电动助力转向装置的制作方法

本发明涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置具有车辆的转向控制中的自动转向控制模式(诸如驻车辅助之类的转向角控制模式)和手动转向控制模式(辅助控制模式)之间的切换功能，通过基于电动机电流指令值来驱动电动机，以便将辅助力赋予给车辆的转向系统。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置通过所规定的渐变增益使转向角控制中的转向角速度指令值以及转向角控制指令值渐变，并且，通过辅助控制渐变增益使辅助控制指令值渐变，抑制“对于电动机电流指令值来说是非计划中的(unintended)”转向盘的变动，从而减轻给驾驶员带来的不协调感。

背景技术

利用电动机的旋转力将转向辅助力(辅助力)赋予给车辆的转向机构的电动助力转向装置(eps)，将电动机的驱动力经由减速装置并通过诸如齿轮或皮带之类的传送机构作为转向辅助力施加到转向轴或齿条轴上。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，一般来说，通过调整pwm(脉冲宽度调制)控制的占空比(dutyratio)来进行电动机外加电压的调整。

参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8l和8r相连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向角θr的转向角传感器14和用于检测出转向扭矩th的扭矩传感器10，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2相连接。电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ecu)30进行供电，并且，经过点火开关11，点火信号ig被输入到控制单元30中。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩th和由车速传感器12检测出的车速vs来进行辅助控制的电流指令值的运算，根据通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值vref来控制供应给电动机20的电流。此外，尽管通过转向角传感器14来检测出转向角θr，但也可以从与电动机20相连接的旋转传感器处来获得转向角θr。

另外，用于收发车辆的各种信息的can(controllerareanetwork，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速vs也能够从can40处获得。此外，用于收发can40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非can41也可以被连接到控制单元30。

控制单元30主要由cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)(也包含mpu(microprocessorunit，微处理器单元)、mcu(microcontrollerunit，微控制器单元))来构成，该cpu内部由程序执行的一般功能，如图2所示。

参照图2对控制单元30的功能以及动作进行说明。如图2所示，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩th以及由车速传感器12检测出的(或来自can的)车速vs被输入到用于运算出电流指令值iref1的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩th以及车速vs，并且，使用辅助图(assistmap)等，来运算出作为供应给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值iref1。电流指令值iref1经由加法单元32a被输入到电流限制单元33中；按照过热保护条件而被限制了最大电流的电流指令值iref3被输入到减法单元32b中；减法单元32b运算出电流指令值iref3与被反馈回来的电动机电流值im之间的偏差iref4(＝iref3－im)；该偏差iref4被输入到用于进行转向动作的特性改善的pi控制单元35中。在pi控制单元35中经特性改善后得到的电压控制指令值vref被输入到pwm控制单元36中，然后，再经由作为驱动单元的逆变器37来对电动机20进行pwm驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电流值im；由电动机电流检测器38检测出的电流值im被反馈到减法单元32b中。

还有，诸如分解器之类的旋转传感器21被连接到电动机20，通过旋转传感器21来检测出实际转向角θs。另外，在加法单元32a中对来自补偿单元34的补偿信号cm进行加法运算，通过补偿信号cm的加法运算来进行系统的补偿，从而改善收敛性和惯性特性等。补偿单元34首先在加法单元344中将自对准扭矩(sat)343与惯性342相加，然后，在加法单元345中再将在加法单元344中得到的加法结果与收敛性341相加，最后，将在加法单元345中得到的加法结果作为补偿信号cm。

在这样的电动助力转向装置中，近年来出现了“具有自动转向控制模式(诸如驻车辅助之类的转向角控制模式)和手动转向控制模式(辅助控制模式)，并且，具有这些控制模式之间的切换功能”的车辆，在实现自动转向的情况下，一般来说，采用“独立地拥有转向角控制和辅助控制，并且，切换转向角控制的输出和辅助控制的输出”的结构。在转向角控制中使用“具有出色的响应性和出色的外部干扰抑制性能”的位置速度控制，位置控制由p(比例)控制来构成，速度控制由pi(比例积分)控制等来构成。

