阅读说明：本技术 转动控制系统 (Rotation control system ) 是由 玉泉晴天 于 2020-04-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了转动控制系统(40),该转动控制系统(40)包括电子控制单元。该电子控制单元被配置成执行：计算转向操作量的转向操作量计算处理(M16)；计算角度指令值的角度指令值计算处理；计算角度操作量的角度操作量计算处理(M50)；对电动马达的驱动电路进行操作的操作处理；对通过从角度操作量中减去反映在操作处理中的角度操作量而获得的值的大小进行调整的调整处理；以及校正处理,其对将在角度指令值计算处理中计算角度指令值时的输入的大小校正为在相减所得值的大小为大时与相减所得值的大小为小时相比较小。(A rotation control system (40) is disclosed, the rotation control system (40) comprising an electronic control unit. The electronic control unit is configured to perform: a steering operation amount calculation process (M16) for calculating a steering operation amount; calculating an angle command value by calculating the angle command value; an angle operation amount calculation process (M50) of calculating an angle operation amount; an operation process of operating a drive circuit of the electric motor; an adjustment process of adjusting a magnitude of a value obtained by subtracting the angle operation amount reflected in the operation process from the angle operation amount; and a correction process of correcting a magnitude of an input when the angle instruction value is calculated in the angle instruction value calculation process to be smaller when the magnitude of the subtracted value is large than when the magnitude of the subtracted value is small.)

转动控制系统

技术领域

本发明涉及转动控制系统，该转动控制系统控制具有并入其中的电动马达并且使转动轮转动的转动致动器。

背景技术

例如，日本专利申请公开第2006-175940(JP 2006-175940 A)号公开了对被并入转动致动器中的电动马达进行操作的装置，该转动致动器基于反馈控制中基于目标转向扭矩与实际转向扭矩之间的差的操作量和反馈控制中基于目标转动角度与转动角度之间的差的操作量来使转动轮转动。

发明内容

当通过如上所述的反馈控制将转动角度控制成目标转动角度时，尽管可以抑制来自转动轮的反向输入振动，但存在驾驶员将不能了解路面状态信息(道路信息)的担忧。

根据本发明的一个方面，提供了一种包括电子控制单元的转动控制系统，并且该转动控制系统对转动致动器进行操作，该转动致动器包括并入该转动致动器中的电动马达并且使转动轮转动。电子控制单元被配置成执行以下处理：转向操作量计算处理，其计算转向操作量，所述转向操作量是可被转换为电动马达所需的扭矩的操作量，作为用于使转动轮转动以通过反馈控制将由驾驶员输入的转向扭矩控制成目标转向扭矩的电动马达的操作量；角度指令值计算处理，其基于转向操作量计算角度指令值，所述角度指令值是可被转换为转动轮的转动角度的可转换角度的指令值；角度操作量计算处理，其计算角度操作量，所述角度操作量是可被转换为电动马达所需的扭矩的操作量作为用于通过反馈控制将可转换角度控制成角度指令值的操作量；操作处理，其对电动马达的驱动电路进行操作以控制该电动马达的扭矩；调整处理，其对通过从在角度操作量计算处理中计算的角度操作量中减去反映在操作处理中的角度操作量而获得的值的大小进行调整并且向操作处理输入调整之后的角度操作量；以及校正处理，其将在角度指令值计算处理中计算角度指令值时的输入的大小校正为：与相减所得值的大小为小时相比，在相减所得值的大小为大时较小。

在该配置中，在调整处理中对通过从在角度操作量计算处理中计算的角度操作量中减去反映在操作处理中的角度操作量而获得的值的大小进行调整。此处，由于角度操作量是用于无论路面状态如何都通过反馈控制将可转换角度控制成角度指令值的操作量，因此角度操作量包括用于消除路面状态信息的量。因此，相减所得值包括用于消除路面状态信息的量。因此，驾驶员可以根据相减所得值的大小了解路面状态信息。

在角度操作量计算处理中计算的角度操作量是适用于角度指令值的操作量。因此，当作为操作处理的输入的角度操作量不足以用于在角度操作量计算处理中计算的角度操作量时，存在可转换角度可能与角度指令值偏离很大的担忧。当可转换角度与角度指令值偏离很大时，在角度操作量计算处理中计算的角度操作量的绝对值过度增加，并且可转换角度不再是适用于角度指令值的值。因此，在上述配置中，通过基于相减所得值对角度操作量计算处理的输入进行校正，可以使角度指令值接近可转换角度并且抑制角度操作量的绝对值的过度增加。

在该方面中，调整处理可以是对通过将反映在操作处理中的角度操作量除以在角度操作量计算处理(M50)中的计算的角度操作量而获得的在0至1范围内的值进行调整的处理。

在该配置中，可以基于预定系数的大小对通过从在角度操作量计算处理中计算的角度操作量中减去反映在操作处理中的角度操作量而获得的值的大小进行调整。

在该方面，角度操作量计算处理可以是基于前馈操作量和估计干扰扭矩之和来计算角度操作量的处理，所述前馈操作量是用于对角度指令值进行前馈控制的操作量，所述估计干扰扭矩是基于可转换角度与角度指令值之间的差的干扰观察器的输出。调整处理可以是基于通过从反映在角度操作量计算处理的输出中的估计干扰扭矩中减去反映在操作处理中的估计干扰扭矩而获得的值对在角度指令值计算处理中计算角度指令值时的输入的大小进行调整的处理。

估计干扰扭矩是通过至少排除影响转动角度的扭矩之中的前馈操作量而获得的量。因此，通过在反映除了影响车辆外部的转动角度的因素之外的因素的影响中使用前馈操作量作为以高准确度将可转换角度控制成角度指令值的量，该估计干扰扭矩可以用作用于以高准确度表达路面状态信息的量。

