电动动力转向装置制造方法

电动动力转向装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电动动力转向装置。在该电动动力转向装置中，车辆反作用力模型(82)计算为了根据横向加速度(LA)的增大而使转向操作反作用力所包含的弹性成分增大的修正弹簧反作用力转矩(Tsp3*)。横向加速度(LA)越增大，越抑制基本驱动转矩的增加。与抑制基本驱动转矩的大小的量对应地，通过目标小齿轮角计算部计算出的目标小齿轮角减少，针对基本协助成分的修正成分减少。转向操作辅助力也减少，根据该减少，转向的转向操作反作用力增大。因此，根据横向加速度(LA)的大小得到最佳的转向操作反作用力。
【专利说明】电动动力转向装置
[0001]本申请要求于2013年8月26日提交的日本专利申请2013-174699号的优先权，并在此引用其全部内容。

【技术领域】
[0002]本发明涉及电动动力转向装置。

【背景技术】
[0003]以往，已知有通过向车辆的转向操作机构赋予电动电机的动力来辅助驾驶员的转向操作的电动动力转向装置(以下称EPS。)。例如在日本专利第4453012号中公开的EPS的控制器基于通过各种传感器获取的转向操作转矩、转向操作角以及车轮转向角来控制电动机。
[0004]控制器具有第一以及第二标准模型(将控制目的模式化了的模型)。第一标准模型规定转向操作角和目标转向操作转矩的关系。第二标准模型规定转向操作转矩和目标转向角的关系。控制器基于根据第一以及第二标准模型决定的目标转向操作转矩以及目标转向角来进行作为反馈控制的一种的PID(比例、积分、微分)控制。
[0005]控制器分别求出实际的转向操作转矩相对于根据第一标准模型决定的目标转向操作转矩的偏差以及实际的转向角相对于根据第二标准模型决定的目标转向角的偏差，并以去除这些偏差的方式控制电动机。控制器通过该控制分别使实际的转向操作转矩追随目标转向操作转矩，使实际的转向角追随目标转向角。
[0006]上述的第二标准模型是规定与转向操作转矩相应的理想转向角亦即目标转向角的标准模型。根据基于第二标准模型的转向角的反馈控制，虽然能够可靠地得到转向的刚性感，但有根据驾驶状况的不同而与车辆的一体感不足的顾虑。例如在大幅操作了转向时，驾驶员虽然感觉到与转向的操作量相应的横向加速度，但通过转向感觉到的手的感觉(转向操作反作用力)不变。这是因为转向操作反作用力仅成为与根据第二标准模型规定的目标转向角相应的转向操作转矩。因此，存在由于身体实际感觉到的横向加速度的大小和转向的手的感觉不平衡，驾驶员感觉不协调的顾虑。


【发明内容】

[0007]本发明的目的之一在于提供一种容易得到与横向加速度相应的和车辆的一体感的转向操作感觉的电动动力转向装置。
[0008]本发明的一方式的电动动力转向装置具有:电机，其是供给至车辆的转向操作机构的转向操作辅助力的产生源；控制装置，其根据车辆的转向操作来控制上述电机。上述控制装置具备:第一计算部，其根据转向操作转矩来计算应供给至转向操作机构的转向操作辅助力的基础控制成分；第二计算部，其通过使根据转向轮的转向角旋转的旋转轴的实际的旋转角与根据转向操作转矩计算出的目标旋转角一致的反馈控制，来计算针对基础控制成分的修正控制成分。上述第二计算部在为了根据作用于车辆的横向加速度的增大而使转向操作反作用力增大，使用于目标旋转角的计算的转向操作转矩的大小减少的基础上计算上述修正控制成分。
[0009]根据该结构，通过基于修正控制成分的基础控制成分的修正，根据作用于车辆的横向加速度的增大来增大转向的转向操作反作用力。该修正控制成分抑制用于目标旋转角的计算的转向操作转矩的大小的增加，并且通过根据该受到了抑制的转向操作转矩计算出的目标旋转角和实际的旋转角的反馈控制得到该修正控制成分。与抑制该转向操作转矩的大小的量对应地，通过第二计算部计算出的目标旋转角的大小减小，进而针对基础控制成分的修正控制成分减小。与修正控制成分减少的量对应地，供给至转向操作机构的转向操作辅助力也减少。其结果，根据转向操作辅助力的减少，转向的转向操作反作用力增大。因此，能够根据横向加速度的大小得到最佳的转向操作反作用力。因此，能够使驾驶员在身体上受到的横向加速度和通过转向在手上感觉到的转向操作反作用力即手的感觉调和。
[0010]在上述方式的电动动力转向装置中，也可以构成为上述第二计算部计算为了根据横向加速度的增大而使转向操作反作用力所包含的弹性成分增大的辅助弹性成分，并根据该辅助弹性成分使用于目标旋转角的计算的转向操作转矩的大小减少。
[0011]根据该结构，通过根据横向加速度的增大来增大转向操作反作用力所包含的弹性成分，能够使驾驶员在身体上受到的横向加速度和通过转向在手上感觉到的转向操作反作用力即手的感觉调和。
[0012]在上述方式的电动动力转向装置中，也可以构成为上述第二计算部计算为了使上述辅助弹性成分的大小相对于转向操作频率的变化恒定的追加弹性成分。
[0013]根据横向加速度计算出的辅助弹性成分根据转向操作频率变化。例如转向操作频率变得越高，越难以在车辆中作用横向加速度，所以存在不仅算必要的辅助弹性成分的顾虑。在辅助弹性成分不足的情况下，不能够充分地得到转向的转向操作反作用力，所以存在驾驶员感觉所谓的失去转向感的顾虑。因此，通过利用追加弹性成分来弥补辅助弹性成分的不足量，能够与转向操作频率无关地得到恒定的辅助弹性成分。其结果，稳定地得到与横向加速度的大小相应的转向操作反作用力。也抑制所谓的失去转向感的产生。
[0014]上述方式的电动动力转向装置也可以按照以下方式构成。即，上述第二计算部计算基于目标旋转角的上述辅助弹性成分的基础成分和基于横向加速度的针对上述基础成分的辅助成分。而且，第二计算部根据横向加速度的大小设定上述基础成分和上述辅助成分的使用比率，并且在该设定时，横向加速度变得越大，越使上述辅助成分的使用比率增大。
[0015]基于目标旋转角的辅助弹性成分的基础成分有助于所谓的刚性感。基于横向加速度的针对上述基础成分的辅助成分有助于与车辆的一体感。因此，通过根据横向加速度来调节基础成分和辅助成分的使用比率，能够最佳地得到刚性感和一体感。例如，由于考虑横向加速度越大，与车辆的一体感越不足，所以使辅助成分的使用比率增大。由此，根据横向加速度的大小最佳地得到与车辆的一体感。
[0016]在上述方式的电动动力转向装置中，也可以构成为上述第二计算部进一步计算为了得到作为目标的上述辅助弹性成分的、针对其大小相对于转向操作频率的变化恒定的上述辅助弹性成分的追加弹性成分。
[0017]根据该结构，能够根据追加弹性成分的设定情况得到所希望的辅助弹性成分。

【专利附图】

【附图说明】
[0018]通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述以及其它特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的单元，其中，
[0019]图1是表示一实施方式中的电动动力转向装置的结构的框图。
[0020]图2是电机控制装置的控制框图。
[0021]图3是目标小齿轮角计算部的控制框图。
[0022]图4是理想车辆模型的控制框图。
[0023]图5是表示在第一车辆反作用力模型中生成的第一修正弹簧反作用力转矩和转向操作频率的关系的曲线图。
[0024]图6是表示针对在第一车辆反作用力模型中生成的第一修正弹簧反作用力转矩的修正成分亦即第二修正弹簧反作用力转矩和转向操作频率的关系的图。
[0025]图7是表示在第二车辆反作用力模型中生成的第三修正弹簧反作用力转矩和转向操作频率的关系的曲线图。
[0026]图8是表示利用修正计算部修正后的第三修正弹簧反作用力转矩和转向操作频率的关系的曲线图。
[0027]图9是表示使分配增益计算部所具有的增益映射的曲线图。
[0028]图10是表示最终需要的基本驱动转矩的弹簧成分和转向操作频率的关系的曲线图。
[0029]图11是其他实施方式中的理想车辆模型的控制框图。

【具体实施方式】
[0030]以下，基于图1?图3对车辆的电动动力转向装置的一实施方式进行说明。
[0031]如图1所示，电动动力转向装置(EPS) 10具备基于驾驶员的转向操作使转向轮转向的转向操作机构20、辅助驾驶员的转向操作的转向操作辅助机构30以及控制转向操作辅助机构30的工作的电子控制装置(E⑶)40。
