CN113443005A - 转向控制装置 - Google Patents

Abstract

一种转向控制装置，其包括控制单元和驱动电路。该控制单元被配置成：基于角度控制的执行来计算作为电机扭矩的目标值的扭矩指令值，该角度控制用于将能够被转换为电机的旋转角度的可转换角度调整为目标角度；基于扭矩指令值来计算电机控制信号；以及基于来自轴向力相关传感器的检测值来改变用于角度控制的控制增益，该轴向力相关传感器被配置成检测与施加至与转弯轮(5)连接的转弯轴的轴向力相关的轴向力相关值。

Description

转向控制装置

技术领域

本发明涉及转向控制装置。

背景技术

在相关技术中，使用电机施加用于辅助驾驶员的转向的辅助力的电动助力转向***(EPS)被称为车辆转向装置。在控制这种EPS的转向控制装置中，例如，如在日本未审查专利申请公开第2017-149373号中所描述的，通过执行角度反馈控制来控制电机的操作，使得转弯轮的转弯角符合目标转弯角以实现转向感等的改善。

最近，线控转向式(SBW)转向装置(换言之，线控转向式转向***)已经被开发为车辆转向装置，在该线控转向式(SBW)转向装置中，切断了由驾驶员转向的转向单元与根据驾驶员的转向使转弯轮转弯的转弯单元之间的动力传递。在控制这种SBW转向装置的转向控制装置中，例如，如日本未审查专利申请公开第2017-165219号中所描述的，通过执行角度反馈控制来控制电机的操作以实现转向感或转弯轮的转弯特性的改善。

发明内容

最近，已经需要控制电机的操作，使得在各种行驶条件下驾驶员的不适感(驾驶员的不方便感)能够进一步减轻，但是不能说利用根据相关技术的配置满足了所需要的水平。因此，存在针对能够进一步减轻驾驶员的不适感的新技术的需求。

本发明提供了可以减轻驾驶员的不适感的转向控制装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种转向控制装置，该转向控制装置被配置成控制转向装置，从具有电机作为驱动源的致动器向转向装置施加电机扭矩，该转向控制装置包括：控制单元，被配置成输出用于控制电机的操作的电机控制信号；以及驱动电路，被配置成基于电机控制信号向电机供应驱动电力。该控制单元被配置成：基于角度控制的执行来计算作为电机扭矩的目标值的扭矩指令值，该角度控制用于将能够被转换为电机的旋转角度的可转换角度调整为目标角度；基于扭矩指令值来计算电机控制信号；以及基于来自轴向力相关传感器的检测值来改变用于角度控制的控制增益，该轴向力相关传感器被配置成检测与施加至与转弯轮连接的转弯轴的轴向力相关的轴向力相关值。

利用这种配置，由于用于角度控制的控制增益基于轴向力相关值而改变，因此可以根据施加至转弯轴的轴向力来实现角度控制的优化，并且减轻驾驶员的不适感。

在转向控制装置中，轴向力相关传感器可以是检测施加至转弯轴的轴向力的轴向力传感器，并且控制单元可以被配置成基于由轴向力传感器检测到的检测轴向力值来改变控制增益。

利用这种配置，由于基于检测轴向力值来调整控制增益，该检测轴向力值为由轴向力传感器直接检测到的轴向力，因此可以在适当考虑施加至转弯轴的轴向力的情况下实现角度控制的优化。

在转向控制装置中，轴向力相关传感器可以是轮胎力传感器，该轮胎力传感器检测施加至转弯轮中的每一个转弯轮的车辆纵向方向上的纵向载荷、车辆横向方向上的横向载荷、车辆竖直方向上的竖直载荷、侧倾方向上的侧倾力矩载荷、俯仰方向上的俯仰力矩载荷以及横摆方向上的横摆力矩载荷中的至少一个；并且控制单元可以被配置成基于纵向载荷的检测值、横向载荷的检测值、竖直载荷的检测值、侧倾力矩载荷的检测值、俯仰力矩载荷的检测值以及横摆力矩载荷的检测值中的至少一个来改变控制增益，纵向载荷的检测值、横向载荷的检测值、竖直载荷的检测值、侧倾力矩载荷的检测值、俯仰力矩载荷的检测值以及横摆力矩载荷的检测值中的至少一个通过轮胎力传感器来获得。

施加至转弯轴的轴向力是通过组合施加至转弯轮中的每一个并且传递至转弯轴的纵向载荷、横向载荷、竖直载荷、侧倾力矩载荷、俯仰力矩载荷和横摆力矩载荷而获得的。因此，利用这种配置，可以基于影响轴向力的分量来实现角度控制的精细优化。

在转向控制装置中，角度控制可以包括用于使可转换角度符合目标角度的反馈控制，并且控制增益可以包括用于反馈控制的反馈增益。

在转向控制装置中，角度控制可以包括基于目标角度的前馈控制，并且控制增益可以包括用于前馈控制的前馈增益。

在转向控制装置中，角度控制可以包括基于作为目标角度的变化率的目标角速度的阻尼控制，并且控制增益可以包括用于阻尼控制的阻尼增益。

利用这些配置，可以将可转换角度适当地调整为目标角度。

根据本发明的以上提到的方面，可以减轻驾驶员的不适感。

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、优点以及技术和工业意义，其中相同的标记表示相同的元素，并且在附图中：

图1是示意性示出根据第一实施方式的转向装置的配置的图；

图2是示出根据第一实施方式的转向控制装置的框图；

图3是示出根据第一实施方式的目标反作用扭矩计算单元的框图；

图4是示出根据第一实施方式的目标转弯扭矩计算单元的框图；

图5是示出根据第一实施方式的角度反馈扭矩计算单元的框图；

图6是示出根据第一实施方式的比例增益计算单元的框图；

图7是示出根据第一实施方式的角度前馈扭矩计算单元的框图；

图8是示出根据第一实施方式的阻尼扭矩计算单元的框图；

图9是示意性示出施加至转弯轮的载荷的图；以及

图10是示出根据第二实施方式的比例增益计算单元的框图。

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向控制装置。如图1所示，通过根据本实施方式的转向控制装置1控制的转向装置2被配置为线控转向式转向装置(换言之，线控转向式转向***)。转向装置2包括：由驾驶员使用方向盘3转向的转向单元4；以及根据驾驶员对转向单元4的转向而使转弯轮5转弯的转弯单元6。

转向单元4包括：方向盘3固定至的转向轴11；以及经由转向轴11向方向盘3施加转向反作用力的转向侧致动器12。转向反作用力是抵抗驾驶员的转向的力。转向侧致动器12包括：用作驱动源的转向侧电机13，以及使转向侧电机13的旋转减速并将经减速的旋转传递至转向轴11的转向侧减速齿轮14。也就是说，转向侧电机13将其电机扭矩作为转向反作用力施加。例如，在本实施方式中，三相表面永磁同步电机(SPMSM)被用作转向侧电机13。

转弯单元6包括：小齿轮轴21；用作连接至小齿轮轴21的转弯轴的齿条轴22；容纳齿条轴22使得齿条轴22可以往复运动的齿条壳体23；以及包括小齿轮轴21和齿条轴22的齿条小齿轮机构24。小齿轮轴21和齿条轴22被布置成具有预定的交叉角。形成在小齿轮轴21中的小齿轮齿21a和形成在齿条轴22中的齿条齿22a彼此啮合以构成齿条小齿轮机构24。也就是说，小齿轮轴21对应于其旋转角可以被转换成转弯轮5的转弯角的旋转轴。拉杆26经由齿条端25分别连接至齿条轴22的两端，齿条端25中的每一个由球形接头形成。拉杆26的末端连接至右转弯轮5和左转弯轮5所组装至的转向节(未示出)。

