CN105416388A - 电动动力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够赋予转向操纵系统更加适当的辅助力的电动动力转向装置。辅助控制量的限制值(上限值以及下限值)被针对包括用于辅助控制量的运算的转向操纵转矩τ的各状态量分别独立地设定。并将这些限制值相加而得的值设定为针对辅助控制量的最终的限制值。即使在由于一些原因运算了显示异常值的辅助控制量的情况下，该异常的辅助控制量的值也被最终的限制值限制为与各信号值相应的适当的值。另外，在从辅助控制量的值被限制开始经过恒定时间的定时，从上述被限制的主用的辅助控制量向与该主用的辅助控制量分别独立地运算的备用的辅助控制量转移。转向操纵转矩τ越增大，从主用的辅助控制量向备用的辅助控制量的转移速度越被加快。

Description

电动动力转向装置

技术领域

本申请主张于2014年9月16日提交的日本专利申请2014-187993号的优先权，并在此引用其全部内容。

本发明涉及电动动力转向装置。

背景技术

如日本特开2010-155598号公报所记载的那样，电动动力转向装置(以下称为EPS。)通过向车辆的转向操纵机构赋予马达的转矩来辅助驾驶员的转向操作。EPS为了使至少与转向操纵转矩相应的适当的辅助力产生而进行马达电流的反馈控制。即，EPS以至少基于转向操纵转矩运算出的辅助电流指令值与马达电流检测值的差变小的方式通过PWM控制的占空比的调节来调节马达施加电压。

由于EPS要求更高的安全性，所以在日本特开2010-155598号公报的EPS中采用如下的结构。即，EPS在转向操纵转矩与辅助电流指令值的方向一致时以决定的上限值或者下限值限制辅助电流指令值，相对于此，在转向操纵转矩与辅助电流指令值的方向成为反向时判定为在辅助控制运算中产生了异常，将辅助电流指令值限制为零。

然而，在日本特开2010-155598号公报的EPS中，存在如下的担忧。即，日本特开2010-155598号公报的EPS在转向操纵转矩为小的范围(以0为中心的正负的恒定范围)时不能够将辅助电流指令值限制为零。一般而言，在基于转向操纵转矩的基础成分上重叠用于调整转向的举动的补偿量来生成辅助电流指令值，但存在该补偿量与转向操纵转矩的方向不一致的情况。在转向操纵转矩较大的情况下，即使补偿量与转向操纵转矩的方向不一致，补偿量也被基础成分抵消，所以辅助电流指令值本身也与转向操纵转矩的方向一致。因此，能够将辅助电流指令值与转向操纵转矩的方向的不一致视为辅助控制运算的异常。

但是，在转向操纵转矩较小的范围内基础成分减小，补偿量占据辅助电流指令值的比例增大，所以即使辅助控制运算正常，也存在辅助电流指令值与转向操纵转矩的方向不一致的情况。在这样的情况下，若将辅助电流指令值限制为零，则存在不能够调整转向的举动的可能性。因此，日本特开2010-155598号公报的EPS在转向操纵转矩为小的范围时不将辅助电流指令值限制为零，而是在具有补偿量不被限制的余量的范围内限制辅助电流指令值。因此，即使由于一些原因错误地运算了异常的辅助电流指令值，由于在转向操纵转矩较小的区域内辅助电流指令值的限制较宽松，所以存在将不希望的辅助力赋予给转向操纵机构，根据情况而产生自动辅助的可能性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够赋予转向操纵系统更加适当的辅助力的电动动力转向装置。

本发明的一方式的电动动力转向装置具备控制装置，该控制装置基于表示转向系统的转向操纵状态的多种状态量来运算辅助控制量，并基于该辅助控制量来控制作为赋予给车辆的转向操纵机构的辅助力的产生源的马达，其中，上述控制装置执行如下处理：限制处理，根据用于上述辅助控制量的运算的各状态量，按照各上述状态量分别独立地设定限制上述辅助控制量的变化范围的限制值，并使用这些限制值来限制上述辅助控制量的值；以及切换处理，在上述辅助控制量的值被限制后经过恒定时间的定时，将使用的辅助控制量从作为上述被限制的辅助控制量的第一辅助控制量转移至与上述第一辅助控制量独立地运算的第二辅助控制量，上述控制装置基于上述控制装置的内部状态来改变从上述第一辅助控制量向上述第二辅助控制量的转移速度。

在本发明的其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述内部状态是上述转向系统的多种状态量中的特定的状态量。

在上述方式中，担心在从第一辅助控制量向第二辅助控制量转移时，因这些辅助控制量的偏离的程度而导致马达转矩变动，进而导致转向操纵举动变动。马达转矩例如受到转向操纵转矩等上述转向系统的特定的状态量的影响。因此，通过基于特定的状态量使上述转移速度增减，能够缓和马达的转矩变动给转向操纵举动带来的影响。例如在基于特定的状态量担心马达的转矩变动时，优选使上述转移速度进一步加快。与至转移完成为止的期间被缩短相应地，转向操纵举动的变动的影响减少。

在本发明的其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述特定的状态量是转向操纵转矩，上述控制装置与上述转向操纵转矩的增大相应地使上述转移速度增大。这是因为转向操纵转矩越增大，产生马达的转矩变动的可能性越增大。

在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述特定的状态量是转向操纵转矩，上述控制装置基于上述转向操纵转矩的变化方向与向上述马达供给的电流的变化方向的比较，来判定上述电流的变化方向是否是促进上述转向操纵转矩的变化的方向，并根据该判定的结果使上述转移速度增减。

根据该结构，基于向马达供给的电流的方向是否是促进转向操纵转矩的变化的方向，来以更加适当的速度进行从第一辅助控制量向第二辅助控制量的转移。因此，能够更加适当地抑制马达的转矩变动给转向操纵举动带来的影响。顺便说一下，在该电流的方向是促进转向操纵转矩的变化的方向时，优选使上述转移速度进一步加快。

在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置基于上述特定的状态量以及上述被限制的第一辅助控制量的至少一个，来判定表示上述第一辅助控制量给转向操纵举动带来的影响的程度的转移等级，并根据该判定的转移等级来改变上述转移速度。

根据该结构，根据表示第一辅助控制量对转向操纵举动的影响的程度的转移等级，以更加适当的速度进行从第一辅助控制量向第二辅助控制量的转移。因此，能够更加适当地抑制马达的转矩变动给转向操纵举动带来的影响。顺便说一下，越是对转向操纵举动的影响的程度较高的转移等级时，越优选使上述转移速度进一步加快。

在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述内部状态是判定执行上述限制处理给转向操纵举动带来的影响的有无的判定结果。

根据该结构，根据执行限制处理对转向操纵举动的影响的有无，以更加适当的速度进行从第一辅助控制量向上述第二辅助控制量的转移。例如，在判定为有对转向操纵举动的影响的主旨时，优选使上述转移速度进一步增大。这样，能够缓和马达的转矩变动给转向操纵举动带来的影响。

在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置基于上述转向系统的多种状态量中的特定的状态量以及上述被限制的第一辅助控制量的至少一个，来判定表示对转向操纵举动的影响的程度的转移等级，并根据该判定的转移等级来改变上述转移速度。这样，根据转移等级以更加适当的速度进行从第一辅助控制量向第二辅助控制量的转移。

在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置作为对转向操纵举动的影响的有无的判定处理，基于作为上述特定的状态量的转向操纵转矩的变化方向与向上述马达供给的电流的变化方向的比较，来判定上述电流的变化方向是否是促进上述转向操纵转矩的变化的方向，并根据该判定的结果来使上述转移速度增减。

在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置通过将按照各上述状态量分别独立地设定的多个限制值重叠来生成针对上述辅助控制量的最终的限制值，在从上述第一辅助控制量向上述第二辅助控制量的转移开始后到该转移完成期间，使用上述最终的限制值的时间平均值来限制上述第一辅助控制量。

根据该结构，由于以最终的限制值直接限制辅助控制量，所以能够减轻控制装置的运算负荷。另外，通过使用最终的限制值的时间平均值来抑制最终的限制值的变动。因此，抑制由最终的限制值的变动引起的第一辅助控制量的变动，进而抑制马达转矩的变动。

根据上述方式的电动动力转向装置，能够赋予转向操纵系统更加适当的辅助力。

附图说明

通过以下附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明上述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，符号表示本发明的要素，其中，

