具体实施方式

下面，参照附图来详细地说明用于实施发明的方式(以下，称为实施方式)。此外，本发明并不限定于下述的实施方式。另外，在下述实施方式的构成要素中包括本领域技术人员容易想到的要素、实质上相同的要素、所谓的均等范围的要素。并且，在下述实施方式中公开的构成要素能够适当地组合。

(实施方式1)

图1是示出电动动力转向装置的一般结构的图。作为车辆用转向装置之一的电动动力转向装置(EPS)按照从转向操作者施加的力的传递顺序，经由方向盘1的柱轴(转向轴、方向盘轴)2、减速机构3、万向联轴器4a、4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a、6b，进而经由轮毂单元7a、7b而与转向车轮8L、8R连结。另外，在具有扭杆的柱轴2上设置有用于检测方向盘1的转向转矩Ts的转矩传感器10和用于检测转向角θh的转向角传感器14，辅助方向盘1的转向力的马达20经由减速机构3而与柱轴2连结。从电池13向控制电动动力转向装置的控制单元(ECU)30供给电力，并且经由点火钥匙11输入点火钥匙信号。控制单元30基于由转矩传感器10检测出的转向转矩Ts和由车速传感器12检测出的车速Vs进行辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，基于对电流指令值实施补偿等所得到的电压控制指令值Vref来控制向马达20供给的电流。

在控制单元30连接有用于发送和接收车辆的各种信息的CAN(Controller AreaNetwork：控域网)40等车载网络。另外，也能够在控制单元30连接用于进行CAN 40以外的通信的发送和接收模拟/数字信号、电波等的非CAN 41。

控制单元30主要由CPU(也包括MCU、MPU等)构成。图2是示出控制电动动力转向装置的控制单元的硬件结构的示意图。

构成控制单元30的控制用计算机1100具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)1001、ROM(Read Only Memory：只读存储器)1002、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)1003、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM：电可擦除可编程的只读存储器)1004、接口(I/F)1005、A/D(Analog/Digital：模拟/数字)转换器1006、PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)控制器1007等，它们连接于总线。

CPU 1001是执行电动动力转向装置的控制用计算机程序(以下，称为控制程序)来控制电动动力转向装置的处理装置。

ROM 1002存储用于控制电动动力转向装置的控制程序。另外，RAM 1003作为用于使控制程序运行的工作存储器来使用。在EEPROM 1004中存储有由控制程序输入输出的控制数据等。控制数据使用于在对控制单元30接通电源后在RAM 1003中展开的控制用计算机程序中，在规定的定时在EEPROM 1004中被覆盖。

ROM 1002、RAM 1003、EEPROM 1004等是用于存储信息的存储装置，是CPU 1001能够直接访问的存储装置(一次存储装置)。

A/D转换器1006被输入转向转矩Ts、马达20的电流检测值Im以及转向角θh的信号等，并将它们转换为数字信号。

接口1005连接于CAN 40。接口1005用于接收来自车速传感器12的车速V的信号(车速脉冲)。

PWM控制器1007基于针对马达20的电流指令值来输出UVW各相的PWM控制信号。

图3是示出电动动力转向装置中的控制单元的内部模块结构的一例的图。转向转矩Ts和车速Vs被输入到电流指令值运算部31。电流指令值运算部31基于转向转矩Ts和车速Vs，参照预先存储的查找表(辅助图等)来运算作为向马达20供给的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。

补偿信号生成部34生成补偿信号CM。补偿信号生成部34具备收敛性估计部341、惯性估计部342以及自回正转矩(SAT：Self Aligning Torque)估计部343。收敛性估计部341基于马达20的角速度来估计车辆的横摆率，通过对方向盘1的回轮动作进行制动，来估计用于改善车辆的横摆的收敛性的补偿值。惯性估计部342基于马达20的角加速度来估计马达20的惯性力，估计对马达20的惯性力进行补偿以提高响应性的补偿值。SAT估计部343基于转向转矩Ts、辅助转矩、马达20的角速度以及角加速度来估计自回正转矩T_SAT，估计将该自回正转矩作为反作用力来对辅助转矩进行补偿的补偿值。补偿信号生成部34除了具备收敛性估计部341、惯性估计部342以及SAT估计部343以外，还可以具备其它的用于估计补偿值的估计部。补偿信号CM是在加法部344中将惯性估计部342的补偿值与SAT估计部343的补偿值相加、在加法部345中将该相加值与收敛性估计部341的补偿值相加所得到的相加值。此外，在本公开中，由SAT估计部343估计出的自回正转矩T_SAT也被输出到后述的目标转向转矩生成部200中。

在加法部32A中，对电流指令值Iref1加上来自补偿信号生成部34的补偿信号CM，通过加上补偿信号CM来对电流指令值Iref1进行转向系统的特性补偿，从而改善收敛性、惯性特性等。然后，电流指令值Iref1经由加法部32A而成为进行特性补偿所得到的电流指令值Iref2，电流指令值Iref2被输入到电流限制部33。在电流限制部33中限制电流指令值Iref2的最大电流，来生成电流指令值Irefm。电流指令值Irefm被输入到减法部32B，在减法部32B中运算与从马达20侧反馈的电流检测值Im之间的偏差I(Irefm-Im)。偏差I被输入到用于改善转向动作的特性的PI控制部35。于是，由PI控制部35进行特性改善所得到的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制部36，进而经由作为马达驱动部的逆变器电路37对马达20进行PWM驱动。马达20的电流检测值Im由电流检测器38进行检测，并被反馈给减法部32B。另外，逆变器电路37将场效应晶体管(Field Effect Transistor：(以下称为FET。))用作驱动元件，逆变器电路37由FET的桥电路构成。

在以往的电动动力转向装置的辅助控制中，将驾驶员通过手动输入而施加的转向转矩作为扭杆的扭转转矩并通过转矩传感器进行检测，主要控制作为该转矩相应的辅助电流的马达电流。然而，在利用该方法进行控制的情况下，由于路面的状态(例如倾斜)的不同，有时根据转向角而成为不同的转向转矩。由于长期使用而引起的马达输出特性的偏差有时也会对转向转矩造成影响。

图4是示出转向角传感器的设置例的构造图。

在柱轴2上设置有扭杆2A。路面反作用力Rr以及路面信息(路面的摩擦阻力μ)作用于转向车轮8L、8R。以夹着扭杆2A的方式在柱轴2的方向盘侧设置有上侧角度传感器。以夹着扭杆2A的方式在柱轴2的转向车轮侧设置有下侧角度传感器。上侧角度传感器用于检测方向盘角θ₁，下侧角度传感器用于检测柱角θ₂。利用设置在柱轴2的上部的转向角传感器来检测转向角θh。根据方向盘角θ₁与柱角θ₂的偏差，通过下述(1)式来表示扭杆的扭转角Δθ。另外，使用通过(1)式表示的扭杆的扭转角Δθ，通过下述(2)式来表示扭杆转矩Tt。此外，Kt是扭杆2A的弹簧常数。

Δθ＝θ₂-θ₁···(1)

Tt＝-Kt×Δθ···(2)

也能够使用转矩传感器来检测扭杆转矩Tt。在本实施方式中，将扭杆转矩Tt也视为转向转矩Ts。

图5是示出实施方式1所涉及的控制单元的内部模块结构的一例的图。

控制单元30具备目标转向转矩生成部200、扭转角控制部300、转向方向判定部400以及转换部500，来作为内部模块结构。

在本实施方式中，利用EPS转向系统/车辆系统100的马达20对驾驶员的方向盘转向进行辅助控制。EPS转向系统/车辆系统100除了包括马达20以外，还包括角度传感器、角速度运算部等。

目标转向转矩生成部200生成目标转向转矩Tref，该目标转向转矩Tref是在本公开中对车辆的转向系统进行辅助控制时的转向转矩的目标值。转换部500将目标转向转矩Tref转换为目标扭转角Δθref。扭转角控制部300生成马达电流指令值Iref，该马达电流指令值Iref是向马达20供给的电流的控制目标值。

扭转角控制部300运算使扭转角Δθ成为目标扭转角Δθref那样的马达电流指令值Iref。基于马达电流指令值Iref来驱动马达20。

转向方向判定部400基于从EPS转向系统/车辆系统100输出的马达角速度ωm来判定转向方向是右转还是左转，并将判定结果作为转向状态信号STs进行输出。图6是转向方向的说明图。

能够利用例如如图6所示的转向角θh与马达角速度ωm的关系来求出表示转向方向是右转还是左转的转向状态。即，在马达角速度ωm为正值的情况下判定为“右转”，在马达角速度ωm为负值的情况下判定为“左转”。此外，也可以使用对转向角θh、方向盘角θ₁或柱角θ₂进行速度运算而计算出的角速度来代替马达角速度ωm。