转弯单元6包括向齿条轴22施加用于使转弯轮5转弯的转弯力的转弯侧致动器31。转弯侧致动器31包括用作驱动源的转弯侧电机32、传动机构33和转换机构34。转弯侧致动器31通过经由传动机构33将转弯侧电机32的旋转传递至转换机构34并使转换机构34将所述旋转转换成齿条轴22的往复运动而向转弯单元6施加转弯力。也就是说，转弯侧电机32将其电机扭矩作为转弯力施加。在本实施方式中，例如表面永磁同步电机被用作转弯侧电机32，例如带机构被用作传动机构33，并且例如滚珠丝杠机构被用作转换机构34。

在具有前述配置的转向装置2中，通过根据驾驶员的转向操作将转弯力从转弯侧致动器31施加至齿条轴22来改变转弯轮5的转弯角。此时，转向反作用力从转向侧致动器12施加至方向盘3。

下面将描述根据该实施方式的电气配置。转向控制装置1连接至转向侧电机13和转弯侧电机32，并且控制转向侧电机13和转弯侧电机32的操作。转向控制装置1包括未示出的中央处理单元(CPU)和存储器。通过使CPU以预定的操作周期的间隔执行存储在存储器中的程序来执行各种类型的控制。

转向控制装置1参考由各种传感器检测到的状态量来控制转向侧电机13和转弯侧电机32。状态量包括：由扭矩传感器41检测到的转向扭矩Th；由左前轮传感器42l检测到的轮速Vfl；以及由右前轮传感器42r检测到的轮速Vfr。扭矩传感器41设置在转向轴11的与转向侧减速齿轮14连接的部分的方向盘3侧上。转向扭矩Th是由驾驶员使用方向盘3输入的扭矩。左前轮传感器42l和右前轮传感器42r设置在轮毂单元43中，通过该轮毂单元43经由驱动轴(未示出)可旋转地支持转弯轮5。

状态量包括由转向侧旋转角传感器44检测到的转向侧电机13的输出轴13a的旋转角θs和由转弯侧旋转角传感器45检测到的转弯侧电机32的输出轴32a的旋转角θt。旋转角θs和θt被检测作为360°范围内的相对角。转向扭矩Th以及旋转角θs和θt例如在执行向右转向时被检测为正值并且在执行向左转向时被检测为负值。

状态量包括由作为轴向力相关传感器的轴向力传感器46检测到的检测轴向力值Fa_d。检测轴向力值Fa_d是施加至齿条轴22的轴向力的检测值。例如，基于由于齿条轴22的行程引起的压力的变化检测轴向力的传感器被用作轴向力传感器46。

下面将详细描述转向控制装置1的配置。如图2所示，转向控制装置1包括：转向侧微计算机51，该转向侧微计算机51输出转向侧电机控制信号Ms；以及转向侧驱动电路52，该转向侧驱动电路52基于转向侧电机控制信号Ms向转向侧电机13供应驱动电力。在转向侧驱动电路52与转向侧电机13的各相的电机线圈之间的连接线53中设置的电流传感器54连接至转向侧微计算机51。电流传感器54检测转向侧电机13的相电流的相电流值Ius、Ivs和Iws，所述相电流在连接线53中流动。在图2中，为了便于描述，各相的连接线53和各相的电流传感器54总体地示为单个。

转向控制装置1包括：转弯侧微计算机56，该转弯侧微计算机56是被配置成输出转弯侧电机控制信号Mt的控制单元；以及转弯侧驱动电路57，该转弯侧驱动电路57被配置成基于转弯侧电机控制信号Mt向转弯侧电机32提供驱动电力。在转弯侧驱动电路57与转弯侧电机32的各相的电机线圈之间的连接线58中设置的电流传感器59连接至转弯侧微计算机56。电流传感器59检测转弯侧电机32的相电流的相电流值Iut、Ivt和Iwt，所述相电流在连接线58中流动。在图2中，为了便于描述，各相的连接线58和各相的电流传感器59总体地示为单个。

在转向侧驱动电路52和转弯侧驱动电路57中的每一个中采用包括多个开关元件例如场效应晶体管(FET)的已知的PWM逆变器。转向侧电机控制信号Ms和转弯侧电机控制信号Mt是用于规定开关元件的导通/截止状态的栅极导通/截止(on/off)信号。

基于输出至转向侧驱动电路52的转向侧电机控制信号Ms，驱动电力从车载电源B被供应至转向侧电机13。因此，转向控制装置1通过向转向侧电机13供应驱动电力来控制从转向侧电机13生成的扭矩。基于输出至转弯侧驱动电路57的转弯侧电机控制信号Mt，驱动电力从车载电源B被供应至转弯侧电机32。因此，转向控制装置1通过向转弯侧电机32供应驱动电力来控制从转弯侧电机32生成的扭矩。

下面将描述转向侧微计算机51的配置。转向侧微计算机51通过在每个预定操作周期中执行由以下控制框指示的操作处理来计算转向侧电机控制信号Ms。转向扭矩Th、轮速Vfl和Vfr、旋转角θs、相电流值Ius、Ivs和Iws以及作为转弯侧电机32的驱动电流的q轴电流值Iqt被输入至转向侧微计算机51。然后，转向侧微计算机51基于这些状态量来计算转向侧电机控制信号Ms。

具体地，转向侧微计算机51包括：转向角计算单元61，该转向角计算单元61基于旋转角θs来计算方向盘3的转向角θh；以及车速计算单元62，该车速计算单元62基于轮速Vfl和Vfr来计算车速Vb。转向侧微计算机51包括：计算目标反作用扭矩Ts*的目标反作用扭矩计算单元63；计算作为目标角度的目标转弯对应角θp*的目标转弯对应角计算单元64；以及计算转向侧电机控制信号Ms的转向侧电机控制信号计算单元65。目标反作用扭矩Ts*是从转向侧电机13输出的电机扭矩的目标值。目标转弯对应角θp*是作为旋转轴即小齿轮轴21的旋转角的转弯对应角θp的目标值，转弯对应角θp可以被转换成转弯轮5的转弯角。

转向侧电机13的旋转角θs被输入至转向角计算单元61。转向角计算单元61例如通过从转向中立位置计数转向侧电机13的转数将旋转角θs转换成在包括超过360°的范围的范围内的绝对角，并且获取该绝对角。转向角计算单元61通过将已转换成绝对角的旋转角乘以第一转换因子来计算转向角θh。基于转向侧减速齿轮14的旋转速度比来预先设置第一转换因子。计算出的转向角θh被输出至目标反作用扭矩计算单元63。

轮速Vfl和Vfr被输入至车速计算单元62。车速计算单元62例如将轮速Vfl和Vfr的平均值计算为车速Vb，该车速Vb是车身的速度。计算出的车速Vb被输出至目标反作用扭矩计算单元63。

转向扭矩Th、车速Vb、转向角θh、q轴电流值Iqt和目标转弯对应角θp*被输入至目标反作用扭矩计算单元63。如稍后将描述的，目标反作用扭矩计算单元63基于状态量来计算目标反作用扭矩Ts*，并且将计算出的目标反作用扭矩Ts*输出至转向侧电机控制信号计算单元65。目标反作用扭矩计算单元63将在计算目标反作用扭矩Ts*的过程中获取的目标转向角θh*输出至目标转弯对应角计算单元64。目标转向角θh*是转向角θh的目标值。

目标转向角θh*和转向扭矩Th被输入至目标转弯对应角计算单元64。目标转弯对应角计算单元64基于状态量来计算目标转弯对应角θp*。目标转弯对应角计算单元64计算目标转弯对应角θp*使得转向角θh与转弯对应角θp的转向角比基本上为1∶1。

具体地，目标转弯对应角计算单元64计算通过将基于转向扭矩Th的补偿角与目标转向角θh*相加而获得的值作为目标转弯对应角θp*。补偿角是指示转向轴11的由输入转向扭矩Th引起的扭转的角度，并且是通过将转向扭矩Th乘以预设补偿系数获得的。计算出的目标转弯对应角θp*被输出至目标反作用扭矩计算单元63和转弯侧微计算机56。

