背景技術(shù)：

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于駕駛員的轉(zhuǎn)向操作來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助扭矩的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

2.相關(guān)技術(shù)的說(shuō)明

存在根據(jù)駕駛員施加給方向盤的轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)控制電機(jī)的通電量以產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助扭矩的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備。在這種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備中，在駕駛員猛烈地進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作的情況下，大的電流便從車載電源流向電機(jī)。當(dāng)車載電源劣化時(shí)，車載電源的輸出電壓(電源電壓)在電機(jī)的通電期間降低。車載電源的劣化程度越大，對(duì)于從車載電源流向負(fù)載的電流的電源電壓的降低就越顯著。用于控制電機(jī)的控制單元(稱為ecu)包括電子控制部件如微型計(jì)算機(jī)、傳感器等。因此，需要規(guī)定電壓內(nèi)的電源，并且因?yàn)殡娏κ怯呻姍C(jī)共享的車載電源供給的，所以需要抑制車載電源電壓的降低。

為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，常規(guī)地提出了用于在電源電壓降低時(shí)限制轉(zhuǎn)向輔助的技術(shù)。例如，日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第2005-193751號(hào)(jp2005-193751a)提出了一種技術(shù)，在該技術(shù)中，在電源電壓在轉(zhuǎn)向輔助期間降低的情況下，作為流過(guò)電機(jī)的電流的上限值的電流上限值降低，以及在電源電壓恢復(fù)的情況下，電流上限值逐漸返回到正常值。

在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備中，基本上，在使用電流上限值來(lái)限制轉(zhuǎn)向輔助的情況下，ecu根據(jù)例如圖8所示的電源電壓v與電流上限值ilim關(guān)聯(lián)的上限特性來(lái)計(jì)算電流上限值ilim，并在電流上限值ilim的范圍內(nèi)控制電機(jī)的通電。上限特性中設(shè)置遲滯，以及在電源電壓降低的情況下電源電壓v與電流上限值ilim之間的關(guān)系不同于在電源電壓增加的情況下電源電壓v與電流上限值ilim之間的關(guān)系。具體地，當(dāng)電源電壓v降低并且變得低于降低開(kāi)始電壓v1時(shí)，電流上限值ilim響應(yīng)于電源電壓v的降低被設(shè)置為從基本電流上限值ilim0以梯度α1進(jìn)行降低。在電源電壓v變得低于輔助禁止電壓v2的情況下，電流上限值ilim被設(shè)置為零。

在電源電壓v開(kāi)始增加的情況下，在電源電壓v的增加量超過(guò)遲滯量之后，電流上限值ilim響應(yīng)于電源電壓v的增加被設(shè)置為以梯度α2進(jìn)行增加。例如，在電源電壓v變得低于輔助禁止電壓v2然后開(kāi)始增加的情況下，電流上限值ilim保持為零直到電源電壓v超過(guò)增加開(kāi)始電壓v3(>v2)，以及在電源電壓v超過(guò)增加開(kāi)始電壓v3之后，電流上限值ilim響應(yīng)于電源低壓v的增加被設(shè)置為增加。

需要對(duì)上限特性進(jìn)行設(shè)置，使得能夠?qū)﹄娏┙o能力降低如車載電源的劣化的恒定因素適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行電流的上限限制(下文中稱為電流限制)。例如，在車內(nèi)電池劣化的情況下，電力供給能力降低，由此，在電源電壓開(kāi)始增加之后由于電流限制導(dǎo)致電流限制立即減弱(電流上限值增加)的情況下，由于其反應(yīng)導(dǎo)致發(fā)生振蕩現(xiàn)象，在振蕩現(xiàn)象中電源電壓降低以及電流限制被再次加強(qiáng)。響應(yīng)于此，轉(zhuǎn)向輔助扭矩發(fā)生波動(dòng)，并且轉(zhuǎn)向操作感變差。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在上限特性中設(shè)置遲滯。此外，需要設(shè)置平緩的梯度作為梯度α2，使得駕駛員不會(huì)在轉(zhuǎn)向輔助突然增加的情況下過(guò)度地操作方向盤。

通過(guò)使用按以上述方式設(shè)置的上限特性來(lái)執(zhí)行電流限制，即使是在車載電源劣化的情況下，也可以盡可能多地將車載電源的電源電壓保持在規(guī)定范圍內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備被配置成僅在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間能夠獲得轉(zhuǎn)向輔助。在控制系統(tǒng)被配置成即使在發(fā)動(dòng)機(jī)停止期間也繼續(xù)轉(zhuǎn)向輔助控制的情況下，存在由于電源電壓在起轉(zhuǎn)期間降低而導(dǎo)致的上述電流限制對(duì)轉(zhuǎn)向輔助造成限制的情況。這是因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)在起轉(zhuǎn)期間不產(chǎn)生電力使得車載電源的電力供給能力較低，以及起動(dòng)器電機(jī)被起動(dòng)使得電源電壓在起動(dòng)器電機(jī)起動(dòng)時(shí)降低。

電源電壓在起轉(zhuǎn)期間降低持續(xù)的時(shí)間段極短(例如，大約100毫秒)，并且電源電壓恢復(fù)得很快。因此，在不作任何改變地使用以上述方式嚴(yán)格設(shè)定的上限特性并執(zhí)行電流限制的情況下，不必要地延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)向輔助受到限制的時(shí)間段——即方向盤的操作感沉重的時(shí)間段，使得變得不可能在起轉(zhuǎn)期間進(jìn)行合適的電流限制。

本發(fā)明提供使得能夠在起轉(zhuǎn)期間進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娏飨拗频碾妱?dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備和系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：轉(zhuǎn)向扭矩檢測(cè)裝置，該轉(zhuǎn)向扭矩檢測(cè)裝置用于檢測(cè)由駕駛員輸入的轉(zhuǎn)向扭矩；電機(jī)，該電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助扭矩；電機(jī)控制裝置，該電機(jī)控制裝置用于根據(jù)由轉(zhuǎn)向扭矩檢測(cè)裝置檢測(cè)的轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)控制電機(jī)的通電；電源電壓檢測(cè)裝置，該電源電壓檢測(cè)裝置用于檢測(cè)作為車載電源的輸出電壓的電源電壓；電流上限值設(shè)定裝置，該電流上限值設(shè)定裝置用于響應(yīng)于電源電壓的降低來(lái)降低電流上限值、并且用于在電流上限值降低之后電源電壓開(kāi)始增加的情況下響應(yīng)于電源電壓的增加來(lái)增加電流上限值，該電流上限值設(shè)定裝置包括：起轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置，該起轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)被推定為處于發(fā)動(dòng)機(jī)被起轉(zhuǎn)的狀況的起轉(zhuǎn)狀態(tài)；以及上限特性選擇裝置，該上限特性選擇裝置用于在未檢測(cè)到起轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)選擇非起轉(zhuǎn)上限特性作為電流上限值，在非起轉(zhuǎn)上限特性中電流上限值是基于電源電壓而設(shè)定的，以及，在檢測(cè)到起轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)選擇起轉(zhuǎn)上限特性作為電流上限值，在起轉(zhuǎn)上限特性中電流上限值是基于電源電壓而設(shè)定的使得與非起轉(zhuǎn)上限特性相比放寬了對(duì)流過(guò)電機(jī)的電流的上限限制，以及，電流限制裝置，該電流限制裝置用于對(duì)流過(guò)電機(jī)的電流施加上限限制使得流過(guò)電機(jī)的電流不大于由上限特性選擇裝置所選擇的電流上限值。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：轉(zhuǎn)向扭矩檢測(cè)單元，該轉(zhuǎn)向扭矩檢測(cè)單元檢測(cè)施加至方向盤的轉(zhuǎn)向扭矩；電機(jī)，該電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助扭矩；以及電子控制單元，該電子控制單元：根據(jù)由轉(zhuǎn)向扭矩檢測(cè)單元檢測(cè)的轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)控制電機(jī)的通電，檢測(cè)作為車載電源的輸出電壓的電源電壓，響應(yīng)于電源電壓的降低來(lái)降低電流上限值，在電流上限值降低之后電源電壓開(kāi)始增加的情況下響應(yīng)于電源電壓的增加來(lái)增加電流上限值，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)被推定為處于發(fā)動(dòng)機(jī)被起轉(zhuǎn)的狀況的起轉(zhuǎn)狀態(tài)，在未檢測(cè)到起轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)選擇非起轉(zhuǎn)上限特性作為電流上限值，在非起轉(zhuǎn)上限特性中該電流上限值是基于電源電壓而設(shè)定的，在檢測(cè)到起轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)選擇起轉(zhuǎn)上限特性作為電流上限值，在起轉(zhuǎn)上限特性中該電流上限值是基于電源電壓而設(shè)定的使得與非起轉(zhuǎn)上限特性相比放寬了對(duì)流過(guò)電機(jī)的電流的上限限制，以及，對(duì)流過(guò)電機(jī)的電流施加上限限制使得流過(guò)電機(jī)的電流不大于電流上限值。

