CN105730502A - 操纵转向控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够在轮胎角的绝对值变大的情况下，抑制施加给操纵转向系统的欲使上述轮胎角的绝对值增大的力的操纵转向控制装置。dq转换电路(54)使用控制角(θc)将在马达流通的电流(iu、iv、iw)转换为dq轴的电流(id、iq)。电流反馈控制电路(60、62)计算指令电压(vd*、vq*)作为用于将电流(id、iq)的每一个反馈控制为指令电流(id*、iq*)的操作量。uvw转换电路(64)将指令电压(vd*、vq*)转换为三相的指令电压(vu*、vv*、vw*)。角度操作处理电路(70)在轮胎角(θt)的绝对值成为规定值以上的情况下，在更新旋转角度(θm)时固定控制角(θc)。

Description

操纵转向控制装置

本申请主张于2014年12月24日提出的日本专利申请2014-260915号的优先权，并在此引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及为了通过同步电动机的转矩生成操纵转向的辅助力而操作与同步电动机连接的电力转换电路的操纵转向控制装置。

背景技术

在电动助力转向装置(操纵转向控制装置)中，一般来说，阻止轮胎角(转向轮的角度亦即转向角)向恒定角度以上转向。具体而言，例如在齿条小齿轮式的装置时，通过齿条轴的端部碰撞齿条壳体，而阻止轮胎角的进一步的转向(参照专利第5050421号公报的第[0006]段)。

但是，若上述齿条轴的端部碰撞齿条壳体，则可能对电动助力转向装置(操纵转向控制装置)产生冲击。期望该冲击被缓和。

发明内容

本发明的目的之一在于提供在轮胎角的绝对值变大的情况下，能够抑制施加给操纵转向系统的欲增大上述轮胎角的绝对值的力的操纵转向控制装置。

本发明的一方式的操纵转向控制装置具备：

辅助处理电路，其为了通过同步电动机的转矩生成操纵转向的辅助力而操作与同步电动机连接的电力转换电路；

轮胎角获取处理电路，其获取车辆的轮胎角以及其等效值的任意一个；

旋转角获取处理电路，其获取上述同步电动机的旋转角度；

转换处理电路，其根据基于上述同步电动机的旋转角度决定的控制角，对计算上述辅助处理电路输出给上述电力转换电路的操作信号的过程中的中间变量进行坐标转换；以及

角度操作处理电路，其在上述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值不满规定值的情况下，使上述控制角的变化速度与通过上述旋转角获取处理电路获取的旋转角度的变化速度变得相同，并且在上述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值在上述规定值以上的情况下，使上述控制角的变化速度从通过上述旋转角获取处理电路获取的旋转角度的变化速度变更。

在上述构成中，从辅助处理电路向电力转换电路输出操作信号，并通过操作信号操作电力转换电路，由此控制同步电动机的转矩。这里，计算操作信号的过程中的中间变量被转换处理电路进行坐标转换。而且该转换处理电路使用的旋转角度的变化速度由于上述轮胎角获取处理电路获取的上述任意一个的绝对值在规定值以上，而从通过旋转角获取处理电路获取的旋转角度的变化速度变更。该情况下，由于操作信号不为与同步电动机的旋转对应的信号，所以相对于不变更变化速度的情况，在同步电动机流通的电流的相位变化。因此，同步电动机的转矩变化。而且由此，在轮胎角的绝对值变大的情况下，能够抑制欲使轮胎角的绝对值增大的力亦即施加给操纵转向系统的力。

本发明的其他方式是在上述方式的操纵转向控制装置中，上述规定值设定为上述轮胎角的绝对值成为比该轮胎角的最大值小指定值的值时的上述轮胎角以及其等效值的任意一个值。

根据上述规定值的设定，在轮胎角的绝对值成为其最大值之前，通过角度操作处理电路，使得控制角的变化速度从旋转角度的变化速度变更。因此，能够在轮胎角的绝对值成为其最大值之前，抑制同步旋转机生成使轮胎角的绝对值增加的转矩。

本发明的另一方式是在上述方式的操纵转向控制装置中，上述角度操作处理电路在变更上述控制角的变化速度的处理开始后，在上述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值进一步增大的情况下，控制上述控制角的变化速度以便上述同步电动机的转矩的符号成为使上述绝对值减小的符号。

在上述构成中，在变更控制角的变化速度的处理开始后，在轮胎角获取处理电路获取的上述任意一个的绝对值进一步增大的情况下，同步电动机的转矩的符号成为相反的符号。因此，为了轮胎角的绝对值进一步增大，需要操纵转向转矩消除同步电动机的转矩，所以能够合适地抑制轮胎角的绝对值进一步增大。

本发明的另一方式是在上述方式的操纵转向控制装置中，上述角度操作处理电路在上述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值在规定值以上的情况下，固定上述控制角直到上述控制角相对于由上述旋转角获取处理电路获取的旋转角度滞后规定的滞后量为止，其后由于滞后上述规定的滞后量，而根据由上述旋转角获取处理电路获取的旋转角度的变化速度更新上述控制角，上述规定的滞后量是上述控制角进入通过上述同步电动机生成与成为上述规定值以上的时刻的转矩的符号相反符号的转矩的角度区域内的滞后量。