[0032]转向操作机构20具备由驾驶员操作的方向盘21以及与方向盘21 —体旋转的转向轴22。转向轴22由与方向盘21的中心连结的柱身22a、与柱身22a的下端部连结的中间轴22b以及与中间轴22b的下端部连结的小齿轮轴22c构成。小齿轮轴22c的下端部与齿条轴23的形成有齿条齿的部分23a啮合，该齿条轴23向与小齿轮轴22c相交的方向延伸。转向轴22的旋转运动通过由小齿轮轴22c以及齿条轴23构成的齿轮齿条机构24而转换成齿条轴23的往复直线运动。该往复直线运动经由分别与齿条轴23的两端连结的横拉杆25而分别传递至左右的转向轮26、26，从而这些转向轮26、26的转向角0ta改变。通过转向轮26、26的转向角Θ ta改变，车辆的行进方向改变。
[0033]转向操作辅助机构30具备作为转向操作辅助力的产生源的电机31。作为电机31，使用无刷电机等三相交流电机。电机31经由减速机构32与柱身22a连结。减速机构32对电机31的旋转进行减速，并将该减速后的旋转力传递至柱身22a。通过向转向轴22供给电机转矩作为转向操作辅助力，来辅助驾驶员的转向操作。
[0034]ECU40获取设置于车辆的各种传感器的检测结果作为表示驾驶员的需要或者行驶状态的信息，并根据这些获取的各种信息来控制电机31。作为各种传感器，例如有车速传感器410、转矩传感器420、旋转角传感器430以及横向加速度传感器440。车速传感器410检测车辆的行驶速度亦即车速V。转矩传感器420被设置于柱身22a，并检测经由方向盘21施加至转向轴22的转向操作转矩Th。旋转角传感器430被设置于电机31，并检测电机31的旋转角θπι。横向加速度传感器440检测作用于车辆的横向加速度LA。横向加速度LA指从上方观察车辆时在与车辆的行进方向正交的左右方向上作用的加速度。ECU40基于通过这些传感器获取的车速V、转向操作转矩Th、旋转角em以及横向加速度LA来控制电机31。
[0035]接下来对E⑶的硬件结构进行说明。
[0036]如图2所示，E⑶40具备逆变器电路41以及微型计算机42。
[0037]逆变器电路41基于由微型计算机42生成的下述的电机驱动信号将从电池等直流电源供给的直流电流转换成三相交流电流。该转换得到的三相交流电流经由各相的供电路径44被供给至电机31。在各相的供电路径44中设置有电流传感器45。这些电流传感器45检测在各相的供电路径44中产生的实际的电流值I。应予说明，为了便于说明，在图2中分别将各相的供电路径44以及各相的电流传感器45合并成一个进行图示。
[0038]微型计算机42分别以决定的取样周期获取车速传感器410、转矩传感器420、旋转角传感器430以及电流传感器45的检测结果。微型计算机42基于这些获取的检测结果即车速V、转向操作转矩Th、旋转角Θ m以及电流值I生成作为电机驱动信号的PWM驱动信号。
[0039]准确而言，微型计算机42通过使用逆变器电路41进行PWM驱动来进行电机电流的向量控制。向量控制是指将电机电流分离成与磁场平行的d轴成分(励磁电流成分)和与磁场正交的q轴成分(转矩电流成分)，并分别独立地对这些分离而得的电流进行目标控制。通过向量控制，能够对电机31进行与直流电机类似的操纵。
[0040]对微型计算机的功能结构进行说明。
[0041]微型计算机42具有通过执行储存于未图示的存储装置的控制程序而得以实现的各种计算处理部。如图2所示，微型计算机42具备协助指令值计算部51、电流指令值计算部52、电机驱动信号生成部53以及小齿轮角计算部54作为这些计算处理部。
[0042]协助指令值计算部51分别获取车速V、转向操作转矩Th、电机31的旋转角Θ m以及通过小齿轮角计算部54计算出的下述的小齿轮角θ p，并基于这些获取的各种信息来计算协助指令值Ta*。协助指令值Ta*是表示应使电机31产生的协助转矩的指令值。此外，后面详细叙述协助指令值计算部51。
[0043]电流指令值计算部52基于通过协助指令值计算部51计算出的协助指令值Ta*来计算电流指令值I*。电流指令值I*是表示应供给至电机31的电流的指令值。准确而言，电流指令值I*包括d/q坐标系中的q轴电流指令值以及d轴电流指令值。d/q坐标系是依据电机31的旋转角Θ m的旋转坐标。
[0044]电机驱动信号生成部53分别获取电流指令值I*、实际的电流值I以及电机31的旋转角Θ m,并基于这些获取的信息进行电流的反馈控制，以使实际的电流值I追随电流指令值I*。电机驱动信号生成部53求出电流指令值I*和实际的电流值I的偏差，并以去除该偏差的方式生成电机驱动信号。
[0045]电机驱动信号生成部53使用旋转角Θ m将电机31的三相的电流值转换成二相的向量成分、即d/q坐标系中的d轴电流值以及q轴电流值。然后，电机驱动信号生成部53分别求出d轴电流值和d轴电流指令值的偏差以及q轴电流值和q轴电流指令值的偏差，并计算消除这些偏差的PWM占空比。在通过电机驱动信号生成部53生成的电机驱动信号中包括该PWM占空比。通过经由逆变器电路41将与该电机驱动信号对应的电流供给至电机31，从而电机31产生与协助指令值Ta*对应的协助转矩。
[0046]小齿轮角计算部54获取电机31的旋转角0m，并基于该获取的旋转角Θ m计算小齿轮轴22c的旋转角亦即小齿轮角ΘΡ。如上所述，电机31经由减速机构32与柱身22a连结。因此，在电机31的旋转角em和小齿轮角Θ P之间存在相关关系。利用该相关关系能够根据电机31的旋转角Θ m求出小齿轮角θ p。如上所述，小齿轮轴22c与齿条轴23啮合。因此，在小齿轮角Θ P和齿条轴23的移动量之间也存在相关关系。S卩，小齿轮角ΘΡ是反映转向轮26的转向角Qta的值。基于下述的目标小齿轮角Θ p*对小齿轮角ΘΡ进行反馈控制。
[0047]对协助指令值计算部51进行详细说明。
[0048]如图2所示，协助指令值计算部51具有基本协助成分计算部61、目标小齿轮角计算部62以及小齿轮角反馈控制部63。
[0049]基本协助成分计算部61基于车速V以及转向操作转矩Th计算基本协助成分Tal*。基本协助成分Tal*是协助指令值Ta*的基础控制成分。基本协助成分计算部61使用根据车速V规定转向操作转矩Th和基本协助成分Tal*的关系的三维映射来计算基本协助成分Tal*。转向操作转矩Th的绝对值越大，并且车速V越小，则基本协助成分计算部61越将基本协助成分Tal*的绝对值设定成更大的值。
[0050]目标小齿轮角计算部62分别获取通过基本协助成分计算部61生成的基本协助成分Tal*以及转向操作转矩Th。目标小齿轮角计算部62具有将基本协助成分Tal*和转向操作转矩Th的总和作为基本驱动转矩(输入转矩)时，基于基本驱动转矩来决定理想的小齿轮角的理想模型。理想模型是预先通过实验等将与和基本驱动转矩相应的理想的转向角对应的小齿轮角模型化而得的。目标小齿轮角计算部62将基本协助成分Tal*和转向操作转矩Th相加求出基本驱动转矩，基于理想模型并根据该求出的基本驱动转矩来计算目标小齿轮角θρ*。此外，目标小齿轮角计算部62分别获取车速V以及横摆率YR，并在计算目标小齿轮角θ ρ*时分别考虑车速V以及横摆率YR。后面详述目标小齿轮角计算部62。
[0051]小齿轮角反馈控制部63分别获取通过目标小齿轮角计算部62计算出的目标小齿轮角Θ P*以及通过小齿轮角计算部54计算出的实际的小齿轮角θρ。小齿轮角反馈控制部63进行PID控制作为小齿轮角的反馈控制，以使实际的小齿轮角Θ P追随目标小齿轮角θρ*。即，小齿轮角反馈控制部63求出目标小齿轮角θ ρ*和实际的小齿轮角Θ P的偏差，并以去除该偏差的方式求出基本协助成分Tal*的修正成分Ta2*(修正控制成分)。
[0052]协助指令值计算部51通过将基本协助成分Tal*加上修正成分Ta2*来计算协助指令值Ta*。
[0053]对目标小齿轮角计算部62进行详细说明。
[0054]如上所述，目标小齿轮角计算部62基于理想模型并根据基本协助成分Tal*以及转向操作转矩Th的总和亦即基本驱动转矩来计算目标小齿轮角θ ρ*。
[0055]该理想模型是利用了以下式(A)表示施加至转向轴22的转矩，即上述的基本驱动转矩Tp*的模型。
[0056]Tp* = J0p*〃 +C0p*' +K θ p* (A)
[0057]这里，
[0058]J:方向盘21以及转向轴22的惯性力矩
[0059]C:与齿条轴23对壳体的摩擦等对应的粘性系数(摩擦系数)
[0060]K:分别将方向盘21以及转向轴22视为弹簧时的弹簧系数
[0061]由式(A)可知，基本驱动转矩Tp*是通过将目标小齿轮角θ ρ*的二阶时间微分值θρ*"与惯性力矩J相乘而得的值、目标小齿轮角θ ρ*的一阶时间微分值θρ*'与粘性系数C相乘而得的值、以及目标小齿轮角θ ρ*与弹簧系数K相乘得到的值相加而得到的。
[0062]目标小齿轮角计算部62按照基于式(A)的理想模型来计算目标小齿轮角θρ*。
[0063]如图3所示，基于式(A)的理想模型分为理想EPS模型71以及理想车辆模型72。