在上述方面中，電機(jī)控制裝置根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)控制電機(jī)的通電，從而產(chǎn)生與由駕駛員輸入的轉(zhuǎn)向扭矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向輔助扭矩。電流限制裝置將流過(guò)電機(jī)的電流限制為不大于電流上限值。電流上限值設(shè)定裝置對(duì)電流上限值進(jìn)行設(shè)定?；陔娫措妷海娏魃舷拗翟O(shè)定裝置響應(yīng)于電源電壓的降低來(lái)降低電流上限值，以及在電流上限值降低之后電源電壓開(kāi)始增加的情況下電流上限值設(shè)定裝置響應(yīng)于電源電壓的增加來(lái)增加電流上限值。因此，即使在電源電壓由于電機(jī)的運(yùn)行而降低的情況下，也可以通過(guò)限制流過(guò)電機(jī)的電流來(lái)抑制電源電壓的降低。

在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備被配置成能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)停止期間產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助扭矩的情況下，存在在轉(zhuǎn)向輔助期間發(fā)動(dòng)機(jī)起轉(zhuǎn)的情況。在這些情況下，存在電源電壓由于起轉(zhuǎn)而降低并且電流上限值降低的情況。然而，由于起轉(zhuǎn)而引起的電源電壓的降低所持續(xù)的時(shí)間段極短，并且電源電壓恢復(fù)得很快。另一方面，在未進(jìn)行起轉(zhuǎn)時(shí)檢測(cè)到電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。因此，當(dāng)在起轉(zhuǎn)發(fā)生的情況下和在起轉(zhuǎn)未發(fā)生的情況下執(zhí)行與電源電壓對(duì)應(yīng)的相同電流限制時(shí)，在起轉(zhuǎn)期間的電流限制可能會(huì)過(guò)度。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在上述方面中，電流上限設(shè)定裝置包括起轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置和上限特性選擇裝置，以便進(jìn)行具有在起轉(zhuǎn)期間合適的特性以及在非起轉(zhuǎn)期間合適的特性的電流限制。

起轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)推定發(fā)動(dòng)機(jī)為處于發(fā)動(dòng)機(jī)被起轉(zhuǎn)的狀況的起轉(zhuǎn)狀態(tài)。例如，可以通過(guò)輸入指示發(fā)出起動(dòng)/停止發(fā)動(dòng)機(jī)的指令的操作開(kāi)關(guān)的狀態(tài)的開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)檢測(cè)起轉(zhuǎn)狀態(tài)。在這種情況下，當(dāng)在車輛行駛期間輸入指示停止發(fā)動(dòng)機(jī)的指令的開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)的可能性很高，因此可以確定已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)。替代性地，當(dāng)在車輛行駛期間停止發(fā)動(dòng)機(jī)然后輸入指示重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的指令的開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，可以確定已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)。另外，例如，可以通過(guò)從對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行控制的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備輸入指示起轉(zhuǎn)操作開(kāi)始的信息來(lái)檢測(cè)起轉(zhuǎn)狀態(tài)。

上限特性選擇裝置在未檢測(cè)到起轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)選擇非起轉(zhuǎn)上限特性，在非起轉(zhuǎn)上限特性中電流上限值是基于電源電壓而設(shè)定的，以及，在檢測(cè)到起轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)選擇起轉(zhuǎn)上限特性，在起轉(zhuǎn)上限特性中電流上限值是基于電源電壓來(lái)設(shè)定的使得與非起轉(zhuǎn)上限特性相比放寬了對(duì)流過(guò)電機(jī)的電流的上限限制。電流限制裝置通過(guò)使用由上限特性選擇裝置選擇的起轉(zhuǎn)上限特性或者非起轉(zhuǎn)上限特性來(lái)對(duì)流過(guò)電機(jī)的電流施加上限限制。

與非起轉(zhuǎn)上限特性相比，在起轉(zhuǎn)上限特性中放寬了對(duì)流過(guò)電機(jī)的電流的上限限制。因此，可以防止起轉(zhuǎn)期間過(guò)度的電流限制。因此，根據(jù)上述方面，可以適當(dāng)?shù)貓?zhí)行起轉(zhuǎn)期間的電流限制和非起轉(zhuǎn)期間的電流限制。由此，可以在改善轉(zhuǎn)向操作感的同時(shí)抑制車載電源電壓的降低。應(yīng)當(dāng)注意的是，“電流上限值是基于電源電壓而設(shè)定的”的描述不限于基于電源電壓本身(包括電源電壓的歷史)來(lái)設(shè)定電流上限值的配置，而是可以包括基于例如電源電壓和電源電壓的變化率(微分值)來(lái)設(shè)定電流上限值的配置。

在上述方面中，可以設(shè)定起轉(zhuǎn)上限特性使得：在電流上限值增加的時(shí)間段期間與電源電壓對(duì)應(yīng)的電流上限值保持在比非起轉(zhuǎn)上限特性中的值更高的值，從而放寬了對(duì)電流的上限限制。在這種情況下，可以設(shè)定起轉(zhuǎn)上限特性使得：表示在電源電壓開(kāi)始增加之后電流上限值開(kāi)始增加時(shí)的電源電壓的增加開(kāi)始電壓比非起轉(zhuǎn)上限特性中的增加開(kāi)始電壓低，從而放寬了對(duì)電流的上限限制。

如上所述，在電流上限值降低之后電源電壓開(kāi)始增加的情況下，電流上限值設(shè)定裝置響應(yīng)于電源電壓的增加來(lái)增加電流上限值。由于在電流電壓上限值增加的時(shí)間段期間與電源電壓對(duì)應(yīng)的電流上限值更高，因此更加顯著地放寬了電流限制。此外，由于表示電流上限值開(kāi)始增加時(shí)的電源電壓的增加開(kāi)始電壓更低，因此以更早的正時(shí)來(lái)放寬電流限制。

因此，根據(jù)上述方面，在起轉(zhuǎn)期間發(fā)生電源電壓暫時(shí)性降低的情況下，可以比非起轉(zhuǎn)期間更早地解除電流限制。由此，可以縮短轉(zhuǎn)向輔助受限于電流限制的時(shí)間段(轉(zhuǎn)向輔助受到限制的時(shí)間段)。因此，可以有效地使用轉(zhuǎn)向輔助。

另一方面，在非起轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。在這種情況下，通過(guò)將與電源電壓對(duì)應(yīng)的電流上限值設(shè)定為較低的值，可以抑制電源電壓的降低，并且可以減小出現(xiàn)因解除電流限制而引起振蕩現(xiàn)象的可能性。

在上述方面中，可以設(shè)定起轉(zhuǎn)上限特性使得：在電源電壓開(kāi)始增加之后電流上限值響應(yīng)于電源電壓的增加而增加的增加率比非起轉(zhuǎn)上限特性中的增加率大，從而放寬了對(duì)電流的上限限制。

