转向控制装置的制作方法

1.本发明涉及转向控制装置。


背景技术：

2.车辆配备有转向装置，该转向装置具有例如能够使车辆的方向盘转向的转向部(steering section)以及能够使车辆的转弯轮转弯的转弯部(turning section)。作为一个示例，日本未审查专利申请公布第2020-192908号(jp 2020-192908 a)公开了线控转向装置，该线控转向装置具有转向部与转弯部之间的动力传递路径被切断的结构。
3.jp 2020-192908 a公开了使用目标转弯角来控制转弯部的操作，该目标转弯角是通过校正作为方向盘被转向的角度且被作为转向部的状态进行检测的转向角而获得的。这里，转向角的校正涉及改变转弯轮的角度即转弯角与转向角的比率。


技术实现要素：

4.在上述转向角的校正中，通过使用通过根据车辆速度执行基于映射的计算而获得的转弯比增益，改变转弯轮的角度即转弯角与转向角的比率，来改变转向角与转弯角之间的关系。这种改变转向角与转弯角之间的关系的方法不限于使用转弯比增益，并且还存在用于提出其他更有用的方法的空间。
5.本公开内容的一个方面是转向控制装置。该转向控制装置控制作为控制目标的至少转向装置的转弯部，转向装置包括转向部和转弯部，转向部能够使车辆的方向盘转向，转弯部具有转弯部与转向部之间的动力传递路径被切断的结构并且操作为使车辆的转弯轮转弯。转向控制装置包括控制单元，该控制单元被配置成基于角度信息执行计算并且基于转弯控制量来控制转弯部的操作。角度信息是通过将用于操作转弯部的转弯控制量与作为方向盘被转向的角度的转向角相关联而获得的。控制单元包括：增速比计算单元，该增速比计算单元被配置成基于状态变量来计算增速比；以及角度信息计算单元，该角度信息计算单元被配置成通过使用由增速比计算单元获得的增速比对转向角进行转换来计算角度信息。增速比表示作为转弯轮的角度的转弯角的改变量与转向角的改变量的比率。状态变量根据转向装置或者配备有转向装置的车辆中的至少一者的操作状态而改变。
6.根据该配置，基于根据转向装置或者配备有转向装置的车辆中的至少一者的操作状态而改变的状态变量来计算增速比，使得操作状态的改变表现为增速比的改变。因此，可以将增速比用作计算转弯控制量时的指标，以根据操作状态获得合适的转弯控制量。此外，当在控制转向部时反映关于作为转向部的状态的转向角的信息时，可以通过例如将由增速比计算单元获得的增速比转换为倒数来应用。在这种情况下，在控制转向部时反映转向部的状态不需要单独提供计算单元，例如转换关于转弯角的信息的增速比计算单元。因此，可以降低与控制单元相关的存储器容量。因此，作为改变转向角与转弯角之间的关系的方法，可以提出使用转弯角的改变量与转向角的改变量的比率即增速比的有用方法。
7.例如，当如上述配置那样作为使用增速比的结果来转换转向角以增加速度时，在
作为车辆行为的横摆率响应特性中，瞬时出现的峰值也随着响应性根据增速量而变高而增大。试图抑制这种瞬时出现的峰会导致可用作增速比的范围变窄。
8.在转向控制装置中，角度信息计算单元可以包括静态分量计算单元和补偿计算单元。静态分量计算单元可以被配置成计算作为使用增速比转换转向角的结果的静态分量。静态分量可以是反映作为与角度信息相关的车辆行为的横摆率响应特性中的稳态特性的分量。补偿计算单元可以被配置成通过基于状态变量对静态分量执行相位补偿来计算角度信息，以调整与静态分量的计算相关地出现的横摆率响应特性中的瞬态特性。状态变量可以至少包括增速比计算单元针对计算所使用的状态变量。
9.根据该配置，能够调整横摆率响应特性，以抑制瞬时出现的峰，而不会使能够用作增速比的范围变窄。
10.在转向控制装置中，静态分量计算单元可以被配置成使用增速比中的增速量来计算静态分量。增速量可以是与基准值的差，所述基准值是作为转弯轮的角度即转弯角的改变量与转向角的改变量的比率的1。补偿计算单元可以被配置成相位滞后滤波器，该相位滞后滤波器为了执行相位滞后补偿具有基于至少包括增速比计算单元针对计算所使用的状态变量的状态变量而改变的传递函数。控制单元可以被配置成基于通过将转向角与由相位滞后滤波器获得的角度信息相加而获得的结果来计算转弯控制量。
11.根据该配置，即使在作为使用增速比的结果来转换转向角以增加速度时，影响也被限制为增速比的增速量。在这种情况下，即使在车辆原本具有的横摆率响应特性中的瞬态特性保持不变的情况下执行相位补偿，也可以有利地抑制横摆率响应特性中瞬时出现的峰。
12.在转向控制装置中，静态分量计算单元可以被配置成使用增速比来计算静态分量。补偿计算单元可以被配置成相位补偿滤波器，该相位补偿滤波器为了执行相位补偿具有基于至少包括增速比计算单元针对计算所使用的状态变量的状态变量而改变的传递函数。相位补偿滤波器可以被配置成包括通过交换表示横摆率响应特性中的瞬态特性的传递函数的分母和分子而获得的反函数。控制单元可以被配置成基于由相位补偿滤波器获得的角度信息来计算转弯控制量。
13.根据该配置，当作为使用增速比的结果来转换转向角以增加速度时，影响延伸到增速比的值。在这种情况下，可以在消除车辆原本具有的横摆率响应特性中的瞬态特性的同时执行相位补偿。因此，即使在使用增速比来转换转向角的情况下，也能够良好地抑制横摆率响应特性中的瞬时出现的峰。
14.在转向控制装置中，补偿计算单元可以被配置成还包括相位滞后滤波器，该相位滞后补偿为了执行减少出现在与静态分量的计算相关地出现的横摆率响应特性中的瞬态特性不同的背景(context)中的噪声的相位滞后补偿，具有基于至少包括增速比计算单元针对计算所使用的状态变量的状态变量而改变的传递函数。
15.根据该配置，可以减少出现在与横摆率响应特性中的瞬时出现的峰的增加不同的背景中的噪声。这对于确保控制转弯部的操作时的稳定性是有效的。
16.根据本发明的转向控制装置，作为改变转向角与转弯角之间的关系的方法，能够提出更有用的方法。
附图说明
17.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，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
18.图1是转向装置的示意配置图；
19.图2是示出转向控制装置的功能的框图；
20.图3是示出第一实施方式的转向角比改变控制单元的功能的框图；
21.图4a是示出第一实施方式的横摆率响应特性的曲线图；
22.图4b是示出第一实施方式的横摆率响应特性的曲线图；
23.图4c是示出第一实施方式的横摆率响应特性的曲线图；
24.图5是示出第一实施方式的转向角比逆改变控制单元的功能的框图；
25.图6是示出第二实施方式的转向角比改变控制单元的功能的框图；以及
26.图7是示出第二实施方式的转向角比逆改变控制单元的功能的框图。
具体实施方式
27.第一实施方式