[0064]理想EPS模型71根据转向轴22以及电机31等电动动力转向装置10的各结构单元的特性而被调谐。理想EPS模型71具有加法器73、减法器74、惯性模型75、第一积分器76、第二积分器77以及粘性模型78。
[0065]加法器73通过将基本协助成分Tal*和转向操作转矩Th相加来计算基本驱动转矩 Tp*。
[0066]减法器74从由加法器73计算出的基本驱动转矩Tp*分别减去下述的粘性成分Tvi*以及弹簧成分Tsp*。这里，将减去了粘性成分Tvi*以及弹簧成分Tsp*的基本驱动转矩Tp*的值作为减法值Tp**。
[0067]惯性模型75作为与式(A)的惯性项对应的惯性控制计算部发挥功能。惯性模型75通过将由减法器74计算出的减法值Tp**与惯性力矩Jp的倒数相乘来计算小齿轮角加速度αρ*。
[0068]第一积分器76通过对由惯性模型75计算出的小齿轮角加速度α P*进行积分来计算小齿轮角速度ωρ*。
[0069]第二积分器77通过对由第一积分器76计算出的小齿轮角速度ωρ*进一步进行积分来计算目标小齿轮角θρ*。目标小齿轮角θ ρ*是基于理想EPS模型71的小齿轮轴22c的理想的旋转角。
[0070]粘性模型78作为与式(A)的粘性项对应的粘性控制计算部发挥功能。粘性模型78通过将由第一积分器76计算出的小齿轮角速度ω ρ*与粘性系数C相乘来计算基本驱动转矩Tp*的粘性成分Tvi*。
[0071 ] 理想车辆模型72根据安装有电动动力转向装置10的车辆的特性而被调谐。给转向操作特性带来影响的车辆侧的特性例如由悬架和前轮定位的规格以及转向轮26、26的抓地力(摩擦力)等决定。理想车辆模型72作为与式(A)的弹簧项对应的弹簧特性控制计算部发挥功能。理想车辆模型72通过将由第二积分器77计算出的目标小齿轮角ΘΡ*与弹簧系数K相乘来计算基本驱动转矩Tp*的弹簧成分Tsp*。此外，理想车辆模型72在计算弹簧成分Tsp*时分别考虑车速V以及横摆率YR。
[0072]根据这样构成的目标小齿轮角计算部62，通过分别调整理想EPS模型71的惯性力矩J及粘性系数C以及理想车辆模型72的弹簧系数K，能够直接地调谐基本驱动转矩Tp*和目标小齿轮角θ ρ*的关系，进而能够实现所希望的转向操作特性。
[0073]在本例中，基于理想EPS模型71以及理想车辆模型72并根据基本驱动转矩Tp*来设定目标小齿轮角θ p*，并进行反馈控制以使实际的小齿轮角θ ρ与目标小齿轮角θρ*一致。如上所述，在小齿轮角θρ和转向轮26、26的转向角0ta之间存在相关关系。因此，与基本驱动转矩Tp*相应的转向轮26、26的转向动作也由理想EPS模型71以及理想车辆模型72决定。即，车辆的转向操作感由理想EPS模型71以及理想车辆模型72决定。因此，能够通过理想EPS模型71以及理想车辆模型72的调整来实现所希望的转向操作感。
[0074]实际的转向角Θ ta被维持成与目标小齿轮角θρ*相应的转向角0ta。因此，也能够得到因路面状态或者制动等干扰而产生的反向输入振动的抑制效果。即，即使在经由转向轮26、26向转向操作机构20传递振动的情况下，也以小齿轮角θ ρ成为目标小齿轮角Θ P*的方式调节修正成分Ta2*。因此，实际的转向角Θ ta被维持成与由理想模型规定的目标小齿轮角Θ P*相应的转向角Θ ta。从结果来看，通过向消除反向输入振动的方向进行转向操作辅助来抑制反向输入振动传递至方向盘21这一情况。
[0075]如上所述，小齿轮角反馈控制部63进行小齿轮角θ ρ的反馈控制，以使实际的小齿轮角Θ P追随目标小齿轮角Θ P*。通过该反馈控制，虽然得到转向的刚性感，但担心根据驾驶状况的不同而与车辆的一体感不足。
[0076]例如，在伴随转向的操作而作用于车辆的横向加速度增大的情况下，驾驶员虽然身体上感觉到与转向的操作量相应的横向加速度LA，但通过转向而感觉到的手感觉(转向操作反作用力)不变。这是因为转向的操作反作用力与作用于车辆的横向加速度LA无关，仅成为与通过目标小齿轮角计算部62求出的目标小齿轮角θ ρ*相应的作用力。
[0077]身体受到的横向加速度LA和手感觉到的转向的操作反作用力的平衡与和实际驾驶时的车辆的一体感相关。在身体受到的横向加速度LA和手感觉到的转向的操作反作用力同步并同样被感觉到时，驾驶员容易感觉与车辆的一体感。具体而言，若横向加速度增大时，转向的操作反作用力也与其匹配地增大，则驾驶员容易感觉与车辆的一体感。
[0078]这里，在也与身体感觉到的横向加速度增大无关，转向的操作反作用力保持不变的情况下，由于驾驶员通过转向而感觉到的手感觉的不充分性等而导致驾驶员不容易感觉到与车辆的一体感。与车辆的一体感对驾驶的易操作性产生影响。因此，为了提高与车辆的一体感，本例的目标小齿轮角计算部62考虑作用于车辆的横向加速度LA来计算目标小齿轮角θρ*。具体而言，在理想车辆模型72中计算基本驱动转矩Tp*的弹簧成分Tsp*时加入横向加速度LA。
[0079]对理想车辆模型72进行详细说明。
[0080]如图4所示，理想车辆模型72具有第一车辆反作用力模型81、第二车辆反作用力模型82、分配增益计算部83、修正计算部84、插值计算部85以及加法器86。
[0081]第一车辆反作用力模型81计算基础弹簧反作用力转矩TspO*。即，第一车辆反作用力模型81获取通过第二积分器77计算出的目标小齿轮角θ p*，并通过将该获取的目标小齿轮角θ ρ*与弹簧系数K相乘来计算与目标小齿轮角θ ρ*相应的基础弹簧反作用力转矩TspO*。基础弹簧反作用力转矩TspO*是上述的弹簧成分Tsp*的基础成分。
[0082]第一车辆反作用力模型81计算第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*。第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*是用于将作为理想车辆模型72的最终的输出的基本驱动转矩Tp*的弹簧成分Tsp*修正成目标的转向操作特性的弹性成分。第一车辆反作用力模型81基于规定转向操作频率frev和第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*的关系的控制映射91来计算与转向操作频率frev相应的第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*。控制映射91是根据需要的转向操作特性等预先通过实验等设定的。顺便说明，转向操作频率frev指目标小齿轮角Θ P*的输入频率。
[0083]如图5的曲线图所示那样，分别在横轴描绘转向操作频率frev，在纵轴描绘第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*时,控制映射91的特性如以下说明。随着转向操作频率frev增大，将第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*的绝对值设定成更大的值。但是，在转向操作频率frev达到规定值以后,与转向操作频率frev无关,第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*的绝对值被维持成恒定值。
[0084]第一车辆反作用力模型81计算第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*。第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*是用于使由下述的第二车辆反作用力模型82计算出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的绝对值与转向操作频率frev无关而为恒定的弹性成分。第一车辆反作用力模型81基于按每一指定的各车速域规定转向操作频率frev和第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*的关系的控制映射92来计算与转向操作频率frev相应的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*。控制映射92是根据需要的转向操作特性等预先通过实验等求出的。
[0085]如图6的曲线图所示那样，分别在横轴描绘转向操作频率frev，在纵轴描绘第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*时，控制映射92具有以下的特性。即，随着转向操作频率frev增大，第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*的绝对值逐渐成为大值。若转向操作频率frev进一步增大，则这次随着转向操作频率frev增大,第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*的绝对值逐渐变小。