在该方面，操作处理可以包括基于角度操作量对电动马达的扭矩进行控制而与转向操作量无关的处理。在该方面中，角度指令值计算处理可以包括基于相减所得值的大小来改变输出与输入的关系的改变处理。

当相减所得值大并且角度操作量计算处理未被充分反映在对转动角度的控制中时，存在角度指令值计算处理的稳定性可能受到损害的担忧。因此，在上述配置中，通过基于相减所得值的大小改变角度指令值计算处理中的输入与输出的关系，即使角度操作量计算处理未被反映在对转动角度的控制中，输出与输入之间的关系也可以用作能够使稳定性下降得到抑制的关系。

在该方面中，调整处理可以包括与其中车速为低时的情况相比在车速为高时减小相减所得值的大小的处理。当车速为高时，在直线制动等时产生的反向输入振动可能增加并且车辆的行驶的稳定性可能受到损害。因此，在上述配置中，通过在车速为高时减小相减所得值的大小，可以消除来自转动轮侧的反向输入并且确保车辆行驶的稳定性。通过在车速为低时增加相减所得值的大小，可以使驾驶员了解路面状态信息。

在该方面，电子控制单元可以被配置成执行检测车辆的侧滑的检测处理，并且调整处理可以包括与在检测处理中未检测到侧滑的情况相比在所述检测处理中检测到侧滑时增加相减所得值的大小的处理。

在该配置中，当检测到侧滑时，可以通过增加相减所得值的大小使驾驶员意识到车辆当前行驶所在的路面是其上可能发生侧滑的路面。

在该方面，电子控制单元可以被配置成执行获取来自驾驶员的请求信号的获取处理，并且调整处理可以包括基于在获取处理中获取的请求信号来增加相减所得值的处理。

在该配置中，由于可以基于来自驾驶员的请求来调整相减所得值，因此可以实现与驾驶员偏好对应的转向感。

在该方面，电子控制单元可以被配置成执行目标转向扭矩计算处理，该目标转向扭矩计算处理基于通过将转向操作量和转向扭矩转换成作用在同一对象上的力的量而获得的量之和来计算目标转向扭矩。

由于转向操作量可以被转换为电动马达所需的扭矩，因此基于转向操作量和转向扭矩来确定从车辆侧施加的用于使转动轮转动的力，并且该力可以被转换为横向力。另一方面，可以基于该横向力来确定改善针对驾驶员的转向感所需的目标转向扭矩。因此，利用上述配置，可以通过基于转向操作量和该力之和确定目标转向扭矩来容易地设计目标转向扭矩计算处理。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术意义和工业意义，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1是示出根据第一实施方式的电动助力转向系统的图；

图2是示出由根据第一实施方式的转动控制系统执行的处理的框图；

图3是示出根据第一实施方式的道路信息调整处理的流程的流程图；

图4是示出根据第二实施方式的道路信息调整处理的流程的流程图；

图5是示出根据第三实施方式的道路信息调整处理的流程的流程图；

图6是示出根据第四实施方式的道路信息调整处理的流程的流程图；

图7是示出根据第五实施方式的道路信息调整处理的流程的流程图；

图8是示出由根据第六实施方式的转动控制系统执行的处理的框图；

图9是示出根据第六实施方式的道路信息调整处理的流程的流程图；

图10是示出根据第七实施方式的电动助力转向系统的图；以及

图11是示出由根据第七实施方式的转动控制系统执行的处理的框图。

具体实施方式

第一实施方式

在下文中，将参照附图描述根据第一实施方式的转动控制系统。如图1所示，电动助力转向系统10包括：转向机构20，转向机构20基于驾驶员对转向盘22的操作使转动轮12转动；以及转动致动器30，转动致动器30使转动轮12电转动。

转向机构20包括转向盘22、固定至转向盘22的转向轴24以及齿条小齿轮机构27。转向轴24包括连接至转向盘22的柱轴24a、连接至柱轴24a的底端的中间轴24b、以及连接至中间轴24b的底端的小齿轮轴24c。小齿轮轴24c的底端经由齿条小齿轮机构27连接至齿条轴26。左右转动轮12经由拉杆28连接至齿条轴26的两端。因此，转向盘22的旋转运动即转向轴24经由包括小齿轮轴24c和齿条轴26的齿条小齿轮机构27被转换成齿条轴26的沿轴向方向(图1中的左右方向)的平移运动。该平移运动经由连接至齿条轴26的两端的拉杆28被传递至转动轮12，由此使转动轮12的转动角度改变。

另一方面，转动致动器30与转向机构20共用齿条轴26，并且转动致动器30包括电动马达32、逆变器33、滚珠丝杠机构34和带式减速齿轮机构36。电动马达32是用于使转动轮12转动的动力源，并且例如，三相表面磁同步电动马达(SPMSM)在本实施方式中可以用作电动马达32。滚珠丝杠机构34一体附接至齿条轴26的周围，并且带式减速齿轮机构36将电动马达32的输出轴32a的旋转力传递至滚珠丝杠机构34。电动马达32的输出轴32a的旋转力经由带式减速齿轮机构36和滚珠丝杠机构34被转换成用于使齿条轴26沿轴向方向平移的力。可以通过施加至齿条轴26的沿轴向方向的力使转动轮12转动。

转动控制系统40控制转动轮12并且对转动致动器30进行操作以控制作为转动致动器30的控制参数的转动角度。转动控制系统40参考作为由驾驶员经由转向盘22输入并且被扭矩传感器50检测到的扭矩的转向扭矩Th来控制下述控制参数：由旋转角度传感器52检测到的输出轴32a的旋转角度θm，或者在电动马达32中流动的电流iu、iv和iw。电流iu、iv和iw可以被检测为设置在逆变器33的每个支路中的分流电阻器中提供的电压降。转动控制系统40参考由车速传感器54检测到的车速V、由横摆率传感器56检测到的横摆率γ、或者由驾驶员在其上执行行驶模式选择操作的模式选择开关58的操作状态。在本实施方式中，模式选择开关58是选择正常模式或运动模式的开关。运动模式是其中在相同的车速下将车载电动马达的转速设置为比正常模式下的转速高的模式。

