CN112550439A - 转向控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转向控制装置。转向控制装置(1)包括电子控制单元。电子控制单元检测绝对转向角。电子控制单元控制电机(21)的驱动。电子控制单元确定转动轴(12)向右侧和左侧中的一侧的移动是否被端部接触或端部接触缓和控制的执行所限制。电子控制单元获取与绝对转向角对应的多个限制位置确定角。电子控制单元允许更新端部位置对应角。电子控制单元被配置成更新存储在电子控制单元中的端部位置对应角。

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

包括以电机作为驱动源的致动器的电动助力转向系统(EPS)被称为车辆转向系统。存在获取方向盘的转向角作为包括超过360°的范围的绝对角并基于转向角执行各种类型的控制的EPS，作为这样的EPS。例如，日本未审查的专利申请公开第2015-20506号(JP2015-20506A)和日本专利第5962881号(JP 5962881B)公开了执行用于缓和其中作为齿条轴的端部的齿条端部与齿条壳体接触的所谓的端部接触的影响的端部接触缓和控制，作为这样的控制的示例。在JP 2015-20506A中描述的EPS中，通过使用基于转向角的转向反作用力分量来校正与从电机输出的电机转矩的目标值相对应的电流命令值来缓和端部接触的影响。在JP 5962881B中所描述的EPS中，通过基于转向角将与从电机输出的电机转矩的目标值相对应的电流命令值限制为等于或小于限制值来缓和端部接触的影响。

发明内容

在执行端部接触缓和控制的相关技术的配置中，齿条轴的移动由于端部接触而被限制于的齿条端部位置与转向角相关，并且该转向角被存储为端部位置对应角。然而，例如，由于在修理车辆时更换转向轴，因此实际发生端部接触的实际端部角和所存储的端部位置对应角可能彼此不同。

结果，在所存储的端部位置对应角相对于实际端部角向中性转向位置侧偏移的情况下，存在如下问题：由于端部接触缓和控制的执行或者电流命令值的限制而导致的转向反作用力分量的增加将不充分，并且将不能够令人满意地缓和端部接触的影响。然而，在JP2015-20506A和JP5962881B中没有提及实际端部角与所存储的端部位置对应角之间的差异，因此需要开发能够抑制这样的差异的技术。

本发明提供可以减小所存储的端部位置对应角相对于实际端部角向中性转向位置侧的偏移的转向控制装置。

本发明的第一方面提供转向控制装置。转向控制装置控制转向系统，该转向系统包括：壳体；转动轴，其容纳在壳体中以使得转动轴能够往复运动；以及致动器，其使用电机作为驱动源施加用于使转动轴往复运动的电机转矩。该转向控制装置包括电子控制单元。电子控制单元被配置成检测作为旋转轴的旋转角的绝对转向角，旋转轴的旋转角能够被转换成与转动轴连接的转动轮的转动角并且被表示为包括超过360°的范围的绝对角。电子控制单元被配置成控制电机的驱动，以使得电机转矩达到转矩命令值。电子控制单元被配置成存储端部位置对应角。端部位置对应角是指示端部位置并且与绝对转向角相关的角度，其中，在端部位置处转动轴的移动被限制。电子控制单元被配置成在指示绝对转向角距端部位置对应角的距离的端部分离角等于或小于预定角度时执行端部接触缓和控制。端部接触缓和控制是用于校正转矩命令值以使得限制端部分离角的减小的控制。电子控制单元被配置成确定转动轴向右侧和左侧中的一侧的移动是否被端部接触或者端部接触缓和控制的执行所限制。电子控制单元被配置成在电子控制单元确定转动轴的移动被限制时获取与绝对转向角对应的多个限制位置确定角。电子控制单元被配置成基于多个限制位置确定角的方差来允许端部位置对应角的更新。电子控制单元被配置成当电子控制单元允许端部位置对应角的更新时更新存储在电子控制单元中的端部位置对应角。

在确定转动轴的移动被端部接触缓和控制的执行限制时获取的限制位置确定角可以例如根据道路表面μ的大小而变化。另一方面，在确定转动轴的移动被端部接触限制时获取的限制位置确定角是根据转向系统的结构而机械地确定的，并且因此不太可能变化。因此，当多个限制位置确定角的方差相对小时，认为转动轴的移动并非被基于所存储的端部位置对应角的端部接触缓和控制的执行所限制，并且转动轴的移动被端部接触所限制。即，认为所存储的端部位置对应角相对于实际端部角向中性转向位置侧偏移。因此，利用该配置，通过基于多个限制位置确定角的方差允许端部位置对应角的更新并且更新存储在电子控制单元中的端部位置对应角，可以减小所存储的端部位置对应角相对于实际端部角向中性转向位置侧的偏移。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成使用以下表达式来计算确定方差值，该确定方差值是n(其中n是等于或大于2的整数)个限制位置确定角的方差值。电子控制单元可以被配置成将在转动轴的移动被端部接触限制时的多个限制位置确定角的方差值设置为预定方差值。电子控制单元可以被配置成当作为确定方差值与预定方差值之间的比率的方差比率等于或小于方差阈值时，将n个限制位置确定角确定为所获取的预定数据。预定数据可以是当转动轴的移动被端部接触限制时获取的数据。

