CN102762435B - 电动动力转向装置 - Google Patents

Abstract

提供一种即使在转矩传感器(20)发生故障而无法由转矩传感器(20)检测掌舵转矩(Tr)的状态下，也可以对转向系统(18)施加规定的掌舵辅助力的电动动力转向装置(10)。通过利用作为马达(24)的旋转构件旋转角检测部的解析器(58)检测的旋转构件(23)的旋转角(θr)，推断掌舵角(θs)或掌舵角速度(θs′)，基于推断掌舵角(θsc)以及(或者)推断掌舵角速度(θsc′)，由马达(24)对转向系统(18)施加给定的掌舵辅助力。

Description

电动动力转向装置

技术领域

本发明涉及一种在将操作者对方向盘的掌舵力通过转向系统传递给车轮时，能够以所述方向盘的轻的掌舵力使车辆转弯的电动动力转向装置。

背景技术

通过在与所述方向盘连结的转向轴上设置的转矩传感器，检测从操作者施加给方向盘的掌舵力。基于由所述转矩传感器检测的掌舵力(掌舵转矩)，在电动动力转向装置中，控制装置驱动电动马达(也仅称为马达。)，将该马达产生的辅助转矩(辅助转矩)经蜗轮减速机构等传递给所述转向轴(转向系统)，由此，使所述操作者的所述方向盘的所述掌舵力降低。

此时，作为所述转矩传感器，如日本专利第3055752号公报及日本专利第2830992号公报所示，公知如下技术：输入轴与输出轴间由扭杆连结，并且设置与所述输入轴及输出轴卡合的磁心，当在所述输入输出轴间作用有转矩时，所述磁心变位，由检测线圈电检测所述磁心的变位；或者如日本专利第3964414号公报及日本专利第4057552号公报所示，公知如下技术：在转向轴上被覆磁致伸缩膜，具备检测所述磁致伸缩膜的磁特性变化的检测线圈，由所述检测线圈电检测施加于所述转向轴的转矩。

在日本特公平6-96389号公报中提出一种如下技术：在转矩传感器发生故障的情况下，当车速为给定速度以上时，解除基于所述电动马达的掌舵力的辅助，改成手动掌舵，当所述车速在给定速度以下时，对应于从掌舵角传感器的输出计算的掌舵角速度，控制电动马达。

目前，在检测掌舵转矩的转矩传感器发生故障的情况下，如日本特公平6-96389号公报所述，对应于从掌舵角传感器的输出计算的掌舵角速度来控制电动马达。

但是，在不带有所述掌舵角传感器的车辆中，在所述转矩传感器发生故障而无法检测掌舵转矩的情况下，不得不解除基于所述电动马达的掌舵力的辅助而改用手动掌舵。

发明内容

本发明是考虑这样的问题而提出的，其目的在于，提供一种即使在转矩传感器发生故障而无法由所述转矩传感器检测掌舵转矩的情况下，也可以施加基于马达的掌舵辅助力的电动动力转向装置。

本发明的电动动力转向装置，其具备：

转矩检测部，其对在转向系统产生的转矩进行检测；

马达，其对所述转向系统的旋转轴施加辅助转矩；

旋转构件旋转角检测部，其对所述马达的旋转构件的旋转角进行检测；

马达控制部，其基于由所述转矩检测部检测到的所述转矩，对驱动所述马达的电流进行控制，

其特征在于，

电动动力转向装置还具备对是否在所述转矩检测部上产生异常进行检测的异常检测部，

所述马达控制部在由所述异常检测部检测到转矩检测部的异常时，基于由所述旋转构件旋转角检测部检测到的所述旋转构件的旋转角，对驱动所述马达的所述电流进行控制。

根据本发明，在检测到转矩检测部的异常时，基于利用对于马达的旋转控制(磁极位置的检测)而言为必须的构成要件的马达的旋转构件旋转角检测部检测的旋转构件的旋转角，对驱动所述马达的电流、即辅助电流进行控制，因此，即使在转矩传感器发生故障而无法由转矩传感器检测掌舵转矩的情况下，也可以施加基于马达的掌舵辅助力。

此时，由于还具备：

存储部，其将所述旋转构件的旋转角与驱动所述马达的所述电流之间的关系作为特性而预先存储；以及

车速检测部，其对搭载该电动动力转向装置的车辆的车速进行检测，

所述马达控制部在由所述异常检测部检测到转矩检测部的异常时，基于由所述旋转构件旋转角检测部检测到的所述旋转构件的旋转角，参照在所述存储部中存储的所述特性，得到驱动所述马达的所述电流，通过由所述车速检测部检测的车速对该电流进行修正，作为驱动所述马达的所述电流，由此，能够在需要辅助力的全车速域中施加掌舵辅助力。