参照图3对“具备转向角控制模式以及辅助控制模式的功能，并且，具有切换转向控制模式的功能”的一般的电动助力转向装置进行说明。如图3所示，用于检测出电动机旋转角θs的诸如分解器之类的旋转传感器151被连接到电动机150，经由车辆侧ecu130以及eps侧ecu140对电动机150进行驱动控制。车辆侧ecu130具备了切换指令单元131和目标转向角生成单元132，其中，切换指令单元131基于用来表示驾驶员的意思的按钮、开关等，来输出转向角控制模式或辅助控制模式的切换指令sw；目标转向角生成单元132基于来自摄像头(图像)、激光雷达等的信号，来生成目标转向角θt。另外，由被设置在柱轴(转向轴或方向盘轴)上的转向角传感器14检测出的实际转向角θr经由车辆侧ecu130被输入到eps侧ecu140内的转向角控制单元200中。

切换指令单元131基于用来识别“进入转向角控制模式”的信号，例如，基于被设置在仪表板或转向盘周围的用来表示驾驶员的意思的按钮或开关，或者，基于被设置在变速杆上的基于驻车模式等的车辆状态信号，来输出切换指令sw。然后，切换指令sw被输入到eps侧ecu140内的切换单元142中。还有，目标转向角生成单元132基于来自摄像头(图像)、激光雷达等的数据并使用公知的方法来生成目标转向角θt，并且，将生成的目标转向角θt输入到eps侧ecu140内的转向角控制单元200中。

eps侧ecu140具备了辅助控制单元141、转向角控制单元200、切换单元142、电流控制/驱动单元143和电动机角速度运算单元144，其中，辅助控制单元141输出“基于转向扭矩th以及车速vs来运算出”的辅助控制指令值itref；转向角控制单元200基于目标转向角θt、实际转向角θr以及电动机角速度ωr来运算出用来进行转向角控制的转向角控制指令值imref，并且将其输出；切换单元142按照切换指令sw来切换辅助控制指令值itref和转向角控制指令值imref；电流控制/驱动单元143基于来自切换单元142的电动机电流指令值iref(＝itref或imref)来对电动机150进行驱动控制；电动机角速度运算单元144基于来自旋转传感器151的电动机旋转角θs来求得电动机速度，然后再使用电动机速度和齿轮比来运算出实际转向角速度ωr。还有，电动机角速度运算单元144在相当于微分的运算的后一级设置了用于消除高频噪声的低通滤波器(lpf)。

如图4所示，转向角控制单元200由位置控制单元210和速度控制单元220来构成，其中，位置控制单元210输出转向角速度指令值ωc以便使实际转向角θr追随目标转向角θt；速度控制单元220输出转向角控制指令值imref以便使实际转向角速度ωr追随转向角速度指令值ωc。还有，切换单元142基于来自车辆侧ecu130的切换指令单元131的切换指令sw来切换由辅助控制单元141执行的辅助控制模式(手动转向控制)和由转向角控制单元200执行的转向角控制模式(位置/速度控制模式)，在辅助控制中输出辅助控制指令值itref，在转向角控制中输出转向角控制指令值imref。

此外，实际转向角速度和电动机角速度也可以为减速装置的比率的关系。

在具备了这样的功能的电动助力转向装置中，当切换转向模式的时候，如果通过开关等来突然进行切换的话，则电动机电流指令值iref就会突然发生变动，导致转向盘举动变得不自然，从而会给驾驶员带来不协调感。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3912279号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

因此，采用了这样的方法，即，通过使渐变增益与转向角控制指令值以及辅助控制指令值相乘，逐渐切换转向模式，使得能够抑制电动机电流指令值的突然的变动。然而，在这种方法中，因为在切换期间通过渐变增益对转向角控制指令值施加了限制之后，其被作为电动机电流指令值输出，所以针对转向角控制指令值来说，有一部分电流指令值会被限制掉，从而输出就会变小。通过这个限制，因为针对转向角速度指令值来说，电动机的实际转向角速度变慢，所以在转向角速度指令值与实际转向角速度之间发生偏差，这样速度控制中的i控制的积分值就会积累起来，从而导致更大的转向角控制指令值就会从速度控制中被输出。其结果为，因为在渐变增益逐渐增加的状态，起因于渐变增益的限制被放宽，所以随着渐变增益变大，转向角控制指令值就会成为一个过剩的值，从而转向盘过度地响应转向角速度指令值，这样就会给驾驶员带来不协调感。

例如，在日本专利第3912279号公报(专利文献1)中，提出了这样的方法，即，通过进行控制使得在转向角控制开始时逐渐增加转向角速度，这样就能够减轻因开始时的转向盘的突然的变动而给驾驶员带来的不协调感。然而，在专利文献1的方法中，因为当渐变开始的话，则转向角速度会持续增加直到其达到上限值为止，所以存在“i控制的积分值会过度地积累起来”的问题。

