CN110539791B - 转向控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向控制装置(6)，其包括微型计算机(41)，微型计算机(41)配置成：计算扭矩命令值，该扭矩命令值是由马达(21)输出的马达扭矩的目标值；设定限制值，该限制值是扭矩命令值的绝对值的上限；将扭矩命令值的绝对值限制为等于或小于限制值；将马达(21)的驱动控制成使得马达扭矩依循被限制的扭矩命令值；计算转向角度限制值，该转向角度限制值在旋转轴的旋转角度的绝对值超过基于转向装置(1)的转向角度阈值时基于旋转轴(11)的旋转角度的绝对值和旋转轴(11)的角速度的绝对值的增大而减小，其中，转向轴(11)的旋转角度能够被转换成转向轮(3)的转动角度；以及将限制值设定为等于或小于所述转向角度限制值的值。

Description

转向控制装置

技术领域

本发明涉及转向控制装置。

背景技术

包括具有作为驱动源的马达的致动器的电动助力转向(EPS)系统已知为用于车辆的转向装置。存在下述EPS系统：该EPS系统获取方向盘的转向角度(转向轮的转向角度)作为绝对角度，该绝对角度包括超过360度的范围，并且该EPS系统基于该转向角度执行各种控制。例如，日本未经审查的专利申请公布No.2015-20506(JP 2015-20506A)描述了一种通过在作为齿条轴的端部部分的齿条端部与齿条壳体接触之前增大转向反作用力来减轻端部抵接冲击的EPS系统。

发明内容

在上述JP2015-20506A的配置中，通过从基于转向扭矩和车速的基本电流命令值减去基于转向角度的绝对值计算出的校正值来计算扭矩命令值(q轴电流命令值)，该扭矩命令值是由马达输出的马达扭矩的目标值。校正值可以被设定为较大值，使得当转向角度的绝对值超过齿条端部附近的端部附近转向角度一定量时，由马达施加不能够通过人力进一步转向的转向反作用力。如果由于对转向角度等进行检测的转向传感器的异常使得所获取的转向角度是不正确的值，则即使实际上转向操作未达齿条端附近，转向操作也受到阻碍。关于这一点，仍有改进的余地。

校正值可以基于旋转轴的旋转角度而不是转向角度来计算，旋转轴的旋转角度能够被转换成转向轮的转动角度。然而，如果旋转角度是不正确的值，也会出现同样的问题。

本发明提供一种转向控制装置，该转向控制装置即使在旋转轴的能够转换成转向轮的转动角度的检测到旋转角度是不正确的值时也能够抑制转向操作受到阻碍。

根据本发明的一方面的转向控制装置对转向装置进行控制，通过包括作为驱动源的马达的致动器对转向装置施加马达扭矩，该马达扭矩使联接至转向轮的转向轴进行往复运动。转向控制装置包括微型计算机。微型计算机配置成：计算扭矩命令值，该扭矩命令值是由马达输出的马达扭矩的目标值；设定限制值，该限制值是扭矩命令值的绝对值的上限；将扭矩命令值的绝对值限制为等于或小于限制值；将马达的驱动控制成使得马达扭矩依循被限制的扭矩命令值；计算转向角度限制值，该转向角度限制值在旋转轴的旋转角度的绝对值超过基于转向装置的转向角度阈值时基于旋转轴的旋转角度的绝对值和旋转轴的角速度的绝对值的增大而减小，其中，转向轴的旋转角度能够被转换成转向轮的转动角度；以及将限制值设定为等于或小于转向角度限制值的值。

在上述方面中，转向角度限制值被计算成在旋转轴的能够被转换成转向轮的转动角度的旋转角度的绝对值超过转向角度阈值时减小。作为从马达输出的马达扭矩的目标值的扭矩命令值被限制为等于或小于下述限制值：所述限制值被设定为等于或小于转向角度限制值。扭矩命令值的绝对值仅基于限制值而减小。假设转向角度限制值是基于不正确的旋转角度和角速度计算出的，并且限制值是考虑到转向角度限制值而设定的。即使在这种情况下，也可以抑制当旋转角度不超过转向角度阈值时通过马达施加无法通过人力进一步转向的转向反作用力并且转向操作被阻碍的情况。