转换部500使用上述(2)式的关系，将由目标转向转矩生成部200生成的目标转向转矩Tref转换为目标扭转角Δθref。

接着，对实施方式1的控制单元的基本动作例进行说明。图7是示出实施方式1所涉及的控制单元的动作例的流程图。

转向方向判定部400基于从EPS转向系统/车辆系统100输出的马达角速度ωm的符号来判定转向方向是右转还是左转，并将判定结果作为转向状态信号STs输出到目标转向转矩生成部200(步骤S10)。

目标转向转矩生成部200基于车速Vs、车速判定信号Vfail、转向状态信号STs、转向角θh以及实际横摆率γre，来生成目标转向转矩Tref(步骤S20)。

转换部500将由目标转向转矩生成部200生成的目标转向转矩Tref转换为目标扭转角Δθref(步骤S20)。目标扭转角Δθref被输出到扭转角控制部300。

扭转角控制部300基于目标扭转角Δθref、转向角θh、扭转角Δθ以及马达角速度ωm，来运算马达电流指令值Iref(步骤S30)。

然后，基于从扭转角控制部300输出的马达电流指令值Iref实施电流控制，来驱动马达20(步骤S40)。

图8是示出实施方式1的目标转向转矩生成部的一个结构例的框图。如图8所示，目标转向转矩生成部200具备基本对应关系部210、乘法部211、符号提取部213、微分部220、阻尼增益对应关系部230、滞后校正部240、SAT信息校正部250、乘法部260、加法部261、262、263以及低μ路转矩校正值运算部280。图9是示出基本对应关系部所保持的基本对应关系的特性例的图。图10是示出阻尼增益对应关系部所保持的阻尼增益对应关系的特性例的图。

向基本对应关系部210输入转向角θh和车速Vs。基本对应关系部210使用图9所示的基本对应关系来输出以车速Vs为参数的转矩信号Tref_a0。即，基本对应关系部210输出与车速Vs相应的转矩信号Tref_a0。

如图9所示，转矩信号Tref_a0具有随着转向角θh的大小(绝对值)|θh|的增加而增加的特性。另外，转矩信号Tref_a具有随着车速Vs的增加而增加的特性。此外，在图9中构成了与转向角θh的大小|θh|相应的对应关系，但也可以构成与正负转向角θh相应的对应关系。在该情况下，转矩信号Tref_a0的值能够取正值和负值。因此，也需要对用于运算针对转矩信号Tref_a0的校正值的低μ路转矩校正值运算部的结构进行适当变更。在以下的说明中，对输出与图9所示的转向角θh的大小|θh|相应的正值的转矩信号Tref_a0的方式进行说明。

符号提取部213提取转向角θh的符号。具体地说，例如将转向角θh的值除以转向角θh的绝对值。由此，在转向角θh的符号为“+”的情况下，符号提取部213输出“1”，在转向角θh的符号为“-”的情况下，符号提取部213输出“-1”。

向微分部220输入转向角θh。微分部220对转向角θh进行微分，来计算作为角速度信息的转向角速度ωh。微分部220将计算出的转向角速度ωh输出到乘法部260。

向阻尼增益对应关系部230输入车速Vs。阻尼增益对应关系部230使用图10所示的车速感应型的阻尼增益对应关系，来输出与车速Vs相应的阻尼增益D_G。

如图10所示，阻尼增益D_G具有随着车速Vs变快而逐渐变大的特性。阻尼增益D_G也可以设为可根据转向角θh而变化的方式。

乘法部260对从微分部220输出的转向角速度ωh乘以从阻尼增益对应关系部230输出的阻尼增益D_G，并作为转矩信号Tref_b输出到加法部262。

转向方向判定部400例如进行图6所示的判定。向滞后校正部240输入转向角θh、车速Vs以及作为图6所示的判定结果的转向状态信号STs。滞后校正部240基于转向角θh和转向状态信号STs，使用下述(3)式和(4)式来运算转矩信号Tref_c。此外，在下述(3)式和(4)式中，设x为转向角θh，y_R＝Tref_c以及y_L＝Tref_c为转矩信号Tref_c。另外，系数a是大于1的值，系数c是大于0的值。系数Ahys是表示滞后特性的输出宽度的系数，系数c是表示滞后特性的圆度的系数。

y_R＝Ahys{1-a^-c(x-b)}···(3)

y_L＝-Ahys{1-a^c(x-b’)}···(4)

在右转向时，使用上述(3)式来计算转矩信号Tref_c(y_R)。在左转向时，使用上述(4)式来计算转矩信号Tref_c(y_L)。此外，在从右转向向左转向进行切换时或者从左转向向右转向进行切换时，基于作为转向角θh和转矩信号Tref_c的上次值的最终坐标(x₁，y₁)的值，将下述(5)式或(6)式所示的系数b或b’代入转向切换后的上述(3)式和(4)式。由此，保持转向切换前后的连续性。

b＝x₁+(1/c)log_a{1-(y₁/Ahys)}···(5)

b’＝x₁-(1/c)log_a{1-(y₁/Ahys)}···(6)

能够通过对上述(3)式和(4)式的x代入x1、对yR和yL代入y1来导出上述(5)式和(6)式。

例如在使用了纳皮尔数e来作为系数a的情况下，上述(3)式、(4)式、(5)式、(6)式分别用下述(7)式、(8)式、(9)式、(10)式表示。

y_R＝Ahys[1-exp{-c(x-b)}]···(7)

y_L＝-Ahys[{1-exp{c(x-b’)}]···(8)

b＝x₁+(1/c)log_e{1-(y₁/Ahys)}···(9)

b’＝x₁-(1/c)loge{1-(y₁/Ahys)}···(10)

图11是示出滞后校正部的特性例的图。在图11所示的例子中，示出在以下情况下被进行了滞后校正后的转矩信号Tref_c的特性例，该情况是在上述(9)式和(10)式中设定为Ahys＝1[Nm]、c＝0.3，从0[deg]开始进行了+50[deg]、-50[deg]的转向的情况。如图11所示，从滞后校正部240输出的转矩信号Tref_c具有如原点0→L1(细线)→L2(虚线)→L3(粗线)那样的滞后特性。

此外，也可以将系数Ahys和系数c设为可根据车速Vs和转向角θh这两方或其中一方而变化，所述系数Ahys是表示滞后特性的输出宽度的系数，所述系数c是表示圆度的系数。

另外，通过针对转向角θh进行微分运算来求出转向角速度ωh，但为了降低高频噪声的影响而适度地实施了低通滤波(LPF)处理。另外，也可以通过高通滤波(HPF)和增益来实施微分运算和LPF的处理。并且，也可以不针对转向角θh，而针对上侧角度传感器所检测的方向盘角θ1或下侧角度传感器所检测的柱角θ2进行微分运算和LPF的处理来计算转向角速度ωh。也可以代替转向角速度ωh而将马达角速度ωm作为角速度信息来使用，在该情况下，不需要微分部220。

图12是示出实施方式1的低μ路转矩校正值运算部的一个结构例的框图。

如图12所示，向低μ路转矩校正值运算部280输入从基本对应关系部210(参照图8)输出的转矩信号Tref_a0和从SAT估计部343(参照图3)输出的自回正转矩T_SAT。

图13是示出低μ路中的实际自回正转矩的变化的图。

轮胎的实际自回正转矩(也称为SAT值)与转向角θh的大小(绝对值)|θh|的上升相应地上升。在通常的行驶状态下，该SAT值与从基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0大致成比例。以下，将SAT值相对于转矩信号Tref_a0的比例系数设为“k”。另外，在本公开中，“通常的行驶状态”表示轮胎抓住路面的状态。

另一方面，如图13所示，关于SAT值，例如如果由于结冰、积水时的打滑现象等而导致路面的摩擦阻力显著地减小，则轮胎打滑，从而SAT值减小。在图13所示的例子中示出了以下例子：在路面的摩擦阻力μ为1.0时，在转向角θb以上的区域内SAT值减小，在路面的摩擦阻力μ为0.1时，在转向角θa以上的区域内SAT值减小。这样，在路面的摩擦阻力μ减小而使轮胎发生了打滑的情况下，从基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0与对SAT值乘以比例系数k所得到的值相背离。即，尽管轮胎正在丧失抓地力，但如果与通常的行驶状态同样地控制方向盘的转向力，则驾驶员不会注意到轮胎正在丧失抓地力的情况，紧急回避操作可能会延迟。

在本实施方式中，基于因轮胎打滑而产生的物理量向驾驶员反馈轮胎已丧失抓地力的情况，由此驾驶员能够进行紧急回避操作。以下，对以下结构进行说明：通过将由SAT估计部343(参照图3)估计出的自回正转矩T_SAT用作因轮胎打滑而产生的物理量，能够向驾驶员反馈轮胎已丧失抓地力的情况。