在上述构成中，由于轮胎角获取处理电路获取的上述任意一个的绝对值成为规定值以上，而固定控制角。因此，同步电动机的转矩变化。特别是，若由旋转角获取处理电路获取的旋转角度变化，与此对应的转换处理电路使用的控制角的滞后量增大，则同步电动机的转矩减少。而且，在滞后量进一步增大的情况下，同步电动机的转矩的符号反转，所以在同步电动机中，对操纵转向系统赋予转矩以使轮胎角获取处理电路获取的上述任意一个的绝对值变小。而且，由于上述滞后量成为规定的滞后量，根据由旋转角度获取处理电路获取的旋转角度的变化速度更新转换处理电路使用的旋转角度。因此，继续转矩的符号成为相反的符号的状态。

本发明的另一方式实在上述方式的操纵转向控制装置中，上述角度操作处理电路在变更上述控制角的变化速度的处理开始后，在上述同步电动机的旋转反转的情况下，固定上述控制角直到该控制角与上述旋转角获取处理电路获取的旋转角度一致为止，且其后由于使所述控制角与上述获取的旋转角度一致而根据上述旋转角度的变化速度更新上述控制角。

在上述构成中，若同步电动机的旋转反转，则首先固定控制角。因此，同步电动机的转矩变化。而且，在控制角与通过旋转角获取处理电路获取的旋转角度一致的情况下，根据上述获取的旋转角度的变化速度更新控制角。因此，能够使控制角复原至获取的旋转角度。

本发明的另一方式是在上述方式的操纵转向控制装置中，具备：电流反馈控制电路，其用于计算将在上述同步电动机流通的电流的旋转坐标系上的值反馈控制为指令值的旋转坐标系的反馈操作量，

上述转换处理电路具备：旋转转换处理电路，其使在上述同步电动机流通的电流的检测值作为输入，并将该检测值转换为旋转坐标系的值；以及固定转换处理电路，其将作为上述电力转换电路施加给上述同步电动机的电压的指令值并且作为根据上述反馈操作量设定的指令值的指令电压转换为固定坐标系的值。

在上述构成中，通过旋转转换处理电路转换的电流的检测值输入到电流反馈控制电路，在电流反馈控制电路中，计算用于将输入的值反馈控制为指令值的操作量。这样计算出的操作量本身，或者对其加上开环操作量后的值等亦即指令电压通过固定转换处理电路，转换为固定坐标系。而且，基于该固定坐标系上的指令电压，生成电力转换电路的操作信号。

这里，若旋转转换处理电路以及固定转换处理电路使用的控制角从实际的旋转角度偏移，则在同步电动机流通的电流被反馈控制为使上述指令值向与上述偏移相反的方向偏移后的值。

本发明的另一方式是在上述方式的操纵转向控制装置中，具备：限制处理电路，其在上述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值成为规定值以上的情况下，将上述同步电动机的电流值限制在限制电流值以下。

在上述构成中，在通过角度操作处理电路操作了控制角的情况下，通过限制处理电路，同步电动机的电流值被限制在限制电流值以下。因此，能够限制同步电动机、电力转换电路等的发热量。

本发明的另一方式是在上述方式的操纵转向控制装置中，上述限制电流值为固定值。在上述构成中，通过使限制电流值为固定值，与使限制电流值根据某些参数可变的情况相比较，能够简单地构成限制处理电路。

本发明的另一方式是在上述方式的操纵转向控制装置中，上述限制处理电路根据操纵转向转矩的检测值对上述限制电流值进行可变设定。

使轮胎角的绝对值增加的转矩根据操纵转向转矩和同步电动机的转矩决定。因此，在轮胎角的绝对值较大的情况下，在抑制轮胎角的绝对值进一步增大的方面适当的同步电动机的转矩根据操纵转向转矩决定。因此，在抑制轮胎角的绝对值进一步增大的方面适当的限制电流值也根据操纵转向转矩决定。在上述构成中，鉴于这一点，通过根据操纵转向转矩来决定限制电流值，与使限制电流值为固定值的情况相比能够将限制电流值设定为适当的值。

本发明的另一方式是在上述方式的操纵转向控制装置中，上述限制处理电路对上述限制电流值进行可变设定，且在上述限制电流值的可变设定时，参考上述同步电动机、上述电力转换电路、以及该电力转换电路的操作电路的至少一个的温度。

在上述构成中，基于同步电动机、上述电力转换电路、以及该电力转换电路的操作电路的至少一个的温度来设定限制电流值。因此，能够使限制电流值为在抑制上述至少一个的温度过高的方面适当的值。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚，其中，符号表示本发明的要素，其中，