在上述方面中，转向角度限制值是基于旋转角度的绝对值和角速度的绝对值来计算的。马达扭矩被限制为等于或小于转向角度限制值。旋转角度在旋转角度超过转向角度阈值时被限制进一步增大，并且角速度在旋转角度超过转向角度阈值时被限制。例如，假设当转向角度阈值被设定为端部附近处的值时，对端部附近进行转向操作。在这种情况下，马达扭矩受到限制，并且旋转轴的旋转角度和角速度受到限制。因此可以适当地减轻端部抵接冲击。

在上述方面中，微型计算机配置成基于从额定扭矩减去角度限制分量和速率限制分量所得的值来计算转向角度限制值，额定扭矩被预先设定为能够由马达输出的马达扭矩，角度限制分量被计算成在旋转角度的绝对值超过转向角度阈值时基于旋转角度的绝对值的增大而增大，并且速率限制分量被计算成基于角速度相对于基于旋转角度的绝对值的上限角速度的超出量的增大而增大。

在上述配置中，转向角度限制值是通过从额定扭矩减去角度限制分量和速率限制分量来计算的。因此，可以容易地计算出能够在旋转角度超过转向角度阈值时限制旋转角度进一步增大并且限制角速度的转向角度限制值。

在上述配置中，角度限制分量和速率限制分量中的至少一者可以被计算成基于车速的增大而减小。通过上述配置，当车速较高时，转向角度限制值不倾向于减小。因此，例如，在高速行驶期间并且当进行紧急转向操作以避开障碍物时，抑制限制值减小，可以抑制转向操作受到阻碍。

在上述方面中，微型计算机可以配置成将另一限制值和转向角度限制值中的最小者设定为限制值。此处，所述另一限制值可以基于不同于旋转角度和角速度的状态量来设定。

通过上述配置，除了旋转角度超过转向角度阈值的状态之外还考虑了马达扭矩需要被限制的状态而对限制值进行设定。因此，可以基于各种状态适当地限制马达扭矩。由于所述另一限制值和转向角度限制值中的最小者被设定为限制值，因而限制值不超过转向角度限制值。例如，当转向角度限制值被设定为端部附近处的值时，可以适当地减轻端部抵接冲击。

通过上述方面，当旋转轴的能够被转换成转向轮的检测到的转动角度的旋转角度是不正确的值时，可以抑制转向操作受到阻碍。

附图说明

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业重要性，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是电动助力转向系统的示意图；

图2是转向控制装置的框图；

图3是限制值设定单元的框图；以及

图4是示出了由马达输出的马达扭矩(q轴电流命令值)与转速(控制角速度)之间的关系(N-T特性)的示例的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来描述转向控制装置的实施方式。如图1中所示，用作要被控制的转向装置的电动助力转向(EPS)系统1具有转向机构4，转向机构4基于驾驶员对方向盘2的操作来使转向轮3转向。EPS系统1包括EPS致动器5和转向控制装置6，EPS致动器5用作向转向机构4施加辅助力以辅助转向操作的致动器，转向控制装置6控制EPS致动器5的操作。

转向机构4包括：转向轴11，方向盘2固定至转向轴11；齿条轴12，齿条轴12用作根据转向轴11的旋转沿轴向方向进行往复运动的转向轴；以及齿条壳体13，齿条壳体13呈大体筒形形状，并且齿条轴12插入齿条壳体13中以便能够进行往复运动。转向轴11通过将柱轴14、中间轴15和小齿轮轴16联接而形成，柱轴14、中间轴15和小齿轮轴16从方向盘2侧以柱轴14、中间轴15和小齿轮轴16的顺序设置。

齿条轴12和小齿轮轴16以在齿条轴12与小齿轮轴16之间形成规定的交叉角度的方式布置在齿条壳体13中，并且形成在齿条轴12上的齿条齿部12a与形成在小齿轮轴16上的小齿轮齿部16a彼此啮合，由此提供齿条-小齿轮式机构17。拉杆19经由齿条端部18以可旋转的方式联接至齿条轴12的相反两端，其中，齿条端部18包括设置在轴端部部分上的球形接头。拉杆19的远端端部联接至未示出的转向节，转向轮3安装至该转向节。在EPS系统1中，转向轴11的根据转向操作的旋转通过齿条-小齿轮式机构17转换成齿条轴12的轴向运动。该轴向运动经由拉杆19被传递至转向节，并且因此改变了转向轮3的转动角度、即改变了车辆的移动方向。