图1是第一实施方式中的电动动力转向装置的简要结构图。

图2是第一实施方式中的电动动力转向装置的控制框图。

图3是第一实施方式中的辅助控制电路的控制框图。

图4是第一实施方式中的上下限限制运算电路的控制框图。

图5是表示第一实施方式中的转向操纵转矩与限制值的关系的映射。

图6是表示第一实施方式中的转向操纵转矩的微分值与限制值的关系的映射。

图7是表示第一实施方式中的转向操纵角与限制值的关系的映射。

图8是表示第一实施方式中的转向操纵速度与限制值的关系的映射。

图9是表示第一实施方式中的转向操纵角加速度与限制值的关系的映射。

图10是表示第一实施方式中的辅助控制量(电流指令值)的变化的曲线图。

图11是表示第一实施方式中的上下限保护处理电路的处理顺序的流程图。

图12是表示第一实施方式中的切换电路的处理顺序的流程图。

图13是第一实施方式中的切换电路的控制框图。

图14是表示第二实施方式中的电流指令值运算电路的主要部分的控制框图。

图15是第二实施方式中的切换电路的控制框图。

图16A是表示第二实施方式中的转移等级判定电路的处理顺序的流程图。

图16B是表示第二实施方式的变形例中的转移等级判定电路的处理顺序的流程图。

图17是表示第三实施方式中的电动动力转向装置的主要部分的控制框图。

图18是第三实施方式中的切换电路的控制框图。

图19是表示第三实施方式中的转移等级判定映射的表。

图20是表示第四实施方式中的电流指令值运算电路的主要部分的控制框图。

图21是第四实施方式中的切换电路的控制框图。

图22是第四实施方式中的上下限限制运算电路的控制框图。

具体实施方式

以下，对本发明的电动动力转向装置的第一实施方式进行说明。如图1所示，电动动力转向装置10具备：转向操纵机构20，其基于驾驶员的转向操作使转向轮转向；转向操纵辅助机构30，其辅助驾驶员的转向操作；以及ECU(电子控制装置)40，其控制转向操纵辅助机构30的动作。

转向操纵机构20具备：方向盘21，其由驾驶员操作；以及转向轴22，其与方向盘21一体旋转。转向轴22由与方向盘21的中心连结的柱轴22a、与柱轴22a的下端部连结的中间轴22b、以及与中间轴22b的下端部连结的小齿轮轴22c构成。小齿轮轴22c的下端部与向和小齿轮轴22c交叉的方向延伸的齿条轴23(准确来说是形成有齿条齿的部分23a)啮合。因此，转向轴22的旋转运动通过由小齿轮轴22c以及齿条轴23构成的齿轮齿条机构24被转换为齿条轴23的往复直线运动。该往复直线运动经由分别与齿条轴23的两端连结的横拉杆25分别被传递至左右的转向轮26、26，从而这些转向轮26、26的转向角θta被变更。

转向操纵辅助机构30具备作为转向操纵辅助力的产生源的马达31。作为马达31采用无刷马达等。马达31经由减速机构32与柱轴22a连结。减速机构32将马达31的旋转减速，并将该减速后的旋转力传递给柱轴22a。即，通过向转向轴22赋予马达的转矩作为转向操纵辅助力(辅助力)，来辅助驾驶员的转向操作。

ECU40获取设置于车辆的各种传感器的检测结果来作为表示驾驶员的请求或者行驶状态的信息，并根据这些获取的各种信息来控制马达31。

作为各种传感器，例如有车速传感器51、转向传感器52、转矩传感器53以及旋转角传感器54。车速传感器51检测车速(车辆的行驶速度)V。转向传感器52例如是磁式的旋转角传感器，被设置于柱轴22a来检测转向操纵角θs。转矩传感器53被设置于柱轴22a来检测转向操纵转矩τ。旋转角传感器54被设置于马达31来检测马达31的旋转角θm。

ECU40基于车速V、转向操纵角θs、转向操纵转矩τ以及旋转角θm来运算目标辅助力，并将用于使转向操纵辅助机构30产生该目标辅助力的驱动电力供给至马达31。

接下来，对ECU的硬件结构进行说明。如图2所示，ECU40具备驱动电路(逆变器电路)41以及微型计算机42。

驱动电路41基于由微型计算机42生成的马达控制信号Sc(PWM驱动信号)将从电池等直流电源供给的直流电力转换为三相交流电力。该转换后的三相交流电力经由各相的供电路径43被供给至马达31。在各相的供电路径43设置有电流传感器44。这些电流传感器44检测在各相的供电路径43中产生的实际的电流值Im。应予说明，在图2中，为了便于说明，将各相的供电路径43以及各相的电流传感器44分别合并成一个来图示。

微型计算机42分别以决定的取样周期获取车速传感器51、转向传感器52、转矩传感器53、旋转角传感器54以及电流传感器44的检测结果。微型计算机42基于这些获取的检测结果，即基于车速V、转向操纵角θs、转向操纵转矩τ、旋转角θm以及实际的电流值Im来生成马达控制信号Sc。

接下来，对微型计算机的功能性结构进行说明。微型计算机42具有通过执行储存于未图示的存储装置的控制程序来实现的各种运算处理电路。

如图2所示，微型计算机42作为这些运算处理电路具备电流指令值运算电路61以及马达控制信号生成电路62。电流指令值运算电路61基于转向操纵转矩τ、车速V以及转向操纵角θs来运算最终电流指令值I*。最终电流指令值I*是表示应向马达31供给的电流的指令值。准确而言，最终电流指令值I*包括d/q坐标系中的q轴电流指令值以及d轴电流指令值。在本实施方式中，将d轴电流指令值设定为零。d/q坐标系是跟随马达31的旋转角θm的旋转坐标。马达控制信号生成电路62使用旋转角θm将马达31的三相的电流值Im转换为二相的矢量成分即d/q坐标系中的d轴电流值以及q轴电流值。然后，马达控制信号生成电路62分别求出d轴电流值与d轴电流指令值的偏差、以及q轴电流值与q轴电流指令值的偏差，并以消除这些偏差的方式生成马达控制信号Sc。

接下来，对电流指令值运算电路进行说明。如图2所示，电流指令值运算电路61具有主用的辅助控制电路71、上下限限制运算电路72、上下限保护处理电路73、备用的辅助控制电路74以及切换电路75。另外，电流指令值运算电路61具有三个微分器87、88、89。

微分器87通过对转向操纵角θs进行微分来运算转向操纵速度ωs。微分器88通过对由前段的微分器87计算出的转向操纵速度ωs进一步微分来运算转向操纵角加速度αs。微分器89通过以时间对转向操纵转矩τ进行微分来运算转向操纵转矩微分值dτ。

主用的辅助控制电路71基于转向操纵转矩τ、车速V、转向操纵角θs、转向操纵速度ωs、转向操纵角加速度αs以及转向操纵转矩微分值dτ来运算辅助控制量Ias*(以下称为主用的辅助控制量。)。主用的辅助控制量Ias*是为了产生与这些各种状态量相应的适当的大小的目标辅助力而向马达31供给的电流量的值(电流值)。

上下限限制运算电路72基于在主用的辅助控制电路71中使用的各种信号，这里基于转向操纵转矩τ、转向操纵角θs、转向操纵转矩微分值dτ、转向操纵速度ωs以及转向操纵角加速度αs，作为针对主用的辅助控制量Ias*的限制值来运算上限值IUL*以及下限值ILL*。上限值IUL*以及下限值ILL*为针对主用的辅助控制量Ias*的最终的限制值。

上下限保护处理电路73基于由上下限限制运算电路72运算出的上限值IUL*以及下限值ILL*执行主用的辅助控制量Ias*的限制处理。即，上下限保护处理电路73比较主用的辅助控制量Ias*的值和上限值IUL*以及下限值ILL*。上下限保护处理电路73在主用的辅助控制量Ias*超过上限值IUL*的情况下将主用的辅助控制量Ias*限制为上限值IUL*，在低于下限值ILL*的情况下将主用的辅助控制量Ias*限制为下限值ILL*。被实施该限制处理后的主用的辅助控制量Ias*成为最终电流指令值I*。应予说明，在主用的辅助控制量Ias*在上限值IUL*和下限值ILL*的范围内时，由主用的辅助控制电路71运算出的主用的辅助控制量Ias*直接成为最终电流指令值I*。

上下限保护处理电路73生成表示主用的辅助控制量Ias*是否被限制的限制状态信号Sgrd。上下限保护处理电路73将主用的辅助控制量Ias*(限制前或者限制后的辅助控制量)以及限制状态信号Sgrd分别输出给切换电路75。

与主用的辅助控制电路71相同，备用的辅助控制电路74基于车速V、转向操纵转矩τ、转向操纵角θs、转向操纵转矩微分值dτ、转向操纵速度ωs以及转向操纵角加速度αs来运算备用的辅助控制量Ias*sub(以下称为备用的辅助控制量。)。

切换电路75分别获取主用的辅助控制量Ias*(准确而言是经过上下限保护处理电路73后的辅助控制量Ias*)、以及备用的辅助控制量Ias*sub。切换电路75能够将这两个辅助控制量Ias*的任意一个作为最终电流指令值I*供给至马达控制信号生成电路62。

