CN116022229A - 转向控制装置 - Google Patents

Abstract

转向控制装置(1)包括控制器，该控制器包括驱动电路(61a)，该驱动电路(61a)执行用于向电机供应通过连接至第一电源和第二电源中的至少一个而供应的电力的动作。在驱动电路(61a)的连接状态是从第一电源供应电力的状态的情况下，当检测到第一电源的异常时，电源装置(80)切换连接状态以转变到从第二电源供应电力的第二状态。此外，在检测到异常之后以及在完成连接状态的切换之前，控制器开始与在检测到第一电源的异常之前相比限制可由电机输出的扭矩的输出限制处理。

Description

转向控制装置

发明的背景

技术领域

本发明涉及转向控制装置。

相关技术的描述

例如，车辆配备有日本未审查专利申请公开第2020-83058号(JP 2020-83058 A)中公开的转向装置。JP 2020-83058 A中公开的转向装置是所谓的线控转向类型的转向装置，其中车辆的方向盘与车辆的转动轮之间的动力传递路径是分离的。转向装置包括电源装置。电源装置向转向装置的部件(例如反作用力电机、转动致动器和控制装置)提供电力。电源装置包括主电源和备用电源。备用电源在电源装置出现异常时，即主电源出现故障或失效的时候，用作备用。

注意，备用电源可以供应的电力量是有限的，并且因此，转向装置执行例如输出限制处理，该输出限制处理执行用于在备用电源的后备支持期间限制转动致动器的输出的控制。以这种方式，当电源装置发生异常时，转向装置可以通过备用电源的后备支持来尽可能继续使转动轮转动。

发明内容

在JP 2020-83058A中，转向装置被设计成使得即使转动轮的转动必须通过备用电源的备用而继续，也不会超过可以由备用电源供应的电力的限制。此处，对于备用电源的备用状态，需要降低陷入如下情况的可能性：不执行用于转动致动器的输出的输出限制处理。

本发明的方面涉及一种转向控制装置。该转向控制装置通过电源装置连接至安装在车辆上的第一电源，并且控制安装在车辆上的转向装置，电源装置包括第二电源。该转向控制装置包括控制器，该控制器包括驱动电路，该驱动电路执行用于向电机供应通过连接至第一电源和第二电源中的至少一个而供应的电力的动作，并且控制器被配置成通过控制驱动电路的动作来控制电机的操作。在驱动电路关于第一电源和第二电源的连接状态是从第一电源供应电力的第一状态的情况下，当检测到第一电源的异常时，电源装置切换连接状态以转变到第二状态，第二状态是从第二电源供应电力的状态。控制器被配置成与在检测到所述异常之前相比，在检测到第一电源的异常之后执行输出限制处理，输出限制处理是限制可由电机输出的扭矩的处理，并且输出限制处理在检测到第一电源的异常之后并且在响应于检测到所述异常而将连接状态切换到第二状态完成之前开始，连接状态的切换由电源装置执行。

利用上述配置，当电源装置完成响应于检测到第一电源的异常而将连接状态切换到第二状态时，控制器已经开始输出限制处理。以这种方式，可以抑制在电源装置的连接状态的切换完成时可以由电机输出的扭矩不受控制器限制的情况的发生。因此，可以降低陷入如下情况的可能性：在检测到电源异常时可以由电机输出的扭矩不受限制。

在根据上述方面的转向控制装置中，输出限制处理可以是用于限制由电机输出的扭矩使得该扭矩不超过输出限制值的处理，并且在第二电源的电源性能低于第一电源的电源性能的条件下，输出限制值可以是小于第二电源的电源性能的限制的值，电源性能由第二电源的电源容量或电源电压限定。

利用上述配置，对于第二状态，可以降低陷入超过第二电源的电源性能的情况的可能性。以这种方式，即使当检测到第一电源的异常时，电机的操作也可以适当地继续。当第二电源的电源性能低于第一电源的电源性能时，该效果特别明显。

在根据上述方面的转向控制装置中，电源装置可以包括电源控制器，该电源控制器被配置成响应于检测到第一电源的异常而切换连接状态，使得连接状态转变到第二状态，并且控制器可以被配置成连接至电源控制器，以能够通过线路与电源控制器进行通信，并且被配置成在连接状态转变到第二状态的情况下通过线路从电源控制器获取指示连接状态的切换完成的信息。

对于上述配置，控制器可以基于通过线路从电源控制器获取的信息来确定电源装置的状态，例如状态是第一状态还是第二状态。以这种方式，控制器可以考虑电源装置的状态来进行操作。注意，在控制器与电源控制器之间的通信中发生通信延迟。通信延迟的原因包括例如线路路径或通信错误。作为示例，提供如下假设：控制器被配置成基于从电源控制器获取的信息来确定连接状态到第二状态的切换完成，并且然后开始限制可以由电机输出的扭矩。在这种情况下，在通信延迟期间，连接状态到第二状态的切换完成；然而，控制器对可以由电机输出的扭矩的限制没有开始。

另一方面，利用上述配置，当检测到第一电源的异常时，控制器可以比从电源控制器获取指示连接状态到第二状态的切换完成的信息更早地开始限制可以由电机输出的扭矩。因此，在控制器与电源控制器彼此通信的配置中，在响应于检测到第一电源的异常而转变到的第二状态下，可以降低陷入可以由电机输出的扭矩不受限制的情况的可能性。

具体地，在根据上述方面的转向控制装置中，控制器可以被配置成在车辆的电源处于允许连接至第一电源使得能够进行车辆的操作的接通状态的情况下执行输出限制处理。

在根据上述方面的转向控制装置中，控制器可以包括控制电路，该控制电路执行与输出限制处理相关的处理，并且控制电路可以被配置成连接至第一电源和第二电源中的至少一个，并且不管第一电源的状态如何，控制电路在车辆的电源处于接通状态的情况下通过包括在电源装置中的连接电路总是连接至第一电源和第二电源中的至少一个。

利用上述配置，当在车辆的电源处于接通状态的情况下检测到第一电源的异常时，电力被连续地供应至包括在控制器中的控制电路。在这种情况下，控制电路可以在第一电源发生故障时适当地启动输出限制处理。