齿条端部18抵接齿条壳体13的左端部的位置是能够进行转向操作的最靠右位置。可以将该同一位置视为用作右端位置的齿条端部位置。齿条端部18抵接齿条壳体13的右端部的位置是能够进行转向操作的最靠左位置。可以将该同一位置视为用作左端位置的齿条端部位置。

EPS致动器5包括作为驱动源的马达21以及减速机构22，减速机构22比如为联接至马达21以及柱轴14的蜗杆和蜗轮。EPS致动器5利用减速机构22使从马达21输出的转速降低并将该旋转传递至柱轴14，以便将马达扭矩Tm作为辅助力施加至转向机构4。采用三相无刷马达作为本实施方式的马达21。

转向控制装置6连接有对车辆的车速SPD进行检测的车速传感器31和对根据驾驶员的转向操作施加至转向轴11的转向扭矩Ts进行检测的扭矩传感器32。转向控制装置6连接有旋转传感器33，该旋转传感器33对马达21的作为在0度至360度的范围内的相对角度的马达角度θm进行检测。转向扭矩Ts和马达角度θm在转向操作沿一个方向(在该实施方式中为右)进行时被检测为正值，并且在转向操作沿另一方向(在该实施方式中为左)进行时被检测为负值。转向控制装置6基于指示从传感器输入的状态量的信号和指示马达21的状态量的信号来向马达21提供驱动电力。以此方式，转向控制装置6控制EPS致动器5的操作、即控制施加至转向机构4辅助力，使得齿条轴12进行往复运动。

如图2中所示，转向控制装置6包括输出控制信号的微型计算机41和基于该控制信号向马达21供应驱动电力的驱动电路42。具有多个开关元件(比如，场效应晶体管(FET))的已知的PWM逆变器用作本实施方式的驱动电路42。由微型计算机41输出的控制信号限定开关元件的接通状态和断开状态。开关元件响应于控制信号被接通或断开，并且切换对每个相的马达线圈的导电模式。因此，来自车载电源43的直流电力被转换成三相驱动电力，并且转换后的驱动电力被输出至马达21。下面描述的控制块通过由微型计算机41执行的计算机程序来实现。以规定的采样周期(检测周期)检测状态量，并且每隔规定的计算周期执行在下述控制块中指示的计算处理。

上文描述的车速SPD、转向扭矩Ts和马达21的马达角度θm被输入至微型计算机41。马达21的各相的相电流值I被输入至微型计算机41。相电流值I由设置在位于驱动电路42与三相马达线圈之间的连接线44上的电流传感器45来检测。为了便于说明，将三相连接线统一示出为一条连接线，并且将相电流传感器45统一示出为一个电流传感器45。微型计算机41连接有对车载电源43的电源电压Vb进行检测的电压传感器46。微型计算机41基于状态量输出控制信号。

具体地，微型计算机41包括电流命令值计算单元51和控制信号输出单元52。电流命令值计算单元51计算供应至马达21的电力的目标值，即，与目标辅助力相对应的电流命令值Id*、Iq*。控制信号输出单元52基于电流命令值Id*、Iq*输出控制信号。电流命令值Id*、Iq*是要供应至马达21的电流的目标值。电流命令值Id*、Iq*分别指示d/q坐标系中的d轴电流命令值和q轴电流命令值。q轴电流命令值Iq*被认为是作为马达21的输出扭矩的目标值的扭矩命令值，并且电流命令值计算单元51被认为是扭矩命令值计算单元。在该实施方式中，d轴电流命令值Id*基本上固定为零。

微型计算机41具有控制转向角度计算单元53，该控制转向角度计算单元53基于马达21的马达角度θm来计算控制转向角度θs，该控制转向角度θs指示作为旋转轴的转向轴11的旋转角度(转向角度)。旋转角度(转向角度)能够被转换成转向轮3的转动角度。控制转向角度计算单元53在齿条轴12处于作为起始位置(零度)的转向中间位置处时对马达21的转数以及控制转向角度θs进行累计(计数)。控制转向角度计算单元53基于转数和马达角度θm来计算作为包括超过360度的范围的绝对角度的控制转向角度θs。类似于马达21的马达角度θm，控制转向角度θs在控制转向角度θs是从转向中间位置沿一个方向的旋转角度时被设定为正值，而控制转向角度θs在控制转向角度θs是沿另一方向的旋转角度时被设定为负值。电流命令值Id*、Iq*在辅助转向朝向一个方向时被设定为正值，而电流命令值Id*、Iq*在辅助转向朝向另一方向时被设定为负值。微型计算机41具有限制值设定单元54和存储器55，其中，限制值设定单元54设定作为q轴电流命令值Iq*的上限的限制值Ig。与额定扭矩一致的额定电流Ir存储在存储器55中，其中，额定扭矩预先设定为马达21能够输出的马达扭矩。