转动控制系统40包括CPU 42、ROM 44和***电路46，CPU 42、ROM 44和***电路46经由通信线路48彼此连接。***电路46包括生成用于限定内部操作的时钟信号的电路、电力供应电路和复位电路。换句话说，转动控制系统40包括电子控制单元。

图2示出了由转动控制系统40执行的一些处理。图2中所示的处理通过使CPU 42执行存储在ROM 44中的程序来实现。基本目标扭矩计算处理M10是基于轴向力Taf0计算基本目标扭矩Thb*的处理，该基本目标扭矩Thb*是由驾驶员经由转向盘22输入至转向轴24的目标转向扭矩Th*的基本值。此处，轴向力Taf0是施加至齿条轴26的沿轴向方向的轴向力。由于轴向力Taf0是与作用在转动轮12上的横向力对应的量，因此可以根据轴向力Taf0确定横向力。另一方面，优选地基于横向力来确定由驾驶员经由转向盘22输入至转向轴24的扭矩。因此，基本目标扭矩计算处理M10是基于根据轴向力Taf0确定的横向力来计算基本目标扭矩Thb*的处理。

具体地，基本目标扭矩计算处理M10是将基本目标扭矩Thb*的大小计算为当轴向力Taf0的大小(绝对值)相同并且车速V为低时与该车速V为高时相比较小的处理。例如，这可以通过下述方式实现：使CPU 42在其中以轴向力Taf0或者根据轴向力Taf0确定的横向加速度和车速V作为输入变量并且以基本目标扭矩Thb*作为输出变量的映射数据被预先存储在ROM 44中的状态下对基本目标扭矩Thb*进行映射计算。此处，映射数据是输入变量的离散值和与输入变量的值对应的输出变量的值的成对数据。例如，映射计算是下述处理：当一个输入变量的值与映射数据中的输入变量的值之一匹配时将映射数据中的相应输出变量的值作为计算结果输出；以及当一个输入变量的值与所述输入变量的一个值不匹配时将通过包括在映射数据中的多个输出变量的值的插值而获得的值作为计算结果输出。

滞后处理M14是基于小齿轮轴24c的旋转角度(小齿轮角度θp)来计算并输出用于校正基本目标扭矩Thb*的滞后校正量Thys的处理，小齿轮轴24c的旋转角度为可以被转换为转动轮12的转动角度的可转换角度。具体地，滞后处理M14包括下述处理：基于小齿轮角度θp等的变化识别转向盘22的前进切换和后退切换并且计算滞后校正量Thys，使得目标转向扭矩Th*的大小(绝对值)在前进切换时比在后退切换时大。更具体地，滞后处理M14包括将滞后校正量Thys设置成基于车速V而可变的处理。

加法处理M12是通过将滞后校正量Thys与基本目标扭矩Thb*相加来计算目标转向扭矩Th*的处理。转向操作量计算处理M16是计算转向操作量Ts*的处理，该转向操作量Ts*是用于通过反馈控制将转向扭矩Th控制成目标转向扭矩Th*的操作量。转向操作量Ts*是包括用于通过反馈控制将转向扭矩Th控制成目标转向扭矩Th*的操作量的量并且可以包括前馈项。用于反馈控制的操作量是用于使电动马达32的所需扭矩的大小(绝对值)例如当转向扭矩Th和目标转向扭矩Th*两者的符号都为正并且转向扭矩Th大于目标转向扭矩Th*时增加的量。转向操作量Ts*是在转向扭矩Th向目标转向扭矩Th*的反馈控制中与电动马达32的所需扭矩Td对应的量，并且转向操作量Ts*在本实施方式中是被转换成被施加至转向轴24的扭矩的量。

轴向力计算处理M18是通过将转向扭矩Th与转向操作量Ts*相加来计算轴向力Taf0的处理。由于转向扭矩Th是施加至转向轴24的扭矩，因此本实施方式中的轴向力Taf0具有通过将施加至齿条轴26的沿轴向方向的力转换成施加至转向轴24的扭矩而获得的值。

减法处理M20是通过从轴向力Taf0中减去调整量ΔTt*来计算轴向力Taf的处理。规范模型计算处理M30是基于轴向力Taf计算小齿轮角度指令值θp*的处理，小齿轮角度指令值θp*是小齿轮角度θp的指令值。具体地，规范模型计算处理M30是使用由表达式(c1)表示的模型公式来计算小齿轮角度指令值θp*的处理。

Taf＝K·θp*+C·θp*’+J·θp*”…(c1)

由表达式(c1)表示的模型是当与轴向力Taf相同的扭矩量被输入至转向轴24时由小齿轮角度θp指示的值的模型。在表达式(c1)中，粘性系数C是电动助力转向系统10的摩擦等的模型，惯性系数J是电动助力转向系统10的惯性的模型，并且弹性系数K是其中安装有电动助力转向系统10的车辆的规格诸如悬架、车轮定位等的模型。该模型不是准确表达实际的电动助力转向系统或者其中安装有电动助力转向系统10的车辆的模型，而是被设计成利用输入将转动角度的行为改变成理想行为的规范模型。在本实施方式中，可以通过设计规范模型来调整转向感。

积分处理M40是计算电动马达32的旋转角度θm的积分值Inθ的处理。在本实施方式中，在车辆直线移动时的转动轮12的转动角度被设置为“0”，并且在转动角度为“0”时的积分值Inθ被设置为“0”。转换处理M42是通过将积分值Inθ除以从转向轴24到电动马达32的减速齿轮比Km来计算小齿轮角度θp的处理。当小齿轮角度θp为“0”时其表示直线行驶方向，并且根据小齿轮角度θp是正还是负来表示右转动角度或左转动角度。