除了目标反作用扭矩Ts*之外，旋转角θs和相电流值Ius、Ivs和Iws被输入至转向侧电机控制信号计算单元65。转向侧电机控制信号计算单元65基于目标反作用扭矩Ts*计算dq坐标系中的d轴上的d轴电流指令值Ids*和q轴上的q轴电流指令值Iqs*。电流指令值Ids*和Iqs*表示dq坐标系中的d轴上的电流指令值和q轴上的电流指令值。

具体地，转向侧电机控制信号计算单元65计算绝对值随着目标反作用扭矩Ts*的绝对值增加而增加的q轴电流指令值Iqs*。在本实施方式中，d轴上的d轴电流指令值Ids*基本上被设置为零。转向侧电机控制信号计算单元65通过在dq坐标系中执行电流反馈控制来计算转向侧电机控制信号Ms。在以下描述中，词语“反馈”可以被称为“F/B”。

更具体地，转向侧电机控制信号计算单元65通过基于旋转角θs将相电流值Ius、Ivs和Iws映射到dq坐标上来计算d轴电流值Ids和q轴电流值Iqs，d轴电流值Ids和q轴电流值Iqs是转向侧电机13的在dq坐标系中的实际电流值。然后，转向侧电机控制信号计算单元65基于d轴上的电流差和q轴上的电流差来计算目标电压值，使得d轴电流值Ids符合d轴电流指令值Ids*并且q轴电流值Iqs符合q轴电流指令值Iqs*。转向侧电机控制信号计算单元65基于目标电压值来计算具有占空比(即，占空度)的转向侧电机控制信号Ms。

计算出的转向侧电机控制信号Ms被输出至转向侧驱动电路52。因此，与转向侧电机控制信号Ms对应的驱动电力从转向侧驱动电路52被供应至转向侧电机13。由目标反作用扭矩Ts*指示的转向反作用力从转向侧电机13施加至方向盘3。

下面将描述转弯侧微计算机56的配置。转弯侧微计算机56通过在每个预定操作周期中执行由以下控制框指示的操作处理来计算转弯侧电机控制信号Mt。旋转角θt、目标转弯对应角θp*、检测轴向力值Fa_d以及转弯侧电机32的相电流值Iut、Ivt和Iwt被输入至转弯侧微计算机56。然后，转弯侧微计算机56基于状态量来计算转弯侧电机控制信号Mt，并且输出计算出的转弯侧电机控制信号Mt。

具体地，转弯侧微计算机56包括：转弯对应角计算单元71，该转弯对应角计算单元71基于旋转角θt来计算转弯对应角θp；目标转弯扭矩计算单元72，该目标转弯扭矩计算单元72计算目标转弯扭矩Tt*；以及转弯侧电机控制信号计算单元73，该转弯侧电机控制信号计算单元73计算转弯侧电机控制信号Mt。目标转弯扭矩Tt*是从转弯侧电机32输出的电机扭矩的目标值，并且对应于扭矩指令值。因此，目标转弯扭矩计算单元72对应于扭矩指令值计算单元。

转弯侧电机32的旋转角θt被输入至转弯对应角计算单元71。转弯对应角计算单元71例如通过从车辆直线行进的中立位置计数转弯侧电机32的转数将输入的旋转角θt转换成绝对角，并且获取该绝对角。转弯对应角计算单元71通过将已转换成绝对角的旋转角乘以第二转换因子来计算转弯对应角θp。基于传动机构33的减速比、转换机构34的引导(lead)以及齿条小齿轮机构24的旋转速度比来预先设置第二转换因子。也就是说，转弯对应角θp对应于可以转换成转弯侧电机32的旋转角θt的可转换角。当假定小齿轮轴21连接至转向轴11时，转弯对应角θp与方向盘3的转向角θh基本上匹配。计算出的转弯对应角θp被输出至目标转弯扭矩计算单元72。

目标转弯对应角θp*、转弯对应角θp和检测轴向力值Fa_d被输入至目标转弯扭矩计算单元72。目标转弯扭矩计算单元72如稍后将描述的那样通过执行用于将转弯对应角θp调整为目标转弯对应角θp*的角度控制来计算目标转弯扭矩Tt*，并且将计算出的目标转弯扭矩Tt*输出至转弯侧电机控制信号计算单元73。

除了目标转弯扭矩Tt*之外，旋转角θt和相电流值Iut、Ivt和Iwt被输入至转弯侧电机控制信号计算单元73。转弯侧电机控制信号计算单元73基于目标转弯扭矩Tt*计算dq坐标系中的d轴上的d轴电流指令值Idt*和q轴上的q轴电流指令值Iqt*。

具体地，转弯侧电机控制信号计算单元73计算绝对值随着目标转弯扭矩Tt*的绝对值增加而增加的q轴电流指令值Iqt*。在本实施方式中，d轴上的d轴电流指令值Idt*基本上被设置为零。与转向侧电机控制信号计算单元65类似，转弯侧电机控制信号计算单元73通过在dq坐标系中执行电流反馈(F/B)控制来计算转弯侧电机控制信号Mt。在计算转弯侧电机控制信号Mt的过程中计算出的q轴电流值Iqt被输出至目标反作用扭矩计算单元63。

计算出的转弯侧电机控制信号Mt被输出至转弯侧驱动电路57。因此，与转弯侧电机控制信号Mt对应的驱动电力从转弯侧驱动电路57被供应至转弯侧电机32。转弯侧电机32将由目标转弯扭矩Tt*指示的转弯力施加至转弯轮5。

下面将描述目标反作用扭矩计算单元63的配置。如图3所示，目标反作用扭矩计算单元63包括：计算作为输入扭矩基础分量的扭矩F/B分量Tfbt的输入扭矩基础分量计算单元81；以及计算反作用分量Fir的反作用分量计算单元82。扭矩F/B分量Tfbt是用于使方向盘3沿驾驶员的转向方向旋转的力。反作用分量Fir是抵抗由于驾驶员的转向而引起的方向盘3的旋转的力。目标反作用扭矩计算单元63包括：计算目标转向角θh*的目标转向角计算单元83；以及计算转向角F/B分量Tfbh的转向角F/B分量计算单元84。目标反作用扭矩计算单元63基于扭矩F/B分量Tfbt和转向角F/B分量Tfbh来计算目标反作用扭矩Ts*。

具体地，转向扭矩Th被输入至输入扭矩基础分量计算单元81。输入扭矩基础分量计算单元81包括：计算目标转向扭矩Th*的目标转向扭矩计算单元91；以及通过执行扭矩F/B控制来计算扭矩F/B分量Tfbt的扭矩F/B分量计算单元92。目标转向扭矩Th*是要输入至转向单元4的转向扭矩Th的目标值。

通过使加法器93将扭矩F/B分量Tfbt与转向扭矩Th相加而获得的驱动扭矩Tc被输入至目标转向扭矩计算单元91。目标转向扭矩计算单元91计算绝对值随着驱动扭矩Tc的绝对值增加而增加的目标转向扭矩Th*。驱动扭矩Tc是用于使其中转向单元4和转弯单元6机械连接的转向装置中的转弯轮5转弯的扭矩，并且与施加至齿条轴22的轴向力大致匹配。也就是说，驱动扭矩Tc对应于通过估计施加至齿条轴22的轴向力而获得的计算轴向力。

通过使减法器94从转向扭矩Th中减去目标转向扭矩Th*而获得的扭矩差ΔTh被输入至扭矩F/B分量计算单元92。扭矩F/B分量计算单元92基于扭矩差ΔTh通过执行用于使转向扭矩Th符合目标转向扭矩Th*的扭矩F/B控制来计算扭矩F/B分量Tfbt。具体地，扭矩F/B分量计算单元92使用扭矩差ΔTh作为输入来计算比例分量、积分分量和微分分量之和作为扭矩F/B分量Tfbt。计算出的扭矩F/B分量Tfbt被输出至加法器85和93以及目标转向角计算单元83。