图1是第一实施方式所涉及的操纵转向控制装置的系统构成图。

图2是与该实施方式所涉及的辅助控制有关的框图。

图3是表示该实施方式所涉及的角度操作处理的顺序的流程图。

图4是表示该实施方式所涉及的旋转角度与控制角的关系的图。

图5是表示该实施方式所涉及的辅助转矩的图。

图6是表示该实施方式的效果的图。

图7是与第二实施方式所涉及的辅助控制有关的框图。

图8是表示该实施方式所涉及的角度操作处理以及限制处理的顺序的流程图。

图9是表示该实施方式所涉及的辅助转矩的图。

图10是与第三实施方式所涉及的辅助控制有关的框图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的第一实施方式进行说明。

图1所示的电动助力转向装置(EPS10)具备第一实施方式的操纵转向控制装置。在EPS10中，固定有方向盘12的转向轴14经由齿条小齿轮机构16与齿条轴18连结。而且，随着转向操作的转向轴14的旋转通过齿条小齿轮机构16转换为齿条轴18的往复直线运动。此外，本实施方式的转向轴14由柱轴(Columnshaft)14a、和中间轴14b构成，转向轴14与小齿轮轴14c连结。而且，随着转向轴14的旋转的齿条轴18的往复直线运动经由连结在该齿条轴18的两端的转向横拉杆20传递到未图示的转向节，从而变更转向轮22的轮胎角。

另外，EPS10具备对操纵转向系统(steeringsystem)赋予用于辅助转向操作的辅助力的马达30、和将马达30作为控制对象的控制装置(ECU40)。马达30经由减速机构34与柱轴14a连结。通过将马达30的旋转减速并传递到柱轴14a，而对操纵转向系统赋予与马达30的转矩对应的辅助力。此外，在本实施方式中，作为马达30，假定表面磁同步电动机(SPMSM)。另外，马达30中具备检测其旋转轴的旋转角度θm的解析器32。

马达30经由转换开关INV与电池39连接。转换开关INV是对电池39的正极以及负极的每一个与马达30的三个端子的每一个之间进行开闭的电路。

此外，在图1中，对构成转换开关INV的MOS场效应晶体管(开关元件)的符号中与马达30的三个端子的每一个连接的晶体管的符号分别赋予u、v、w，另外，对上侧臂赋予p，对下侧臂赋予n。此外，以下，将u、v、w集中标记为￥，将p、n集中标记为#。即，转换开关INV构成为具备对电池39的正极与马达30的端子之间进行开闭的开关元件S￥p、和对电池39的负极与马达30的端子之间进行开闭的开关元件S￥n的串联连接体。

此外，在本实施方式中，马达30、转换开关INV、以及ECU40被一体封装化而构成马达单元MCU。向ECU40输入有通过解析器32检测出的旋转角度θm、通过转矩传感器42检测出的操纵转向转矩Trq、通过车速传感器46检测出的车速V、以及通过电流传感器48检测出的马达30的电流iu、iv、iw。而且，ECU40基于这些各检测值，为了控制马达30的转矩，而向与马达30连接的转换开关INV输出操作信号g￥#来操作转换开关INV。即，ECU40是转换开关INV的操作电路。此外，在本实施方式中，将旋转角度θm作为电角度。

图2表示ECU40的框图。图2所示的各控制电路通过ECU40具备的微型计算机执行各控制程序来实现。目标操纵转向转矩设定电路50基于操纵转向转矩Trq和车速V，设定作为马达30的转矩的指令值的目标操纵转向转矩Trq*。指令电流设定电路52基于目标操纵转向转矩Trq*，设定dq轴上的指令电流id*、iq*。这里，指令电流设定电路52将q轴的指令电流iq*以目标操纵转向转矩Trq*的绝对值越大其绝对值越大的方式进行设定。另一方面，指令电流设定电路52使d轴的指令电流id*为零。

dq转换电路54将通过电流传感器48检测出的三相的电流iu、iv、iw转换为dq轴的电流id、iq。偏差计算电路56输出从d轴的指令电流id*减去电流id后的值。偏差计算电路58输出从q轴的指令电流iq*减去电流iq后的值。电流反馈控制电路60计算d轴的指令电压vd*，作为用于将d轴的电流id反馈控制为指令电流id*的操作量。另一方面，电流反馈控制电路62计算q轴的指令电压vq*，作为将q轴的电流iq反馈控制为指令电流iq*的操作量。此外，在本实施方式中，使用比例要素以及积分要素构成电流反馈控制电路60、62，将电流反馈控制电路60、62的输出作为使偏差计算电路56、58的输出值的每一个为输入的比例要素的输出值以及积分要素的输出值之和。

uvw转换电路64将dq轴的指令电压vd*、vq*转换为三相的指令电压vu*、vv*、vw*。PWM转换电路66基于三相的指令电压vu*、vv*、vw*，生成三相的PWM信号gu、gv、gw。对PWM信号g￥来说，根据逻辑H期间除去空载时间(deadtime)来规定上侧臂的开关元件S￥p的接通操作期间。空载时间生成电路68基于PWM信号g￥，生成开关元件S￥#的操作信号g￥#，并输出给转换开关INV。对操作信号g￥#以在上侧臂的开关元件S￥p和下侧臂的开关元件S￥n中的第一开关元件从断开操作切换为接通操作之前，第二开关元件被进行断开操作的方式赋予有空载时间。

