转向操纵控制装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请主张于2018年10月30日在日本国专利厅提交的日本国专利申请第2018-204102号的优先权，并在此引用其全部内容。

本发明涉及转向操纵控制装置。

背景技术：

以往，车辆用的转向操纵装置有通过将马达作为驱动源的辅助机构对转向操纵机构赋予用于辅助转向操作的辅助转矩的电动助力转向装置(eps)。作为将这样的eps作为控制对象的转向操纵控制装置，例如在日本特开2006－175940号公报公开了具备基于转向操纵角规定目标转向操纵转矩的第一标准模型、以及基于转向操纵转矩规定目标转向角的第二标准模型，并基于两标准模型控制马达的工作的装置。在该转向操纵控制装置中，能够通过执行为了使实际的转向操纵转矩追随目标转向操纵转矩的转矩反馈控制得到的第一辅助成分，使转向操纵转矩成为最佳的值。另外，也能够通过执行使实际的转向角追随目标转向角的角度反馈控制得到的第二辅助成分，抵消来自转向轮的反向输入振动。

然而，用于检测输入到eps的转向操纵转矩的转矩传感器根据其规格预先决定能够检测的转矩的绝对值(最大转矩)。因此，在目标转向操纵转矩的绝对值超过最大转矩的情况下，有可能实际检测出的转向操纵转矩成为不正确的转矩，从而不能适当地使转向操纵转矩追随目标转向操纵转矩，转向操纵感降低。

此外，这样的问题并不限定于eps，在将由驾驶员进行转向操纵的转向操纵部与根据驾驶员的转向操纵使转向轮转向的转向部之间的动力传递分离的线控转向式的转向操纵装置中，在基于转矩反馈控制的执行赋予转向操纵反作用力的情况下，也能够同样地产生该问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供能够抑制转向操纵感的降低的转向操纵控制装置。

本发明的一方式为一种转向操纵控制装置，将转向操纵装置作为控制对象，该转向操纵装置通过将马达作为驱动源的辅助机构对转向操纵机构赋予用于辅助转向操作的辅助转矩，上述转向操纵控制装置控制上述马达的工作以产生与成为上述辅助转矩的目标值的目标辅助转矩对应的马达转矩，

上述转向操纵控制装置具备对上述目标辅助转矩进行运算的目标辅助转矩运算部，

上述目标辅助转矩运算部具备：

目标转向操纵转矩运算部，对成为由转矩传感器检测出的转向操纵转矩的目标值的目标转向操纵转矩进行运算；以及

转矩反馈控制部，通过执行使上述转向操纵转矩追随上述目标转向操纵转矩的转矩反馈控制，对转矩反馈成分进行运算，

上述目标辅助转矩运算部基于上述转矩反馈成分对上述目标辅助转矩进行运算，

在上述目标转向操纵转矩的绝对值超过能够由上述转矩传感器检测出的最大转矩的情况下，上述目标辅助转矩运算部基于与上述目标转向操纵转矩的绝对值不超过上述最大转矩的情况相比减小了绝对值的上述转矩反馈成分对上述目标辅助转矩进行运算。

根据上述构成，在由于目标转向操纵转矩的绝对值超过能够由转矩传感器检测的最大转矩而不能检测出正确的转向操纵转矩，而有可能转矩反馈成分成为异常的值的情况下，基于减小了转矩反馈成分的绝对值后的值对目标辅助转矩进行运算。因此，能够抑制异常的辅助转矩被赋予而转向操纵感降低的情况。

本发明的其它方式为在上述方式的转向操纵控制装置中，优选在上述目标转向操纵转矩的绝对值超过上述最大转矩的情况下，上述目标辅助转矩运算部基于成为零的上述转矩反馈成分对上述目标辅助转矩进行运算。

根据上述构成，在转矩反馈成分有可能成为异常的值的情况下，使转矩反馈成分为零，所以能够适当地抑制异常的辅助转矩被赋予而转向操纵感降低的情况。

本发明的其它方式为在上述方式的转向操纵控制装置中，优选上述目标辅助转矩运算部具备：轴力运算部，对从转向轮作用给连结该转向轮的转向轴的轴力进行运算；以及限制反作用力运算部，在成为上述转向轮的至少向一个方向的转向被限制的状况的情况下，对用于限制使该转向轮至少向一个方向转向的转向操纵的限制反作用力进行运算，上述目标转向操纵转矩运算部使用基于上述轴力以及上述限制反作用力的反作用力成分，基于上述反作用力成分的绝对值的增大，以上述目标转向操纵转矩具有更大的绝对值的方式对该目标转向操纵转矩进行运算。

如上述构成那样，在成为转向轮的至少向一个方向的转向被限制的状况的情况下限制反作用力被赋予，从而存在目标转向操纵转矩超过最大转矩的情况。对于这一点，在上述构成中，在目标转向操纵转矩超过最大转矩的情况下，基于减小了转矩反馈成分的绝对值后的值对目标辅助转矩进行运算，所以在成为转向轮的至少向一个方向的转向被限制的状况的情况下，能够抑制异常的辅助转矩被赋予而转向操纵感降低的情况。

本发明的其它方式为在上述方式的转向操纵控制装置中，优选在成为上述转向轮的至少向一个方向的转向被限制的状况，且上述目标转向操纵转矩的绝对值超过上述最大转矩的情况下，上述目标辅助转矩运算部基于上述转矩反馈成分以及上述限制反作用力对上述目标辅助转矩进行运算。

根据上述构成，在成为转向轮的至少向一个方向的转向被限制的状况的情况下，基于限制反作用力对目标辅助转矩进行运算，所以例如能够赋予负的辅助转矩(抵抗转向操纵的反作用力)。由此，能够适当地抑制进行向转向轮的转向被限制的方向的进一步的转向操纵。

本发明的其它方式为一种转向操纵控制装置，将具有在转向操纵部与转向部之间的动力传递分离的结构的转向操纵装置作为控制对象，并控制设置于上述转向操纵部的转向操纵侧马达的工作以产生与成为转向操纵反作用力的目标值的目标反作用力转矩对应的马达转矩，上述转向部根据输入到上述转向操纵部的转向操纵使转向轮转向，上述转向操纵反作用力是抵抗输入到上述转向操纵部的转向操纵的力，