此处，θave可以是n个限制位置确定角的平均值。

利用该配置，可以适当地确定n个限制位置确定角是否是在转动轴的移动被端部接触限制时获取的数据。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成检测作用在转动轴上的轴向力。电子控制单元可以被配置成将当电子控制单元确定转动轴的移动被限制时的确定轴向力与限制位置确定角相关。电子控制单元可以被配置成将限制位置确定角分类到基于轴向力的大小而设置的多个轴向力范围中。用于计算方差的多个限制位置确定角可以包括被分类到多个轴向力范围中的两个或更多个轴向力范围中的一个或更多个限制位置确定角。

利用该配置，由于被分类到不同的轴向力范围中的多个限制位置确定角——即在确定轴向力相对大时获取的限制位置确定角和在确定轴向力相对小时获取的限制位置确定角——用作用于确定方差的数据，所以可以更适当地确定转动轴的移动是否被端部接触限制。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成检测作用在转动轴上的轴向力。电子控制单元可以被配置成将当电子控制单元确定转动轴的移动被限制时的确定轴向力与限制位置确定角相关。用于计算方差的多个限制位置确定角包括按照确定轴向力的增大的顺序选择的预定数量的限制位置确定角。

当端部分离角等于或小于预定角度时，通过执行端部接触缓和控制来校正转矩命令值，以使得限制端部分离角的减小。因此，随着确定轴向力减小，与确定轴向力相关的限制位置确定角更可能增大。即，随着确定轴向力变小，与确定轴向力相关的限制位置确定角将是接近实际端部角的角度的可能性较高。因此，利用该配置，通过基于以确定轴向力的增大的顺序选择的预定计算数量的限制位置确定角来计算方差，可以更适当地确定转动轴的移动是否被端部接触限制。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成计算临时端部分离角。临时端部分离角可以指示基于多个限制位置确定角的临时端部位置确定角距端部位置对应角的距离。电子控制单元可以被配置成：当端部分离角是临时端部分离角并且通过执行端部接触缓和控制而计算的转矩命令值等于或小于基于额定转矩的转矩阈值时，禁止端部位置对应角的更新。

利用该配置，在存储的端部位置对应角并未相对于实际端部角向中性转向位置偏移，并且例如在低μ道路上以高速执行转动的情况下，转动轴可能与壳体接触。在这种情况下，当转矩命令值被限制为等于或小于转矩阈值时，基于所存储的端部位置对应角的端部接触缓和控制也可以正常地执行，并且所存储的端部位置对应角相对于实际端部角向中性转向位置侧的偏移被认为不会引起任何问题。因此，当如在上述配置中基于临时端部分离角计算的转矩命令值等于或小于转矩阈值时，可以通过不允许端部位置对应角的更新来防止端部位置对应角被不必要地更新。

利用这种配置，可以减小所存储的端部位置对应角相对于实际端部角向中性转向位置侧的偏移。

本发明的第二方面提供一种转向控制装置。转向控制装置控制转向系统，该转向系统包括：壳体；转动轴，其容纳在壳体中以使得转动轴能够往复运动；以及致动器，其使用电机作为驱动源施加用于使转动轴往复运动的电机转矩。该转向控制装置包括电子控制单元。电子控制单元被配置成检测作为旋转轴的旋转角的绝对转向角，旋转轴的旋转角能够被转换成与转动轴连接的转动轮的转动角并且被表示为包括超过360°的范围的绝对角。电子控制单元被配置成确定转动轴向右侧和左侧中的一侧的移动是否被限制。电子控制单元被配置成在电子控制单元确定转动轴的移动被限制时获取与绝对转向角对应的多个限制位置确定角。电子控制单元被配置成基于右侧或左侧的多个限制位置确定角的方差来确定右侧或左侧的多个限制位置确定角是否是预定数据。预定数据是当转动轴的移动被转动轴与壳体接触的端部接触限制时获取的数据。电子控制单元被配置成基于被确定为预定数据的多个限制位置确定角来设置端部位置对应角。所述端部位置对应角是指示转动轴位于右端部位置处或左端部位置处并且与绝对转向角相关的角度。

例如，在由于与路缘石等的接触而限制了转动轴的移动的情况下，转动轴的位置根据当转动轮与路缘石等接触时的状况而改变，并且因此限制位置确定角的大小可能变化。另一方面，在转动轴的移动被转动轴与壳体接触的端部接触限制的情况下，转动轴的位置根据转向系统的结构等来确定，并且因此限制位置确定角的大小不太可能变化。因此，当多个限制位置确定角的方差相对大时，认为转动轴的移动由于与路缘石等接触而被限制。另一方面，当多个限制位置确定角的方差相对小时，认为转动轴的移动由于端部接触而被限制。结果，可以使用多个限制位置确定角的方差来设置与实际端部角精确对应的端部位置对应角。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成使用以下表达式来计算确定方差值，该确定方差值是n(其中n是等于或大于2的整数)个限制位置确定角的方差值。电子控制单元可以被配置成将在转动轴的移动被端部接触限制时的多个限制位置确定角的方差值设置为预定方差值。电子控制单元可以被配置成当方差比率等于或小于方差阈值(其根据n来设置)时，将n个限制位置确定角确定为所获取的预定数据。方差比率可以是确定方差值与预定方差值(Vm)之间的比率。