因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置不但使转向角控制指令值以及辅助控制指令值渐变，而且还使转向角速度指令值渐变，并且，通过针对转向角速度指令值设置限制器来抑制速度控制中的积分值的过度积累，从而不会给驾驶员带来不协调感。

解决技术问题的技术方案

本发明涉及一种电动助力转向装置，其具有切换辅助控制模式和转向角控制模式的功能，通过由辅助控制单元运算出的第1辅助控制指令值以及由转向角控制单元运算出的第1转向角控制指令值来生成电动机电流指令值，通过基于所述电动机电流指令值来驱动电动机，以便对车辆的转向系统进行辅助控制，本发明的上述目的可以通过下述这样来实现，即：所述转向角控制单元由位置控制单元、渐变限制单元、速度控制单元和第1渐变单元来构成，所述位置控制单元输入目标转向角以及实际转向角，输出第1转向角速度指令值，所述渐变限制单元根据转向角控制渐变增益使所述第1转向角速度指令值渐变，然后再限制其上下限值，所述速度控制单元基于实际转向角速度以及转向角控制渐变增益来对从所述渐变限制单元输出的第2转向角速度指令值进行处理，所述第1渐变单元根据所述转向角控制渐变增益使从所述速度控制单元输出的第1转向角控制指令值渐变，输出第2转向角控制指令值，具备“根据辅助控制渐变增益使从所述辅助控制单元输出的所述第1辅助控制指令值渐变，输出第2辅助控制指令值”的第2渐变单元，基于所述第2转向角控制指令值以及所述第2辅助控制指令值来生成所述电动机电流指令值。

还有，本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地来实现，即：当切换所述辅助控制模式和所述转向角控制模式的时候，所述转向角控制渐变增益和所述辅助控制渐变增益具有这样的特性，即，所述转向角控制渐变增益的比率和所述辅助控制渐变增益的比率的合计值为1.0或100％，并且，当所述转向角控制渐变增益增加的时候，所述辅助控制渐变增益就减少，反过来，当所述转向角控制渐变增益减少的时候，所述辅助控制渐变增益就增加；或，所述渐变限制单元由第3渐变单元和限制器来构成，所述第3渐变单元根据所述转向角控制渐变增益使所述第1转向角速度指令值渐变，所述限制器限制在所述第3渐变单元中经渐变后得到的渐变后转向角速度指令值的上下限值，输出第2转向角速度指令值；或，根据所述转向角控制渐变增益来改变所述限制器的所述上下限值；或，所述位置控制单元由第1减法单元和增益单元来构成，所述第1减法单元求得所述目标转向角与所述实际转向角之间的位置偏差，所述增益单元将所述位置偏差与增益相乘，输出所述转向角速度指令值；或，所述速度控制单元由第2减法单元、积分单元、比例单元、第3减法单元和第4渐变单元来构成，所述第2减法单元从所述第2转向角速度指令值中减去所述实际转向角速度，所述积分单元对所述第2减法单元的减法结果进行积分处理，所述比例单元对所述实际转向角速度进行比例处理，所述第3减法单元从所述积分单元的积分结果中减去所述比例单元的比例结果，所述第4渐变单元通过所述转向角控制渐变增益使所述第3减法单元的减法结果渐变，输出第1转向角控制指令值；或，所述速度控制单元由第2减法单元、乘法单元、积分单元、比例单元和减法单元来构成，所述第2减法单元从所述第2转向角控制指令值中减去所述实际转向角速度，所述乘法单元通过所述转向角控制渐变增益使来自所述第2减法单元的速度偏差渐变，输出速度偏差，所述积分单元对所述速度偏差进行积分处理，所述比例单元对所述实际转向角速度进行比例处理，所述减法单元从所述积分单元的积分结果中减去所述比例单元的比例结果，输出第1转向角控制指令值；或，所述速度控制单元由第2减法单元、积分单元、比例单元、第4渐变单元和第3减法单元来构成，所述第2减法单元从所述第2转向角速度指令值中减去所述实际转向角速度，所述积分单元对来自所述第2减法单元的速度偏差进行积分处理，所述比例单元对所述实际转向角速度进行比例处理，所述第4渐变单元通过所述转向角控制渐变增益使所述积分单元的积分结果渐变，输出第3转向角控制指令值，所述第3减法单元从所述第3转向角控制指令值中减去所述比例单元的比例结果，输出第1转向角控制指令值；或，所述速度控制单元由第2减法单元、积分单元、第4渐变单元、比例单元和第3减法单元来构成，所述第2减法单元从所述第2转向角速度指令值中减去所述实际转向角速度，所述积分单元对来自所述第2减法单元的速度偏差进行积分处理，所述第4渐变单元通过所述转向角控制渐变增益使所述实际转向角速度渐变，输出渐变后转向角控制指令值，所述比例单元对所述渐变后转向角控制指令值进行比例处理，所述第3减法单元从所述积分单元的积分结果中减去所述比例单元的比例结果，输出第1转向角控制指令值。