更具体地，电流命令值计算单元51具有基本辅助计算单元61和保护处理单元62。基本辅助计算单元61计算作为q轴电流命令值Iq*的基本分量的基本电流命令值Ias*。保护处理单元62将基本电流命令值Ias*(q轴电流命令值Iq*)的绝对值限制为等于或小于限制值Ig。

转向扭矩Ts和车速SPD被输入至基本辅助计算单元61。接着，基本辅助计算单元61基于转向扭矩Ts和车速SPD计算基本电流命令值Ias*。具体地，由基本辅助计算单元61计算的基本电流命令值Ias*的绝对值随着转向扭矩Ts的绝对值变大且车速SPD变低而变大。以此方式计算的基本电流命令值Ias*被输入至保护处理单元62。

除了基本电流命令值Ias*之外，由如下所述的限制值设定单元54设定的限制值Ig也被输入至保护处理单元62。当输入的基本电流命令值Ias*的绝对值等于或小于限制值Ig时，保护处理单元62将基本电流命令值Ias*作为q轴电流命令值Iq*原样地输出至控制信号输出单元52。相反，当输入的基本电流命令值Ias*的绝对值大于限制值Ig时，保护处理单元62将基本电流命令值Ias*的绝对值限制为限制值Ig并将被限制的基本电流命令值Ias*作为q轴电流命令值Iq*输出至控制信号输出单元52。

控制信号输出单元52基于电流命令值Id*、Iq*、相电流值I和马达21的马达角度θm来执行d/q坐标系中的电流反馈控制并生成控制信号。具体地，控制信号输出单元52基于马达角度θm将相电流值I映射到d/q坐标系上并计算d轴电流值和q轴电流值，d轴电流值和q轴电流值是马达21在d/q坐标系中的实际电流值。控制信号输出单元52执行电流反馈控制并产生控制信号，使得d轴电流值依循d轴电流命令值Id*并使得q轴电流值依循q轴电流命令值Iq*。控制信号被输出至驱动电路42，并且基于该控制信号将驱动电力供应至马达21。因此，马达21的驱动被控制成使得由马达21输出的马达扭矩依循基于q轴电流命令值Iq*的扭矩命令值。

将对限制值设定单元54的配置进行描述。存储在存储器55中的控制转向角度θs、车速SPD、电源电压Vb和额定电流Ir被输入至限制值设定单元54。限制值设定单元54基于上述状态量来设定限制值Ig。

具体地，如图3中所示，限制值设定单元54包括转向角度限制值计算单元71、电压限制值计算单元72和最小值选择单元73。转向角度限制值计算单元71基于控制转向角度θs来计算转向角度限制值Ien。电压限制值计算单元72基于电源电压Vb来计算电压限制值Ivb。最小值选择单元73选择转向角度限制值Ien和电压限制值Ivb中的较小者。

控制转向角度θs、车速SPD和额定电流Ir被输入至转向角度限制值计算单元71。转向角度限制值计算单元71在控制转向角度θs的绝对值超过如下所述的端部附近转向角度θne时基于状态量来计算转向角度限制值Ien，转向角度限制值Ien随着控制角速度ωs的绝对值(转向速率)和控制转向角度θs的绝对值的增大而减小。此处，通过对控制转向角度θs进行微分运算来获取控制角速度ωs。以此方式计算出的转向角度限制值Ien被输出至最小值选择单元73。端部附近转向角度θne设定成使得绝对值指示比齿条端部位置处的控制转向角度θs小规定角度θ1的角度。规定角度θ1是相对小的角度，使得端部附近转向角度θne不会与齿条端部位置间隔开太远。