上述转向操纵控制装置具备对上述目标反作用力转矩进行运算的目标反作用力转矩运算部，

上述目标反作用力转矩运算部具备：

轴力运算部，对从上述转向轮作用给连结该转向轮的转向轴的轴力进行运算；

限制反作用力运算部，在成为上述转向轮的至少向一个方向的转向被限制的状况的情况下，对用于限制使该转向轮至少向一个方向转向的转向操纵的限制反作用力进行运算；

目标转向操纵转矩运算部，使用基于上述轴力以及上述限制反作用力的反作用力成分，基于上述反作用力成分的绝对值的增大，以成为由转矩传感器检测出的转向操纵转矩的目标值的目标转向操纵转矩具有更大的绝对值的方式对该目标转向操纵转矩进行运算；以及

转矩反馈控制部，通过执行使上述转向操纵转矩追随上述目标转向操纵转矩的转矩反馈控制，对转矩反馈成分进行运算，

上述目标反作用力转矩运算部基于上述转矩反馈成分对上述目标反作用力转矩进行运算，

在上述目标转向操纵转矩的绝对值超过能够由上述转矩传感器检测出的最大转矩的情况下，上述目标反作用力转矩运算部基于与上述目标转向操纵转矩的绝对值不超过上述最大转矩的情况相比减小了绝对值的上述转矩反馈成分、以及上述限制反作用力对上述目标反作用力转矩进行运算。

根据上述构成，在由于目标转向操纵转矩的绝对值超过能够由转矩传感器检测出的最大转矩而不能检测正确的转向操纵转矩，转矩反馈成分有可能成为异常的值的情况下，基于减小了转矩反馈成分的绝对值后的值以及限制反作用力对目标反作用力转矩进行运算。因此，能够抑制基于异常的转矩反馈成分的转向操纵反作用力被赋予，从而抑制转向操纵感降低。另外，通过基于限制反作用力的转向操纵反作用力被赋予，能够适当地抑制进行向转向轮的转向被限制的方向的进一步的转向操纵。

附图说明

通过参照附图下述的详细描述，本公开的上述目的以及其它的目的、特征、优点变得更加明确。其中，相同的附图标记表示相同的构成要素，其中，

图1是第一实施方式的转向操纵装置的概略结构图。

图2是第一实施方式的转向操纵控制装置的框图。

图3是第一实施方式的反作用力成分运算部的框图。

图4是第三实施方式的转向操纵装置的概略结构图。

图5是第三实施方式的转向操纵控制装置的框图。

图6是变形例的转向操纵装置的概略结构图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的转向操纵控制装置的第一实施方式进行说明。如图1所示，成为控制对象的转向操纵装置1被构成为电动助力转向装置(eps)。转向操纵装置1具备基于驾驶员对方向盘2的操作使转向轮3转向的转向操纵机构4、对转向操纵机构4赋予用于辅助转向操作的辅助转矩(辅助力)的辅助机构5、以及控制辅助机构5的工作的转向操纵控制装置6。

转向操纵机构4具备固定方向盘2的方向盘轴11、与方向盘轴11连结的作为转向轴的齿条轴12、以能够往复移动的方式插入有齿条轴12的圆筒状的齿条壳体13、以及将方向盘轴11的旋转转换为齿条轴12的往复移动的齿条小齿轮机构14。此外，通过从方向盘2所在的一侧依次连结柱轴15、中间轴16、以及小齿轮轴17来构成方向盘轴11。

齿条轴12与小齿轮轴17在齿条壳体13内配置为具有规定的交叉角。通过形成于齿条轴12的齿条齿12a与形成于小齿轮轴17的小齿轮齿17a啮合来构成齿条小齿轮机构14。另外，在齿条轴12的两端经由设置在其轴端部的由球窝接头构成的齿条端18分别以能够转动的方式连结有转向横拉杆19。转向横拉杆19的前端与组装了转向轮3的未图示的转向节连结。因此，在转向操纵装置1中，伴随转向操作的方向盘轴11的旋转通过齿条小齿轮机构14转换为齿条轴12的轴向移动，该轴向移动经由转向横拉杆19传递到转向节，从而转向轮3的转向角，即车辆的行进方向变更。

辅助机构5具备作为驱动源的马达21、传递马达21的旋转的传递机构22、以及将经由传递机构22传递的旋转转换为齿条轴12的往复移动的转换机构23。而且，辅助机构5将马达21的旋转经由传递机构22传递到转换机构23，并在转换机构23转换为齿条轴12的往复移动，从而对转向操纵机构4赋予辅助转矩。此外，本实施方式的马达21例如采用三相的无刷马达，传递机构22例如采用传动带机构，转换机构23例如采用滚珠丝杠机构。

在转向操纵控制装置6连接有检测通过驾驶员的转向操纵赋予给方向盘轴11的转向操纵转矩th的转矩传感器41。此外，转矩传感器41设置于小齿轮轴17，基于扭杆42的扭转检测转向操纵转矩th。而且，在转矩传感器41，根据扭杆42的弹性系数、尺寸等规格预先设定有能够检测的最大转矩tmax。另外，在转向操纵控制装置6连接有设置在经由驱动轴(省略图示)可旋转地支承转向轮3的轮毂单元43的左前轮传感器43l以及右前轮传感器43r。左前轮传感器43l以及右前轮传感器43r检测各转向轮3的车轮速度vl、vr。此外，本实施方式的转向操纵控制装置6检测车轮速度vl、vr的平均值作为车速v。另外，在转向操纵控制装置6连接有以360°的范围内的相对角检测马达21的马达角θm的旋转传感器44。此外，转向操纵转矩th以及马达角θm在向第一方向(在本实施方式中为右)进行转向操纵的情况下检测为正的值，在向第二方向(在本实施方式中为左)进行转向操纵的情况下检测为负的值。而且，转向操纵控制装置6基于从这些各传感器输入的各状态量，向马达21供给驱动电力，从而控制辅助机构5的工作，即为了使齿条轴12往复移动而对转向操纵机构4赋予的辅助转矩。

接下来，对转向操纵控制装置6的构成进行说明。如图2所示，转向操纵控制装置6具备输出马达控制信号sm的微机51、和基于马达控制信号sm对马达21供给驱动电力的驱动电路52。此外，本实施方式的驱动电路52采用具有多个开关元件(例如，fet等)的公知的pwm逆变器。而且，微机51输出的马达控制信号sm成为规定各开关元件的接通断开状态的信号。由此，各开关元件对马达控制信号sm进行响应而接通断开，对各相的马达线圈的通电模式切换，从而车载电源b的直流电力被转换为三相的驱动电力并输出到马达21。此外，以下所示的各控制模块通过微机51执行的计算机程序实现，以规定的取样周期(检测周期)检测各状态量，并在每个规定的运算周期执行以下的各控制模块所示的各运算处理。