另一方面，旋转角获取处理电路69获取通过解析器32检测到的马达的旋转角度θm。该处理例如是对来自解析器32的输出信号进行取样的处理即可。通常，角度操作处理电路70将通过旋转角获取处理电路69获取的旋转角度θm输出给dq转换电路54以及uvw转换电路64，作为dq转换电路54以及uvw转换电路64进行坐标转换所使用的旋转角度(以下，称为控制角θc)。另外，角度操作处理电路70执行基于轮胎角获取处理电路74以及速度计算电路72的输出值，使控制角θc的变化速度相对于旋转角度θm的变化速度变更的处理。以下叙述该处理。

这里，速度计算电路72基于马达的旋转角度θm，计算电角度速度(旋转速度ω)。另一方面，轮胎角获取处理电路74获取转向轮22的轮胎角θt。在本实施方式中，轮胎角获取处理电路74基于旋转角度θm自己计算轮胎角θt。这能够通过进行旋转角度θm的相加处理实现。即，虽然旋转角度θm是取0°～360°的范围的值的参数，但在马达30多次旋转的期间轮胎角θt的绝对值逐渐增加，所以马达的旋转角度θm与轮胎角θt并不为一对一的对应关系。因此，轮胎角获取处理电路74通过对旋转角度θm进行相加，来计算轮胎角θt。此外，轮胎角θt的绝对值的最大值是比360°小的值，但由于具备减速机构34等，所以到轮胎角θt的绝对值成为最大值为止马达30旋转多次。这里，为了使轮胎角θt为实际的轮胎角的值，轮胎角获取处理电路74对上述旋转角度θm的相加值乘以与减速机构34的减速比对应的系数等。

图3表示角度操作处理电路70为中心执行的角度操作处理的顺序。该处理以旋转角度θm的更新周期反复执行。此外，在本实施方式中，旋转角度θm的更新周期比电流iu、iv、iw的取样周期长。

在图3所示的一系列的处理中，旋转角获取处理电路69首先获取旋转角度θm(S10)。接着角度操作处理电路70判断变更标志F是否为1(S12)。变更标志F表示是否执行了在旋转角度θm被更新时不更新控制角θc而进行固定的处理(固定处理)等，为了抑制轮胎角θt的绝对值|θt|的增大而使控制角θc相对于旋转角度θm变更的处理。在变更标志F为1的情况下表示执行了上述进行变更的处理，在为零的情况下表示未执行上述进行变更的处理的情况。

在通过角度操作处理电路70判断为变更标志F为零的情况下(S12：否)，轮胎角获取处理电路74获取轮胎角θt(S14)。接着角度操作处理电路70判断轮胎角θt的绝对值是否在规定值θtth以上(S16)。该处理是用于判断是否由于轮胎角θt的绝对值变大，从而齿条轴18的端部和与其对置的齿条壳体的距离变小的处理。这是用于在产生齿条轴18的端部与对置的齿条壳体碰撞的所谓的末端碰撞之前，执行限制马达30的转矩的处理亦即上述固定处理。上述规定值θtth设定为即使马达30进一步旋转180°以上也不末端碰撞的值。详细来说，在本实施方式中，规定值θtth设定为即使马达30进一步旋转360°也不末端碰撞的值。

而且，角度操作处理电路70在判断为不满规定值θtth的情况下(S16：否)，将控制角θc更新为旋转角度θm的值(S18)。由此，控制角θc以旋转角度θm的变化速度变化。另一方面，角度操作处理电路70在判断为在规定值θtth以上的情况下(S16：是)，将变更标志F设为1(S20)。

角度操作处理电路70在步骤S12中进行肯定判断的情况下、步骤S20的处理完成的情况下，判断旋转速度ω的符号是否与轮胎角θt的符号是否相等(S22)。该处理是用于判断轮胎角θt的绝对值是否减少的处理。而且角度操作处理电路70在判断为旋转速度ω的符号与轮胎角θt的符号一致的情况下(S22：是)，判断从旋转角度θm减去控制角θc后的值是否为180°(S24)。该处理是用于判断控制角θc的固定处理是否结束的处理。

角度操作处理电路70在步骤S24中进行否定判断的情况下，执行固定控制角θc的处理(S26)。由此，控制角θc相对于旋转角度θm滞后。而且随着该滞后量增大，马达30的转矩逐渐较少。即，通过电流反馈控制电路60、62，电流id、iq被控制为id*＝0、iq*(＞0)。其中，在控制角θc相对于旋转角度θm滞后的情况下，被输入到电流反馈控制电路60、62的电流id、iq与实际在马达30流通的电流相比滞后。这与对指令电流id*、iq*向提前侧进行旋转修正等价。这里，在本实施方式中，马达30为SPMSM。因此，在使指令电流id*、iq*向提前侧旋转的情况下，q轴的指令电流iq*变小，所以马达30的转矩减少。