切换电路75具有异常判定用的计数器76。切换电路75基于由上下限保护处理电路73生成的限制状态信号Sgrd来判定主用的辅助控制量Ias*是否被限制。切换电路75每当判定为主用的辅助控制量Ias*被限制的主旨时使计数器76的计数值增加。切换电路75基于计数器76的计数值使使用的辅助控制量从主用的辅助控制量Ias*转移至备用的辅助控制量Ias*sub。

接下来，对主用的辅助控制电路71详细地进行说明。如图3所示，主用的辅助控制电路71具备基本辅助控制电路81、补偿控制电路82以及加法器83。

基本辅助控制电路81基于转向操纵转矩τ以及车速V来运算基本辅助控制量I1*。基本辅助控制量I1*是用于产生与转向操纵转矩τ以及车速V相应的适当的大小的目标辅助力的基础成分(电流值)。基本辅助控制电路81例如使用储存于微型计算机42的未图示的存储装置的辅助特性映射来运算基本辅助控制量I1*。辅助特性映射是用于基于转向操纵转矩τ以及车速V来运算基本辅助控制量I1*的车速感应型的三维映射，且被设定为转向操纵转矩τ(绝对值)越大，另外车速V越小，越计算出较大的值(绝对值)的基本辅助控制量I1*。

补偿控制电路82为了实现更加良好的转向操纵感而执行针对基本辅助控制量I1*的各种补偿控制。补偿控制电路82具备惯性补偿控制电路84、转向回转控制电路85以及转矩微分控制电路86。

惯性补偿控制电路84基于转向操纵角加速度αs以及车速V来运算用于补偿马达31的惯性的补偿量I2*(电流值)。通过使用补偿量I2*对基本辅助控制量I1*进行修正，来减少开始打方向盘21时的不顺滑感(追踪延迟)以及打方向盘结束时的前进感(过冲)。

转向回转控制电路85基于转向操纵转矩τ、车速V、转向操纵角θs以及转向操纵速度ωs来运算用于补偿方向盘21的回转特性的补偿量I3*(电流值)。通过使用补偿量I3*对基本辅助控制量I1*进行修正，来补偿由路面反作用力引起的自动回正转矩的过量和不足。是因为与补偿量I3*相应地产生朝向使方向盘21返回至中立位置的方向的辅助力。

转矩微分控制电路86检测反向输入振动成分作为转向操纵转矩微分值dτ，并基于该检测到的转向操纵转矩微分值dτ来运算用于补偿反向输入振动等干扰的补偿量I4*(电流值)。通过使用补偿量I4*对基本辅助控制量I1*进行修正，抑制伴随制动器操作而产生的制动器振动等干扰。是因为与补偿量I4*相应地产生朝向消除反向输入振动的方向的辅助力。

加法器83通过作为针对基本辅助控制量I1*的修正处理将补偿量I2*、补偿量I3*以及补偿量I4*相加，来生成主用的辅助控制量Ias*。

此外，备用的辅助控制电路74也具有与主用的辅助控制电路71相同的结构。因此，省略备用的辅助控制电路74的详细说明。顺便说一下，在本例中，虽然使备用的辅助控制电路74具有与主用的辅助控制电路71相同的功能，但也可以使备用的辅助控制电路74具有比主用的辅助控制电路71简化的功能。在将备用的辅助控制电路74的功能简化的情况下，也可以基于车速V以及转向操纵转矩τ求出基本辅助控制量I1*，并将该基本辅助控制量I1*作为在简易的备用的辅助控制中使用的最终电流指令值I*。也可以不执行由补偿控制电路82执行的各种补偿控制，还可以仅执行一部分的补偿控制。备用的辅助控制电路74获取的信号因执行的补偿控制而不同。

接下来，对上下限限制运算电路72详细地进行说明。

如图4所示，上下限限制运算电路72具备上限值运算电路90以及下限值运算电路100。

上限值运算电路90具有转向操纵转矩感应限制器91、转向操纵转矩微分值感应限制器92、转向操纵角感应限制器93、转向操纵速度感应限制器94、转向操纵角加速度感应限制器95以及加法器96。

转向操纵转矩感应限制器91根据转向操纵转矩τ来运算针对辅助控制量Ias*的上限值IUL1*。转向操纵转矩微分值感应限制器92根据转向操纵转矩微分值dτ来运算针对辅助控制量Ias*的上限值IUL2*。转向操纵角感应限制器93根据转向操纵角θs来运算针对辅助控制量Ias*的上限值IUL3*。转向操纵速度感应限制器94根据转向操纵速度ωs来运算针对辅助控制量Ias*的上限值IUL4*。转向操纵角加速度感应限制器95根据转向操纵角加速度αs来运算针对辅助控制量Ias*的上限值IUL5*。加法器96通过将五个上限值IUL1*～IUL5*相加来生成针对辅助控制量Ias*的上限值IUL*。

下限值运算电路100具有转向操纵转矩感应限制器101、转向操纵转矩微分值感应限制器102、转向操纵角感应限制器103、转向操纵速度感应限制器104、转向操纵角加速度感应限制器105以及加法器106。

转向操纵转矩感应限制器101根据转向操纵转矩τ来运算针对辅助控制量Ias*的下限值ILL1*。转向操纵转矩微分值感应限制器102根据转向操纵转矩微分值dτ来运算针对辅助控制量Ias*的下限值ILL2*。转向操纵角感应限制器103根据转向操纵角θs来运算针对辅助控制量Ias*的下限值ILL3*。转向操纵速度感应限制器104根据转向操纵速度ωs来运算针对辅助控制量Ias*的下限值ILL4*。转向操纵角加速度感应限制器105根据转向操纵角加速度αs来运算针对辅助控制量Ias*的下限值ILL5*。加法器106通过将五个下限值ILL1*～ILL5*相加来生成针对辅助控制量Ias*的下限值ILL*。

上限值运算电路90以及下限值运算电路100分别使用第一～第五限制映射M1～M5来运算各上限值IUL1*～IUL5*以及各下限值ILL1*～ILL5*。第一～第五限制映射M1～M5被储存于微型计算机42的未图示的存储装置。第一～第五限制映射M1～M5分别被基于允许根据驾驶员的转向操作运算出的辅助控制量Ias*、不允许由其以外的任何原因引起的异常的辅助控制量Ias*这样的观点来设定。

如图5所示，第一限制映射M1是将横轴作为转向操纵转矩τ、将纵轴作为辅助控制量Ias*的映射，分别规定转向操纵转矩τ与针对辅助控制量Ias*的上限值IUL1*的关系、以及转向操纵转矩τ与针对辅助控制量Ias*的下限值ILL1*的关系。转向操纵转矩感应限制器91、101分别使用第一限制映射M1来运算与转向操纵转矩τ相应的上限值IUL1*以及下限值ILL1*。

第一限制映射M1通过基于允许与转向操纵转矩τ相同的方向(正负的符号)的辅助控制量Ias*、不允许与转向操纵转矩τ不同的方向的辅助控制量Ias*这样的观点来设定而具有如下这样的特性。即，在转向操纵转矩τ为正值的情况下，辅助控制量Ias*的上限值IUL1*随着转向操纵转矩τ的增大而向正方向增加，并以规定值为边界维持于正的恒定值。另外，在转向操纵转矩τ为正值的情况下，辅助控制量Ias*的下限值ILL1*维持于零。另一方面，在转向操纵转矩τ为负值的情况下，辅助控制量Ias*的上限值IUL1*维持于零。另外，在转向操纵转矩τ为负值的情况下，转向操纵转矩τ的绝对值越增大，辅助控制量Ias*的下限值ILL1*越向负方向增加，并以规定值为边界维持于负的恒定值。

如图6所示，第二限制映射M2是将横轴作为转向操纵转矩微分值dτ、将纵轴作为辅助控制量Ias*的映射，分别规定转向操纵转矩微分值dτ与针对辅助控制量Ias*的上限值IUL2*的关系、以及转向操纵转矩微分值dτ与辅助控制量Ias*的下限值ILL2*的关系。转向操纵转矩微分值感应限制器92、102分别使用第二限制映射M2来运算与转向操纵转矩微分值dτ相应的上限值IUL2*以及下限值ILL2*。

第二限制映射M2通过基于允许与转向操纵转矩微分值dτ相同的方向(正负的符号)的辅助控制量Ias*、不允许与转向操纵转矩微分值dτ不同的方向的辅助控制量Ias*这样的观点来设定而具有如下这样的特性。即，在转向操纵转矩微分值dτ为正值的情况下，辅助控制量Ias*的上限值IUL2*随着转向操纵转矩微分值dτ的增大而向正方向增加，并以规定值为边界维持于正的恒定值。另外，在转向操纵转矩微分值dτ为正值的情况下，辅助控制量Ias*的下限值ILL2*维持于零。另一方面，在转向操纵转矩微分值dτ为负值的情况下，辅助控制量Ias*的上限值IUL2*维持于零。另外，在转向操纵转矩微分值dτ为负值的情况下，转向操纵转矩微分值dτ的绝对值越增大，辅助控制量Ias*的下限值ILL2*越向负方向增加，并以规定值为边界维持于负的恒定值。