利用本发明的转向控制装置，可以降低陷入如下情况的可能性：在检测到电源异常时可以由电机输出的扭矩不受限制。

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、以及技术意义和工业意义进行描述，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1是示出转向装置的示意性配置的图；

图2是示出转向装置的电气配置的框图；

图3是具体示出转向装置的电气配置中的转动侧控制器的电气配置的框图；

图4是具体示出转动侧控制器的主控制器中的控制电路的功能的框图；

图5是示出控制电路的功能中的限制控制器的功能的图；

图6是分别示出实施方式中的(a)电源电压、(b)启动开关的状态、(c)电源装置的状态以及(d)输出限制值的图；以及

图7是分别示出比较示例中的(a)电源电压、(b)启动开关的状态、(c)电源装置的状态以及(d)输出限制值的图。

具体实施方式

将描述根据实施方式的转向控制装置1。如图1所示，要由转向控制装置1控制的转向装置2被配置为用于车辆的线控转向类型的转向装置。转向装置2包括转向部4和转动部6。转向部4由驾驶员通过车辆的方向盘3转向。转动部6根据驾驶员对转向部4的转向输入使车辆的左转动轮和右转动轮5转动。本实施方式的转向装置2具有其中转向部4与转动部6之间的动力传递路径始终机械地分离的结构。即，将在后面描述的转向致动器12与将在后面描述的转动致动器31之间的动力传递路径始终机械地分离。

转向部4包括转向轴11和转向致动器12。转向轴11连接至方向盘3。转向致动器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至方向盘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连接至转向轴11。对于本实施方式的转向侧电机13，例如采用三相无刷电机。

转动部6包括小齿轮轴21、作为转动轴的齿条轴22和齿条壳体23。小齿轮轴21与齿条轴22以预定的交叉角连接。齿条齿轮机构24由形成在小齿轮轴21上的小齿轮齿21a与形成在齿条轴22上的齿条齿22a相互啮合构成。即，小齿轮轴21对应于可以被转换为作为转动轮5的转动位置的转动角的旋转轴。齿条壳体23容纳齿条齿轮机构24。小齿轮轴21的与连接至齿条轴22的端部相对的一端从齿条壳体23突出。另外，齿条轴22的两端在轴向方向上从齿条壳体23的两端突出。系杆26通过由球形接头形成的齿条端25连接至齿条轴22的两端。系杆26的远端连接至关节(未示出)，左转动轮和右转动轮5被组装到关节。

转动部6包括转动致动器31。转动致动器31包括作为驱动源的转动侧电机32、传动机构33和转换机构34。转动侧电机32通过传动机构33和转换机构34向齿条轴22施加用于使转动轮5转动的转动力。转动侧电机32通过例如由皮带传动机构组成的传动机构33将旋转传送到转换机构34。传动机构33通过例如由滚珠丝杠机构组成的转换机构34将转动侧电机32的旋转转换成齿条轴22的往复运动。对于本实施方式的转动侧电机32，例如采用三相无刷电机。在本实施方式中，转动侧电机32是电机的示例。

在如上所述构造的转向装置2中，响应于驾驶员的转向操作，通过将来自转动致动器31的电机扭矩作为转动力施加至齿条轴22来改变转动轮5的转动角。在这种情况下，转向致动器12向方向盘3施加抵抗驾驶员的转向的转向反作用力。即，在转向装置2中，使方向盘3转向所需的转向扭矩Th由转向反作用力改变，该转向反作用力是从转向致动器12施加的电机扭矩。

顺便提及，设置小齿轮轴21的原因是为了将齿条轴22与小齿轮轴21一起支承在齿条壳体23内。即，经由设置在转向装置2中的支承机构(未示出)，齿条轴22沿轴向方向可移动地被支承，并且被压向小齿轮轴21。以这种方式，齿条轴22被支承在齿条壳体23内。注意，可以设置将齿条轴22支承在齿条壳体23上的另一支承机构而不使用小齿轮轴21。

如图1所示，转向侧电机13和转动侧电机32连接至转向控制装置1。转向控制装置1控制电机13、32的操作。以这种方式，转向控制装置1控制转向装置2操作以表现出作为线控转向类型的转向装置的期望功能。

各种传感器的检测结果被输入到转向控制装置1。各种传感器包括例如扭矩传感器41、转向侧旋转角传感器42、转动侧旋转角传感器43和车辆速度传感器44。

扭矩传感器41设置在与转向侧减速机构14相比更靠近方向盘3的转向轴11的部分处。扭矩传感器41检测转向扭矩Th，转向扭矩Th是指示通过驾驶员的转向操作施加至转向轴11的扭矩的值。相对于设置在转向轴11中间的扭杆41a的扭转来检测转向扭矩Th。转向侧转角传感器42设置在转向侧电机13中。转向侧旋转角传感器42在360度的范围内检测作为转向侧电机13的旋转轴的角度的旋转角θa。转动侧旋转角传感器43设置在转动侧电机32中。转动侧旋转角传感器43在360度的范围内检测作为转动侧电机32的旋转轴的角度的旋转角θb。车辆速度传感器44检测作为车辆的行驶速度的车辆速度V。

转向控制装置1的电气配置

如图2所示，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器50和控制对转动侧电机32的电力供应的转动侧控制器60。转向侧控制器50和转动侧控制器60通过本地网络70(例如串行通信)相互发送和接收信息。转向侧控制器50被设置为转向部4的配置的一部分。另外，转动侧控制器60被设置为转动部6的配置的一部分。

转向侧控制器50包括中央处理单元(CPU)和存储器(未示出)，并且CPU以预定的计算周期执行存储在存储器中的程序。以这种方式，执行各种处理。可以考虑将在后面描述的电源控制器88的计算周期或者将在后面描述的专用信号线90的通信时间段来设置转向侧控制器50的计算周期。例如，转向侧控制器50的计算周期被设计为小于将在后面描述的电源控制器88的计算周期或者将在后面描述的专用信号线90的通信时间段中的每一个。