发明的效果

根据本发明的电动助力转向装置，因为通过转向角控制渐变增益或独立的渐变增益使转向角控制中的转向角速度指令值以及转向角控制指令值渐变，并且，通过辅助控制渐变增益使辅助控制指令值渐变，对速度控制中的上下限值施加限制直到渐变大致结束为止，所以速度控制中的积分控制的积分值不会过度地积累起来，能够抑制“对于电动机电流指令值来说是非计划中的”转向盘的变动，从而能够减轻给驾驶员带来的不协调感。

附图说明

图1是表示电动助力转向装置的概要的结构图。

图2是表示电动助力转向装置的控制系统的结构示例的结构框图。

图3是表示具有自动转向控制模式和手动转向控制模式之间的切换功能的电动助力转向装置的一个示例的结构框图。

图4是表示转向角控制单元的结构示例的结构框图。

图5是表示本发明的实施方式的一个示例的结构框图。

图6是表示转向角控制单元的结构示例(第1实施例)的结构框图。

图7是表示本发明的动作示例的流程图。

图8是表示本发明的动作示例(第1实施方式)的时间图。

图9是表示本发明的动作示例(第2实施方式)的时间图。

图10是表示转向角控制单元的结构示例(第2实施例)的结构框图。

图11是表示转向角控制单元的动作示例(第2实施例)的流程图。

图12是表示转向角控制单元的结构示例(第3实施例)的结构框图。

图13是表示转向角控制单元的动作示例(第3实施例)的流程图。

图14是表示转向角控制单元的结构示例(第4实施例)的结构框图。

图15是表示转向角控制单元的动作示例(第4实施例)的流程图。

具体实施方式

在本发明中，通过将来自转向角控制单元内的位置控制单元的转向角速度指令值与转向角控制渐变增益相乘来使其渐变，并且，通过限制器来限制渐变后的转向角速度指令值的上下限值并将其输入到速度控制单元。然后，从速度控制单元中输出经渐变处理后得到的转向角控制指令值，通过将转向角控制指令值与转向角控制渐变增益相乘来使其渐变。还有，通过将来自辅助控制单元的辅助控制指令值与辅助控制渐变增益相乘来使其渐变。将转向角控制渐变增益的特性和辅助控制渐变增益的特性设定为“彼此特性相反”的增减特性。也就是说，当切换控制模式的时候，转向角控制渐变增益和辅助控制渐变增益具有这样的特性，即，转向角控制渐变增益的比率(转向角控制渐变增益的比率的范围为0.0(0％)～1.0(100％))和辅助控制渐变增益的比率(辅助控制渐变增益的比率的范围为1.0(100％)～0.0(0％))的合计值为1.0或100％，并且，当转向角控制渐变增益(线性或非线性地)增加的时候，辅助控制渐变增益就(线性或非线性地)减少，反过来，当转向角控制渐变增益(线性或非线性地)减少的时候，辅助控制渐变增益就(线性或非线性地)增加。

在转向角控制开始的时候，按照转向角控制渐变增益使转向角速度指令值渐变，针对渐变后的转向角速度指令值设置限制器，使得可以依次切换该限制器的上下限制值，通过当转向角控制渐变增益小于某个阈值的时候，减小上下限制值；当转向角控制渐变增益等于或大于该阈值的时候，增大上下限制值，这样就限制了转向角速度指令值。通过变更转向角控制渐变增益和用于限制转向角速度指令值的限制器的限制值，就能够抑制速度控制单元内的积分值的过度积累。还有，通过将速度控制单元内的渐变后转向角控制指令值与转向角控制渐变增益相乘来使其渐变，这样就能够减轻给驾驶员带来的不协调感。

