CN107074270A - 电动助力转向设备和电动助力转向*** - Google Patents

Abstract

特性选择/电流上限值计算部64在起转状态推定部63检测到起转状态的情况下选择起转上限特性映射MP2、并且在未检测到起转状态的情况下选择非起转上限特性映射MP1。相较于非起转上限特性，起转上限特性放宽对流过电机20的电流的上限限制。因此，可以防止在起转期间过度的电流限制。

Description

电动助力转向设备和电动助力转向***

背景技术

1.技术领域

本发明涉及基于驾驶员的转向操作来驱动电机以产生转向辅助扭矩的电动助力转向设备和电动助力转向***。

2.相关技术的说明

存在根据驾驶员施加给方向盘的转向扭矩来控制电机的通电量以产生转向辅助扭矩的电动助力转向设备。在这种电动助力转向设备中，在驾驶员猛烈地进行转向操作的情况下，大的电流便从车载电源流向电机。当车载电源劣化时，车载电源的输出电压(电源电压)在电机的通电期间降低。车载电源的劣化程度越大，对于从车载电源流向负载的电流的电源电压的降低就越显著。用于控制电机的控制单元(称为ECU)包括电子控制部件如微型计算机、传感器等。因此，需要规定电压内的电源，并且因为电力是由电机共享的车载电源供给的，所以需要抑制车载电源电压的降低。

为了应对这个问题，常规地提出了用于在电源电压降低时限制转向辅助的技术。例如，日本专利申请公开第2005-193751号(JP2005-193751 A)提出了一种技术，在该技术中，在电源电压在转向辅助期间降低的情况下，作为流过电机的电流的上限值的电流上限值降低，以及在电源电压恢复的情况下，电流上限值逐渐返回到正常值。

在电动助力转向设备中，基本上，在使用电流上限值来限制转向辅助的情况下，ECU根据例如图8所示的电源电压V与电流上限值Ilim关联的上限特性来计算电流上限值Ilim，并在电流上限值Ilim的范围内控制电机的通电。上限特性中设置迟滞，以及在电源电压降低的情况下电源电压V与电流上限值Ilim之间的关系不同于在电源电压增加的情况下电源电压V与电流上限值Ilim之间的关系。具体地，当电源电压V降低并且变得低于降低开始电压V1时，电流上限值Ilim响应于电源电压V的降低被设置为从基本电流上限值Ilim0以梯度α1进行降低。在电源电压V变得低于辅助禁止电压V2的情况下，电流上限值Ilim被设置为零。

在电源电压V开始增加的情况下，在电源电压V的增加量超过迟滞量之后，电流上限值Ilim响应于电源电压V的增加被设置为以梯度α2进行增加。例如，在电源电压V变得低于辅助禁止电压V2然后开始增加的情况下，电流上限值Ilim保持为零直到电源电压V超过增加开始电压V3(>V2)，以及在电源电压V超过增加开始电压V3之后，电流上限值Ilim响应于电源低压V的增加被设置为增加。

需要对上限特性进行设置，使得能够对电力供给能力降低如车载电源的劣化的恒定因素适当地进行电流的上限限制(下文中称为电流限制)。例如，在车内电池劣化的情况下，电力供给能力降低，由此，在电源电压开始增加之后由于电流限制导致电流限制立即减弱(电流上限值增加)的情况下，由于其反应导致发生振荡现象，在振荡现象中电源电压降低以及电流限制被再次加强。响应于此，转向辅助扭矩发生波动，并且转向操作感变差。为了应对这个问题，在上限特性中设置迟滞。此外，需要设置平缓的梯度作为梯度α2，使得驾驶员不会在转向辅助突然增加的情况下过度地操作方向盘。

通过使用按以上述方式设置的上限特性来执行电流限制，即使是在车载电源劣化的情况下，也可以尽可能多地将车载电源的电源电压保持在规定范围内。

发明内容

电动助力转向设备被配置成仅在发动机运转期间能够获得转向辅助。在控制***被配置成即使在发动机停止期间也继续转向辅助控制的情况下，存在由于电源电压在起转期间降低而导致的上述电流限制对转向辅助造成限制的情况。这是因为交流发电机在起转期间不产生电力使得车载电源的电力供给能力较低，以及起动器电机被起动使得电源电压在起动器电机起动时降低。

电源电压在起转期间降低持续的时间段极短(例如，大约100毫秒)，并且电源电压恢复得很快。因此，在不作任何改变地使用以上述方式严格设定的上限特性并执行电流限制的情况下，不必要地延长了转向辅助受到限制的时间段——即方向盘的操作感沉重的时间段，使得变得不可能在起转期间进行合适的电流限制。

本发明提供使得能够在起转期间进行适当的电流限制的电动助力转向设备和***。

根据本发明的第一方面的电动助力转向***包括：转向扭矩检测装置，该转向扭矩检测装置用于检测由驾驶员输入的转向扭矩；电机，该电机产生转向辅助扭矩；电机控制装置，该电机控制装置用于根据由转向扭矩检测装置检测的转向扭矩来控制电机的通电；电源电压检测装置，该电源电压检测装置用于检测作为车载电源的输出电压的电源电压；电流上限值设定装置，该电流上限值设定装置用于响应于电源电压的降低来降低电流上限值、并且用于在电流上限值降低之后电源电压开始增加的情况下响应于电源电压的增加来增加电流上限值，该电流上限值设定装置包括：起转状态检测装置，该起转状态检测装置用于检测发动机被推定为处于发动机被起转的状况的起转状态；以及上限特性选择装置，该上限特性选择装置用于在未检测到起转状态时选择非起转上限特性作为电流上限值，在非起转上限特性中电流上限值是基于电源电压而设定的，以及，在检测到起转状态时选择起转上限特性作为电流上限值，在起转上限特性中电流上限值是基于电源电压而设定的使得与非起转上限特性相比放宽了对流过电机的电流的上限限制，以及，电流限制装置，该电流限制装置用于对流过电机的电流施加上限限制使得流过电机的电流不大于由上限特性选择装置所选择的电流上限值。