如上所述，在電流上限值降低之后電源電壓開(kāi)始增加的情況下，電流上限值設(shè)定裝置響應(yīng)于電源電壓的增加來(lái)增加電流上限值。電流上限值增加的增加率越大，電流上限值響應(yīng)于電源電壓的增加而增加得越快，而增加率越小，則電流上限值響應(yīng)于電源電壓的增加而增加得越慢。由此，可以通過(guò)增大增加率來(lái)放寬電流限制。

因此，根據(jù)上述方面，在起轉(zhuǎn)期間發(fā)生電源電壓暫時(shí)性降低的情況下，可以在電源電壓的恢復(fù)的情況下高速地放寬電流限制，因此，可以提早地解除電流限制。由此，可以縮短方向盤的操作感沉重的時(shí)間段。

在非起轉(zhuǎn)期間檢測(cè)到電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。在車載電源劣化的情況下，方向盤的操作感由于電流限制而變得沉重。另一方面，當(dāng)電流上限值增加的增加率較大時(shí)，方向盤的操作感突然變輕從而可能過(guò)度地操作方向盤。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在此方面中，在非起轉(zhuǎn)期間將增加率設(shè)定得較小，從而緩慢地解除電流限制。因此，可以防止駕駛員過(guò)度地操作方向盤。此外，可以減小出現(xiàn)因解除電流限制而引起振蕩現(xiàn)象的可能性。

在上述方面中，可以設(shè)定起轉(zhuǎn)上限特性使得：在電流上限值降低的時(shí)間段期間與電源電壓對(duì)應(yīng)的電流上限值保持在比非起轉(zhuǎn)上限特性中的值更高的值，從而放寬了對(duì)電流的上限限制。在這種情況下，可以設(shè)定起轉(zhuǎn)上限特性使得：表示電流上限值響應(yīng)于電源電壓的降低而開(kāi)始降低時(shí)的電源電壓的降低開(kāi)始電壓比非起轉(zhuǎn)上限特性中的降低開(kāi)始電壓低，從而可以放寬對(duì)電流的上限限制。

如上所述，電流上限值設(shè)定裝置響應(yīng)于電源電壓的降低來(lái)降低電流上限值。由于在電流上限值降低的時(shí)間段期間與電源電壓對(duì)應(yīng)的電流上限值更高，因此更加顯著地放寬了電流限制。此外，由于表示電流上限值開(kāi)始降低時(shí)的電源電壓的降低開(kāi)始電壓更低，因此在更晚的時(shí)間開(kāi)始電流限制從而放寬了電流限制。

因此，根據(jù)這些方面，可以防止在起轉(zhuǎn)期間不必要地進(jìn)行對(duì)電流上限值的降低操作。也就是說(shuō)，可以減小電流限制對(duì)轉(zhuǎn)向輔助的限制的頻率。由此，可以有效地使用轉(zhuǎn)向輔助。另一方面，在非起轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。在這種情況下，將與電源電壓對(duì)應(yīng)的電流上限值設(shè)定為較低的值，并因此可以可靠地限制流過(guò)電機(jī)的電流。由此，可以良好地抑制電源電壓的降低。

在上述方面中，可以設(shè)定起轉(zhuǎn)上限特性使得：電流上限值響應(yīng)于電源電壓的降低而降低的降低率比非起轉(zhuǎn)上限特性中的降低率小，從而可以放寬對(duì)電流的上限限制。

如上所述，電流上限值設(shè)定裝置響應(yīng)于電源電壓的降低來(lái)降低電流上限值。電流上限值在降低的降低率越小，電流上限值響應(yīng)于電源電壓的降低而降低得越慢。反過(guò)來(lái)，降低率越大，電流上限值響應(yīng)于電源電壓的降低而降低得越快。由此，可以通過(guò)減小降低率來(lái)放寬電流限制。

因此，根據(jù)上述方面，在起轉(zhuǎn)期間發(fā)生電源電壓暫時(shí)性降低的情況下，可以響應(yīng)于電源電壓的降低緩慢地降低電流上限值。由此，可以防止轉(zhuǎn)向操作感的突變。另一方面，在非起轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。在這種情況下，通過(guò)響應(yīng)于電源電壓的降低而快速地降低電流上限值，可以良好地抑制電源電壓的降低。

在上述方面中，在電流上限值響應(yīng)于電源電壓的降低而降低的情況下可以在起轉(zhuǎn)上限特性和非起轉(zhuǎn)上限特性中的每個(gè)中設(shè)置與電源電壓對(duì)應(yīng)的相同電流上限值。

根據(jù)這些方面，類似于在非起轉(zhuǎn)期間的情況，即使在起轉(zhuǎn)期間，也可以在電源電壓降低的情況下施加嚴(yán)格的電流限制。因此，可以防止電源電壓的過(guò)度下降。此外，與在電源電壓開(kāi)始增加之后的非起轉(zhuǎn)期間的電流限制相比，放寬了電流限制，并且因此可以縮短轉(zhuǎn)向輔助受限于電流限制的時(shí)間段。應(yīng)當(dāng)注意的是，關(guān)于“在起轉(zhuǎn)上限特性和非起轉(zhuǎn)上限特性的每個(gè)中設(shè)定相同電流上限值”的描述，起轉(zhuǎn)上限特性中的電流上限值可以與非起轉(zhuǎn)上限特性中的電流上限值相同，并且電流上限值的匹配不限于完全匹配。

附圖說(shuō)明

下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義進(jìn)行描述，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備的配置示意圖；

圖2是電機(jī)控制部的功能框圖；

圖3是示出ig電壓、電源電壓以及轉(zhuǎn)向輔助控制的運(yùn)行狀中之間的關(guān)系的曲線圖；

圖4是示出非起轉(zhuǎn)上限特性的曲線圖；

圖5是示出起轉(zhuǎn)上限特性的曲線圖；

圖6是示出作為變型例的起轉(zhuǎn)上限特性的曲線圖；

圖7是示出作為另一變型例的起轉(zhuǎn)上限特性的曲線圖；以及

圖8是示出基本上限特性的曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面，將通過(guò)使用附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備進(jìn)行描述。圖1作為實(shí)施方式示出了車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備的示意性配置。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備包括：通過(guò)方向盤11的轉(zhuǎn)向操作來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10、產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助扭矩的電機(jī)20、以及對(duì)電機(jī)20的運(yùn)行進(jìn)行控制的ecu50。下文中，將ecu50稱為輔助ecu50。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10被配置成使用齒條和小齒輪機(jī)構(gòu)13將與方向盤11的旋轉(zhuǎn)操作聯(lián)鎖的轉(zhuǎn)向軸12繞軸線的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為齒條桿14在左右方向上的沖程運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)沖程運(yùn)動(dòng)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)左前輪wfl和右前輪wfr。

齒條桿14的齒輪部14a被容納在齒條殼體15中，以及齒輪部14a左邊的端部和右邊的端部?jī)烧邚凝X條殼體15露出并且聯(lián)接到連接桿16。左邊的連接桿16的另一端和右邊的連接桿16的另一端連接到被設(shè)置在左前輪wfl和右前輪wfr中的轉(zhuǎn)向節(jié)(未示出)。

電機(jī)20經(jīng)由最末減速齒輪25安裝在轉(zhuǎn)向軸12上。例如，使用三相無(wú)刷電機(jī)作為電機(jī)20。電機(jī)20通過(guò)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來(lái)繞轉(zhuǎn)向軸12的中心軸線旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸12，并且對(duì)方向盤11的旋轉(zhuǎn)操作施加輔助扭矩。