作为通过将CPU与存储器进行组合以执行各种处理而形成的控制***，转向侧控制器50被配置成具有两个***：主控制器50a和子控制器50b。在本实施方式中，转向侧控制器50以主控制器50a为主控制器并且子控制器50b为从控制器的主从控制方法操作。这同样适用于转动侧控制器60。即，作为通过将CPU与存储器进行组合以执行各种处理而形成的控制器，转动侧控制器60被配置成具有两个***：主控制器60a和子控制器60b，并且以主从控制方法操作这两个控制器。转向侧控制器50的控制器50a、50b和转动侧控制器60的控制器60a、60b被配置成能够通过本地网络70彼此通信。

转向侧控制器50的控制器50a、50b中的每一个基于各种信息来计算反作用力控制量，该反作用力控制量是要通过转向侧电机13生成的方向盘3的目标转向反作用力。各种信息包括例如上述各种传感器的检测结果和通过本地网络70从转动侧控制器60获得的信息。控制器50a、50b中的每一个基于反作用力控制量来控制对转向侧电机13的电力供应。此外，转动侧控制器60的控制器60a、60b中的每一个基于各种信息来计算转动控制量，该转动控制量是要通过转动侧电机32生成的目标转动力。各种信息包括例如上述各种传感器的检测结果和通过本地网络70从转向侧控制器50获得的信息。控制器60a、60b中的每一个基于转动控制量来控制对转动侧电机32的电力供应。

作为第一电源的主电源45连接至转向控制装置1，即转向装置2。主电源45例如是安装在车辆上的二次电池。主电源45用作被供应以操作电机13、32的电力的电源，并且还用作被供应以操作转向控制装置1(即转向装置2)的电力的电源。

在转向装置2与主电源45之间设置有车辆启动开关46例如点火开关。在将转向装置2连接至主电源45的两条电源线L1、L2中，启动开关46设置在从电源线L1的连接点P0分支的电源线L2的中间。操作启动开关46以启动各种功能，使得车辆可以通过激活用于车辆行驶的驱动源(例如引擎)来操作。通过启动开关46的操作，电源线L2变为导通状态或非导通状态。在本实施方式中，可以表现出作为线控转向类型的转向装置的期望功能的转向装置2的操作状态与车辆的操作状态相关联。虽然电源线L1基本上始终处于导通状态，但是根据转向装置2的操作状态，电源线L1作为转向装置2的功能而间接地转变为导通或不导通状态。即，转向装置2的操作状态与电源线L1、L2中的每一个是否处于导通状态相关联，该导通状态是来自主电源45的电力供应的状态。

在转向装置2中，电源线L1、L2中的每一个即主电源45通过电源装置80连接至转向侧控制器50，特别是主控制器50a。此外，电源线L1、L2中的每一个即主电源45直接连接至转向侧控制器50，特别是子控制器50b，而不在其间***电源装置80。这同样适用于转动侧控制器60，并且电源线L1、L2中的每一个即主电源45通过电源装置80连接至转动侧控制器60，特别是主控制器60a。此外，电源线L1、L2中的每一个即主电源45直接连接至转动侧控制器60，特别是子控制器60b，而不在其间***电源装置80。即，在本实施方式中，转向侧控制器50和转动侧控制器60被配置成共享单个电源装置80。电源装置80被配置成能够通过专用信号线90与转向侧控制器50和转动侧控制器60的主控制器50a、60a进行通信。

电源线L1、L2的连接

图3详细示出了电力供应的配置。此处，将主要描述关于转动侧控制器60的配置。关于转向侧控制器50的配置与关于转动侧控制器60的配置基本相同。

如图3所示，主电源45的电力通过从电源线L1的连接点P11分支的电源线L11被供应至主控制器60a的驱动电路61a。驱动电路61a是处理较大电力的电路，并且例如包括将主电源45的直流电力转换成交流电力的逆变器。主电源45的电力通过从电源线L2的连接点P12分支的电源线L21被供应至主控制器60a的控制电路62a。控制电路62a是用于控制转向侧电机13的电路，并且例如包括CPU和存储器。

此外，主电源45的电力通过从电源线L1的连接点P11分支的电源线L12被供应至子控制器60b的驱动电路61b。驱动电路61b具有与驱动电路61a相同的配置。主电源45的电力通过从电源线L2的连接点P12分支的电源线L22被供应至子控制器60b的控制电路62b。控制电路62b具有与控制电路62a相同的配置。

转向侧控制器50具有与转动侧控制器60的配置相对应的配置。即，在转向侧控制器50中，主控制器50a具有与驱动电路61a和控制电路62a相对应的部件。在转向侧控制器50中，子控制器50b具有与驱动电路61b和控制电路62b相对应的部件。

电源装置80的构造

如图3所示，电源装置80包括作为第二电源的辅助电源81、电路82、开关83、84、85、二极管86、87和电源控制器88。

辅助电源81例如是起二次电池作用的电容器。辅助电源81用作被供应以操作转动侧电机32的电力的电力源，并且还用作被供应以操作转动侧控制器60的电力的电力源。这同样适用于转向部4，并且辅助电源81用作被供应至转向侧电机13的电力的电力源，并且还用作被供应至转向侧控制器50的电力的电力源。主电源45和辅助电源81在与可以供应的电力的性能相关的电源性能方面不同。辅助电源81在电源容量方面被设置为小于主电源45，电源容量是可以被存储以供应电力的电荷量。辅助电源81在电源电压方面被设置为小于主电源45，电源电压是在供应电力时使用的电压。即，辅助电源81的电源性能被配置成低于主电源45的电源性能。

如下式(A)所表示的，辅助电源81的电源电压V2被设置为具有比适当地操作电机13、32或控制器50、60所需的电压V0高并且比主电源45的电源电压V1低的值。

V1>V2>V0…(A)

在电源装置80内部，辅助电源81通过从电源线L11的连接点P13分支的电源线L111连接至电源线L11的连接点P11。此外，在电源装置80内部，辅助电源81通过从电源线L11的连接点P14分支的电源线L112连接至电源线L11的连接点P11。注意，连接点P14位于下游，这意味着连接点P14比连接点P13更接近转动侧控制器60。辅助电源81用于根据来自主电源45的电力供应的状态来辅助对转动侧控制器60的电力供应。在本实施方式中，辅助电源81具有在由主电源45供应的电力下降的情况下代替主电源45来后备支持对转动侧控制器60的电力供应的功能。这同样适用于转向侧控制器50。即，辅助电源81具有在由主电源45供应的电力下降的情况下代替主电源45来后备支持对转向侧控制器50的电力供应的功能。