角度操作量计算处理M50是计算角度操作量Tt1*的处理，该角度操作量Tt1*是用于通过反馈控制将小齿轮角度θp控制成小齿轮角度指令值θp*的操作量。角度操作量Tt1*是在小齿轮角度θp向小齿轮角度指令值θp*的反馈控制中与电动马达32的所需扭矩Td对应的量，并且角度操作量Tt1*是在本实施方式中被转换成被施加至转向轴24的扭矩的量。

角度操作量计算处理M50包括干扰观察器M52，干扰观察器M52将影响小齿轮角度θp的扭矩估计为除了角度操作量Tt1*和转向扭矩Th之外的干扰扭矩并且将干扰扭矩设置为估计干扰扭矩Tlde。在本实施方式中，估计干扰扭矩Tlde被转换成施加至转向轴24的扭矩。

干扰观察器M52通过表达式(c2)使用惯性系数Jp、小齿轮角度θp的估计值θpe、角度操作量Tt0*和用于限定观察器增益l1、l2和l3的三行一列的矩阵L来计算估计干扰扭矩Tlde或估计值θpe。惯性系数Jp是电动助力转向系统10的惯性模型并且以比惯性系数J的准确度高的准确度来表示电动助力转向系统10的实际惯性。

微分计算处理M54是通过对小齿轮角度指令值θp*的微分计算来计算小齿轮角速度指令值的处理。

反馈项计算处理M56是计算反馈操作量Ttfb的处理，该反馈操作量Ttfb是基于小齿轮角度指令值θp*与估计值θpe之间的差的比例项和基于小齿轮角度指令值θp*的微分值与估计值θpe的微分值之间的差的微分项之和。

二阶微分处理M58是计算小齿轮角度指令值θp*的二阶时间微分值的处理。前馈项计算处理M60是通过将二阶微分处理M58的输出值乘以惯性系数Jp来计算前馈操作量Ttff的处理。二自由度操作量计算处理M62是通过从反馈操作量Ttfb和前馈操作量Ttff之和中减去估计干扰扭矩Tlde来计算角度操作量Tt0*的处理。

转向扭矩补偿处理M66是通过从角度操作量Tt0*中减去转向扭矩Th来计算角度操作量Tt1*的处理，该角度操作量Tt1*是角度操作量计算处理M50的输出。道路信息调整处理M70是基于角度操作量Tt1*计算调整量ΔTt*的处理。

减法处理M72是通过从角度操作量Tt1*中减去调整量ΔTt*来计算角度操作量Tt*的处理。加法处理M74是通过将角度操作量Tt*与转向操作量Ts*相加来计算电动马达32的所需扭矩Td的处理。所需扭矩Td通过将要由电动马达32产生的扭矩转换为转向轴24的扭矩而获得。

转换处理M76是通过将所需扭矩Td除以减速齿轮比Km而将所需扭矩Td转换为扭矩指令值Tm*的处理，该扭矩指令值Tm*是用于电动马达32的扭矩的指令值。

操作信号生成处理M78是生成并输出用于将用于电动马达32的扭矩控制成扭矩指令值Tm*的逆变器33的操作信号MSt的处理。操作信号MSt实际上是针对逆变器33的每个支路的每个臂的操作信号。

图3示出了道路信息调整处理M70的流程。图3所示的处理流程通过使CPU 42例如以预定周期为间隔重复执行存储在ROM 44中的程序来实现。在以下描述中，其最前面添加有“S”的数字表示每个处理的步骤编号。

在图3所示的一系列处理中，CPU 42首先获取车速V(S10)。然后，CPU 42通过将角度操作量Tt1*乘以系数α来计算调整量ΔTt*(S12)。此处，在车速V等于或高于预定速度Vth时，CPU 42将系数α设置为“0”，并且在车速V低于预定速度Vth且车速V为低时，CPU 42将系数α计算为与车速V为高时相比较大的值。系数α具有从“0”至“1”的值。具体地，CPU 42在其中以车速V作为输入变量并且以系数α作为输出变量的映射数据被预先存储在ROM 44中的状态下对系数α进行映射计算。

另外，当S12的处理完成时，CPU 42暂时结束图3所示的一系列处理。下面将描述本实施方式中的操作和优点。

当车速V等于或高于预定速度Vth时，CPU 42将调整量ΔTt*设置为“0”。因此，从角度操作量计算处理M50输出的角度操作量Tt1*与用于计算所需扭矩Td的角度操作量Tt*之间的差变为“0”。因此，所需扭矩Td没有不充分地包括对小齿轮角度θp向小齿轮角度指令值θp*的反馈控制所需的操作量的情况。此处，由于基于由表达式(c1)表达的规范模型来确定小齿轮角度指令值θp*，因此基于规范模型对转动角度进行控制。因此，使来自车辆行驶所在的路面的反向输入得到消除。当车速V高时，在直线制动等时产生的反向输入振动可能增加，并且因此行驶的稳定性可能受到损害，但是可以通过抑制反向输入振动来确保行驶的稳定性。

另一方面，当车速V低于预定速度Vth时，调整量ΔTt*被设置为随着车速V降低而增大。此处，由于调整量ΔTt*包括用于消除路面状态信息的量，因此随着作为角度操作量Tt1*与反映在扭矩指令值Tm*中的角度操作量Tt*之间的差的调整量ΔTt*增加，通过控制不太可能消除路面状态信息。因此，通过随着车速V降低而增加调整量ΔTt*的大小，可以使驾驶员随着车速V变得较低而更多地了解路面状态信息。