如图7所示，第三限制映射M3是将横轴作为转向操纵角θs、将纵轴作为辅助控制量Ias*的映射，分别规定转向操纵角θs与针对辅助控制量Ias*的上限值IUL3*的关系、以及转向操纵角θs与针对辅助控制量Ias*的下限值ILL3*的关系。转向操纵角感应限制器93、103分别使用第三限制映射M3来运算与转向操纵角θs相应的上限值IUL3*以及下限值ILL3*。

第三限制映射M3通过基于允许与转向操纵角θs相反方向(正负的符号)的辅助控制量Ias*、不允许与转向操纵角θs相同的方向的辅助控制量Ias*这样的观点来设定而具有如下这样的特性。即，在转向操纵角θs为正值的情况下，辅助控制量Ias*的上限值IUL3*维持于零。另外，在转向操纵角θs为正值的情况下，辅助控制量Ias*的下限值ILL3*随着转向操纵角θs的增大而向负方向增加。另一方面，在转向操纵角θs为负值的情况下，转向操纵角θs的绝对值越增大，辅助控制量Ias*的上限值IUL3*越向正方向增加。另外，在转向操纵角θs为负值的情况下，辅助控制量Ias*的下限值ILL3*维持于零。

如图8所示，第四限制映射M4是将横轴作为转向操纵速度ωs、将纵轴作为辅助控制量Ias*的映射，分别规定转向操纵速度ωs与针对辅助控制量Ias*的上限值IUL4*的关系、以及转向操纵速度ωs与针对辅助控制量Ias*的下限值ILL4*的关系。转向操纵速度感应限制器94、104分别使用第四限制映射M4来运算与转向操纵速度ωs相应的上限值IUL4*以及下限值ILL4*。

第四限制映射M4通过基于允许与转向操纵速度ωs相反方向(正负的符号)的辅助控制量Ias*、不允许与转向操纵速度ωs相同的方向的辅助控制量Ias*这样的观点来设定而具有如下这样的特性。即，在转向操纵速度ωs为正值的情况下，辅助控制量Ias*的上限值IUL4*维持于零。另外，在转向操纵速度ωs为正值的情况下，辅助控制量Ias*的下限值ILL4*随着转向操纵速度ωs的增大而向负方向增加，并以规定值为边界维持于负的恒定值。另一方面，在转向操纵速度ωs为负值的情况下，转向操纵速度ωs的绝对值越增大，辅助控制量Ias*的上限值IUL4*越向正方向增加，并以规定值为边界维持于正的恒定值。另外，在转向操纵速度ωs为负值的情况下，辅助控制量Ias*的下限值ILL4*维持于零。

如图9所示，第五限制映射M5是将横轴作为转向操纵角加速度αs、将纵轴作为辅助控制量Ias*的映射，分别规定转向操纵角加速度αs与针对辅助控制量Ias*的上限值IUL5*的关系、以及转向操纵角加速度αs与针对辅助控制量Ias*的下限值ILL5*的关系。转向操纵角加速度感应限制器95、105分别使用第五限制映射M5来运算与转向操纵角加速度αs相应的上限值IUL5*以及下限值ILL5*。

第五限制映射M5通过基于允许与转向操纵角加速度αs相反方向(正负的符号)的辅助控制量Ias*，不允许与转向操纵角加速度αs相同的方向的辅助控制量Ias*这样的观点来设定而具有如下这样的特性。即，在转向操纵角加速度αs为正值的情况下，辅助控制量Ias*的上限值IUL5*维持于零。另外，在转向操纵角加速度αs为正值的情况下，辅助控制量Ias*的下限值ILL5*随着转向操纵角加速度αs的增大而向负方向增加，并以规定值为边界维持于负的恒定值。另一方面，在转向操纵角加速度αs为负值的情况下，转向操纵角加速度αs的绝对值越增大，辅助控制量Ias*的上限值IUL5*越向正方向增加，并以规定值为边界维持于正的恒定值。另外，在转向操纵角加速度αs为负值的情况下，辅助控制量Ias*的下限值ILL5*维持于零。

因此，在电动动力转向装置10中，针对运算主用的辅助控制量Ias*时使用的各信号，这里针对作为表示转向操纵状态的状态量的转向操纵转矩τ、转向操纵转矩微分值dτ、转向操纵角θs、转向操纵速度ωs以及转向操纵角加速度αs分别独立地设定针对主用的辅助控制量Ias*的限制值(上限值以及下限值)。微型计算机42在基于主用的辅助控制量Ias*运算最终电流指令值I*时，按照各信号并与各信号的值相应地设定用于限制主用的辅助控制量Ias*的变化范围的限制值，并将这些限制值相加后的值设定为针对主用的辅助控制量Ias*的最终限制值。

顺便说一下，针对按照各信号设定的主用的辅助控制量Ias*的限制值，进而针对最终的主用的辅助控制量Ias*的限制值基于允许根据驾驶员的转向操作运算出的通常的辅助控制量Ias*、限制由任何原因引起的异常的辅助控制量Ias*这样的观点来设定。微型计算机42例如允许基于针对驾驶员的转向操纵输入的转矩微分控制以及转向回转控制等各种补偿控制的补偿量，另一方面，限制超过各补偿量的值的异常输出或者错误输出等。

微型计算机42在主用的辅助控制量Ias*超过由最终的上限值IUL*以及下限值ILL*规定的限制范围时进行限制，以使超过上限值IUL*的主用的辅助控制量Ias*或者低于下限值ILL*的主用的辅助控制量Ias*不作为最终电流指令值I*而被供给至马达控制信号生成电路62。在最终的上限值IUL*以及下限值ILL*反映按照各信号设定的独立的限制值(上限值以及下限值)。即，即使在运算显示异常的值的主用的辅助控制量Ias*的情况下，该异常的主用的辅助控制量Ias*的值也被最终的限制值限制为与各信号值相应的适当的值。然后，将该适当的主用的辅助控制量Ias*作为最终电流指令值I*而供给至马达控制信号生成电路62，由此适当的辅助力被赋予给转向操纵系统。由于抑制异常的主用的辅助控制量Ias*作为最终电流指令值I*而被供给至马达控制信号生成电路62，所以抑制向转向操纵系统赋予不希望的辅助力。例如，也抑制所谓的自动转向等的产生。

另外，基于运算主用的辅助控制量Ias*时使用的各信号分别独立地设定针对主用的辅助控制量Ias*的适当的限制值。因此，例如与仅基于作为运算基本辅助控制量I1*时使用的信号的转向操纵转矩τ来设定主用的辅助控制量Ias*的限制值的情况相比，能够针对主用的辅助控制量Ias*进行更为精密的限制处理。在主用的辅助控制量Ias*的限制值的设定中，也无需考虑对各种补偿量I2*、I3*、I4*的影响。

如图10的曲线图所示那样，在辅助控制量Ias*的值例如低于下限值ILL*时(时刻TL0)，通过上下限保护处理电路73以下限值ILL*限制辅助控制量Ias*的值。在辅助控制量Ias*的值超过上限值IUL*的情况下也相同。

在通常时，切换电路75使用主用的辅助控制量Ias*。这里所谓的通常时是指未执行上下限保护处理电路73的限制处理时、以及即使是执行该限制处理时从开始该限制处理时(时刻TL0)开始的经过时间也未达到恒定期间ΔT时。

在异常时，切换电路75代替主用的辅助控制量Ias*而使用备用的辅助控制量Ias*sub。这里所谓的异常时是指如图10的曲线图所示那样，针对主用的辅助控制量Ias*的限制处理被持续进行了恒定期间ΔT时(时刻TL1)。通过使用备用的辅助控制电路74的正常的辅助控制量Ias*，来向转向操纵系统持续赋予最佳的辅助力。

上下限保护处理电路73的限制处理的详细的顺序如下。

如图11的流程图所示，上下限保护处理电路73判断主用的辅助控制量Ias*是否大于上限值IUL*(步骤S101)。上下限保护处理电路73在判断为主用的辅助控制量Ias*大于上限值IUL*的主旨时(在步骤S101为“是”)，将主用的辅助控制量Ias*更新(限制)为上限值IUL*(步骤S102)。

接下来，上下限保护处理电路73生成限制状态信号Sgrd(步骤S103)。这里的限制状态信号Sgrd是表示主用的辅助控制量Ias*被限制的主旨的信号。

接下来，上下限保护处理电路73将在前面的步骤S102更新(限制)为上限值IUL*的主用的辅助控制量Ias*以及在前面的步骤S103生成的限制状态信号Sgrd分别输出给切换电路75(步骤S104)，并结束处理。

在前面的步骤S101的判断中，上下限保护处理电路73在判断为主用的辅助控制量Ias*不大于上限值IUL*的主旨时(在步骤S101为“否”)，判断该主用的辅助控制量Ias*是否小于下限值ILL*(步骤S105)。