28.下面将根据附图描述转向控制装置的第一实施方式。如图1所示，本实施方式的转向装置2是线控车辆的转向装置。转向装置2包括控制转向装置2的操作的转向控制装置1。转向装置2包括转向部4和转弯部6。转向部4由驾驶员通过车辆的方向盘3转向。转弯部6根据驾驶员对转向部4的转向输入使车辆的左转弯轮和右转弯轮5转弯。本实施方式的转向装置2具有始终在机械上切断转向部4与转弯部6之间的动力传递路径的结构。这意味着转向装置2具有以下这样的结构：即，转向执行器12(稍后描述)与转弯执行器31(稍后描述)之间的动力传递路径始终在机械上是切断的。
29.转向部4包括转向轴11和转向执行器12。转向轴11联接至方向盘3。转向执行器12具有作为驱动源的转向侧电机13和转向侧减速机构14。转向侧电机13是反作用力电机，其通过转向轴11将作为抵抗转向的力的转向反作用力施加到方向盘3。转向侧电机13通过例如由蜗杆和蜗轮形成的转向侧减速机构14联接至转向轴11。作为本实施方式的转向侧电机13，采用例如三相无刷电机。
30.转弯部6包括小齿轮轴21、作为转弯轴的齿条轴22、和齿条壳体23。小齿轮轴21和齿条轴22以预定的交叉角彼此联接。形成在小齿轮轴21上的小齿轮齿21a与形成在齿条轴22上的齿条齿22a相互啮合以形成齿轮齿条机构24。因此，小齿轮轴21对应于可以将旋转角转换成转弯轮5的转弯角的旋转轴。齿条壳体23容纳齿轮齿条机构24。小齿轮轴21的与和联接至齿条轴22的一侧相反的一侧的一端从齿条壳体23突出。齿条轴22的两端在轴向方向上从齿条壳体23的两端突出。拉杆26通过由球形接头形成的齿条端25联接至齿条轴22的每一端。拉杆26的前端联接至分别安装在左转弯轮和右转弯轮5上的转向节(未示出)。
31.转弯部6包括转弯执行器31。转弯执行器31包括作为驱动源的转弯侧电机32、传动机构33和转换机构34。转弯侧电机32通过传动机构33和转换机构34向齿条轴22施加使转弯轮5转弯的转弯力。转弯侧电机32通过例如由皮带传动机构形成传动机构33将旋转传递到转换机构34。传动机构33通过例如由滚珠丝杠机构形成的转换机构34将转弯侧电机32的旋转转换成齿条轴22的往复运动。作为本实施方式的转弯侧电机32，采用例如三相无刷电机。
32.在这样配置的转向装置2中，根据驾驶员的转向操作，随着将电机扭矩作为转弯力从转弯执行器31施加到齿条轴22，转弯轮5的转弯角被改变。同时，抵抗驾驶员的转向的转向反作用力从转向执行器12施加到方向盘3。因此，在转向装置2中，使方向盘3转向所需的转向扭矩th被从转向执行器12施加的电机扭矩即转向反作用力改变。
33.设置小齿轮轴21是为了与小齿轮轴21一起在齿条壳体23内支承齿条轴22。具体地，通过设置在转向装置2中的支承机构(未示出)，齿条轴22被支承，使得可以沿其轴向方向移动并且被压向小齿轮轴21。因此，齿条轴22被支承在齿条壳体23的内部。替选地，可以设置不使用小齿轮轴21来在齿条壳体23上支承齿条轴22的其他支承机构。
34.转向装置2的电气配置
35.如图1所示，转向侧电机13和转弯侧电机32连接至转向控制装置1。转向控制装置1控制转向侧电机13和转弯侧电机32的操作。
36.扭矩传感器41、转向侧旋转角传感器42、转弯侧旋转角传感器43和车辆速度传感器44连接至转向控制装置1。扭矩传感器41检测转向扭矩th，转向扭矩th是表示通过驾驶员的转向操作施加到转向轴11的扭矩的值。扭矩传感器41被设置成相对于转向侧减速机构14位于转向轴11的在方向盘3侧的部分处。扭矩传感器41基于设置在转向轴11的中间点处的扭杆41a的扭转来检测转向扭矩th。例如，转向扭矩th在车辆向右转向时被检测为正值，并且在车辆向左转向时被检测为负值。
37.转向侧旋转角传感器42在360度范围内检测转向侧电机13的旋转轴的角度，即旋转角θa。转向侧旋转角传感器42被设置在转向侧电机13上。转向侧电机13的旋转角θa用于计算转向角θs。转向侧电机13和转向轴11通过转向侧减速机构14彼此联动操作。因此，在转向侧电机13的旋转角θa与转向轴11的旋转角之间存在相关关系，并且通过延伸，与方向盘3的旋转角即转向角θs之间同样存在相关关系。因此，可以基于转向侧电机13的旋转角θa来获得转向角θs。例如，旋转角θa在车辆向右转向时被检测为正值，并且在车辆向左转向时被检测为负值。在本实施方式中，转向角θs是根据转向装置2的操作状态而改变的状态变量的一个示例。
38.转弯侧旋转角传感器43在360度范围内检测转弯侧电机32的旋转轴的角度，即旋转角θb。转弯侧旋转角传感器43被设置在转弯侧电机32上。转弯侧电机32的旋转角θb用于计算小齿轮角θp。转弯侧电机32和小齿轮轴21通过传动机构33、转换机构34和齿轮齿条机构24彼此联动操作。因此，在转弯侧电机32的旋转角θb与小齿轮轴21的旋转角即小齿轮角θp之间存在相关性。因此，可以基于转弯侧电机32的旋转角θb来获得小齿轮角θp。小齿轮轴21与齿条轴22啮合。因此，在小齿轮角θp与齿条轴22的移动量之间也存在相关性。因此，小齿轮角θp是反映转弯轮5的旋转角的值。例如，旋转角θb在车辆向右转向时被检测为正值，并且在车辆向左转向时被检测为负值。
39.车辆速度传感器44检测作为表示车辆的行驶速度的信息而设置的车辆速度v。车辆速度传感器44也可以连接至作为与转向控制装置1分离的控制装置而安装在车辆中的车辆侧控制装置。在这种情况下，车辆速度v通过诸如can(未示出)的车载网络从该车辆侧控制装置输入到转向控制装置1。在本实施方式中，车辆速度v是根据车辆的操作状态而改变的状态变量的一个示例。
40.转向控制装置1的功能
41.转向控制装置1包括中央处理单元(cpu)和存储器(未示出)，cpu以预定计算时间段为周期执行存储在存储器中的程序。因此，执行各种处理。
42.图2示出了由转向控制装置1执行的一些处理。图2中所示的处理是在cpu执行存储在存储器中的程序时实现的一些处理，并根据要实现的处理的类型进行描述。
43.转向控制装置1包括控制对转向侧电机13的电力供应的转向侧控制单元50。转向侧控制单元50具有转向侧电流传感器54。转向侧电流传感器54检测转向侧实际电流值ia，该转向侧实际电流值ia是根据流经转向侧控制单元50与转向侧电机13的每一相的电机线圈之间的连接线的转向侧电机13的每一相中的电流的值获得的。转向侧电流传感器54获取连接至逆变器(未示出)(设置该逆变器以对应于转向侧电机13)中的每个开关元件的源极侧的分流电阻器的电压降作为电流。在图2中，为了便于描述，将各相的连接线和各相的电流传感器集体表示为一根连接线和一个电流传感器。