根据本发明的第二方面的电动助力转向***包括：转向扭矩检测单元，该转向扭矩检测单元检测施加至方向盘的转向扭矩；电机，该电机产生转向辅助扭矩；以及电子控制单元，该电子控制单元：根据由转向扭矩检测单元检测的转向扭矩来控制电机的通电，检测作为车载电源的输出电压的电源电压，响应于电源电压的降低来降低电流上限值，在电流上限值降低之后电源电压开始增加的情况下响应于电源电压的增加来增加电流上限值，检测发动机被推定为处于发动机被起转的状况的起转状态，在未检测到起转状态时选择非起转上限特性作为电流上限值，在非起转上限特性中该电流上限值是基于电源电压而设定的，在检测到起转状态时选择起转上限特性作为电流上限值，在起转上限特性中该电流上限值是基于电源电压而设定的使得与非起转上限特性相比放宽了对流过电机的电流的上限限制，以及，对流过电机的电流施加上限限制使得流过电机的电流不大于电流上限值。

在上述方面中，电机控制装置根据转向扭矩来控制电机的通电，从而产生与由驾驶员输入的转向扭矩对应的转向辅助扭矩。电流限制装置将流过电机的电流限制为不大于电流上限值。电流上限值设定装置对电流上限值进行设定。基于电源电压，电流上限值设定装置响应于电源电压的降低来降低电流上限值，以及在电流上限值降低之后电源电压开始增加的情况下电流上限值设定装置响应于电源电压的增加来增加电流上限值。因此，即使在电源电压由于电机的运行而降低的情况下，也可以通过限制流过电机的电流来抑制电源电压的降低。

在电动助力转向设备被配置成能够在发动机停止期间产生转向辅助扭矩的情况下，存在在转向辅助期间发动机起转的情况。在这些情况下，存在电源电压由于起转而降低并且电流上限值降低的情况。然而，由于起转而引起的电源电压的降低所持续的时间段极短，并且电源电压恢复得很快。另一方面，在未进行起转时检测到电源电压降低的情况下，很有可能是车载电源劣化了。因此，当在起转发生的情况下和在起转未发生的情况下执行与电源电压对应的相同电流限制时，在起转期间的电流限制可能会过度。为了应对这个问题，在上述方面中，电流上限设定装置包括起转状态检测装置和上限特性选择装置，以便进行具有在起转期间合适的特性以及在非起转期间合适的特性的电流限制。

起转状态检测装置检测推定发动机为处于发动机被起转的状况的起转状态。例如，可以通过输入指示发出起动/停止发动机的指令的操作开关的状态的开关信号来检测起转状态。在这种情况下，当在车辆行驶期间输入指示停止发动机的指令的开关信号时，发动机重新起动的可能性很高，因此可以确定已建立起转状态。替代性地，当在车辆行驶期间停止发动机然后输入指示重新起动发动机的指令的开关信号时，可以确定已建立起转状态。另外，例如，可以通过从对发动机的运行进行控制的发动机控制设备输入指示起转操作开始的信息来检测起转状态。

上限特性选择装置在未检测到起转状态时选择非起转上限特性，在非起转上限特性中电流上限值是基于电源电压而设定的，以及，在检测到起转状态时选择起转上限特性，在起转上限特性中电流上限值是基于电源电压来设定的使得与非起转上限特性相比放宽了对流过电机的电流的上限限制。电流限制装置通过使用由上限特性选择装置选择的起转上限特性或者非起转上限特性来对流过电机的电流施加上限限制。

与非起转上限特性相比，在起转上限特性中放宽了对流过电机的电流的上限限制。因此，可以防止起转期间过度的电流限制。因此，根据上述方面，可以适当地执行起转期间的电流限制和非起转期间的电流限制。由此，可以在改善转向操作感的同时抑制车载电源电压的降低。应当注意的是，“电流上限值是基于电源电压而设定的”的描述不限于基于电源电压本身(包括电源电压的历史)来设定电流上限值的配置，而是可以包括基于例如电源电压和电源电压的变化率(微分值)来设定电流上限值的配置。

在上述方面中，可以设定起转上限特性使得：在电流上限值增加的时间段期间与电源电压对应的电流上限值保持在比非起转上限特性中的值更高的值，从而放宽了对电流的上限限制。在这种情况下，可以设定起转上限特性使得：表示在电源电压开始增加之后电流上限值开始增加时的电源电压的增加开始电压比非起转上限特性中的增加开始电压低，从而放宽了对电流的上限限制。

如上所述，在电流上限值降低之后电源电压开始增加的情况下，电流上限值设定装置响应于电源电压的增加来增加电流上限值。由于在电流电压上限值增加的时间段期间与电源电压对应的电流上限值更高，因此更加显著地放宽了电流限制。此外，由于表示电流上限值开始增加时的电源电压的增加开始电压更低，因此以更早的正时来放宽电流限制。

因此，根据上述方面，在起转期间发生电源电压暂时性降低的情况下，可以比非起转期间更早地解除电流限制。由此，可以缩短转向辅助受限于电流限制的时间段(转向辅助受到限制的时间段)。因此，可以有效地使用转向辅助。

另一方面，在非起转期间出现电源电压降低的情况下，很有可能是车载电源劣化了。在这种情况下，通过将与电源电压对应的电流上限值设定为较低的值，可以抑制电源电压的降低，并且可以减小出现因解除电流限制而引起振荡现象的可能性。

在上述方面中，可以设定起转上限特性使得：在电源电压开始增加之后电流上限值响应于电源电压的增加而增加的增加率比非起转上限特性中的增加率大，从而放宽了对电流的上限限制。

如上所述，在电流上限值降低之后电源电压开始增加的情况下，电流上限值设定装置响应于电源电压的增加来增加电流上限值。电流上限值增加的增加率越大，电流上限值响应于电源电压的增加而增加得越快，而增加率越小，则电流上限值响应于电源电压的增加而增加得越慢。由此，可以通过增大增加率来放宽电流限制。

因此，根据上述方面，在起转期间发生电源电压暂时性降低的情况下，可以在电源电压的恢复的情况下高速地放宽电流限制，因此，可以提早地解除电流限制。由此，可以缩短方向盘的操作感沉重的时间段。

在非起转期间检测到电源电压降低的情况下，很有可能是车载电源劣化了。在车载电源劣化的情况下，方向盘的操作感由于电流限制而变得沉重。另一方面，当电流上限值增加的增加率较大时，方向盘的操作感突然变轻从而可能过度地操作方向盘。为了应对这个问题，在此方面中，在非起转期间将增加率设定得较小，从而缓慢地解除电流限制。因此，可以防止驾驶员过度地操作方向盘。此外，可以减小出现因解除电流限制而引起振荡现象的可能性。