此处，θave可以是n个限制位置确定角的平均值。

利用该配置，可以适当地确定n个限制位置确定角是否是在转动轴的移动被端部接触限制时获取的数据。

在转向控制装置中，电子控制单元可以被配置成在获取了右限制位置确定角和左限制位置确定角时将行程宽度与行程阈值进行比较，该行程阈值对应于转动轴的整个行程范围。行程宽度可以是右限制位置确定角的绝对值和左限制位置确定角的绝对值之和。电子控制单元可以被配置成当行程宽度大于行程阈值时基于右限制位置确定角和左限制位置确定角来设置右侧和左侧的端部位置对应角。电子控制单元可以被配置成：当仅获取了右侧或左侧的多个限制位置确定角时，基于被确定为预定数据的右侧或左侧的多个限制位置确定角来设置右侧或左侧的端部位置对应角。

利用该配置，在获取了左右两侧的限制位置确定角的情况下，通过将行程宽度与行程阈值进行比较，可以快速地设置与实际端部角精确地对应的左右两侧的端部位置对应角，而无需等待直到获取了右侧或左侧的多个限制位置确定角。当仅获取了右侧或左侧的多个限制位置确定角时，基于根据方差而被确定为在转动轴的移动被端部接触限制时获取的数据的右侧或左侧的多个限制位置确定角，来设置右侧或左侧的端部位置对应角，并且因此可以设置与实际端部角精确对应的端部位置对应角。

利用这种配置，可以获知与实际端部角精确对应的端部位置对应角。

附图说明

下面将参照附图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意义，在附图中，相似的附图标记表示相似的要素，并且在附图中：

图1是示意性地示出根据第一实施方式的电动助力转向系统的配置的图；

图2是示出根据第一实施方式的转向控制装置的框图；

图3是示出根据第一实施方式的限制值设置单元的框图；

图4是示出根据第一实施方式的端部位置对应角管理单元的框图；

图5是示出由根据第一实施方式的第一限制确定单元执行的静态限制确定处理例程的流程图；

图6是示出由根据第一实施方式的第一限制确定单元执行的动态限制确定处理例程的流程图；

图7是示意性地示出第一实施方式中的绝对转向角与小齿轮轴转矩之间的关系的图；

图8是示出由根据第一实施方式的方差确定单元执行的端部接触确定处理例程的流程图；

图9是示出由根据第一实施方式的更新允许单元执行的端部接触确定处理例程的流程图；

图10是示出由根据第一实施方式的端部位置对应角设置单元执行的设置右侧和左侧的端部位置对应角的处理例程的流程图；以及

图11是示出由根据第二实施方式的更新允许单元执行的端部接触确定处理例程的流程图。

具体实施方式

第一实施方式

在下文中，将参照附图描述根据本发明的第一实施方式的转向控制装置。如图1所示，作为由转向控制装置1控制的转向系统的电动助力转向系统(EPS)2包括基于驾驶员对方向盘3的操作而使转动轮4转动的转向机构5。EPS 2还包括EPS致动器6，EPS致动器6是向转向机构5施加用于辅助转向操作的辅助力的致动器。

转向机构5包括：转向轴11，方向盘3固定至该转向轴11；齿条轴12，其是连接至转向轴11的转动轴；齿条壳体13，其是将齿条轴12插入其中以使得齿条轴12可以往复运动的壳体；以及齿条与小齿轮机构14，其将转向轴11的旋转运动转换成齿条轴12的平移运动。转向轴11具有柱轴15、中间轴16以及小齿轮轴17从方向盘3所定位的一侧顺序连接的配置。

齿条轴12和小齿轮轴17以预定的交叉角布置在齿条壳体13中。齿条与小齿轮机构14具有形成在齿条轴12上的齿条齿12a和形成在小齿轮轴17上的齿轮齿17a彼此啮合的配置。拉杆19经由齿条端部18可旋转地连接至齿条轴12的两端，每个齿条端部由设置在一个轴端部处的球形接头形成。拉杆19的末端连接至转向节(未示出)，转动轮4装配至该转向节。因此，在EPS 2中，基于转向操作的转向轴11的旋转运动通过齿条与小齿轮机构14被转换成齿条轴12的沿轴向方向的平移运动，并且该沿轴向方向的平移运动经由拉杆19被传递至转向节，从而改变了转动轮4的转动角——即，车辆的行驶方向。

齿条轴12的齿条端部18与齿条壳体13的左端部接触的位置是方向盘3可以被最大地向右侧转向的位置，并且该位置对应于作为右端部位置的齿条端部位置。齿条轴12的齿条端部18与齿条壳体13的右端部接触的位置是方向盘3可以被最大地向左侧转向的位置，并且该位置对应于作为左端部位置的齿条端部位置。

EPS致动器6包括作为驱动源的电机21和减速齿轮机构22例如蜗杆和蜗轮。电机21经由减速齿轮机构22连接至柱轴15。EPS致动器6通过使用减速齿轮机构22使电机21的旋转减速并且将该减速的旋转传递至柱轴15来将电机转矩作为辅助力施加至转向机构5。根据本实施方式，采用三相无刷电机作为电机21。

转向控制装置1连接至电机21并且控制电机21的操作。转向控制装置1包括未示出的中央处理单元(CPU)和存储器，并且CPU每隔预定的计算周期执行存储在存储器中的程序。因此，执行各种类型的控制。