44.转向控制装置1包括控制对转弯侧电机32的电力供应的转弯侧控制单元60。转弯侧控制单元60具有转弯侧电流传感器65。转弯侧电流传感器65检测转弯侧实际电流值ib，该转弯侧实际电流值ib是根据流经转弯侧控制单元60与转弯侧电机32的每一相的电机线圈之间的连接线的转弯侧电机32的每一相中的电流的值获得的。转弯侧电流传感器65获取连接至逆变器(未示出)(设置该逆变器以对应于转弯侧电机32)中的每个开关元件的源极侧的分流电阻器的电压降作为电流。在图2中，为了便于描述，将各相的连接线和各相的电流传感器集体表示为一根连接线和一个电流传感器。在本实施方式中，转弯侧控制单元60是控制作为控制目标的转向装置2的转弯部6的控制单元的一个示例。
45.转向侧控制单元50
46.如图2所示，转向扭矩th、车辆速度v、旋转角θa、转弯侧实际电流值ib、转弯转换角度θp_s(将在后面描述)被输入到转向侧控制单元50。转向侧控制单元50基于转向扭矩th、车辆速度v、旋转角θa、转向侧实际电流值ib和转弯转换角度θp_s来控制向转向侧电机13的电力供应。小齿轮角θp是基于转弯侧电机32的旋转角θb来计算的。转弯转换角度θp_s是基于小齿轮角θp即旋转角θb或将在后面描述的目标小齿轮角θp*来计算的。
47.转向侧控制单元50具有转向角计算单元51、目标反作用力扭矩计算单元52和电流施加控制单元53。旋转角θa被输入到转向角计算单元51。转向角计算单元51通过从车辆向前直行时方向盘3的位置即转向中立位置对转向侧电机13的转数进行计数，将旋转角θa转换为包括超过360
°
的范围的整合角度。转向角计算单元51通过将通过转换获得的整合角度乘以基于转向侧减速机构14的转速比的转换因子来计算转向角θs。这样获得的转向角θs被输出到目标反作用力扭矩计算单元52和转弯侧控制单元60。
48.转向扭矩th、车辆速度v、转弯侧实际电流值ib、转弯转换角度θp_s(将在后面描述)和转向角θs被输入到目标反作用力扭矩计算单元52。目标反作用力扭矩计算单元52基于转向扭矩th、车辆速度v、转弯侧实际电流值ib、转弯转换角度θp_s和转向角θs来计算目标反作用力扭矩命令值ts*。目标反作用力扭矩命令值ts*是作为通过转向侧电机13产生的方向盘3的转向反作用力的目标的反作用力控制量。由此获得的目标反作用力扭矩命令值ts*被输出到电流施加控制单元53。
49.目标反作用力扭矩命令值ts*、旋转角θa和转向侧实际电流值ia被输入到电流施加控制单元53。电流施加控制单元53基于目标反作用力扭矩命令值ts*来计算用于转向侧
电机13的电流命令值ia*。然后，电流施加控制单元53获得基于旋转角θa对通过转向侧电流传感器54检测出的转向侧实际电流值ia进行转换而获得的dq坐标系上的电流值与电流命令值ia*的偏差，并且控制对转向侧电机13的电力供应以消除该偏差。结果，转向侧电机13产生与目标反作用力扭矩命令值ts*对应的扭矩。因此，驾驶员可以感觉到与道路反作用力对应的适度的转向阻力。
50.转弯侧控制单元60
51.如图2所示，车辆速度v、旋转角θb和转向角θs被输入到转弯侧控制单元60中。转弯侧控制单元60基于车辆速度v、旋转角θb和转向角θs来控制对转弯侧电机32的电力供应。
52.转弯侧控制单元60具有小齿轮角计算单元61、转向角比改变控制单元62、小齿轮角反馈控制单元(图中的“小齿轮角f/b控制单元”)63、电流施加控制单元64和转向角比逆改变控制单元66。
53.旋转角θb被输入到小齿轮角计算单元61中。小齿轮角计算单元61通过例如从车辆向前直行时齿条轴22的位置即齿条中立位置对转弯侧电机32的转数进行计数，将旋转角θb转换为包括超过360
°
的范围的整合角度。小齿轮角计算单元61通过将通过转换获得的整合角度乘以乘以基于传动机构33的转速比、转换机构34的导程(lead)以及齿轮齿条机构24的转速比的转换因子，计算小齿轮轴21的实际旋转角即小齿轮角θp。由此获得的小齿轮角θp被输出到小齿轮角反馈控制单元63和转向角比逆改变控制单元66。
54.车辆速度v和转向角θs被输入到转向角比改变控制单元62中。基于车辆速度v和转向角θs，转向角比改变控制单元62计算作为转弯控制量的目标小齿轮角θp*，目标小齿轮角θp*用作使转弯轮5转弯的结果而获得的小齿轮角θp的目标。如此获得的目标小齿轮角θp*被输出到小齿轮角反馈控制单元63和转向角比逆改变控制单元66。
55.转向角比改变控制单元62具有计算增速比gsir(将在后面描述)的功能，增速比gsir为在获得目标小齿轮角θp*的处理中执行的预定计算所使用的变量。目标小齿轮角θp*经历该预定计算，该预定计算是用于执行将目标小齿轮角θp*转换为基于小齿轮角θp的状态变量的比例转换(scale conversion)的计算。稍后将详细描述增速比gsir。在获得目标小齿轮角θp*的处理中获得的增速比gsir被用于如下计算增速值δgsir，该增速值δgsir对应于通过从增速比gsir减去基准值“1”而获得的值，即差值。这样获得的增速值δgsir被输出到转向角比逆改变控制单元66。
56.目标小齿轮角θp*和小齿轮角θp被输入到小齿轮角反馈控制单元63中。小齿轮角反馈控制单元63计算作为控制量的转弯力命令值tp*，转弯力命令值tp*用作通过小齿轮角θp的反馈控制来使小齿轮角θp适应目标小齿轮角θp*的转弯力的目标。这样获得的转弯力命令值tp*被输出到电流施加控制单元64。
57.转弯力命令值tp*、转弯角θb和转弯侧实际电流值ib被输入到电流施加控制单元64中。电流施加控制单元64基于转弯力命令值tp*来计算用于转弯侧电机32的电流命令值ib*。然后，电流施加控制单元64获得基于旋转角θb对通过转弯侧电流传感器65检测出的转弯侧实际电流值ib进行转换而获得的dq坐标系上的电流值与电流命令值ib*的偏差，并且控制对转弯侧电机32的电力供应以消除该偏差。结果，转弯侧电机32旋转与转弯力命令值tp*对应的角度。
58.小齿轮角θp、目标小齿轮角θp*和增速值δgsir被输入到转向角比逆改变控制单
元66。转向角比逆改变控制单元66基于小齿轮角θp、目标小齿轮角θp*和增速值δgsir来计算转弯转换角度θp_s。转弯转换角度θp_s经历预定计算，该预定计算是用于执行将转弯转换角度θp_s转换为基于转向角θs的状态变量的比例转换的计算。这样获得的转弯转换角度θp_s被输出到转向侧控制单元50，即目标反作用力扭矩计算单元52。
59.转向角比改变控制单元62
60.如图3所示，转向角比改变控制单元62具有增速比计算单元70和角度信息计算单元71。