如图12所示，实施方式1的低μ路转矩校正值运算部280包括比例系数乘法部281、减法部282、转矩调整系数值对应关系部283以及绝对值运算部284。

向绝对值运算部284输入自回正转矩T_SAT。绝对值运算部284对所输入的自回正转矩T_SAT的绝对值|T_SAT|进行运算。比例系数乘法部281向减法部282输出对所输入的自回正转矩的绝对值|T_SAT|乘以规定的比例系数k所得到的值k(|T_SAT|)。比例系数k的值被设定为在通常的行驶状态下使转矩信号Tref_a0与比例系数乘法部281的输出值k(|T_SAT|)大致一致那样的值。

减法部282向转矩调整系数值对应关系部283输出从转矩信号Tref_a0减去比例系数乘法部281的输出值k(|T_SAT|)所得到的值Tref_a0-k(|T_SAT|)。

转矩调整系数值对应关系部283保持有表示减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)与转矩调整系数值G的关系的转矩调整系数值对应关系。图14是示出实施方式1的转矩调整系数值对应关系部所保持的转矩调整系数值对应关系的特性例的图。

在本公开中，转矩调整系数值G能够取1以下的正值。如图14所示，关于转矩调整系数值对应关系示出了以下例子：在减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)为0以上且小于A的区域内将转矩调整系数值G设为“1.0”，在减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)为比A大的B以上的区域内将转矩调整系数值G设为“0.1”。另外，转矩调整系数值对应关系具有以下特性：在减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)为A以上且小于B的区域内，转矩调整系数值G从“1.0”逐渐减少到“0.1”。

此外，适当设定减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)的A值和B值。另外，减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)为B值以上时的转矩调整系数值G的值是一例，并不限定于该“0.1”。这些值优选为不给驾驶员的转向感带来不协调感那样的值。另外，转矩调整系数值对应关系也可以不是如图14所示那样的直线的特性，而是曲线的特性。

转矩调整系数值对应关系部283使用图14所示的转矩调整系数值对应关系来导出与减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)相应的转矩调整系数值G并进行输出。此外，也可以是使用表示减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)与转矩调整系数值G的关系的数式来计算转矩调整系数值G的方式。

返回到图8，乘法部211对从基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0乘以从符号提取部213输出的转向角θh的符号和从低μ路转矩校正值运算部280输出的转矩调整系数值G，并作为转矩信号Tref_a输出到加法部261。由此，得到与正负的转向角θh相应的转矩信号Tref_a。

图15是示出从低μ路转矩校正值运算部输出的转矩调整系数值的作用例的图。在图15所示的例子中，示出在时刻t之前为通常的行驶状态、即轮胎抓住路面的状态的情况，示出在超过时刻t时轮胎逐渐丧失抓地力的情况。

在图15中，在时刻t之前，如图中的实线所示那样，转矩信号Tref_a0与比例系数乘法部281的输出值k(|T_SAT|)大致一致(图中的实线)。此时，减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)为A以下，此时的转矩调整系数值G为“1.0”(参照图14)。

另一方面，在图15中，当超过时刻t时，图中的实线所示的转矩信号Tref_a0与图中的单点划线所示的比例系数乘法部281的输出值k(|T_SAT|)之差逐渐变大。此时，减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)从A起逐渐变大。此时的转矩调整系数值G从“1.0”起逐渐减小(参照图14)。因此，如图中的虚线所示那样，转矩信号Tref_a与通常的行驶状态(图中的实线)相比变小。由此，与通常的行驶状态相比，转向感变轻，驾驶员能够识别轮胎已丧失抓地力的情况，能够进行适当的紧急回避操作。

以下，参照图16对实施方式1的扭转角控制部300(参照图5)进行说明。

图16是示出实施方式1的扭转角控制部的一个结构例的框图。扭转角控制部300基于目标扭转角Δθref、扭转角Δθ、转向角θh以及马达角速度ωm来运算马达电流指令值Iref。扭转角控制部300具备扭转角反馈(FB)补偿部310、速度控制部330、稳定化补偿部340、输出限制部350、转向角干扰补偿部360、减法部361、加法部363以及减速比部370。

从转换器500输出的目标扭转角Δθref被以相加的形式输入到减法部361。扭转角Δθ被以相减的形式输入到减法部361。转向角θh被输入到转向角干扰补偿部360。马达角速度ωm被输入到稳定化补偿部340。

扭转角FB补偿部310对由减法部361计算出的、目标扭转角Δθref与扭转角Δθ的偏差Δθ0乘以补偿值CFB(传递函数)，输出使扭转角Δθ追随目标扭转角Δθref那样的目标柱角速度ωref1。目标柱角速度ωref1被以相加的形式输出到加法部363。补偿值CFB既可以是简单的增益Kpp，也可以是PI控制的补偿值等通常使用的补偿值。

转向角干扰补偿部360对转向角θh乘以补偿值Ch(传递函数)，输出目标柱角速度ωref2。目标柱角速度ωref2被以相加的形式输出到加法部363。

加法部363将目标柱角速度ωref1与目标柱角速度ωref2相加，并作为目标柱角速度ωref输出到速度控制部330。由此，能够抑制从驾驶员输入的转向角θh的变化对扭杆扭转角Δθ产生的影响，能够针对突然转向提高扭转角Δθ对目标扭转角Δθref的追随性。

当由于驾驶员的转向操作而使转向角θh发生变化时，转向角θh的变化作为干扰对扭转角Δθ造成影响，相对于目标扭转角Δθref发生偏离。特别地，对于突然的转向，由转向角θh的变化导致的相对于目标扭转角Δθref的偏离显著地出现。转向角干扰补偿部360的基本目的是减轻该作为干扰的转向角θh的影响。

速度控制部330通过I-P控制(proportional preceding PI control：比例先行型PI控制)来计算使柱角速度ωc追随目标柱角速度ωref那样的马达电流指令值Is。柱角速度ωc也可以如图16那样设为对马达角速度ωm乘以作为减速机构的减速比部370的减速比1/N所得到的值。

减法部333计算目标柱角速度ωref与柱角速度ωc之差(ωref-ωc)。积分部331对目标柱角速度ωref与柱角速度ωc之差(ωref-ωc)进行积分，并将积分结果以相加的形式输入到减法部334。

扭转角速度ωt也被输出到比例部332。比例部332对柱角速度ωc进行基于增益Kvp的比例处理，并将比例处理结果以相减的形式输入到减法部334。减法部334中的相减结果作为马达电流指令值Is而被输出。此外，速度控制部330也可以不通过I-P控制，而通过PI控制、P(比例)控制、PID(比例积分微分)控制、PI-D控制(differential preceding PIDcontrol：微分先行型PID控制)、模型匹配控制、模型规范控制等通常使用的控制方法来计算马达电流指令值Is。

输出限制部350对马达电流指令值Is预先设定了上限值和下限值。以限制马达电流指令值Is的上下限值的方式输出马达电流指令值Iref。

此外，本实施方式中的扭转角控制部300的结构是一例，也可以是与图16所示的结构不同的方式。例如，扭转角控制部300也可以是不具备转向角干扰补偿部360、加法部363或减速比部370的结构。

(变形例1)

图17是示出实施方式1的变形例1的目标转向转矩生成部的一个结构例的框图。图18是示出实施方式1的变形例1的低μ路转矩校正值运算部的一个结构例的框图。此外，对与上述实施方式1的结构相同的结构部标注同一附图标记，并省略重复的说明。

如图17所示，目标转向转矩生成部200a具备减法部212来代替乘法部211。另外，目标转向转矩生成部200a具备乘法部214。

如图17和图18所示，除了将从基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0和从SAT估计部343(参照图3)输出的自回正转矩T_SAT输入到低μ路转矩校正值运算部280a以外，还将车速Vs输入到低μ路转矩校正值运算部280a。

如图18所示，实施方式1的变形例1的低μ路转矩校正值运算部280a包括比例系数乘法部281a、减法部282a、转矩调整相减值对应关系部283a以及绝对值运算部284a。

向绝对值运算部284a输入自回正转矩T_SAT。绝对值运算部284a对所输入的自回正转矩T_SAT的绝对值|T_SAT|进行运算。比例系数乘法部281a向减法部282a输出对所输入的自回正转矩T_SAT的绝对值|T_SAT|乘以规定的比例系数k所得到的值k(|T_SAT|)。比例系数k的值被设定为在通常的行驶状态下使转矩信号Tref_a0与比例系数乘法部281a的输出值k(|T_SAT|)大致一致那样的值。

减法部282a向转矩调整相减值对应关系部283a输出从转矩信号Tref_a0减去比例系数乘法部281a的输出值k(|T_SAT|)所得到的值Tref_a0-k(|T_SAT|)。