CPU 42从轴向力Taf0中减去作为从角度操作量Tt1*中减去角度操作量Tt*而获得的值的调整量ΔTt*并且将结果值设置为作为规范模型计算处理M30的输入的轴向力Taf。因此，可以防止估计干扰扭矩Tlde的大小过度增加。也就是说，通过角度操作量计算处理M50计算的角度操作量Tt1*是适用于将小齿轮角度θp控制成小齿轮角度指令值θp*的操作量。因此，当通过从角度操作量Tt1*中减去角度操作量Tt*而获得的值不为“0”时，存在小齿轮角度θp可能与小齿轮角度指令值θp*偏离很大并且可能使估计干扰扭矩Tlde的大小过度增加的担忧。在这种情况下，由于角度操作量Tt1*偏离适于将小齿轮角度θp控制为小齿轮角度指令值θp*的值，因此当角度操作量Tt*被控制成角度操作量Tt1*时，存在小齿轮角度θp的可控性降低的担忧。

根据上述实施方式，另外实现了以下优点。基于转向操作量Ts*和转向扭矩Th之和来设置目标转向扭矩Th*。此处，可以基于横向力来确定改善针对驾驶员的转向感所需的目标扭矩。另一方面，由于转向操作量Ts*和转向扭矩Th之和可以被转换为车辆的横向力，因此通过基于该和来确定目标转向扭矩Th*可以容易地设计计算目标转向扭矩Th*的处理。

第二实施方式

在下文中，将参照附图着重于与第一实施方式的区别来描述第二实施方式。

在第一实施方式中，调整量ΔTt*被设置成根据车速V而可变，而在本实施方式中调整量ΔTt*被设置成根据车辆的侧滑程度而可变。图4示出了根据本实施方式的道路信息调整处理M70的流程。图4所示的处理流程通过使CPU 42例如以预定周期为间隔重复执行存储在ROM 44中的程序来实现。

在图4所示的一系列处理中，CPU 42首先获取小齿轮角度θp(S20)。然后，CPU 42基于小齿轮角度θp计算估计横摆率γe(S22)。例如，这可以通过下述方式实现：使CPU 42在其中以小齿轮角度θp作为输入变量并且以估计横摆率γe作为输出变量的映射数据被预先存储在ROM 44中的状态下对估计横摆率γe进行映射计算。

然后，CPU 42将通过将角度操作量Tt1*乘以系数β而获得的值代入调整量ΔTt*中(S24)。此处，在横摆率γ与估计横摆率γe之间的差的绝对值等于或小于预定值Δth时，CPU 42将系数β设置为“0”，并且在所述差的绝对值大于预定值Δth且所述差的绝对值为大时，CPU 42将系数β设置为与所述差的绝对值为小时相比较大的值。系数β具有从“0”至“1”的值。具体地，CPU 42在其中以车速V作为输入变量并且以系数β作为输出变量的映射数据被预先存储在ROM 44中的状态下对系数β进行映射计算。

另外，当S24的处理完成时，CPU 42暂时结束图4所示的一系列处理。下面将描述本实施方式中的操作和优点。

当横摆率γ与估计横摆率γe之间的差的绝对值大于预定值Δth时，CPU 42使通过从角操作量Tt1*中减去角操作量Tt*而获得的值的大小随着所述差的绝对值增加而增加。此处，由于车辆的侧滑随着所述差的绝对值增加更有可能发生，因此，随着侧滑程度增加，可以使得驾驶员能够更容易地了解路面状态信息。因此，可以使得驾驶员能够意识到车辆行驶在可能发生侧滑的路面上。

第三实施方式

在下文中，将参照附图着重于与第一实施方式的区别来描述第三实施方式。

在本实施方式中，调整量ΔTt*被设置成根据驾驶模式而可变。图5示出了根据本实施方式的道路信息调整处理M70的流程。图5所示的处理流程通过使CPU 42例如以预定周期为间隔重复执行存储在ROM 44中的程序来实现。

在图5所示的一系列处理中，CPU 42首先检测模式选择开关58的操作状态(S30)。然后，CPU 42基于在S30的处理中检测到的状态来确定是否选择运动模式(S32)。然后，当确定选择了正常模式(S32：否)时，CPU 42将“0”代入调整量ΔTt*中(S34)。另一方面，当确定选择了运动模式(S32：是)时，CPU 42将通过将角度操作量Tt1*乘以系数ε而获得的值代入调整量ΔTt*中(S36)。此处，系数ε具有从“0”至“1”的值。

另外，当S34和S36的处理完成时，CPU 42暂时结束图5所示的一系列处理。下面将描述本实施方式中的操作和优点。

当选择正常模式时，CPU 42可以通过将调整量ΔTt*设置为“0”来充分地消除来自车辆行驶所在的路面的反向输入并且使驾驶员的驾驶负荷减轻。另一方面，当选择运动模式时，CPU 42可以通过将调整量ΔTt*的大小设置为大于“0”来使得驾驶员能够了解路面状态信息。由于可以想到的是喜欢运动模式的驾驶员想要了解路面状态信息，因此可以实现与驾驶员的品味对应的转向感。

第四实施方式

在下文中，将参照附图着重于与第三实施方式的区别来描述第四实施方式。

在第三实施方式中，调整量ΔTt*的大小在运动模式下被设置为大于“0”。此处，当ε与“1”之间的差小时，在对转动角度的控制中未充分反映角度操作量计算处理M50并且因此存在在规范模型计算处理M30中发生自激振动的担忧。在这种情况下，小齿轮角度指令值θp*与小齿轮角度θp之间的差的绝对值增加并且存在当切换为正常模式时切换的可控性劣化的问题。因此，在本实施方式中，通过以下处理抑制自激振动。

图6示出了根据本实施方式的道路信息调整处理M70的流程。图6所示的处理流程通过使CPU 42例如以预定周期为间隔重复执行存储在ROM 44中的程序来实现。为了方便起见，图6中的与图5所示的处理对应的处理通过相同的步骤编号指代。