电路82对到电源线L11的连接状态进行切换，使得辅助电源81被充电和放电。此外，电路82对到电源线L11的连接状态进行切换以断开辅助电源81的连接，使得电荷不从辅助电源81放电。

开关83被设置在电源装置80内的电源线L11的中间。开关83位于上游，这意味着开关83比连接点P13更靠近主电源45。开关83断开和闭合电源线L11。

开关84被设置在电源装置80内的电源线L111的中间。开关84断开和闭合电源线L111。开关85设置在电源装置80内的电源线L112的中间。开关85断开和闭合电源线L112。

连接点P15被设置在电源线L112上。在电源装置80内部，电源线L112的连接点P15和电源线L21的连接点P16通过电源线L113连接。

二极管86被设置在电源线L113的中间。二极管86的阴极连接至电源线L21的连接点P16。二极管86的阳极连接至电源线L113的连接点P15。

二极管87被设置在电源线L21的中间。二极管87的阴极连接至电源线L21的连接点P16。二极管87的阳极连接至电源线L21的连接点P12。

二极管86、87允许电力从阳极流向阴极，并且限制电力从阴极流向阳极。二极管86、87形成OR电路，该OR电路向控制电路62a提供主电源45或辅助电源81中具有较高电源电压的电源的电力。由二极管86、87形成的OR电路是所谓的有线OR。由二极管86、87形成的OR电路对应于选择主电源45或辅助电源81中具有较高电源电压的电源的电力以便向转动侧控制器60供应电力的选择电路。在本实施方式中，OR电路是连接电路的示例。

电源控制器88的功能

电源控制器88包括中央处理单元(CPU)和存储器(未示出)，并且CPU以预定的计算周期执行存储在存储器中的一个或更多个程序。以这种方式，执行各种处理。

具体地，电源控制器88控制电路82的连接状态的切换，并且控制开关83、84、85的断开和闭合。电源控制器88监测主电源45的电压。电源控制器88具有检测通过电源线L11供应至电源装置80的电力的电压作为主电源45的电源电压Vb的功能。电源电压Vb是电源线L11的连接点P11处的电源电压。如下式(B)所表示的，当主电源45的电源电压Vb低于阈值电压Vth时，电源控制器88确定主电源45的电源电压Vb下降。阈值电压Vth是用于确定主电源45的电压下降的基准，并且基于适当地操作电机13、32或控制器50、60所需的电压V0来设置。在本实施方式中，阈值电压Vth被设置为与电压V0相同的值。

Vb<Vth…(B)

当没有检测到主电源45的电压下降时，电源控制器88将开关83、84维持在开关接通的闭合状态，并且将开关85维持在开关关断的断开状态。此外，当检测到主电源45的电压下降时，电源控制器88将开关83、84从开关接通的闭合状态切换到开关关断的断开状态。然后，电源控制器88将开关85从开关关断的断开状态切换到开关接通的闭合状态。

具体地，当主电源45的电源电压Vb没有下降时，开关83和84保持在开关接通的闭合状态，并且开关85保持在开关关断的断开状态。例如，对于转动部6，来自主电源45的电力通过电源线L11被供应至转动侧控制器60中的驱动电路61a。辅助电源81通过电源线L111由来自主电源45的电力进行充电。

在主电源45的电源电压Vb没有下降的情况下，当启动开关46接通时，主电源45的电力通过电源线L21供应至转动侧控制器60中的控制电路62a。顺便提及，由于主电源45的电源电压Vb被设置为比辅助电源81的电源电压V2高的电源电压V1，因此辅助电源81的电力基本上不通过电源线L113以及电源线L21的一部分而被供应至转动侧控制器60。另外，二极管86限制已经传递通过电源线L21的主电源45的电力通过电源线L113流入辅助电源81。

当发生主电源45的异常(例如失灵或故障)并且主电源45的电源电压Vb下降低于辅助电源81的电源电压V2时，来自辅助电源81的电力立即通过电源线L113和电源线L21的一部分被供应至转动侧控制器60中的控制电路62a。原因在于，辅助电源81的电源电压V2变得高于在电源线L2上生成的电压。即使在从主电源45到转动侧控制器60的电力供应由于主电源45的故障而中断的情况下，也通过辅助电源81来后备支持对控制电路62a的电力供应。

当主电源45的电源电压Vb进一步下降并且主电源45的电源电压Vb下降低于阈值电压Vth时，开关83、84从开关接通的闭合状态切换到开关关断的断开状态。然后，将开关85关断的断开状态切换到开关接通的闭合状态。以这种方式，辅助电源81的电力通过电源线L112和电源线L11的一部分被供应至转动侧控制器60中的驱动电路61a。原因在于，由于主电源45的故障，辅助电源81的电源电压V2变得高于在电源线L11上生成的电压。因此，即使在从主电源45到转动侧控制器60的电力供应由于主电源45的故障而中断的情况下，也通过辅助电源81来后备支持对转动侧控制器60中的驱动电路61a的电力供应。

在这种情况下，电源控制器88生成备用切换完成标志FLG，作为指示完成到电力供应由辅助电源81后备支持的状态的切换的信息。随后，电源控制器88通过专用信号线90将备用切换完成标志FLG输出至转动侧控制器60，即主控制器60a。备用切换完成标志FLG是指示由于主电源45的故障而导致的开关83、84完成从开关83、84接通的闭合状态到开关83、84关断的断开状态的切换以及开关85从开关85关断的断开状态到开关85接通的闭合状态的切换的信息。以这种方式，转动侧控制器60可以确定电源装置80的状态是电力供应由辅助电源81后备支持的状态。

顺便提及，可以设想在电源线L112上设置二极管来代替开关85。以这种方式，当主电源45发生故障时，辅助电源81的电力立即被供应至驱动电路61a。然而，二极管生成电力损耗。因此，从抑制辅助电源81的消耗的观点出发，在电源线L112上设置开关85代替二极管，以用于向需要较大电力的驱动电路61a供应电力。