电源电压Vb被输入至电压限制值计算单元72。当电源电压Vb的绝对值等于或小于预先设定的电压阈值Vth时，电压限制值计算单元72计算比用于供应额定电流Ir的额定电压小的电压限制值Ivb。具体地，当电源电压Vb的绝对值等于或小于电压阈值Vth时，电压限制值计算单元72基于电源电压Vb的绝对值的减小来计算具有较小绝对值的电压限制值Ivb。以此方式计算的电压限制值Ivb被输出至最小值选择单元73。

最小值选择单元73选择所输入的转向角度限制值Ien和电压限制值Ivb中的较小者作为限制值Ig并将限制值Ig输出至保护处理单元62(参见图2)。将描述转向角度限制值计算单元71的配置。

转向角度限制值计算单元71包括端部间隔角度计算单元81和角度限制分量计算单元82。端部间隔角度计算单元81计算端部间隔角度Δθ，端部间隔角度Δθ是最新计算周期期间的控制转向角度θs与左齿条端部位置或右齿条端部位置中的一者处的控制转向角度θs之差。角度限制分量计算单元82计算角度限制分量Iga，角度限制分量Iga是基于端部间隔角度Δθ设定的电流(扭矩)限制量。转向角度限制值计算单元71包括超出角速度计算单元83和速率限制分量计算单元84。超出角速度计算单元83计算超出角速度ωo，超出角速度ωo是控制角速度ωs相对于基于端部间隔角度Δθ设定的上限角速度ωlim的超出量。速率限制分量计算单元84计算速率限制分量Igs，速率限制分量Igs是基于超出角速度ωo设定的电流(扭矩)限制量。

具体地，控制转向角度θs被输入至端部间隔角度计算单元81。端部间隔角度计算单元81计算最新计算周期期间的控制转向角度θs与左齿条端部处的控制转向角度θs之差、以及最新计算周期期间的控制转向角度θs与右齿条端部位置处的控制转向角度θs之差。端部间隔角度计算单元81将计算出的差中较小者的绝对值作为端部间隔角度Δθ输出至角度限制分量计算单元82和超出角速度计算单元83。

端部间隔角度Δθ和车速SPD被输入至角度限制分量计算单元82。角度限制分量计算单元82具有对端部间隔角度Δθ、车速SPD与角度限制分量Iga之间的关系进行设定的映射。角度限制分量计算单元82根据该映射并基于端部间隔角度Δθ和车速SPD来计算角度限制分量Iga。在该映射中，角度限制分量Iga在端部间隔角度Δθ为零时最大并且随端部间隔角度Δθ的增大而成比例地减小。角度限制分量Iga在端部间隔角度Δθ大于规定角度θ1时(当控制转向角度θs的绝对值大于端部附近转向角度θne时)被设定为零。该映射设定成使得在端部间隔角度Δθ等于或小于规定角度θ1的区域中角度限制分量Iga随着车速SPD增大而减小。以此方式计算的角度限制分量Iga被输出至减法器85。

通过对端部间隔角度Δθ和控制转向角度θs进行微分运算而获取的控制角速度ωs被输入至超出角速度计算单元83。超出角速度计算单元83具有上限角速度计算单元91，端部间隔角度Δθ被输入至上限角速度计算单元91。上限角速度计算单元91具有对端部间隔角度Δθ与上限角速度ωlim之间的关系进行设定的映射。上限角速度计算单元91根据该映射并基于端部间隔角度Δθ计算上限角速度ωlim。在该映射中，上限角速度ωlim设定成使得上限角速度ωlim在端部间隔角度Δθ为零时最小，并且上限角速度ωlim随端部间隔角度Δθ的增大而成比例地增大。上限角速度ωlim设定成当端部间隔角度Δθ大于规定角度θ1时恒定于预先设定的值处，其中，该值是马达21能够旋转的最大角速度。