在图6所示的一系列处理中，当S34的处理完成时，CPU 42将正常值K0代入用于规范模型计算处理M30以计算小齿轮角度指令值θp*的弹性系数K中并且将正常值C0代入粘性系数C中(S38)。当在对转动角度的控制中充分反映角度操作量计算处理M50时，正常值K0和C0适于用于使规范模型计算处理M30稳定的值。另一方面，当S36的处理完成时，CPU 42将改变值K1代入用于规范模型计算处理M30以计算小齿轮角度指令值θp*的弹性系数K中并且将改变值C1代入粘性系数C中(S40)。当在对转动角度的控制中未反映角度操作量计算处理M50时，改变值K1和C1适于用于使规范模型计算处理M30稳定的值。

另外，当S38和S40的处理完成时，CPU 42暂时结束图6所示的一系列处理。

第五实施方式

在下文中，将参照附图着重于与第一实施方式的区别来描述第五实施方式。

图7示出了根据本实施方式的道路信息调整处理M70的流程。图7所示的处理流程通过使CPU 42例如以预定周期为间隔重复执行存储在ROM 44中的程序来实现。为了方便起见，图7中的与图3所示的处理对应的处理通过相同的步骤编号指代。

在图7所示的一系列处理中，当S10的处理完成时，CPU 42通过将估计干扰扭矩Tlde乘以“-1”和系数α来计算调整量ΔTt*(S12a)。此处，设置“-1”以从角度操作量Tt1*中排除估计干扰扭矩Tlde的至少一部分。也就是说，角度操作量Tt1*为“Ttff+Ttfb-Tlde-Th”。因此，为了从角度操作量Tt1*中去除估计干扰扭矩Tlde的所有贡献，需要向角度操作量Tt1*添加估计干扰扭矩Tlde。另一方面，在减法处理M72中，从角度操作量Tt1*中减去调整量ΔTt*。因此，由于调整量ΔTt*需要具有与估计干扰扭矩Tlde的符号相反的符号，因此在S12a的处理中，将通过将估计干扰扭矩Tlde乘以“-1”而获得的值乘以系数α。

在车速V等于或高于预定速度Vth时，CPU 42将系数α设置为“0”，并且在车速V低于预定速度Vth且车速V为低时，CPU 42将系数α计算为与该车速V为高时相比较大的值。系数α具有从“0”至“1”的值。具体地，CPU 42在其中以车速V作为输入变量并且以系数α作为输出变量的映射数据被预先存储在ROM 44中的状态下对系数α进行映射计算。

另外，当S12a的处理完成时，CPU 42暂时结束图7所示的一系列处理。下面将描述本实施方式中的操作和优点。

CPU 42基于估计干扰扭矩Tlde计算调整量ΔTt*。估计干扰扭矩Tlde是在实现当前转动角度(小齿轮角度θp)中与除了前馈操作量Ttff以及反馈操作量Ttfb和转向扭矩Th之和之外的施加至转动轮12的力对应的量。因此，在估计干扰扭矩Tlde中，基于路面状态的量的比率大于基于角度操作量Tt1*的量的比率。因此，通过基于估计干扰扭矩Tlde计算调整量ΔTt*a可以使得驾驶员能够更适当地了解路面状态信息。

第六实施方式

在下文中，将参照附图着重于与第一实施方式的区别来描述第六实施方式。

图8示出了根据本实施方式的由转动控制系统40执行的一些处理。图8所示的处理流程是通过使CPU 42重复执行存储在ROM 44中的程序来实现。为了方便起见，图8中的与图2所示的处理对应的处理通过相同的步骤编号指代。

如图8所示，在本实施方式中，从转向操作量计算处理M16输出的转向操作量Ts*通过增益乘法处理M84乘以增益G，并且然后将乘法结果输入至加法处理M74。因此，在本实施方式中所需扭矩Td为“G·Ts*+Tt*”。

图9示出了根据本实施方式的道路信息调整处理M70的流程。图9所示的处理流程通过使CPU 42例如以预定周期为间隔重复执行存储在ROM 44中的程序来实现。为了方便起见，图9中的与图3所示的处理对应的处理通过相同的步骤编号指代。

在图9所示的一系列处理中，当S12的处理完成时，CPU 42将增益G设置成根据车速V而可变(S40)。具体地，在车速V等于或高于预定速度Vth时，CPU 42将增益G设置为“0”，并且在车速V低于预定速度Vth且车速V为低时，CPU 42将增益G设置为与该车速V为高时相比较大的值。增益G具有从“0”至“1”的值。这是用于抑制缺少控制转动角度所需的扭矩的处理。

另外，当S40的处理完成时，CPU 42暂时结束图9所示的一系列处理。下面将描述本实施方式中的操作和优点。

当车速V等于或高于预定速度Vth时，无论转向操作量Ts*如何，CPU 42以角度操作量Tt*作为所需扭矩Td来确定扭矩指令值Tm*并且控制用于电动马达32的扭矩。另一方面，当车速V低于预定速度Vth时，随着车速V降低，CPU 42降低将角度操作量Tt1*反映在所需扭矩Td中的比率，由此可以使得驾驶员能够了解路面状态信息。在这种情况下，存在使用于电动马达32的扭矩过度减小的担忧。特别地，当系数α接近“1”时，难以将转向扭矩Th控制成目标转向扭矩Th*。因此，当系数α被设置为较小时，CPU 42将转向操作量Ts*反映在所需扭矩Td中。

第七实施方式

在下文中，将参照附图着重于与第三实施方式的区别来描述第七实施方式。

图10示出了电动助力转向系统10的构造。为了方便起见，图10中的与图1所示的元件对应的元件通过相同的附图标记指代。

在本实施方式中，在小齿轮轴24c中设置有离合器60，离合器60可以切断到转向盘22的动力传递以及来自转向盘22的动力传递。也就是说，小齿轮轴24c连接至离合器60的一端，并且连接至转向盘22的输入轴24d连接至离合器60的另一端。在本实施方式中，输入轴24d和小齿轮轴24c被称为转向轴24。