角度操作处理电路70在步骤S24中进行肯定判断的情况下，停止上述固定处理，以旋转角度θm的更新量更新控制角θc(S28)。由此，相对于旋转角度θm的控制角θc的滞后量维持为180°。这是为了使马达30的转矩为使轮胎角θt的绝对值减少侧的符号，且该转矩成为最大。

顺便说明，到旋转角度θm与控制角θc的差成为180°为止继续固定处理的处理成为将控制角θc的变化速度控制为零以便马达30的转矩的符号反转的处理。

角度操作处理电路70在判断为旋转速度ω的符号和轮胎角θt的符号不同的情况下(S22：否)，判断是否旋转角度θm与控制角θc一致(S30)。该处理是用于判断是否结束由于在步骤S22中进行否定判断而执行的处理亦即后述的控制角θc的固定处理的处理。而且，角度操作处理电路70在判断为旋转角度θm与控制角θc不一致的情况下(S30：否)，执行固定控制角θc的固定处理(S32)。该处理是用于在通过上述步骤S26的固定处理使得控制角θc成为与旋转角度θm不同的值的情况下，到控制角θc与旋转角度θm一致为止进行待机的处理。即，由于旋转角度θm随着马达30的旋转在0°～360°之间周期性地变化，所以预料到通过固定控制角θc，在旋转角度θm被不断更新的期间控制角θc与旋转角度θm总会一致。

角度操作处理电路70在判断为旋转角度θm与控制角θc一致的情况下(S30：是)，使变更标志F为零(S34)。由此，在图3的处理的下一次的控制周期以后，使控制角θc的变化速度为旋转角度θm的变化速度，使控制角θc为旋转角度θm。

此外，角度操作处理电路70在步骤S18、S26、S28、S32、S34的处理完成的情况下，暂时结束该一系列的处理。

这里，对本实施方式的作用进行说明。

图4表示图3的处理所带来的控制角θc的推移例。此外，在图4中，设横轴为旋转角度θm，但该横轴是周期性地重复0°～360°的值的轴。

如图4所示，在轮胎角θt的绝对值|θt|在规定值θtth以上的时刻t1之前，控制角θc与马达的旋转角度θm一致，并且随着旋转角度θm的变动而周期性地反复0°～360°之间的值。然后，若在时刻t1，轮胎角θt的绝对值|θt|成为规定值θtth以上，则通过上述步骤S26的固定处理固定控制角θc。因此，控制角θc相对于旋转角度θm滞后，所以在电流反馈控制电路60、62中，将在马达30流通的实际的dq轴的电流反馈控制为使指令电流iq*(＞0)、id*(＝0)提前后的电流。因此，随着旋转角度θm变化，在马达30流通的电流中有助于转矩的q轴的电流减少，成为无效电流的d轴的电流增加。由此，随着旋转角度θm变化而马达30的转矩逐渐减小。

这里，在将辅助操纵转向转矩Trq侧的马达30的转矩作为正的情况下，虽然在固定处理的期间，马达30的转矩逐渐减小，但其绝对值在逐渐减小之后，逐渐增加。这是因为由于相对于旋转角度θm的控制角θc的滞后量超过90°，从而马达30的转矩的符号反转。而且，若马达30的转矩的符号反转，则马达30对操纵转向系统赋予消除操纵转向转矩Trq侧的转矩。图5表示旋转角度θm与控制角θc的差、和马达30的转矩的关系。如图5所示，对马达30的转矩来说，由于相对于旋转角度θm的控制角θc的滞后量超过90°而其符号反转，由于成为180°，从而其绝对值与目标操纵转向转矩Trq*相等。

返回到图4，在相对于旋转角度θm的控制角θc的滞后量成为180°的时刻t2，结束固定处理，在时刻t2以后，通过上述步骤S28的处理，与旋转角度θm的更新量对应地更新控制角θc。换句话说，以控制角θc的变化速度与旋转角度θm的变化速度一致的方式设定控制角θc。因此，马达30对操纵转向系统持续赋予消除操纵转向转矩Trq侧的转矩。

其后，在旋转角度θm的变化方向反转的时刻t3，通过上述步骤S32的处理，开始控制角θc的固定处理(图4的期间a2)。然后，若在开始固定处理之后，旋转角度θm变化180°，则控制角θc与旋转角度θm一致，所以使控制角θc与旋转角度θm对应地变化(图4的期间a3)。