转矩调整相减值对应关系部283a保持有表示减法部282a的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)、转矩调整相减值S以及车速Vs的关系的转矩调整相减值对应关系。图19是示出实施方式1的变形例1的转矩调整相减值对应关系部所保持的转矩调整相减值对应关系的特性例的图。

如图19所示，关于转矩调整相减值对应关系示出以下例子：在减法部282a的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)为0以上且小于A的区域内将转矩调整相减值S设为“0”，在减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)为比A大的B以上的区域内将转矩调整相减值S设为与车速Vs相应的固定值。另外，转矩调整相减值对应关系具有以下特性：在减法部282a的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)为A以上且小于B的区域内，转矩调整相减值S从“0”起逐渐上升。

此外，适当设定减法部282a的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)的A值和B值。另外，减法部282a的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)为A值以上时的转矩调整相减值S的值被设定为不超过与车速Vs相应地变化的转矩信号Tref_a0的大小的值。这些值优选为不给驾驶员的转向感带来不协调感那样的值。另外，转矩调整相减值对应关系也可以不是如图19所示那样的直线的特性，而是曲线的特性。

转矩调整相减值对应关系部283a使用图19所示的转矩调整相减值对应关系来导出与减法部282a的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)相应的转矩调整相减值S并进行输出。此外，也可以是使用表示减法部282a的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)、转矩调整相减值S以及车速Vs的关系的数式来计算转矩调整相减值S的方式。

返回到图17，减法部212从由基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0减去由低μ路转矩校正值运算部280a输出的转矩调整相减值S。乘法部214对减法部212的输出值乘以从符号提取部213输出的转向角θh的符号，并作为转矩信号Tref_a输出到加法部261。由此，得到与正负的转向角θh相应的转矩信号Tref_a。

与上述实施方式1所涉及的结构同样地，在图17和图18所示的实施方式1的变形例1的结构中也能够在轮胎已丧失抓地力的状态下使转矩信号Tref_a与通常的行驶状态(图15中的实线)相比变小(图15中的虚线)。由此，与通常的行驶状态相比，转向感变轻，驾驶员能够识别轮胎已丧失抓地力的情况，能够进行适当的紧急回避操作。

(变形例2)

图20是示出实施方式1的变形例2所涉及的控制单元的内部模块结构的一例的图。图21是示出实施方式1的变形例2的目标转向转矩生成部的一个结构例的框图。图22是示出实施方式1的变形例2的低μ路转矩校正值运算部的一个结构例的框图。此外，对与上述实施方式1的结构相同的结构部标注同一附图标记，并省略重复的说明。

在实施方式1的变形例2的结构中，如图20所示，向目标转向转矩生成部200b输入由横摆率传感器15(参照图1)检测出的实际横摆率γ。在实施方式1的变形例2中，对以下结构进行说明：通过将实际横摆率γ用作因轮胎打滑而产生的物理量，能够向驾驶员反馈轮胎已丧失抓地力的情况。

如图21和图22所示，向低μ路转矩校正值运算部280b输入实际横摆率γ，来代替从基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0和从SAT估计部343(参照图3)输出的自回正转矩T_SAT。

如图22所示，实施方式1的变形例2的低μ路转矩校正值运算部280b包括比例系数乘法部281b、减法部282b、转矩调整系数值对应关系部283b以及绝对值运算部284b。

向绝对值运算部284b输入实际横摆率γ。绝对值运算部284b对所输入的实际横摆率γ的绝对值|γ|进行运算。比例系数乘法部281b向减法部282b输出对所输入的实际横摆率的绝对值|γ|乘以规定的比例系数k’所得到的值k’|γ|。比例系数k’的值被设定为在通常的行驶状态下使转矩信号Tref_a0与比例系数乘法部281b的输出值k’|γ|大致一致那样的值。

减法部282b向转矩调整系数值对应关系部283b输出从转矩信号Tref_a0减去比例系数乘法部281b的输出值k’|γ|所得到的值Tref_a0-k|γ|。

转矩调整系数值对应关系部283b保持有表示减法部282b的输出值Tref_a0-k’|γ|与转矩调整系数值G的关系的转矩调整系数值对应关系。实施方式1的变形例2所涉及的转矩调整系数值对应关系的特性与图14所示的实施方式1的转矩调整系数值对应关系部283所保持的转矩调整系数值对应关系相同，能够通过将减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)替换为减法部282b的输出值Tref_a0-k’|γ|来进行应对。

转矩调整系数值对应关系部283b使用上述转矩调整系数值对应关系来导出与减法部282b的输出值Tref_a0-k’|γ|相应的转矩调整系数值G并进行输出。此外，也可以是使用表示减法部282b的输出值Tref_a0-k’|γ|与转矩调整系数值G的关系的数式来计算转矩调整系数值G的方式。

返回到图21，乘法部211对从基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0乘以从符号提取部213输出的转向角θh的符号和从低μ路转矩校正值运算部280b输出的转矩调整系数值G，并作为转矩信号Tref_a输出到加法部261。由此，得到与正负的转向角θh相应的转矩信号Tref_a。

与上述实施方式1所涉及的结构同样地，在图20至图22所示的实施方式1的变形例2的结构中也能够在轮胎已丧失抓地力的状态下使转矩信号Tref_a与通常的行驶状态(图15中的实线)相比变小(图15中的虚线)。由此，与通常的行驶状态相比，转向感变轻，驾驶员能够识别轮胎已丧失抓地力的情况，能够进行适当的紧急回避操作。

(变形例3)

图23是示出实施方式1的变形例3的目标转向转矩生成部的一个结构例的框图。图24是示出实施方式1的变形例3的低μ路转矩校正值运算部的一个结构例的框图。此外，对与上述实施方式1的变形例2的结构相同的结构部标注同一附图标记，并省略重复的说明。

如图23所示，目标转向转矩生成部200c具备减法部212来代替乘法部211。

如图23和图24所示，除了将从基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0和由横摆率传感器15(参照图1)检测出的实际横摆率γ输入到低μ路转矩校正值运算部280c以外，还将车速Vs输入到低μ路转矩校正值运算部280c。

如图24所示，实施方式1的变形例1的低μ路转矩校正值运算部280c包括比例系数乘法部281c、减法部282c、转矩调整相减值对应关系部283c以及绝对值运算部284c。

向绝对值运算部284c输入实际横摆率γ。绝对值运算部284c对所输入的实际横摆率γ的绝对值|γ|进行运算。比例系数乘法部281c向减法部282c输出对所输入的实际横摆率的绝对值|γ|乘以规定的比例系数k’所得到的值k’|γ|。比例系数k’的值被设定为在通常的行驶状态使转矩信号Tref_a0与比例系数乘法部281c的输出值k’|γ|下大致一致那样的值。

减法部282c向转矩调整相减值对应关系部283c输出从转矩信号Tref_a0减去比例系数乘法部281c的输出值k’γ所得到的值Tref_a0-k’|γ|。

转矩调整相减值对应关系部283c保持有表示减法部282c的输出值Tref_a0-k’|γ|、转矩调整相减值S以及车速Vs的关系的转矩调整相减值对应关系。实施方式1的变形例3所涉及的转矩调整相减值对应关系的特性与图24所示的实施方式1的变形例1的转矩调整相减值对应关系部283a所保持的转矩调整相减值对应关系相同，能够通过将减法部282a的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)替换为减法部282c的输出值Tref_a0-k’|γ|来进行应对。

转矩调整相减值对应关系部283c使用上述转矩调整相减值对应关系来导出与减法部282c的输出值Tref_a0-k’|γ|相应的转矩调整相减值S并进行输出。此外，也可以是使用表示减法部282c的输出值Tref_a0-k’|γ|、转矩调整相减值S以及车速Vs的关系的数式来计算转矩调整相减值S的方式。

返回到图23，减法部212从由基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0减去由低μ路转矩校正值运算部280c输出的转矩调整相减值S。乘法部214对减法部212的输出值乘以从符号提取部213输出的转向角θh的符号，并作为转矩信号Tref_a输出到加法部261。由此，得到与正负的转向角θh相应的转矩信号Tref_a。

与上述实施方式1所涉及的结构同样地，在图23和图24所示的实施方式1的变形例3的结构中也能够在轮胎已丧失抓地力的状态下使转矩信号Tref_a与通常的行驶状态(图15中的实线)相比变小(图15中的虚线)。由此，与通常的行驶状态相比，转向感变轻，驾驶员能够识别轮胎已丧失抓地力的情况，能够进行适当的紧急回避操作。