在上述方面中，可以设定起转上限特性使得：在电流上限值降低的时间段期间与电源电压对应的电流上限值保持在比非起转上限特性中的值更高的值，从而放宽了对电流的上限限制。在这种情况下，可以设定起转上限特性使得：表示电流上限值响应于电源电压的降低而开始降低时的电源电压的降低开始电压比非起转上限特性中的降低开始电压低，从而可以放宽对电流的上限限制。

如上所述，电流上限值设定装置响应于电源电压的降低来降低电流上限值。由于在电流上限值降低的时间段期间与电源电压对应的电流上限值更高，因此更加显著地放宽了电流限制。此外，由于表示电流上限值开始降低时的电源电压的降低开始电压更低，因此在更晚的时间开始电流限制从而放宽了电流限制。

因此，根据这些方面，可以防止在起转期间不必要地进行对电流上限值的降低操作。也就是说，可以减小电流限制对转向辅助的限制的频率。由此，可以有效地使用转向辅助。另一方面，在非起转期间出现电源电压降低的情况下，很有可能是车载电源劣化了。在这种情况下，将与电源电压对应的电流上限值设定为较低的值，并因此可以可靠地限制流过电机的电流。由此，可以良好地抑制电源电压的降低。

在上述方面中，可以设定起转上限特性使得：电流上限值响应于电源电压的降低而降低的降低率比非起转上限特性中的降低率小，从而可以放宽对电流的上限限制。

如上所述，电流上限值设定装置响应于电源电压的降低来降低电流上限值。电流上限值在降低的降低率越小，电流上限值响应于电源电压的降低而降低得越慢。反过来，降低率越大，电流上限值响应于电源电压的降低而降低得越快。由此，可以通过减小降低率来放宽电流限制。

因此，根据上述方面，在起转期间发生电源电压暂时性降低的情况下，可以响应于电源电压的降低缓慢地降低电流上限值。由此，可以防止转向操作感的突变。另一方面，在非起转期间出现电源电压降低的情况下，很有可能是车载电源劣化了。在这种情况下，通过响应于电源电压的降低而快速地降低电流上限值，可以良好地抑制电源电压的降低。

在上述方面中，在电流上限值响应于电源电压的降低而降低的情况下可以在起转上限特性和非起转上限特性中的每个中设置与电源电压对应的相同电流上限值。

根据这些方面，类似于在非起转期间的情况，即使在起转期间，也可以在电源电压降低的情况下施加严格的电流限制。因此，可以防止电源电压的过度下降。此外，与在电源电压开始增加之后的非起转期间的电流限制相比，放宽了电流限制，并且因此可以缩短转向辅助受限于电流限制的时间段。应当注意的是，关于“在起转上限特性和非起转上限特性的每个中设定相同电流上限值”的描述，起转上限特性中的电流上限值可以与非起转上限特性中的电流上限值相同，并且电流上限值的匹配不限于完全匹配。

附图说明

下面将参照附图对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进行描述，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的电动助力转向设备的配置示意图；

图2是电机控制部的功能框图；

图3是示出IG电压、电源电压以及转向辅助控制的运行状中之间的关系的曲线图；

图4是示出非起转上限特性的曲线图；

图5是示出起转上限特性的曲线图；

图6是示出作为变型例的起转上限特性的曲线图；

图7是示出作为另一变型例的起转上限特性的曲线图；以及

图8是示出基本上限特性的曲线图。

具体实施方式

下面，将通过使用附图对根据本发明实施方式的电动助力转向设备进行描述。图1作为实施方式示出了车辆的电动助力转向设备的示意性配置。

电动助力转向设备包括：通过方向盘11的转向操作来转动转轮的转向机构10、产生转向辅助扭矩的电机20、以及对电机20的运行进行控制的ECU 50。下文中，将ECU 50称为辅助ECU 50。

转向机构10被配置成使用齿条和小齿轮机构13将与方向盘11的旋转操作联锁的转向轴12绕轴线的旋转转换为齿条杆14在左右方向上的冲程运动，并且通过冲程运动来转动左前轮Wfl和右前轮Wfr。

齿条杆14的齿轮部14a被容纳在齿条壳体15中，以及齿轮部14a左边的端部和右边的端部两者从齿条壳体15露出并且联接到连接杆16。左边的连接杆16的另一端和右边的连接杆16的另一端连接到被设置在左前轮Wfl和右前轮Wfr中的转向节(未示出)。

电机20经由最末减速齿轮25安装在转向轴12上。例如，使用三相无刷电机作为电机20。电机20通过转子的旋转来绕转向轴12的中心轴线旋转地驱动转向轴12，并且对方向盘11的旋转操作施加辅助扭矩。

在转向轴12中，在方向盘11与最末减速齿轮25之间设置有扭矩传感器21。扭矩传感器21对施加给被设置在转向轴12中的扭力棒12t上的扭转力进行检测作为施加给方向盘11的转向扭矩Tr，并输出指示转向扭矩Tr的检测信号。应当注意的是，关于转向扭矩Tr，用符号来指示转向扭矩Tr施加的方向，并且假设：例如使用正值来指示施加在转向轴12上的扭矩是沿右旋转方向的，而例如使用负值来指示施加在转向轴12上的扭矩是沿左旋转方向的。在讨论转向扭矩Tr的大小的情况下，使用绝对值。

在转向轴12中，在扭力棒12t与方向盘之间设置有转向角传感器22。转向角传感器22对扭力棒12t的旋转角度进行检测作为方向盘11的转向角θh，并输出指示转向角θh的检测信号。

接下来，将对辅助ECU 50进行描述。辅助ECU 50包括：电机控制部60，该电机控制部60计算电机20的控制量；以及电机驱动电路80，该电机驱动电路80根据从电机控制部60输出的脉冲宽度调制(PWM)控制信号来驱动电机20。