上下限保护处理电路73在判断为主用的辅助控制量Ias*小于下限值ILL*的主旨时(在步骤S105为“是”)，将该主用的辅助控制量Ias*更新(限制)为下限值ILL*(步骤S106)，并将处理转移至步骤S103。

在前面的步骤S105的判断中，上下限保护处理电路73在判断为主用的辅助控制量Ias*不小于下限值ILL*的主旨时(在步骤S105为“否”)，生成限制状态信号Sgrd(步骤S107)，并将处理转移至步骤S104。这里的限制状态信号Sgrd是表示主用的辅助控制量Ias*未被限制的主旨的信号。

接下来，对切换电路75的切换处理的顺序的一个例子进行说明。如图12的流程图所示，切换电路75基于由上下限保护处理电路73生成的限制状态信号Sgrd来判断主用的辅助控制量Ias*是否被限制(步骤S201)。

切换电路75在判断为该主用的辅助控制量Ias*被限制的主旨时(在步骤S201为“是”)，将计数器76的计数值N加上决定的增加量(计数量)Na(步骤S202)。

接下来，切换电路75判断计数值N是否为异常判定阈值Nth以上(步骤S203)。该判断相当于是否如前面的图10的曲线图所示那样，主用的辅助控制量Ias*的限制状态持续了恒定期间ΔT的判断。

切换电路75在判断为计数值N为异常判定阈值Nth以上的主旨时(在步骤S203为“是”)，使用备用的辅助控制量Ias*sub继续转向操纵辅助(步骤S204)，并结束处理。即，切换电路75代替主用的辅助控制量Ias*而将备用的辅助控制量Ias*sub作为最终电流指令值I*供给至马达控制信号生成电路62。

在前面的步骤S203的判断中，切换电路75在判断为计数值N不是异常判定阈值Nth以上的主旨时(在步骤S203为“否”)，使用主用的辅助控制量Ias*(准确而言是经过上下限保护处理电路73后的辅助控制量Ias*)继续转向操纵辅助(步骤S205)，并结束处理。

在前面的步骤S201的判断中，切换电路75在判断为主用的辅助控制量Ias*未被限制的主旨时(在步骤S201为“否”)，从计数器76的计数值N减去恒定值Ns(步骤S206)。应予说明，将使计数值N减少时的恒定值Ns设定为比使计数值N增加时的增加量Na小的值。接下来，切换电路75使用主用的辅助控制量Ias*(准确而言是经过上下限保护处理电路73后的辅助控制量Ias*)继续转向操纵辅助(步骤S207)，并结束处理。

应予说明，也可以采用省略了图12的流程图中的步骤S206、S207这两个处理的结构。在该情况下，切换电路75在判断为主用的辅助控制量Ias*未被限制的主旨时(在步骤S201为“否”)，结束处理。

像这样，在主用的辅助控制量Ias*被限制的异常的状态持续恒定时间以上时，作为决定的故障自保动作，将使用的辅助控制量从主用的辅助控制量Ias*切换至备用的辅助控制量Ias*sub。因此，能够得到更高的安全性。另外，在主用的辅助控制量Ias*被限制时使计数值N增加增加量Na，另一方面，在该辅助控制量Ias*未被限制时使计数值N减少恒定值Ns(＜Na)。因此，进行考虑了每次的限制有无的切换处理。

但是，在使用的辅助控制量Ias*被从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub切换时，担心如下的情况。例如，存在从主用的辅助控制量Ias*被限制开始至计数值N达到异常判定阈值Nth以上的值的期间(异常判定期间)与通常时相比转向操纵感降低的可能性。这是因为不使用原本的适当的主用的辅助控制量Ias*而使用被限制为上限值IUL*或者下限值ILL*的主用的辅助控制量Ias*。

例如，作为被限制的主用的辅助控制量Ias*的状态，假定以下的(A1)～(A3)所示的三种状态。

(A1)被限制的主用的辅助控制量Ias*的符号(+、-)交替反转时。此时，主用的辅助控制量Ias*的值在上限值IUL*与下限值ILL*之间交替切换。由于马达31的转矩方向也交替反转，所以担心导致振动的产生。

(A2)被限制的主用的辅助控制量Ias*的符号与转向操纵转矩τ的符号相反时。此时，担心马达31的转矩方向与原本的转矩方向成为反向的所谓的反向辅助的产生。

(A3)被限制的主用的辅助控制量Ias*的符号与转向操纵转矩τ的符号相同时。此时，担心与被限制的辅助控制量Ias*和原本的正常的辅助控制量Ias*的偏离的程度相应地产生所谓的自动转向(正向)。

这里，例如在U形转弯时等转向操纵转矩τ的值增大的状况下，与转向操纵转矩τ的值增大相应地，由上限值IUL*和下限值ILL*决定的限制宽度(保护宽度)也变宽。而且，在状态A1、状态A2以及状态A3的任何一个状态下，均是转向操纵转矩τ，进而主用的辅助控制量Ias*的限制宽度越增大，对马达31的转矩变动的影响越增大。因此，优选在产生较大的转向操纵转矩τ的情况下，迅速地切换至备用的辅助控制量Ias*sub。

与此相对，例如在如对拐弯中的方向盘的舵角进行微调的修正舵那样，在充裕的微修正的范围内转向操纵时，转向操纵转矩τ的值不成为那么大的值。因此，由上限值IUL*和下限值ILL*决定的主用的辅助控制量Ias*的限制宽度不变得那么宽。因此，此时被限制的主用的辅助控制量Ias*的值成为更接近限制前的正常的辅助控制量Ias*的值。因此，被限制的主用的辅助控制量Ias*给马达31的转矩带来的影响也较小。因此，与产生较大的转向操纵转矩τ的情况相比，无需急着向备用的辅助控制量Ias*sub的切换。

基于这些情况，在本例中，为了抑制从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的切换时的马达31的转矩变动给转向操纵感带来的影响，采用以下的结构。

如图13所示，切换电路75除了具有计数器76以外，还具有增加量设定映射M11、增益设定映射M12、第一乘法器201、第一加法器202、第二乘法器203、以及第二加法器204。

增加量设定映射M11是将横轴作为转向操纵转矩τ(绝对值)、将纵轴作为计数器76的增加量Na的映射。增加量设定映射M11获取转向操纵转矩τ，并计算出与转向操纵转矩τ的绝对值相应的增加量Na。增加量设定映射M11基于与转向操纵转矩τ的绝对值相应地适当地进行从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的切换的观点来设定。增加量设定映射M11具有如下的特性。即，以转向操纵转矩τ为零时的增加量Na即基本增加量Na1为起点，转向操纵转矩τ的绝对值越增大，计算出的增加量Na的值越增大。

计数器76获取由增加量设定映射M11计算出的增加量Na，并使用该获取的增加量Na来使计数值N增加。

增益设定映射M12是将横轴作为计数器76的计数值N、将纵轴作为针对主用的辅助控制量Ias*以及备用的辅助控制量Ias*sub的分配增益Gs的图。分配增益Gs是为了变更主用的辅助控制量Ias*以及备用的辅助控制量Ias*sub占据最终电流指令值I*的比例而被使用的。增益设定映射M12获取计数器76的计数值N，并与该获取的计数值N相应地计算分配增益Gs。将分配增益Gs设定为零以上1以下的值。增益设定映射M12具有如下的特性。即，在计数值N从零达到规定的阈值N1的期间，分配增益Gs的值被维持于1。在计数值N超过规定的阈值N1以后，在至达到异常判定阈值Nth(＞N1)的期间，随着计数值N增加，分配增益Gs的值减少。在计数值N达到异常判定阈值Nth以后，分配增益Gs的值被维持于零。

第一乘法器201将由上下限保护处理电路73获取的主用的辅助控制量Ias*(限制前或者限制后的辅助控制量)与由增益设定映射M12计算出的分配增益Gs相乘。

第一加法器202通过从作为分配增益Gs的最大值的1减去由增益设定映射M12计算出的分配增益Gs来求出差分增益Gss。

第二乘法器203将由备用的辅助控制电路74计算出的备用的辅助控制量Ias*sub与由第一加法器202计算出的差分增益Gss相乘。

第二加法器204通过将由第一乘法器201计算出的乘以分配增益Gs而得的主用的辅助控制量Ias*、与由第二乘法器203计算出的乘以差分增益Gss而得的备用的辅助控制量Ias*sub相加，来生成最终电流指令值I*。

根据该结构，转向操纵转矩τ的绝对值越大，计数器76的增加量Na越被设定为更大的值。因此，转向操纵转矩τ的绝对值越大，计数器76的计数值N的增加越被提前。与计数值N的增加被提前相应地，更早地从被限制为限制值的主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub切换。即，转向操纵转矩τ的绝对值越大，从开始主用的辅助控制量Ias*的限制开始至向备用的辅助控制量Ias*sub切换的期间(图10：恒定期间ΔT)越被缩短。因此，能够减少马达31的转矩变动影响到驾驶员的转向操纵举动的期间，例如能够减少自动转向或者反向辅助等的产生期间。