车速Vb和转弯侧电机32的q轴电流值Iqt以及目标转弯对应角θp*被输入至反作用分量计算单元82。反作用分量计算单元82基于所输入的状态量来计算与施加至齿条轴22的轴向力对应的反作用分量Fir。反作用分量Fir对应于通过估计施加至齿条轴22的轴向力而获得的计算轴向力。

具体地，反作用分量计算单元82包括：计算角度轴向力Fib的角度轴向力计算单元101；以及计算电流轴向力Fer的电流轴向力计算单元102。角度轴向力Fib和电流轴向力Fer以扭矩的维度(N·m)来计算。反作用分量计算单元82包括分配轴向力计算单元103，该分配轴向力计算单元103通过将角度轴向力Fib和电流轴向力Fer以单独设置的预定分配比例相加来计算反作用分量Fir。设置预定分配比例，使得从路面施加至转弯轮5的轴向力即从路面传递的路面信息被反映在反作用分量Fir中。

目标转弯对应角θp*和车速Vb被输入至角度轴向力计算单元101。角度轴向力计算单元101基于目标转弯对应角θp*和车速Vb来计算角度轴向力Fib。角度轴向力Fib是在任意设置的模型中的轴向力的理想值，并且是不包括路面信息的轴向力，路面信息例如是不影响车辆的横向行为的微小不平整或者影响车辆的横向行为的台阶部分。

具体地，角度轴向力计算单元101计算绝对值随着目标转弯对应角θp*的绝对值增加而增加的角度轴向力Fib。角度轴向力计算单元101计算绝对值随着车速Vb增加而增加的角度轴向力Fib。计算出的角度轴向力Fib被输出至分配轴向力计算单元103。

转弯侧电机32的q轴电流值Iqt被输入至电流轴向力计算单元102。电流轴向力计算单元102基于q轴电流值Iqt来计算施加至转弯轮5的轴向力。电流轴向力Fer是施加至转弯轮5的轴向力的估计值，并且是包括路面信息的轴向力。

具体地，电流轴向力计算单元102计算绝对值随着q轴电流值Iqt的绝对值增加而增加的电流轴向力Fer的绝对值。这是基于如下假设：从转弯侧电机32施加至齿条轴22的扭矩与基于从路面施加至转弯轮5的力的扭矩平衡。计算出的电流轴向力Fer被输出至分配轴向力计算单元103。

角度轴向力Fib和电流轴向力Fer被输入至分配轴向力计算单元103。在分配轴向力计算单元103中，通过实验等预先设置指示电流轴向力Fer的分配比例的电流分配增益和指示角度轴向力Fib的分配比例的角度分配增益。分配轴向力计算单元103通过将由角度轴向力Fib乘以角度分配增益获得的值与由电流轴向力Fer乘以电流分配增益获得的值相加来计算反作用分量Fir。计算出的反作用分量Fir被输出至目标转向角计算单元83。

车速Vb、转向扭矩Th、扭矩F/B分量Tfbt和反作用分量Fir被输入至目标转向角计算单元83。目标转向角计算单元83使用表达式(1)的转向模型公式来计算目标转向角θh*，其中目标转向角θh*与输入扭矩Tin*相关，输入扭矩Tin*通过将转向扭矩Th与扭矩F/B分量Tfbt相加并从中减去反作用分量Fir而获得。

Tin*＝C·θh*’+J·θh*” (1)

该模型公式限定并表示其中方向盘3和转弯轮5机械连接的结构(即转向单元4和转弯单元6机械连接的结构)中随着方向盘3的旋转而旋转的旋转轴的扭矩与旋转轴的旋转角之间的关系。该模型公式使用对转向装置2的摩擦等进行建模的粘度系数C和对转向装置2的惯性进行建模的惯性系数J来表示。粘度系数C和惯性系数J被设置成根据车速Vb而变化。使用模型公式计算出的目标转向角θh*被输出至目标转弯对应角计算单元64。

通过使减法器86从目标转向角θh*中减去转向角θh而获得的角度差Δθh被输入至转向角F/B分量计算单元84。转向角F/B分量计算单元84基于角度差Δθh通过执行用于使转向角θh符合目标转向角θh*的角度F/B控制来计算转向角F/B分量Tfbh。具体地，转向角F/B分量计算单元84使用角度差Δθh作为输入来计算比例分量、积分分量和微分分量之和作为转向角F/B分量Tfbh。计算出的转向角F/B分量Tfbh被输出至加法器85。

目标反作用扭矩计算单元63通过使加法器85将转向角F/B分量Tfbh与扭矩F/B分量Tfbt相加来计算目标反作用扭矩Ts*。计算出的目标反作用扭矩Ts*被输出至转向侧电机控制信号计算单元65。

如上所述，目标反作用扭矩计算单元63基于作为计算轴向力的驱动扭矩Tc来计算用于扭矩F/B控制的目标转向扭矩Th*，基于作为计算轴向力的反作用分量Fir来计算用于角度F/B控制的目标转向角θh*，并且通过将它们相加来计算目标反作用扭矩Ts*。因此，从转向侧电机13施加的转向反作用力基本上是抵抗驾驶员的转向的力，并且还可以根据计算轴向力与施加至齿条轴22的实际轴向力之间的差而作为用于辅助驾驶员的转向的力。

下面将描述目标转弯扭矩计算单元72的配置。图2所示的目标转弯扭矩计算单元72通过执行用于将转弯对应角θp调整为目标转弯对应角θp*的角度控制来计算目标转弯扭矩Tt*。根据本实施方式的目标转弯扭矩计算单元72执行作为角度控制的用于使转弯对应角θp符合目标转弯对应角θp*的角度F/B控制、基于目标转弯对应角θp*的前馈控制以及基于作为转弯对应角θp的变化率的转弯对应角速度ωp的阻尼控制。目标转弯扭矩计算单元72基于由轴向力传感器46检测到的检测轴向力值Fa_d来改变用于执行角度控制的控制增益。因此，实现了角度控制的优化。在以下描述中，词语“前馈”可以被称为“F/F”。

具体地，如图4所示，目标转弯扭矩计算单元72包括计算角度F/B扭矩Tfbp的角度F/B扭矩计算单元111、计算角度F/F扭矩Tffp的角度F/F扭矩计算单元112以及计算阻尼扭矩Tdmp的阻尼扭矩计算单元113。目标转弯扭矩计算单元72计算通过将角度F/F扭矩Tffp、角度F/B扭矩Tfbp和阻尼扭矩Tdmp相加而获得的值作为目标转弯扭矩Tt*。

通过使减法器114从目标转弯对应角θp*中减去转弯对应角θp而获得的角度差Δθp和检测轴向力值Fa_d被输入至角度F/B扭矩计算单元111。角度F/B扭矩计算单元111通过基于输入状态量执行如稍后将描述的角度F/B控制来计算角度F/B扭矩Tfbp。计算出的角度F/B扭矩Tfbp被输出至加法器115。

目标转弯对应角θp*和检测轴向力值Fa_d被输入至角度F/F扭矩计算单元112。角度F/F扭矩计算单元112通过基于输入状态量执行如稍后将描述的角度F/F控制来计算角度F/F扭矩Tffp。计算出的角度F/F扭矩Tffp被输出至加法器115。

通过对转弯对应角θp进行微分而获得的转弯对应角速度ωp和检测轴向力值Fa_d被输入至阻尼扭矩计算单元113。阻尼扭矩计算单元113通过基于输入状态量执行如稍后将描述的阻尼控制来计算阻尼扭矩Tdmp。计算出的阻尼扭矩Tdmp被输出至加法器115。