电机控制部60包括微型计算机、输入/输出接口、电源电路以及非易失性存储器。电机控制部60与扭矩传感器21、转向角传感器22以及车辆速度传感器23连接，其中车辆速度传感器23对车辆速度进行检测并输出指示车辆速度v的检测信号。此外，电机控制部60与发动机(E/G)控制设备90(下文中称为发动机ECU 90)连接，使得电机控制部60与发动机ECU90能够相互通信。电机控制部60计算用来向电机20供电的目标辅助电流Ias*，并向电机驱动电路80输出产生的PWM控制信号使得目标辅助电流Ias*流过电机20。

例如，电机驱动电路80是三相逆变器电路，输入从电机控制部60输出的PWM控制信号，并使用该PWM控制信号来控制开关元件的占空比。在电机驱动电路80中设置有检测在各相中流动的电流的电流传感器24(参见图2)。电流传感器24将与检测的电流值(下文中称为电机电流Im)对应的检测信号输出至电机控制部60。应当注意的是，在本实施方式中，使用三相无刷电机作为电机，但是电机不限于三相无刷电机，并且也可以使用例如单相有刷电机等。在使用三相无刷电机的情况下，尽管需要设置电机旋转角度传感器来检测电机电角度并基于该电机电角度来控制相位，但省略了其描述。

作为车载电源的电源设备100向辅助ECU 50供给电力。通过将额定输出电压为12V的电池101与通过发动机的旋转而产生电力的交流发电机102并联连接来对电源设备100进行配置，电源设备100不仅向辅助ECU 50供给电力还向车辆中的电负载供给电力。

经由两个***的电源线路(第一电源线路105和第二电源线路106)从电源设备100向辅助ECU 50供给电力。第一电源线路105直接与辅助ECU 50及电源设备100连接。

另一方面，第二电源线路106经由发动机起动开关110与辅助ECU 50及电源设备100连接。发动机起动开关110是操作开关——驾驶员使用该操作开关来请求起动和停止发动机，并且发动机起动开关110不仅向辅助ECU 50输出电压信号还向发动机ECU 90和其他车内电子控制设备(下文中称为车内ECU)输出电压信号。发动机起动开关110响应于驾驶员的按压操作来输出指示电源设备100的电源电压的电压信号(模拟信号)。当在发动机停止的期间按压发动机起动开关110时，发动机起动开关110输出指示电源电压的电压信号，以及当在发动机运转期间按压发动机起动开关110时，发动机起动开关110停止输出电压信号。当发动机起动开关110输出电压信号时，发动机ECU 90起动发动机，而当停止输出电压信号时，发动机ECU 90停止发动机。因此，发动机起动开关110对应于点火开关。

应当注意的是，辅助ECU 50包括用于中断从第一电源线路105供给的电力的电源继电器(未示出)，以及辅助ECU 50被配置成可以通过断开电源继电器来中断供给至辅助ECU 50的电力。从发动机起动开关110输出的电压信号还可以被用作控制***电源以对电机控制部60进行操作。因此，即使是在电源继电器断开的条件下，也可以使用从发动机起动开关110输出的电压信号来启动电机控制部60的微型计算机，并接通电源继电器以起动转向辅助控制。

此外，通过与驾驶员的其他操作状态(例如，制动踏板操作状态)的组合，可以使发动机起动开关110不仅用作点火开关而且用作附件开关，但是这种功能与本发明没有直接关系，因此将省略其描述。

下文中，将从电源设备100直接供给至辅助ECU 50的电压称为电源电压Vp，以及将经由发动机起动开关110供给至辅助ECU 50的电压称为IG电压Vig。电源电压Vp和IG电压Vig中的每个表示电源设备100的输出电压。

在转向辅助控制停止的状态下，当发动机起动开关110供给IG电压Vig时，电机控制部60被启动，并且电机控制部60对辅助ECU50执行初步诊断。在诊断结果满足启动许可条件的情况下，电机控制部60起动转向辅助控制。

接下来，将对由电机控制部60进行的转向辅助控制处理进行描述。图2是涉及电机控制部60的转向辅助控制的功能框图。电机控制部60包括临时辅助电流计算部61、基准电压计算部62、起转状态推定部63、特性选择/电流上限值计算部64、上限特性存储部65、目标辅助电流计算部66以及反馈控制部67。每个功能部以预定的短间隔重复执行如下所示的运算处理。

临时辅助电流计算部61读取由扭矩传感器21检测的转向扭矩Tr、由转向角传感器22检测的转向角θh以及由车辆速度传感器23检测的车辆速度v。随后，临时辅助电流计算部61基于这三个检测值来计算临时辅助电流Ias’作为临时目标辅助电流。临时辅助电流Ias’是在使用下文中描述的电流上限值施加电流限制之前的目标辅助电流。

在计算中，临时辅助电流计算部61对根据输入的车辆速度v和转向扭矩Tr而设置的基本辅助扭矩进行计算。基本辅助扭矩被设置为响应于转向扭矩Tr的增加而增加，并且在车辆速度v越低时具有越大的值。此外，临时辅助电流计算部61基于转向角θh或通过对转向角θh关于时间进行微分而获得的转向角速度ωh来计算对基本辅助扭矩进行补偿的补偿扭矩。例如，临时辅助电流计算部61对使方向盘11返回到中立位置的返回补偿扭矩以及给予方向盘11适当的摩擦和粘性感的摩擦粘性补偿扭矩进行计算。基于转向角θh计算返回补偿扭矩，并且基于转向角速度ωh计算摩擦粘性补偿扭矩。

临时辅助电流计算部61通过将补偿扭矩加到基本辅助扭矩上来计算目标辅助扭矩Tas*，并且通过将目标辅助扭矩Tas*除以扭矩常数来计算临时辅助电流Ias’。临时辅助电流计算部61将计算出的临时辅助电流Ias’供给至目标辅助电流计算部66。

基准电压计算部62对电源电压Vp和IG电压Vig进行检测，并且将电源电压Vp和IG电压Vig中较高的一个设置为基准电压Vs。基准电压Vs被认为表示电源设备100的电源电压，并且被当做作为用于计算电流上限值Ilim的基准的电压来处理。电源电压的检测并不限于此，并且可以在电源线路上的任何位置处对电源电压进行检测。应当注意的是，基准电压计算部62通过对电源电压Vp和IG电压Vig中较高的一个执行低通滤波处理来计算基准电压Vs。基准电压计算部62将计算出的基准电压Vs供给至特性选择/电流上限值计算部64。