图6表示图5所示的轮胎角θt的绝对值|θt|的推移与操纵转向转矩Trq的关系。在图6所示的例子中，在随着由于轮胎角θt的绝对值|θt|达到规定值θtth而马达30的转矩减少而用户欲使轮胎角θt的绝对值|θt|增加的情况下，用户使操纵转向转矩Trq增加。其中，该情况下，马达30的转矩迅速地移至使轮胎角θt的绝对值|θt|减少侧，所以用户为了使轮胎角θt的绝对值|θt|增加需要进一步增大操纵转向转矩Trq。而且，由于用户感到对于使轮胎角θt的绝对值|θt|增加的阻力，所以在末端碰撞产生之前促使让方向盘12向相反方向拐。即使像这样进行控制，虽然也可能存在末端碰撞产生的情况，但在该情况下，也充分地抑制齿条轴18的端部与齿条壳体碰撞时的冲击。

与此相对，以图6的虚线表示不执行图3的处理的情况。该情况下，末端碰撞产生，末端碰撞时存在操纵转向转矩Trq过度增大的担心。根据以上说明的本实施方式，能够得到以下所述的效果。

(1)在轮胎角θt的绝对值变大的情况下，通过固定控制角θc，能够抑制使轮胎角θt的绝对值增大的力亦即施加给操纵转向系统的力。

并且，由于固定控制角θc这样的简单的操作是与操作指令电流id*、iq*的情况相比简单的处理，所以能够使用于抑制施加给操纵转向系统的力的处理简单化。

(2)将上述规定值θtth设定为末端碰撞产生之前的轮胎角θt的绝对值。由此，能够在末端碰撞产生之前，减少欲使轮胎角θt的绝对值增加的马达30的转矩。

(3)相对于旋转角度θm的控制角θc的滞后量成为180°为止持续由于轮胎角θt的绝对值成为规定值θtth而开始的固定处理(S26)，其后，以旋转角度θm的变化速度更新了控制角θc(S28)。由此，能够将马达30的转矩以其绝对值与目标操纵转向转矩Trq*相等、其符号与操纵转向转矩的符号相反的方式控制。

(4)轮胎角θt的绝对值成为规定值θtth之后，由于马达30的旋转速度ω的符号反转，从而再次固定控制角θc(S32)，由于旋转角度θm与控制角θc一致，从而以旋转角度θm的变化速度更新了控制角θc(S34)。由此，能够使控制角θc复原至旋转角度θm。

图7表示本发明的第二实施方式中的ECU40的控制框图。此外，在图7所示的处理中，为了方便，对与图2所示的处理对应的部分附加同一符号。

如图7所示，在本实施方式中，由目标操纵转向转矩设定电路50设定的目标操纵转向转矩Trq*被输入到限制处理电路80，并在规定的条件下进行了修正之后，输出给指令电流设定电路52。由此，通过指令电流设定电路52基于目标操纵转向转矩Trq*的修正后的值来设定q轴的指令电流iq*，所以指令电流iq*被限制为限制电流值。

这里，限制处理电路80在通过角度操作处理电路70而使变更标志F为1的整个期间，将目标操纵转向转矩Trq*限制为限制转矩Tg。这里，限制转矩Tg被设定为用户输入给方向盘12的操纵转向转矩Trq的假定最大值。

图8表示限制处理电路80以及角度操作处理电路70为中心执行的角度操作处理以及限制处理的顺序。此外，在图8中，为了方便，对与图3所示的处理对应的处理附加同一步骤编号。

在图8所示的一系列的处理中，在通过角度操作处理电路70判断为轮胎角θt的绝对值|θt|在规定值θtth以上的情况下(S16：是)，角度操作处理电路70使变更标志F为1，限制处理电路80根据限制转矩Tg对目标操纵转向转矩Trq*进行保护处理(S20a)。

由此，如图9以实线所示的那样，马达30的转矩的绝对值的最大值被限制为限制转矩Tg。因此，相对于旋转角度θm的控制角θc的滞后量为180°时的马达30的转矩为－Tg。这里，如上述那样，限制转矩Tg是操纵转向转矩Trq的假定最大值。因此，用户不能够使方向盘12向使轮胎角θt的绝对值增加的方向拐弯。

而且该情况下，通过指令电流设定电路52设定的指令电流iq*与不对目标操纵转向转矩Trq*进行保护处理的情况相比较被限制，在马达30流通的电流的绝对值被限制。因此，能够抑制马达30、转换开关INV等的发热。

图10表示第三实施方式中的ECU40的控制框图。此外，在图10所示的处理中，为了方便，对与图7所示的处理对应的部分附加同一符号。

在本实施方式中，限制处理电路80根据在马达30流通的电流iu、iv、iw和操纵转向转矩Trq对限制转矩Tg进行可变设定。这里，使限制转矩Tg根据操纵转向转矩Trq可变是因为在适合地抑制轮胎角θt的绝对值增加的方面需要的转矩根据操纵转向转矩Trq决定。这里，例如使限制转矩Tg为操纵转向转矩Trq的规定数(＞0)倍即可。另外，电流iu、iv、iw是与马达30、转换开关INV的温度具有相关性的参数。但是，在本实施方式中，由于将马达30以及转换开关INV和ECU40作为马达单元MCU一体封装化，所以电流iu、iv、iw也成为与ECU40的温度具有相关性的参数。在本实施方式中，电流iu、iv、iw的振幅值越大，马达30、转换开关INV、ECU40的温度越高，越将限制转矩Tg设定为较小的值。此外，此时，期望上述规定数倍在1以上，但在估计为温度过高的情况下，也能够不满1。