61.车辆速度v和转向角θs被输入到增速比计算单元70中。增速比计算单元70包括定义车辆速度v和转向角θs与增速值δgsir的关系的增速比映射。增速比计算单元70使用车辆速度v和转向角θs作为输入基于该映射来计算增速值δgsir。增速比映射例如被设置为使得转向角θs越大则值越小，并且车辆速度v越高则值越小。在本实施方式中，增速比gsir(也被表示为传动比、转向角比、齿轮比等)被指定为表示转向角θs与小齿轮角θp之间的、小齿轮角θp的改变量与转向角θs的改变量的比率的指标。因此，增速比gsir对应于分母为转向角θs、分子为小齿轮角θp即目标小齿轮角θp*而获得的值。基于小齿轮角θp即目标小齿轮角θp*的改变量与转向角θs的改变量之比为“1”的情况，增速值δgsir被指定为通过从增速比gsir减去“1”而获得的值。在本实施方式中，将增速值δgsir设置为等于或大于零值，即将增速比gsir设置为等于或大于1。然而，也可以将增速值δgsir设置为负值，即可以将增速比gsir设置为小于1。这样获得的增速值δgsir被输出到角度信息计算单元71。
62.车辆速度v、转向角θs和增速值δgsir被输入到角度信息计算单元71中。角度信息计算单元71基于车辆速度v、转向角θs和增速值δgsir来计算目标小齿轮角θp*。
63.具体地，角度信息计算单元71具有静态分量计算单元72以及包括第一补偿计算单元73和第二补偿计算单元74的补偿计算单元75。转向角θs和增速值δgsir被输入到静态分量计算单元72。静态分量计算单元72被配置成乘法器，并且通过将转向角θs乘以增速值δgsir来计算转换附加角度(converted additional angle)δθbs_p。转换附加角度δθbs_p是作为反映增速比gsir的附加量(an amount of addition)的改变量。该改变量是如下静态分量：该静态分量是反映作为反映增速比gsir的结果的车辆行为即横摆率响应特性中的稳态特性的分量。这样获得的转换附加角度δθbs_p被输出到第一补偿计算单元73。
64.车辆速度v、转向角θs和转换附加角度δθbs_p被输入到第一补偿计算单元73中。第一补偿计算单元73基于车辆速度v、转向角θs和转换附加角度δθbs_p来计算最终转换附加角度δθs_p。
65.具体地，第一补偿计算单元73具有第一常数计算单元73a和第一动态分量计算单元73b。车辆速度v和转向角θs被输入到第一常数计算单元73a中。此处作为状态变量输入的车辆速度v和转向角θs与输入到增速比计算单元70中的状态变量相同。第一常数计算单元73a包括定义车辆速度v和转向角θs与第一常数k1的关系的第一常数映射。第一常数计算单元73a使用车辆速度v和转向角θs作为输入基于该映射来计算第一常数k1。例如，第一常数映射被设置为使得值相对于转向角θs保持恒定，并且值随着车辆速度v变高而变小。对于实现用于调整频率特性的滤波来作为相位补偿的第一动态分量计算单元73b，第一常数k1是表示作为滤波特性的传递函数的常数的值。具体地，第一常数k1是传递函数的用于指定在滤波中用作目标的频率的截止频率，并且对应于在离散控制系统被实现为第一动态分量计
算单元73b时设置的滤波常数。这样获得的第一常数k1被输出到第一动态分量计算单元73b。
66.转换附加角度δθbs_p和第一常数k1被输入到第一动态分量计算单元73b中。第一动态分量计算单元73b基于转换附加角度δθbs_p和第一常数k1来计算最终转换附加角度δθs_p。在本实施方式中，第一动态分量计算单元73b被形成为相位滞后滤波器，例如，低通滤波器，其具有零阶/一阶即一阶滞后的传递函数。通过根据第一常数k1将通过频率设置为例如几赫兹的频带，第一动态分量计算单元73b进行调整以将所谓的横摆率峰(即瞬时出现在作为车辆行为的横摆率响应特性中的峰)的绝对值减小到小的值。在本实施方式中，作为第一动态分量计算单元73b，可以根据将横摆率峰的绝对值减小到小的值的程度，采用具有高阶滞后(例如，二阶滞后)的传递函数的低通滤波器。这样获得的转换附加角度δθs_p被输出到加法器76。
67.转向角θs和转换附加角度δθs_p被输入到加法器76中。加法器76通过将转向角θs与通过第一补偿计算单元73获得的转换附加角度δθs_p相加来计算转向转换角度θs_p。因此，转向转换角度θs_p是通过对转向角θs执行比例转换以将转向角θs转换为基于小齿轮角θp的状态变量而获得的角度信息。这样获得的转向转换角度θs_p被输出到第二补偿计算单元74。
68.车辆速度v、转向角θs和转向转换角度θs_p被输入到第二补偿计算单元74中。第二补偿计算单元74基于车辆速度v、转向角θs和转向转换角度θs_p来计算目标小齿轮角θp*。
69.具体地，第二补偿计算单元74具有第二常数计算单元74a和第二动态分量计算单元74b。车辆速度v和转向角θs被输入到第二常数计算单元74a中。此处作为状态变量输入的车辆速度v和转向角θs与输入到增速比计算单元70中的状态变量相同。因此，作为状态变量的车辆速度v和转向角θs是与输入到第一常数计算单元73a中的状态变量相同的状态变量。第二常数计算单元74a包括定义车辆速度v和转向角θs与第二常数k2的关系的第二常数映射。第二常数计算单元74a使用车辆速度v和转向角θs作为输入基于该映射来计算第二常数k2。例如，第二常数映射被设置为使得值相对于转向角θs保持恒定，并且值随着车辆速度v的变高而变小。对于实现用于调整频率特性的滤波来作为相位补偿的第二动态分量计算单元74b，第二常数k2是表示作为滤波特性的传递函数的常数的值。具体地，第二常数k2是传递函数的用于指定在滤波中用作目标的频率的截止频率，并且对应于在离散控制系统被实现为第二动态分量计算单元74b时设置的滤波器常数。这样获得的第二常数k2被输出到第二动态分量计算单元74b。
70.转向转换角度θs_p和第二常数k2被输入到第二动态分量计算单元74b中。第二动态分量计算单元74b基于转向转换角度θs_p和第二常数k2来计算目标小齿轮角θp*。在本实施方式中，第二动态分量计算单元74b被形成为相位滞后滤波器，例如低通滤波器，其具有零阶/一阶即一阶滞后的传递函数。通过根据第二常数k2将通过频率设置为例如几十赫兹的频带，第二动态分量计算单元74b进行调整以减小所谓的高频噪声，即出现在作为车辆行为的横摆率响应特性中的高频分量。因此，第二动态分量计算单元74b执行滤波以减少出现在与第一动态分量计算单元73b不同的背景中的噪声。在本实施方式中，作为第二动态分量计算单元74b，可以根据降低噪声的程度采用具有高阶滞后(例如，二阶滞后)的传递函数的低通滤波器。
71.角度信息计算单元71的功能
72.在角度信息计算单元71的主要功能中，调整作为车辆行为的横摆率响应特性的功能由静态分量计算单元72和第一补偿计算单元73的功能实现。
73.例如，如图4a所示，车辆在预定车辆速度v和转向角θs处最初具有的横摆率响应特性与频率具有预定关系。在此，横轴表示频率f(hz)，纵轴表示横摆率相对于频率f的振幅比，即横摆率增益kγ(db)。在这种情况下，表示瞬时出现以超过横摆率增益kγ的值“1”的峰的幅度的峰值假定为以频率f0作为谐振频率的峰值γ0p。