起转状态推定部63是用于确定是否已建立起转状态的功能部。起转状态是推定发动机处于发动机起转状况(发动机可能将在短时间内起转的情况和/或发动机实际正在起转的情况)的状态。如上所述，当接通发动机起动开关110并供给IG电压Vig时，电机控制部60在执行初步诊断后起动转向辅助控制。在起动转向辅助控制后，在车辆处于停止状态时断开发动机起动开关110的情况下，电机控制部60终止转向辅助控制，但是在车辆正在行驶的情况下，即使在断开发动机起动开关110时也不终止转向辅助控制。也就是说，在断开发动机起动开关110时，电机控制部60确定车辆速度v是否为零(v＝0)，并且在车辆速度v为零的情况下终止辅助控制，以及在车辆速度v不为零的情况下不终止辅助控制。

例如，可以想到的情况是当车辆在下坡行驶期间驾驶员将换档杆从驱动位置切换到空档位置同时断开发动机起动开关110。在这种情况下，停止发动机但不终止转向辅助控制。因此，存在在发动机停止期间操作转向辅助控制的情况。

图3中下方的曲线图表示转向辅助控制的运行/停止状态。在图3中，ON指示的时间段表示转向辅助控制的运行时间段，OFF指示的时间段表示转向辅助控制的停止时间段。在时刻t1接通发动机起动开关110时，IG电压Vig增加到与电源设备100的输出电压一样的电压。发动机ECU 90基于IG电压Vig的增加来操作未示出的起动器电机。由此，在时刻t2时，起转发动机。电源电压Vp和IG电压Vig在起转期间暂时性降低。在时刻t3时起动发动机，以及在时刻t4时启动转向辅助控制。

在时刻t5时，当在车辆行驶期间断开发动机起动开关110时，IG电压Vig降低至0伏，并且发动机ECU90停止发动机。然而，车辆速度v不为零，并且因此转向辅助控制继续运行。在这种情况下，驾驶员接通发动机起动开关110即重新起动发动机的可能性很高。

相应地，起转状态推定部63确定在转向辅助控制期间发动机起动开关110是否是断开的，即IG电压Vig是否降低至不大于预定电压Vigref的电压，并且在IG电压Vig降低至不大于预定电压Vigref的电压时确定已建立起转状态(推定发动机处于发动机起转状况的状态)。预定电压Vigref可以被适当地设置为使得能够检测到发动机起动开关110的断开的电压。起转状态推定部63向特性选择/电流上限值计算部64供给标记Fcr作为指示是否已建立起转状态的确定结果的信号。例如，在确定已建立起转状态的情况下，设置标志Fcr为“1”，在确定未建立起转状态的情况下，设置标志Fcr为“0”。

在起转状态推定部63确定已建立起转状态之后，起转状态推定部63保持确定结果直到确认发动机的起动为止。例如，起转状态推定部63保持已建立起转状态的确定结果直到起转状态推定部63从发动机ECU 90获取指示发动机转速n的转速信息并且确认发动机转速n超过规定转速为止。此外，在IG电压Vig未降低至不大于预定电压Vigref的值的情况下，起转状态推定部63确定未建立起转状态。

将由基准电压计算部62供给的基准电压Vs和由起转状态推定部63供给的标志Fcr输入到特性选择/电流上限值计算部64。特性选择/电流上限值计算部64从被存储在上限特性存储部65中的上限特性映射MP1和上限特性映射MP2中选择通过标志Fcr识别的上限特性映射，并通过参照所选上限特性映射来计算与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim。上限特性映射是设置有基准电压Vs与作为流过电机20的电流的上限值的电流上限值Ilim之间的关系的数据。下文中，将基准电压Vs与电流上限值Ilim之间的关系称为上限特性。

上限特性存储部65存储非起转上限特性映射MP1和起转上限特性映射MP2作为上限特性映射。图4示出了由非起转上限特性映射MP1设置的非起转上限特性。图5示出了由起转上限特性映射MP2设置的起转上限特性。图5中的虚线指示用于对比的非起转上限特性。设置起转上限特性使得与非起转上限特性相比放宽了对流过电机20的电流的限制，如后面所描述的。应当注意的是，上限特性不限于被存储为映射的上限特性，上限特性可以是任何数据，只要在数据中设置基准电压Vs与电流上限值Ilim之间的关系，并且上限特性可以存储成例如函数。

在将标志Fcr设置为“0”的情况下即确定未建立起转状态的情况下，特性选择/电流上限值计算部64选择非起转上限特性映射MP1，以及在将标志Fcr设置为“1”的情况下即确定已建立起转状态的情况下，特性选择/电流上限值计算部64选择起转上限特性映射MP2。

在上限特性中设置迟滞，并且基于基准电压Vs的改变方向确定电流上限值Ilim。相应地，特性选择/电流上限值计算部64连续地存储基准电压Vs的改变，并在基准电压Vs增加时计算电流上限值Ilim，在基准电压Vs增加时计算的电流上限值Ilim不同于在基准电压Vs下降时计算的电流上限值Ilim。之后将对上限特性进行详细描述。

特性选择/电流上限值计算部64通过参照上限特性映射来计算与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim，然后将电流上限值Ilim供给至目标辅助电流计算部66。

将由临时辅助电流计算部61供给的临时辅助电流Ias’与由特性选择/电流上限值计算部64供给的电流上限值Ilim输入至目标辅助电流计算部66。目标辅助电流计算部66确定临时辅助电流Ias’是否大于电流上限值Ilim，并且在临时辅助电流Ias’大于电流上限值Ilim的情况下将电流上限值Ilim设置为目标辅助电流Ias*(Ias*←Ilim)。因此，计算对转向辅助造成限制的目标辅助电流Ias*——通过使用电流上限值Ilim。应当注意的是，流过电机20的电流的控制量是通过使用用于确定扭矩产生的方向的符号(正/负)来处理的，而对电流的上限限制所限制的是绝对值。因此，在临时辅助电流Ias’的绝对值大于电流上限值Ilim的情况下，将目标辅助电流Ias*的绝对值设置为电流上限值Ilim且符号不变。

另一方面，在临时辅助电流Ias’不大于电流上限值Ilim的情况下，目标辅助电流计算部66设置临时辅助电流Ias’作为目标辅助电流Ias*(Ias*←Ias’)。因此，计算对转向辅助不造成限制的目标辅助电流Ias*。目标辅助电流计算部66将计算出的目标辅助电流Ias*供给至反馈控制部67。