此外，在上述实施方式1及其变形例1至3中例示了将由SAT估计部343(参照图3)估计出的自回正转矩T_SAT、由横摆率传感器15(参照图1)检测出的实际横摆率γ用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构，但例如即使设为将由横向加速度传感器16(参照图1)检测出的实际横向加速度用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构，也能够得到与上述实施方式1及其变形例1至3相同的效果。

(实施方式2)

图25是示出实施方式2所涉及的控制单元的内部模块结构的一例的图。此外，对与在上述实施方式1中说明过的结构相同的结构部标注同一附图标记，并省略重复的说明。实施方式2所涉及的控制单元(ECU)30a的目标转向转矩生成部201及扭转角控制部300a的结构与实施方式1不同。

除了将转向角θh、车速Vs、车速判定信号Vfail输入到目标转向转矩生成部201以外，还将转向转矩Ts和马达角θm输入到目标转向转矩生成部201。

扭转角控制部300a对使扭转角Δθ成为目标扭转角Δθref那样的马达电流指令值Imc进行运算。基于马达电流指令值Imc来驱动马达20。

图26是示出实施方式2的目标转向转矩生成部的一个结构例的框图。如图26所示，实施方式2的目标转向转矩生成部201除了具备在实施方式1中说明过的结构以外，还具备SAT信息校正部250和加法部263。

向SAT信息校正部250输入转向角θh、车速Vs、转向转矩Ts、马达角θm以及马达电流指令值Imc。SAT信息校正部250基于转向转矩Ts、马达角θm以及马达电流指令值Imc来计算自回正转矩(SAT)，进一步实施滤波处理、增益乘法运算以及限制处理来运算转矩信号(第一转矩信号)Tref_d。

图27是示出SAT信息校正部的一个结构例的框图。SAT信息校正部250具备SAT计算部251、滤波器部252、转向转矩感应增益部253、车速感应增益部254、转向角感应增益部255以及限制部256。

在此，参照图28来说明在从路面到方向盘之间产生的转矩的情形。图28是示出在从路面到方向盘之间产生的转矩的情形的示意图。

驾驶员通过使方向盘转向来产生转向转矩Ts，马达20按照转向转矩Ts产生辅助转矩(马达转矩)Tm。其结果，车轮转动，产生自回正转矩T_SAT来作为反作用力。此时，通过柱轴换算惯性(由马达20(的转子)、减速机构等作用于柱轴的惯性)J和摩擦(静摩擦)Fr产生作为方向盘转向的阻力的转矩。进而，通过马达20的旋转速度来产生表现为阻尼项(阻尼系数D_M)的物理转矩(粘性转矩)。根据这些力的平衡关系，得到下述(12)式所示的运动方程式。

J×α_M+Fr×sign(ω_M)+D_M×ω_M＝Tm+Ts+T_sAT···(

12)

在上述(12)式中，ω_M是进行柱轴换算(转换为相对于柱轴的值)而得到的马达角速度，α_M是进行柱轴换算而得到的马达角加速度。然后，当针对T_SAT求解上述(12)式时，得到下述(13)式。

T_SAT＝-Tm-Ts+J×α_M+Fr×sign(ω_M)+D_M×ω_M···(13)

如根据上述(13)式所获知的那样，通过将柱轴换算惯性J、静摩擦Fr以及阻尼系数DM设为常数并预先求出，能够根据马达角速度ω_M、马达角加速度α_M、辅助转矩Tm以及转向转矩Ts来计算自回正转矩T_SAT。此外，柱轴换算惯性J也可以是简单地使用马达惯性与减速比的关系式换算为柱轴而得到的值。

向SAT计算部251输入转向转矩Ts、马达角θm以及马达电流指令值Imc。SAT计算部251使用上述(13)式来计算自回正转矩T_SAT。SAT运算部251具备换算部251A、角速度运算部251B、角加速度运算部251C、模块251D、模块251E、模块251F、模块251G以及加法器251H、251I、251J。

向换算部251A输入马达电流指令值Imc。换算部251A通过将预先决定出的齿轮比与转矩常数相乘来计算进行柱轴换算所得到的辅助转矩Tm。

向角速度运算部251B输入马达角θm。角速度运算部251B通过微分处理以及齿轮比的乘法运算，来计算进行柱轴换算所得到的马达角速度ω_M。

向角加速度运算部251C输入马达角速度ω_M。角加速度运算部251C对马达角速度ω_M进行微分，来计算进行柱轴换算所得到的马达角加速度α_M。

而且，使用所输入的转向转矩Ts以及计算出的上述辅助转矩Tm、马达角速度ω_M及马达角加速度α_M，利用模块251D、模块251E、模块251F、模块251G以及加法器251H、251I、251J基于数式8并通过如图27所示的结构来计算自回正转矩T_SAT。

向模块251D输入从角速度运算部251B输出的马达角速度ω_M。模块251D作为符号函数(sign function)发挥功能，将输入数据的符号输出。

向模块251E输入从角速度运算部251B输出的马达角速度ω_M。模块251E对输入数据乘以阻尼系数D_M并进行输出。

模块251F对来自模块251D的输入数据乘以静摩擦Fr并进行输出。

向模块251G输入从角加速度运算部251C输出的马达角加速度α_M。模块251G对输入数据乘以柱轴换算惯性J并进行输出。

加法器251H将转向转矩Ts与从换算部251A输出的辅助转矩Tm相加。

加法器251I从加法器251H的输出减去模块251G的输出。

加法器251J将模块251E的输出与模块251F的输出相加，并减去加法器251I的输出。

通过上述结构，能够实现上述(13)式。即，通过图27所示的SAT计算部251的结构来计算自回正转矩T_SAT。

此外，在能够直接检测柱角的情况下，也可以代替马达角θm而将柱角用作角度信息。在该情况下，不需要进行柱轴换算。另外，也可以不输入马达角θm，而将对来自EPS转向系统/车辆系统100的马达角速度ωm进行柱轴换算所得到的信号作为马达角速度ω_M来输入，并省略针对马达角θm的微分处理。并且，也可以通过上述以外的方法来计算自回正转矩T_SAT，也可以不使用算出值而使用测定值。

为了有效利用由SAT计算部251计算出的自回正转矩T_SAT并将其作为转向感恰当地传递给驾驶员，由滤波器部252从自回正转矩T_SAT提取希望传递的信息，通过转向转矩感应增益部253、车速感应增益部254以及转向角感应增益部255来调整要传递的量，进一步通过限制部256来调整上下限值。此外，在本公开中，由SAT计算部251计算出的自回正转矩T_SAT也被输出到目标转向转矩生成部201。

从SAT计算部251向滤波器部252输入自回正转矩T_SAT。滤波器部252例如通过带通滤波器对自回正转矩T_SAT进行滤波处理，并输出SAT信息T_ST1。

向转向转矩感应增益部253输入从滤波器部252输出的SAT信息T_ST1和转向转矩Ts。转向转矩感应增益部253对转向转矩感应增益进行设定。

图29是示出转向转矩感应增益的特性例的图。如图29所示，转向转矩感应增益部253以在直行行驶状态下的中心附近灵敏度变高的方式设定转向转矩感应增益。转向转矩感应增益部253将根据转向转矩Ts设定的转向转矩感应增益乘以SAT信息T_ST1，并输出SAT信息T_ST2。

在图29中示出进行了如下设定的例子：在转向转矩Ts为Ts1(例如2Nm)以下的情况下，转向转矩感应增益被固定为1.0，在转向转矩Ts为Ts2(>Ts1)(例如4Nm)以上的情况下，转向转矩感应增益被固定为小于1.0的值，在转向转矩Ts处于Ts1与Ts2之间的情况下，转向转矩感应增益以固定的比例减小。

向车速感应增益部254输入从转向转矩感应增益部253输出的SAT信息T_ST2和车速Vs。车速感应增益部254对车速感应增益进行设定。

图30是示出车速感应增益的特性例的图。如图30所示，车速感应增益部254以高速行驶时的灵敏度变高的方式设定车速感应增益。车速感应增益部254将根据车速Vs设定的车速感应增益乘以SAT信息T_ST2，并输出SAT信息T_ST3。

在图30中示出进行了如下设定的例子：在车速Vs为Vs2(例如70km/h)以上的情况下，车速感应增益被固定为1.0，在车速Vs为Vs1(<Vs2)(例如50km/h)以下的情况下，车速感应增益被固定为比1.0小的值，在车速Vs处于Vs1与Vs2之间的情况下，车速感应增益以固定的比例增加。

向转向角感应增益部255输入从车速感应增益部254输出的SAT信息T_ST3和转向角θh。转向角感应增益部255对转向角感应增益进行设定。

图31是示出转向角感应增益的特性例的图。如图31所示，转向角感应增益部255以从规定的转向角起开始作用并且转向角大时的灵敏度变高的方式设定转向角感应增益。转向角感应增益部255将根据转向角θh设定的转向角感应增益乘以SAT信息T_ST3，并输出转矩信号Tref_d0。