检测车辆的车辆速度SPD的车辆速度传感器31和检测根据驾驶员的转向施加至转向轴11的转向转矩Th的转矩传感器32被连接至转向控制装置1。检测电机21的旋转角θm作为在360°的范围内的相对角度的旋转传感器33连接至转向控制装置1。转向转矩Th和旋转角θm在方向盘3向右侧转向时被检测为正值并且在方向盘3向左侧转向时被检测为负值。转向控制装置1通过基于指示从传感器输入的状态量的信号向电机21供应驱动电力来控制EPS致动器6的操作，即，向转向机构5施加以使得齿条轴12可以移动以往复运动的辅助力。

下面将描述转向控制装置1的配置。如图2所示，转向控制装置1包括作为输出电机控制信号Sm的电机控制单元的微型计算机41和基于电机控制信号Sm向电机21供应驱动电力的驱动电路42。包括多个开关元件诸如FET的已知PWM(脉宽调制)逆变器被用作根据本实施方式的驱动电路42。从微型计算机41输出的电机控制信号Sm限定了开关元件的接通状态和断开状态。因此，响应于电机控制信号Sm将开关元件接通和断开，并且按照相对至电机线圈的电力供应模式进行切换，从而将车载电源43的DC电力转换成三相驱动电力并且输出至电机21。

下面将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，每逢预定采样周期就检测状态量，并且每逢预定计算周期就执行分配至以下控制块的计算处理。

车辆速度SPD、转向转矩Th和电机21的旋转角θm被输入至微型计算机41。由电流传感器44检测的电机21的相电流值Iu、Iv和Iw和由电压传感器45检测的车载电源43的电源电压Vb被输入至微型计算机41。在驱动电路42与每个相的电机线圈之间的连接线46中设置有电流传感器44。车载电源43与驱动电路42之间的连接线47中设置有电压传感器45。在图2中，出于方便描述的目的，示出了各相的各电流传感器44之一和各相的各连接线46之一。微型计算机41基于输入状态量来输出电机控制信号Sm。

具体地，微型计算机41包括：电流命令值计算单元51，其计算电流命令值Id^*和Iq^*；电机控制信号生成单元52，其基于电流命令值Id^*和Iq^*输出电机控制信号Sm；以及绝对转向角检测单元53，其检测绝对转向角θs。

转向转矩Th、车辆速度SPD以及绝对转向角θs被输入至电流命令值计算单元51。电流命令值计算单元51基于输入状态量来计算电流命令值Id^*和Iq^*。电流命令值Id^*和Iq^*是要供应至电机21的电流的目标值，并且分别是d/q坐标系中的d轴上的电流命令值和q轴上的电流命令值。其中，q轴电流命令值Iq^*表示从电机21输出的电机转矩的目标值。在本实施方式中，d轴电流命令值Id^*基本上固定为零。例如，电流命令值Id^*和Iq^*在辅助向右侧转向时具有正值，而在辅助向左侧转向时具有负值。

电流命令值Id^*和Iq^*、相电流值Iu、Iv和Iw以及电机21的旋转角θm被输入至电机控制信号生成单元52。电机控制信号生成单元52通过基于所输入的状态量在d/q坐标系中执行电流反馈控制来生成电机控制信号Sm。

具体地，电机控制信号生成单元52通过基于旋转角θm将相电流值Iu、Iv和Iw映射到d/q坐标系上来计算作为d/q坐标系中的电机21的实际电流值的d轴电流值Id和q轴电流值Iq。然后，电机控制信号生成单元52通过执行电流反馈控制使得d轴电流值Id跟随d轴电流命令值Id^*并且q轴电流值Iq跟随q轴电流命令值Iq^*来生成电机控制信号Sm。在生成电机控制信号Sm的过程中计算的q轴电流值Iq被输出至端部位置对应角管理单元65。

电机控制信号生成单元52将所生成的电机控制信号Sm输出至驱动电路42。因此，通过将基于电机控制信号Sm的驱动电力供应至电机21，并且从电机21输出基于q轴电流命令值Iq^*的电机转矩，将辅助力施加至转向机构5。

旋转角θm被输入至绝对转向角检测单元53。绝对转向角检测单元53基于旋转角θm来检测被表示为包括超过360°的范围的绝对角的绝对电机角。在本实施方式中的绝对转向角检测单元53例如以在车载电源43已经被更换之后首次接通启动开关例如点火开关时的旋转角θm为原点，对电机21的旋转速度进行积分，并且基于经积分的旋转速度和旋转角θm来检测绝对电机角。然后，绝对转向角检测单元53通过将绝对电机角与基于减速齿轮机构22的减速齿轮比的转换因子相乘来检测指示转向轴11的转向角的绝对转向角θs。在根据该本实施方式的转向控制装置1中，即使在启动开关断开的情况下也监测电机21的旋转，并且正常地对电机21的旋转速度进行积分。因此，即使在已经更换了车载电源43之后第二次或更晚地接通启动开关时，绝对转向角θs的原点也与首次接通启动开关时设置的原点相同。

由于如上所述转动轮4的转动角通过转向轴11的旋转而变化，因此绝对转向角θs指示可以转换成转动轮4的转动角的旋转轴的旋转角。绝对电机角和绝对转向角θs在它们是从原点转向右侧的角度时具有正值，并且在它们是从原点转向左侧的角度时具有负值。

下面将描述电流命令值计算单元51的配置。电流命令值计算单元51包括：辅助命令值计算单元61，其计算作为q轴电流命令值Iq^*的基本分量的辅助命令值Ias^*；限制值设置单元62，其设置作为q轴电流命令值Iq^*的绝对值的上限的限制值Ig；以及保护处理单元63，其将辅助命令值Ias^*的绝对值限制为等于或小于限制值Ig。电流命令值计算单元51还包括端部位置对应角管理单元65，其管理存储在存储器64中并作为与右齿条端部位置和左齿条端部位置对应的绝对转向角θs的端部位置对应角θs_re和θs_le。