反馈控制部67从电流传感器24读取流过电机20的电机电流Im，计算电机电流Im与目标辅助电流Ias*之间的偏差ΔI(Ias*-Im)，并基于偏差ΔI使用反馈控制(例如，比例积分(PI)控制)来驱动电机20。

当反馈控制部67驱动电机20时，反馈控制部67计算与偏差ΔI对应的目标指令电压V*，将与目标指令电压V*对应的PWM控制信号输出到电机驱动电路80，从而驱动电机20。

各功能部重复上述运算处理以执行转向辅助控制处理，从而电机控制部60对电机20进行驱动。由此，获得与驾驶员的转向操作对应的并根据基准电压Vs进行限制的转向辅助扭矩。在车辆速度为零并且发动机起动开关110断开的情况下，电机控制部60终止转向辅助控制。

这里，将对起转上限特性与非起转上限特性之间的区别进行描述。如图4所示，在非起转上限特性中，通过使用降低线L1no和恢复线L2no来设置基准电压Vs与电流上限值Ilim之间的关系。降低线L1no用于在基准电压Vs沿降低方向改变时电流上限值Ilim的设置，而恢复线L2no用于在基准电压Vs沿增加方向改变时电流上限值Ilim的设置。设置迟滞的结果是获得降低线L1no与恢复线L2no之间的电压宽度。因此，即使当基准电压Vs从其降低状态开始增加时，在基准电压Vs未增加到由恢复线L2no限定的电压的情况下，电流上限值Ilim仍保持在规定值而不增加。

如图5中的实线所示，在起转上限特性中，通过使用降低线L1cr和恢复线L2cr来设置基准电压Vs与电流上限值Ilim之间的关系。降低线L1cr用于在基准电压Vs沿降低方向改变时电流上限值Ilim的设置，而恢复线L2cr用于在基准电压Vs沿增加方向改变时电流上限值Ilim的设置。设置迟滞的结果是获得降低线L1cr与恢复线L2cr之间的电压宽度。因此，即使当基准电压Vs从其降低状态开始增加时，在基准电压Vs未增加到由恢复线L2cr限定的电压的情况下，电流上限值Ilim仍保持在规定值而不增加。

在两个上限特性中，电流上限值Ilim未降低时的值(称为基本电流上限值Ilim0)是一样的值。在下文中，降低线L1no的梯度，即电流上限值Ilim在响应于基准电压Vs的降低而降低时的梯度被称为降低梯度α1no，以及降低线L1cr的梯度被称为降低梯度α1cr。降低梯度α1no和降低梯度α1cr中的每个对应于本发明的降低率。此外，恢复线L2no的梯度，即电流上限值Ilim在响应于基准电压Vs的增加而增加时的梯度被称为增加梯度α2no，以及恢复线L2cr的梯度被称为增加梯度α2cr。增加梯度α2no和增加梯度α2cr中的每个对应于本发明的增加率。此外，在使用降低线L1no开始降低电流上限值Ilim时的基准电压Vs被称为降低开始电压V1no，以及在使用降低线L1cr开始降低电流上限值Ilim时的基准电压Vs被称为降低开始电压V1cr。此外，在使用降低线L1no将电流上限值Ilim设置为零时的基准电压Vs被称为辅助禁止电压V2no，以及在使用降低线L1cr将电流上限值Ilim设置零另时的基准电压Vs被称为辅助禁止电压V2cr。此外，在使用恢复线L2no开始增加电流上限值Ilim时的基准电压Vs被称为增加开始电压V3no，以及在使用恢复线L2cr开始增加电流上限值Ilim时的基准电压Vs被称为增加开始电压V3cr。

从图4和图5可以看出，在两个上限特性中，降低梯度α1cr被设置为比降低梯度α1no小，以及增加梯度α2cr被设置为比增加梯度α2no大。此外，降低开始电压V1cr被设置为比降低开始电压V1no低，以及增加开始电压V3cr被设置为比增加开始电压V3no低。

应当注意的是，在图4和图5中，增加开始电压V3no和增加开始电压V3cr中的每个表示电流上限值Ilim从零开始增加时的基准电压Vs，但是增加开始电压V3no和增加开始电压V3cr并不限于此。也就是说，在基准电压Vs在电流上限值Ilim被设置为任意值的状态下已增加的情况下，增加开始电压V3no和增加开始V3cr中的每个表示电流上限值Ilim响应于基准电压Vs的增加而开始增加时的基准电压Vs。例如，如图5所示，在基准电压Vs在电流上限值Ilim被设置为Ilim1的状态下已增加的情况下，在起转上限特性中，当基准电压Vs从点P1所指示的电压值增加到点P3所指示的电压值时，电流上限值Ilim开始增加，但是在非起转上限特性中，当基准电压Vs从点P2所指示的电压值增加到点P4所指示的电压值时，电流上限值Ilim开始增加。在这种情况下，点P3所指示的电压值对应于增加开始电压V3cr，以及点P4所指示的电压值对应于增加开始电压V3no(>V3cr)。在本实施方式中，在电流上限值Ilim从基本电流上限值Ilim0降低之后，不论被设置为电流上限值Ilim的值为多少，增加开始电压V3cr被设置为比增加开始电压V3no低。

关于增加梯度α2no与增加梯度α2cr之间的大小关系，在恢复线L2no和恢复线L2cr中的每个是通过除了线性函数之外的函数来表示的情况下(即，在电流上限值Ilim相对于基准电压Vs不是以恒定增加率(成比例)增加的情况下)，可以使用平均增加梯度(例如，连接在电流上限值Ilim被设置为零的状态下电流上限值Ilim开始增加时的点与电流上限值Ilim响应于基准电压Vs的增加而到达基本电流上限值Ilim0时的点的线段的梯度)。此外，关于降低梯度α1no与降低梯度α1cr之间的大小关系，在降低线L1no和降低线L1cr中的每个通过除了线性函数之外的函数来表示的情况下(即，在电流上限值Ilim相对于基准电压Vs不是以恒定降低率(成比例)降低的情况下)，可以使用平均降低梯度(例如，连接电流上限值Ilim从基本电流上限值Ilim0开始下降时的点与响应于基准电压Vs的降低将电流上限值Ilim设置为零的点的线段的梯度)。