在微机51输入有上述车速v、转向操纵转矩th以及马达角θm。另外，在微机51输入有由设置在驱动电路52与各相的马达线圈之间的连接线54上的电流传感器55检测出的马达21的各相电流值iu、iv、iw。

此外，在图2中，为了方便说明，将各相的连接线54以及各相的电流传感器55分别集中为一个进行图示。而且，微机51基于这些各状态量输出马达控制信号sm。

详细而言，微机51具备对目标辅助转矩ta*进行运算的目标辅助转矩运算部61、和对马达控制信号sm进行运算的马达控制信号运算部62。目标辅助转矩运算部61如后述那样对与应该赋予转向操纵机构4的辅助转矩对应的目标辅助转矩ta*进行运算。

马达控制信号运算部62基于目标辅助转矩ta*对供给至马达21的驱动电流的目标值亦即目标电流值id*、iq*进行运算。目标电流值id*、iq*分别示出d/q坐标系上的d轴上的目标电流值以及q轴上的目标电流值。目标辅助转矩ta*的绝对值越大，马达控制信号运算部62越运算出具有更大的绝对值的q轴目标电流值iq*。此外，d轴目标电流值id*基本上为零。然后，马达控制信号运算部62通过基于目标电流值id*、iq*、各相电流值iu、iv、iw、以及马达21的马达角θm执行d/q坐标系上的电流反馈控制，来生成马达控制信号sm。

具体而言，马达控制信号运算部62通过基于马达角θm将相电流值iu、iv、iw映射到d/q坐标上，来对d/q坐标系上的马达21的实际电流值亦即d轴电流值id以及q轴电流值iq进行运算。然后，马达控制信号运算部62为了使d轴电流值id追随d轴目标电流值id*，并且为了使q轴电流值iq追随q轴目标电流值iq*，而基于d轴以及q轴上的各电流偏差对目标电压值进行运算，并对具有基于该目标电压值的占空比的马达控制信号sm进行运算。此外，在生成马达控制信号sm的过程运算出的q轴电流值iq被输出到上述目标辅助转矩运算部61。

像这样运算出的马达控制信号sm被输出到驱动电路52。由此，从驱动电路52对马达21供给与马达控制信号sm对应的驱动电力。然后，马达21将目标辅助转矩ta*所示的辅助转矩赋予转向操纵机构4。

接下来，对目标辅助转矩运算部61进行说明。目标辅助转矩运算部61具备对能够换算为转向轮3的转向角的旋转轴亦即小齿轮轴17的小齿轮角θp(转向操纵角)进行运算的小齿轮角运算部71、和对反作用力成分fir进行运算的反作用力成分运算部72。另外，目标辅助转矩运算部61具备对目标转向操纵转矩th*进行运算的目标转向操纵转矩运算部73、和通过执行转矩反馈运算对转矩反馈成分(以下，称为转矩f/b成分)tfb进行运算的转矩反馈控制部(以下，称为转矩f/b控制部)74。并且，目标辅助转矩运算部61具备运算对转矩f/b成分tfb进行修正后的值作为目标辅助转矩ta*的转矩f/b成分修正部75。

在小齿轮角运算部71输入有马达角θm。小齿轮角运算部71基于马达角θm对表示小齿轮轴17的旋转角的小齿轮角θp进行运算。具体而言，小齿轮角运算部71例如将齿条轴12位于车辆直行的中立位置的状态下的小齿轮角θp作为原点(零度)对马达21的转数进行累计(计数)，并基于该转数以及马达角θm以包含超过360°的范围的绝对角运算小齿轮角θp。像这样运算出的小齿轮角θp被输出到反作用力成分运算部72。

在反作用力成分运算部72输入有车速v、q轴电流值iq以及小齿轮角θp。反作用力成分运算部72基于这些状态量对抵抗转向操作的力亦即反作用力成分fir进行运算。

详细而言，如图3所示，反作用力成分运算部72具备作为对作为轴力的分配轴力fd进行运算的轴力运算部的分配轴力运算部81、和作为对作为限制反作用力的末端反作用力fie进行运算的限制反作用力运算部的末端反作用力运算部82。而且，反作用力成分运算部72基于分配轴力fd以及末端反作用力fie对反作用力成分fir进行运算。

更详细而言，分配轴力运算部81具备对电流轴力(路面轴力)fer进行运算的电流轴力运算部83、和对角度轴力(理想轴力)fib进行运算的角度轴力运算部84。此外，电流轴力fer以及角度轴力fib以转矩的量纲(n·m)运算。另外，分配轴力运算部81具备分配处理部85，该分配处理部85运算以规定比例分配电流轴力fer以及角度轴力fib所得的分配轴力作为分配轴力fd，以反映从路面施加给转向轮3的轴力(从路面传递的路面信息)。

在电流轴力运算部83输入有q轴电流值iq。电流轴力运算部83基于q轴电流值iq对反映了路面信息的电流轴力fer进行运算，电流轴力fer是作用给转向轮3的轴力(传递到转向轮3的传递力)的估计值。具体而言，电流轴力运算部83假设从马达21施加给齿条轴12的转矩和与从路面施加给转向轮3的力对应的转矩相互平衡，以q轴电流值iq的绝对值越大，电流轴力fer的绝对值越大的方式进行运算。像这样运算出的电流轴力fer被输出到分配处理部85。

在角度轴力运算部84输入有小齿轮角θp以及车速v。角度轴力运算部84基于小齿轮角θp对不反映路面信息的角度轴力fib进行运算，该角度轴力fib是作用给转向轮3的轴力(传递到转向轮3的传递力)的理想值。具体而言，角度轴力运算部84以随着小齿轮角θp的绝对值增大而角度轴力fib的绝对值增大的方式进行运算。另外，角度轴力运算部84以随着车速v增大而角度轴力fib的绝对值增大的方式进行运算。像这样运算出的角度轴力fib被输出到分配处理部85。