目标转弯扭矩计算单元72通过使加法器115将角度F/F扭矩Tffp、角度F/B扭矩Tfbp和阻尼扭矩Tdmp相加来计算目标转弯扭矩Tt*。

下面将描述角度F/B扭矩计算单元111的配置。如图5所示，角度F/B扭矩计算单元111通过执行作为角度F/B控制的PID控制来计算角度F/B扭矩Tfbp。

具体地，角度F/B扭矩计算单元111包括计算比例分量Tp的比例分量计算单元121、计算积分分量Ti的积分分量计算单元122以及计算微分分量Td的微分分量计算单元123。由比例分量计算单元121计算的比例分量Tp被输出至加法器124。由积分分量计算单元122计算的积分分量Ti被输出至加法器124。由微分分量计算单元123计算的微分分量Td被输出至加法器124。角度F/B扭矩计算单元111通过使加法器124将比例分量Tp、积分分量Ti和微分分量Td相加来计算角度F/B扭矩Tfbp。下面将依次描述比例分量计算单元121、积分分量计算单元122和微分分量计算单元123。

比例分量计算单元121

角度差Δθp和检测轴向力值Fa_d被输入至比例分量计算单元121。比例分量计算单元121通过将角度差Δθp乘以比例增益Kp来计算比例分量Tp，比例增益Kp是基于检测轴向力值Fa_d的控制增益和F/B增益。

具体地，比例分量计算单元121包括计算比例增益Kp的比例增益计算单元131。检测轴向力值Fa_d被输入至比例增益计算单元131。比例增益计算单元131基于检测轴向力值Fa_d计算比例增益Kp，并且将计算出的比例增益Kp输出至乘法器132。除了比例增益Kp之外，角度差Δθp被输入至乘法器132。比例分量计算单元121通过使乘法器132将角度差Δθp乘以比例增益Kp来计算比例分量Tp。计算出的比例分量Tp被输出至加法器124。

如图6所示，比例增益计算单元131包括计算对应于轴向力的轴向力响应增益Kfa的轴向力响应增益计算单元141。检测轴向力值Fa_d被输入至轴向力响应增益计算单元141。轴向力响应增益计算单元141包括其中限定了检测轴向力值Fa_d与轴向力响应增益Kfa之间的关系的映射。轴向力响应增益计算单元141参考映射计算对应于检测轴向力值Fa_d的轴向力响应增益Kfa。在映射中，当检测轴向力值Fa_d为零时，轴向力响应增益Kfa被设置成大于零。在映射中，轴向力响应增益Kfa被设置成随着检测轴向力值Fa_d的绝对值的增加而线性增加。

计算出的轴向力响应增益Kfa被输出至乘法器142。除了轴向力响应增益Kfa之外，作为预设常数的比例基础增益Kpb被输入至乘法器142。比例增益计算单元131通过使乘法器142将比例基础增益Kpb乘以轴向力响应增益Kfa来计算比例增益Kp。计算出的比例增益Kp被输出至图5所示的乘法器132。

积分分量计算单元122

如图5所示，角度差Δθp和检测轴向力值Fa_d被输入至积分分量计算单元122。积分分量计算单元122通过将角度差Δθp乘以积分增益Ki来计算积分基础分量Tib，该积分增益Ki是对应于检测轴向力值Fa_d的控制增益和F/B增益。积分分量计算单元122通过将积分值与在最新计算周期中计算的积分基础分量Tib相加来计算积分分量Ti，该积分值是通过对直到仅前一计算周期计算的积分基础分量Tib的值进行积分而获得的。

具体地，积分分量计算单元122包括计算积分增益Ki的积分增益计算单元133。检测轴向力值Fa_d被输入至积分增益计算单元133。积分增益计算单元133基于检测轴向力值Fa_d计算积分增益Ki并且将计算出的积分增益Ki输出至乘法器134。除了积分增益Ki之外，角度差Δθp被输入至乘法器134。积分分量计算单元122通过使乘法器134将角度差Δθp乘以积分增益Ki来计算积分基础分量Tib。计算出的积分基础分量Tib被输出至加法器135。除了积分基础分量Tib之外，积分值被输入至加法器135。积分分量计算单元122通过使加法器135将积分值与积分基础分量Tib相加来计算积分分量Ti。

类似于比例增益计算单元131，积分增益计算单元133计算积分增益Ki。也就是说，积分增益计算单元133通过将积分基础增益Kib乘以轴向力响应增益Kfa来计算积分增益Ki。乘以积分基础增益Kib的轴向力响应增益Kfa可以具有与乘以比例基础增益Kpb的轴向力响应增益Kfa相同的值，或者与其不同的值。

微分分量计算单元123

角度差Δθp和检测轴向力值Fa_d被输入至微分分量计算单元123。微分分量计算单元123通过将通过对角度差Δθp进行微分而获得的角速度差Δωp乘以微分增益Kd来计算微分分量Td，该微分增益Kd是控制增益和对应于检测轴向力值Fa_d的F/B增益。

具体地，微分分量计算单元123包括计算微分增益Kd的微分增益计算单元136。检测轴向力值Fa_d被输入至微分增益计算单元136。微分增益计算单元136基于检测轴向力值Fa_d计算微分增益Kd并且将计算出的微分增益Kd输出至乘法器137。除了微分增益Kd之外，角速度差Δωp被输入至乘法器137。微分分量计算单元123通过使乘法器137将角速度差Δωp乘以微分增益Kd来计算微分分量Td。

类似于比例增益计算单元131，微分增益计算单元136计算微分增益Kd。也就是说，微分增益计算单元136通过将微分基础增益Kdb乘以轴向力响应增益Kfa来计算微分增益Kd。乘以微分基础增益Kdb的轴向力响应增益Kfa可以具有与乘以比例基础增益Kpb的轴向力响应增益Kfa相同的值，或者与其不同的值。

如上所述，角度F/B扭矩计算单元111计算角度F/B扭矩Tfbp，同时基于施加至齿条轴22的轴向力改变比例增益Kp、积分增益Ki和微分增益Kd。

下面将描述角度F/F扭矩计算单元112的配置。如图7所示，角度F/F扭矩计算单元112包括计算SAT分量Tsat的SAT分量计算单元151、计算设备分量Tplt的设备分量计算单元152、以及计算角度F/F增益Kffp的角度F/F增益计算单元153。SAT分量Tsat表示用于补偿对应于施加至转弯轮5的自对准扭矩的干扰的扭矩。设备分量Tplt表示用于基于***的设备特性补偿干扰的扭矩，其中用于转弯侧电机32的q轴电流指令值Iqt*作为输入并且其中转弯对应角θp作为输出。角度F/F扭矩计算单元112通过将角度F/F增益Kffp乘以通过将SAT分量Tsat与设备分量Tplt相加而获得的相加值来计算角度F/F扭矩Tffp。

具体地，目标转弯对应角θp*被输入至SAT分量计算单元151。SAT分量计算单元151通过将目标转弯对应角θp*乘以预设的SAT系数来计算SAT分量Tsat。SAT系数是表示施加至转弯轮5的自对准扭矩与转弯对应角θp之间的关系的系数，并且是预先设置的。计算出的SAT分量Tsat被输出至加法器154。

目标转弯对应角θp*被输入至设备分量计算单元152。设备分量计算单元152计算通过将目标转弯对应角θp*输入至表示***的设备特性的预设传递函数作为设备分量Tplt而获得的输出。计算出的设备分量Tplt被输出至加法器154。

检测轴向力值Fa_d被输入至角度F/F增益计算单元153。类似于比例增益计算单元131，角度F/F增益计算单元153计算角度F/F增益Kffp。也就是说，角度F/F增益计算单元153通过将F/F基础增益Kffbp乘以轴向力响应增益Kfa来计算角度F/F增益Kffp。乘以F/F基础增益Kffbp的轴向力响应增益Kfa可以具有与乘以比例基础增益Kpb的轴向力响应增益Kfa相同的值，或者与其不同的值。计算出的角度F/F增益Kffp被输出至乘法器155。