需要说明的是，通过还具备存储与所述车速对应的电流限制值的存储部，从而可以施加与车速对应的掌舵辅助力，并且可以防止过电流。

另外，通过还具备对所述转向系统的所述旋转轴的角速度进行检测的掌舵角速度检测部，所述马达控制部在方向盘的打轮时，当由所述掌舵角速度检测部检测的掌舵角速度的绝对值为零值附近时，对驱动所述马达的所述电流进行限制，由此可以防止过辅助电流。

此时，所述掌舵角速度检测部可以通过所述旋转构件的角速度检测所述转向系统的所述旋转轴的所述角速度。

通过还具备对搭载该电动动力转向装置的车辆的停止状态进行检测的车辆停止状态检测部，所述马达控制部在由所述车辆停止状态检测部检测到车辆处于停止状态时，将驱动所述马达的所述电流的值设为零值，由此，能够不必要地不施加掌舵辅助力。

根据本发明，即便是转矩传感器发生故障而无法由转矩传感器检测掌舵转矩的情况下，基于由用于控制马达的旋转的旋转构件旋转角检测部检测的旋转构件的旋转角，对驱动马达的电流进行控制，由此可以施加掌舵辅助力。

附图说明

图1是该实施方式的电动动力转向装置的整体概略构成图。

图2是图1例的电动动力转向装置中，ECU内的连接图。

图3是用于掌舵角推断处理及电流衰减处理的说明的流程图。

图4A是在通常时辅助处理中参照的基础辅助电流特性的说明图，图4B是在异常时辅助处理中参照的基础辅助电流特性的说明图。

图5是电流衰减特性的说明图。

图6是连续掌舵时间降低特性的说明图。

图7是用于车速比率修正处理及车速电流限制处理的说明的流程图。

图8是车速比率特性的说明图。

图9是车速电流限制特性的说明图。

图10是辅助电流修正处理的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是搭载在车辆上的本实施方式的电动动力转向装置10的整体概略构成图。

图2是在图1的电动动力转向装置10中，ECU(Electro nic Control Unit：控制装置)22内的功能模块图。

如图1所示，电动动力转向装置10基本上具备：从方向盘12(驾驶员用于操纵车辆而操作的操作构件)经转向轴14到转舵轮16的转向系统(转向系统)18；在该转向系统18的旋转轴上设置且内部具备掌舵角传感器19，并对所述旋转轴的转矩Tr和掌舵角θs进行检测的转矩传感器(也称为转矩传感器及掌舵角传感器。)20；基于来自转矩传感器20的输出等而决定辅助转矩Ta的ECU22；由该ECU22驱动的无刷马达即电动马达(以下，也仅称为马达。)24；将该马达24的输出减速并向所述转向系统18的旋转轴作为辅助转矩Ta进行传递的减速传递机构26。需要说明的是，马达24也可以是有刷马达。

转矩传感器20具备如下公知的结构：分别作为转向系统18的旋转轴的输入轴41和输出轴42在内部由扭杆连结，被支承于未图示的外壳的两个检测线圈(不图示)以包围卡合于输入输出轴41、42的圆筒状的磁心(不图示)的方式配置(例如，参照日本专利第3055752号公报、日本专利第2830992号公报)。

掌舵角传感器19具备将输入轴41的旋转角作为掌舵角θs进行检测的公知的构成(例如，参照日本专利第3055752号公报)。

转矩传感器20也可以具备如下公知的构成：采用了未利用扭杆或圆筒状磁心的磁致伸缩膜传感器(例如，参照日本专利第3964414号公报、或日本专利第4057552号公报)。

需要说明的是，即便是未设置掌舵角传感器19的转矩传感器，也可以适用本发明。

作为转矩传感器20及掌舵角传感器19的输出信号的转矩Tr及掌舵角θs的各信号通过配线91，其中所述转矩Tr供应给ECU22的转矩检测电路72，所述掌舵角θs供应给作为掌舵角速度检测部的掌舵角速度算出部74。

转向轴14是将分别作为旋转轴的主转向轴15、输入轴41、输出轴42连结起来而构成的，其中主转向轴15与方向盘12一体结合，输入轴41经万向接头46相对于该主转向轴15结合，在输出轴42上设有齿轮齿条机构28的小齿轮30。

输入轴41和输出轴42由轴承48a、48b、48c支承，在输出轴42的下端部设有小齿轮30。小齿轮30与在车宽方向上能够往复运动的齿条轴50的齿条齿50a啮合。在齿条轴50的两端经系杆52而连结有左右的前轮即转舵轮16。

上述的转向系统18更详细地说，从方向盘12开始包括转向轴14(设有主转向轴15、万向接头46、输入轴41、小齿轮30的输出轴42)、具有齿条齿50a的齿条轴50、系杆52、及转舵轮16而构成。