[0086]第二车辆反作用力模型82计算第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*。第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*是与作用于车辆的横向加速度LA相应的转向操作反作用力成分(应作用于转向的反作用力成分)，并具有接近在实际的车辆中产生的反作用力的特性。
[0087]理论上通过下式(B)求出第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*。
[0088]Tsp3* = ( ζ /In).(1/1).(Ir.m.LA+1.Y ' ) (B)
[0089]这里，
[0090]ζ:转向节主销纵偏距量
[0091]In:转向节臂长
[0092]1:作用于车辆的横摆惯性力矩
[0093]1:轴距
[0094]Ir:从横向观察车辆时的前轮轴和车辆重心间的距离
[0095]m:车辆的重量
[0096]LA:作用于车辆的横向加速度
[0097]Y ':横摆角加速度
[0098]虽然基于式(B)能够求出第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*，但在本例中通过省略了式(B)中的I.Y '而得的下式(C)求出第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*。这是因为担心式(B)中I.Y '的值受噪声的影响。
[0099]Tsp3* = ( ζ /In).(1/1).(Ir.m.LA) (C)
[0100]因此，第二车辆反作用力模型82通过将通过横向加速度传感器440获取的横向加速度LA应用于式(C)，能够计算第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*。
[0101]通过式(C)求出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*和转向操作频率frev的关系例如具有如下的特性。
[0102]如图7的曲线图所示那样，分别在横轴描绘转向操作频率frev，在纵轴描绘第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*时，随着转向操作频率frev增大，第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的绝对值逐渐成为小的值。若转向操作频率frev进一步增大，则这次随着转向操作频率frev增大,第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的绝对值逐渐变大。S卩,在基于横向加速度LA求出第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的情况下,伴随转向操作频率frev的增大，产生第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的下降。其理由如下。
[0103]在缓慢地且大幅地进行转向操作时(转向操作频率frev低时)，车辆慢慢地转弯。因此，认为容易在车辆中产生横向加速度LA。与此相对，在迅速地转向操作转向时(转向操作频率frev高时)，车辆不大幅地转弯。因此，认为不易在车辆中产生横向加速度LA。像这样，在转向操作频率frev低时横向加速度LA的值变大，相反在转向操作频率frev高时横向加速度LA的值变小。由式(B)也可知，第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的值与横向加速度LA的值成比例。因此，由于在转向操作频率frev低的区域横向加速度LA的值变大，所以第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的值容易变大。另外，由于在转向操作频率frev高的区域，横向加速度LA的值变小，所以第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的值容易变小。
[0104]第一车辆反作用力模型81基于在前面的图6中示出的控制映射92来计算第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*来作为用于进行对在前面的图7的曲线图中示出的相对于转向操作频率frev的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的下降的修正的弹性成分。在本例中，对第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3加上第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*而得的值成为在第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的绝对值中最大的值且总为恒定的值。这是因为以计算出这样的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*的方式设定有控制映射92。
[0105]如图4所示，分配增益计算部83使用自身具有的增益映射93来计算分配增益G。增益映射93是按各车速V(或者车速域)规定横向加速度LA和分配增益G的关系的三维映射。分配增益G用于决定基础弹簧反作用力转矩TspO*和第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率。
[0106]如图9的曲线图所示，分别在横轴描绘横向加速度LA，在纵轴描绘分配增益G时，增益映射93具有如下的特性。横向加速度LA变得越大且车速V变得越快，越将分配增益G设定成更大的值。相反，横向加速度LA变得越小且车速V变得越慢，越将分配增益G设定成更小的值。
[0107]修正计算部84使用通过第一车辆反作用力模型81计算出的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*来修正通过第二车辆反作用力模型82计算出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*。该修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*成为与作用于车辆的横向加速度LA相应的最终的转向操作反作用力成分(应作用于转向的反作用力成分)。
[0108]例如在通过第二车辆反作用力模型82计算出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*具有在前面的图7的曲线图中示出的特性时，通过第一车辆反作用力模型81 (准确而言为控制映射92)计算出的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*具有在前面的图6的曲线图中示出的特性。这基于以下理由。
[0109]通过第二车辆反作用力模型82计算出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*根据横向加速度LA而唯一地决定。因此，能够通过模拟得到所需要的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*，该第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*用于使与横向加速度LA相应的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*相对于转向操作频率frev的变化恒定。对于此时的目标小齿轮角Θ P*和
[0110]车辆的横向加速度LA的相关关系也能够通过模拟得到。因此，也能够与此时的目标小齿轮角θ ρ*的值(或者值的范围)相关联地使修正计算部84具有上述所需要的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*。由此，修正计算部84能够为了基于目标小齿轮角ΘΡ*使此时的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*相对于转向操作频率frev的变化恒定，而基于此时的目标小齿轮角θ ρ*唯一地计算最佳的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*。