角度F/F扭矩计算单元112通过使加法器154将SAT分量Tsat与设备分量Tplt相加来计算相加值Affp。计算出的相加值Affp被输出至乘法器155。角度F/F扭矩计算单元112通过使乘法器155将相加值Affp乘以角度F/F增益Kffp来计算角度F/F扭矩Tffp。以这种方式，角度F/F扭矩计算单元112计算角度F/F扭矩Tffp，同时基于施加至齿条轴22的轴向力改变角度F/F增益Kffp。

下面将描述阻尼扭矩计算单元113的配置。如图8所示，阻尼扭矩计算单元113包括计算阻尼基础分量Tdmpb的阻尼基础分量计算单元161和计算阻尼增益Kdmp的阻尼增益计算单元162。阻尼扭矩计算单元113通过将阻尼基础分量Tdmpb乘以阻尼增益Kdmp来计算阻尼扭矩Tdmp。

具体地，转弯对应角速度ωp被输入至阻尼基础分量计算单元161。阻尼增益计算单元162包括其中限定了转弯对应角速度ωp与阻尼基础分量Tdmpb之间的关系的映射。阻尼基础分量计算单元161参考安培(amp)计算其绝对值对应于转弯对应角速度ωp的阻尼基础分量Tdmpb。阻尼基础分量计算单元161将阻尼基础分量Tdmpb的符号设置为与转弯对应角速度ωp的符号相同的符号。在映射中，当转弯对应角速度ωp为零时，阻尼基础分量Tdmpb被设置为零。在映射中，阻尼基础分量Tdmpb被设置成随着转弯对应角速度ωp的绝对值的增加而增加。计算出的阻尼基础分量Tdmpb被输出至乘法器163。

检测轴向力值Fa_d被输入至阻尼增益计算单元162。阻尼增益计算单元162类似于比例增益计算单元131计算阻尼增益Kdmp。也就是说，阻尼增益计算单元162通过将阻尼基础增益Kdmpb乘以轴向力响应增益Kfa来计算阻尼增益Kdmp。乘以阻尼基础增益Kdmpb的轴向力响应增益Kfa可以具有与乘以比例基础增益Kpb的轴向力响应增益Kfa相同的值，或者与其不同的值。计算出的阻尼增益Kdmp被输出至乘法器163。

阻尼扭矩计算单元113通过使乘法器163将阻尼基础分量Tdmpb乘以阻尼增益Kdmp来计算阻尼扭矩Tdmp。以这种方式，阻尼扭矩计算单元113计算阻尼扭矩Tdmp，同时基于施加至齿条轴22的轴向力改变阻尼增益Kdmp。

如上所述，目标转弯扭矩计算单元72基于通过改变控制增益施加至齿条轴22的轴向力来计算角度F/B扭矩Tfbp、角度F/F扭矩Tffp和阻尼扭矩Tdmp，并且基于此计算目标转弯扭矩Tt*。因此，可以实现角度控制的优化。

下面将描述该实施方式的操作和优点。(1)由于目标转弯扭矩计算单元72基于检测轴向力值Fa_d改变用于角度控制的控制增益，因此可以根据施加至齿条轴22的轴向力实现角度控制的优化，并且减轻驾驶员的不适感。

(2)由于目标转弯扭矩计算单元72基于检测轴向力值Fa_d来调整控制增益，该检测轴向力值Fa_d是由轴向力传感器46直接检测到的轴向力，因此可以在适当考虑施加至齿条轴22的轴向力的情况下实现角度控制的优化。

(3)目标转弯扭矩计算单元72执行以下控制：用于使转弯对应角θp符合目标转弯对应角θp*的角度F/B控制、基于目标转弯对应角θp*的角度F/F控制、以及基于转弯对应角速度ωp的阻尼控制，该转弯对应角速度ωp是作为角度控制的转弯对应角θp的变化率。基于检测轴向力值Fa_d而改变的控制增益包括比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd、角度F/F增益Kffp和阻尼增益Kdmp。因此，可以适当地将转弯对应角θp调整为目标转弯对应角θp*。

第二实施方式

下面将参照附图描述根据第二实施方式的转向控制装置。出于便于描述的目的，相同的元件将由与第一实施方式中相同的附图标记表示，并且将不再重复其描述。

在该实施方式中，左前轮传感器42l除了检测轮速Vfl之外，还检测施加至左转弯轮5的载荷。右前轮传感器42r除了检测轮速Vfr之外，还检测施加至右转弯轮5上的载荷。

具体地，如图9所示，基于施加至左转弯轮5的力，左前轮传感器42l检测作为车辆的纵向方向(即，车辆纵向方向)的x轴方向上的纵向载荷Fx、作为车辆的横向方向(即，车辆横向方向)的y轴方向上的横向载荷Fy以及作为车辆的车辆竖直方向(即，车辆竖直方向)的z轴方向上的竖直载荷Fz。基于施加至转弯轮5的力，左前轮传感器42l检测侧倾(roll)方向上的侧倾力矩载荷Mx、俯仰(pitch)方向上的俯仰力矩载荷My以及横摆(yaw)方向上的横摆力矩载荷Mz。类似地，右前轮传感器42r检测纵向载荷Fx、横向载荷Fy、竖直载荷Fz、侧倾力矩载荷Mx、俯仰力矩载荷My以及横摆力矩载荷Mz。左前轮传感器42l中的载荷Fx、Fy、Fz、Mx、My和Mz的加(plus)和减(minus)(即，正和负)方向与右前轮传感器42r中的载荷Fx、Fy、Fz、Mx、My和Mz的加(plus)和减(minus)(即，正和负)方向相同。

施加至齿条轴22的轴向力是通过将施加至转弯轮5的纵向载荷Fx、横向载荷Fy、竖直载荷Fz、侧倾力矩载荷Mx、俯仰力矩载荷My和横摆力矩载荷Mz传递至齿条轴22并且组合载荷而获得的。也就是说，左前轮传感器42l和右前轮传感器42r对应于轮胎力传感器和轴向力相关传感器。

左前轮传感器42l将作为纵向载荷Fx的检测值的检测纵向载荷值Fx_d、作为横向载荷Fy的检测值的检测横向载荷值Fy_d、作为竖直载荷Fz的检测值的检测竖直载荷值Fz_d、作为侧倾力矩载荷Mx的检测值的检测侧倾力矩载荷值Mx_d、作为俯仰力矩载荷My的检测值的检测俯仰力矩载荷值My_d、以及作为横摆力矩载荷Mz的检测值的检测横摆力矩载荷值Mz_d输出至转向控制装置1。类似地，右前轮传感器42r将检测到的纵向载荷值Fx_d、检测到的横向载荷值Fy_d、检测到的竖直载荷值Fz_d、检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d、检测到的俯仰力矩载荷值My_d以及检测到的横摆力矩载荷值Mz_d输出至转向控制装置1。

转向控制装置1基于检测到的载荷值改变角度控制的控制增益。根据该实施方式的转向控制装置1使用由左前轮传感器42l检测到的对应检测载荷值和由右前轮传感器42r检测到的对应检测载荷值的平均值作为每个检测载荷值。

如图10所示，检测到的纵向载荷值Fx_d、检测到的横向载荷值Fy_d、检测到的竖直载荷值Fz_d、检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d、检测到的俯仰力矩载荷值My_d以及检测到的横摆力矩载荷值Mz_d被输入至比例增益计算单元131。比例增益计算单元131包括计算纵向载荷响应增益Kfx的纵向载荷响应增益计算单元201、计算横向载荷响应增益Kfy的横向载荷响应增益计算单元202以及计算竖直载荷响应增益Kfz的竖直载荷响应增益计算单元203。比例增益计算单元131包括计算侧倾力矩载荷响应增益Kmx的侧倾力矩载荷响应增益计算单元204、计算俯仰力矩载荷响应增益Kmy的俯仰力矩载荷响应增益计算单元205、以及计算横摆力矩载荷响应增益Kmz的横摆力矩载荷响应增益计算单元206。比例增益计算单元131通过将比例基础增益Kpb乘以纵向载荷响应增益Kfx、横向载荷响应增益Kfy、竖直载荷响应增益Kfz、侧倾力矩载荷响应增益Kmx、俯仰力矩载荷响应增益Kmy以及横摆力矩载荷响应增益Kmz来计算比例增益Kp。