电动马达72的动力经由减速齿轮70被施加至输入轴24d。逆变器74的电压被施加至电动马达72的端子。阻力致动器80由输入轴24d、减速齿轮70、电动马达72和逆变器74构成。在本实施方式中，转动控制系统40参考由转向角度传感器82检测到的转向盘22的旋转角度(转向角度θh)。

图11示出了根据本实施方式的由电动控制系统40执行的一些处理。图11所示的处理流程是通过使CPU 42重复执行存储在ROM 44中的程序来实现。为了方便起见，图11中的与图2所示的处理对应的处理通过相同的步骤编号指代。

如图11所示，在本实施方式中，在规范模型计算处理M30中计算转向角度的指令值(转向角度指令值θh*)而不是小齿轮角度指令值θp*。另一方面，转向角度比率改变处理M90是设置用于改变转向角度比率的偏移量Δa的处理，该转向角度比率是转动角度的目标值(小齿轮角度指令值θp*)与基于车速V而可变的转向角度指令值θh*的比率。具体地，偏移量Δa被设置成使得随着转向角度变化而产生的转动角度的变化在车速V低时比在车速V高时大。加法处理M92通过将偏移量Δa与转向角度指令值θh*相加来设置小齿轮角度指令值θp*。

阻力计算处理M94是将用于电动马达72的扭矩指令值Tr*计算为用于转向角度θh向转向角度指令值θh*的反馈控制的操作量的处理。操作信号生成处理M96是通过将操作信号MSs输出至逆变器74以将用于电动马达72的扭矩控制成扭矩指令值Tr*来操作逆变器74的处理。

在本实施方式中，未设置转向扭矩补偿处理M66，并且从角度操作量计算处理M50输出的角度操作量Tt1*与角度操作量Tt0*相同。在本实施方式中，角度操作量Tt*是所需扭矩Td。也就是说，在本实施方式中，仅根据角度操作量Tt*计算扭矩指令值Tm*。

对应性

角度指令值计算处理对应于图2和图8中的规范模型计算处理M30或者图11中的规范模型计算处理M30、转向角度比率改变处理M90以及加法处理M92。可转换角度对应于小齿轮角度θp。操作处理对应于图2和图8中的加法处理M74、转换处理M76和操作信号生成处理M78或者图11中的转换处理M76和操作信号生成处理M78。调整处理对应于S12、S12a、S24或S32至S34的处理以及减法处理M72。校正处理对应于减法处理M20。驱动电路对应于逆变器33。该处理对应于S12a的处理。当增益G为“0”时，该处理对应于图8所示的处理或者图11所示的处理。该处理对应于S38和S40的处理。该处理对应于图3、图7和图9中的处理。检测处理对应于S22和S24的处理。也就是说，当|γe-γ|的大小为大时，可以认为检测到了侧滑。获取处理对应于S30的处理。目标转向扭矩计算处理对应于基本目标扭矩计算处理M10、加法处理M12和滞后处理M14。

其他实施方式

所述实施方式可以如下修改。只要不产生技术矛盾，上面描述的实施方式和下面描述的修改示例可以彼此组合。

在图11的道路信息调整处理M70中，执行图5所示的处理流程，但是本发明不限于此。例如，可以执行图6所示的处理流程。例如，在系数α被设置为小于“1”的值的情况下可以执行图3和图7所示的处理流程，或者在系数β被设置为小于“1”的值的情况下可以执行图4所示的处理流程。

将作为规范模型计算处理M30的输入的轴向力Taf的大小校正为当调整量ΔTt*的大小为大时与调整量ΔTt*为小时相比较小的校正处理不限于实施方式中描述的示例。例如，调整量ΔTt*可以叠加在目标转向扭矩Th*上。在这种情况下，可以减小转向操作量Ts*的大小并且减小轴向力Taf的大小。

例如，可以设置检测侧滑角度的传感器并且可以使用从该传感器中获取检测值的处理来配置检测处理。

获取用于确定是否增加调整量ΔTt*的大小的驾驶员请求信号的获取处理不限于获取模式选择开关58的操作状态的处理。例如，可以采用获取与输入装置的操作状态相关联的信号的处理，该输入装置输入驾驶员关于是否无论电动马达的转速如何都要检测路面状态信息的请求。

例如，在图3、图7或图9所示的处理流程中，可以在系数α为“1”时执行S40的处理，并且可以在系数α小于“1”时执行S38的处理。替代地，可以在系数α等于或大于规定值时执行S40的处理，并且可以在系数α小于规定值时执行S38的处理。

例如，在图4所示的处理流程中，可以在系数β为“1”时执行S40的处理并且可以在系数β小于“1”时执行S38的处理。替代地，可以在系数β等于或大于规定值时执行S40的处理，并且可以在系数β小于规定值时执行S38的处理。

在图2所示的处理流程中，角度操作量Tt*和转向操作量Ts*之和被用作所需扭矩Td，但是本发明不限于此。例如，可以将角度操作量Tt*用作所需扭矩Td。在这种情况下，图3中的S12的处理中的系数α、图4中的S24的处理中的系数β或者图7中的S12a的处理中的系数α优选地被设置为小于“1”的值。

在图11所示的处理流程中，角度操作量Tt*被用作所需扭矩Td，但是本发明不限于此。例如，可以将角度操作量Tt*和转向操作量Ts*之和用作所需扭矩Td。例如，如图8所示的处理流程中，“Tt*+G·Ts*”可以用作所需扭矩Td。

在上述实施方式中，使用轴向力Taf作为输入来计算小齿轮角度指令值θp*或转向角度指令值θh*，但是本发明不限于此，并且例如，可以将转向操作量Ts*用作输入。在上述实施方式中，尽管小齿轮角度指令值θp*或转向角度指令值θh*是基于表达式(c1)等使用轴向力Taf作为输入来计算的，但是用于计算小齿轮角度指令值θp*或转向角度指令值θh*的逻辑(模型)不限于此。