当控制角速度ωs的绝对值大于在上限角速度计算单元91中计算的上限角速度ωlim时，超出角速度计算单元83将控制角速度ωs相对于上限角速度ωlim的超出量作为超出角速度ωo输出至速率限制分量计算单元84。相反，当控制角速度ωs的绝对值等于或小于上限角速度ωlim时，超出角速度计算单元83将显示为零的超出角速度ωo输出至速率限制分量计算单元84。具体地，超出角速度计算单元83具有最小值选择单元92，上限角速度ωlim和控制角速度ωs被输入至最小值选择单元92。最小值选择单元92选择上限角速度ωlim的绝对值和控制角速度ωs的绝对值中的较小者并将较小的绝对值输出至减法器93。在减法器93中，超出角速度计算单元83随后从控制角速度ωs的绝对值减去最小值选择单元92的输出值并计算超出角速度ωo。以此方式，在最小值选择单元92中，选择上限角速度ωlim的绝对值和控制角速度ωs的绝对值中的较小者。当控制角速度ωs等于或小于上限角速度ωlim时，从减法器93中的控制角速度ωs减去控制角速度ωs，因此，超出角速度ωo为零。相反，当控制角速度ωs大于上限角速度ωlim时，从减法器93中的控制角速度ωs的绝对值减去上限角速度ωlim，并且超出角速度ωo是控制角速度ωs相对于上限角速度ωlim的超出量。

超出角速度ωo和车速SPD被输入至速率限制分量计算单元84。速率限制分量计算单元84具有对超出角速度ωo与速率限制分量Igs之间的关系进行设定的映射。速率限制分量计算单元84根据该映射并基于超出角速度ωo和车速SPD来计算速率限制分量Igs。在该映射中，速率限制分量Igs设定成使得速率限制分量Igs在超出角速度ωo为零时最小，并且使得速率限制分量Igs随超出角速度ωo的增大而成比例地增大。该映射设定成使得速率限制分量Igs基于车速SPD的增大而减小。以此方式计算的速率限制分量Igs被输出至减法器86。

额定电流Ir被输入至减法器85，角度限制分量Iga被输入至减法器85。转向角度限制值计算单元71将从额定电流Ir减去角度限制分量Iga得到的值输出至减法器86，速率限制分量Igs被输入至减法器86。在减法器86中，从减法器85的输出值减去速率限制分量Igs，即从额定电流Ir减去角度限制分量Iga和速率限制分量Igs。然后，转向角度限制值计算单元71将减后值作为转向角度限制值Ien输出至最小值选择单元73。

下面将描述由于将转向角度限制值Ien设定为限制值Ig而造成的端部抵接冲击的减轻。图4示出了马达扭矩Tm(q轴电流命令值Iq*)与马达21输出的转速N(控制角速度ωs)之间的关系(N-T特性)的示例。如图4中所示，马达扭矩Tm随转速N的增大而成比例地减小。这是由于感应电压随着转速N的增大而增大，感应电压随着转速N的增大而增大导致电流较少地供应至马达21。例如，假设电源电压Vb不降低，控制转向角度θs靠近转向中间位置，并且限制值Ig等于额定电流Ir(当q轴电流命令值Iq*不受限制时)。在这种情况下，能够从马达21输出由被图4中的实线围绕的区域中的关系所指示的马达扭矩Tm和转速N。

假设上限角速度ωlim达到规定上限角速度ωlim1，并且限制值Ig被设定为比额定电流Ir小的转向角度限制值Ien，因为对齿条端部附近进行转向操作。如上所述，转向角度限制值Ien是从额定电流Ir减去角度限制分量Iga和速率限制分量Igs得到的值。马达扭矩Tm基于端部间隔角度Δθ的大小被角度限制分量Iga限制并且基于控制角速度ωs相对于规定上限角速度ωlim1的超出量被速率限制分量Igs限制。因此，只能够从马达21输出由被长双点划线包围的区域中的关系指示的马达扭矩Tm和转速N。因此，当基于由驾驶员施加的转向扭矩Ts的基本电流命令值Ias*位于由长双点划线包围的区域之外时，由马达21供应的辅助力是不足的并且驾驶员的转向操作受到阻碍，并因此减轻了端部抵接冲击。在本实施方式中，不仅端部间隔角度Δθ在端部间隔角度Δθ等于或小于规定角度θ1时被限制减小，而且控制角速度ωs在端部间隔角度Δθ等于或小于规定角度θ1时也受到限制，并因此减轻端部抵接冲击。