还可以设想在电源线L113上设置开关代替二极管86。然而，在这种情况下，存在关于以下的担忧。即，从来自主电源45的电力供应由于主电源45的故障而中断的时间到电源线L113的开关从关断切换到接通的时间花费很少的时间。因此，在电源线L113的开关从关断切换到接通前的时间段期间，存在控制电路62a可能由于对控制电路62a的电力供应的瞬时中断而复位的可能性。在这方面，在二极管86被设置在电源线L113上的情况下，当主电源45发生故障时，来自辅助电源81的电力立即通过电源线L113和电源线L21的一部分被供应至控制电路62a。由于对控制电路62a的电力供应不中断，因此控制电路62a不会由于电源电压的下降而复位。

然后，在转动侧控制器60中，控制电路62a监测主电源45的电压。控制电路62a具有检测通过电源线L11供应至驱动电路61a的电力的电压作为主电源45的电源电压Vig1的功能。电源电压Vig1是电源线L11的连接点P14处的电源电压。此外，控制电路62b监测主电源45的电压。控制电路62b具有检测通过电源线L22供应的电力的电压作为主电源45的电源电压Vig2的功能。电源电压Vig2是电源线L21的连接点P12处的电源电压。类似地，包括在具有与转动侧控制器60相同配置的转向侧控制器50的主控制器50a中的控制电路52b具有检测通过与电源线L11相对应的电源线被供应至驱动电路51a的供应电力的电压作为主电源45的电源电压的功能。此外，包括在转向侧控制器50的子控制器50b中的控制电路52b具有检测通过与电源线L22相对应的电源线供应的电力的电压作为主电源45的电源电压的功能。

转动侧控制器60的主控制器60a的功能

图4示出了由转动侧控制器60的主控制器60a的控制电路62a执行的一些处理。图4所示的处理示出了由执行存储在存储器中的程序的CPU执行的处理中的每种处理。在本实施方式中，转动侧控制器60即主控制器60a是控制器的示例。

如图4所示，启动信号Sig被输入到控制电路62a。启动信号Sig是指示启动开关46的接通/关断状态的信号。当基于启动信号Sig确定启动开关46处于关断状态时，控制电路62a停止用于操作转动侧电机32的控制。即，当启动开关46处于关断状态时，转动侧控制器60不能将处于分离状态的转向部4的状态反映到转动部6的状态。

另一方面，当基于启动信号Sig确定启动开关46处于接通状态时，控制电路62a执行用于操作转动侧电机32的控制。即，当启动开关46处于接通状态时，控制电路62a在通电时执行线控转向类型的转向装置2的转动侧控制，使得处于分离状态的转向部4的状态反映在转动部6的状态中。在这种情况下，控制电路62a执行下述操作。

正常转动侧控制

具体地，车辆速度V、旋转角θb、转动侧实际电流值Ib、转向角θs、电源电压Vig1和备用切换完成标志FLG被输入到控制电路62a。转动侧实际电流值Ib是从驱动电路61a获得的信息。驱动电路61a包括电流传感器(未示出)。电流传感器检测转动侧实际电流值Ib，该转动侧实际电流值Ib是根据流经驱动电路61a与转动侧电机32的每一相的电机线圈之间的连接线的转动侧电机32的每一相的电流值获得的。电流传感器通过电流获取连接至与转动侧电机32相对应地设置的驱动电路61a中所包括的逆变器中的每个切换元件的源极侧的分流电阻器的电压降。转向角θs是通过本地网络70从转向侧控制器50获得的信息。转向侧控制器50例如通过从作为车辆直线行驶时的方向盘3的位置的转向中立位置对转向侧电机13的转数进行计数，来将旋转角θa转换为包括超过360度的范围的整合角度。转向侧控制器50通过将由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。控制电路62a基于车辆速度V、旋转角θb、转动侧实际电流值Ib、转向角θs、电源电压Vig1和备用切换完成标志FLG来控制驱动电路61a的驱动。

控制电路62a包括小齿轮角计算器101、小齿轮角反馈控制器(图中的“小齿轮角F/B控制器”)102、限制控制器103和通电控制器104。

旋转角b被输入到小齿轮角计算器101。小齿轮角计算器101例如通过对转动侧电机32从齿条中立位置(即在车辆直线行驶时的齿条轴22的位置)开始的转数进行计数，来将旋转角θb转换为包括超过360度的范围的整合角度。小齿轮角计算器101通过将由转换获得的整合角度乘以基于传动机构33的转速比、转换机构34的导程(lead)和齿条齿轮机构24的转速比的转换因子来计算小齿轮角θp，小齿轮角θp是小齿轮轴21的实际旋转角。由此获得的小齿轮角θp被输出到小齿轮角反馈控制器102。注意，在某些情况下，小齿轮角θp也可以被输出到转向侧控制器50。

车辆速度V、转向角θs和小齿轮角θp被输入到小齿轮角反馈控制器102。小齿轮角反馈控制器102通过小齿轮角θp的反馈控制来计算作为转动控制量的转动力命令值Tt*，使得小齿轮角θp遵循作为小齿轮目标角度θp*的转向角θs。由此获得的转动力命令值Tt*被输出到通电控制器104。

电源电压Vig1和备用切换完成标志FLG被输入到限制控制器103。限制控制器103基于电源电压Vig1和备用切换完成标志FLG来计算输出限制值Ilim。输出限制值Ilim是用于限制供应至转动侧电机32的电流量的值。即，输出限制值Ilim是用于限制要输出至转动侧电机32的扭矩的值。输出限制值Ilim被计算为根据主电源45的电压即电源装置80的状态而变化。由此获得的输出限制值Ilim被输出至通电控制器104。

转动力命令值Tt*、旋转角θb、转动侧实际电流值Ib以及输出限制值Ilim被输入到通电控制器104。通电控制器104基于转动力命令值Tt*来计算转动侧电机32的电流命令值Ib*。通电控制器104执行用于基于输出限制值Ilim限制电流命令值Ib*的限制处理。在这种情况下，通电控制器104将电流命令值Ib*与输出限制值Ilim进行比较。当电流命令值Ib*的绝对值超过输出限制值Ilim时，通电控制器104计算通过将电流命令值Ib*限制为输出限制值Ilim而获得的值来代替电流命令值Ib*作为最终电流命令值Ib*。此外，当电流命令值Ib*的绝对值等于或小于输出限制值Ilim时，通电控制器104计算通过基于转动力命令值Tt*的计算获得的值作为最终电流命令值Ib*。