在图31中示出进行了如下设定的例子：在转向角θh为θh1(例如10deg)以下的情况下，转向角感应增益被固定为规定的增益值Gα，在转向角θh为θh2(例如30deg)以上的情况下，转向角感应增益被固定为1.0，在转向角θh处于θh1与θh2之间的情况下，转向角感应增益以固定的比例增加。在希望提高转向角θh大时的灵敏度的情况下，只要将Gα设定在0≤Gα<1的范围内即可。在希望提高转向角θh小时的灵敏度的情况下，虽未图示，但只要将Gα设定在1<Gα的范围内即可。在不希望改变基于转向角θh的灵敏度的情况下，设定为Gα＝1即可。

向限制部256输入从转向角感应增益部255输出的转矩信号Tref_d0。限制部256对转矩信号Tref_d0的上限值和下限值进行了设定。

图32是示出限制部中的转矩信号的上限值和下限值的设定例的图。如图32所示，限制部256对转矩信号Tref_d0预先设定了上限值和下限值，在所输入的转矩信号Tref_d0为上限值以上的情况下，将上限值作为转矩信号Tref_d进行输出，在所输入的转矩信号Tref_d0为下限值以下的情况下，将下限值作为转矩信号Tref_d进行输出，在除此以外的情况下，将转矩信号Tref_d0作为转矩信号Tref_d进行输出。

此外，转向转矩感应增益、车速感应增益以及转向角感应增益也可以不是如图29、图30以及图31所示那样的的直线的特性，而是曲线的特性。另外，也可以根据转向感来适当调整转向转矩感应增益、车速感应增益以及转向角感应增益的设定。另外，在转矩信号的大小没有增大的风险的情况下、通过其它手段进行抑制等情况下，也可以删除限制部256。也能够适当省略转向转矩感应增益部253、车速感应增益部254以及转向角感应增益部255。另外，也可以将转向转矩感应增益、车速感应增益以及转向角感应增益的设置位置互换。另外，例如也可以是以下方式：一并求出转向转矩感应增益、车速感应增益以及转向角感应增益，在一个结构部中与SAT信息T_ST1相乘。

即，本实施方式中的SAT信息校正部250的结构是一例，也可以是与图27所示的结构不同的方式。

在本实施方式中，通过设为目标转向转矩生成部201具备在上述实施方式1中说明过的低μ路转矩校正值运算部280的结构，也能够得到与实施方式1相同的效果。具体地说，设为向图11所示的低μ路转矩校正值运算部280输入由SAT计算部251(参照图27)计算出的自回正转矩T_SAT的结构即可。

下面，参照图33来说明实施方式2的扭转角控制部300a。

图33是示出实施方式2的扭转角控制部的一个结构例的框图。扭转角控制部300a基于目标扭转角Δθref、扭转角Δθ以及马达角速度ωm来运算马达电流指令值Imc。扭转角控制部300a具备扭转角反馈(FB)补偿部310、扭转角速度运算部320、速度控制部330、稳定化补偿部340、输出限制部350、减法部361以及加法部362。

从转换器500输出的目标扭转角Δθref被以相加的形式输入到减法部361。扭转角Δθ被以相减的形式输入到减法部361，并且被输入到扭转角速度运算部320。马达角速度ωm被输入到稳定化补偿部340。

扭转角FB补偿部310对由减法部361计算出的、目标扭转角Δθref与扭转角Δθ的偏差Δθ0乘以补偿值CFB(传递函数)，并输出使扭转角Δθ追随目标扭转角Δθref那样的目标扭转角速度ωref。补偿值CFB既可以是简单的增益Kpp，也可以是PI控制的补偿值等通常使用的补偿值。

目标扭转角速度ωref被输入到速度控制部330。能够通过扭转角FB补偿部310和速度控制部330使扭转角Δθ追随目标扭转角Δθref，来实现期望的转向转矩。

扭转角速度运算部320对扭转角Δθ进行微分运算处理，来计算扭转角速度ωt。扭转角速度ωt被输出到速度控制部330。扭转角速度运算部320也可以进行基于HPF和增益的模拟微分，来作为微分运算。另外，扭转角速度运算部320也可以通过其它方式、根据扭转角Δθ以外的参数来计算扭转角速度ωt，并输出到速度控制部330。

速度控制部330通过I-P控制(比例先行型PI控制)来计算使扭转角速度ωt追随目标扭转角速度ωref那样的马达电流指令值Imca1。

减法部333计算目标扭转角速度ωref与扭转角速度ωt之差(ωref-ωt)。积分部331对目标扭转角速度ωref与扭转角速度ωt之差(ωref-ωt)进行积分，并将积分结果以相加的形式输入到减法部334。

扭转角速度ωt也被输出到比例部332。比例部332对扭转角速度ωt进行基于增益Kvp的比例处理，并将比例处理结果以相减的形式输入到减法部334。减法部334中的相减结果作为马达电流指令值Imca1而被输出。此外，速度控制部330也可以不通过I-P控制，而通过PI控制、P(比例)控制、PID(比例积分微分)控制、PI-D控制(微分先行型PID控制)、模型匹配控制、模型规范控制等通常使用的控制方法来计算马达电流指令值Imca1。

稳定化补偿部340具有补偿值Cs(传递函数)，根据马达角速度ωm来计算马达电流指令值Imca2。如果为了提高追随性和干扰特性而提高扭转角FB补偿部310和速度控制部330的增益，则会产生高频的控制振荡现象。作为其对策，针对稳定化补偿部340设定相对于马达角速度ωm而言进行稳定化所需要的传递函数(Cs)。由此，能够实现EPS控制系统整体的稳定化。

加法部362将来自速度控制部330的马达电流指令值Imca1与来自稳定化补偿部340的马达电流指令值Imca2相加，并作为马达电流指令值Imcb进行输出。

输出限制部350对马达电流指令值Imcb预先设定了上限值和下限值。输出限制部350限制马达电流指令值Imcb的上下限值，并输出马达电流指令值Imc。

此外，本实施方式中的扭转角控制部300a的结构是一例，也可以是与图33所示的结构不同的方式。例如，扭转角控制部300a也可以是不具备稳定化补偿部340的结构。

(变形例)

图34是示出实施方式2的变形例的目标转向转矩生成部的一个结构例的框图。此外，对与上述实施方式2的结构相同的结构部标注同一附图标记，并省略重复的说明。

如图34所示，在实施方式2的变形例中，通过设为目标转向转矩生成部201a具备在上述实施方式1的变形例1中说明过的低μ路转矩校正值运算部280a的结构，也能够得到与实施方式1的变形例1相同的效果。具体地说，设为向图17所示的低μ路转矩校正值运算部280a输入由SAT计算部251(参照图27)计算出的自回正转矩T_SAT即可。

此外，在上述实施方式2及其变形例中例示了将由SAT计算部251(参照图27)计算出的自回正转矩T_SAT用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构，但在本实施方式中，也能够与实施方式1的变形例2、3同样地设为将由横摆率传感器15(参照图1)检测出的实际横摆率γ用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构。另外，在本实施方式中，例如即使设为将由横向加速度传感器16(参照图1)检测出的实际横向加速度用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构，也能够得到与上述实施方式1、2相同的效果。

(实施方式3)

在实施方式1、2中，作为车辆用转向装置之一，将本公开应用于柱型EPS，但本公开不限于柱型等上游型，也能够应用于齿条和小齿轮等下游型EPS。并且，通过基于目标扭转角进行反馈控制，也能够应用于至少具备扭杆(弹簧常数任意)和用于检测扭转角的传感器的线控转向(SBW)反作用力装置。对将本公开应用于具备扭杆的SBW反作用力装置的情况下的实施方式(实施方式3)进行说明。

首先，对包括SBW反作用力装置的SBW系统整体进行说明。图35是与图1所示的电动动力转向装置的一般结构相对应地示出SBW系统的结构例的图。此外，对与在上述实施方式1、2中说明过的结构相同的结构标注同一附图标记，并省略详细的说明。