在分配处理部85输入有电流轴力fer以及角度轴力fib。在分配处理部85通过实验等预先设定有表示电流轴力fer的分配比率的电流分配增益ger、以及表示角度轴力fib的分配比率的角度分配增益gib。此外，电流分配增益ger以及角度分配增益gib根据车速v可变地设定。而且，分配处理部85通过将对角度轴力fib乘以角度分配增益gib后的值和对电流轴力fer乘以电流分配增益ger后的值相加，来对分配轴力fd进行运算。换句话说，本实施方式的分配轴力运算部81获取电流轴力fer以及角度轴力fib这两个轴力，并基于这两个轴力对分配轴力fd进行运算。像这样运算出的分配轴力fd被输出到加法器86。

在末端反作用力运算部82输入有小齿轮角θp。末端反作用力运算部82具备规定小齿轮角θp与末端反作用力fie的关系的设定表，通过参照该设定表对与小齿轮角θp对应的末端反作用力fie进行运算。在设定表设定有阈值角度θie，在小齿轮角θp的绝对值为阈值角度θie以下的情况下，作为末端反作用力fie运算为零，若小齿轮角θp的绝对值超过阈值角度θie，则运算出绝对值比零大的末端反作用力fie。像这样运算出的末端反作用力fie被输出到加法器86。

此外，阈值角度θie被设定为假想齿条末端位置处的小齿轮角θp的值，该假想齿条末端位置与由于齿条末端18与齿条壳体13抵接而限制了齿条轴12的轴向移动的机械上的齿条末端位置相比设定在靠中立位置侧。末端反作用力fie被设定为具有较大的绝对值，以使得若小齿轮角θp超过阈值角度θie并增大至某种程度，则利用人的力量不能够进行进一步的转动转向操纵。换句话说，在本实施方式中，小齿轮角θp超过阈值角度θie的状况相当于限制了转向轮3的进一步的向转动方向的转向的状况。

而且，反作用力成分运算部72运算在加法器86中对分配轴力fd加上末端反作用力fie所得的值作为反作用力成分fir。像这样运算出的反作用力成分fir被输出到目标转向操纵转矩运算部73以及转矩f/b成分修正部75(参照图2)。

如图2所示，目标转向操纵转矩运算部73基于反作用力成分fir对目标转向操纵转矩th*进行运算。具体而言，反作用力成分fir的绝对值越大，目标转向操纵转矩运算部73越运算出具有更大的绝对值的目标转向操纵转矩th*。换句话说，反作用力成分fir的绝对值越大，驾驶员应该输入到转向操纵机构4的转向操纵转矩th越大。像这样运算出的目标转向操纵转矩th*被输出到减法器76。

在减法器76，除了目标转向操纵转矩th*之外，还输入有转向操纵转矩th。在转矩f/b控制部74输入有在减法器76中从转向操纵转矩th减去目标转向操纵转矩th*所得的转矩偏差δt。而且，转矩f/b控制部74基于转矩偏差δt运算转矩f/b成分tfb作为用于将转向操纵转矩th反馈控制为目标转向操纵转矩th*的控制量。具体而言，转矩f/b控制部74运算将转矩偏差δt作为输入的比例要素、积分要素以及微分要素各自的输出值的和作为转矩f/b成分tfb。

在转矩f/b成分修正部75输入有反作用力成分fir以及转矩f/b成分tfb。转矩f/b成分修正部75根据反作用力成分fir修正转矩f/b成分tfb，并基于该修正后的转矩f/b成分tfb对目标辅助转矩ta*进行运算。

详细而言，本实施方式的转矩f/b成分修正部75判定反作用力成分fir的绝对值是否超过预先设定的阈值转矩tth。而且，在反作用力成分fir的绝对值为阈值转矩tth以下的情况下，转矩f/b成分修正部75直接将转矩f/b成分tfb运算为目标辅助转矩ta*。另一方面，在反作用力成分fir的绝对值比阈值转矩tth大的情况下，转矩f/b成分修正部75使转矩f/b成分tfb为零，并使目标辅助转矩ta*为零。此外，阈值转矩tth是基于反作用力成分fir运算出的目标转向操纵转矩th*的绝对值成为能够由转矩传感器41检测出的最大转矩tmax的值，被预先设定。换句话说，在目标转向操纵转矩th*的绝对值超过最大转矩tmax的情况下，目标辅助转矩运算部61基于为零的转矩f/b成分tfb对目标辅助转矩ta*进行运算。

接下来，对通过本实施方式的转向操纵控制装置6得到的转向操纵感进行说明。

在小齿轮角θp不超过阈值角度θie的范围的转向操纵中，以驾驶员应该输入的转向操纵转矩th成为基于反作用力成分fir的目标转向操纵转矩th*的方式，对转向操纵机构4赋予辅助转矩，得到最佳的转向操纵感。另一方面，若被转向操纵到齿条末端附近，反作用力成分fir超过阈值转矩tth(目标转向操纵转矩th*超过最大转矩tmax)，则目标辅助转矩ta*为零，辅助转矩不赋予给转向操纵机构4。由此，转向操纵所需要的转向操纵转矩较大地增加，所以妨碍驾驶员的转向操纵，抑制从被转向操纵到齿条末端附近的状态进一步进行转动转向操纵。

接下来，对本实施方式的作用以及效果进行说明。

(1)目标辅助转矩运算部61在由于目标转向操纵转矩th*的绝对值超过最大转矩tmax而不能检测到正确的转向操纵转矩th，转矩f/b成分tfb有可能成为异常的值的情况下，使转矩f/b成分tfb为零，并基于该为零的转矩f/b成分tfb对目标辅助转矩ta*进行运算。因此，能够适当地抑制异常的辅助转矩被赋予而转向操纵感降低的情况。

(2)目标辅助转矩运算部61在通过赋予末端反作用力fie而目标转向操纵转矩th*超过最大转矩tmax的情况下，使转矩f/b成分tfb为零。因此，在赋予末端反作用力fie限制转向轮3的转向的情况下，能够抑制异常的辅助转矩被赋予而转向操纵感降低的情况。

接下来，根据附图对转向操纵控制装置的第二实施方式进行说明。此外，本实施方式与上述第一实施方式的主要的不同点仅在于转矩f/b成分修正部75的运算处理。因此，为了方便说明，对相同的构成标注与上述第一实施方式相同的附图标记并省略其说明。