[0111]修正计算部84例如对在前面的图7中示出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*加上具有在前面的图6的曲线图中示出的特性的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*。其结果，得到的修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的特性如下所示。
[0112]如图8的曲线图所示，相对于转向操作频率frev的修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的绝对值的变化恒定(理论上相对于转向操作频率frev的斜率变成零)。即，通过由修正计算部84执行的修正处理，消除上述的起因于转向操作频率frev的增大的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的下降。
[0113]插值计算部85使用由分配增益计算部83计算出的分配增益G来决定修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*和基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率。
[0114]如上所述，将分配增益G例如设定成从“O”至“I”的值。插值计算部85在分配增益G为“O”时，将基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率设定为100%。在分配增益G为“I”时，将第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率设定为100%。根据分配增益G的值来调节基础弹簧反作用力转矩TspO*和第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率。
[0115]如在前面的图9的曲线图中所示的那样，横向加速度LA变得越大且车速V变得越快，越将分配增益G设定成更大的值。因此，作用于车辆的横向加速度LA变得越大且车速V越快，第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率变得越大，基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率变得越小。相反，横向加速度LA变得越小且车速V变得越慢，越将分配增益G设定成更小的值。因此，作用于车辆的横向加速度LA变得越小且车速V变得越慢，第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率变得越小，基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率变得越大。
[0116]插值计算部85通过使分别被调节了使用比率的基础弹簧反作用力转矩TspO*和修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*相加来计算第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*。这里，基础弹簧反作用力转矩TspO*具有与在前面的图8中示出的修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*相同的特性。即，相对于转向操作频率frev的基础弹簧反作用力转矩TspO*的绝对值的变化恒定(理论上相对于转向操作频率frev的斜率变成零)。对于通过使基础弹簧反作用力转矩TspO*和第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*相加得到的第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*的绝对值,也成为相对于转向操作频率frev的变化恒定的值。
[0117]例如，在分配增益G为“I”时，修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率成为100%，基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率成为0%。在插值计算部85中，不对具有在前面的图8的曲线图中示出的特性的修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*实质性地进行任何加上。因此，在插值计算部85中，计算实质上具有与在前面的图8的曲线图中示出的修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*相同的特性的第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*。
[0118]如图4所示，加法器86使通过插值计算部85计算出的第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*和通过第一车辆反作用力模型81 (准确而言为控制映射91)计算出的第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*相加。由此，计算出最终的基本驱动转矩Tp*的弹簧成分Tsp*。
[0119]对分配增益G为“I”时进行说明。如上所述，在分配增益G为“I”时，第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*具有与在前面的图8的曲线图中示出的修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*相同的特性。因此，由加法器86计算出的最终的弹簧成分Tsp*的特性成为与通过使在前面的图8的曲线图中示出的修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的特性和在前面的图5的曲线图中示出的第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*的特性相加而得到的特性相同的特性。
[0120]如图10的曲线图所示，分别在横轴描绘转向操作频率frev，在纵轴描绘基本驱动转矩Tp*的弹簧成分Tsp*时,弹簧成分Tsp*的特性如下所示。随着转向操作频率frev增大，弹簧成分Tsp*逐渐增大。在转向操作频率frev达到规定值以后，弹簧成分Tsp*维持成恒定值。
[0121]对于在分配增益G为“I”以外的其他的值时，与上述同样，得到最终的目标的弹簧成分Tsp*。
[0122]应予说明，在分配增益G为“I”和“O”之间的值时，将基础弹簧反作用力转矩TspO*和修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*分别以规定的使用比率相加。这一点使相对于转向操作频率frev的基础弹簧反作用力转矩TspO*的绝对值的变化也恒定(理论上相对于转向操作频率frev的斜率变成零)。因此，使相对于转向操作频率frev的变化分别恒定的基础弹簧反作用力转矩TspO*和修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*相加而得到的第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*相对于转向操作频率frev的变化也恒定。与上述相同，通过对第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*加上第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*得到具有与在前面的图10的曲线图中示出的特性相同的趋势的特性。
[0123]对上述那样构成的理想车辆模型72的作用进行说明。如上所述，在本例中，在求出弹簧成分Tsp*时，不仅考虑目标小齿轮角θ p*，还需考虑横向加速度LA。此外，在计算最终的弹簧成分Tsp*的过程中，虽然执行各种修正处理，但首先对本例的基本的动作进行说明。作为各种的修正处理，虽然存在以下所示的(a)、(b)、(c)的三种处理，但现在省略对这些修正处理的说明。