根据该结构，在方向盘12的掌舵时能够进行通常的齿轮齿条式的转舵操作，从而操作方向盘12，使转舵轮16转舵，从而可改变车辆的朝向。在此，齿条轴50、齿条齿50a、系杆52构成转舵机构。

如上所述，电动动力转向装置10具备供给用于减轻方向盘12的掌舵力的掌舵辅助力(是掌舵辅助力，也仅称为辅助力。)的马达24，在该马达24的旋转轴上固定的蜗轮(worm gear)54与在输出轴42的中间部的轴承48b的下侧设置的蜗轮齿轮(worm wheel gear)56啮合。通过蜗轮54和蜗轮齿轮56构成减速传递机构26。

通过作为旋转构件旋转角检测部的解析器58检测与旋转轴25一体旋 转的马达24的旋转构件23的旋转角θrm(也称为马达机械角。)，将其作为旋转构件23的旋转角θr(也称为马达电角。)，且通过配线92供应给ECU22的旋转构件旋转角检测电路76(如后所述，作为算出马达机械角θrm的马达机械角算出电路起作用)。需要说明的是，解析器58虽然是相对角检测传感器，但也可以取代解析器58，采用绝对角检测传感器的旋转编码器。对于旋转角θrm(马达机械角)和旋转角θr(马达电角)的差别在后描述。

ECU22是包括微机的计算机，CPU(中央处理装置)除了具有作为存储器的ROM(也包括EEPROM。)及RAM(随机存取存储器)外，还具有A/D转换器、D/A转换器等输入输出装置和作为计时机构的计时器等，CPU通过读取在ROM中记录的程序并执行从而作为各种功能实现部(功能实现机构)，例如控制部、运算部、处理部等起作用。

在该实施方式中，ECU22具有作为存储后述的各种特性(包括位图)、程序等的存储器的存储部78，除了作为所述的转矩检测电路72、掌舵角速度算出部(掌舵角速度检测部)74、旋转构件旋转角检测电路76起作用外，还作为异常检测部80、车辆停止状态检测部82、马达控制部84、及计时部85等起作用。

转矩检测电路72从差动信号生成与转矩Tr对应的信号(为了便于理解，称为转矩Tr。)，并供应给马达控制部84，其中所述差动信号是与从转矩传感器20的两个检测线圈(不图示)通过配线91输出的转矩Tr相关联的信号的差动信号。

旋转构件旋转角检测电路76从由解析器58供应的旋转角θr(马达电角)算出(检测)与马达24的旋转构件23的旋转对应的旋转角(马达机械角)θrm，并供应给马达控制部84，并且供应给掌舵角速度算出部74。

掌舵角速度算出部74在从正常动作的掌舵角传感器19提供掌舵角(转向轴14的舵角，也称为转向角或手柄角。)θs的情况下，对从该掌舵角传感器19通过配线91而输出的掌舵角θs进行微分，生成掌舵角速度θs′(θs′＝dθs/dt：d为微分算子，t为时间。)并供应给马达 控制部84。

另一方面，在掌舵角传感器19产生异常时或者在原本就未设置掌舵角传感器19的车辆中，掌舵角速度算出部74对推断掌舵角θsc进行时间微分而算出推断掌舵角速度θsc′(θsc′＝dθsc/dt：d为微分算子，t为时间。)。其中，推断掌舵角θsc是根据马达机械角θrm而算出的，而马达机械角θrm是根据解析器58的旋转角θr而由旋转构件旋转角检测电路76算出的。

异常检测部80通过监视作为转矩检测电路72的输出的转矩Tr及作为掌舵角传感器19的输出的掌舵角θs，从而当检测到：转矩传感器20的端子和配线91之间的熔融不良、配线91的开放(配线91的断线)或者在配线91间内的短路、转矩检测电路72内的差动放大器等的异常、例如输出固定于0伏或者输出0～5伏以外的电压等异常时，将异常检测信号Sab供应给马达控制部84及掌舵角速度算出部74。

还通过配线94向ECU22的马达控制部84及车辆停止状态检测部82供应根据前后轮或者传动装置的转速来检测车速Vs的车速传感器86的输出、即车速Vs。

进而，还通过配线95向ECU22的车辆停止状态检测部82及马达控制部84供应，停车制动器88的制动动作信号Sb。

实际上，车速Vs以及制动动作信号Sb等信号通过CAN(控制器局域网)等车内网络被供应给ECU22。也可以不用车内网络，而通过所谓的点对点配线系统连接。

在检测到停车制动器88的制动动作信号Sb时，或者在检测到车速Vs成为零值时，车辆停止状态检测部82对马达控制部84供应车辆停止检测信号Sstop。

马达控制部84在决定与辅助转矩Ta对应的马达24的辅助电流Ia时，除了转矩Tr及掌舵角速度θs′外，还基于旋转构件23的旋转角(马达机械角)θrm、推断掌舵角θsc、推断掌舵角速度θsc′、异常检测信号Sab、车速Vs、及制动动作信号Sb等，参照在存储部78(特性存储部)中存储的特性(后述)，且执行程序来决定，并将决定的辅助电 流Ia通过配线93供应给马达24的各相的定子的线圈。