然后，通电控制器104获得最终电流命令值Ib*与通过基于旋转角θb对转动侧实际电流值Ib进行转换而获得的dq坐标上的电流值之间的偏差，并且计算用于驱动驱动电路61a以消除该偏差的驱动信号Sm。驱动信号Sm是定义包括在驱动电路61a中的逆变器的每个切换元件的接通/关断状态的栅极接通/关断信号。由此获得的驱动信号Sm被输出到驱动电路61a。以这种方式，根据来自驱动电路61a的驱动信号Sm向转动侧电机32供应驱动电力。然后，转动侧电机32根据转动力命令值Tt*旋转一定角度。

限制控制器103的功能

限制控制器103监测用于正常转动侧控制的主电源45的电压。如下式(C)所示，当被检测为主电源45的电源电压的电源电压Vig1小于阈值电压Vth时，限制控制器103确定主电源45的电源电压Vb下降。阈值电压Vth具有与上式(B)中的阈值电压Vth相同的值，即，与电压V0相同的值。

Vig1<Vth…(C)

当没有检测到主电源45的电压下降时，限制控制器103确定电源装置80处于作为从主电源45供应电力的第一状态的正常状态。在电源装置80中，正常状态是指开关83、84切换为开关接通的闭合状态并且开关85切换为开关关断的断开状态的状态。

此外，当在检测到主电源45的电压下降之后没有输入备用切换完成标志FLG时，限制控制器103确定电源装置80的状态是在完成向备用状态的转变之前的转变状态。在电源装置80中，备用转变状态是指如下状态：其中，开关83、84从开关接通的闭合状态切换到开关关断的断开状态，并且然后开关85处于从开关关断的断开状态切换到开关接通的闭合状态的中间。

此外，当在检测到主电源45的电压下降之后输入备用切换完成标志FLG时，限制控制器103确定电源装置80的状态是完成向作为第二状态的备用状态的转变的状态。在电源装置80中，其中完成向备用状态的转变的状态是指如下状态：其中，开关83、84从开关接通的闭合状态切换为开关关断的断开状态，并且开关85从开关关断的断开状态切换为开关接通的闭合状态。

在检测到主电源45的电压下降之后，在限制控制器103中，在输入了备用切换完成标志FLG前需要花费一些时间，该备用切换完成标志FLG指示完成电源装置80的状态到由辅助电源81后备支持电力供应的状态的切换。原因在于，在专用信号线90的通信中，由于例如线路路径或通信错误而发生通信延迟。针对该原因，在由电源控制器88输出的备用切换完成标志FLG被输入到转动侧控制器60前需要花费一些时间(例如，在图6的(c)中，“通信时间段”)。另一个原因是在电源控制器88中，在多个计算周期上执行与开关83、84、85的切换相关的处理。针对该原因，在电源装置80中，在开关83、84、85的切换完成前需要花费一些时间(例如，图6的(a)中的“大约几十毫秒”)。因此，对于备用切换完成标志FLG，例如，在输入与输出之间存在“大约几十毫秒”和“通信时间段”的时间差。限制控制器103被配置成：在确定电源装置80的状态时，考虑备用切换完成标志FLG的输入与输出之间的时间差。

然后，如图5所示，限制控制器103根据电源装置80的状态来计算输出限制值Ilim，电源装置80的状态可以考虑备用切换完成标志FLG的输入与输出之间的时间差来确定。当电源电压Vig1等于或高于阈值电压Vth时，限制控制器103确定电源装置80处于正常状态。在这种情况下，限制控制器103计算最大值Imax作为输出限制值Ilim。最大值Imax被设置为可以由转动侧电机32输出的扭矩的限制值，例如被设置为额定电流值。即，主控制器60a通过控制电路62a的功能来执行正常输出限制处理，该正常输出限制处理允许转动侧电机32生成达到输出限制的扭矩。

此外，当电源电压Vig1小于阈值电压Vth并且没有输入备用切换完成标志FLG时，限制控制器103确定电源装置80处于备用转变状态。在这种情况下，限制控制器103计算最小值Imin作为输出限制值Ilim。最小值Imin是小于最大值Imax的值。从在主电源45发生故障时可以供应至转动侧电机32的电流量的观点出发，最小值Imin被设置为在低于辅助电源81的电源性能的限制的范围内的相对小的值。即，主控制器60a通过控制电路62a的功能执行备用转变时的输出限制处理，输出限制处理与主电源45发生故障之前相比限制转动侧电动机32可以输出的扭矩。

此外，当电源电压Vig1小于阈值电压Vth并且备用切换完成标志FLG的输入完成时，限制控制器103确定电源装置80处于电源装置80向备用状态的转变完成的状态。在这种情况下，限制控制器103计算备用期间限制值Ibu作为输出限制值Ilim。备用期间限制值Ibu小于最大值Imax并且大于最小值Imin。从在主电源45发生故障时可以供应至转动侧电机32的电流量的观点出发，备用期间限制值Ibu被设置为在比低于辅助电源81的电源性能限制的范围内的值中的最小值Imin大的范围内的值。即，主控制器60a通过控制电路62a的功能执行备用期间的输出限制处理，该输出限制处理允许在与主电源45发生故障之前相比限制可以由转动侧马达32输出的扭矩的同时生成尽可能大的扭矩。例如，限制控制器103根据转向装置2的状态例如转向控制装置1的内部温度、转动侧电机32的操作状态以及辅助电源81的剩余电力等来计算适当的值作为备用期间限制值Ibu。

关于转动侧控制器60的子控制器60b，即使在启动开关46处于接通状态的情况下，当主电源45发生故障时，控制电路62b停止用于操作转动侧电机32的控制。原因在于，子控制器60b没有连接至电源装置80的辅助电源81。即，当在主电源45没有发生故障的同时执行正常转动侧控制时，控制电路62b执行与控制电路62a相同的处理。此外，转向侧控制器50的主控制器50a以与转动侧控制器60的主控制器60a相同的方式连接至电源装置80的辅助电源81。即，主控制器50a可以具有拥有功能与主控制器60a相同的限制控制器的配置，也可以具有没有限制控制器的配置。此外，转向侧控制器50的子控制器50b不以与转动侧控制器60的子控制器60b相同的方式连接至电源装置80的辅助电源81。即，子控制器50b可以具有在主电源45不发生故障的同时执行与由主控制器50a执行的处理相同的处理的任何配置。