具体地，检测到的纵向载荷值Fx_d被输入至纵向载荷响应增益计算单元201。纵向载荷响应增益计算单元201包括其中限定了检测到的纵向载荷值Fx_d与纵向载荷响应增益Kfx之间的关系的映射。纵向载荷响应增益计算单元201参考映射基于检测到的纵向载荷值Fx_d来计算纵向载荷响应增益Kfx。在映射中，当检测到的纵向载荷值Fx_d为零时，纵向载荷响应增益Kfx被设置成大于零。在映射中，纵向载荷响应增益Kfx被设置成随着检测到的纵向载荷值Fx_d的增加而线性增加。计算出的纵向载荷响应增益Kfx被输出至乘法器207。

检测到的横向载荷值Fy_d被输入至横向载荷响应增益计算单元202。横向载荷响应增益计算单元202包括其中限定了检测到的横向载荷值Fy_d与横向载荷响应增益Kfy之间的关系的映射。横向载荷响应增益计算单元202参考映射基于检测到的横向载荷值Fy_d来计算横向载荷响应增益Kfy。在映射中，当检测到的横向载荷值Fy_d为零时，横向载荷响应增益Kfy被设置成大于零。在映射中，横向载荷响应增益Kfy被设置成随着检测到的横向载荷值Fy_d的绝对值的增加而线性增加。计算出的横向载荷响应增益Kfy被输出至乘法器207。

检测到的竖直载荷值Fz_d被输入至竖直载荷响应增益计算单元203。竖直载荷响应增益计算单元203包括其中限定了检测到的竖直载荷值Fz_d与竖直载荷响应增益Kfz之间的关系的映射。竖直载荷响应增益计算单元203参考映射基于检测到的竖直载荷值Fz_d来计算竖直载荷响应增益Kfz。在映射中，当检测到的竖直载荷值Fz_d为零时，竖直载荷响应增益Kfz被设置成大于零。在映射中，竖直载荷响应增益Kfz被设置成随着检测到的竖直载荷值Fz_d的增加而线性增加。计算出的竖直载荷响应增益Kfz被输出至乘法器207。

检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d被输入至侧倾力矩载荷响应增益计算单元204。侧倾力矩载荷响应增益计算单元204包括其中限定了检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d与侧倾力矩载荷响应增益Kmx之间的关系的映射。侧倾力矩载荷响应增益计算单元204参考映射基于检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d来计算侧倾力矩载荷响应增益Kmx。在映射中，当检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d为零时，侧倾力矩载荷响应增益Kmx被设置成大于零。在映射中，侧倾力矩载荷响应增益Kmx被设置成随着检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d的绝对值的增加而线性增加。计算出的侧倾力矩载荷响应增益Kmx被输出至乘法器207。

检测到的俯仰力矩载荷值My_d被输入至俯仰力矩载荷响应增益计算单元205。俯仰力矩载荷响应增益计算单元205包括其中限定了检测到的俯仰力矩载荷值My_d与俯仰力矩载荷响应增益Kmy之间的关系的映射。俯仰力矩载荷响应增益计算单元205参考映射基于检测到的俯仰力矩载荷值My_d来计算俯仰力矩载荷响应增益Kmy。在映射中，当检测到的俯仰力矩载荷值My_d为零时，俯仰力矩载荷响应增益Kmy被设置成大于零。在映射中，俯仰力矩载荷响应增益Kmy被设置成随着检测到的俯仰力矩载荷值My_d的增加而线性增加。计算出的俯仰力矩载荷响应增益Kmy被输出至乘法器207。

检测到的横摆力矩载荷值Mz_d被输入至横摆力矩载荷响应增益计算单元206。横摆力矩载荷响应增益计算单元206包括其中限定了检测到的横摆力矩载荷值Mz_d与横摆力矩载荷响应增益Kmz之间的关系的映射。横摆力矩载荷响应增益计算单元206参考映射基于检测到的横摆力矩载荷值Mz_d来计算横摆力矩载荷响应增益Kmz。在映射中，当检测到的横摆力矩载荷值Mz_d为零时，横摆力矩载荷响应增益Kmz被设置成大于零。在映射中，横摆力矩载荷响应增益Kmz被设置成随着检测到的横摆力矩载荷值Mz_d的绝对值的增加而线性增加。计算出的横摆力矩载荷响应增益Kmz被输出至乘法器207。

除了纵向载荷响应增益Kfx、横向载荷响应增益Kfy、竖直载荷响应增益Kfz、侧倾力矩载荷响应增益Kmx、俯仰力矩载荷响应增益Kmy以及横摆力矩载荷响应增益Kmz之外，比例基础增益Kpb被输入至乘法器207。比例增益计算单元131通过使乘法器207将比例基础增益Kpb乘以纵向载荷响应增益Kfx、横向载荷响应增益Kfy、竖直载荷响应增益Kfz、侧倾力矩载荷响应增益Kmx、俯仰力矩载荷响应增益Kmy以及横摆力矩载荷响应增益Kmz来计算比例增益Kp。因此，根据施加至转弯轮5的纵向载荷Fx、横向载荷Fy、竖直载荷Fz、侧倾力矩载荷Mx、俯仰力矩载荷My以及横摆力矩载荷Mz来改变比例增益Kp。计算出的比例增益Kp被输出至图5所示的乘法器132。

类似地，检测到的载荷值Fx_d、Fy_d、Fz_d、Mx_d、My_d和Mz_d被输入至积分增益计算单元133、微分增益计算单元136、角度F/F增益计算单元153和阻尼增益计算单元162。类似于比例增益计算单元131，增益计算单元133、136、153和162根据对应的载荷Fx、Fy、Fz、Mx、My和Mz来改变控制增益。

因此，目标转弯扭矩计算单元72根据通过改变控制增益施加至转弯轮5的纵向载荷Fx、横向载荷Fy、竖直载荷Fz、侧倾力矩载荷Mx、俯仰力矩载荷My和横摆力矩载荷Mz来计算角度F/B扭矩Tfbp、角度F/F扭矩Tffp和阻尼扭矩Tdmp，并且基于此来计算目标转弯扭矩Tt*。因此，可以实现角度控制的优化。

下面将描述该实施方式的操作和优点。除了与第一实施方式中的(3)的操作和优点相同的操作和优点之外，在该实施方式中可以实现以下操作和优点。

(4)目标转弯扭矩计算单元72基于检测到的纵向载荷值Fx_d、检测到的横向载荷值Fy_d、检测到的竖直载荷值Fz_d、检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d、检测到的俯仰力矩载荷值My_d以及检测到的横摆力矩载荷值Mz_d来改变用于角度控制的控制增益。因此，可以根据施加至齿条轴22的轴向力来实现角度控制的优化，并且减轻驾驶员的不适感。

(5)目标转弯扭矩计算单元72基于检测到的纵向载荷值Fx_d、检测到的横向载荷值Fy_d、检测到的竖直载荷值Fz_d、检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d、检测到的俯仰力矩载荷值My_d以及检测到的横摆力矩载荷值Mz_d来调整控制增益。因此，利用前述配置，可以基于影响轴向力的分量来实现角度控制的精细优化。

前述实施方式可以被修改如下。除非出现技术矛盾，否则可以组合前述实施方式和以下修改示例。在前述实施方式中，可以适当地修改角度控制的执行模式。例如，可以不执行角度F/F控制和阻尼控制中的至少一个。

在前述实施方式中，角度F/B扭矩计算单元111执行作为角度F/B控制的PID控制，但是本发明不限于此，并且例如，可以执行PI控制。可以适当地修改角度F/B控制的执行模式。