74.如图4b所示，作为通过静态分量计算单元72的功能将增速值δgsir反映在转向角θs上的结果，横摆率增益kγ被偏移，使得横摆率增益kγ的绝对值增大与增速值δgsir对应的量。因此，横摆率增益kγ从由长短虚线表示的特性转变为由实线表示的特性。在这种情况下，横摆率增益kγ的峰值从峰值γ0p变为具有较大绝对值的峰值γ1p。作为表示峰值γ1p的谐振频率的频率f1可以相对于频率f0上下变化。因此，对于横摆率响应特性，随着响应性根据增速值δgsir而变高，瞬时出现的峰值也增大。
75.相比之下，作为通过第一补偿计算单元73的功能由具有一阶滞后的传递函数的低通滤波器执行滤波的结果，横摆率增益kγ的峰值γ1p被消除。因此，横摆率增益kγ从由长双短虚线表示的特性转变为由实线表示的特性。在这种情况下，低通滤波器的截止频率是基于表示峰值γ1p的谐振频率即频率f1设置的。因此，横摆率响应特性被进行调整以抑制瞬时出现的峰。
76.通过第一补偿计算单元73的第一常数计算单元73a的功能将这样的截止频率设置为第一常数k1。第一常数k1是使用作为与用于计算增速值δgsir的状态变量相同的状态变量的车辆速度v和转向角θs计算的。在这种情况下，作为与增速值δgsir对应的值，第一常数k1被设置为与根据增速值δgsir而改变的峰值相关联的值。例如，第一常数k1被设置为随着峰值变大则进一步缩窄截止频率的范围的值。
77.转向角比逆改变控制单元66
78.如图5所示，转向角比逆改变控制单元66具有增速比转换单元80和转弯转换角度计算单元81。
79.在增速比转换单元80中，增速值δgsir被输入到加法器82中。加法器82通过将存储在存储单元83中的“1”与增速值δgsir相加来计算增速比gsir。这样获得的增速比gsir被输出到除法器84。存储单元83是存储器(未示出)的预定存储区域。
80.除法器84通过将存储单元85中存储的“1”除以增速比gsir来计算逆增速比hsir。逆增速比hsir是增速比gsir的倒数(图5中的“1/gsir”)，并且是表示转向角θs的改变量与小齿轮角θp即目标小齿轮角θp*的改变量之比的指标。因此，逆增速比hsir对应于分母为小齿轮角θp即目标小齿轮角θp*并且分子为转向角θs而获得的值。这样获得的逆增速比hsir被输出到转弯转换角度计算单元81。存储单元85是存储器(未示出)的预定存储区域。
81.在转弯转换角度计算单元81中，小齿轮角θp和逆增速比hsir被输入到第一乘法器86。第一乘法器86通过将小齿轮角θp乘以逆增速比hsir来计算小齿轮角θp的转弯转换角度θp_s(θp)。因此，转弯转换角度θp_s(θp)是通过对小齿轮角θp执行比例转换以将小齿轮角θp转换为基于转向角θs的状态变量而获得的角度信息。这样获得的转弯转换角度θp_s(θp)被输出到转向侧控制单元50，即目标反作用力扭矩计算单元52。
82.在转弯转换角度计算单元81中，目标小齿轮角θp*和逆增速比hsir被输入到第二乘法器87。第二乘法器87通过将目标小齿轮角θp*乘以逆增速比hsir来计算目标小齿轮角θp*的转弯转换角度θp_s(θp*)。因此，转弯转换角度θp_s(θp*)是通过对目标小齿轮角θp*执行比例转换以将目标小齿轮角θp*转换为基于转向角θs的状态变量而获得的角度信息。这样获得的转弯转换角度θp_s(θp*)被输出到转向侧控制单元50，即目标反作用力扭矩计算单元52。
83.实施方式的工作方式
84.如图3所示，与增速比gsir相关获得的增速值δgsir是基于车辆速度v和转向角θs计算获得的，因此车辆速度v和转向角θs的改变表现为增速比gsir的改变，即增速值δgsir的改变。因此，可以将增速比gsir即增速值δgsir用作计算目标小齿轮角θp*时的指标，以根据车辆速度v和转向角θs获得合适的目标小齿轮角θp*。
85.在这种情况下，当在控制转向部4时将小齿轮角θp或目标小齿轮角θp*反映为转弯部6的状态时，由增速比计算单元70获得的与增速值δgsir相关的增速比gsir可以通过将其转换为倒数来应用。
86.具体地，如图5所示，在转向角比逆改变控制单元66的增速比转换单元80中，仅获取增速值δgsir的值。在增速比转换单元80中，对所获取的增速值δgsir执行组合了4个算数运算的简单计算，以将结果应用为逆增速比hsir。
87.因此，在控制转向部4时反映小齿轮角θp或目标小齿轮角θp*不需要像转换小齿轮角θp或目标小齿轮角θp*的增速比计算单元70那样单独提供用于基于映射的计算的计算单元。因此，能够抑制与转弯侧控制单元60相关地设置的存储器的容量。这在计算与本实施方式中的小齿轮角θp和目标小齿轮角θp*相关的多种类型的转弯转换角度θp_s时很重要。
88.第一实施方式的效果
89.在本实施方式中，增速比gsir，即增速值δgsir可以用作计算目标小齿轮角θp*时的指标，以根据车辆速度v和转向角θs获得合适的目标小齿轮角θp*。当在控制转向部4时将小齿轮角θp或目标小齿轮角θp*反映为转弯部6的状态时，可以将增速值δgsir应用为逆增速比hsir。因此，作为改变转向角θs与小齿轮角θp之间的关系的方法，可以提出使用小齿轮角θp即目标小齿轮角θp*的改变量与转向角θs的改变量的比率即增速比gsir的有用方法。
90.在本实施方式中，角度信息计算单元71被配置成包括静态分量计算单元72和第一补偿计算单元73。在这种情况下，关于横摆率响应特性，如使用图4a至图4c所描述的，可以根据增速值δgsir来增强响应性以及可以消除瞬时出现的峰值。因此，可以调整横摆率响应特性以抑制瞬时出现的峰，而不会使可以用作增速比gsir的范围变窄。
91.在本实施方式中，目标小齿轮角θp*是通过将转向角θs与最终转换附加角度θs_p相加而获得的，该最终转换附加角度θs_p是由第一动态分量计算单元73b相对于转换附加角度δθbs_p获得的。转换附加角度δθbs_p由静态分量计算单元72使用与通过从增速比gsir减去基准值“1”而获得的值对应的增速值δgsir来获得。
92.因此，即使在作为使用增速比gsir的结果来转换转向角θs以增加速度的情况下，其影响也仅限于增速比的增速值δgsir。在这种情况下，即使在车辆原本具有的横摆率响应特性保持不变的情况下执行第一动态分量计算单元73b进行的滤波时，也可以有利地抑制横摆率响应特性中瞬时出现的峰。
93.在本实施方式中，目标小齿轮角θp*是通过由第二动态分量计算单元74b执行滤波而获得的。因此，可以减少出现在与横摆率响应特性中瞬时出现的峰的增加不同的背景中的噪声。这对于确保控制转弯部6的操作时的稳定性是有效的。
94.第二实施方式
95.下面，将描述转向控制装置的第二实施方式。对于与实施方式中已经描述过的部件相同的部件，将例如通过由相同的附图标记表示相同部件来省略重复描述。