还有，当渐变结束之后，因为转向角速度指令值不受转向角控制渐变增益和渐变期间中的限制值的限制，所以能够转移到通常的转向角控制。

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图5示出了本发明的结构示例。如图5所示，目标转向角θt以及实际转向角θr被输入到用于追随位置的位置控制单元210中，来自位置控制单元210的转向角速度指令值ωc被输入到用于构成渐变单元的乘法单元201中。转向角控制渐变增益sg被输入到乘法单元201中，在乘法单元201中经渐变后得到的转向角速度指令值ωca被输入到用于限制上下限值的限制器202中。转向角控制渐变增益sg被输入到限制器202中，根据转向角控制渐变增益sg来改变限制值。在限制器202中被限制了上下限值后得到的转向角速度指令值ωcb与实际转向角速度ωr一起被输入到用于进行速度追随的速度控制单元220中。来自速度控制单元220的转向角控制指令值imref被输入到用于构成渐变单元的乘法单元203中以便在乘法单元203中通过转向角控制渐变增益sg使其渐变，经渐变后得到的转向角控制指令值imrefc被输入到加法单元205中。以上是转向角控制单元的结构，还有，乘法单元201以及限制器202构成了渐变限制单元。

另一方面，来自辅助控制单元141的辅助控制指令值itref被输入到乘法单元204中以便在乘法单元204中通过辅助控制渐变增益ag使其渐变，经渐变后得到的辅助控制指令值itrefc被输入到加法单元205中。加法单元205通过将转向角控制指令值imrefc与辅助控制指令值itrefc相加，来生成电动机电流指令值iref。

转向角控制渐变增益sg以及辅助控制渐变增益ag具有“通过各自的渐变来互相切换转向角控制模式(转向角控制渐变增益sg＝100％，辅助控制渐变增益ag＝0％)和辅助控制模式(转向角控制渐变增益sg＝0％，辅助控制渐变增益ag＝100％)”的特性，并且，当转向角控制渐变增益sg增加的时候，辅助控制渐变增益ag就减少，反过来，当转向角控制渐变增益sg减少的时候，辅助控制渐变增益ag就增加。

图6示出了转向角控制单元200的第1实施例。如图6所示，位置控制单元210由减法单元211和增益单元212来构成，其中，减法单元211求得目标转向角θt与实际转向角θr之间的位置偏差θe；增益单元212将位置偏差θe与增益(kpp)相乘，输出转向角速度指令值ωc。转向角速度指令值ωc被输入到乘法单元201中，在乘法单元201中通过转向角控制渐变增益sg使转向角速度指令值ωc渐变，经渐变后得到的转向角速度指令值ωca被输入到用于限制上下限值的限制器202中。限制器202具有用来在正负区域进行限制的第1限制值以及第2限制值(第2限制值＞第1限制值)，还有，乘法单元201以及限制器202构成了渐变限制单元。

在渐变限制单元的限制器202中被限制了上下限值后得到的转向角速度指令值ωcb被输入到速度控制单元220中。速度控制单元220由减法单元221、积分单元222、比例单元225、减法单元223和乘法单元224来构成，其中，减法单元221从转向角速度指令值ωcb中减去实际转向角速度ωr；积分单元222对作为减法单元221的减法结果的速度偏差df进行积分处理(kvi/s)以便对其进行补偿；比例单元225对实际转向角速度ωr进行比例处理(kvp)以便对其进行补偿；减法单元223从作为积分单元222的积分结果的转向角控制指令值ir1中减去作为比例单元225的比例结果的转向角控制指令值ir2；乘法单元224通过转向角控制渐变增益sg使作为减法单元223的减法结果的转向角控制指令值imref1渐变，输出转向角控制指令值imref。

在这样的结构中，参照图7的流程图对其动作示例进行说明。

首先，输入目标转向角θt、实际转向角θr和实际转向角速度ωr(步骤s1)，接着，输入转向角控制渐变增益sg和辅助控制渐变增益ag(步骤s2)。可以适当地改变这些输入的顺序。

位置控制单元210进行位置控制以便使实际转向角θr追随目标转向角θt。也就是说，在减法单元211中求出目标转向角θt与实际转向角θr之间的位置偏差θe，位置偏差θe在增益单元212中与增益(kpp)相乘后被输入到限制器202中。输出在限制器202中被限制了上下限值后得到的转向角速度指令值ωc(步骤s3)，转向角速度指令值ωc被输入到乘法单元201中。在乘法单元201中经渐变后得到的转向角速度指令值ωca被输入到限制器202中，如下所述那样在限制器202中被限制了上下限值。