此外，上述各实施方式也可以如以下那样进行变更来实施。轮胎角获取处理电路并不限定于基于马达的旋转角度θm的相加值计算轮胎角θt。例如，也可以具备检测转向角的传感器，并基于该传感器的检测值的相加值计算轮胎角θt。另外并不必须通过对旋转角度θm的相加值、转向角的相加值乘以规定的系数来计算轮胎角。例如，也可以将上述相加值本身作为轮胎角θt的等效值利用。此外，该情况下，在操纵转向控制装置安装使规定相对于转向角的变化量的轮胎角的变化量的传动比可变的传动比可变装置的情况下，通过根据传动比对与上述等效值比较的规定值进行可变设定，能够不管传动比都判断轮胎角θt的绝对值成为规定值以上。

另外，作为轮胎角的等效值，并不限定于旋转角度θm、转向角的相加值，例如，也可以是检测齿条轴18的端部与齿条壳体的距离的传感器的检测值。该情况下，轮胎角获取处理电路仅获取检测值，不执行计算的处理。

对于旋转角获取处理电路(69)，在上述实施方式中，解析器32输出电角度的检测值，并在步骤S10中获取该检测值，但并不限定于此。例如也可以解析器32输出机械角的检测值，并在ECU40中，根据机械角计算电角度。

对于转换处理电路(54、64)，例如，也可以不进行电流反馈控制，在设定作为用于开环控制为指令电流id*、iq*的操作量的指令电压vd*、vq*的情况下，作为转换处理电路，具备作为将其转换到固定坐标系的固定转换处理电路的uvw转换电路64，并且不具备作为旋转转换处理电路的dq转换电路54。

另外，电流反馈控制电路60、62输出的指令电压vd*、vq*利用公知的非干扰项、感应电压补偿项等开环操作量被修正的情况下，作为固定转换处理电路的uvw转换电路64将修正后的值作为转换对象即可。

作为具备作为旋转转换处理电路的dq转换电路54以及作为固定转换处理电路的uvw转换电路64双方的装置，并不限定于以上述方式进行电流反馈控制的装置。例如，也可以进行基于dq转换电路54输出的电流id、iq预测在假定为转换开关INV的多个开关模式的每一个的情况下在马达30流通的未来的电流，并基于预测结果决定实际的开关模式的模型预测控制。这里，电流的预测使用旋转角度(控制角)。虽然该旋转角度存在为了预测旋转角度θm而使其提前的情况，但通过使其变化速度变化，能够得到比照上述实施方式的效果。

对于角度操作处理电路，在上述实施方式中，到控制角θc相对于旋转角度θm滞后180°为止使控制角θc为固定值，但并不限定于此。例如，也可以到滞后量成为A°(90＜A＜270)为止使其为固定值，其后，将控制角θc更新旋转角度θm的更新量。

也可以代替到控制角θc与旋转角度θm的差成为180°为止固定控制角θc，而以与旋转角度θm的变化速度对应的更新量的两倍更新控制角θc。该情况下，以到上述差成为180°为止在马达30流通的电流的d轴分量成为正的方式进行控制。

在上述实施方式中，在马达30反转的情况下，到控制角θc与旋转角度θm一致为止固定控制角θc，但并不限定于此。例如也可以在马达30反转的情况下，立即使控制角θc与旋转角度θm一致。

对于限制处理电路，在上述第三实施方式(图10)中，基于在马达30流通的电流，估计马达30、转换开关INV、操作电路(ECU40)的温度，但并不限定于此。例如也可以使用温度传感器的检测值。

在上述实施方式中，将目标操纵转向转矩Trq*的绝对值作为直接的限制对象，但并不限定于此，例如也可以将q轴的指令电流iq*的绝对值等在马达30流通的电流的指令值的绝对值作为直接的限制对象。

对于规定值θtth的设定，在上述实施方式中，将规定值θtth设定为比轮胎角θt的绝对值成为最大值时的值小指定值的值，并使指定值在360°以上，但并不限定于此。另外例如，也可以使规定值θtth为上述最大值。在该情况下，若考虑操纵转向系统的机械间隙(游隙)，则也存在到达规定值θtth之后马达30还可能稍微旋转的情况，该情况下，能够起到比照上述实施方式的效果。

对于指令电流设定电路，在上述实施方式中，使d轴的指令电流id*为零，但并不限定于此。例如也可以在旋转速度ω的绝对值较大的情况下，为了进行弱磁控制而将d轴的指令电流id*的绝对值设定为比零大的值。该情况下，通过操作控制角θc，指令电流向量(id*、iq*)与q轴所成的角度变化，由于所成的角度成为90°而在马达30不产生转矩。而且，所成的角度在比90°大且比270°小的范围内，马达30的转矩的符号与操纵转向转矩Trq的符号相反。