因此，通过上述设置获得以下作用和效果。

1.设置起转上限特性中的恢复线L2cr使得与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim比非起转上限特性中的恢复线L2no的与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim高。在这种情况下，在图5的曲线图中，恢复线L2cr位于恢复线L2no的左侧。因此，将增加开始电压V3cr设置为比增加开始电压V3no低，从而可以在起转期间基准电压Vs恢复时提早地开始放宽电流限制，因此，可以提早地解除电流限制。由此，可以缩短由于电流限制而造成的方向盘的操作感沉重的时间段。因此，可以有效地使用转向辅助。另一方面，在非起转期间出现电源电压降低的情况下，很有可能是电池101劣化了。为了应对这个问题，通过将恢复线L2no中与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim设置为较低的值，可以抑制电源电压的降低，并且减小出现因解除电流限制而引起振荡现象的可能性。

2.将起转上限特性中的增加梯度α2cr设置为比非起转上限特性中的增加梯度α2no的值大的值。因此，在起转期间，可以在基准电压Vs恢复时高速地放宽电流限制，因此，可以提早地解除电流限制。由此，可以缩短由于电流限制而造成的方向盘的操作感沉重的时间段。另一方面，在非起转期间出现电源电压降低的情况下，很有可能是电池101劣化了。在电源设备100的电力供给能力持续减小的情况下，方向盘的操作感由于电流限制而变得沉重。另一方面，当电流上限值Ilim增加的增加梯度较大时，方向盘的操作感突然变轻并且可能会过度地操作方向盘。为了应对这个问题，在本实施方式中，将非起转上限特性中的增加梯度α2no设置得较小。因此，缓慢放宽电流限制，并且可以防止驾驶员过度地操作方向盘。此外，还可以减小出现因解除电流限制而引起振荡现象的可能性。应当注意的是，在起转期间对电流限制的放宽是高速的。因为可以提早地使已经临时变得沉重的方向盘的操作感返回到正常的操作感，所以这会带来对转向操作感的改善。

3.设置起转上限特性中的降低线L1cr使得与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim比非起转上限特性中的降低线L1no的与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim高。在这种情况下，在图5的曲线图中，降低线L1cr位于降低线L1no的左侧。因此，将降低开始电压V1cr设置得比降低开始电压V1no低，从而可以防止电流上限值Ilim在起转期间进行不必要的降低操作。也就是说，可以减小电流限制对转向辅助的限制的频率。由此，可以有效地使用转向辅助。另一方面，在非起转期间出现电源电压降低的情况下，很有可能是电池101劣化了。为了应对这个问题，可以通过将与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim设置为较低的值来可靠地限制流过电机20的电流。由此，可以良好地抑制电源电压的降低。

4.将起转上限特性中的降低梯度α1cr设置为比非起转上限特性中的降低梯度α1no的值小的值。因此，在起转期间，可以响应于电源电压的降低缓慢地降低电流上限值Ilim。因此，可以防止转向操作感的突变。另一方面，在非起转期间出现电源电压降低的情况下，很有可能是电池101劣化以及电力供给能力降低。为了应对这个问题，可以通过快速地响应于基准电压Vs的降低来降低电流上限值Ilim以良好地抑制电源电压的降低。

5.通过对检测的电压值进行低通滤波处理来计算基准电压Vs。因此，对基准电压Vs的检测被延迟。然而，在起转期间，通过使用以上述方式设置的起转上限特性来进行电流上限限制，可以恢复延迟并提早地解除电流限制。由此，可以缩短由于电流限制而造成的方向盘的操作感沉重的时间段。

如上所述，根据本实施方式的电动助力转向设备，可以适当地进行起转期间的电流限制和非起转期间的电流限制。因此，可以在改善转向操作感的同时抑制电源设备100的电压的降低。

尽管上面描述了本发明的实施方式的电动助力转向设备，但是本发明并不限于该实施方式，并且可以在不偏离本发明的目的条件下做出各种改变。

例如，图6所示，在起转上限特性和非起转上限特性中，可以使降低线L1cr的特性等于降低线L1no的特性，并且可以仅使恢复线L2cr的特性不同于恢复线L2no的特性。在这种情况下，恢复线L2cr的与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim优选地被设置为比恢复线L2no的与基准电压Vs对应的电流上限值Ilim高。此外，增加梯度α2cr优选地被设置为比增加梯度α2no的值大的值。因此，在本变型例中，也可以在起转期间提早地解除电流限制。由此，可以缩短由于电流限制而对转向辅助造成限制的时间段。此外，将开始电流限制时的上限特性设置为与非起转期间的上限特性相等，从而可以施加严格的电流限制，并防止电源电压的过度下降。

此外，在本实施方式中，将降低线L1no和降低线L1cr以及恢复线L2no和恢复线L2cr中的每个的特性设置为通过线性函数表示的特性，但是并不需要总是这么做，以及例如，如图7所示，也可以设置非线性特性。此外，如图7所示，可以在任意的点P11、点P12和点P13中的每个设置规定等待时间段，并且可以在该等待时间段中保持电流上限值Ilim。

此外，可以进行电流限制(对流过电动机20的电流施加上限限制)使得基准电压Vs的变化率体现在该限制中。例如，特性选择/电流上限值计算部64可以对通过对基准电压Vs关于时间进行微分而获得基准电压微分值Vs’进行计算，以及可以在基准电压Vs降低时对根据上限特性映射MP1和上限特性映射MP2中的每个计算出的电流上限值Ilim进行校正，使得电流上限值Ilim在由基准电压微分值Vs’表示的电压降低速度比设置的降低速度高时(在基准电压微分值Vs’是负值且其绝对值大于设置的降低速度的情况下)降低。此外，电压降低速度越高，基准电压Vs降低时的电流上限值Ilim可以被校正为越小。在由基准电压微分值Vs’表示的电压增加速度比设置的增加速度高的情况下(在基准电压微分值Vs’是正值且其绝对值大于设置的增加速度的情况下)，在基准电压Vs增加时确定的电流上限值Ilim可以被校正为在电流上限值Ilim不超过基本电流上限值Ilim0的范围内增加。此外，在基准电压Vs增加时确定的电流上限制Ilim可以被校正为电压增加速度越快则在电流上限值Ilim不超过基本电流上限制Ilim0的范围内变得越大。