如图2所示，本实施方式的转矩f/b成分修正部75根据反作用力成分fir修正转矩f/b成分tfb，并基于该修正后的转矩f/b成分tfb以及反作用力成分fir对目标辅助转矩ta*进行运算。

详细而言，本实施方式的转矩f/b成分修正部75判定反作用力成分fir的绝对值是否超过预先设定的阈值转矩tth。而且，转矩f/b成分修正部75在反作用力成分fir的绝对值为阈值转矩tth以下的情况下，直接将转矩f/b成分tfb运算为目标辅助转矩ta*。另一方面，在反作用力成分fir的绝对值比阈值转矩tth大的情况下，使转矩f/b成分tfb为零，并基于反作用力成分fir对目标辅助转矩ta*进行运算，将负的辅助转矩赋予给转向操纵机构4。

接下来，对通过本实施方式的转向操纵控制装置6得到的转向操纵感进行说明。在小齿轮角θp不超过阈值角度θie的范围的转向操纵中，以驾驶员应该输入的转向操纵转矩th成为基于反作用力成分fir的目标转向操纵转矩th*的方式将辅助转矩赋予给转向操纵机构4，与上述第一实施方式相同，得到最佳的转向操纵感。另一方面，若被转向操纵到齿条末端附近，反作用力成分fir超过阈值转矩tth(目标转向操纵转矩th*超过最大转矩tmax)，则基于反作用力成分fir对目标辅助转矩ta*进行运算，将负的辅助转矩赋予给转向操纵机构4。其结果，对驾驶员赋予抵抗其转向操纵的转向操纵反作用力，抑制从被转向操纵到齿条末端附近的状态进一步进行转动转向操纵。

以上，在本实施方式中，除了与上述第一实施方式的(2)的作用以及效果相同的作用以及效果之外，还具有以下的作用以及效果。

(3)目标辅助转矩运算部61在由于目标转向操纵转矩th*的绝对值超过最大转矩tmax而不能检测到正确的转向操纵转矩th，转矩f/b成分tfb有可能成为异常的值的情况下，使转矩f/b成分tfb为零，并基于反作用力成分fir对目标辅助转矩ta*进行运算。因此，能够抑制基于异常的转矩f/b成分tfb的辅助转矩被赋予，从而抑制转向操纵感降低。另外，通过基于末端反作用力fie的负的辅助转矩被赋予，能够适当地抑制进行向限制转向轮3的转向的方向的进一步的转向操纵。

接下来，根据附图对转向操纵控制装置的第三实施方式进行说明。此外，为了方便说明，对相同的构成标注与上述第一实施方式相同的附图标记并省略其说明。

如图4所示，本实施方式的转向操纵装置1构成为线控转向式的转向操纵装置。转向操纵装置1具备被驾驶员转向操纵的转向操纵部102、和根据驾驶员对转向操纵部102的转向操纵使转向轮3转向的转向部103。

转向操纵部102具备固定方向盘2的方向盘轴111、和能够对方向盘轴111赋予转向操纵反作用力的转向操纵侧促动器112。转向操纵侧促动器112具备成为驱动源的转向操纵侧马达113、和对转向操纵侧马达113的旋转进行减速并传递到方向盘轴111的转向操纵侧减速机114。此外，本实施方式的转向操纵侧马达113例如采用三相的无刷马达。

在方向盘2连结有螺旋电缆装置121。螺旋电缆装置121具备固定于方向盘2的第一壳体122。另外，螺旋电缆装置121具备固定于车体的第二壳体123、固定于第二壳体123并且收纳在被第一以及第二壳体122、123划分的空间的筒状部件124、以及卷绕于筒状部件124的螺旋电缆125。在筒状部件124插入有方向盘轴111。螺旋电缆125是将固定于方向盘2的喇叭126与固定于车体的车载电源b等连接的电布线。而且，螺旋电缆125的长度设定为与喇叭126和车载电源b之间的距离相比足够长，在与其长度对应的范围内允许方向盘2的旋转，并向喇叭126供给电力。

转向部103具备作为能够换算为转向轮3的转向角的旋转轴的第一小齿轮轴131、与第一小齿轮轴131连结的齿条轴132、以能够往复移动的方式收纳齿条轴132的齿条壳体133、以及将第一小齿轮轴131的旋转转换为齿条轴132的往复移动的第一齿条小齿轮机构134。第一小齿轮轴131与齿条轴132配置为具有规定的交叉角，第一齿条小齿轮机构134通过将形成于第一小齿轮轴131的第一小齿轮齿131a与形成于齿条轴132的第一齿条齿132a啮合而构成。此外，齿条轴132以能够往复移动的方式被第一齿条小齿轮机构134支承其轴向一端侧。在齿条轴132的两端经由由球窝接头构成的齿条末端135连结转向横拉杆136，转向横拉杆136的前端与组装了转向轮3的未图示的转向节连结。

另外，转向部103具备第二小齿轮轴141、将第二小齿轮轴141的旋转转换为齿条轴132的往复移动的第二齿条小齿轮机构142、以及经由第二小齿轮轴141对齿条轴132赋予使转向轮3转向的转向力的转向侧促动器143。转向侧促动器143具备成为驱动源的转向侧马达144、和对转向侧马达144的旋转进行减速并传递到第二小齿轮轴141的转向侧减速机145。第二小齿轮轴141与齿条轴132配置为具有规定的交叉角，第二齿条小齿轮机构142通过将形成于第二小齿轮轴141的第二小齿轮齿141a和形成于齿条轴132的第二齿条齿132b啮合而构成。此外，齿条轴132以能够往复移动的方式被第二齿条小齿轮机构142支承其轴向另一端侧。此外，本实施方式的转向侧马达144例如采用三相的无刷马达。

在像这样构成的转向操纵装置1中，根据驾驶员的转向操作通过转向侧促动器143旋转驱动第二小齿轮轴141，该旋转通过第二齿条小齿轮机构142转换为齿条轴132的轴向移动，从而转向轮3的转向角变更。此时，从转向操纵侧促动器112对方向盘2赋予抵抗驾驶员的转向操纵的转向操纵反作用力。