转向角控制渐变增益sg被输入到限制器202中，首先，从上次值开始对转向角控制渐变增益sg进行加法运算(初次运算的上次值＝0％)(步骤s5)(如将在后面叙述的图8以及图9所示那样，在相对于时间序列线性地改变转向角控制渐变增益sg的情况下，加法值可以为一定值。)，对转向角控制渐变增益sg进行处理以便使其变成100％(步骤s6、步骤s7)。当转向角控制渐变增益sg变成100％的时候，判定转向角控制渐变增益sg是否等于或大于阈值(步骤s10)，在转向角控制渐变增益sg等于或大于阈值的情况下，从上次值开始对限制器限制值进行加法运算(步骤s11)(如将在后面叙述的图8以及图9所示那样，在相对于时间序列线性地改变转向角控制渐变增益sg的情况下，加法值可以为一定值。)，判定限制器限制值是否等于或大于第2限制值(步骤s12)。在限制器限制值等于或大于第2限制值的情况下，将限制器限制值设定为第2限制值(步骤s13)。

在那之后，或者，在上述步骤s10中当转向角控制渐变增益sg小于阈值的时候，或者，在上述步骤s12中当限制器限制值小于第2限制值的时候，在乘法单元201中通过转向角控制渐变增益sg使从位置控制单元210输出的转向角速度指令值ωc渐变(步骤s14)。来自乘法单元201的渐变后转向角速度指令值ωca被输入到限制器202中，在限制器202中被限制了上下限值(步骤s15)。被限制了上下限值后得到的转向角速度指令值ωcb与实际转向角速度ωr一起被输入到速度控制单元220中，速度控制单元220实施使实际转向角速度ωr追随转向角速度指令值ωcb的速度控制。

在速度控制单元220中，减法单元221运算出转向角速度指令值ωcb与实际转向角速度ωr之间的速度偏差df(步骤s20-1)，积分单元222对速度偏差df进行积分，由积分单元222求出的转向角控制指令值ir1被输入到减法单元223中(步骤s20-1)。还有，比例单元225对实际转向角速度ωr进行比例处理(kvp)，经处理后得到的转向角控制指令值ir2被输入到减法单元223中，减法单元223运算出作为偏差的转向角控制指令值imref1(步骤s20-1)。在乘法单元224中通过转向角控制渐变增益sg使转向角控制指令值imref1渐变(步骤s20-2)，然后，在乘法单元203中通过转向角控制渐变增益sg使在速度控制单元220内经渐变后得到的转向角控制指令值imref渐变，乘法单元203输出经渐变后得到的转向角控制指令值imrefc(步骤s20-3)。

辅助控制渐变增益ag被输入到转向角控制单元200中，从上次值中减去辅助控制渐变增益ag(初次运算的上次值＝100％)(步骤s30)，对辅助控制渐变增益ag进行处理以便使其变成等于或小于0％(步骤s31、步骤s32)。当辅助控制渐变增益ag变成0％的时候，运算出辅助控制指令值itref，并且，在乘法单元204中通过辅助控制渐变增益ag使辅助控制指令值itref渐变，然后，乘法单元204输出转向角控制指令值itrefc(步骤s33)。

在那之后，经渐变后得到的辅助控制指令值itrefc被输入到加法单元205中，加法单元205通过将转向角控制指令值imrefc与辅助控制指令值itrefc相加，来运算出电动机电流指令值iref(步骤s34)。通过电动机电流指令值iref来驱动电动机。然后，将转向角控制渐变增益sg的上次值更新成转向角控制渐变增益sg，将辅助控制渐变增益ag的上次值更新成辅助控制渐变增益ag，并且，还将限制器限制值的上次值更新成限制器限制值(步骤s35)。

图8以及图9是表示经限制器处理后得到的转向角速度指令值ωcb、转向角控制渐变增益sg、辅助控制渐变增益ag以及限制器202的限制值之间的关系的时间图。图8的示例示出了“在时刻t0从辅助控制转换到转向角控制，在时刻t3完全地变成转向角控制”的样子。如图8所示，限制器202的限制值在从比“完全地变成转向角控制”的时刻t3稍微早一点的时刻t2(时刻t2是根据阈值来设定的)到在时刻t3之后的时刻t4的期间中从第1限制值逐渐变化到第2限制值(＞第1限制值)。还有，图9的示例也示出了“在时刻t10从辅助控制转换到转向角控制，在时刻t12完全地变成转向角控制”的样子。如图9所示，在本示例中，限制器202的限制值在从“完全地变成了转向角控制”的时刻t12到在时刻t12之后的时刻t13的期间中从第1限制值变化到第2限制值。