96.在本实施方式的转向角比改变控制单元67中，改变第一实施方式的转向角比改变控制单元62的功能，以使用增速比gsir计算目标小齿轮角θp*。因此，在本实施方式的转向角比逆改变控制单元68中，改变了第一实施方式的转向角比逆改变控制单元66的功能。
97.转向角比改变控制单元67
98.如图6所示，在转向角比改变控制单元67中，车辆速度v和转向角θs被输入到增速比计算单元90。增速比计算单元90包括速度定义车辆速度v和转向角θs与增速比gsir的关系的增速比映射。增速比计算单元90使用车辆速度v和转向角θs作为输入基于该映射来计算增速比gsir。例如，增速比映射被设置为使得转向角θs越大则值越小并且车辆速度v越高则值越小。这样获得的增速比gsir被输出到角度信息计算单元91和转向角比逆改变控制单元68。
99.在转向角比改变控制单元67中，车辆速度v、转向角θs和增速比gsir被输入到角度信息计算单元91中。在角度信息计算单元91中，转向角θs和增速比gsir被输入到静态分量计算单元92。静态分量计算单元92被配置成乘法器，并且通过将转向角θs乘以增速比gsir来计算作为静态分量的转换角度δθbs_p。这样获得的转换角度θbs_p被输出到构成本实施方式的补偿计算单元95的一部分的第三补偿计算单元93。
100.在第三补偿计算单元93中，车辆速度v和转向角θs被输入到第三常数计算单元93aa、第四常数计算单元93ab和第五常数计算单元93ac中的每一个中。在此作为状态变量输入的车辆速度v和转向角θs是与输入到增速比计算单元90中的状态变量相同的状态变量。
101.具体地，常数计算单元93aa、93ab、93ac中的每一个具有定义车辆速度v和转向角θs与常数k3、k4、k5中的对应常数之间的关系的常数映射。具体地，第三常数计算单元93aa使用车辆速度v和转向角θs作为输入基于所述映射来计算第三常数k3。第四常数计算单元93ab使用车辆速度v和转向角θs作为输入基于所述映射来计算第四常数k4。第五常数计算单元93ac使用车辆速度v和转向角θs作为输入基于所述映射来计算第五常数k5。例如，每个常数映射被设置为使得值相对于转向角θs保持恒定，并且值随着车辆速度v变高而变小。
102.对于实现用于调整频率特性的滤波来作为相位补偿的第三动态分量计算单元93b，常数k3、k4、k5中的每一个是表示作为该滤波的特性的传递函数的常数的值。具体地，常数k3、k4、k5中的每一个对应于在将离散控制系统实现为第三动态分量计算单元93b时设置的滤波器常数。第三常数k3是传递函数的用于指定在滤波中用作目标的频率的截止频率，并且对应于公式(3)(将在后面描述)中的“ωf”。第四常数k4是滤波的传递函数的时间常数，并且对应于公式(3)(将在后面描述)中的“tf”。第五常数k5是滤波的传递函数的阻尼比，并且对应于公式(3)(将在后面描述)中的“ζf”。这样获得的常数k3、k4、k5被输出到第三动态分量计算单元93b。
103.在第三补偿计算单元93中，转换角度θbs_p和常数k3、k4、k5被输入到第三动态分量计算单元93b。第三动态分量计算单元93b基于转换角度θbs_p和常数k3、k4、k5来计算转向转换角度θs_p。在本实施方式中，第三动态分量计算单元93b被配置成多相位补偿滤波器，该多相位补偿滤波器包括多个级联滤波器，所述级联滤波器包括二阶/一阶传递函数并且还具有一阶/二阶传递函数。
104.例如，假设车辆原本具有的横摆率响应特性由基于横摆率与前轮的转弯角的关系定义的以下公式(1)和(2)表示。
105.γ＝gdqvδ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(1)
[0106][0107]
在公式(1)中，“γ”表示横摆率；“gd”表示车辆具有的传动比、转向角比、齿轮比等；“δ”表示前轮的转弯角；并且“qv”表示传递函数。在公式(2)中，“ω”表示固有频率；“ζ”表示阻尼比，并且“t”表示时间常数。在这种情况下，“gd”是稳定的静态分量，而“qv”是包括瞬态特性的动态分量。因此，如公式(2)中的“qv”所示，车辆原本具有的横摆率响应特性具有一阶/二阶传递函数。
[0108]
另一方面，例如，第三动态分量计算单元93b的传递函数“qf”被定义为以下公式(3)。
[0109][0110]
在公式(3)中，“ωf”表示第三常数k3；“tf”表示第四常数k4；并且“ζf”表示第五常数k5。在这种情况下，“qf”在分母中包括上述公式(2)的“qv”的一阶/二阶传递函数，并且在分子中包括通过常数计算单元93aa、93ab、93ac获得的常数k3、k4、k5定义的一阶/二阶传递函数传递函数。换言之，“qf”包括作为通过交换上述公式(2)中的“qv”的分母和分子而获得的反函数的二阶/一阶传递函数。
[0111]
第三动态分量计算单元93b的作用是，在“qf”的分母中，取消作为车辆原本具有的一阶/二阶传递函数的“qv”，并且在“qf”的分子中，替换为由常数k3、k4、k5定义的一阶/二阶传递函数。在这种情况下，通过替换为由常数k3、k4、k5定义的一阶/二阶传递函数，第三动态分量计算单元93b进行调整以将在横摆率响应特性中瞬时出现的横摆率峰的绝对值减小到小值。这样获得的转向转换角度θs_p被输出到构成本实施方式的补偿计算单元95的一部分的第四补偿计算单元94。
[0112]
第四补偿计算单元94具有与第一实施方式的第二补偿计算单元74对应的功能。具体地，作为与第一实施方式的第二补偿计算单元74的第二常数计算单元74a对应的功能，第四补偿计算单元94具有第六常数计算单元94a。与第二常数计算单元74a一样，车辆速度v和转向角θs被输入到第六常数计算单元94a中。然后，与第二常数计算单元74a一样，第六常数计算单元94a基于车辆速度v和转向角θs来计算与第二常数k2对应的第六常数k6。这样获得
的第六常数k6被输出到第四动态分量计算单元94b。
[0113]
作为与第一实施方式的第二补偿计算单元74的第二动态分量计算单元74b对应的功能，第四补偿计算单元94具有第四动态分量计算单元94b。与第二动态分量计算单元74b一样，转向转换角度θs_p和第六常数k6被输入到第四动态分量计算单元94b中。与第二动态分量计算单元74b一样，第四动态分量计算单元94b基于转向转换角度θs_p和第六常数k6来计算目标小齿轮角θp*。
[0114]
角度信息计算单元91的功能
[0115]
在角度信息计算单元91的主要功能中，调整作为车辆行为的横摆率响应特性的功能由静态分量计算单元72和第一补偿计算单元73的功能实现。
[0116]