马达24产生与供给的辅助电流Ia相应的辅助转矩Ta，并通过减速传递机构26施加于输出轴42，由此，在转向轴14上产生掌舵辅助力。

以下，参照流程图等说明基本上如以上那样构成且动作的本实施方式的电动动力转向装置10的特征性动作。

[第一实施例]

图3是用于第一实施例及第二实施例的动作说明的流程图。基于该流程图的处理要每隔给定时间被反复执行。

ECU22不管转矩传感器20或掌舵角传感器19的异常/正常，在步骤S1～S3中，都进行掌舵角推断处理(推断掌舵角算出处理)。

在步骤S1中，旋转构件旋转角检测电路76对由解析器58检测的旋转角θr(旋转构件23的电角)进行累计运算(積算)，算出马达电角θre。

接着，旋转构件旋转角检测电路76在步骤S2中，如下述(1)式所示，在算出的马达电角θre上乘以解析器58的极对数，算出作为旋转构件23(旋转轴25)的旋转角的马达机械角θrm(换算为马达机械角θrm)，并供应给马达控制部84及掌舵角速度算出部74。

马达机械角＝马达电角×解析器极对数

θrm＝θre×解析器极对数             …(1)

接着，马达控制部84及/或旋转构件旋转角检测电路76在步骤S3中，如下述(2)式所示，将算出的马达机械角θrm换算为转向轴14的掌舵角(推断掌舵角)θsc。

推断掌舵角＝马达机械角×(马达24的旋转轴与转向系统18的旋转轴的比率)＝马达机械角×减速传递机构26的减速比

θsc＝θrm×减速传递机构26的减速比        …(2)

在该实施方式中，减速传递机构26的减速比被设定为值1/20。即，在该实施方式中，马达机械角θsm的360[deg]，在推断方向盘12(输出轴42)的旋转的推断掌舵角θsc中，被换算为18(＝360/20)[deg]。同样，每1秒的马达24的旋转构件23的转速即马达旋转速 度N、例如N＝2[rps]在方向盘12(输出轴42)的旋转速度(推断掌舵旋转速度)Nsc中，对应于Nsc＝0.1(＝2/20)[rps]。

而且，方向盘12(输出轴42)的推断掌舵旋转速度Nsc＝0.1[r ps]在推断掌舵角速度θsc′中，对应于θsc′＝36(0.1[rps]×360[deg])[deg/s]。因此，马达旋转速度N与推断掌舵角速度(旋转角速度)θsc′唯一对应。例如，马达旋转速度N在N＝2[rps]时，对应于推断掌舵角速度θsc′的θsc′＝36[deg/s]。

需要说明的是，马达旋转速度N及推断掌舵旋转速度Nsc是由马达控制部84算出的。

如图1所示，通过与在方向盘12上固定的转向轴14一体旋转的输出轴42的旋转，当轴被固定安装于输出轴42的蜗轮齿轮56一体旋转时，蜗轮54旋转，若蜗轮54旋转，则固定安装于蜗轮54的马达24的旋转轴25(旋转构件23)一体旋转，旋转构件23的旋转被解析器58检测到，因此结果是，基于解析器58得到的旋转角θr，能够算出(检测)对方向盘12的旋转角即掌舵角θs进行推断的推断掌舵角θsc。

需要说明的是，掌舵角θs及推断掌舵角θsc在设方向盘12的右旋转为正、设左旋转为负、从直行状态(θs＝θsc＝0[deg])右拐的情况下，驾驶员首先使方向盘12右旋转打轮后，再左旋转回轮，回到直行状态。因此，基本上，在从直行状态右拐而回到直行状态的情况下，右旋转为打轮方向(切り込み方向)，左旋转为回轮方向(回轮方向)。

另一方面，在从直行状态(θs＝θsc＝0[deg])左拐的情况下，首先，在左旋转打轮后，通过右旋转回轮，回到直行状态。因此，基本上，在从直行状态左拐并回到直行状态的情况下，左旋转为打轮方向，右旋转为回轮方向。

如此，从直行状态(方向盘12的中立状态)向右方旋转方向盘12的情况下的掌舵角θs(推断掌舵角θsc)为正的值，从直行状态(方向盘12的中立状态)向左方旋转方向盘12的情况下的掌舵角θs(推断掌舵角θsc)为负的值，在考察角度的大小的情况下，如果有正负符号则变得麻烦，因此，在以下说明中，在未标注的情况下，以从直行状态右拐 并回到直行状态的情况为例(在掌舵辅助特性的坐标上，以第一象限为对象)进行说明。此时，掌舵角θs及推断掌舵角θsc都采用正的值。