在轉(zhuǎn)向軸12中，在方向盤11與最末減速齒輪25之間設(shè)置有扭矩傳感器21。扭矩傳感器21對(duì)施加給被設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸12中的扭力棒12t上的扭轉(zhuǎn)力進(jìn)行檢測(cè)作為施加給方向盤11的轉(zhuǎn)向扭矩tr，并輸出指示轉(zhuǎn)向扭矩tr的檢測(cè)信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意的是，關(guān)于轉(zhuǎn)向扭矩tr，用符號(hào)來(lái)指示轉(zhuǎn)向扭矩tr施加的方向，并且假設(shè)：例如使用正值來(lái)指示施加在轉(zhuǎn)向軸12上的扭矩是沿右旋轉(zhuǎn)方向的，而例如使用負(fù)值來(lái)指示施加在轉(zhuǎn)向軸12上的扭矩是沿左旋轉(zhuǎn)方向的。在討論轉(zhuǎn)向扭矩tr的大小的情況下，使用絕對(duì)值。

在轉(zhuǎn)向軸12中，在扭力棒12t與方向盤之間設(shè)置有轉(zhuǎn)向角傳感器22。轉(zhuǎn)向角傳感器22對(duì)扭力棒12t的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)作為方向盤11的轉(zhuǎn)向角θh，并輸出指示轉(zhuǎn)向角θh的檢測(cè)信號(hào)。

接下來(lái)，將對(duì)輔助ecu50進(jìn)行描述。輔助ecu50包括：電機(jī)控制部60，該電機(jī)控制部60計(jì)算電機(jī)20的控制量；以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路80，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路80根據(jù)從電機(jī)控制部60輸出的脈沖寬度調(diào)制(pwm)控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)20。

電機(jī)控制部60包括微型計(jì)算機(jī)、輸入/輸出接口、電源電路以及非易失性存儲(chǔ)器。電機(jī)控制部60與扭矩傳感器21、轉(zhuǎn)向角傳感器22以及車輛速度傳感器23連接，其中車輛速度傳感器23對(duì)車輛速度進(jìn)行檢測(cè)并輸出指示車輛速度v的檢測(cè)信號(hào)。此外，電機(jī)控制部60與發(fā)動(dòng)機(jī)(e/g)控制設(shè)備90(下文中稱為發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90)連接，使得電機(jī)控制部60與發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90能夠相互通信。電機(jī)控制部60計(jì)算用來(lái)向電機(jī)20供電的目標(biāo)輔助電流ias*，并向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路80輸出產(chǎn)生的pwm控制信號(hào)使得目標(biāo)輔助電流ias*流過(guò)電機(jī)20。

例如，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路80是三相逆變器電路，輸入從電機(jī)控制部60輸出的pwm控制信號(hào)，并使用該pwm控制信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件的占空比。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路80中設(shè)置有檢測(cè)在各相中流動(dòng)的電流的電流傳感器24(參見(jiàn)圖2)。電流傳感器24將與檢測(cè)的電流值(下文中稱為電機(jī)電流im)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)輸出至電機(jī)控制部60。應(yīng)當(dāng)注意的是，在本實(shí)施方式中，使用三相無(wú)刷電機(jī)作為電機(jī)，但是電機(jī)不限于三相無(wú)刷電機(jī)，并且也可以使用例如單相有刷電機(jī)等。在使用三相無(wú)刷電機(jī)的情況下，盡管需要設(shè)置電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度傳感器來(lái)檢測(cè)電機(jī)電角度并基于該電機(jī)電角度來(lái)控制相位，但省略了其描述。

作為車載電源的電源設(shè)備100向輔助ecu50供給電力。通過(guò)將額定輸出電壓為12v的電池101與通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電力的交流發(fā)電機(jī)102并聯(lián)連接來(lái)對(duì)電源設(shè)備100進(jìn)行配置，電源設(shè)備100不僅向輔助ecu50供給電力還向車輛中的電負(fù)載供給電力。

經(jīng)由兩個(gè)系統(tǒng)的電源線路(第一電源線路105和第二電源線路106)從電源設(shè)備100向輔助ecu50供給電力。第一電源線路105直接與輔助ecu50及電源設(shè)備100連接。

另一方面，第二電源線路106經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110與輔助ecu50及電源設(shè)備100連接。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110是操作開(kāi)關(guān)——駕駛員使用該操作開(kāi)關(guān)來(lái)請(qǐng)求起動(dòng)和停止發(fā)動(dòng)機(jī)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110不僅向輔助ecu50輸出電壓信號(hào)還向發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90和其他車內(nèi)電子控制設(shè)備(下文中稱為車內(nèi)ecu)輸出電壓信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110響應(yīng)于駕駛員的按壓操作來(lái)輸出指示電源設(shè)備100的電源電壓的電壓信號(hào)(模擬信號(hào))。當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)停止的期間按壓發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110輸出指示電源電壓的電壓信號(hào)，以及當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間按壓發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110停止輸出電壓信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110輸出電壓信號(hào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，而當(dāng)停止輸出電壓信號(hào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90停止發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。

應(yīng)當(dāng)注意的是，輔助ecu50包括用于中斷從第一電源線路105供給的電力的電源繼電器(未示出)，以及輔助ecu50被配置成可以通過(guò)斷開(kāi)電源繼電器來(lái)中斷供給至輔助ecu50的電力。從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110輸出的電壓信號(hào)還可以被用作控制系統(tǒng)電源以對(duì)電機(jī)控制部60進(jìn)行操作。因此，即使是在電源繼電器斷開(kāi)的條件下，也可以使用從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110輸出的電壓信號(hào)來(lái)啟動(dòng)電機(jī)控制部60的微型計(jì)算機(jī)，并接通電源繼電器以起動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助控制。

此外，通過(guò)與駕駛員的其他操作狀態(tài)(例如，制動(dòng)踏板操作狀態(tài))的組合，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110不僅用作點(diǎn)火開(kāi)關(guān)而且用作附件開(kāi)關(guān)，但是這種功能與本發(fā)明沒(méi)有直接關(guān)系，因此將省略其描述。

下文中，將從電源設(shè)備100直接供給至輔助ecu50的電壓稱為電源電壓vp，以及將經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110供給至輔助ecu50的電壓稱為ig電壓vig。電源電壓vp和ig電壓vig中的每個(gè)表示電源設(shè)備100的輸出電壓。

在轉(zhuǎn)向輔助控制停止的狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110供給ig電壓vig時(shí)，電機(jī)控制部60被啟動(dòng)，并且電機(jī)控制部60對(duì)輔助ecu50執(zhí)行初步診斷。在診斷結(jié)果滿足啟動(dòng)許可條件的情況下，電機(jī)控制部60起動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助控制。

接下來(lái)，將對(duì)由電機(jī)控制部60進(jìn)行的轉(zhuǎn)向輔助控制處理進(jìn)行描述。圖2是涉及電機(jī)控制部60的轉(zhuǎn)向輔助控制的功能框圖。電機(jī)控制部60包括臨時(shí)輔助電流計(jì)算部61、基準(zhǔn)電壓計(jì)算部62、起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63、特性選擇/電流上限值計(jì)算部64、上限特性存儲(chǔ)部65、目標(biāo)輔助電流計(jì)算部66以及反饋控制部67。每個(gè)功能部以預(yù)定的短間隔重復(fù)執(zhí)行如下所示的運(yùn)算處理。

臨時(shí)輔助電流計(jì)算部61讀取由扭矩傳感器21檢測(cè)的轉(zhuǎn)向扭矩tr、由轉(zhuǎn)向角傳感器22檢測(cè)的轉(zhuǎn)向角θh以及由車輛速度傳感器23檢測(cè)的車輛速度v。隨后，臨時(shí)輔助電流計(jì)算部61基于這三個(gè)檢測(cè)值來(lái)計(jì)算臨時(shí)輔助電流ias’作為臨時(shí)目標(biāo)輔助電流。臨時(shí)輔助電流ias’是在使用下文中描述的電流上限值施加電流限制之前的目標(biāo)輔助電流。