转向转矩Th和车辆速度SPD被输入至辅助命令值计算单元61。辅助命令值计算单元61基于转向转矩Th和车辆速度SPD来计算辅助命令值Ias^*。具体地，在转向转矩Th的绝对值变大并且车辆速度SPD变低时，辅助命令值计算单元61将辅助命令值Ias^*计算成具有较大的绝对值。计算出的辅助命令值Ias^*被输出至保护处理单元63。

如稍后将描述的，除了辅助命令值Ias^*以外，还将由限制值设置单元62设置的限制值Ig输入至保护处理单元63。在输入的辅助命令值Ias^*的绝对值等于或小于限制值Ig时，保护处理单元63在没有任何改变的情况下将辅助命令值Ias^*的值作为q轴电流命令值Iq^*输出至电机控制信号生成单元52。另一方面，在输入的辅助命令值Ias^*的绝对值大于限制值Ig时，保护处理单元63将通过将辅助命令值Ias^*的绝对值限制为限制值Ig获得的值作为q轴电流命令值Iq^*输出至电机控制信号生成单元52。

作为与预先设置为可以从电机21输出的电机转矩的转矩相对应的最大电流的额定电流Ir、端部位置对应角θs_re、θs_le等被存储在存储器64中。左侧的端部位置对应角θs_le是与左齿条端部位置相对应的绝对转向角θs，右侧的端部位置对应角θs_re是与右齿条端部位置相对应的绝对转向角θs。如稍后将描述的，端部位置对应角θs_re和θs_le的设置和更新由端部位置对应角管理单元65管理。例如，在本实施方式中，使用只要不卸下车载电源43就保持端部位置对应角θs_re和θs_le的类型的存储器作为存储器64。

以下将描述限制值设置单元62的配置。绝对转向角θs、车辆速度SPD、电源电压Vb、额定电流Ir和端部位置对应角θs_re和θs_le被输入至限制值设置单元62。限制值设置单元62基于输入的状态量设置限制值Ig。

具体地，如图3所示，限制值设置单元62包括基于绝对转向角θs计算转向角限制值Ien的转向角限制值计算单元71、基于电源电压Vb计算作为另一限制值的电压限制值Ivb的电压限制值计算单元72以及选择转向角限制值Ien和电压限制值Ivb中的较小者的最小值选择单元73。

绝对转向角θs、车辆速度SPD、额定电流Ir和端部位置对应角θs_re和θs_le被输入至转向角限制值计算单元71。如稍后将描述的，在指示绝对转向角θs距右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le的最小距离的端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1时，转向角限制值计算单元71基于输入状态量计算随着端部分离角Δθ的减小而减小的转向角限制值Ien。计算出的转向角限制值Ien被输出至最小值选择单元73。当存储器64中没有设置右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le时，转向角限制值计算单元71不计算转向角限制值Ien。

电源电压Vb被输入至电压限制值计算单元72。在电源电压Vb的绝对值等于或小于预设的电压阈值Vth时，电压限制值计算单元72将电压限制值Ivb计算为小于用于供应额定电流Ir的额定电压。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计算具有随着电源电压Vb的绝对值的减小而减小的绝对值的电压限制值Ivb。计算出的电压限制值Ivb被输出至最小值选择单元73。

最小值选择单元73选择输入转向角限制值Ien和输入电压限制值Ivb中的较小者作为限制值Ig，并且将所选择的值输出至保护处理单元63。通过将转向角限制值Ien作为限制值Ig输出至保护处理单元63，将q轴电流命令值Iq^*的绝对值限制为转向角限制值Ien。因此，在端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1的情况下，通过随着端部分离角Δθ的减小而减小q轴电流命令值Iq^*的绝对值来执行用于缓和端部接触的影响的端部接触缓和控制。如稍后将描述的，当右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le二者都存储在存储器64中时，执行常规端部接触缓和控制，并且当右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le之一存储在存储器64中时，执行临时端部接触缓和控制。

通过将电压限制值Ivb作为限制值Ig输出至保护处理单元63时，将q轴电流命令值Iq^*的绝对值限制为电压限制值Ivb。因此，当电源电压Vb的绝对值等于或小于电压阈值Vth时，执行用于使q轴电流命令值Iq^*的绝对值随着电源电压Vb的绝对值的减小而减小的电源保护控制。

下面将描述转向角限制值计算单元71的配置。转向角限制值计算单元71包括：端部分离角计算单元81，其计算端部分离角Δθ；以及角度限制分量计算单元82，其计算作为基于端部分离角Δθ确定的电流限制的角度限制分量Iga。转向角限制值计算单元71包括超过角速度计算单元83和速度限制分量计算单元84，超过角速度计算单元83计算作为转向角速度ωs相对于上限角速度ωlim的超过量的超过角速度ωo，速度限制分量计算单元84计算作为基于超过角速度ωo确定的电流限制的速度限制分量Igs。