另外，与转向操纵转矩τ相应地，主用的辅助控制量Ias*和备用的辅助控制量Ias*sub占据最终电流指令值I*的比例变化。例如，如以下的(B1)～(B3)所示那样。

(B1)在分配增益Gs的值为1.0时，主用的辅助控制量Ias*和备用的辅助控制量Ias*sub占据最终电流指令值I*的比例为100:0。此时，被限制的主用的辅助控制量Ias*保持原样成为最终电流指令值I*。

(B2)在分配增益Gs的值为0.5时，主用的辅助控制量Ias*和备用的辅助控制量Ias*sub占据最终电流指令值I*的比例为50:50。

(B3)在分配增益Gs的值为零时，主用的辅助控制量Ias*和备用的辅助控制量Ias*sub占据最终电流指令值I*的比例为0:100。此时，备用的辅助控制量Ias*sub保持原样成为最终电流指令值I*。

像这样，通过与转向操纵转矩τ，进而与计数值N相应地使备用的辅助控制量Ias*sub占据最终电流指令值I*的比例变化，抑制从被限制的主用的辅助控制量Ias*急剧地向备用的辅助控制量Ias*sub切换。因此，抑制由被限制的主用的辅助控制量Ias*与备用的辅助控制量Ias*sub偏离引起的马达31的转矩变动。能够与转向操纵转矩τ相应地更加适当地继续转向操纵的辅助。

根据第一实施方式，能够得到以下的效果。

(1)针对在辅助控制量Ias*的运算中使用的各信号(各状态量)分别独立地设定辅助控制量Ias*的限制值，并且将这些限制值相加而得的值设定为针对辅助控制量Ias*的最终的限制值。因此，即使在由于一些原因而运算了显示异常值的辅助控制量Ias*的情况下，该异常的辅助控制量Ias*也被最终的限制值直接限制为与各信号值相应的适当的值。被限制为适当的值的辅助控制量Ias*作为最终电流指令值I*被供给至马达控制信号生成电路62，由此准确地抑制将不希望的辅助力赋予至转向操纵系统。

(2)在主用的辅助控制量Ias*被限制的异常的状态持续恒定时间以上时，作为决定的故障自保动作，使用的辅助控制量Ias*被从主用的辅助控制量Ias*切换至备用的辅助控制量Ias*sub。因此，能够得到更高的安全性。

(3)转向操纵转矩τ的绝对值越大，计数器76的增加量Na越增加。因此，转向操纵转矩τ的绝对值越大，计数值N越更快地达到异常判定阈值Nth。即，提前完成决定的故障自保动作(这里是使用的辅助控制量Ias*的切换动作)。因此，能够与异常判定期间(从开始辅助控制量的限制处理开始至N≥Nth成立的期间)被缩短相应地减少马达31的转矩变动，进而减少针对驾驶员的转向操纵举动的影响。

(4)随着计数值N增加，备用的辅助控制量Ias*sub占据最终电流指令值I*的比例增加。即，计数值N越增大，被限制的主用的辅助控制量Ias*针对马达转矩的影响越减小，另一方面，备用的辅助控制量Ias*sub针对马达转矩的影响越增大。因此，异常判定期间的马达31的转矩变动被适当地抑制。另外，从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub切换时的转矩变动副度也变窄。

接下来，对电动动力转向装置的第二实施方式进行说明。本例在不仅考虑转向操纵转矩τ还考虑被限制的主用的辅助控制量Ias*的状态地变更从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度这一点上与第一实施方式不同。

如图14所示，电流指令值运算电路61具有转移等级判定电路77。转移等级判定电路77分别获取主用的辅助控制量Ias*(限制前或者限制后)、限制状态信号Sgrd、上限值IUL*、下限值ILL*以及转向操纵转矩τ，并基于这些获取的信号来判定转移等级。这里，所谓的转移等级是指主用的辅助控制量Ias*(限制前或者限制后)给马达31的转矩，进而给转向操纵举动带来的影响的程度。在输出异常的主用的辅助控制量Ias*的情况下，优选该主用的辅助控制量Ias*给马达31的转矩带来的影响的程度越高，越使从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度更加提前。

转移等级判定电路77基于限制状态信号Sgrd来判定主用的辅助控制量Ias*是否被限制。转移等级判定电路77在判定为主用的辅助控制量Ias*被限制的主旨时，基于主用的辅助控制量Ias*、上限值IUL*以及下限值ILL*判定主用的辅助控制量Ias*的状况。作为该判定出的状况，例如有前面叙述的状态A1～状态A3。转移等级判定电路77参考转向操纵转矩τ，并且基于主用的辅助控制量Ias*的状态来判定转移等级。转移等级判定电路77生成与该判定出的转移等级相应的值的转移等级增益GL。

转移等级判定电路77在作为主用的辅助控制量Ias*的状况检测到上述的状态A1、状态A2以及状态A3时，如下这样判定转移等级。

(C1)在检测到担心较大的振动的状态A1时。此时，转移等级判定电路77判定为转移等级L1。

(C2)在检测到担心反向辅助的状态A2时。此时，转移等级判定电路77判定为转移等级L2。

(C3)在检测到担心自动转向的状态A3时。此时，转移等级判定电路77判定为转移等级L3。

转移等级L1～L3的针对马达转矩，进而针对转向操纵感的影响程度的大小关系如下式(1)。

L1＞L2＞L3(1)

如图15所示，切换电路75具有乘法器205。乘法器205被设置于增加量设定映射M11与计数器76之间的运算路径。乘法器205获取由转移等级判定电路77生成的转移等级增益GL，并将该获取的转移等级增益GL与由增加量设定映射M11计算出的增加量Na相乘。计数器76使用乘以转移等级增益GL而得的增加量Na来使计数值N增加。

接下来，对由转移等级判定电路77进行的转移等级判定处理的顺序进行说明。如图16A的流程图所示，转移等级判定电路77判断主用的辅助控制量Ias*的状态是否为状态A1(步骤S301)。转移等级判定电路77在判断为不是状态A1的主旨时(在步骤S301为“否”)，将处理转移至步骤S302。

在步骤S302，转移等级判定电路77判断主用的辅助控制量Ias*的状态是否为状态A2。转移等级判定电路77在判断为不是状态A2的主旨时(在步骤S302为“否”)，将处理转移至步骤S303。

在步骤S303，转移等级判定电路77判断主用的辅助控制量Ias*的状态是否为状态A3。转移等级判定电路77在判断为不是状态A3的主旨时(在步骤S303为“否”)，结束处理。

与此相对，在步骤S303，转移等级判定电路77在判断为是状态A3的主旨时(在步骤S303为“是”)，作为转移等级增益GL生成增益GL3(步骤S304)，并结束处理。

另外，在前面的步骤S302，转移等级判定电路77在判断为是状态A2的主旨时(在步骤S302为“是”)，作为转移等级增益GL生成增益GL2(步骤S305)，并结束处理。

另外，在前面的步骤S301，转移等级判定电路77在判断为是状态A1的主旨时(在步骤S301为“是”)，作为转移等级增益GL生成增益GL1(步骤S306)，并结束处理。

这里，三个增益GL1、GL2、GL3的值的大小关系如下式(2)，都具有比1大的值。

1＜GL3＜GL2＜GL1(2)

因此，在产生状态A1、状态A2以及状态A3中的任意一个状态时，被计数器76获取的增加量Na的值成为比由增加量设定映射M11计算出的增加量Na的值大的值。因此，计数值N以比通常时(均不是状态A1～状态A3的任意一个状态时)大的增量值增加，所以由增益设定映射M12计算出的分配增益Gs的值与通常时相比迅速成为较小的值。即，主用的辅助控制量Ias*占据最终电流指令值I*的比例与通常时相比迅速降低，另一方面，备用的辅助控制量Ias*sub的比例与通常时相比迅速升高。与主用的辅助控制量Ias*占据最终电流指令值I*的比例迅速降低相应地，针对马达31的转矩变动的影响也减小。

另外，如在前面的式(2)中也表示的那样，越是给马达31的转矩变动带来的影响较大的状态，越计算出较大的值的转移等级增益GL(GL1、GL2、GL3)。因此，主用的辅助控制量Ias*占据最终电流指令值I*的比例更加进一步迅速地降低。

并且，即使是相同的状态A1～状态A3，给马达31的转矩变动带来的影响的程度也因转向操纵转矩τ的大小(绝对值)而不同。即，转向操纵转矩τ的值越大，给马达31的转矩变动带来的影响的程度越高。鉴于这一点，在本例中，转向操纵转矩τ的绝对值越增大，计数器76的增加量Na的值被设定得越大，进而分配增益Gs的值更加迅速地被设定得较小。因此，主用的辅助控制量Ias*占据最终电流指令值I*的比例更加进一步迅速地降低。