将描述该实施方式的功能和效果。转向角度限制值Ien被计算成当控制转向角度θs的绝对值超过端部附近转向角度θne时减小。q轴电流命令值Iq*被限制为等于或小于被设定为等于或小于转向角度限制值Ien的限制值Ig。在该实施方式中，q轴电流命令值Iq*的绝对值仅基于限制值Ig而减小。假设转向角度限制值Ien是基于不正确的控制角速度ωs和控制转向角度θs计算出的，并且转向角度限制值Ien被设定为限制值Ig。即使在这种情况下，也可以抑制如下所述的情形：在控制转向角度θs不超过端部附近转向角度θne时由马达21施加无法通过人力进一步转向的转向反作用力并且转向操作被阻碍。

转向角度限制值Ien是基于控制转向角度θs的绝对值和控制角速度ωs的绝对值计算出的。马达扭矩Tm被限制为等于或小于限制值Ig。控制转向角度θs在控制转向角度θs超过端部附近转向角度θne时被限制进一步增大，并且控制角速度ωs在控制转向角度θs超过端部附近转向角度θne时也受到限制。由于在对端部附近进行转向操作时限制了马达扭矩Tm，因而控制转向角度θs和控制角速度ωs受到限制，因此，可以适当地减轻端部抵接冲击。

转向角度限制值计算单元71通过从额定电流Ir减去角度限制分量Iga和速率限制分量Igs来计算转向角度限制值Ien。因此，当控制转向角度θs超过端部附近转向角度θne时，可以限制控制转向角度θs进一步增大，并且可以容易地计算出能够限制控制角速度ωs的转向角度限制值Ien。

角度限制分量Iga和速率限制分量Igs被计算成基于车速SPD的增大而减小。因此，当车速SPD较高时，转向角度限制值Ien不倾向于减小。因此，例如，在高速行驶期间并且当进行紧急转向操作以避开障碍物时，抑制限制值Ig减小，可以抑制转向操作受到阻碍。

限制值设定单元54将基于电源电压Vb设定的电压限制值Ivb和转向角度限制值Ien中的较小者设定为限制值Ig。因此，除了可以基于控制转向角度θs超过端部附近转向角度θne的状态之外，还可以基于电源电压Vb减小的状态来适当地限制马达扭矩Tm。由于电压限制值Ivb和转向角度限制值Ien中的较小者被设定为限制值Ig，因而限制值Ig不超过转向角度限制值Ien，并且因此可以适当地减轻端部抵接冲击。

可以如下修改实施方式。实施方式和修改可以在没有技术矛盾的程度上彼此组合。在上述实施方式中，限制值设定单元54包括转向角度限制值计算单元71和电压限制值计算单元72。然而，该配置不限于此，并且微型计算机41可以包括作为并联功能的限制值设定单元54、转向角度限制值计算单元71和电压限制值计算单元72。限制值设定单元54可以用作保护处理单元62。保护处理单元62可以用作限制值设定单元54、转向角度限制值计算单元71和电压限制值计算单元72。微型计算机41的控制块的配置可以根据需要改变。

在上述实施方式中，将基于限制值Ig对基本电流命令值Ias*应用保护处理得到的值设定为q轴电流命令值Iq*。然而，q轴电流命令值Iq*不限于此，并且可以是基于限制值Ig对基本电流命令值Ias*应用保护处理而得到的值，其中，基本电流命令值Ias*被补偿例如基于转向扭矩Ts的微分值的补偿量。

在该实施方式中，限制值设定单元54具有电压限制值计算单元72，电压限制值计算单元72基于电源电压Vb来计算电压限制值Ivb。然而，限制值设定单元54不限于此，并且限制值设定单元54可以具有附加于或替代电压限制值计算单元72的基于另一状态量来计算另一限制值的另一计算单元。例如，可以设置过热保护限制值计算单元，过热保护限制值计算单元基于马达21的温度上升来计算较小的过热保护限制值。在这种情况下，最小值选择单元73将转向角度限制值Ien、电压限制值Ivb和过热保护限制值中的最小值设置为限制值Ig。

在上述实施方式中，限制值设定单元54不必具有电压限制值计算单元72，并且可以将转向角度限制值Ien原样设定为限制值Ig。在上述实施方式中，角度限制分量Iga可以是恒定的，而不管车速SPD如何。速率限制分量Igs可以是恒定的，而不管车速SPD如何。

在上述实施方式中，将从额定电流Ir减去角度限制分量Iga和速率限制分量Igs得到的值设定为转向角度限制值Ien。然而，转向角度限制值Ien不限于此，并且可以根据需要改变计算模式，只要转向角度限制值Ien被计算成基于控制转向角度θs的绝对值和控制角速度ωs的绝对值的增大而减小即可。