具体地，绝对转向角θs和端部位置对应角θs_re和θs_le被输入至端部分离角计算单元81。当右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le二者都被存储在存储器64中时，端部分离角计算单元81计算最新计算周期中的绝对转向角θs与左侧的端部位置对应角θs_le之间的差以及最新计算周期中的绝对转向角θs与右侧的端部位置对应角θs_re之间的差。然后，端部分离角计算单元81将计算出的绝对值较小的差作为端部分离角Δθ输出至角度限制分量计算单元82和超过角速度计算单元83。另一方面，当仅将右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le中的一个存储在存储器64中时，端部分离角计算单元81计算最新计算周期中的绝对转向角θs与端部位置对应角θs_le之间的差或最新计算周期中的绝对转向角θs与端部位置对应角θs_re之间的差。然后，端部分离角计算单元81将计算出的差作为端部分离角Δθ输出至角度限制分量计算单元82和超过角速度计算单元83。

当存储器64中没有存储左侧的端部位置对应角θs_le和右侧的端部位置对应角θs_re时，端部分离角计算单元81不计算端部分离角Δθ。因此，在稍后将描述的角度限制分量计算单元82和超过角速度计算单元83中，不计算角度限制分量Iga和超过角速度ωo，并且不计算转向角限制值Ien。

端部分离角Δθ和车辆速度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包括定义了端部分离角Δθ和车辆速度SPD与角度限制分量Iga之间的关系的映射，并且参照该映射计算与端部分离角Δθ和车辆速度SPD对应的角度限制分量Iga。

在该映射中，角度限制分量Iga被设置为：随着端部分离角Δθ从零状态增大而减小，当端部分离角Δθ为预定角度θ1时达到零，并且当端部分离角Δθ大于预定角度θ1时为零。在该映射中，也设置端部分离角Δθ为负的区域，并且在端部分离角Δθ变得小于零时，角度限制分量Iga与端部分离角Δθ的减小成比例地增大，并且在角度限制分量Iga变成额定电流Ir之后保持恒定。映射中的负区域被假设为：在EPS 2在齿条端部18与齿条壳体13接触的状态下执行更大程度的转动转向而弹性变形的情况下电机21旋转的程度。预定角度θ1设置为指示靠近端部位置对应角θs_re和θs_le的范围的小角度。即，角度限制分量Iga被设置为在绝对转向角θs从端部位置对应角θs_re和θs_le向中性转向位置转变的情况下减小，并且在绝对转向角θs被定位成更靠近中性转向位置(而非端部位置对应角θs_re和θs_le的附近)的情况下为零。

在该映射中，角度限制分量Iga被设置为在端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1的区域中随着车辆速度SPD的增大而减小。具体地，当车辆速度SPD处于低速区域中时，角度限制分量Iga被设置为大于零，并且当车辆速度SPD处于中速或高速区域中时，角度限制分量Iga被设置为零。计算出的角度限制分量Iga被输出至减法器85。

将通过对绝对转向角θs进行微分而得到的转向角速度ωs和端部分离角Δθ输入至超过角速度计算单元83。超过角速度计算单元83基于输入状态量计算超过角速度ωo。

具体地，超过角速度计算单元83包括计算上限角速度ωlim的上限角速度计算单元86。端部分离角Δθ被输入至上限角速度计算单元86。上限角速度计算单元86包括定义了端部分离角Δθ与上限角速度ωlim之间的关系的映射，并且参照该映射来计算与端部分离角Δθ相对应的上限角速度ωlim。

在该映射中，上限角速度ωlim被设置为使得当端部分离角Δθ具有接近零并且大于零的值时，上限角速度ωlim最小，并且上限角速度ωlim与端部分离角Δθ的增大成比例地增大。在端部分离角Δθ变得大于预定角度θ2时，上限角速度ωlim被设置为固定至被预先设置为电机21可以旋转的最大角速度的值。预定角度θ2被设置为大于预定角度θ1的角度。

在转向角速度ωs的绝对值大于与端部分离角Δθ对应的上限角速度ωlim的情况下，超过角速度计算单元83将转向角速度ωs相对于上限角速度ωlim的超过量作为超过角速度ωo输出至速度限制分量计算单元84。另一方面，在转向角速度ωs的绝对值等于或小于上限角速度ωlim时，超过角速度计算单元83将指示零的超过角速度ωo输出至速度限制分量计算单元84。

具体地，超过角速度计算单元83包括最小值选择单元87，上限角速度ωlim和转向角速度ωs被输入至该最小值选择单元87。最小值选择单元87选择上限角速度ωlim和转向角速度ωs中较小者并且将所选择的值输出至减法器88。超过角速度计算单元83通过在减法器88中从转向角速度ωs的绝对值中减去最小值选择单元87的输出值来计算超过角速度ωo。以这种方式，通过使最小值选择单元87选择上限角速度ωlim和转向角速度ωs的绝对值中较小的一个，在转向角速度ωs等于或小于上限角速度ωlim的情况下，在减法器88中从转向角速度ωs中减去转向角速度ωs，从而超过角速度ωo为零。另一方面，当转向角速度ωs大于上限角速度ωlim时，在减法器88中从转向角速度ωs的绝对值中减去上限角速度ωlim，因此超过角速度ωo是转向角速度ωs相对于上限角速度ωlim的超过量。

超过角速度ωo和车辆速度SPD被输入至速度限制分量计算单元84。速度限制分量计算单元84包括定义超过角速度ωo和车辆速度SPD与速度限制分量Igs之间的关系的映射，并且参照该映射基于超过角速度ωo和车辆速度SPD来计算速度限制分量Igs。