而且，在计数值N达到异常判定阈值Nth以后，分配增益Gs被维持于0(零)。因此，主用的辅助控制量Ias*占据最终电流指令值I*的比例为0％，另一方面，备用的辅助控制量Ias*sub占据最终电流指令值I*的比例为100％。即，使用的辅助控制量Ias*被从主用的辅助控制量Ias*完全切换至备用的辅助控制量Ias*sub。转向操纵转矩τ的绝对值越大，另外越是给马达转矩的变动带来影响的状态，计数器76的增加量Na的值越被设定为更大的值，所以从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度加快。

顺便说一下，不仅假定使从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度加快的状态，也假定相反地使转移速度变慢的状态。例如，是以下的(A4)、(A5)所示的两个状态。

(A4)被限制的主用的辅助控制量Ias*的符号(+、-)与转向操纵转矩τ的符号相同，并且被限制的主用的辅助控制量Ias*的绝对值较小时。即，虽然不是产生所谓的自动转向(正向)的程度，但存在辅助力变得过大的可能性时。

(A5)被限制的主用的辅助控制量Ias*的符号(+、-)与转向操纵转矩τ的符号相同、或者相反，且被限制的辅助控制量Ias*的绝对值小到近似0(零)的程度时。即，存在辅助力变得过小的可能性时。

转移等级判定电路77在作为主用的辅助控制量Ias*的状态检测到状态A4或者状态A5时，如下这样判定转移等级。

(C4)检测到所谓的担心过大辅助的状态A4时。此时，转移等级判定电路77判定为转移等级L4。

(C5)检测到所谓的担心过小辅助的状态A5时。此时，转移等级判定电路77判定为转移等级L5。

转移等级L1～L5的针对马达转矩，进而针对转向操纵感的影响程度的大小关系如下式(3)。

L1＞L2＞L3＞L4＞L5(3)

认为在产生了状态A4以及状态A5的情况下，给马达31的转矩变动，进而给转向操纵感带来的影响与产生了前面的状态A1～A3的情况相比极小。因此，也可以使由转移等级判定电路77进行的转移等级判定处理的顺序如下。

如图16B的流程图所示，在前面的步骤S303，转移等级判定电路77在判定为主用的辅助控制量Ias*的状态不是状态A3的主旨时(在步骤S303中为“否”)，将处理转移至步骤S307。

在步骤S307，转移等级判定电路77判断主用的辅助控制量Ias*的状态是否为状态A4。转移等级判定电路77在判断为不是状态A4的主旨时(在步骤S307中为“否”)，将处理转移至步骤S308。

在步骤S308，转移等级判定电路77判断主用的辅助控制量Ias*的状态是否为状态A5。转移等级判定电路77在判断不是状态A5的主旨时(在步骤S308中为“否”)，结束处理。

与此相对，在前面的步骤S308，转移等级判定电路77在判断为是状态A5的主旨时(在步骤S308中为“是”)，作为转移等级增益GL生成增益GL5(步骤S309)，并结束处理。

另外，在前面的步骤S307，转移等级判定电路77在判断为是状态A4的主旨时(在步骤S307中为“是”)，作为转移等级增益GL生成增益GL4(步骤S310)，并结束处理。

这里，两个增益GL4、GL5的值的大小关系如下式(4)。

0＜GL5＜GL4＜1(4)

因此，在产生状态A4或者状态A5时，被计数器76获取的增加量Na的值成为比由增加量设定映射M11计算出的增加量Na的值小的值。因此，由增益设定映射M12计算出的分配增益Gs的值成为比通常时(均不是状态A4以及状态A5的任意一个状态时)大的值。即，主用的辅助控制量Ias*占据最终电流指令值I*的比例比通常时增高，另一方面，备用的辅助控制量Ias*sub占据最终电流指令值I*的比例降低。另外，计数值N增加的速度，进而基于分配增益Gs的从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度与通常时相比减慢。

应予说明，转移等级判定电路77在步骤S308判断为是状态A5的主旨时(在步骤S308中为“是”)、以及在步骤S307判断为是状态A4的主旨时(在步骤S307中为“是”)，也可以分别不生成转移等级增益GL而结束处理。在该情况下，在至计数器76的计数值N达到异常判定阈值Nth的期间，基于被限制的主用的辅助控制量Ias*继续转向操纵的辅助。在状态A4以及状态A5，针对马达转矩的影响较少，所以没有大的问题。

另外，作为切换电路75，也可以采用省略增加量设定映射M11的结构。在该情况下，例如将转移等级增益GL与基本增加量Na1相乘，并作为储存于计数器76的增加量Na。即使这样，增加量Na也与转移等级增益GL相应地增减。

因此，根据第二实施方式，能够得到以下的效果。

(5)与主用的辅助控制量Ias*的状态(给马达的转矩变动带来的影响程度)相应地变更主用的辅助控制量Ias*占据最终电流指令值I*的比例。另外，与主用的辅助控制量Ias*的状态相应地变更向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度。例如，给马达转矩变动带来的影响越大时，越更快地向备用的辅助控制量Ias*sub转移。因此，与被限制的主用的辅助控制量Ias*的状态相应地，更加适当地抑制马达转矩的变动。也抑制转向操纵举动的变化。

接下来，对电动动力转向装置的第三实施方式进行说明。本例在不仅考虑转向操纵转矩τ也考虑向马达31供给的电流的变化地变更从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度这一点上与第一实施方式不同。

如图17所示，切换电路75获取通过电流传感器44检测到的电流值Im。如图18所示，切换电路75具有判定电路206。判定电路206分别获取限制状态信号Sgrd、转向操纵转矩τ以及电流值Im。判定电路206在获取到表示主用的辅助控制量Ias*被限制的主旨的限制状态信号Sgrd时，基于转向操纵转矩τ以及电流值Im来判定使从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度加快还是减慢。判定电路206与使转移速度加快或是减慢的判定结果相应地生成转移速度增益GV。

如图19所示，判定电路206基于转向操纵转矩τ的变化方向(正负的符号)以及电流值Im的变化方向(正负的符号)来判定向马达31供给的电流是否是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流(是/否)。

具体而言，判定电路206作为转向操纵转矩τ的变化方向运算转向操纵转矩τ的变化值Δτ。转向操纵转矩τ的变化值Δτ通过从本次的转向操纵转矩τ减去过去的转向操纵转矩τ来得到。另外，判定电路206作为电流值Im的变化方向运算电流值Im的变化值ΔIm。电流值Im的变化值ΔIm通过从本次的电流值Im减去过去的电流值Im来得到。

判定电路206在如下式(5)所示那样，转向操纵转矩τ的变化值Δτ与电流值Im的变化值ΔIm的相乘结果的符号为正(+)时，判定为向马达31供给的电流不是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流的主旨(判定为“否”)。与此相对，判定电路206在如下式(6)所示那样，转向操纵转矩τ的变化值Δτ与电流值Im的变化值ΔIm的相乘结果的符号为负(-)时(判定为“是”)，判定为向马达31供给的电流是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流的主旨。

Δτ×ΔIm＞0(5)

Δτ×ΔIm＜0(6)

判定电路206在判定为向马达31供给的电流是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流的主旨时(判定为“是”)，作为用于使转移速度加快的转移速度增益GV生成增益GVH。另外，判定电路206在判定为向马达31供给的电流不是使转向操纵转矩τ的变化加快的方向的电流的主旨时(判定为否)，作为用于使转移速度减慢的转移速度增益GV生成增益GVL。将增益GVH设定为大于1的值，将增益GVL设定为小于1的值。

转向操纵转矩τ的变化方向(正负的符号)与电流值Im的变化方向(正负的符号)的组合是以下的(D1)～(D4)所示的4个模式。

(D1)在转向操纵转矩τ的变化方向为正(+)、且电流值Im的方向也为正(+)时。此时，转向操纵转矩τ的变化值Δτ与电流值Im的变化值ΔIm的相乘结果的符号为正(+)。因此，判定为向马达31供给的电流不是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流的主旨(判定为“否”)。因此，生成用于使转移速度减慢的增益GVL。

(D2)在转向操纵转矩τ的变化方向为正(+)、且电流值Im的方向为负(-)时。此时，转向操纵转矩τ的变化值Δτ与电流值Im的变化值ΔIm的相乘结果的符号为负(-)。因此，判定为向马达31供给的电流是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流的主旨(判定为“是”)。因此，生成用于使转移速度加快的增益GVH。

(D3)在转向操纵转矩τ的变化方向为负(-)、且电流值Im的方向为正(+)时。此时，转向操纵转矩τ的变化值Δτ与电流值Im的变化值ΔIm的相乘结果的符号为负(-)。因此，判定为向马达31供给的电流是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流的主旨(判定为“是”)。因此，生成用于使转移速度加快的增益GVH。