对于同步电动机并不限定于SPMSM。例如也可以是IPMSM。并且，也可以是绕组励磁型同步机。

对于电力转换电路，并不限定于上述实施方式的转换开关INV，也可以是三级转换开关。另外，并不限定于具备对直流电压源(电池39)的正极以及负极的每一个与旋转电机的各端子之间进行开闭的开关元件S￥#。例如，也可以在旋转电机的各端子的每一个连接与公知的DCDC转换器相同的电路构成的电路。在该情况下，通过使这些转换器的输出电压高速地变化，也能够将该输出电压作为指令电压v￥*，能够得到比照上述实施方式的效果。

对于马达单元，并不限定于将马达30、转换开关INV以及ECU40一体封装化的单元。例如，也可以将马达30以及转换开关INV一体封装化，另一方面对于ECU40具备其它的壳体。另外例如，也可以将转换开关INV以及ECU40一体封装化，另一方面对于马达30作为独立体。

Claims (10)

1.一种操纵转向控制装置，其特征在于，具备：

辅助处理电路，其为了通过同步电动机的转矩生成操纵转向的辅助力而操作与同步电动机连接的电力转换电路；

轮胎角获取处理电路，其获取车辆的轮胎角以及其等效值的任意一个；

旋转角获取处理电路，其获取所述同步电动机的旋转角度；

转换处理电路，其根据基于所述同步电动机的旋转角度决定的控制角，对计算所述辅助处理电路输出给所述电力转换电路的操作信号的过程中的中间变量进行坐标转换；以及

角度操作处理电路，其在所述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值不满规定值的情况下，使所述控制角的变化速度与通过所述旋转角获取处理电路获取的旋转角度的变化速度变得相同，并且在所述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值在所述规定值以上的情况下，使所述控制角的变化速度从通过所述旋转角获取处理电路获取的旋转角度的变化速度变更。

2.根据权利要求1所述的操纵转向控制装置，其特征在于，

所述规定值设定为所述轮胎角的绝对值成为比该轮胎角的最大值小指定值的值时的所述轮胎角以及其等效值的任意一个值。

3.根据权利要求1或者2所述的操纵转向控制装置，其特征在于，

所述角度操作处理电路在变更所述控制角的变化速度的处理开始后，在所述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值进一步增大的情况下，控制所述控制角的变化速度以便所述同步电动机的转矩的符号成为使所述绝对值减小的符号。

4.根据权利要求3所述的操纵转向控制装置，其特征在于，

所述角度操作处理电路在所述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值在规定值以上的情况下，固定所述控制角直到所述控制角相对于由所述旋转角获取处理电路获取的旋转角度滞后规定的滞后量为止，其后由于滞后所述规定的滞后量，而根据由所述旋转角获取处理电路获取的旋转角度的变化速度更新所述控制角，

所述规定的滞后量是所述控制角进入通过所述同步电动机生成与成为所述规定值以上的时刻的转矩的符号相反的符号的转矩的角度区域内的滞后量。

5.根据权利要求4所述的操纵转向控制装置，其特征在于，

所述角度操作处理电路在变更所述控制角的变化速度的处理开始后，在所述同步电动机的旋转反转的情况下，固定所述控制角直到该控制角与所述旋转角获取处理电路获取的旋转角度一致为止，其后由于使所述控制角与所述获取的旋转角度一致而根据所述旋转角度的变化速度更新所述控制角。

6.根据权利要求1、2、4或者5所述的操纵转向控制装置，其特征在于，具备：

电流反馈控制电路，其用于计算将在所述同步电动机流通的电流的旋转坐标系上的值反馈控制为指令值的旋转坐标系的反馈操作量，

所述转换处理电路具备：旋转转换处理电路，其使在所述同步电动机流通的电流的检测值作为输入，并将该检测值转换为旋转坐标系的值；以及固定转换处理电路，其将作为所述电力转换电路施加给所述同步电动机的电压的指令值并且作为根据所述反馈操作量设定的指令值的指令电压转换为固定坐标系的值。

7.根据权利要求1、2、4或者5所述的操纵转向控制装置，其特征在于，具备：

限制处理电路，其在所述轮胎角以及其等效值的任意一个的绝对值成为规定值以上的情况下，将所述同步电动机的电流值限制在限制电流值以下。

8.根据权利要求7所述的操纵转向控制装置，其特征在于，

所述限制电流值为固定值。

9.根据权利要求7所述的操纵转向控制装置，其特征在于，

所述限制处理电路根据操纵转向转矩的检测值对所述限制电流值进行可变设定。

10.根据权利要求7所述的操纵转向控制装置，其特征在于，

所述限制处理电路对所述限制电流值进行可变设定，且在所述限制电流值的可变设定时，参考所述同步电动机、所述电力转换电路、以及该电力转换电路的操作电路的至少一个的温度。