在計(jì)算中，臨時(shí)輔助電流計(jì)算部61對(duì)根據(jù)輸入的車輛速度v和轉(zhuǎn)向扭矩tr而設(shè)置的基本輔助扭矩進(jìn)行計(jì)算?；据o助扭矩被設(shè)置為響應(yīng)于轉(zhuǎn)向扭矩tr的增加而增加，并且在車輛速度v越低時(shí)具有越大的值。此外，臨時(shí)輔助電流計(jì)算部61基于轉(zhuǎn)向角θh或通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向角θh關(guān)于時(shí)間進(jìn)行微分而獲得的轉(zhuǎn)向角速度ωh來(lái)計(jì)算對(duì)基本輔助扭矩進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償扭矩。例如，臨時(shí)輔助電流計(jì)算部61對(duì)使方向盤11返回到中立位置的返回補(bǔ)償扭矩以及給予方向盤11適當(dāng)?shù)哪Σ梁驼承愿械哪Σ琳承匝a(bǔ)償扭矩進(jìn)行計(jì)算。基于轉(zhuǎn)向角θh計(jì)算返回補(bǔ)償扭矩，并且基于轉(zhuǎn)向角速度ωh計(jì)算摩擦粘性補(bǔ)償扭矩。

臨時(shí)輔助電流計(jì)算部61通過(guò)將補(bǔ)償扭矩加到基本輔助扭矩上來(lái)計(jì)算目標(biāo)輔助扭矩tas*，并且通過(guò)將目標(biāo)輔助扭矩tas*除以扭矩常數(shù)來(lái)計(jì)算臨時(shí)輔助電流ias’。臨時(shí)輔助電流計(jì)算部61將計(jì)算出的臨時(shí)輔助電流ias’供給至目標(biāo)輔助電流計(jì)算部66。

基準(zhǔn)電壓計(jì)算部62對(duì)電源電壓vp和ig電壓vig進(jìn)行檢測(cè)，并且將電源電壓vp和ig電壓vig中較高的一個(gè)設(shè)置為基準(zhǔn)電壓vs?；鶞?zhǔn)電壓vs被認(rèn)為表示電源設(shè)備100的電源電壓，并且被當(dāng)做作為用于計(jì)算電流上限值ilim的基準(zhǔn)的電壓來(lái)處理。電源電壓的檢測(cè)并不限于此，并且可以在電源線路上的任何位置處對(duì)電源電壓進(jìn)行檢測(cè)。應(yīng)當(dāng)注意的是，基準(zhǔn)電壓計(jì)算部62通過(guò)對(duì)電源電壓vp和ig電壓vig中較高的一個(gè)執(zhí)行低通濾波處理來(lái)計(jì)算基準(zhǔn)電壓vs?；鶞?zhǔn)電壓計(jì)算部62將計(jì)算出的基準(zhǔn)電壓vs供給至特性選擇/電流上限值計(jì)算部64。

起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63是用于確定是否已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)的功能部。起轉(zhuǎn)狀態(tài)是推定發(fā)動(dòng)機(jī)處于發(fā)動(dòng)機(jī)起轉(zhuǎn)狀況(發(fā)動(dòng)機(jī)可能將在短時(shí)間內(nèi)起轉(zhuǎn)的情況和/或發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際正在起轉(zhuǎn)的情況)的狀態(tài)。如上所述，當(dāng)接通發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110并供給ig電壓vig時(shí)，電機(jī)控制部60在執(zhí)行初步診斷后起動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助控制。在起動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助控制后，在車輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110的情況下，電機(jī)控制部60終止轉(zhuǎn)向輔助控制，但是在車輛正在行駛的情況下，即使在斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110時(shí)也不終止轉(zhuǎn)向輔助控制。也就是說(shuō)，在斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110時(shí)，電機(jī)控制部60確定車輛速度v是否為零(v＝0)，并且在車輛速度v為零的情況下終止輔助控制，以及在車輛速度v不為零的情況下不終止輔助控制。

例如，可以想到的情況是當(dāng)車輛在下坡行駛期間駕駛員將換檔桿從驅(qū)動(dòng)位置切換到空檔位置同時(shí)斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110。在這種情況下，停止發(fā)動(dòng)機(jī)但不終止轉(zhuǎn)向輔助控制。因此，存在在發(fā)動(dòng)機(jī)停止期間操作轉(zhuǎn)向輔助控制的情況。

圖3中下方的曲線圖表示轉(zhuǎn)向輔助控制的運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)。在圖3中，on指示的時(shí)間段表示轉(zhuǎn)向輔助控制的運(yùn)行時(shí)間段，off指示的時(shí)間段表示轉(zhuǎn)向輔助控制的停止時(shí)間段。在時(shí)刻t1接通發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110時(shí)，ig電壓vig增加到與電源設(shè)備100的輸出電壓一樣的電壓。發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90基于ig電壓vig的增加來(lái)操作未示出的起動(dòng)器電機(jī)。由此，在時(shí)刻t2時(shí)，起轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。電源電壓vp和ig電壓vig在起轉(zhuǎn)期間暫時(shí)性降低。在時(shí)刻t3時(shí)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，以及在時(shí)刻t4時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助控制。

在時(shí)刻t5時(shí)，當(dāng)在車輛行駛期間斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110時(shí)，ig電壓vig降低至0伏，并且發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90停止發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，車輛速度v不為零，并且因此轉(zhuǎn)向輔助控制繼續(xù)運(yùn)行。在這種情況下，駕駛員接通發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110即重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性很高。

相應(yīng)地，起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63確定在轉(zhuǎn)向輔助控制期間發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110是否是斷開(kāi)的，即ig電壓vig是否降低至不大于預(yù)定電壓vigref的電壓，并且在ig電壓vig降低至不大于預(yù)定電壓vigref的電壓時(shí)確定已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)(推定發(fā)動(dòng)機(jī)處于發(fā)動(dòng)機(jī)起轉(zhuǎn)狀況的狀態(tài))。預(yù)定電壓vigref可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置為使得能夠檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110的斷開(kāi)的電壓。起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63向特性選擇/電流上限值計(jì)算部64供給標(biāo)記fcr作為指示是否已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)的確定結(jié)果的信號(hào)。例如，在確定已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，設(shè)置標(biāo)志fcr為“1”，在確定未建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，設(shè)置標(biāo)志fcr為“0”。

在起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63確定已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)之后，起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63保持確定結(jié)果直到確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)為止。例如，起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63保持已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)的確定結(jié)果直到起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63從發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90獲取指示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的轉(zhuǎn)速信息并且確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n超過(guò)規(guī)定轉(zhuǎn)速為止。此外，在ig電壓vig未降低至不大于預(yù)定電壓vigref的值的情況下，起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63確定未建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)。

將由基準(zhǔn)電壓計(jì)算部62供給的基準(zhǔn)電壓vs和由起轉(zhuǎn)狀態(tài)推定部63供給的標(biāo)志fcr輸入到特性選擇/電流上限值計(jì)算部64。特性選擇/電流上限值計(jì)算部64從被存儲(chǔ)在上限特性存儲(chǔ)部65中的上限特性映射mp1和上限特性映射mp2中選擇通過(guò)標(biāo)志fcr識(shí)別的上限特性映射，并通過(guò)參照所選上限特性映射來(lái)計(jì)算與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim。上限特性映射是設(shè)置有基準(zhǔn)電壓vs與作為流過(guò)電機(jī)20的電流的上限值的電流上限值ilim之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)。下文中，將基準(zhǔn)電壓vs與電流上限值ilim之間的關(guān)系稱為上限特性。