在前述实施方式中，角度F/F扭矩计算单元112可以仅基于SAT分量Tsat和设备分量Tplt之一来计算角度F/F扭矩Tffp。

在第一实施方式中，基于检测轴向力值Fa_d来改变比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd、角度F/F增益Kffp和阻尼增益Kdmp，但是本发明不限于此。只要基于检测轴向力值Fa_d来改变控制增益中的至少一个，可以不改变其他增益。

在第二实施方式中，可以检测车辆的纵向方向上的纵向加速度，并且可以使用检测到的纵向加速度值来代替检测到的纵向载荷值Fx_d。可以检测车辆的横向方向上的横向加速度，并且可以使用检测到的横向加速度值来代替检测到的横向载荷值Fy_d。可以检测车辆的竖直方向上的竖直加速度，并且可以使用检测到的竖直加速度值来代替检测到的竖直载荷值Fz_d。

在第二实施方式中，基于检测到的纵向载荷值Fx_d、检测到的横向载荷值Fy_d、检测到的竖直载荷值Fz_d、检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d、检测到的俯仰力矩载荷值My_d以及检测到的横摆力矩载荷值Mz_d来改变比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd、角度F/F增益Kffp以及阻尼增益Kdmp，但是本发明不限于此。只要改变控制增益中的至少一个，可以不改变其他增益。

在第二实施方式中，基于检测到的纵向载荷值Fx_d、检测到的横向载荷值Fy_d、检测到的竖直载荷值Fz_d、检测到的侧倾力矩载荷值Mx_d、检测到的俯仰力矩载荷值My_d以及检测到的横摆力矩载荷值Mz_d来改变比例增益Kp。然而，比例增益Kp可以不基于所有检测到的载荷值Fx_d、Fy_d、Fz_d、Mx_d、My_d、和Mz_d来改变并且比例增益Kp可以基于检测到的载荷值Fx_d、Fy_d、Fz_d、Mx_d、My_d和Mz_d中的至少一个来改变。这同样适用于积分增益Ki、微分增益Kd、角度F/F增益Kffp和阻尼增益Kdmp。

在前述实施方式中，目标反作用扭矩Ts*是通过使用扭矩F/B分量Tfbt将扭矩F/B分量Tfbt与转向角F/B分量Tfbh相加来计算的，该扭矩F/B分量Tfbt通过执行用于使转向扭矩Th符合目标转向扭矩Th*的扭矩F/B控制被计算为输入扭矩基础分量。本发明不限于此，并且可以适当地修改目标反作用扭矩Ts*的计算模式。例如，在用于输入扭矩基础分量的另一计算模式中，可以计算输入扭矩基础分量，该输入扭矩基础分量的绝对值随着转向扭矩Th的绝对值增加而增加。例如，可以采用其中不执行转向角F/B控制并且基于输入扭矩Tin*直接计算目标反作用扭矩Ts*的模式，或者其中基于反作用分量Fir直接计算目标反作用扭矩Ts*的模式。例如，可以基于反作用分量Fir来计算目标转向扭矩，并且可以将通过执行用于使转向扭矩Th符合目标转向扭矩的扭矩F/B控制而获得的值计算为目标反作用扭矩Ts*。

在前述实施方式中，用于由转向角F/B分量计算单元84执行的角度F/B控制的控制增益可以类似于用于由目标转弯扭矩计算单元72执行的角度F/B控制的控制增益而改变。目标反作用扭矩计算单元63可以执行与由目标转弯扭矩计算单元72执行的角度控制相同的控制，作为用于将转向角θh调整为目标转向角的角度控制。

在前述实施方式中，内部永磁同步电机(IPMSM)可以用作转向侧电机13。内部永磁同步电机可以用作转弯侧电机32。在前述实施方式中，待控制的转向装置2具有其中切断转向单元4与转弯单元6之间的动力传递的无连接结构，但是本发明不限于此。可以采用具有其中可以通过离合器切断转向单元4与转弯单元6之间的动力传递的结构的转向装置作为控制目标。

在前述实施方式中，待控制的转向装置2(即，控制目标)为线控转向式转向装置，但是本发明不限于此。例如，可以采用将电机扭矩作为辅助力施加至其上的电动助力转向装置作为控制目标。

在前述实施方式中，转向控制装置1不限于包括CPU和存储器并且执行软件处理的转向控制装置。例如，可以提供执行在前述实施方式中执行的软件处理中的至少一些的专用硬件电路(例如，ASIC)。也就是说，转向控制装置可以具有以下配置(a)至(c)中的至少一个。(a)提供了根据程序执行所有处理的处理器和存储程序的程序存储装置例如ROM。(b)提供了根据程序执行一些处理的处理器、程序存储装置以及执行其他处理的专用硬件电路。(c)提供了执行所有处理的专用硬件电路。此处，每个包括处理器和程序存储装置的软件处理电路的数目或者专用硬件电路的数目可以为两个或更多个。也就是说，所述处理可以由包括以下中的至少一个的处理电路来执行：i)一个或更多个软件处理电路；以及ii)一个或更多个专用硬件电路。

可以根据实施方式和修改示例理解的技术概念将在下面进行补充：(1)转向控制装置，其中转向装置具有以下结构：其中切断转向单元与根据转向单元的转向输入使转弯轮转弯的转弯单元之间的动力传递，并且电机是施加电机扭矩作为用于使转弯轮转弯的力的转弯力的转弯侧电机。

Claims (6)

1.一种转向控制装置，所述转向控制装置被配置成控制转向装置，从具有电机作为驱动源的致动器向所述转向装置施加电机扭矩，所述转向控制装置的特征在于包括：

控制单元，被配置成输出用于控制所述电机的操作的电机控制信号；以及

驱动电路，被配置成基于所述电机控制信号向所述电机供应驱动电力，

其中，所述控制单元被配置成：

基于角度控制的执行来计算作为所述电机扭矩的目标值的扭矩指令值，所述角度控制用于将能够被转换为所述电机的旋转角度的可转换角度调整为目标角度；

基于所述扭矩指令值来计算所述电机控制信号；以及

基于来自轴向力相关传感器的检测值来改变用于所述角度控制的控制增益，所述轴向力相关传感器被配置成检测与施加至与转弯轮(5)连接的转弯轴的轴向力相关的轴向力相关值。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于：

所述轴向力相关传感器是检测施加至所述转弯轴的轴向力的轴向力传感器；并且

所述控制单元被配置成基于由所述轴向力传感器检测到的检测轴向力值来改变所述控制增益。

3.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于：

所述轴向力相关传感器是轮胎力传感器，所述轮胎力传感器检测施加至所述转弯轮(5)中的每一个转弯轮的车辆纵向方向上的纵向载荷、车辆横向方向上的横向载荷、车辆竖直方向上的竖直载荷、侧倾方向上的侧倾力矩载荷、俯仰方向上的俯仰力矩载荷以及横摆方向上的横摆力矩载荷中的至少一个；并且

所述控制单元被配置成基于所述纵向载荷的检测值、所述横向载荷的检测值、所述竖直载荷的检测值、所述侧倾力矩载荷的检测值、所述俯仰力矩载荷的检测值以及所述横摆力矩载荷的检测值中的至少一个来改变所述控制增益，所述纵向载荷的检测值、所述横向载荷的检测值、所述竖直载荷的检测值、所述侧倾力矩载荷的检测值、所述俯仰力矩载荷的检测值以及所述横摆力矩载荷的检测值中的至少一个通过所述轮胎力传感器来获得。

4.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于：

所述角度控制包括用于使所述可转换角度符合所述目标角度的反馈控制；并且

所述控制增益包括用于所述反馈控制的反馈增益。

5.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于：

所述角度控制包括基于所述目标角度的前馈控制；并且

所述控制增益包括用于所述前馈控制的前馈增益。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的转向控制装置，其特征在于：

所述角度控制包括基于作为所述目标角度的变化率的目标角速度的阻尼控制；并且

所述控制增益包括用于所述阻尼控制的阻尼增益。

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