: 第一運(yùn)算電路，其至少根據(jù)轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩來運(yùn)算為了向轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)賦予的轉(zhuǎn)向操縱輔助力的基礎(chǔ)控制成分； 第二運(yùn)算電路，其至少基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩來運(yùn)算對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角； 第三運(yùn)算電路，其通過使上述旋轉(zhuǎn)軸的實(shí)際的旋轉(zhuǎn)角與上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角一致的反饋控制來運(yùn)算上述基礎(chǔ)控制成分的修正控制成分； 第一反作用力成分運(yùn)算電路，其至少基于上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角來運(yùn)算上述轉(zhuǎn)向操縱輔助力中的第一反作用力成分；以及 第二反作用力成分運(yùn)算電路，其基于表示上述轉(zhuǎn)向操縱狀態(tài)的多種狀態(tài)量以及上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的至少一個(gè)來運(yùn)算上述轉(zhuǎn)向操縱輔助力中的第二反作用力成分。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述控制裝置還具有修正電路，該修正電路根據(jù)相對(duì)于上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的上述第一反作用力成分的變化的梯度來修正上述第二反作用力成分。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述控制裝置還具有變更電路，該變更電路通過將上述第一反作用力成分運(yùn)算電路所獲取的上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角加上上述第二反作用力成分來變更上述第一反作用力成分。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述控制裝置還具有變更電路，該變更電路通過將上述第一反作用力成分運(yùn)算電路所獲取的上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角加上上述第二反作用力成分來變更上述第一反作用力成分。5.根據(jù)權(quán)利要求2或者4所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述修正電路具有運(yùn)算與上述第一反作用力成分的變化的梯度相應(yīng)的增益的梯度增益運(yùn)算電路、以及使上述第二反作用力成分乘以上述增益的乘法器， 上述梯度增益運(yùn)算電路在上述梯度越大時(shí)越運(yùn)算出更大的值的上述增益。6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述第一反作用力成分運(yùn)算電路包括作為上述第一反作用力成分運(yùn)算與上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角成比例的彈性成分的彈性特性控制運(yùn)算電路， 上述第二反作用力成分運(yùn)算電路包括作為上述第二反作用力成分運(yùn)算與轉(zhuǎn)向操縱角速度成比例的粘性成分的粘性控制運(yùn)算電路、以及作為上述第二反作用力成分運(yùn)算相對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱角的變化具有滯后特性的作為摩擦成分的滯后控制量的滯后控制量運(yùn)算電路中的至少一個(gè)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述第一反作用力成分運(yùn)算電路包括作為上述第一反作用力成分運(yùn)算與上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角成比例的彈性成分的彈性特性控制運(yùn)算電路， 上述第二反作用力成分運(yùn)算電路包括作為上述第二反作用力成分運(yùn)算與轉(zhuǎn)向操縱角速度成比例的粘性成分的粘性控制運(yùn)算電路、以及作為上述第二反作用力成分運(yùn)算相對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱角的變化具有滯后特性的作為摩擦成分的滯后控制量的滯后控制量運(yùn)算電路中的至少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】B62D5/04GK105857388SQ201610073002
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年2月2日
【發(fā)明人】玉泉晴天, 益啟純, 喜多政之
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社捷太格特