本实施方式的操作

例如，图6的(a)和(b)示出了在启动开关46的接通状态的情况下由电源控制器88监测的电源电压Vb和由转动侧控制器60的主控制器60a监测的电源电压Vig1随时间t变化的状态。当启动开关46处于接通状态时，电源电压Vb和电源电压Vig1基本上保持在电源电压V1，除非主电源45发生故障。

在这种情况下，如图6的(c)和(d)所示，主控制器60a确定电源装置80的状态并且计算输出限制值Ilim。主控制器60a确定电源装置80的状态不是备用状态(图中的“NON-BU”)。主控制器60a计算最大值Imax作为输出限制值Ilim。即，主控制器60a处于执行正常输出限制处理的状态。作为结果，允许转动侧电机32生成达到转动侧电机32的输出极限的扭矩。

随后，如图6的(a)所示，当主电源45发生故障(图中的“电源故障”)时，电源电压Vb和电源电压Vig1下降低于阈值电压Vth，例如下降到零值。通过监测电源控制器88和主控制器60a来检测这样的电压下降。

在这种情况下，如图6的(c)和(d)所示，主控制器60a确定电源装置80的状态并且计算输出限制值Ilim。主控制器60a确认电源装置80的状态不是备用状态(图中的“NON-BU”)，直到备用切换完成标志FLG被输入。此处，在备用切换完成标志FLG被输入前的时间段(图中的“切换完成”)对应于(图6的(a)中的)“大约几十毫秒”加上(图6的(c)中的)“通信时间段”的时间段。由主控制器60a确定的电源装置80的不处于备用状态的状态被确定为备用转变状态。主控制器60a计算最小值Imin作为输出限制值Ilim。即，主控制器60a处于执行备用转变时输出限制处理的状态。作为结果，转动侧电机32处于与主电源45发生故障之前相比可以输出的扭矩受到限制的状态。

然后，如图6的(c)所示，当备用切换完成标志FLG被输入(图中的“FLG输入”)时，主控制器60a确定电源装置80的状态是备用状态(图中的“BU”)。

随后，如图6的(d)所示，主控制器60a计算备用期间限制值Ibu作为输出限制值Ilim。即，主控制器60a处于执行备用时输出限制处理的状态。作为结果，转动侧电机32处于允许在与主电源45发生故障之前相比可以输出的扭矩受到限制的同时生成尽可能大的扭矩的状态。

根据本实施方式，当电源装置80响应于主电源45的故障而完成连接状态到备用状态的切换时，主控制器60a已经开始备用转变时的输出限制处理。

实施方式的效果

(1)在本实施方式中，当响应于主电源45的故障而完成电源装置80的连接状态到备用状态的切换时，可以抑制由转动侧电机32输出的扭矩不受限制的情况的发生。因此，即使当主电源45发生故障时，也可以降低陷入如下情况的可能性：可以由转动侧电机32输出的扭矩不受限制。

(2)在本实施方式中，在辅助电源81的电源性能低于主电源45的电源性能的条件下，输出限制值Ilim的最小值Imin被设置为在低于辅助电源81的电源性能的限制的范围内的值。以这种方式，当电源装置80处于备用状态时，可以降低陷入如下情况的可能性：超过辅助电源81的电源性能。以这种方式，即使当检测到主电源45的异常时，转动侧电机32的操作也可以适当地继续。当辅助电源81的电源性能低于主电源45的电源性能时，该效果特别明显。

(3)在本实施方式中，转动侧控制器60的主控制器60a可以基于备用切换完成标志FLG来确定电源装置80的状态。以这种方式，主控制器60a可以考虑电源装置80的状态来操作。然而，在主控制器60a与电源控制器88之间的通信中，发生通信延迟。

此处，作为比较示例，假设主控制器60a被配置成在备用切换完成标志FLG被输入之后开始限制可以由转动侧电机32输出的扭矩。在这种情况下，在通信延迟期间，完成电源装置80中的连接状态到备用状态的切换，并且没有开始主控制器60a对可以由转动侧电机32输出的扭矩的限制。

例如，如图7的(c)所示，以与图6的(c)中相同的方式，主控制器60a确定电源装置80的状态不是备用状态(图中的“NON-BU”)，直到备用切换完成标志FLG被输入。

另一方面，如图7的(d)所示，与图6的(d)不同，最大值Imax被计算作为输出限制值Ilim。然后，当备用切换完成标志FLG被输入(图中的“FLG输入”)时，主控制器60a确定电源装置80的状态是备用状态(图中的“BU”)。

即，在比较示例的情况下，在检测到主电源45的电压下降之后，在主控制器60a中，不限制可以由转动侧电机32输出的扭矩，直到备用切换完成标志FLG被输入。特别地，在对应于(图6的(c)中的)“通信时间段”的时间段期间，即使电源装置80已经完成连接状态到备用状态的切换，也不限制可以由转动侧电机32输出的扭矩。

另一方面，如图6的(c)和(d)中所示，当检测到主电源45的故障时，根据本实施方式的主控制器60a可以比备用切换完成标志FLG被输入更早地开始限制可以由转动侧电机32输出的扭矩。因此，在主控制器60a与电源控制器88相互通信的配置中，在电源装置80的备用状态下，可以降低陷入如下情况的可能性：可以由转动侧电机32输出的扭矩不受限制。

(4)根据本实施方式，当启动开关46处于接通状态时，即使主电源45发生故障，电力也被连续地供应至包括在主控制器60a中的控制电路62a。在这种情况下，当主电源45发生故障时，控制电路62a可以开始控制可以由转动侧电机32输出的扭矩。

其他实施方式

可以如下修改上述实施方式。此外，下面的其他实施方式可以在不具有任何技术矛盾的程度上彼此组合。

二极管86、87可以在转动侧控制器60(即转向控制装置1)内部形成OR电路。即使以这种方式，从主电源45或辅助电源81中选择的具有较高电源电压的电源的电力也被供应至转动侧控制器60。