按照上述的步骤S1～S3的顺序，即使掌舵角传感器19及转矩传感器20假如处于异常状态时，也可以基于由解析器58检测的旋转角θr，求出旋转构件旋转角检测电路76、掌舵角速度算出部74、及由马达控制部84推断掌舵角θs[deg]的推断掌舵角θsc[deg]及推断掌舵角速度θsc′[deg/s]。

需要说明的是，使马达24旋转而施加给方向盘12的掌舵辅助力，基本上只要施加在掌舵角θs或推断掌舵角θsc的正变化的方向上即可。

接着，在步骤S4中，检测是否从异常检测部80供应异常检测信号S ab。在该步骤S4中，马达控制部84在检测到转矩传感器20及掌舵角传感器19的异常检测信号Sab时，执行步骤S5以后的处理。需要说明的是，在图1所示的掌舵角传感器19内置型的转矩传感器20中，由于配线91的开放或者短路等而停止电源的供给，掌舵角传感器19和转矩传感器20的输出同时成为异常状态的情况较多。

在步骤S4中，在马达控制部84未检测到异常检测信号Sab的情况下，在步骤S10中进行通常处理(通常时辅助处理)。在该通常处理中，由于转矩传感器20及掌舵角传感器19是正常的，所以进行如现有技术那样的掌舵辅助力的给予动作。

此时，马达控制部84参照(检索)相对于掌舵转矩Tr[kgfc m]的基础辅助电流Ia[A]的特性(也称为基础辅助电流特性或基础辅助特性)101，算出基本上车速越低而变得越大的基础辅助电流Ia，并驱动马达24，其中掌舵转矩Tr为预先存储于存储部78的图4A所示的、以车速Vs为参数的掌舵转矩。

另一方面，在步骤S4中，马达控制部84在检测到表示转矩传感器20等有异常的异常检测信号Sab时，执行在步骤S5中的异常时辅助处理。

在步骤S5中，马达控制部84参照(检索)相对于推断掌舵角θsc的基础辅助电流Ia[A]的特性(称为基础辅助电流特性或基础辅助特 性)102，算出基础辅助电流Ia，基于算出的基础辅助电流Ia来驱动马达24，其中推断掌舵角θsc为预先存储于存储部78的图4B所示的推断掌舵角θsc。

基础辅助电流特性102可以作为位图而预先存储在存储部78中，也可以以算出式而预先存储在存储部78中。在作为位图而预先离散地存储在存储部78中的情况下，优选中间值(間の值)通过插补(補間)求出。

从图4B可知，基础辅助电流特性102当推断掌舵角θsc[deg]在从0[deg]到死区(不感带)对应掌舵角θd[deg](为0～10[deg]程度的值，但在该实施方式中，设定为10[deg])的中立位置附近时，设Ia＝0[A](为不流通辅助电流Ia的区域)，在死区对应掌舵角θd[deg]以上时，对应于推断掌舵角θsc的增加而使其增加(大致呈比例地增加)，在这以上的推断掌舵角θsc时，使增加的比例减少，推断掌舵角θsc在180[deg]附近以上时，设定为采用一定的值(基础辅助电流Ia的值饱和)的特性。

上述的步骤S1～S5的处理对应于第一实施例的处理。该第一实施例的电动动力转向装置10具备：对在转向系统18产生的转矩Tr进行检测的作为转矩检测部的转矩传感器20；对作为转向系统18的旋转轴的输出轴42施加辅助转矩的马达24；对马达24的旋转构件23的旋转角θr进行检测的作为旋转构件旋转角检测部的解析器58；基于由转矩传感器20检测的转矩Tr，对驱动马达24的电流进行控制的(步骤S10)马达控制部84，其中，电动动力转向装置10具备对是否在转矩传感器20或转矩检测电路72产生异常进行检测的异常检测部80，马达控制部84进行如下控制：在由异常检测部80检测到转矩传感器20或者转矩检测电路72的异常时，基于由解析器58检测的旋转角θr的累计值即马达电角θre算出推断掌舵角θsc，参照相对于该推断掌舵角θsc的基础辅助电流I a[A]的特性102，算出基础辅助电流Ia，驱动马达24。

通过如此控制驱动，即便在转矩传感器20或转矩检测电路72的异常通过异常检测信号Sab而被检测到，无法由转矩传感器20对掌舵转矩Tr进行检测的异常时，也可以进行流通基于基础辅助电流特性102的辅 助电流Ia而将马达24的掌舵辅助力施加给方向盘12的给定的掌舵辅助控制。但是，异常时的掌舵辅助控制是临时性的辅助处理，如后所述，有各种限制。

需要说明的是，当转矩传感器20为正常状态时，转矩传感器20的输出大致是零值，当车速传感器86的车速Vs的检测值为大致等速度的状态持续给定时间时，适当进行使解析器58的输出即与旋转角θr对应的推断掌舵角θsc为零值(0[deg])并更新存储的中点(中立状态)修正处理。