在该映射中，速度限制分量Igs被设置成使得当超过角速度ωo为零时速度限制分量Igs最小，并且速度限制分量Igs与超过角速度ωo的增加成比例地增加。在该映射中，速度限制分量Igs被设置为随着车辆速度SPD的增加而减小。在该映射中，速度限制分量Igs的绝对值被设置为小于角度限制分量Iga的绝对值。计算出的速度限制分量Igs被输出至减法器89。

额定电流Ir被输入至输入了角度限制分量Iga的减法器85。转向角限制值计算单元71将通过在减法器85中从额定电流Ir减去角度限制分量Iga获得的值输出至向其输入速度限制分量Igs的减法器89。然后，转向角限制值计算单元71将通过在减法器89中将减法器85的输出值减去速度限制分量Igs获得的值，即从额定电流Ir减去角度限制分量Iga和速度限制分量Igs获取的值作为转向角限制值Ien输出至最小值选择单元73。

下面将描述端部位置对应角管理单元65的配置。如图2所示，转向转矩Th、绝对转向角θs以及通过将旋转角θm微分获得的电机角速度ωm被输入至端部位置对应角管理单元65。端部位置对应角管理单元65基于输入的状态量，管理存储器64中的端部位置对应角θs_re、θs_le的存储和更新。

端部位置对应角管理单元65主要执行以下两个处理。(1)端部位置对应角θs_re和θs_le被新存储在存储器64中以包括其的更新。(2)确定是否要更新存储在存储器64中的端部位置对应角θs_re和θs_le。在处理(1)和(2)中，端部位置对应角管理单元65确定齿条轴12向右侧和左侧中的一侧的移动是否被限制，并且获取当确定齿条轴12的移动被限制时的多个绝对转向角θs作为限制位置确定角θi(其中i为自然数)。然后，端部位置对应角管理单元65基于多个限制位置确定角θi执行处理(1)和(2)。

首先，在处理(1)中，在获取了右侧和左侧的限制位置确定角θi的情况下，端部位置对应角管理单元65基于右侧和左侧的限制位置确定角θi将端部位置对应角θs_re和θs_le存储在存储器64中。

另一方面，在仅获取了右侧和左侧中的一侧的多个限制位置确定角θi的情况下，端部位置对应角管理单元65基于右侧或左侧的多个限制位置确定角θi将右侧或左侧的端部位置对应角θs_re或θs_le存储在存储器64中。在该处理中，如稍后将描述的，端部位置对应角管理单元65基于右侧或左侧的多个限制位置确定角θi的方差来确定限制位置确定角θi是否是在齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据。然后，端部位置对应角管理单元65将基于端部接触确定数据D1和D2的角度作为右侧端部位置对应角θs_re或左侧端部位置对应角θs_le存储在存储器64中，所述端部接触确定数据D1和D2包括在齿条轴12的移动被端部接触限制时的右侧或左侧的多个限制位置确定角θi。

在处理(2)中，端部位置对应角管理单元65获取右侧或左侧的多个限制位置确定角θi，并且基于多个限制位置确定角θi的方差确定右侧或左侧的限制位置确定角θi是否是在齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据。当多个限制位置确定角θi是在齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据时，端部位置对应角管理单元65允许端部位置对应角θs_re和θs_le的更新。另一方面，当多个限制位置确定角θi不是在齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据时，端部位置对应角管理单元65不允许端部位置对应角θs_re和θs_le的更新。当多个限制位置确定角θi是在齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据并且端部接触缓和控制被正常执行时，端部位置对应角管理单元65不允许端部位置对应角θs_re和θs_le的更新。

具体地，如图4所示，端部位置对应角管理单元65包括：角速度变化计算单元91、第一限制确定单元92、第二限制确定单元93、方差确定单元94、更新允许单元95和端部位置对应角设置单元96。以下将顺序描述这些控制块。

角速度变化计算单元91

电机角速度ωm被输入至角速度变化计算单元91。角速度变化计算单元91基于输入的电机角速度ωm，计算作为电机角速度ωm的变化的角速度变化Δωm。然后，角速度变化计算单元91将角速度变化Δωm输出至第一限制确定单元92和第二限制确定单元93。在该实施方式中，角速度变化计算单元91将已经经过低通滤波处理的角速度变化Δωm的结果输出至第一限制确定单元92和第二限制确定单元93。

第一限制确定单元92

转向转矩Th、电机角速度ωm以及角速度变化Δωm被输入至第一限制确定单元92。第一限制确定单元92通过基于输入的状态量并行或连续地执行包括动态限制确定和静态限制确定的两种确定，来确定齿条轴12向右侧和左侧中的一侧的移动是否被限制。静态限制确定是检测在齿条轴12的移动被限制的情况下执行转动转向的状态和通过缓慢执行转动转向而限制齿条轴12的移动的状态的确定。动态限制确定是检测以相对高的速度执行转动转向并且在齿条轴12的移动被限制之后立即执行回转转向的状态的确定。

当满足以下三个条件时，第一限制确定单元92确定动态限制确定被建立并且齿条轴12的移动已经被限制。(a1)转向转矩Th的绝对值等于或大于第一转向转矩阈值Tth1。(a2)电机角速度ωm的符号与转向转矩Th的符号相同，并且电机角速度ωm的绝对值大于第一角速度阈值ωth1。(a3)角速度变化Δωm的符号与转向转矩Th的符号相反，并且角速度变化Δωm的绝对值大于第一角速度变化阈值Δωth1。