上限特性存儲(chǔ)部65存儲(chǔ)非起轉(zhuǎn)上限特性映射mp1和起轉(zhuǎn)上限特性映射mp2作為上限特性映射。圖4示出了由非起轉(zhuǎn)上限特性映射mp1設(shè)置的非起轉(zhuǎn)上限特性。圖5示出了由起轉(zhuǎn)上限特性映射mp2設(shè)置的起轉(zhuǎn)上限特性。圖5中的虛線指示用于對(duì)比的非起轉(zhuǎn)上限特性。設(shè)置起轉(zhuǎn)上限特性使得與非起轉(zhuǎn)上限特性相比放寬了對(duì)流過(guò)電機(jī)20的電流的限制，如后面所描述的。應(yīng)當(dāng)注意的是，上限特性不限于被存儲(chǔ)為映射的上限特性，上限特性可以是任何數(shù)據(jù)，只要在數(shù)據(jù)中設(shè)置基準(zhǔn)電壓vs與電流上限值ilim之間的關(guān)系，并且上限特性可以存儲(chǔ)成例如函數(shù)。

在將標(biāo)志fcr設(shè)置為“0”的情況下即確定未建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，特性選擇/電流上限值計(jì)算部64選擇非起轉(zhuǎn)上限特性映射mp1，以及在將標(biāo)志fcr設(shè)置為“1”的情況下即確定已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，特性選擇/電流上限值計(jì)算部64選擇起轉(zhuǎn)上限特性映射mp2。

在上限特性中設(shè)置遲滯，并且基于基準(zhǔn)電壓vs的改變方向確定電流上限值ilim。相應(yīng)地，特性選擇/電流上限值計(jì)算部64連續(xù)地存儲(chǔ)基準(zhǔn)電壓vs的改變，并在基準(zhǔn)電壓vs增加時(shí)計(jì)算電流上限值ilim，在基準(zhǔn)電壓vs增加時(shí)計(jì)算的電流上限值ilim不同于在基準(zhǔn)電壓vs下降時(shí)計(jì)算的電流上限值ilim。之后將對(duì)上限特性進(jìn)行詳細(xì)描述。

特性選擇/電流上限值計(jì)算部64通過(guò)參照上限特性映射來(lái)計(jì)算與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim，然后將電流上限值ilim供給至目標(biāo)輔助電流計(jì)算部66。

將由臨時(shí)輔助電流計(jì)算部61供給的臨時(shí)輔助電流ias’與由特性選擇/電流上限值計(jì)算部64供給的電流上限值ilim輸入至目標(biāo)輔助電流計(jì)算部66。目標(biāo)輔助電流計(jì)算部66確定臨時(shí)輔助電流ias’是否大于電流上限值ilim，并且在臨時(shí)輔助電流ias’大于電流上限值ilim的情況下將電流上限值ilim設(shè)置為目標(biāo)輔助電流ias*(ias*←ilim)。因此，計(jì)算對(duì)轉(zhuǎn)向輔助造成限制的目標(biāo)輔助電流ias*——通過(guò)使用電流上限值ilim。應(yīng)當(dāng)注意的是，流過(guò)電機(jī)20的電流的控制量是通過(guò)使用用于確定扭矩產(chǎn)生的方向的符號(hào)(正/負(fù))來(lái)處理的，而對(duì)電流的上限限制所限制的是絕對(duì)值。因此，在臨時(shí)輔助電流ias’的絕對(duì)值大于電流上限值ilim的情況下，將目標(biāo)輔助電流ias*的絕對(duì)值設(shè)置為電流上限值ilim且符號(hào)不變。

另一方面，在臨時(shí)輔助電流ias’不大于電流上限值ilim的情況下，目標(biāo)輔助電流計(jì)算部66設(shè)置臨時(shí)輔助電流ias’作為目標(biāo)輔助電流ias*(ias*←ias’)。因此，計(jì)算對(duì)轉(zhuǎn)向輔助不造成限制的目標(biāo)輔助電流ias*。目標(biāo)輔助電流計(jì)算部66將計(jì)算出的目標(biāo)輔助電流ias*供給至反饋控制部67。

反饋控制部67從電流傳感器24讀取流過(guò)電機(jī)20的電機(jī)電流im，計(jì)算電機(jī)電流im與目標(biāo)輔助電流ias*之間的偏差δi(ias*-im)，并基于偏差δi使用反饋控制(例如，比例積分(pi)控制)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)20。

當(dāng)反饋控制部67驅(qū)動(dòng)電機(jī)20時(shí)，反饋控制部67計(jì)算與偏差δi對(duì)應(yīng)的目標(biāo)指令電壓v*，將與目標(biāo)指令電壓v*對(duì)應(yīng)的pwm控制信號(hào)輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路80，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)20。

各功能部重復(fù)上述運(yùn)算處理以執(zhí)行轉(zhuǎn)向輔助控制處理，從而電機(jī)控制部60對(duì)電機(jī)20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由此，獲得與駕駛員的轉(zhuǎn)向操作對(duì)應(yīng)的并根據(jù)基準(zhǔn)電壓vs進(jìn)行限制的轉(zhuǎn)向輔助扭矩。在車輛速度為零并且發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110斷開(kāi)的情況下，電機(jī)控制部60終止轉(zhuǎn)向輔助控制。

這里，將對(duì)起轉(zhuǎn)上限特性與非起轉(zhuǎn)上限特性之間的區(qū)別進(jìn)行描述。如圖4所示，在非起轉(zhuǎn)上限特性中，通過(guò)使用降低線l1no和恢復(fù)線l2no來(lái)設(shè)置基準(zhǔn)電壓vs與電流上限值ilim之間的關(guān)系。降低線l1no用于在基準(zhǔn)電壓vs沿降低方向改變時(shí)電流上限值ilim的設(shè)置，而恢復(fù)線l2no用于在基準(zhǔn)電壓vs沿增加方向改變時(shí)電流上限值ilim的設(shè)置。設(shè)置遲滯的結(jié)果是獲得降低線l1no與恢復(fù)線l2no之間的電壓寬度。因此，即使當(dāng)基準(zhǔn)電壓vs從其降低狀態(tài)開(kāi)始增加時(shí)，在基準(zhǔn)電壓vs未增加到由恢復(fù)線l2no限定的電壓的情況下，電流上限值ilim仍保持在規(guī)定值而不增加。

如圖5中的實(shí)線所示，在起轉(zhuǎn)上限特性中，通過(guò)使用降低線l1cr和恢復(fù)線l2cr來(lái)設(shè)置基準(zhǔn)電壓vs與電流上限值ilim之間的關(guān)系。降低線l1cr用于在基準(zhǔn)電壓vs沿降低方向改變時(shí)電流上限值ilim的設(shè)置，而恢復(fù)線l2cr用于在基準(zhǔn)電壓vs沿增加方向改變時(shí)電流上限值ilim的設(shè)置。設(shè)置遲滯的結(jié)果是獲得降低線l1cr與恢復(fù)線l2cr之間的電壓寬度。因此，即使當(dāng)基準(zhǔn)電壓vs從其降低狀態(tài)開(kāi)始增加時(shí)，在基準(zhǔn)電壓vs未增加到由恢復(fù)線l2cr限定的電壓的情況下，電流上限值ilim仍保持在規(guī)定值而不增加。