另外，利用了旋转构件旋转角检测电路76的掌舵辅助力的施加由于是临时性的处理，所以在异常检测部80检测到转矩传感器20等的异常时，通过声音或者显示等，将正进行该异常对应的掌舵辅助处理这一情况通知操作者(驾驶员)。由此，操作者(驾驶员)能够使用马达24的旋转构件23的旋转角θr并利用临时性的电动动力转向的辅助力，将该车辆开到安全的场所。

该临时性的电动动力转向的辅助力对于转矩传感器20等为正常状态的步骤S21的通常辅助处理施加各种限制。 

[第二实施例]

作为该限制的一种，下面，对于步骤S6～S9的电流衰减处理进行说明。

图5表示用于在存储部78存储的电流衰减处理的打轮电流衰减特性(也称为打轮时电流衰减特性。)103和回轮电流衰减特性(也称为回轮时电流衰减特性。)104的例子，并且再示出图4B的基础辅助电流特性102的一部。需要说明的是，以下，为了容易理解，通过图5中的第一象限的特性(从横轴的0[deg]朝向正方向的大的值的、向右方向的打轮方向和从正方向朝向0[deg]方向的小的值的回轮方向的特性)进行说明。

在步骤S6中，在辅助电流Ia的通电中方向盘12是否正在打轮中，是由上述的推断掌舵角θsc的微分值即推断掌舵角速度θsc′来判定的。需要说明的是，推断掌舵角速度θsc′是由掌舵角速度算出部74或 马达控制部84算出的。

在推断掌舵角速度θsc′为正(θsc′＞0)的情况下，判定为在打轮中，沿着打轮电流衰减特性103来决定辅助电流Ia，从而对马达24进行驱动控制。

在图5中，在同一推断掌舵角θsc下，以点划线表示的打轮电流衰减特性103相比于以实线表示的基础辅助电流特性102减少辅助量(辅助电流Ia)的理由是为了防止过度打轮。在将方向盘12向同一方向持续打方向盘的情况下，马达控制部84通过计时部85对从开始打轮起算的时间{称为(同一方向的)连续掌舵时间tr。}进行计时，参照图6所示的连续掌舵时间降低特性105算出比率(称为连续掌舵降低率、或连续掌舵降低比率。)Rc{Rc采用1(未降低)～0(使辅助电流Ia为零值。)的值。}。

在检测到连续掌舵中的情况下，相对于在基础辅助电流特性102上由推断掌舵角θsc算出的辅助电流Ia，乘以与连续掌舵时间tr对应的连续掌舵降低比率Rc，如下述(3)式所示，成为被衰减(降低)的辅助电流Ia。

Ia←Ia×Rc              …(3)

(3)式的右辺的Ia是指在基础辅助电流特性102上的基础辅助电流，左辺的Ia是指在打轮电流衰减特性103上的被衰减(降低)的基础辅助电流。

连续掌舵时间降低特性105的连续掌舵降低比率Rc，在该例中，由于是辅助电流Ia在1秒(1[s])中降低10％的特性，因此，当检测到10[s]以上、向同一方向持续打轮时，将辅助电流Ia设为零值。

如此，在步骤S7的打轮电流衰减处理中，在向同一方向连续打轮掌舵的情况下，作为相比于基础辅助电流特性102减少辅助量(辅助电流I a)的打轮电流衰减特性103进行辅助。

进而，为了防止打轮时的过辅助电流，当推断掌舵角θsc成为阈值掌舵角θscth以上的值时，将辅助电流Ia限制为允许最大辅助电流Iamax{参照图5中的坐标点106(θscth、Iamax)}。

接着，在步骤S8中，判定推断掌舵角速度θsc′(θsc′＝dθsc/dt)(的绝对值)是否大致成为零值(θsc′≈0[deg/s])，在该第二实施例中，例如判定是否成为阈值掌舵角速度θsc′th＝7.2[d eg/s](掌舵旋转速度Nse＝0.02[rps]换算，马达旋转速度N＝0.4[rps]换算)以下的值(θsc′≤θsc′th＝7.2)，当该步骤S8的判定为肯定的情况下，为了促进回轮时的方向盘12的转回，执行步骤S9的回轮电流衰减处理。

在步骤S9的回轮电流衰减处理执行中，沿着图5的回轮电流衰减特性104决定辅助电流Ia，对马达24进行驱动控制。

该回轮电流衰减特性104是如下一种特性：从推断掌舵角速度θsc′成为阈值掌舵角速度θsc′th以下的值时的在推断掌舵角θsc＝θs c1的辅助电流Ia＝Ia1{坐标点107(θsc1、Ia1)}，在由计时部85计时的1秒左右的时间，使辅助电流Ia(在图5例中，Ia＝I a1)逐渐、例如呈比例且自动地减衰到零值。此时，在回轮电流衰减特性104中，推断掌舵角θsc向左方向被打轮，靠的是作用于行驶中的车辆的、要使方向盘12(转向系统12)回到直行方向(中立位置)的力，即所谓的SAT(Self Aligning Torque)。