[0124](a)修正计算部84中的使用了第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*的修正处理。
[0125](b)插值计算部85中的使用了分配增益G的修正处理。
[0126](c)加法器86中的使用了第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*的修正处理。
[0127]理想车辆模型72基本上基于对基础弹簧反作用力转矩TspO*加上基于横向加速度LA的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*而得的结果，来计算弹簧成分Tsp*，其中，基础弹簧反作用力转矩TspO*基于目标小齿轮角ΘΡ*而得。其结果，弹簧成分Tsp*成为考虑了横向加速度LA的值。与仅基于目标小齿轮角ΘΡ*计算弹簧成分Tsp*的情况相比，弹簧成分Tsp*的值成为与加上修正后的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的量对应大的值。
[0128]因此，在理想EPS模型71中的减法器74中，从基本驱动转矩Tp*减去与第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的量对应大的值的弹簧成分Tsp*。S卩，由减法器74计算出的减法值Tp**成为与第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的量对应小的值。
[0129]如上述的式(C)所示，第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*成为与横向加速度LA的值相应的值。由式(C)也可知，能够将第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*视作横向加速度LA的定数倍，所以第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的值成为横向加速度LA越增大而越大的值。第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的值越增大，则减法值Tp**的值越减小，基于该减法值Tp**，通过惯性模型75、第一积分器76以及第二积分器77计算出的目标小齿轮角θ P*的值减小。
[0130]对于由小齿轮角反馈控制部63计算出的修正成分Ta2*，也根据目标小齿轮角θ P*的减少量而变小。与加至基本协助成分Tal*的修正成分Ta2*的值变小的量对应地，协助指令值Ta*变小，电流指令值I*的值也变小。与电流指令值I*的值变小的量对应地，电机31的电机转矩变小，施加至转向的转向操作辅助力减小。即，驾驶员通过转向而感觉到的转向操作反作用力增大。通过根据横向加速度LA的大小来增加转向操作反作用力，驾驶员在身体上感觉到的横向加速度LA和通过转向而在手上感觉到的手感觉变得容易调和。因此，即便是在车辆上作用大的横向加速度LA的情况，驾驶员容易感觉与车辆的一体感。
[0131]对失去转向感(sense of lost steering)的抑制处理进行说明。
[0132]如在前面的图7的曲线图中所示那样，认为基于横向加速度LA计算出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*伴随转向操作频率frev的增大产生所谓的下降。如上所述，这是因在转向操作频率frev低时横向加速度LA的值变大，相反在转向操作频率frev高时横向加速度LA的值变小。由式⑶也可知，第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的值与横向加速度LA的值成比例。因此，由于在转向操作频率frev低的区域，横向加速度LA的值容易变大，所以第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的值也容易变大。由于在转向操作频率frev高的区域，横向加速度LA的值容易变小，所以第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的值也容易变小。而且，在第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*不足的情况下，不能够充分得到与横向加速度LA相应的转向的转向操作反作用力，所以存在驾驶员感到所谓的失去转向感的顾虑。
[0133]在本例中，通过追加的弹性成分亦即第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*来弥补第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的不足量。例如对在前面的图7的曲线图中示出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*加上在前面的图6中示出的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*。通过该相加，能够与转向操作频率frev无关地得到恒定的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*。因此，抑制所谓的失去转向感的产生。另外，稳定地得到与横向加速度LA的大小相应的转向操作反作用力。
[0134]对修正弹簧反作用力转矩的分配处理进行说明。
[0135]如上所述，有根据车辆的行驶状况而需要与车辆的一体感的提高的时候和并不那么需要与车辆的一体感的提高的时候。例如，横向加速度LA变得越大，越需要与车辆的一体感的提高。相反，横向加速度LA变得越小，与车辆的一体感也不那么成为问题。在为了与这样的状况对应的本例中，根据车辆的状况调节第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*和基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率。该使用比率的调节是基于由分配增益计算部83计算出的分配增益G而进行的。
[0136]例如，横向加速度LA变得越大，越使第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率增大，并且使基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率减少。相反，横向加速度LA变得越小，越使第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率减少，并且使基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率增大。
[0137]基于目标小齿轮角θ ρ*的基础弹簧反作用力转矩TspO*有助于所谓的转向的刚性感。基于横向加速度LA的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*有助于与车辆的一体感。因此，通过根据横向加速度LA来调节第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*和基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率，能够根据此时的车辆的行驶状态分别最佳地得到转向的刚性感和车辆的一体感。由于实现转向的刚性感和车辆的一体感的调和，所以变得容易驾驶。