接下来，对本实施方式的电气结构进行说明。转向操纵控制装置6与转向操纵侧促动器112(转向操纵侧马达113)以及转向侧促动器143(转向侧马达144)连接，并控制它们的工作。在转向操纵控制装置6连接有检测对方向盘轴111赋予的转向操纵转矩th的转矩传感器151。此外，转矩传感器151设置于与方向盘轴111上的和转向操纵侧促动器112(转向操纵侧减速机114)的连结部分相比靠方向盘2侧。转矩传感器151与上述第一实施方式相同，基于扭杆152的扭转检测转向操纵转矩th，在转矩传感器151根据其规格设定有最大转矩tmax。另外，在转向操纵控制装置6连接有设置在经由驱动轴(省略图示)可旋转地支承转向轮3的轮毂单元153的左前轮传感器153l以及右前轮传感器153r。左前轮传感器153l以及右前轮传感器153r检测各转向轮3的车轮速度vl、vr。此外，本实施方式的转向操纵控制装置6检测车轮速度vl、vr的平均值作为车速v。另外，在转向操纵控制装置6连接有以360°的范围内的相对角检测转向操纵侧马达113的旋转角θs作为表示转向操纵部102的转向操纵量的检测值的转向操纵侧旋转传感器155、以及以相对角检测转向侧马达144的旋转角θt作为表示转向部103的转向量的检测值的转向侧旋转传感器156。此外，上述转向操纵转矩th以及旋转角θs、θt在向第一方向(在本实施方式中为右)转向操纵的情况下检测为正的值，在向第二方向(在本实施方式中为左)转向操纵的情况下检测为负的值。而且，转向操纵控制装置6基于这些各种状态量控制转向操纵侧马达113以及转向侧马达144的工作。

以下，对转向操纵控制装置6的构成进行详细说明。如图5所示，转向操纵控制装置6具备输出转向操纵侧马达控制信号ms的转向操纵侧控制部161、和基于转向操纵侧马达控制信号ms对转向操纵侧马达113供给驱动电力的转向操纵侧驱动电路162。在转向操纵侧控制部161连接有检测在转向操纵侧驱动电路162与转向操纵侧马达113的各相的马达线圈之间的连接线163流过的转向操纵侧马达113的各相电流值ius、ivs、iws的电流传感器164。此外，在图5中，为了方便说明，分别将各相的连接线163以及各相的电流传感器164集中为一个进行图示。

另外，转向操纵控制装置6具备输出转向侧马达控制信号mt的转向侧控制部166、和基于转向侧马达控制信号mt对转向侧马达144供给驱动电力的转向侧驱动电路167。在转向侧控制部166连接有检测在转向侧驱动电路167与转向侧马达144的各相的马达线圈之间的连接线168流过的转向侧马达144的各相电流值iut、ivt、iwt的电流传感器169。此外，在图5中，为了方便说明，分别将各相的连接线168以及各相的电流传感器169集中为一个进行图示。本实施方式的转向操纵侧驱动电路162以及转向侧驱动电路167分别采用具有多个开关元件(例如，fet等)的公知的pwm逆变器。而且，转向操纵侧马达控制信号ms以及转向侧马达控制信号mt分别成为规定各开关元件的接通断开状态的栅极接通断开信号。

而且，转向操纵侧控制部161以及转向侧控制部166通过将转向操纵侧马达控制信号ms以及转向侧马达控制信号mt输出给转向操纵侧驱动电路162以及转向侧驱动电路167，来分别从车载电源b向转向操纵侧马达113以及转向侧马达144供给驱动电力。由此，转向操纵侧控制部161以及转向侧控制部166控制转向操纵侧马达113以及转向侧马达144的工作。

首先，对转向操纵侧控制部161的构成进行说明。转向操纵侧控制部161在每个规定的运算周期执行以下的各控制模块所示的各运算处理，生成转向操纵侧马达控制信号ms。在转向操纵侧控制部161输入有上述车速v、转向操纵转矩th、旋转角θs、各相电流值ius、ivs、iws、以及转向侧马达144的驱动电流亦即q轴电流值iqt。而且，转向操纵侧控制部161基于这些各状态量生成转向操纵侧马达控制信号ms并输出。

详细而言，转向操纵侧控制部161具备对成为上述转向操纵反作用力的目标值的目标反作用力转矩ts*进行运算的目标反作用力转矩运算部171、和输出转向操纵侧马达控制信号ms的转向操纵侧马达控制信号运算部172。

目标反作用力转矩运算部171具备对抵抗方向盘2的旋转的力亦即反作用力成分fir进行运算的反作用力成分运算部173。另外，目标反作用力转矩运算部171具备对目标转向操纵转矩th*进行运算的目标转向操纵转矩运算部174、通过转矩反馈运算的执行对转矩f/b成分tfb进行运算的转矩f/b控制部175、以及基于对转矩f/b成分tfb进行修正后的值对目标反作用力转矩ts*进行运算的转矩f/b成分修正部176。并且，目标反作用力转矩运算部171具备对成为第一小齿轮轴131的小齿轮角θp的目标角的目标小齿轮角θp*进行运算的目标小齿轮角运算部177。

在反作用力成分运算部173输入有车速v、目标小齿轮角θp*以及转向侧马达144的q轴电流值iqt。反作用力成分运算部173除了代替上述第一实施方式的马达21的q轴电流值iq而使用转向侧马达144的q轴电流值iqt这一点以外，与上述第一实施方式的电流轴力运算部83相同地对电流轴力fer进行运算。另外，反作用力成分运算部173除了代替小齿轮角θp而使用目标小齿轮角θp*这一点以外，与上述第一实施方式的角度轴力运算部84相同地对角度轴力fib进行运算。然后，基于这些电流轴力fer、角度轴力fib以及车速v，与上述第一实施方式相同地对分配轴力fd进行运算。

另外，反作用力成分运算部173除了代替小齿轮角θp而使用目标小齿轮角θp*这一点以外，与上述第一实施方式的末端反作用力运算部82相同地对末端反作用力fie进行运算。此外，阈值角度θie(在假想齿条末端位置的小齿轮角θp)在假定了连结转向操纵部102与转向部103的情况下的与转向操纵部102的机械构成的关系下，与在通过螺旋电缆装置121最大限度地允许的方向盘2的转向操纵末端位置处的转向操纵角相比设定在中立位置侧。换句话说，在本实施方式的转向操纵装置1中，假想齿条末端位置设定为转向部103的舵角限度位置，并且转向操纵末端位置设定为转向操纵部102的舵角限度位置，在假定为第一小齿轮轴131与方向盘轴111连结的情况下，转向部103(转向轮3)先到达舵角限度位置。