如此，根据第二实施例，进而具备算出转向系统18的旋转轴即输出轴42的推断角速度θsc′的掌舵角速度算出部74或马达控制部84，马达控制部84在方向盘的打轮时，当由掌舵角速度算出部74算出的推断掌舵角速度θsc′的绝对值为零值附近(作为一例，如上所述，阈值掌舵角速度θsc′th＝7.2[deg/s])时，通过沿着回轮电流衰减特性104{该特性104的斜度对应于每个车辆的负荷(车辆的前轴荷重)、车速V s、路面状态等而变化。}衰减(限制)驱动马达24的辅助电流Ia，从而能够防止过辅助电流。

当然，当附设在转矩传感器20上的掌舵角传感器19或者独立于转矩传感器20而单独设置的掌舵角传感器为正常状态的情况下，可以通过对所述掌舵角传感器19等的输出即掌舵角θs进行微分而算出掌舵角速度θs′，进行电流衰减处理。

[第三实施例、第四实施例]

接着，参照图7的流程图，对修正上述的基础辅助电流Ia的第三实施例的车速比率修正处理及第四实施例的车速电流限制处理进行说明。

当车速成为高速时，SAT变大，所以辅助电流与低速区域相比，需要在中速、高速区域中增加。

为此，优选对应于车速Vs变更(修正)图4B所示的基础辅助电流特性102。

图8表示在存储部78存储的、用于对应于车速Vs来修正基础辅助电流特性102的车速比率特性109。对于比率R，在该实施方式中，当车速Vs即Vs＝40[km/h]时设定成R≈0.5，当Vs＝80[km/h]时设定成R≈1，对应于车速V s的增加而使比率R成比例地增大。当车速Vs为Vs＝80[km/h]以上时，将比率R固定为≈1。另外，当车速Vs为Vs＝10[km/h]程度以下时，设定成R≈0.2左右。

车速修正后的辅助电流Ias可以通过下述(4)式求出。

Ias＝基础辅助电流×比率＝Ia×R    …(4)

如上所述，与低速区域相比，在中速、高速区域中需要增加辅助电流，但是鉴于：第一、随着车速Vs上升，能够掌舵的角度范围窄；第二、过电流防止的观点；以及第三、基于解析器58的旋转角θr对掌舵辅助力进行控制，可知：优选对每个车速Vs设定辅助电流的最大值(限制值)即电流限制值Imax。

如在存储部78中存储的、图9所示的车速电流限制特性108所示，在实用上优选的是：当车速Vs＝0～20[km/h]左右中，设定为第一一定值Imax1，在20～30[km/h]左右中逐渐增大，在30～60[km/h]左右中，设定为第二一定值Imax2，在60～120[km/h]左右中逐渐减小，在120[km]左右以上中，设定为第三一定值I max3(Imax3＜Imax1＜Imax2)。

因此，在上述的步骤S5的处理后，在步骤S6的处理前，实施基于图7所示的流程图的基础辅助电流Ia的修正处理(第三实施例)。

在步骤S11中，当通过车速传感器86检测车速Vs时，在步骤S12 中，检索(参照)图8所示的车速比率特性109，如(4)式所示，在图4B所示的基础辅助电流Ia上乘以比率R，算出车速修正后的辅助电流I as。

在图10中，以实线表示的特性110、150、180、220分别表示：作为例子的、车速Vs在10[km/h]、50[km/h]、80[km/h]、及120[km/h]下的、车速修正后的辅助电流Ias的特性。

如此，根据第三实施例，具备存储部78和作为车速检测部的车速传感器86，存储部78中预先存储有从旋转构件23的旋转角θr求出的推断掌舵角θsc与驱动马达24的辅助电流之间的关系的特性(基础辅助电流特性102)以及车速比率特性109，车速传感器86对搭载该电动动力转向装置10的车辆的车速Vs进行检测，马达控制部84在由异常检测部80检测到转矩传感器20等的异常时，根据基于由作为旋转构件旋转角检测部的解析器58检测的旋转构件23的旋转角θr而算出的推断掌舵角θs c，参照在存储部78中存储的特性102，得到驱动马达24的基础辅助电流Ia，通过由车速传感器86检测的车速Vs对该基础辅助电流Ia进行修正，作为驱动马达24的车速修正后的辅助电流Ias，由此，能够在需要掌舵辅助力的全车速域来施加掌舵辅助力。

[第四实施例的动作]