在兩個(gè)上限特性中，電流上限值ilim未降低時(shí)的值(稱為基本電流上限值ilim0)是一樣的值。在下文中，降低線l1no的梯度，即電流上限值ilim在響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓vs的降低而降低時(shí)的梯度被稱為降低梯度α1no，以及降低線l1cr的梯度被稱為降低梯度α1cr。降低梯度α1no和降低梯度α1cr中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的降低率。此外，恢復(fù)線l2no的梯度，即電流上限值ilim在響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓vs的增加而增加時(shí)的梯度被稱為增加梯度α2no，以及恢復(fù)線l2cr的梯度被稱為增加梯度α2cr。增加梯度α2no和增加梯度α2cr中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的增加率。此外，在使用降低線l1no開(kāi)始降低電流上限值ilim時(shí)的基準(zhǔn)電壓vs被稱為降低開(kāi)始電壓v1no，以及在使用降低線l1cr開(kāi)始降低電流上限值ilim時(shí)的基準(zhǔn)電壓vs被稱為降低開(kāi)始電壓v1cr。此外，在使用降低線l1no將電流上限值ilim設(shè)置為零時(shí)的基準(zhǔn)電壓vs被稱為輔助禁止電壓v2no，以及在使用降低線l1cr將電流上限值ilim設(shè)置零另時(shí)的基準(zhǔn)電壓vs被稱為輔助禁止電壓v2cr。此外，在使用恢復(fù)線l2no開(kāi)始增加電流上限值ilim時(shí)的基準(zhǔn)電壓vs被稱為增加開(kāi)始電壓v3no，以及在使用恢復(fù)線l2cr開(kāi)始增加電流上限值ilim時(shí)的基準(zhǔn)電壓vs被稱為增加開(kāi)始電壓v3cr。

從圖4和圖5可以看出，在兩個(gè)上限特性中，降低梯度α1cr被設(shè)置為比降低梯度α1no小，以及增加梯度α2cr被設(shè)置為比增加梯度α2no大。此外，降低開(kāi)始電壓v1cr被設(shè)置為比降低開(kāi)始電壓v1no低，以及增加開(kāi)始電壓v3cr被設(shè)置為比增加開(kāi)始電壓v3no低。

應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖4和圖5中，增加開(kāi)始電壓v3no和增加開(kāi)始電壓v3cr中的每個(gè)表示電流上限值ilim從零開(kāi)始增加時(shí)的基準(zhǔn)電壓vs，但是增加開(kāi)始電壓v3no和增加開(kāi)始電壓v3cr并不限于此。也就是說(shuō)，在基準(zhǔn)電壓vs在電流上限值ilim被設(shè)置為任意值的狀態(tài)下已增加的情況下，增加開(kāi)始電壓v3no和增加開(kāi)始v3cr中的每個(gè)表示電流上限值ilim響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓vs的增加而開(kāi)始增加時(shí)的基準(zhǔn)電壓vs。例如，如圖5所示，在基準(zhǔn)電壓vs在電流上限值ilim被設(shè)置為ilim1的狀態(tài)下已增加的情況下，在起轉(zhuǎn)上限特性中，當(dāng)基準(zhǔn)電壓vs從點(diǎn)p1所指示的電壓值增加到點(diǎn)p3所指示的電壓值時(shí)，電流上限值ilim開(kāi)始增加，但是在非起轉(zhuǎn)上限特性中，當(dāng)基準(zhǔn)電壓vs從點(diǎn)p2所指示的電壓值增加到點(diǎn)p4所指示的電壓值時(shí)，電流上限值ilim開(kāi)始增加。在這種情況下，點(diǎn)p3所指示的電壓值對(duì)應(yīng)于增加開(kāi)始電壓v3cr，以及點(diǎn)p4所指示的電壓值對(duì)應(yīng)于增加開(kāi)始電壓v3no(>v3cr)。在本實(shí)施方式中，在電流上限值ilim從基本電流上限值ilim0降低之后，不論被設(shè)置為電流上限值ilim的值為多少，增加開(kāi)始電壓v3cr被設(shè)置為比增加開(kāi)始電壓v3no低。

關(guān)于增加梯度α2no與增加梯度α2cr之間的大小關(guān)系，在恢復(fù)線l2no和恢復(fù)線l2cr中的每個(gè)是通過(guò)除了線性函數(shù)之外的函數(shù)來(lái)表示的情況下(即，在電流上限值ilim相對(duì)于基準(zhǔn)電壓vs不是以恒定增加率(成比例)增加的情況下)，可以使用平均增加梯度(例如，連接在電流上限值ilim被設(shè)置為零的狀態(tài)下電流上限值ilim開(kāi)始增加時(shí)的點(diǎn)與電流上限值ilim響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓vs的增加而到達(dá)基本電流上限值ilim0時(shí)的點(diǎn)的線段的梯度)。此外，關(guān)于降低梯度α1no與降低梯度α1cr之間的大小關(guān)系，在降低線l1no和降低線l1cr中的每個(gè)通過(guò)除了線性函數(shù)之外的函數(shù)來(lái)表示的情況下(即，在電流上限值ilim相對(duì)于基準(zhǔn)電壓vs不是以恒定降低率(成比例)降低的情況下)，可以使用平均降低梯度(例如，連接電流上限值ilim從基本電流上限值ilim0開(kāi)始下降時(shí)的點(diǎn)與響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓vs的降低將電流上限值ilim設(shè)置為零的點(diǎn)的線段的梯度)。

因此，通過(guò)上述設(shè)置獲得以下作用和效果。

1.設(shè)置起轉(zhuǎn)上限特性中的恢復(fù)線l2cr使得與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim比非起轉(zhuǎn)上限特性中的恢復(fù)線l2no的與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim高。在這種情況下，在圖5的曲線圖中，恢復(fù)線l2cr位于恢復(fù)線l2no的左側(cè)。因此，將增加開(kāi)始電壓v3cr設(shè)置為比增加開(kāi)始電壓v3no低，從而可以在起轉(zhuǎn)期間基準(zhǔn)電壓vs恢復(fù)時(shí)提早地開(kāi)始放寬電流限制，因此，可以提早地解除電流限制。由此，可以縮短由于電流限制而造成的方向盤的操作感沉重的時(shí)間段。因此，可以有效地使用轉(zhuǎn)向輔助。另一方面，在非起轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)電源電壓降低的情況下，很有可能是電池101劣化了。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)將恢復(fù)線l2no中與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim設(shè)置為較低的值，可以抑制電源電壓的降低，并且減小出現(xiàn)因解除電流限制而引起振蕩現(xiàn)象的可能性。

2.將起轉(zhuǎn)上限特性中的增加梯度α2cr設(shè)置為比非起轉(zhuǎn)上限特性中的增加梯度α2no的值大的值。因此，在起轉(zhuǎn)期間，可以在基準(zhǔn)電壓vs恢復(fù)時(shí)高速地放寬電流限制，因此，可以提早地解除電流限制。由此，可以縮短由于電流限制而造成的方向盤的操作感沉重的時(shí)間段。另一方面，在非起轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)電源電壓降低的情況下，很有可能是電池101劣化了。在電源設(shè)備100的電力供給能力持續(xù)減小的情況下，方向盤的操作感由于電流限制而變得沉重。另一方面，當(dāng)電流上限值ilim增加的增加梯度較大時(shí)，方向盤的操作感突然變輕并且可能會(huì)過(guò)度地操作方向盤。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在本實(shí)施方式中，將非起轉(zhuǎn)上限特性中的增加梯度α2no設(shè)置得較小。因此，緩慢放寬電流限制，并且可以防止駕駛員過(guò)度地操作方向盤。此外，還可以減小出現(xiàn)因解除電流限制而引起振蕩現(xiàn)象的可能性。應(yīng)當(dāng)注意的是，在起轉(zhuǎn)期間對(duì)電流限制的放寬是高速的。因?yàn)榭梢蕴嵩绲厥挂呀?jīng)臨時(shí)變得沉重的方向盤的操作感返回到正常的操作感，所以這會(huì)帶來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)向操作感的改善。

3.設(shè)置起轉(zhuǎn)上限特性中的降低線l1cr使得與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim比非起轉(zhuǎn)上限特性中的降低線l1no的與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim高。在這種情況下，在圖5的曲線圖中，降低線l1cr位于降低線l1no的左側(cè)。因此，將降低開(kāi)始電壓v1cr設(shè)置得比降低開(kāi)始電壓v1no低，從而可以防止電流上限值ilim在起轉(zhuǎn)期間進(jìn)行不必要的降低操作。也就是說(shuō)，可以減小電流限制對(duì)轉(zhuǎn)向輔助的限制的頻率。由此，可以有效地使用轉(zhuǎn)向輔助。另一方面，在非起轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)電源電壓降低的情況下，很有可能是電池101劣化了。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)將與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim設(shè)置為較低的值來(lái)可靠地限制流過(guò)電機(jī)20的電流。由此，可以良好地抑制電源電壓的降低。