此外，在本实施方式中，作为用于检测起转状态的方法，是基于在转向辅助控制期间是否断开发动机起动开关110来进行确定的，但是，替代上述方法，可以是基于在转向辅助控制期间是否接通发动机起动开关110来进行确定。例如，在图3所示的时刻t6时，在转向辅助控制期间，在IG电压Vig不大于预定电压Vigref的状态切换成IG电压Vig超过预定电压Vigref的状态的时刻，可以确定已建立起转状态。根据这个变型例，可以缩短在检测起转状态之后直到真正进行起转操作为止所需要的时间段，并进行更适当的电流限制。

此外，作为用于检测起转状态的另一方法，可以通过在转向辅助控制期间从发动机ECU 90输入指示起转操作开始的信息来确定已建立起转状态。此外，在发动机ECU 90包括怠速停止控制功能的情况下，还可以通过输入怠速停止信息(指示用于发动机起动的准备状态的信息)来确定已建立起转状态。根据这个变型例，可以以更高的准确度检测起转状态，并进行更适当地电流限制。

此外，在本实施方式中，起转上限特性在用于确定降低线L1cr和降低线L1no以及恢复线L2cr与恢复线L2no的特性的多个项目上(降低梯度，增加梯度，降低开始电压和增加开始电压)与非起转上限特性不同，从而与非起转上限特性相比放宽了起转上限特性中的电流限制。然而，在本发明中，并不总是需要让起转上限特性与非起转上限特性在所有的项目上都不同，并且可以通过使用项目中的一个项目或任意组合的多个项目来适当地设置起转上限特性使得与非起转上限特性相比放宽了电流限制。

Claims (9)

1.一种电动助力转向设备，所述电动助力转向设备从车载电源接收电力供给并且包括：

转向扭矩检测装置，所述转向扭矩检测装置用于检测由驾驶员输入的转向扭矩；

电机，所述电机产生转向辅助扭矩；

电机控制装置，所述电机控制装置用于根据由所述转向扭矩检测装置检测的所述转向扭矩来控制所述电机的通电；

电源电压检测装置，所述电源电压检测装置用于检测作为所述车载电源的输出电压的电源电压；

电流上限值设定装置，所述电流上限值设定装置用于响应于所述电源电压的降低来降低电流上限值、并且用于在所述电源电压在所述电流上限值降低之后开始增加的情况下响应于所述电源电压的增加来增加所述电流上限值，所述电流上限值设定装置包括：

起转状态检测装置，所述起转状态检测装置用于对发动机被推定为处于所述发动机被起转状况的起转状态进行检测；以及

上限特性选择装置，所述上限特性选择装置用于在未检测到所述起转状态时选择非起转上限特性作为所述电流上限值，在所述非起转上限特性中所述电流上限值基于所述电源电压而设定，以及，所述上限特性选择装置用于在检测到所述起转状态时选择起转上限特性作为所述电流上限值，在所述起转上限特性中所述电流上限值基于所述电源电压而设定成使得与所述非起转上限特性相比放宽对流过所述电机的电流的上限限制，以及

电流限制装置，所述电流限制装置用于对流过所述电机的所述电流施加所述上限限制，使得流过所述电机的所述电流不大于由所述上限特性选择装置选择的所述电流上限值。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向设备，其中，

所述起转上限特性设定成使得：在所述电流上限值增加的时间段期间与所述电源电压对应的所述电流上限值保持在比所述非起转上限特性中的值更高的值，由此放宽对所述电流的所述上限限制。

3.根据权利要求2所述的电动助力转向设备，其中，

所述起转上限特性设定成使得：表示所述电流上限值在所述电源电压开始增加之后开始增加时的电源电压的增加开始电压比所述非起转上限特性中的增加开始电压低，由此放宽对所述电流的所述上限限制。

4.根据权利要求2或3所述的电动助力转向设备，其中，

所述起转上限特性设定成使得：所述电流上限值在所述电源电压开始增加之后响应于所述电源电压的增加而增加的增加率比所述非起转上限特性中的增加率大，由此放宽对所述电流的所述上限限制。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动助力转向设备，其中，

所述起转上限特性设定成使得：在所述电流上限值降低的时间段期间与所述电源电压对应的所述电流上限值保持在比所述非起转上限特性中的值更高的值，由此放宽对所述电流的所述上限限制。

6.根据权利要求5所述的电动助力转向设备，其中，

所述起转上限特性设定成使得：表示所述电流上限值响应于所述电源电压的降低而开始降低时的电源电压的降低开始电压比所述非起转上限特性中的降低开始电压低，由此放宽对所述电流的所述上限限制。

7.根据权利要求5或6所述的电动助力转向设备，其中，

所述起转上限特性设定成使得：所述电流上限值响应于所述电源电压的降低而降低的降低率比所述非起转上限特性中的降低率小，由此放宽对所述电流的所述上限限制。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的电动助力转向设备，其中，

在所述起转上限特性和所述非起转上限特性中的每一者中设定所述电流上限值响应于所述电源电压的降低而降低的情况下的相同的与所述电源电压对应的电流上限值。

9.一种电动助力转向***，包括：

转向扭矩检测单元，所述转向扭矩检测单元检测施加至方向盘的转向扭矩；

电机，所述电机产生转向辅助扭矩；以及

电子控制单元，所述电子控制单元：根据由所述转向扭矩检测单元检测的所述转向扭矩来控制所述电机的通电；检测作为车载电源的输出电压的电源电压；响应于所述电源电压的降低来降低电流上限值；在所述电源电压在所述电流上限值降低之后开始增加的情况下响应于所述电源电压的增加来增加所述电流上限值；对发动机被推定为处于所述发动机被起转状况的起转状态进行检测；在未检测到所述起转状态时选择非起转上限特性作为所述电流上限值，在所述非起转上限特性中所述电流上限值基于所述电源电压而设定；在检测到所述起转状态时选择起转上限特性作为所述电流上限值，在所述起转上限特性中所述电流上限值基于所述电源电压而设定成使得与所述非起转上限特性相比放宽对流过所述电机的电流的上限限制；以及，对流过所述电机的所述电流施加所述上限限制使得流过所述电机的所述电流不大于所述电流上限值。