在上述实施方式中，转向角度阈值可以以不同于端部附近转向角度θne的角度来设定。在上述实施方式中，控制转向角度计算单元53在齿条轴12处于作为原点位置的转向中间位置时对马达21的转数以及控制转向角度θs进行累计。然后，控制转向角度计算单元53基于转数和马达角度θm计算控制转向角度θs。然而，该配置不限于此，并且可以基于以处于齿条端部位置的控制转向角度作为原点位置的转数以及马达角度θm来计算控制转向角度和端部间隔角度，并且可以例如基于计算出的控制转向角度和端部间隔角度来计算限制值Ig。控制转向角度的原点位置可以在制造车辆时预先存储，或者可以通过例如通过转向操作学习来设定。

在上述实施方式中，控制转向角度θs是基于马达21的马达角度θm计算出的。然而，该配置不限于此，并且可以设置下述传感器：所述传感器对作为旋转轴的转向轴11的作为绝对角度的旋转角度进行检测，转向轴11的旋转角度能够被转换成转向轮3的转动角度，并且可以基于传感器的检测到的值来计算限制值Ig。

在上述实施方式中，由转向控制装置6控制的对象是如下类型的EPS系统1：其中，通过EPS致动器5将马达扭矩Tm施加至柱轴14。然而，要被控制的对象不限于此，并且要被控制的对象可以是例如经由滚珠丝杠螺母将马达扭矩Tm施加至齿条轴12的类型的转向装置。要被控制的对象不限于EPS系统，并且要被控制的对象可以是由驾驶员操作的转向单元与使转向轮转向的转向单元机械地分开的线控转向型转向装置。设置在转动单元中的转动致动器的马达的扭矩命令值(q轴电流命令值)可以如在该实施方式中那样被限制为等于或小于限制值Ig。

下面将描述可以从上述实施方式和修改开发的技术构思。在转向控制装置中，另一限制值包括基于电源电压计算的电压限制值。

Claims (4)

1.一种转向控制装置(6)，所述转向控制装置(6)对转向装置(1)进行控制，通过包括作为驱动源的马达(21)的致动器(5)对所述转向装置(1)施加使联接至转向轮(3)的转向轴(12)进行往复运动的马达扭矩，所述转向控制装置(6)的特征在于包括微型计算机(41)，所述微型计算机(41)配置成：计算扭矩命令值，所述扭矩命令值是由所述马达(21)输出的马达扭矩的目标值；设定限制值，所述限制值是所述扭矩命令值的绝对值的上限；将所述扭矩命令值的绝对值限制为等于或小于所述限制值；将所述马达的驱动控制成使得所述马达扭矩依循被限制的所述扭矩命令值；计算转向角度限制值，所述转向角度限制值在旋转轴(11)的旋转角度的绝对值超过基于所述转向装置(1)的转向角度阈值时基于所述旋转轴(11)的所述旋转角度的绝对值和所述旋转轴(11)的角速度的绝对值的增大而减小，其中，所述旋转轴(11)的所述旋转角度能够被转换成所述转向轮(3)的转动角度；以及将所述限制值设定为等于或小于所述转向角度限制值的值。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置(6)，其特征在于，

所述微型计算机(41)配置成基于从额定扭矩减去角度限制分量和速率限制分量所得的值来计算所述转向角度限制值，其中，所述额定扭矩被预先设定为能够由所述马达(21)输出的马达扭矩；

所述角度限制分量以如下方式计算：在所述旋转角度的绝对值超过所述转向角度阈值时基于所述旋转角度的绝对值的增大而增大；以及

所述速率限制分量以如下方式计算：基于所述角速度相对于基于所述旋转角度的绝对值的上限角速度的超出量的增大而增大。

3.根据权利要求2所述的转向控制装置(6)，其特征在于，所述角度限制分量和所述速率制分量中的至少一者以如下方式计算：基于车速的增大而减小。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的转向控制装置(6)，其特征在于，所述微型计算机(41)配置成将另一限制值和所述转向角度限制值中的最小者设定为所述限制值，所述另一限制值基于不同于所述旋转角度和所述角速度的状态量来设定。

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