[0138]如上所述，通过使分别调节了使用比率的基础弹簧反作用力转矩TspO*和第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*相加而得到的第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*相对于转向操作频率frev的变化成为恒定的值。虽然也可以将第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*作为最终的基本驱动转矩Tp*的弹簧成分Tsp*，但最终需要的转向操作反作用力的特性根据车型等不同。在本例中，通过使第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*加上第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*来得到最终的弹簧成分Tsp*。能够根据对第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*追加的第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*的设定情况得到所希望的弹簧成分Tsp*，能够任意地得到最终需要的转向操作反作用力的特性，其中，第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*相对于转向操作频率frev的变化成为恒定的值。
[0139]例如在要驶进弯路时等横向加速度LA小的状况下，转向的刚性感优先于与车辆的一体感。因此，降低有助于与车辆的一体感的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率，并且增大有助于转向的刚性感的基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率。其结果，转向的刚性感作为手的感觉容易传递至驾驶员的手。因此，在靠近弯路时等，驾驶员能够通过转向感觉到强弱明显的手的感觉。另外，针对转向的操作，车辆容易直接地反应，所以能够进行准确的转向操作。
[0140]伴随向弯路的进入，若操作转向，则横向加速度LA根据转向的操作量增大。在伴随横向加速度LA的增大而成为需要与车辆的一体感的状况时，增大有助于与车辆的一体感的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率，并且减少有助于转向的刚性感的基础弹簧反作用力转矩TspO*的使用比率。其结果，伴随横向加速度LA的增大，转向的手的感觉增强。在通过弯路时，伴随向转向的相反方向的操作，横向加速度LA减少。其结果，伴随有助于与车辆的一体感的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率的减少，转向的手的感觉也减弱。像这样，在弯路等上行驶时，车辆的动作(在身体上感觉到的横向加速度LA)和转向的手的感觉一致，所以驾驶员容易驾驶。
[0141]根据本实施方式，能够得到以下的有益效果。
[0142]根据作用于车辆的横向加速度LA的增大，进行基于修正成分Ta2*的基本协助成分Tal*的修正。通过该修正，增大了转向的转向操作反作用力。此时的修正成分Ta2*抑制用于目标小齿轮角θ ρ*的计算的基本驱动转矩Tp*(基本协助成分Tal*以及转向操作转矩Th的总和)的大小增加，并通过根据该被抑制的基本驱动转矩Tp*计算出的目标小齿轮角θ ρ*和实际的小齿轮角θ ρ的反馈控制得到此时的修正成分Ta2*。与基本驱动转矩Tp*的大小被抑制的量对应地，由目标小齿轮角计算部62计算出的目标小齿轮角θ ρ*变小，针对基本协助成分Tal*的修正成分Ta2*减少。与修正成分Ta2*减少的量对应地，供给转向操作机构20的转向操作辅助力也减少。其结果，根据转向操作辅助力的减少，转向的转向操作反作用力增大。因此，根据横向加速度LA的大小得到最佳的转向操作反作用力。能够使驾驶员在身体上感觉到的横向加速度LA和通过转向在手上感觉到的转向操作反作用力即手的感觉调和。
[0143]第二车辆反作用力模型82计算为了根据横向加速度LA的增大而使转向操作反作用力所包含的弹性成分增大的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*。目标小齿轮角计算部62根据与第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的量对应地抑制了大小的基本驱动转矩Tp*(减法值Tp**)计算出目标小齿轮角θ ρ*。小齿轮角反馈控制部63通过由目标小齿轮角计算部62计算出的目标小齿轮角ΘΡ*和实际的小齿轮角θ ρ的反馈控制来计算修正成分Ta2*。通过基于该修正成分Ta2*的基本协助成分Tal*的修正，增大了转向操作反作用力所包含的弹性成分。像这样，根据横向加速度LA的增大来增大转向操作反作用力所包含的弹性成分，能够使驾驶员在身体上受到的横向加速度LA和通过转向而在手上感觉到的转向操作反作用力即手的感觉调和。
[0144]第一车辆反作用力模型81计算为了使第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的大小相对于转向操作频率frev的变化恒定的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*。其理由如下。根据横向加速度LA计算出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*根据转向操作频率frev变化。例如，转向操作频率frev变得越高，越难以在车辆上作用横向加速度LA，所以存在不计算必要的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的顾虑。该情况下，不能够充分地得到转向的转向操作反作用力，所以存在驾驶员感到所谓的失去转向感的顾虑。因此，通过利用第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*来弥补第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的不足量，能够与转向操作频率frev无关地得到恒定的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*。能够稳定地得到与横向加速度LA的大小相应的转向操作反作用力。也抑制所谓的失去转向感的产生。
[0145]基于目标小齿轮角θ ρ*的基础弹簧反作用力转矩TspO*有助于所谓的刚性感。基于横向加速度LA的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*有助于与车辆的一体感。因此，通过根据横向加速度LA来调节基础弹簧反作用力转矩TspO*和第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率，能够分别最佳地得到转向的刚性感和与车辆的一体感。例如认为考虑横向加速度LA越大与车辆的一体感越不足，所以使第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率增大。由此，根据横向加速度LA的大小能够最佳地得到与车辆的一体感。
[0146]第一车辆反作用力模型81进一步计算为了得到作为目标的弹簧成分Tsp*的、针对其大小相对于转向操作频率frev的变化恒定的第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*的第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*。因此，能够根据第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*的设定情况得到具有所希望的特性的弹簧成分Tsp*。
[0147]此外，上述实施方式也可以如以下那样进行变更来加以实施。
[0148]?如图11所示，也可以在理想车辆模型72设置第三车辆反作用力模型101。该情况下，如在图1以及图2中分别以双点划线所示那样，在电动动力转向装置10设置横摆率传感器450。另外，如图11所示，在理想车辆模型72设置新的插值计算部102。并且，在分配增益计算部83设置新的增益映射103。
[0149]第三车辆反作用力模型101计算第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*。第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*是与作用于车辆的横摆率YR相应的转向操作反作用力成分(应作用于转向的反作用力成分)。
[0150]理论上，通过下式(D)求出第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*。
[0151]Tsp5* = ( ζ /In).(1/1).(Ir *m*V.γ+Ι.γ ' ) (D)
[0152]这里，
[0153]ζ:转向节主销纵偏距量
[0154]In:转向节臂长
[0155]1:作用于车辆的横摆惯性力矩
[0156]1:轴距