接着，在步骤S14中，判定在步骤S13求出的车速修正后的辅助电流Ias的值在该车速Vs中，是否是超过由图9所示的车速电流限制特性108决定的电流限制值Imax(Imax1、Imax2、Imax3)的值，在Ias＞Imax的情况下，在步骤S15中，将辅助电流Ias限制成与车速Vs对应的电流限制值Imax。在成为Ias≤Imax的情况下，就那么直接使用辅助电流Ias。

在图10中，实线表示的特性110、150、180、220是考虑了比率R的电流，虚线表示的特性110a、150a、180a、220a是考虑了电流限制值Imax的特性。

如以上所述，根据第四实施例，通过具备以与车速Vs对应的电流限制值Imax作为特性108而存储的存储部78，由此，能够抑制输出过多， 并且能够成为仅通过基于图8所示的比率R的车速连动控制而无法设定的特性。

[变形例]

需要说明的是，车辆停止状态检测部82当检测到由车速传感器86检测的车速Vs是Vs＝0、或者停车制动器88的作动的制动动作信号Sb的至少任一方时，对马达控制部84供给车辆停止检测信号Sstop。此时，马达控制部84通过设辅助电流Ia为零值，由此，能够不必要地不施加掌舵辅助力。需要说明的是，根据该变形例，在解除停车制动器88，驱动轮在通过发动机等的作用而旋转的状态下，例如，在服务工厂等将车辆升起的状态下，也包括由车速传感器86检测的车速Vs在Vs＝0时，不供给辅助电流Ia的情况，使得不变成所谓的自转向现象。

如以上说明那样，根据上述的实施方式，即使是在转矩传感器20发生故障而无法由转矩传感器20检测掌舵转矩Tr的情况下，也可以利用由马达24的解析器58等检测的旋转构件23的旋转角θr来推断掌舵角θs，并推断掌舵角速度θs′，使用推断掌舵角θsc及(或)推断掌舵角速度θsc′，能够施加基于马达24的给定的掌舵辅助力。

需要说明的是，本发明不限于上述的实施方式，基于本说明书的记载内容，可以采用各种结构。

Claims (5)

1.一种电动动力转向装置(10)，其具备：

转矩检测部(20)，其对在转向系统(18)产生的转矩进行检测；

马达(24)，其对所述转向系统(18)的旋转轴(42)施加辅助转矩(Ta)；

旋转构件旋转角检测部(58)，其对所述马达(24)的旋转构件(23)的旋转角(θr)进行检测；

马达控制部(84)，其基于由所述转矩检测部(20)检测到的所述转矩，对驱动所述马达(24)的电流(Ia)进行控制，

其特征在于，

电动动力转向装置(10)还具备对是否在所述转矩检测部(20)上产生异常进行检测的异常检测部(80)，

所述马达控制部(84)在由所述异常检测部(80)检测到所述转矩检测部(20)的异常时，基于由所述旋转构件旋转角检测部(58)检测到的所述旋转构件(23)的旋转角(θr)，对驱动所述马达(24)的所述电流(Ia)进行控制，

所述电动动力转向装置还具备：

存储部(78)，其将所述旋转构件(23)的旋转角(θr)与驱动所述马达(24)的所述电流(Ia)之间的关系作为特性(102)而预先存储；以及

车速检测部(86)，其对搭载该电动动力转向装置(10)的车辆的车速(Vs)进行检测，

所述马达控制部(84)在由所述异常检测部(80)检测到所述转矩检测部(20)的异常时，基于由所述旋转构件旋转角检测部(58)检测到的所述旋转构件(23)的旋转角(θr)，参照在所述存储部(78)中存储的所述特性(102)，得到驱动所述马达(24)的所述电流(Ia)，通过由所述车速检测部(86)检测的车速(Vs)对该电流(Ia)进行修正，作为驱动所述马达(24)的所述电流(Ia)。

2.如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述电动动力转向装置的所述存储部(78)还存储与所述车速(Vs)对应的电流限制值(Imax)。

3.如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述电动动力转向装置还具备对所述转向系统(18)的所述旋转轴(42)的角速度进行检测的掌舵角速度检测部(74)，

所述马达控制部(84)在方向盘的打轮时，当由所述掌舵角速度检测部(74)检测的掌舵角速度(θs′、θsc′)的绝对值为零值附近时，对驱动所述马达(24)的所述电流(Ia)进行限制。

4.如权利要求3所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述掌舵角速度检测部(74)通过所述旋转构件(23)的角速度(θSc′)检测所述转向系统(18)的所述旋转轴(42)的所述角速度。

5.如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述电动动力转向装置还具备对搭载该电动动力转向装置(10)的车辆的停止状态进行检测的车辆停止状态检测部(82)，

所述马达控制部(84)在由所述车辆停止状态检测部(82)检测到车辆处于停止状态时，将驱动所述马达(24)的所述电流(Ia)的值设为零值。