4.將起轉(zhuǎn)上限特性中的降低梯度α1cr設(shè)置為比非起轉(zhuǎn)上限特性中的降低梯度α1no的值小的值。因此，在起轉(zhuǎn)期間，可以響應(yīng)于電源電壓的降低緩慢地降低電流上限值ilim。因此，可以防止轉(zhuǎn)向操作感的突變。另一方面，在非起轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)電源電壓降低的情況下，很有可能是電池101劣化以及電力供給能力降低。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)快速地響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓vs的降低來(lái)降低電流上限值ilim以良好地抑制電源電壓的降低。

5.通過(guò)對(duì)檢測(cè)的電壓值進(jìn)行低通濾波處理來(lái)計(jì)算基準(zhǔn)電壓vs。因此，對(duì)基準(zhǔn)電壓vs的檢測(cè)被延遲。然而，在起轉(zhuǎn)期間，通過(guò)使用以上述方式設(shè)置的起轉(zhuǎn)上限特性來(lái)進(jìn)行電流上限限制，可以恢復(fù)延遲并提早地解除電流限制。由此，可以縮短由于電流限制而造成的方向盤的操作感沉重的時(shí)間段。

如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行起轉(zhuǎn)期間的電流限制和非起轉(zhuǎn)期間的電流限制。因此，可以在改善轉(zhuǎn)向操作感的同時(shí)抑制電源設(shè)備100的電壓的降低。

盡管上面描述了本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備，但是本發(fā)明并不限于該實(shí)施方式，并且可以在不偏離本發(fā)明的目的條件下做出各種改變。

例如，圖6所示，在起轉(zhuǎn)上限特性和非起轉(zhuǎn)上限特性中，可以使降低線l1cr的特性等于降低線l1no的特性，并且可以僅使恢復(fù)線l2cr的特性不同于恢復(fù)線l2no的特性。在這種情況下，恢復(fù)線l2cr的與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim優(yōu)選地被設(shè)置為比恢復(fù)線l2no的與基準(zhǔn)電壓vs對(duì)應(yīng)的電流上限值ilim高。此外，增加梯度α2cr優(yōu)選地被設(shè)置為比增加梯度α2no的值大的值。因此，在本變型例中，也可以在起轉(zhuǎn)期間提早地解除電流限制。由此，可以縮短由于電流限制而對(duì)轉(zhuǎn)向輔助造成限制的時(shí)間段。此外，將開(kāi)始電流限制時(shí)的上限特性設(shè)置為與非起轉(zhuǎn)期間的上限特性相等，從而可以施加嚴(yán)格的電流限制，并防止電源電壓的過(guò)度下降。

此外，在本實(shí)施方式中，將降低線l1no和降低線l1cr以及恢復(fù)線l2no和恢復(fù)線l2cr中的每個(gè)的特性設(shè)置為通過(guò)線性函數(shù)表示的特性，但是并不需要總是這么做，以及例如，如圖7所示，也可以設(shè)置非線性特性。此外，如圖7所示，可以在任意的點(diǎn)p11、點(diǎn)p12和點(diǎn)p13中的每個(gè)設(shè)置規(guī)定等待時(shí)間段，并且可以在該等待時(shí)間段中保持電流上限值ilim。

此外，可以進(jìn)行電流限制(對(duì)流過(guò)電動(dòng)機(jī)20的電流施加上限限制)使得基準(zhǔn)電壓vs的變化率體現(xiàn)在該限制中。例如，特性選擇/電流上限值計(jì)算部64可以對(duì)通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)電壓vs關(guān)于時(shí)間進(jìn)行微分而獲得基準(zhǔn)電壓微分值vs’進(jìn)行計(jì)算，以及可以在基準(zhǔn)電壓vs降低時(shí)對(duì)根據(jù)上限特性映射mp1和上限特性映射mp2中的每個(gè)計(jì)算出的電流上限值ilim進(jìn)行校正，使得電流上限值ilim在由基準(zhǔn)電壓微分值vs’表示的電壓降低速度比設(shè)置的降低速度高時(shí)(在基準(zhǔn)電壓微分值vs’是負(fù)值且其絕對(duì)值大于設(shè)置的降低速度的情況下)降低。此外，電壓降低速度越高，基準(zhǔn)電壓vs降低時(shí)的電流上限值ilim可以被校正為越小。在由基準(zhǔn)電壓微分值vs’表示的電壓增加速度比設(shè)置的增加速度高的情況下(在基準(zhǔn)電壓微分值vs’是正值且其絕對(duì)值大于設(shè)置的增加速度的情況下)，在基準(zhǔn)電壓vs增加時(shí)確定的電流上限值ilim可以被校正為在電流上限值ilim不超過(guò)基本電流上限值ilim0的范圍內(nèi)增加。此外，在基準(zhǔn)電壓vs增加時(shí)確定的電流上限制ilim可以被校正為電壓增加速度越快則在電流上限值ilim不超過(guò)基本電流上限制ilim0的范圍內(nèi)變得越大。

此外，在本實(shí)施方式中，作為用于檢測(cè)起轉(zhuǎn)狀態(tài)的方法，是基于在轉(zhuǎn)向輔助控制期間是否斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110來(lái)進(jìn)行確定的，但是，替代上述方法，可以是基于在轉(zhuǎn)向輔助控制期間是否接通發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)110來(lái)進(jìn)行確定。例如，在圖3所示的時(shí)刻t6時(shí)，在轉(zhuǎn)向輔助控制期間，在ig電壓vig不大于預(yù)定電壓vigref的狀態(tài)切換成ig電壓vig超過(guò)預(yù)定電壓vigref的狀態(tài)的時(shí)刻，可以確定已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)。根據(jù)這個(gè)變型例，可以縮短在檢測(cè)起轉(zhuǎn)狀態(tài)之后直到真正進(jìn)行起轉(zhuǎn)操作為止所需要的時(shí)間段，并進(jìn)行更適當(dāng)?shù)碾娏飨拗啤?/p>

此外，作為用于檢測(cè)起轉(zhuǎn)狀態(tài)的另一方法，可以通過(guò)在轉(zhuǎn)向輔助控制期間從發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90輸入指示起轉(zhuǎn)操作開(kāi)始的信息來(lái)確定已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)ecu90包括怠速停止控制功能的情況下，還可以通過(guò)輸入怠速停止信息(指示用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的準(zhǔn)備狀態(tài)的信息)來(lái)確定已建立起轉(zhuǎn)狀態(tài)。根據(jù)這個(gè)變型例，可以以更高的準(zhǔn)確度檢測(cè)起轉(zhuǎn)狀態(tài)，并進(jìn)行更適當(dāng)?shù)仉娏飨拗啤?/p>

此外，在本實(shí)施方式中，起轉(zhuǎn)上限特性在用于確定降低線l1cr和降低線l1no以及恢復(fù)線l2cr與恢復(fù)線l2no的特性的多個(gè)項(xiàng)目上(降低梯度，增加梯度，降低開(kāi)始電壓和增加開(kāi)始電壓)與非起轉(zhuǎn)上限特性不同，從而與非起轉(zhuǎn)上限特性相比放寬了起轉(zhuǎn)上限特性中的電流限制。然而，在本發(fā)明中，并不總是需要讓起轉(zhuǎn)上限特性與非起轉(zhuǎn)上限特性在所有的項(xiàng)目上都不同，并且可以通過(guò)使用項(xiàng)目中的一個(gè)項(xiàng)目或任意組合的多個(gè)項(xiàng)目來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置起轉(zhuǎn)上限特性使得與非起轉(zhuǎn)上限特性相比放寬了電流限制。