如图8(b)以及图8(c)的时刻t0～时刻t3所示那样，还有，如图9(b)以及图9(c)的时刻t10～时刻t12所示那样，转向角控制渐变增益sg的比率和辅助控制渐变增益ag的比率的合计值为1.0或100％，并且，当转向角控制渐变增益sg增加的时候，辅助控制渐变增益ag就减少，反过来，当转向角控制渐变增益sg减少的时候，辅助控制渐变增益ag就增加。此外，转向角控制渐变增益sg增加的波形(特性)、转向角控制渐变增益sg减少的波形(特性)、辅助控制渐变增益ag增加的波形(特性)以及辅助控制渐变增益ag减少的波形(特性)都是任意的，可以为线性，也可以为非线性。

图10示出了转向角控制单元200的第2实施例，除了速度控制单元220之外，其他的结构与图6的转向角控制单元200的第1实施例相同。如图10所示，速度控制单元220由减法单元221、乘法单元224、积分单元222、比例单元225以及减法单元223来构成，其中，减法单元221从转向角速度指令值ωcb中减去实际转向角速度ωr；乘法单元224通过转向角控制渐变增益sg使作为减法单元221的减法结果的速度偏差df1渐变，输出速度偏差df2；积分单元222对速度偏差df2进行积分处理(kvi/s)以便对其进行补偿；比例单元225对实际转向角速度ωr进行比例处理(kvp)以便对其进行补偿；减法单元223从作为积分单元222的积分结果的转向角控制指令值ir1中减去作为比例单元225的比例结果的转向角控制指令值ir2，输出转向角控制指令值imref。

在这样的结构中，参照图11的流程图对其动作示例进行说明。在这种情况下，在转向角控制单元200的动作中，只有速度控制单元220的动作与图6的动作不同，除了相当于速度控制的图7的流程图的步骤s20-1～步骤s20-3之外，其他的动作都是相同的。

首先，减法单元221运算出速度偏差df1(步骤s21-1)，在乘法单元224中通过转向角控制渐变增益sg使速度偏差df1渐变(步骤s21-2)。经渐变后得到的速度偏差df2被输入到积分单元222中以便对其进行积分，作为积分值的转向角控制指令值ir1被输入到减法单元223中(步骤s21-3)。比例单元225对实际转向角速度ωr进行比例处理(kvp)，来自比例单元225的转向角控制指令值ir2被输入到减法单元223中(步骤s21-4)。然后，减法单元223通过从转向角控制指令值ir1中减去转向角控制指令值ir2，来运算出转向角控制指令值imref并将其输出(步骤s21-5)。在那之后，在乘法单元203中通过转向角控制渐变增益sg使转向角控制指令值imref渐变(步骤s21-6)，乘法单元203输出经渐变后得到的转向角控制指令值imrefc(步骤s21-7)。

图12示出了转向角控制单元200的第3实施例，除了速度控制单元220之外，其他的结构与图6的转向角控制单元200的第1实施例相同。如图12所示，速度控制单元220由减法单元221、积分单元222、比例单元225、乘法单元224以及减法单元223来构成，其中，减法单元221从转向角速度指令值ωcb中减去实际转向角速度ωr；积分单元222对作为减法单元221的减法结果的速度偏差df进行积分处理(kvi/s)以便对其进行补偿；比例单元225对实际转向角速度ωr进行比例处理(kvp)以便对其进行补偿；乘法单元224通过转向角控制渐变增益sg使作为积分单元222的积分结果的转向角控制指令值ir1渐变，输出转向角控制指令值ir3；减法单元223从转向角控制指令值ir3中减去作为比例单元225的比例结果的转向角控制指令值ir2，输出转向角控制指令值imref。

在这样的结构中，参照图13的流程图对其动作示例进行说明。在这种情况下，在转向角控制单元200的动作中，只有速度控制单元220的动作与图6的动作不同，除了相当于速度控制的图7的流程图的步骤s20-1～步骤s20-3之外，其他的动作都是相同的。