作为通过静态分量计算单元92的功能将增速比gsir反映在转向角θs上的结果，通过用作为与增速比gsir对应的值的“gf”替换“gd”，将上述公式(1)转变为以下公式(4)。
[0117]
γ＝gfqvδ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(4)
[0118]
在这种情况下，与第一实施方式一样，横摆率增益kγ被偏移，使得横摆率增益kγ的绝对值以与增速比gsir对应的量变大。
[0119]
另一方面，作为通过第三补偿计算单元93的功能由具有上述公式(3)的传递函数的多个滤波器执行滤波的结果，上述公式(4)转变为以下公式(5)和(6)。然后，作为转换为以下公式(5)和(6)的结果，上述公式(4)转变成通过将“qv”替换为与“qf”的分子对应的传递函数定义的以下公式(7)。”[0120]
γ＝gfqvqfδ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(5)
[0121][0122][0123]
在这种情况下，“ωf”、“ξf”和“tf”通过第三补偿计算单元93的常数计算单元93aa、93ab、93ac的功能被设置为常数k3、k4、k5。常数k3、k4、k5使用与用于计算增速比gsir的状态变量相同的车辆速度v和转向角θs来计算。在这种情况下，作为与增速比gsir对应的值，常数k3、k4、k5被设置为与根据增速比gsir改变的峰值相关联的值。因此，与在第一实施方式中一样，可以调整横摆率响应特性以抑制瞬时出现的峰。
[0124]
转向角比逆改变控制单元68
[0125]
如图7所示，在转向角比逆改变控制单元68的增速比转换单元100中，与第一实施方式一样，除法器102通过将存储在存储单元103中的“1”除以增速比gsir来计算逆增速比hsir。这样获得的逆增速比hsir被输出到转弯转换角度计算单元101。存储单元103是存储器(未示出)的预定存储区域。
[0126]
转弯转换角度计算单元101具有与第一实施方式的转弯转换角度计算单元81对应的功能。具体地，作为与第一实施方式的转弯转换角度计算单元81的第一乘法器86对应的功能，转弯转换角度计算单元101具有第三乘法器104。与第一乘法器86一样，小齿轮角θp和
逆增速比hsir被输入到第三乘法器104中。与第一乘法器86一样，第三乘法器104通过将小齿轮角θp乘以逆增速比hsir来计算小齿轮角θp的转弯转换角度θp_s(θp)。这样获得的转弯转换角度θp_s(θp)被输出到转向侧控制单元50，即目标反作用力扭矩计算单元52。
[0127]
作为与第一实施方式的转弯转换角度计算单元81的第二乘法器87对应的功能，转弯转换角度计算单元101具有第四乘法器105。与第二乘法器87一样，目标小齿轮角θp*和逆增速比hsir被输入到第四乘法器105中。与第二乘法器87一样，第四乘法器105通过将目标小齿轮角θp*乘以逆增速比hsir来计算目标小齿轮角θp的转弯转换角度θp_s(θp*)。这样获得的转弯转换角度θp_s(θp*)被输出到转向侧控制单元50，即目标反作用力扭矩计算单元52。
[0128]
第二实施方式的效果
[0129]
除了根据第一实施方式的效果之外，上述实施方式还具有以下效果。
[0130]
在本实施方式中，目标小齿轮角θp*是基于转换角度θbs_p来获得的。转换角度θbs_p由静态分量计算单元92使用增速比gsir获得。
[0131]
因此，当作为使用增速比gsir的结果来转换转向角θs以增加速度时，其影响延伸到增速比gsir的值。在这种情况下，可以在消除车辆原本具有的横摆率响应特性中的瞬态特性的同时执行由第三动态分量计算单元93b进行的滤波。因此，即使使用增速比gsir来转换转向角θs，也能够良好地抑制横摆率响应特性中瞬时出现的峰。
[0132]
其他实施方式
[0133]
上述实施方式中的每一个可以如下改变。以下其他实施方式可以在不产生技术矛盾的范围内相互组合。
[0134]
在第一实施方式中，增速比计算单元70应该至少使用根据转向装置2或车辆中的至少一者的操作状态而改变的状态变量。在这种情况下，增速比计算单元70可以仅使用车辆速度v或转向角θs，或者可以组合使用其他元素。作为根据转向装置2的操作状态而改变的状态变量，可以采用作为从转向部4获得的转向角θs的微分值的转向速度或者作为来自转弯部6的小齿轮角θp或目标小齿轮角θp*的微分值的转弯速度。这同样适用于第二实施方式。增速比计算单元90应该至少使用根据转向装置2或车辆中的至少一者的操作状态而改变的状态变量。在这种情况下，增速比计算单元90可以仅使用车辆速度v或转向角θs，或者可以组合使用其他元素。
[0135]
在第一实施方式中，可以根据需要改变增速比计算单元70的增速比映射，例如，通过将增速比映射设置为使得当转向角θs变大时值线性改变，或者通过将增速比映射设置为使得随着转向角θs变大时值变大。这同样适用于第二实施方式的增速比计算单元90的增速比映射。
[0136]
在第一实施方式中，在计算转换附加角度δθs_p时，第一补偿计算单元73应至少使用包括至少车辆速度v和转向角θs的状态变量，即与输入到增速比计算单元70中的状态变量相同的状态变量。在这种情况下，第一补偿计算单元73可以连同车辆速度v和转向角θs一起使用其他元素。这同样适用于第二实施方式。在计算转向转换角度θs_p时，第三补偿计算单元93应至少使用包括至少车辆速度v和转向角θs的状态变量，即与输入到增速比计算单元90中的状态变量相同的状态变量。
[0137]
在第一实施方式中，当计算转换附加角度δθs_p时，第一补偿计算单元73可以仅
使用车辆速度v或转向角θs，或者可以不使用车辆速度v和转向角θs。在这种情况下，第一补偿计算单元73使用与输入到增速比计算单元70的状态变量不同的状态变量。这同样适用于第二实施方式。在计算转换附加角度δθs_p时，第三补偿计算单元93可以仅使用车辆速度v或转向角θs，或者可以不使用车辆速度v和转向角θs。
[0138]
在第一实施方式中，在计算目标小齿轮角θp*时，第二补偿计算单元74应至少使用包括至少车辆速度v和转向角θs的状态变量，即与输入到增速比计算单元70中的状态变量相同的状态变量。在这种情况下，第二补偿计算单元74可以连同车辆速度v和转向角θs一起使用其他元素。这同样适用于第二实施方式。在计算目标小齿轮角θp*时，第四补偿计算单元94应至少使用包括至少车辆速度v和转向角θs的状态变量，即与输入增速比计算单元90中的状态变量相同的状态变量。
[0139]
在第一实施方式中，当计算目标小齿轮角θp*时，第二补偿计算单元74可以仅使用车辆速度v或转向角θs，或者可以不使用车辆速度v和转向角θs。在这种情况下，第二补偿计算单元74使用与输入到增速比计算单元70中的状态变量不同的状态变量。这同样适用于第二实施方式。在计算目标小齿轮角θp*时，第四补偿计算单元94可以仅使用车辆速度v或转向角θs，或者可以不使用车辆速度v和转向角θs。