(D4)在转向操纵转矩τ的变化方向为负(-)、且电流值Im的方向也为负(-)时。此时，转向操纵转矩τ的变化值Δτ与电流值Im的变化值ΔIm的相乘结果的符号为正(+)。因此，判定为向马达31供给的电流不是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流的主旨(判定为“否”)。因此，生成用于使转移速度减慢的增益GVL。

应予说明，也可以在判定为向马达31供给的电流不是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流的主旨时(判定为“否”)，不使转移速度变化。在该情况下，也可以将增益GVL的值设定为1。

因此，根据第三实施方式，能够得到以下的效果。

(6)在向马达31供给的电流是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流时，使从被限制的主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度比通常快。能够与从被限制的主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub快速地切换相应地缓和转向操纵转矩τ的变化量增大给转向操纵举动带来的影响。

(7)在向马达31供给的电流不是使转向操纵转矩τ的变化增加的方向的电流时，无需积极地使从被限制的主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移速度加快。也考虑虽说被限制，也优选继续使用主用的辅助控制量Ias*的情况。例如是使备用的辅助控制电路74具有比主用的辅助控制电路71简化的功能的情况等。在这样的情况下，优选尽量使用由主用的辅助控制电路71生成的辅助控制量Ias*。

接下来，对电动动力转向装置的第四实施方式进行说明。本方式能够应用于前面的第一～第三实施方式的任意一个。

如图20所示，切换电路75在开始从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移的定时生成转移标志Fmov。转移标志Fmov是表示开始从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移的主旨的信号。上下限限制运算电路72获取由切换电路75生成的转移标志Fmov。

如图21所示，切换电路75的增益设定映射M12在作为开始从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移的定时，计数器76的计数值N达到规定的阈值N1(＜Nth)时，生成转移标志Fmov。在计数值N超过规定的阈值N1以后，分配增益Gs成为小于1的值。应予说明，规定的阈值N1作为定时判定阈值发挥功能，该定时判定阈值为判定生成转移标志Fmov的定时时的基准。

如图22所示，上下限限制运算电路72具有第一平均值运算电路301以及第二平均值运算电路302。第一平均值运算电路301在获取到转移标志Fmov时运算由上限值运算电路90生成的上限值IUL*的时间平均值，并将该运算出的时间平均值作为最终的上限值IUL*输出给上下限保护处理电路73。第一平均值运算电路301在未获取到转移标志Fmov时将由上限值运算电路90运算出的上限值IUL*保持原样作为最终的上限值IUL*输出给上下限保护处理电路73。

第二平均值运算电路302在获取到转移标志Fmov时运算由下限值运算电路100生成的下限值ILL*的时间平均值，并将该运算出的时间平均值作为最终的下限值ILL*输出给上下限保护处理电路73。第二平均值运算电路302在未获取到转移标志Fmov时将由下限值运算电路100生成的下限值ILL*保持原样作为最终的下限值ILL*输出给上下限保护处理电路73。

应予说明，在从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移完成时，切换电路75也可以分别停止上限值IUL*的时间平均值以及下限值ILL*的时间平均值的运算。准确而言，切换电路75的增益设定映射M12在计数值N达到异常判定阈值Nth而分配增益Gs的值达到零时停止转移标志Fmov的生成。通过停止转移标志Fmov的生成，第一平均值运算电路301以及第二平均值运算电路302中的平均值运算也停止。这样，抑制不必要的运算处理。另外，也可以在从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移完成时，使主用的辅助控制电路71、上下限限制运算电路72以及上下限保护处理电路73中的至少一个的动作停止。

因此，根据第四实施方式，能够得到以下的效果。

(8)存在由于在使用的辅助控制量Ias*从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub转移时，上限值IUL*或者下限值ILL*变动，从而被限制为这些上限值IUL*或者下限值ILL*的主用的辅助控制量Ias*也变动的可能性。这一点，在本例中，在从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub转移时，使用上限值IUL*的时间平均值以及下限值ILL*的时间平均值作为最终的上限值IUL*以及下限值ILL*。因此，抑制最终的上限值IUL*以及下限值ILL*的变动，进而抑制被限制为这些上限值IUL*或者下限值ILL*的主用的辅助控制量Ias*的变动。因此，缓和马达31的转矩变动，进而也缓和转向操纵举动的变化。

(9)在从主用的辅助控制量Ias*向备用的辅助控制量Ias*sub的转移完成时，若至少使上限值IUL*的时间平均值以及下限值ILL*的时间平均值的运算分别停止，则抑制不必要的运算处理。

Claims (14)

1.一种电动动力转向装置，其具备控制装置，该控制装置基于表示转向系统的转向操纵状态的多种状态量来运算辅助控制量，并基于该辅助控制量来控制作为赋予给车辆的转向操纵机构的辅助力的产生源的马达，其特征在于，

所述控制装置执行如下处理：

限制处理，根据用于所述辅助控制量的运算的各状态量，按照各所述状态量分别独立地设定限制所述辅助控制量的变化范围的限制值，并使用这些限制值来限制所述辅助控制量的值；以及

切换处理，在所述辅助控制量的值被限制后经过恒定时间的定时，将使用的辅助控制量从作为所述被限制的辅助控制量的第一辅助控制量转移至与所述第一辅助控制量独立地运算的第二辅助控制量，

所述控制装置基于所述控制装置的内部状态来改变从所述第一辅助控制量向所述第二辅助控制量的转移速度。

2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述内部状态是所述转向系统的多种状态量中的特定的状态量。

3.根据权利要求2所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述特定的状态量是转向操纵转矩，所述控制装置与所述转向操纵转矩的增大相应地使所述转移速度增大。

4.根据权利要求2或者3所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述特定的状态量是转向操纵转矩，所述控制装置基于所述转向操纵转矩的变化方向与向所述马达供给的电流的变化方向的比较，来判定所述电流的变化方向是否是促进所述转向操纵转矩的变化的方向，并根据该判定的结果使所述转移速度增减。

5.根据权利要求2或者3所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述控制装置基于所述特定的状态量以及所述被限制的第一辅助控制量的至少一个，来判定表示所述第一辅助控制量给转向操纵举动带来的影响的程度的转移等级，并根据该判定的转移等级来改变所述转移速度。

6.根据权利要求4所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述控制装置基于所述特定的状态量以及所述被限制的第一辅助控制量的至少一个，来判定表示所述第一辅助控制量给转向操纵举动带来的影响的程度的转移等级，并根据该判定的转移等级来改变所述转移速度。

7.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述内部状态是判定执行所述限制处理给转向操纵举动带来的影响的有无的判定结果。

8.根据权利要求7所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述控制装置基于所述转向系统的多种状态量中的特定的状态量以及所述被限制的第一辅助控制量的至少一个，来判定表示对转向操纵举动的影响的程度的转移等级，并根据该判定的转移等级来改变所述转移速度。

9.根据权利要求7或者8所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述控制装置作为对转向操纵举动的影响的有无的判定处理，基于作为所述特定的状态量的转向操纵转矩的变化方向与向所述马达供给的电流的变化方向的比较，来判定所述电流的变化方向是否是促进所述转向操纵转矩的变化的方向，并根据该判定的结果来使所述转移速度增减。

10.根据权利要求1～3中任意一项所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述控制装置通过将按照各所述状态量分别独立地设定的多个限制值重叠来生成针对所述辅助控制量的最终的限制值，

在从所述第一辅助控制量向所述第二辅助控制量的转移开始后到该转移完成的期间，使用所述最终的限制值的时间平均值来限制所述第一辅助控制量。

11.根据权利要求4所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述控制装置通过将按照各所述状态量分别独立地设定的多个限制值重叠来生成针对所述辅助控制量的最终的限制值，

在从所述第一辅助控制量向所述第二辅助控制量的转移开始后到该转移完成的期间，使用所述最终的限制值的时间平均值来限制所述第一辅助控制量。

12.根据权利要求5所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述控制装置通过将按照各所述状态量分别独立地设定的多个限制值重叠来生成针对所述辅助控制量的最终的限制值，

在从所述第一辅助控制量向所述第二辅助控制量的转移开始后到该转移完成的期间，使用所述最终的限制值的时间平均值来限制所述第一辅助控制量。

13.根据权利要求7或8所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述控制装置通过将按照各所述状态量分别独立地设定的多个限制值重叠来生成针对所述辅助控制量的最终的限制值，

在从所述第一辅助控制量向所述第二辅助控制量的转移开始后到该转移完成的期间，使用所述最终的限制值的时间平均值来限制所述第一辅助控制量。

14.根据权利要求9所述的电动动力转向装置，其特征在于，

所述控制装置通过将按照各所述状态量分别独立地设定的多个限制值重叠来生成针对所述辅助控制量的最终的限制值，

在从所述第一辅助控制量向所述第二辅助控制量的转移开始后到该转移完成的期间，使用所述最终的限制值的时间平均值来限制所述第一辅助控制量。