首先，减法单元221运算出速度偏差df(步骤s22-1)，速度偏差df被输入到积分单元222中以便对其进行积分(步骤s22-2)。作为积分值的转向角控制指令值ir1被输入到乘法单元224中，在乘法单元224中通过转向角控制渐变增益sg使转向角控制指令值ir1渐变，经渐变后得到的速度控制指令值ir3被输入到减法单元223中(步骤s22-3)。比例单元225对实际转向角速度ωr进行比例处理(kvp)，来自比例单元225的转向角控制指令值ir2被输入到减法单元223中(步骤s22-4)。然后，减法单元223通过从转向角控制指令值ir3中减去转向角控制指令值ir2，来运算出转向角控制指令值imref并将其输出(步骤s22-5)。在那之后，在乘法单元203中通过转向角控制渐变增益sg使转向角控制指令值imref渐变(步骤s22-6)，乘法单元203输出经渐变后得到的转向角控制指令值imrefc(步骤s22-7)。

图14示出了转向角控制单元200的第4实施例，除了速度控制单元220之外，其他的结构与图6的转向角控制单元200的第1实施例相同。如图14所示，速度控制单元220由减法单元221、积分单元222、乘法单元224、比例单元225以及减法单元223来构成，其中，减法单元221从转向角速度指令值ωcb中减去实际转向角速度ωr；积分单元222对作为减法单元221的减法结果的速度偏差df进行积分处理(kvi/s)以便对其进行补偿；乘法单元224通过转向角控制渐变增益sg使实际转向角速度ωr渐变，输出渐变后转向角速度ωr2；比例单元225对渐变后转向角速度ωr2进行比例处理(kvp)以便对其进行补偿；减法单元223从作为积分单元222的积分结果的转向角控制指令值ir1中减去作为比例单元225的比例结果的转向角控制指令值ir2，输出转向角控制指令值imref。

在这样的结构中，参照图15的流程图对其动作示例进行说明。在这种情况下，在转向角控制单元200的动作中，只有速度控制单元220的动作与图6的动作不同，除了相当于速度控制的图7的流程图的步骤s20-1～步骤s20-3之外，其他的动作都是相同的。

首先，减法单元221运算出速度偏差df(步骤s23-1)，速度偏差df被输入到积分单元222中以便对其进行积分，作为积分值的转向角控制指令值ir1被输入到减法单元223中(步骤s23-2)。实际转向角速度ωr被输入到乘法单元224中，在乘法单元224中通过转向角控制渐变增益sg使实际转向角速度ωr渐变，渐变后得到的转向角速度ωr2被输入到比例单元225中以便对其进行比例处理(kvp)，来自比例单元225的转向角控制指令值ir2被输入到减法单元223中(步骤s23-4)。然后，减法单元223通过从转向角控制指令值ir1中减去转向角控制指令值ir2，来运算出转向角控制指令值imref并将其输出(步骤s23-5)。在那之后，在乘法单元203中通过转向角控制渐变增益sg使转向角控制指令值imref渐变(步骤s23-6)，乘法单元203输出经渐变后得到的转向角控制指令值imrefc(步骤s23-7)。

尽管如上所述那样，将转向角控制渐变增益和用于转向角速度指令值的渐变增益设定为相同的渐变增益，但也可以将转向角控制渐变增益和用于转向角速度指令值的渐变增益设定为彼此独立的渐变增益。还有，也可以任意地变更转向角控制渐变增益和辅助控制渐变增益的渐变时间和渐变定时。另外，尽管通过增益的输入和乘法单元来构成了渐变单元，但只要是能够逐渐改变输出的手段(means)的话，就能够将其用作渐变单元。

还有，尽管如上所述那样，将对象设定为速度控制，但即使针对具有“储存诸如所要求的转向角之类的输入，并将其用于诸如电流指令值之类的输出”的结构的控制方式也是有效的，如果将上述功能并入到位置控制以及速度控制中的话，就可以适当地改变成其他的结构。

此外，也可以基于电动机速度和减速比来求得实际转向角速度，还有，也可以从转向盘转向角传感器处来获得实际转向角速度。

附图标记说明

1转向盘(方向盘)

2柱轴(转向轴或方向盘轴)

10、154扭矩传感器

12车速传感器

13电池

14转向角传感器

20、150电动机

30控制单元(ecu)

31电流指令值运算单元

33电流限制单元

37逆变器

130车辆侧ecu

140eps侧ecu

141辅助控制单元

142切换单元

200转向角控制单元

201、203、204乘法单元

202限制器

210位置控制单元

220速度控制单元