[0140]
在第一实施方式中，可以根据需要改变第一常数计算单元73a的第一常数映射，例如，通过将第一常数映射设置为使得随着转向角θs变大而值变小。这同样适用于第二常数映射以及第二实施方式的各个常数计算单元93aa、93ab、93ac的常数映射。
[0141]
在第一实施方式中，可以省略补偿计算单元75中的第二补偿计算单元74。在这种情况下，在角度信息计算单元71中，也可以省略第一补偿计算单元73，即，可以省略补偿计算单元75本身。此外，在补偿计算单元75中，可以省略第一补偿计算单元73而保留第二补偿计算单元74。这同样适用于第二实施方式。可以省略补偿计算单元95的第四补偿计算单元94，也可以省略第三补偿计算单元93，即可以省略补偿计算单元95本身。此外，在补偿计算单元95中，可以省略第三补偿计算单元93而保留第四补偿计算单元94。
[0142]
如图5中的长双短虚线所示，在第一实施方式中，可以将中间控制量θinf而不是小齿轮角θp或目标小齿轮角θp*输入到转弯转换角度计算单元81中，该中间控制量θinf是在获得目标小齿轮角θp*的处理中获得的中间量。计算这样的中间控制量θinf的功能被实现为转向角比改变控制单元62的功能。在这种情况下，在转弯转换角度计算单元81中，第五乘法器88通过将中间控制量θinf乘以逆增速比hsir来计算中间控制量θinf的转弯转换角度θp_s(θinf)。这样获得的转弯转换角度θp_s(θinf)被输出到转向侧控制单元50，即目标反作用力扭矩计算单元52。这同样适用于第二实施方式中，如图7中的长双短虚线所示。将中间控制量θinf而不是小齿轮角θp或目标小齿轮角θp*输入到转弯转换角度计算单元101中。在这种情况下，在转弯转换角度计算单元101中，第六乘法器106通过将中间控制量θinf乘以逆增速比hsir来计算中间控制量θinf的转弯转换角度θp_s(θinf)。
[0143]
在上述其他实施方式中，除了在获得目标小齿轮角θp*的处理中获得的信息之外，中间控制量θinf可以包括转弯侧控制单元60作为与转弯部6有关的信息而存储的信息，例如，表示转弯轮5的转弯限制的转弯限制信息。当出现方向盘3达到其转向限制的情况时，可以使用转弯限制信息来计算反作用力以使驾驶员意识到这种情况。在这种情况下，在目标反作用力扭矩计算单元52中适当地使用转弯限制信息作为通过执行比例转换以将转弯限
制信息转换为基于转向角θs的状态变量而获得的角度信息。
[0144]
在第一实施方式中，通过转弯转换角度计算单元81获得的转弯转换角度θp_s可以被输出到与转向控制装置1分开设置的车辆控制装置。作为车辆控制装置，例如，可以设想稳定行驶控制装置，该稳定行驶控制装置控制车辆的制动机构的制动量以改变车辆中发生的横摆率。此外，作为车辆控制装置，可以设想驾驶辅助控制装置，该驾驶辅助控制装置控制转弯部6即转向装置2的操作以提供各种类型的驾驶辅助以提高车辆的舒适性。另外，作为车辆控制装置，可以设想路线引导控制装置，该路线引导控制装置控制设置在车厢内的后方引导监视器上显示的内容来提供对车辆的预期路线的引导。这同样适用于第二实施方式。通过转弯转换角度计算单元101获得的转弯转换角度θp_s可以被输出到上述车辆控制装置。
[0145]
在第一实施方式中，可以省略转弯转换角度计算单元81中的加法器86、87中的一个。这同样适用于第二实施方式，并且也可以省略转弯转换角度计算单元101中的加法器104、105中的一个。
[0146]
在第一实施方式中，转弯转换角度计算单元81也可以配置成将第一乘法器86变为除法器。在这种情况下，除法器通过将小齿轮角θp除以通过增速比转换单元80获得的增速比gsir来计算转弯转换角度θp_s(θp)。在这种情况下，在第一实施方式中，可以省略增速比转换单元80的除法器84和存储单元85。这同样适用于第二乘法器87以及第二实施方式的转弯转换角度计算单元101的加法器104、105。在这种情况下，在第二实施方式中，可以省略增速比转换单元100。
[0147]
在第一实施方式中，转向角比改变控制单元62和转向角比逆改变控制单元66中的至少一个可以被实现为转向侧控制单元50的功能。例如，在转向角比改变控制单元62和转向角比逆改变控制单元66中，转向角比改变控制单元62可以被实现为转向侧控制单元50的功能。这同样适用于第二实施方式。转向角比改变控制单元67和转向角比逆改变控制单元68中的至少一个可以被实现为转向侧控制单元50的功能。
[0148]
在上述各实施方式中，在计算目标反作用力扭矩命令值ts*时，目标反作用力扭矩计算单元52应至少使用根据方向盘3的操作状态而改变的状态变量。在这种情况下，目标反作用力扭矩计算单元52可以不使用车辆速度v或转向扭矩th，或者可以组合使用其他元素。
[0149]
在上述各实施方式中，转向侧控制单元50可以计算通过执行使转向扭矩th与基于转向扭矩th计算的目标转向扭矩适配的扭矩反馈控制而计算出的值作为目标反作用力扭矩命令值ts*。
[0150]
在上述各实施方式中，转向角计算单元51可以通过考虑根据转向扭矩th的转向轴11的扭转量并且通过加法、减法等将该扭转量计入旋转角θa来计算转向角θs。
[0151]
在上述各实施方式中，作为转向角θs，可以使用设置在转向轴11上以检测转向轴11的旋转角的转向传感器的检测结果。
[0152]
在上述各实施方式中，作为转弯侧电机32，例如，可以采用与齿条轴22同轴设置的电机，或者相对于构成齿轮齿条机构的一部分的小齿轮轴通过蜗杆和蜗轮连接到齿条轴22的电机。
[0153]
在上述各实施方式中，转向控制装置1可由处理电路形成，该处理电路包括：(1)根据计算机程序(软件)操作的一个或更多个处理器；(2)一个或更多个专用硬件电路，例如至
少执行各种处理中的一些的专用集成电路(asic)；或者(3)处理器与专用硬件电路的组合。处理器包括cpu和存储器例如ram和rom，并且存储器存储被配置成使cpu执行处理的程序代码或命令。存储器即非暂态计算机可读介质的示例包括可以由通用或专用计算机访问的所有可用介质。
[0154]
在上述各实施方式中，转向装置2具有无连杆结构，其中转向部4与转弯部6始终在机械上彼此断开。然而，不限于该示例，转向装置2可以具有转向部4与转弯部6可以通过离合器彼此在机械上分离的结构。另外，转向装置2可以具有能够使转弯部6分别独立地转弯左转弯轮和右转弯轮5的独立转弯结构。
[0155]
在上述各实施方式中，通过转弯转换角度计算单元81、101获得的转弯转换角度θp_s可以应用于由四轮转向装置、后轮转向装置或除上述实施方式中所示的装置之外的车辆的装置等实现的功能。