SBW系统是如下的系统：不存在图1中的通过万向联轴器4a而与柱轴2机械耦合的中间轴，而通过电信号将方向盘1的操作传递给包括转向车轮8L、8R等的转轮机构。如图35所示，SBW系统具备反作用力装置60和驱动装置70，控制单元(ECU)50对两个装置进行控制。反作用力装置60在利用转向角传感器14进行转向角θh的检测的同时，将从转向车轮8L、8R传递的车辆的运动状态作为反作用力转矩传递给驾驶员。反作用力转矩由反作用力用马达61生成。此外，在SBW系统中还存在在反作用力装置内不具有扭杆的类型，但应用本公开的SBW系统是具有扭杆的类型，利用转矩传感器10来检测转向转矩Ts。另外，角度传感器74检测反作用力用马达61的马达角θm。驱动装置70与驾驶员对方向盘1进行的转向操作相应地对驱动用马达71进行驱动，并经由齿轮72对齿轮齿条机构5赋予该驱动力，经由转向横拉杆6a、6b使转向车轮8L、8R转动。在齿轮齿条机构5的附近配置有角度传感器73，用于检测转向车轮8L、8R的转轮角θt。ECU 50为了对反作用力装置60和驱动装置70进行协调控制，除了基于从两个装置输出的转向角θh、转轮角θt等信息以外，还基于来自车速传感器12的车速Vs等生成用于对反作用力用马达61进行驱动控制的电压控制指令值Vref1和用于对驱动用马达71进行驱动控制的电压控制指令值Vref2。

对将本公开应用于这样的SBW系统的实施方式3的结构进行说明。

图36是示出实施方式3的结构的框图。在实施方式3中，进行针对扭转角Δθ的控制(以下，称为“扭转角控制”)和针对转轮角θt的控制(以下，称为“转轮角控制”)，通过扭转角控制来控制反作用力装置，通过转轮角控制来控制驱动装置。此外，也可以用其它控制方法来控制驱动装置。

在扭转角控制中，通过与实施方式2相同的结构及动作来进行如下控制：使扭转角Δθ追随经由目标转向转矩生成部202和转换部500使用转向角θh等计算出的目标扭转角Δθref。利用角度传感器74来检测马达角θm，通过由角速度运算部951对马达角θm进行微分来计算马达角速度ωm。利用角度传感器73来检测转轮角θt。另外，在实施方式1中，作为EPS转向系统/车辆系统100内的处理，没有进行详细的说明，但电流控制部130通过与图3所示的减法部32B、PI控制部35、PWM控制部36以及逆变器电路37相同的结构及动作，基于从扭转角控制部300a输出的马达电流指令值Imc和由马达电流检测器140检测出的反作用力用马达61的电流值Imr对反作用力用马达61驱动，来进行电流控制。

在转轮角控制中，由目标转轮角生成部910基于转向角θh生成目标转轮角θtref，将目标转轮角θtref与转轮角θt一起输入到转轮角控制部920，由转轮角控制部920运算使转轮角θt成为目标转轮角θtref那样的马达电流指令值Imct。然后，电流控制部930基于马达电流指令值Imct和由马达电流检测器940检测出的驱动用马达71的电流值Imd，通过与电流控制部130相同的结构及动作对驱动用马达71进行驱动，来进行电流控制。此外，在本公开中，由转轮角控制部920计算出的马达电流指令值Imct也被输出到目标转向转矩生成部202。

图37是示出目标转轮角生成部的结构例的图。目标转轮角生成部910具备限制部931、比率限制部932以及校正部933。

限制部931对转向角θh的上下限值进行限制，并输出转向角θh1。与图33所示的扭转角控制部300a内的输出限制部350同样地，针对转向角θh预先设定上限值和下限值来施加限制。

比率限制部932对转向角θh1的变化量设定限制值来施加限制，以避免转向角的急剧变化，并输出转向角θh2。例如，将与前一次采样的转向角θh1之差设为变化量，在该变化量的绝对值比规定的值(限制值)大的情况下，以使变化量的绝对值成为限制值的方式对转向角θh1进行加减法运算，并作为转向角θh2进行输出，在变化量的绝对值为限制值以下的情况下，将转向角θh1直接作为转向角θh2进行输出。此外，也可以不对变化量的绝对值设定限制值，而对变化量设定上限值和下限值来施加限制，也可以不对变化量而对变化率或差率施加限制。

校正部933对转向角θh2进行校正，并输出目标转轮角θtref。例如，使用定义了目标转轮角θtref相对于转向角θh2的大小|θh2|的特性的对应关系，根据转向角θh2来求出目标转轮角θtref。或者，也可以单纯地通过对转向角θh2乘以规定的增益来求出目标转轮角θtref。

图38是示出转轮角控制部的结构例的图。转轮角控制部920具有与在图33所示的扭转角控制部300a的结构例中去除了稳定化补偿部340和加法部362后的结构相同的结构，输入目标转轮角θtref和转轮角θt来代替目标扭转角Δθref和扭转角Δθ，转轮角反馈(FB)补偿部921、转轮角速度运算部922、速度控制部923、输出限制部926以及减法部927通过分别与扭转角FB补偿部310、扭转角速度运算部320、速度控制部330、输出限制部350以及减法部361相同的结构来进行同样的动作。

在这样的结构中，参照图39的流程图来说明实施方式3的动作例。图39是示出实施方式3的动作例的流程图。

当开始进行动作时，角度传感器73检测转轮角θt，角度传感器74检测马达角θm(步骤S110)，转轮角θt被输入到转轮角控制部920，马达角θm被输入到角速度运算部951。

角速度运算部951对马达角θm进行微分来计算马达角速度ωm，并输出到扭转角控制部300a(步骤S120)。

之后，在目标转向转矩生成部202中执行与图7所示的步骤S10～S40同样的动作，驱动反作用力用马达61来实施电流控制(步骤S130～S160)。

另一方面，在转轮角控制中，目标转轮角生成部910输入转向角θh，转向角θh被输入到限制部931。限制部931根据预先设定的上限值和下限值来限制转向角θh的上下限值(步骤S170)，并作为转向角θh1输出到比率限制部932。比率限制部932通过预先设定的限制值对转向角θh1的变化量施加限制(步骤S180)，并作为转向角θh2输出到校正部933。校正部933对转向角θh2进行校正来求出目标转轮角θtref(步骤S190)，并将该目标转轮角θtref输出到转轮角控制部920。

被输入了转轮角θt和目标转轮角θtref的转轮角控制部920通过减法部927从目标转轮角θtref减去转轮角θt，由此计算出偏差Δθt0(步骤S200)。偏差Δθt0被输入到转轮角反馈补偿部921，转轮角反馈补偿部921通过对偏差Δθt0乘以补偿值来对偏差Δθt0进行补偿(步骤S210)，将目标转轮角速度ωtref输出到速度控制部923。转轮角速度运算部922被输入转轮角θt，通过对转轮角θt进行微分运算来计算转轮角速度ωtt(步骤S220)，并将该转轮角速度ωtt输出到速度控制部923。与速度控制部330同样地，速度控制部923通过I-P控制来计算马达电流指令值Imcta(步骤S230)，并将该马达电流指令值Imcta输出到输出限制部926。输出限制部926通过预先设定的上限值和下限值来限制马达电流指令值Imcta的上下限值(步骤S240)，并作为马达电流指令值Imct进行输出(步骤S250)。

马达电流指令值Imct被输入到电流控制部930，电流控制部930基于马达电流指令值Imct和由马达电流检测器940检测出的驱动用马达71的电流值Imd对驱动用马达71进行驱动，来实施电流控制(步骤S260)。

此外，图39中的数据输入以及运算等的顺序能够适当变更。另外，与扭转角控制部300a内的速度控制部330同样地，转轮角控制部920内的速度控制部923不使用I-P控制，而使用PI控制、P控制、PID控制、PI-D控制等能够实现P、I以及D中的任一方的控制即可，并且，也可以利用通常使用的控制构造来进行转轮角控制部920和扭转角控制部300a中的追随控制。转轮角控制部920只要是使实际角度(在此为转轮角θt)追随目标角度(在此为目标转轮角θtref)的控制结构即可，并不限定于在车辆用装置中使用的控制结构，例如也可以应用在工业用定位装置或工业用机器人等中使用的控制结构。

在实施方式3中，如图35所示，用一个ECU 50进行了反作用力装置60和驱动装置70的控制，但也可以分别设置反作用力装置60用的ECU和驱动装置70用的ECU。在该情况下，ECU之间通过通信来进行数据的发送和接收。另外，图35所示的SBW系统与反作用力装置60及驱动装置70之间不具有机械耦合，但本公开也能够应用于具备在系统发生了异常的情况下将柱轴2与转轮机构通过离合器等机械耦合的机械转矩传递机构的SBW系统。在这样的SBW系统中，在系统正常时，将离合器分离以成为使机械转矩传递断开的状态，在系统异常时，将离合器接合以成为能够进行机械转矩传递的状态。

上述的实施方式1至实施方式3中的扭转角控制部300、300a直接运算出马达电流指令值Imc和辅助电流指令值Iac，但也可以在运算这些电流指令值之前先运算希望输出的马达转矩(目标转矩)，然后运算马达电流指令值和辅助电流指令值。在该情况下，为了根据马达转矩求出马达电流指令值和辅助电流指令值，使用通常使用的马达电流与马达转矩的关系。