而且，反作用力成分运算部173基于分配轴力fd以及末端反作用力fie，与上述第一实施方式相同地对反作用力成分fir进行运算。像这样运算出的反作用力成分fir被输出到目标转向操纵转矩运算部174、转矩f/b成分修正部176以及目标小齿轮角运算部177。

目标转向操纵转矩运算部174与上述第一实施方式相同地，基于反作用力成分fir对目标转向操纵转矩th*进行运算。在转矩f/b控制部175输入有在减法器178中从转向操纵转矩th减去目标转向操纵转矩th*后的转矩偏差δt。而且，转矩f/b控制部175与上述第一实施方式相同地，基于转矩偏差δt对转矩f/b成分tfb进行运算。

在转矩f/b成分修正部176输入有反作用力成分fir以及转矩f/b成分tfb。转矩f/b成分修正部176根据反作用力成分fir修正转矩f/b成分tfb，并基于该修正后的转矩f/b成分tfb以及反作用力成分fir对目标反作用力转矩ts*进行运算。

详细而言，本实施方式的转矩f/b成分修正部176判定反作用力成分fir的绝对值是否超过预先设定的阈值转矩tth。而且，转矩f/b成分修正部176在反作用力成分fir的绝对值在阈值转矩tth以下的情况下，直接将转矩f/b成分tfb运算为目标反作用力转矩ts*。另一方面，在反作用力成分fir的绝对值比阈值转矩tth大的情况下，使转矩f/b成分tfb为零，并基于反作用力成分fir对目标反作用力转矩ts*进行运算。像这样运算出的目标反作用力转矩ts*被输出到目标小齿轮角运算部177以及转向操纵侧马达控制信号运算部172。

在目标小齿轮角运算部177输入有转向操纵转矩th、反作用力成分fir以及目标反作用力转矩ts*。目标小齿轮角运算部177基于这些状态量，利用模型式对目标小齿轮角θp*进行运算。此外，作为模型式，例如能够使用在机械连结方向盘2与转向轮3的构成中，规定并示出随着方向盘2的旋转而旋转的旋转轴的转矩与旋转角的关系的模型式。像这样运算出的目标小齿轮角θp*被输出到反作用力成分运算部173以及转向侧控制部166。

在转向操纵侧马达控制信号运算部172，除了目标反作用力转矩ts*之外，还输入有旋转角θs以及相电流值ius、ivs、iws。本实施方式的转向操纵侧马达控制信号运算部172基于目标反作用力转矩ts*对d/q坐标系上的q轴上的q轴目标电流值iqs*进行运算。目标反作用力转矩ts*的绝对值越大，转向操纵侧马达控制信号运算部172越运算出具有更大的绝对值的q轴目标电流值iqs*。此外，在本实施方式中，d轴上的d轴目标电流值ids*基本而言设定为零。而且，转向操纵侧马达控制信号运算部172与上述第一实施方式相同，通过执行d/q坐标系上的电流反馈控制，生成输出给上述转向操纵侧驱动电路162的转向操纵侧马达控制信号ms。

像这样运算出的转向操纵侧马达控制信号ms被输出到转向操纵侧驱动电路162。由此，从转向操纵侧驱动电路162向转向操纵侧马达113供给与转向操纵侧马达控制信号ms对应的驱动电力。然后，转向操纵侧马达113对方向盘2赋予目标反作用力转矩ts*所示的转向操纵反作用力。

接下来，对转向侧控制部166进行说明。转向侧控制部166在每个规定的运算周期执行以下的各控制模块所示的各运算处理，生成转向侧马达控制信号mt。在转向侧控制部166输入有上述旋转角θt、目标小齿轮角θp*以及转向侧马达144的各相电流值iut、ivt、iwt。而且，转向侧控制部166基于这些各状态量生成转向侧马达控制信号mt并输出。

详细而言，转向侧控制部166具备对第一小齿轮轴131的小齿轮角θp进行运算的小齿轮角运算部181。另外，转向侧控制部166具备对成为上述转向力的目标值的目标转向转矩tt*进行运算的目标转向转矩运算部182、和输出转向侧马达控制信号mt的转向侧马达控制信号运算部183。

在小齿轮角运算部181输入有转向侧马达144的旋转角θt。小齿轮角运算部181例如通过对从车辆直行的中立位置开始的转向侧马达144的转数进行计数，来将输入的旋转角θt换算为绝对角并获取。然后，小齿轮角运算部181对换算为绝对角的旋转角乘以基于转向侧减速机145的旋转速度比、第一以及第二齿条小齿轮机构134、142的旋转速度比的换算系数kt来对小齿轮角θp进行运算。换句话说，小齿轮角θp相当于假定了第一小齿轮轴131与方向盘轴111连结的情况下的方向盘2的转向操纵角。像这样运算出的小齿轮角θp输出给减法器184。在减法器184，除了小齿轮角θp之外，还输入有目标小齿轮角θp*。

在目标转向转矩运算部182输入有在减法器184中从目标小齿轮角θp*减去小齿轮角θp后的角度偏差δθp。而且，目标转向转矩运算部182基于角度偏差δθp，对成为转向侧马达144赋予的转向力的目标值的目标转向转矩tt*进行运算，作为用于将小齿轮角θp反馈控制为目标小齿轮角θp*的控制量。具体而言，目标转向转矩运算部182运算将角度偏差δθp作为输入的比例要素、积分要素以及微分要素各个的输出值的和作为目标转向转矩tt*。

在转向侧马达控制信号运算部183，除了目标转向转矩tt*之外，还输入有旋转角θt以及相电流值iut、ivt、iwt。转向侧马达控制信号运算部183基于目标转向转矩tt*对d/q坐标系上的q轴上的q轴目标电流值iqt*进行运算。角度偏差δθp的绝对值越大，转向侧马达控制信号运算部183越运算出具有更大的绝对值q轴目标电流值iqt*。此外，在本实施方式中，d轴上的d轴目标电流值idt*基本上设定为零。然后，转向侧马达控制信号运算部183与上述第一实施方式相同地，通过执行d/q坐标系上的电流反馈控制，生成输出给上述转向侧驱动电路167的转向侧马达控制信号mt。此外，在生成转向侧马达控制信号mt的过程运算出的q轴上的q轴电流值iqt输出给上述反作用力成分运算部173。