例如，在图11所示的处理流程中，可以删除转向角度比率改变处理M90和加法处理M92，并且规范模型计算处理M30的输出可以用作转向角度指令值θh*或小齿轮角度指令值θp*。

在上述实施方式中，干扰观察器由其中使作用在转动轮12上的扭矩与和转动角度的角加速度成比例的扭矩平衡的简单模型构成，但是本发明不限于此。例如，干扰观察器可以由其中使作用在转动轮12上的扭矩与和转动角度的角加速度成比例的扭矩以及和转动角度的角速度成比例的扭矩之和平衡的模型构成。

计算估计干扰扭矩Tlde的方法不限于实施方式中描述的示例。例如，在图2所示的处理流程中，可以通过从通过将小齿轮角度指令值θp*的二阶时间微分值或小齿轮角度θp的二阶时间微分值乘以惯性系数Jp而获得的值中减去角度操作量Tt*、转向操作量Ts*和转向扭矩Th来计算估计干扰扭矩Tlde。

在上述实施方式中，基于小齿轮角度指令值θp*的二阶时间微分值来计算前馈操作量Ttff，但是本发明不限于此，并且例如，可以基于小齿轮角度θp的二阶时间微分值或估计值θpe的二阶时间微分值来计算前馈操作量Ttff。

在上述实施方式中，通过使用其中使作用在转动轮12上的扭矩与和转动角度的角加速度成比例的扭矩平衡的简单模型对电动助力转向系统10建模来计算前馈项，但是本发明不限于此。例如，可以使用其中使作用在转动轮12上的扭矩与和转动角度的角加速度成比例的扭矩以及和转动角度的角速度成比例的扭矩之和平衡的模型来计算前馈项。这可以例如使用通过将小齿轮角度指令值θp*的二阶时间微分值乘以惯性系数Jp而获得的值和通过将小齿轮角度指令值θp*的一阶时间微分值乘以粘性系数Cp而获得的值之和作为前馈操作量Ttff来实现。此处，角速度的比例系数的粘性系数Cp就其目的而言与在规范模型计算处理M30中使用的粘性系数C不同，并且角速度的比例系数的粘性系数Cp优选地通过以最大准确度对电动助力转向系统10的实际行为建模来获得。

反馈项计算处理M56的输入之中的反馈控制量不限于估计值θpe或估计值θpe的一阶时间微分值。例如，可以使用小齿轮角度θp或小齿轮角度θp的时间微分值代替估计值θpe或估计值θpe的一阶时间微分值。

反馈项计算处理M56不限于输出比例元素的输出值和微分因子的输出值之和的处理。例如，可以输出比例因子的输出值，或者例如，可以输出微分因子的输出值。例如，可以采用输出比例因子的输出值和微分因子的输出值中的至少一个与积分因子的输出值之和的处理。当使用积分因子的输出值时，优选地删除干扰观察器。最重要的是，当不使用积分因子的输出值时，不必使用干扰观察器。

在上述实施方式中，小齿轮角度θp被用作可转换角度，但是本发明不限于此。例如，可以使用转动轮的转动角度。

在上述实施方式中，转向操作量Ts*被转换成用于转向轴24的扭矩，但是本发明不限于此。例如，可以将转向操作量Ts*转换成用于电动马达32的扭矩。在这种情况下，例如，可以将通过将转向扭矩Th除以减速齿轮比Km而获得的值与转向操作量Ts*之和用作轴向力Taf0，或者可以将通过将转向操作量Ts*乘以减速齿轮比Km而获得的值和转向扭矩Th之和用作轴向力Taf0。

在上述实施方式中，角度操作量Tt*被转换成用于转向轴24的扭矩，但是本发明不限于此。例如，可以将角度操作量Tt*转换成用于电动马达32的扭矩。此处，例如，当转向操作量Ts*被转换成用于转向轴24的扭矩时，可以将通过将角度操作量Tt*乘以减速齿轮比Km而获得的值和转向操作量Ts*之和用作所需扭矩Td。

基本目标扭矩计算处理不限于基于轴向力Taf0和车速V计算基本目标扭矩Thb*的处理。例如，可以采用仅基于轴向力Taf0计算基本目标扭矩Thb*的处理。

使用滞后校正量Thys来校正基本目标扭矩Thb*的处理不是必需的。转动控制系统不限于包括CPU 42和ROM 44并且执行软件处理的系统。例如，可以设置以硬件执行在上述实施方式中执行的软件处理的至少一部分的专用硬件电路(例如，ASIC)。也就是说，转动控制系统可以具有以下(a)至(c)的构造中的至少一种。(a)提供根据程序执行所有处理的处理器和存储该程序的诸如ROM的程序存储装置。(b)提供根据程序执行处理中的一些处理的处理器、程序存储装置和执行其它处理的专用硬件电路。(c)提供执行所有处理的专用硬件电路。此处，包括处理器和程序存储装置的软件处理电路的数目或专用硬件电路的数目可以是两个或更多个。也就是说，所述处理仅由包括一个或更多个软件处理电路和一个或更多个专用硬件电路的至少一种的处理电路来执行。

电动马达不限于SPMSM，而可以是IPMSM等。电动马达不限于同步机，而可以是感应机。另外，例如，电动马达可以是具有电刷的直流电动马达。在这种情况下，可以采用H桥电路作为驱动电路。

转动致动器不限于实施方式中描述的示例。例如，可以采用包括第二小齿轮轴的所谓双小齿轮类型，第二小齿轮轴将电动马达32的动力与小齿轮轴24c分开地传递至齿条轴26。例如，可以采用其中电动马达32的输出轴32a机械地连接至转向轴24的构造。在这种情况下，转动致动器与转向机构共用转向轴24或齿条小齿轮机构27。

例如，在图10中，输入轴24d可以经由改变齿轮比的齿轮比率改变机构而不是离合器60而机械地连接至小齿轮轴24c。在这种情况下，也可以实现与针对线控转向类型描述的处理相同的处理。