辅助电源81的电源性能可以大致等于主电源45的电源性能或者可以高于主电源45的电源性能。例如，辅助电源81的电源容量可以大致等于主电源45的电源容量，或者可以被设置为大于主电源45的电源容量。在这种情况下，例如，辅助电源81的电源电压V2可以被设置为大致等于主电源45的电源电压V1的值，或者可以被设置为高于主电源45的电源电压V1。

双电层电容器或二次电池可以用于辅助电源81。

电源装置80可以操作以通过后备支持电力供应而代替主电源45向控制器50、60中的每一个提供辅助，并且另外，通过对由主电源45提供的电力进行升压来提供辅助。

可以消除与备用切换完成标志FLG相关的配置。在这种情况下，当在检测到主电源45的故障之后已经经过假设在电源装置80中完成连接状态到备用状态的切换的时间时，转动侧控制器60的主控制器60a可以确定电源装置80的状态是备用状态。此外，当检测到等于或高于阈值电压Vth的电源电压Vig1时，主控制器60a可以确定电源装置80的状态是备用状态。

在控制器50、60中，可以消除相应的子控制器50b、60b，并且可以分别提供主控制器50a、60a的单***配置。在这种情况下，关于单***配置中的主控制器50a、60a中的每一个，只要其具有检测所需电源电压的功能就足够了。

在控制器50、60中，子控制器50b、60b中的每一个可以被配置成通过电源装置80连接至主电源45。在这种情况下，关于单***配置中的主控制器50a、60a中的每一个，只要其具有检测所需电源电压的功能就足够了。

当不同值被计算作为输出限制值Ilim时，限制控制器103可以具有相对于不同值逐渐改变输出限制值Ilim的功能。在这种情况下，可以抑制输出限制值Ilim的变化对车辆行为的影响，并且确保车辆乘员的舒适性。

输出限制值Ilim可以根据除主电源45的故障之外的原因而具有多个值。例如，当多个值是输出限制值Ilim的候选值时，对于限制控制器103而言只要具有诸如在候选值中选择最小值的功能就足够了。即，限制控制器103可以被配置成能够在主电源45发生故障时最终计算等于或小于最小值Imin的输出限制值Ilim。

电源装置80可以包括仅连接至包括转向侧控制器50的转向部4的转向部电源装置，以及仅连接至包括转动侧控制器60的转动部6的转动部电源装置。

转向控制装置1可以通过使控制器50、60中的任何一个具有将操作转向侧电机13的功能与操作转动侧电机32的功能集成在一起的功能而被配置成包括一个控制器。

转动侧电机32可以用于例如与齿条轴22同轴地设置，或者通过蜗杆和蜗轮连接至构成齿条轴22上的齿条齿轮机构的小齿轮轴。

控制器50、60中的每一个和包括控制器的转向控制装置1可以由处理电路构成，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)执行各种处理中的至少一些处理的一个或更多个专用硬件电路(例如专用集成电路(ASIC))或3)其组合。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指令。存储器(即，非暂态计算机可读介质)包括可以由通用或专用计算机访问的任何可用介质。这同样适用于电源控制器88和包括电源控制器88的电源装置80。

转向装置2已经被描述为其中转向部4与转向部6始终机械地分离的无连杆结构；但是，转向装置2并不限于此，并且例如也可以具有其中通过离合器将转向部4与转动部6机械地分离的结构。此外，转向装置2不限于线控转向类型的转向装置，并且也可以是向转向轴11或齿条轴22施加电机扭矩的电动式转向装置。

Claims (5)

1.一种转向控制装置(1)，其通过电源装置(80)连接至安装在车辆上的第一电源并且控制安装在所述车辆上的转向装置，所述电源装置(80)包括第二电源，所述转向控制装置的特征在于包括：

控制器，所述控制器包括驱动电路(61a)，所述驱动电路(61a)执行用于向电机供应通过连接至所述第一电源和所述第二电源中的至少一个而供应的电力的动作，并且所述控制器被配置成通过控制所述驱动电路(61a)的所述动作来控制所述电机的操作，其中：

在所述驱动电路(61a)关于所述第一电源和所述第二电源的连接状态是从所述第一电源供应电力的第一状态的情况下，当检测到所述第一电源的异常时，所述电源装置(80)切换所述连接状态以转变到第二状态，所述第二状态是从所述第二电源供应电力的状态；以及

所述控制器被配置成与在检测到所述异常之前相比，在检测到所述第一电源的异常之后执行输出限制处理，所述输出限制处理是限制能够由所述电机输出的扭矩的处理，并且所述输出限制处理在检测到所述第一电源的异常之后并且在响应于检测到所述异常而将所述连接状态切换到所述第二状态完成之前开始，所述连接状态的切换由所述电源装置(80)执行。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述输出限制处理是用于限制由所述电机输出的扭矩使得所述扭矩不超过输出限制值的处理，并且在所述第二电源的电源性能低于所述第一电源的电源性能的条件下，所述输出限制值是小于所述第二电源的电源性能的限制的值，所述电源性能由所述第二电源的电源容量或电源电压限定。

3.根据权利要求1或2所述的转向控制装置(1)，其特征在于：

所述电源装置(80)包括电源控制器(88)，所述电源控制器(88)被配置成响应于检测到所述第一电源的异常而切换所述连接状态，使得所述连接状态转变到所述第二状态；以及

所述控制器被配置成连接至所述电源控制器(88)，以能够通过线路与所述电源控制器(88)进行通信，并且被配置成在所述连接状态转变到所述第二状态的情况下通过所述线路从所述电源控制器(88)获取指示所述连接状态的切换完成的信息。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述控制器被配置成在所述车辆的电源处于允许连接至所述第一电源使得能够进行所述车辆的操作的接通状态的情况下执行所述输出限制处理。

5.根据权利要求4所述的转向控制装置(1)，其特征在于：

所述控制器包括控制电路(62a)，所述控制电路(62a)执行与所述输出限制处理相关的处理；并且

所述控制电路(62a)被配置成连接至所述第一电源和所述第二电源中的至少一个，并且不管所述第一电源的状态如何，所述控制电路(62a)在所述车辆的电源处于所述接通状态的情况下通过包括在所述电源装置(80)中的连接电路总是连接至所述第一电源和所述第二电源中的至少一个。

Images