图40是示出实施方式3的低μ路转矩校正值运算部的一个结构例的框图。在上述实施方式1、2中，对将由SAT估计部343(参照图3)估计出的自回正转矩T_SAT、由横摆率传感器15(参照图1)检测出的实际横摆率γ或由横向加速度传感器16(参照图1)检测出的实际横向加速度用作因轮胎打滑而产生的物理量的例子进行了说明，但在本实施方式中，对将如图40所示那样由转轮角控制部920(参照图36)计算出的马达电流指令值Imct用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构进行说明。

如图40所示，实施方式3的低μ路转矩校正值运算部280d包括比例系数乘法部281d、减法部282d、转矩调整系数值对应关系部283d以及绝对值运算部284d。

向绝对值运算部284d输入马达电流指令值Imct。绝对值运算部284d对所输入的马达电流指令值Imct的绝对值|Imct|进行运算。比例系数乘法部281d向减法部282d输出对所输入的马达电流指令值的绝对值|Imct|乘以规定的比例系数k”而得到的值k”(|Imct|)。比例系数k”的值被设定为在通常的行驶状态下使转矩信号Tref_a0与比例系数乘法部281d的输出值k”(|Imct|)大致一致那样的值。

减法部282d向转矩调整系数值对应关系部283d输出从转矩信号Tref_a0减去比例系数乘法部281d的输出值k”(|Imct|)所得到的值Tref_a0-k”(|Imct|)。

转矩调整系数值对应关系部283d保持有表示减法部282d的输出值Tref_a0-k”(|Imct|)与转矩调整系数值G的关系的转矩调整系数值对应关系。实施方式3所涉及的转矩调整系数值对应关系的特性与图14所示的实施方式1的转矩调整系数值对应关系部283所保持的转矩调整系数值对应关系相同，能够通过将减法部282的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)替换为减法部282d的输出值Tref_a0-k”(|Imct|)来进行应对。

转矩调整系数值对应关系部283d使用上述转矩调整系数值对应关系来导出与减法部282d的输出值Tref_a0-k”(|Imct|)相应的转矩调整系数值G并进行输出。此外，也可以是使用表示减法部282d的输出值Tref_a0-k”(|Imct|)与转矩调整系数值G的关系的数式来计算转矩调整系数值G的方式。

与上述实施方式1、2所涉及的结构同样地，在图40所示的实施方式3的结构中也能够在轮胎已丧失抓地力的状态下使转矩信号Tref_a与通常的行驶状态(图15中的实线)相比变小(图15中的虚线)。由此，与通常的行驶状态相比，转向感变轻，驾驶员能够识别轮胎已丧失抓地力的情况，能够进行适当的紧急回避操作。

(变形例)

图41是示出实施方式3的变形例的低μ路转矩校正值运算部的一个结构例的框图。此外，对与上述实施方式3的结构相同的结构部标注同一附图标记，并省略重复的说明。

如图41所示，除了将从基本对应关系部210输出的转矩信号Tref_a0和由转轮角控制部920(参照图39)计算出的马达电流指令值Imct输入到低μ路转矩校正值运算部280e以外，还将车速Vs输入到低μ路转矩校正值运算部280e。

如图41所示，实施方式3的变形例的低μ路转矩校正值运算部280e包括比例系数乘法部281e、减法部282e、转矩调整相减值对应关系部283e以及绝对值运算部284e。

向绝对值运算部284e输入马达电流指令值Imct。绝对值运算部284e对所输入的马达电流指令值Imct的绝对值|Imct|进行运算。比例系数乘法部281e向减法部282e输出对所输入的马达电流指令值的绝对值|Imct|乘以规定的比例系数k”所得到的值k”(|Imct|)。比例系数k”的值被设定为在通常的行驶状态下使转矩信号Tref_a0与比例系数乘法部281e的输出值k”(|Imct|)大致一致那样的值。

减法部282e向转矩调整相减值对应关系部283e输出从转矩信号Tref_a0减去比例系数乘法部281e的输出值k”(|Imct|)所得到的值Tref_a0-k”(|Imct|)。

转矩调整相减值对应关系部283e保持有表示减法部282e的输出值Tref_a0-k”(|Imct|)、转矩调整相减值S以及车速Vs的关系的转矩调整相减值对应关系。实施方式3的变形例所涉及的转矩调整相减值对应关系的特性与图24所示的实施方式1的变形例1的转矩调整相减值对应关系部283a所保持的转矩调整相减值对应关系相同，能够通过将减法部282a的输出值Tref_a0-k(|T_SAT|)替换为减法部282e的输出值Tref_a0-k”(|Imct|)来进行应对。

转矩调整相减值对应关系部283e使用上述转矩调整相减值对应关系来导出与减法部282e的输出值Tref_a0-k”(|Imct|)相应的转矩调整相减值S并进行输出。此外，也可以是使用表示减法部282e的输出值Tref_a0-k”(|Imct|)、转矩调整相减值S以及车速Vs的关系的数式来计算转矩调整相减值S的方式。

与上述实施方式1所涉及的结构同样地，在图41所示的实施方式3的变形例的结构中也能够在轮胎已丧失抓地力的状态下使转矩信号Tref_a与通常的行驶状态(图15中的实线)相比变小(图15中的虚线)。由此，与通常的行驶状态相比，转向感变轻，驾驶员能够识别轮胎已丧失抓地力的情况，能够进行适当的紧急回避操作。

此外，在上述实施方式3及其变形例中例示了将由转轮角控制部920(参照图39)计算出的马达电流指令值Imct用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构，但在本实施方式中，也能够与实施方式1的变形例2、3同样地设为将由横摆率传感器15(参照图1)检测出的实际横摆率γ用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构。另外，在本实施方式中，例如即使设为将由横向加速度传感器16(参照图1)检测出的实际横向加速度用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构，也能够得到与上述实施方式1、2相同的效果。

并且，在上述实施方式1中，也可以设为将由扭转角控制部300(参照图5)生成的马达电流指令值Iref用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构，在上述的实施方式2中，也可以设为将由扭转角控制部300a(参照图25)运算出的马达电流指令值Imc用作因轮胎打滑而产生的物理量的结构。

此外，上述使用的图是用于与本公开有关地进行定性说明的概念图，并不限定于这些图。另外，上述的实施方式是本公开的优选的实施方式的一例，但并不限定于这些实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内能够进行各种变形来实施。另外，只要是在方向盘与马达或反作用力马达之间具有任意的弹簧常数的机构即可，也可以不限定于扭杆。

附图标记说明

1：方向盘；2：柱轴；2A：扭杆；3：减速机构；4a、4b：万向联轴器；5：齿轮齿条机构；6a、6b：转向横拉杆；7a、7b：轮毂单元；8L、8R：转向车轮；10：转矩传感器；11：点火钥匙；12：车速传感器；13：电池；14：转向角传感器；15：横摆率传感器；16：横向加速度传感器；20：马达；30、50：控制单元(ECU)；60：反作用力装置；61：反作用力用马达；70：驱动装置；71：驱动用马达；72：齿轮；73：角度传感器；100：EPS转向系统/车辆系统；130：电流控制部；140：马达电流检测器；200、200a、200b、200c、201、201a、202：目标转向转矩生成部；210：基本对应关系部；211：乘法部；212：减法部；213：符号提取部；214：乘法部；220：微分部；230：阻尼增益对应关系部；240：滞后校正部；250：SAT信息校正部；251：SAT计算部；251A：换算部；251B：角速度运算部；251C：角加速度运算部；251D、251E、251F：模块；251H、251I、251J：加法器；252：滤波器部；253：转向转矩感应增益部；254：车速感应增益部；255：转向角感应增益部；256：限制部；260：乘法部；261、262、263：加法部；280、280a、280b、280c、280d、280e：低μ路转矩校正值运算部；281、281a、281b、281c、281d、281e：比例系数乘法部；282、282a、282b、282c、282d、282e：减法部；283、283b、283d：转矩调整系数值对应关系部；283a、283c、283e：转矩调整相减值对应关系部；284、284a、284b、284c、284d、284e：绝对值运算部；300、300a：扭转角控制部；310：扭转角反馈(FB)补偿部；320：扭转角速度运算部；330：速度控制部；331：积分部；332：比例部；333、334：减法部；340：稳定化补偿部；350：输出限制部；360：转向角干扰补偿部；361：减法部；362、363：加法部；370：减速比部；400：转向方向判定部；500：转换部；910：目标转轮角生成部；920：转轮角控制部；921：转轮角反馈(FB)补偿部；922：转轮角速度运算部；923：速度控制部；926：输出限制部；927：减法部；930：电流控制部；931：限制部；933：校正部；932：比率限制部；940：马达电流检测器；1001：CPU；1005：接口；1006：A/D转换器；1007：PWM控制器；1100：控制用计算机(MCU)。