[0157]Ir:从横向观察车辆时的前轮轴和车辆重心间的距离
[0158]m:车辆的重量
[0159]V:车速
[0160]y:横摆率
[0161]:横摆角加速度
[0162]第三车辆反作用力模型101通过将通过横摆率传感器450获取的横摆率应用于式(D)，能够计算第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*。此外，也可以通过忽略了式(D)中的“I.Y' ”的计算式来求出第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*。
[0163]分配增益计算部83使用新的增益映射103来设定第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*和第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*的使用比率。分配增益计算部83在横向加速度LA大时，使基于横向加速度LA的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率增大，并且使基于横摆率YR的第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*的使用比率减少。在横向加速度LA小时，使基于横向加速度LA的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率减少，并且使基于横摆率YR的第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*的使用比率增大。
[0164]新的插值计算部102通过使分别被调整了使用比率的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*和第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*相加，来计算第六修正弹簧反作用力转矩Tsp6*。通过在修正计算部84中对该第六修正弹簧反作用力转矩Tsp6*加上第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*来进行修正。此外,基于使相对于转向操作频率frev的第六修正弹簧反作用力转矩Tsp6*的值恒定的观点，通过模拟等来预先设定此时的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*。以后的处理与本实施方式相同。
[0165]基于横摆率YR的第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*有助于针对转向操作的所谓的舒适感。因此，通过调节基于横摆率YR的第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*和基于横向加速度LA的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率，能够分别最佳地得到针对转向操作的所谓的舒适感和与车辆的一体感。此外，基于作用于车辆的横摆率YR计算基于第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*的转向操作反作用力。通过考虑第五修正弹簧反作用力转矩Tsp5*，容易得到与在车辆上作用有离心力时的状况相似的转向操作感。
[0166].在本例中，将转矩传感器420设置在柱身22a上，但也可以设置在中间轴22b或者小齿轮轴22c上。若能够检测转向操作转矩Th，则能够设置在转向操作机构20的适当的位置。
[0167]?在本例中，在小齿轮角反馈控制部63中，针对小齿轮角ΘΡ进行PID控制，但也可以进行PI控制。
[0168]?在本例中，对于与转向轮26、26的转向角0ta对应的小齿轮角θ p进行反馈控制，但也可以对中间轴22b的旋转角进行反馈控制。另外，还可以对电机31的输出轴的旋转角进行反馈控制。由于中间轴22b以及电机31的输出轴的旋转角均是反映转向角Θ ta的值，所以通过这些旋转角的反馈控制，能够间接地进行转向角9ta的反馈控制。另外，也可以检测转向轮26、26的转向角0ta，并对该转向角Θ ta直接地进行反馈控制。该情况下，目标小齿轮角计算部62作为目标转向角计算部发挥功能，小齿轮角反馈控制部63作为转向角反馈控制部发挥功能。
[0169].在本例中，理想EPS模型71基于基本协助成分Tal*以及转向操作转矩Th的总和求出目标小齿轮角Θ P*(理想的小齿轮角)，但也可以仅基于转向操作转矩Th求出目标小齿轮角θρ*。
[0170]?在本例中，基本协助成分计算部61基于转向操作转矩Th以及车速V求出基本协助成分Tal*,但也可以仅基于转向操作转矩Th求出基本协助成分Tal*。另外,基本协助成分计算部61也可以执行相位补偿控制以及转矩微分控制的至少一方的控制。相位补偿控制也可以基于辅助梯度使由转矩传感器420检测的转向操作转矩Th的相位变化。优选在转矩微分控制中，基本协助成分Tal*的微分值越大，越使基本协助成分Tal*的值增大。
[0171].在本例中，根据横向加速度LA来调节基础弹簧反作用力转矩TspO*和第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*的使用比率，但也可以不进行该调节。另外，该情况下，能够省略分配增益计算部83。
[0172].在本例中，第一车辆反作用力模型81使用基于控制映射91计算出的第一修正弹簧反作用力转矩Tspl*来修正由插值计算部85计算出的第四修正弹簧反作用力转矩Tsp4*，但也可以不进行该修正处理。另外，该情况下，也能够省略控制映射91。
[0173]?在本例中，第一车辆反作用力模型81使用基于控制映射92计算出的第二修正弹簧反作用力转矩Tsp2*来修正通过第二车辆反作用力模型82计算出的第三修正弹簧反作用力转矩Tsp3*，但也可以不进行该修正处理。另外，该情况下，也能够省略控制映射92。
[0174]?在本例中，具体化至向柱身22a供给转向操作辅助力的电动动力转向装置10，但例如也可以具体化至向小齿轮轴22c或者齿条轴23供给转向操作辅助力的类型的电动动力转向装置。
【权利要求】
1.一种电动动力转向装置，其特征在于，包括: 电机，其是供给至车辆的转向操作机构的转向操作辅助力的产生源；以及 控制装置，其根据车辆的转向操作来控制所述电机， 所述控制装置具备: 第一计算部，其至少根据转向操作转矩来计算应供给至转向操作机构的转向操作辅助力的基础控制成分；以及 第二计算部，其通过反馈控制来计算基础控制成分的修正控制成分，所述反馈控制使根据转向轮的转向角旋转的旋转轴的实际的旋转角与至少根据转向操作转矩来计算的目标旋转角一致， 为了根据作用于车辆的横向加速度的增大来使转向操作反作用力增大，所述第二计算部在让用于目标旋转角的计算的至少转向操作转矩的大小减少的基础上计算所述修正控制成分。
2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述第二计算部计算为了根据横向加速度的增大来使转向操作反作用力所包含的弹性成分增大的辅助弹性成分，并且根据该辅助弹性成分让用于目标旋转角的计算的至少转向操作转矩的大小减小。
3.根据权利要求2所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述第二计算部计算为了使相对于转向操作频率的变化的所述辅助弹性成分的大小恒定的追加弹性成分。
4.根据权利要求3所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述第二计算部计算基于目标旋转角的所述辅助弹性成分的基础成分和基于横向加速度的针对所述基础成分的辅助成分， 所述第二计算部根据横向加速度的大小来设定所述基础成分和所述辅助成分的使用比率，并且在该设定时，横向加速度越大，则使所述辅助成分的使用比率越增大。
5.根据权利要求3或者4所述的电动动力转向装置，其特征在于， 为了得到作为目标的所述辅助弹性成分，所述第二计算部进一步计算针对大小相对于转向操作频率的变化而言恒定的所述辅助弹性成分的追加弹性成分。
【文档编号】B62D119/00GK104417612SQ201410418215
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】玉泉晴天, 喜多政之, 并河勋, 益启纯 申请人:株式会社捷太格特