像这样运算出的转向侧马达控制信号mt被输出到转向侧驱动电路167。由此，从转向侧驱动电路167向转向侧马达144供给与转向侧马达控制信号mt对应的驱动电力。而且，转向侧马达144对转向轮3赋予目标转向转矩tt*所示的转向力。

接下来，对通过本实施方式的反作用力控制得到的转向操纵感进行说明。在目标小齿轮角θp*不超过阈值角度θie的范围的转向操纵中，基于转矩f/b成分tfb的目标反作用力转矩ts*所示的转向操纵反作用力被赋予给方向盘2，得到最佳的转向操纵感。另一方面，若目标小齿轮角θp*超过阈值角度θie，且反作用力成分fir超过阈值转矩tth(目标转向操纵转矩th*超过最大转矩tmax)，则基于反作用力成分fir对目标反作用力转矩ts*进行运算，对方向盘2赋予较大的转向操纵反作用力。由此，妨碍驾驶员的转向操纵，抑制从转向轮3被转向操纵到齿条末端附近的状态进一步进行转动转向操纵。

接下来，对本实施方式的作用以及效果进行说明。

(4)目标反作用力转矩运算部171在由于目标转向操纵转矩th*的绝对值超过最大转矩tmax而不能检测正确的转向操纵转矩th，转矩f/b成分tfb成为异常的值的情况下，使转矩f/b成分tfb为零，并基于反作用力成分fir对目标反作用力转矩ts*进行运算。因此，能够防止赋予基于异常的转矩f/b成分tfb的转向操纵反作用力，能够抑制转向操纵感降低。另外，通过赋予基于反作用力成分fir的转向操纵反作用力，从而在被转向操纵到齿条末端附近，成为限制了转向轮3的向转动方向的转向的状况的情况下，能够适当地抑制进行进一步的转动转向操纵。

(5)目标反作用力转矩运算部171在由于赋予末端反作用力fie而目标转向操纵转矩th*超过最大转矩tmax的情况下，使转矩f/b成分tfb为零。因此，在赋予末端反作用力fie并限制转向轮3的转向的情况下，能够抑制异常的反作用力转矩被赋予而转向操纵感降低的情况。

本实施方式能够如以下那样变更实施。本实施方式以及以下的变形例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合实施。

在上述第二实施方式中，基于末端反作用力fie赋予负的辅助转矩，但并不限定于此，例如也能够通过瞬间地赋予正的辅助转矩(阻尼成分)来抑制齿条末端18碰撞齿条壳体13时的反弹。

在上述各实施方式中，对转矩f/b成分修正部75、176输入反作用力成分fir，在反作用力成分fir超过阈值转矩tth的情况下，使转矩f/b成分tfb为零。但是，并不限定于此，例如也可以对转矩f/b成分修正部75、176输入目标转向操纵转矩th*，在目标转向操纵转矩th*超过最大转矩tmax的情况下，使转矩f/b成分tfb为零。

在上述各实施方式中，在反作用力成分fir超过阈值转矩tth的情况下，使转矩f/b成分tfb为零。但是，并不限定于此，也可以若在反作用力成分fir超过阈值转矩tth的情况下，与反作用力成分fir不超过阈值转矩tth的情况相比，转矩f/b成分tfb的绝对值较小，则将转矩f/b成分tfb修正为比零大的值。即使像这样构成，也能够抑制异常的辅助转矩或者转向操纵反作用力被赋予而转向操纵感降低的情况。

在上述各实施方式中，也可以在成为转向轮3的转向被限制的状况的情况以外，也在目标转向操纵转矩th*超过最大转矩tmax的情况下，基于减小转矩f/b成分tfb的绝对值后的值对目标辅助转矩ta*或者目标反作用力转矩ts*进行运算。

在上述各实施方式中，基于电流轴力fer以及角度轴力fib对分配轴力fd进行了运算，但并不限定于此，也可以除了这些之外或者代替它们，而使用基于其它的状态量的轴力对分配轴力fd进行运算。作为基于其它的状态量的轴力，例如能够采用基于检测齿条轴12、132的轴力的轴力传感器的检测值的轴力、基于由轮毂单元43、153检测出的轮胎力的轴力、基于横摆率以及横向加速度的车辆状态量轴力等。

在上述各实施方式中，作为限制反作用力使用了末端反作用力fie，但并不限定于此，例如也可以在成为转向轮3由于转向而碰撞路缘石等障碍物的状况的情况下，使用抵抗进行进一步向障碍物存在的方向的转向操纵的反作用力亦即障碍物碰撞反作用力作为限制反作用力。该情况下，转向轮3由于转向而碰撞障碍物的状况相当于转向轮3的转向被限制的状况。

在上述第一以及第二实施方式中，基于q轴电流值iq对电流轴力fer进行运算，但并不限定于此，例如也可以基于q轴目标电流值iq*进行运算。同样地，在上述第三实施方式中，例如也可以基于q轴目标电流值iqt*对电流轴力fer进行运算。

在上述第三实施方式中，基于目标小齿轮角θp*对角度轴力fib进行运算，但并不限定于此，例如也可以基于小齿轮角θp进行运算，另外也可以进一步考虑转向操纵转矩th、车速v等其它的参数等，利用其它的方法进行运算。

在上述第三实施方式中，也可以代替第一齿条小齿轮机构134，而例如通过轴瓦等支承齿条轴132。在上述第三实施方式中，例如也可以使用在齿条轴132的同轴上配置转向侧马达144的装置，或者与齿条轴132平行地配置转向侧马达144的装置等作为转向侧促动器143。

在上述第三实施方式中，使成为转向操纵控制装置6的控制对象的转向操纵装置1为将转向操纵部102与转向部103之间的动力传递分离的无连接的线控转向式转向操纵装置，但并不限定于此，也可以是能够通过离合器将转向操纵部102与转向部103之间的动力传递断开或者连接的线控转向式转向操纵装置。

例如在图6所示的例子中，在转向操纵部102与转向部103之间设置有离合器201。离合器201经由固定于其输入侧要素的输入侧中间轴202与方向盘轴111连结，并且经由固定于其输出侧要素的输出侧中间轴203与第一小齿轮轴131连结。而且，通过根据来自转向操纵控制装置6的控制信号而离合器201成为分离状态，从而转向操纵装置1成为线控转向模式，通过离合器201成为紧固状态，从而转向操纵装置1成为电动助力转向模式。