第一转向转矩阈值Tth1是在齿条端部18与齿条壳体13接触之后立即执行回转转向时的转向转矩，并且被设置成大于零的适当值。第一角速度阈值ωth1是指示电机21停止的角速度，并且被设置成大致零。第一角速度变化阈值Δωth1是指示电机21迅速减速的角速度变化，并且被设置成相对大的值。

下面将参照图5所示的流程图描述由第一限制确定单元92执行的动态限制确定处理例程的示例。在以下的描述中，为了便于说明，假设齿条轴12向右侧移动，并获取右限制位置确定角θi，而在齿条轴12向左侧移动并获取左限制位置确定角θi的情况下也执行同样的处理。

具体地，当获取各种状态量时(步骤101)，第一限制确定单元92确定转向转矩Th是否等于或大于第一转向转矩阈值Tth1(步骤102)。当转向转矩Th等于或大于第一转向转矩阈值Tth1时(步骤102：是)，确定电机角速度ωm是否大于第一角速度阈值ωth1(步骤103)。即，在步骤103中，确定电机角速度ωm的符号是否与转向转矩Th的符号相同，以及电机角速度ωm的绝对值是否大于第一角速度阈值ωth1。当电机角速度ωm大于第一角速度阈值ωth1时(步骤103：是)，确定角速度变化Δωm是否小于负的第一角速度变化阈值Δωth1(步骤104)。即，在步骤104中，确定角速度变化Δωm的符号是否与转向转矩Th的符号相反以及角速度变化Δωm的绝对值是否大于第一角速度变化阈值Δωth1。当角速度变化Δωm小于负的第一角速度变化阈值Δωth1时(步骤104：是)，确定动态限制确定建立并且齿条轴12的移动已经被限制，并且将指示确定结果的第一限制确定信号Sr1输出至方差确定单元94(步骤105)。

另一方面，当转向转矩Th小于第一转向转矩阈值Tth1时(步骤102：否)，当电机角速度ωm等于或小于第一角速度阈值ωth1时(步骤103：否)，以及当角速度变化Δωm等于或大于负的第一角速度变化阈值Δωth1时(步骤104：否)，不执行随后的处理。

当满足以下三个条件时，第一限制确定单元92确定静态限制确定被建立并且齿条轴12的移动已经被限制。(b1)转向转矩Th的绝对值等于或大于第二转向转矩阈值Tth2。(b2)电机角速度ωm的符号与转向转矩Th的符号相同，并且电机角速度ωm的绝对值大于第一角速度阈值ωth1并且等于或小于第二角速度阈值ωth2。(b3)角速度变化Δωm的绝对值小于第二角速度变化阈值Δωth2。第二转向转矩阈值Tth2是当车辆在齿条端部18与齿条壳体13接触的状态下转动时使方向盘3转向所需的转向转矩，并且被设置成大于第一转向转矩阈值Tth1的适当值。第二角速度阈值ωth2是指示电机21低速旋转的角速度，并且被设置成大于零的适当值。第二角速度变化阈值Δωth2是指示电机21大致上不加速或不减速的角速度变化，并且被设置成比第一角速度变化阈值Δωth1小且比零稍微大的值。

下面将参照图6所示的流程图描述由第一限制确定单元92执行的静态限制确定处理例程的示例。在以下的描述中，为了便于说明，假设齿条轴12向右侧移动，并且获取右限制位置确定角θi，而在齿条轴12向左侧移动并获取左限制位置确定角θi的情况下也执行同样的处理。

具体地，当获取各种状态量时(步骤201)，第一限制确定单元92确定转向转矩Th是否等于或大于第二转向转矩阈值Tth2(步骤202)。当转向转矩Th等于或大于第二转向转矩阈值Tth2时(步骤202：是)，确定电机角速度ωm是否大于第一角速度阈值ωth1并且小于或等于第二角速度阈值ωth2(步骤203)。即，在步骤203中，确定电机角速度ωm的符号是否与转向转矩Th的符号相同，以及电机角速度ωm的绝对值是否大于第一角速度阈值ωth1并且等于或小于第二角速度阈值ωth2。当电机角速度ωm大于第一角速度阈值ωth1并且等于或小于第二角速度阈值ωth2时，即，当电机21以非常低的速度旋转时(步骤203：是)，确定角速度变化Δωm的绝对值是否小于第二角速度变化阈值Δωth2(步骤204)。当角速度变化Δωm的绝对值小于第二角速度变化阈值Δωth2时(步骤204：是)，确定静态限制确定建立并且齿条轴12的移动已经被限制，并且将指示确定结果的第一限制确定信号Sr1输出至方差确定单元94(步骤205)。

另一方面，当转向转矩Th小于第二转向转矩阈值Tth2时(步骤202：否)，当电机角速度ωm等于或小于第一角速度阈值ωth1或者大于第二角速度阈值ωth2时(步骤203：否)，以及当角速度变化Δωm的绝对值等于或大于第二角速度变化阈值Δωth2时(步骤204：否)，不执行随后的处理。

第二限制确定单元93

如图4所示，转向转矩Th、电机角速度ωm和角速度变化Δωm被输入至第二限制确定单元93。第二限制确定单元93通过基于输入状态量执行静态限制确定来确定齿条轴12向右侧和左侧中的一侧的移动是否被端部接触或端部接触缓和控制的执行所限制。第二限制确定单元93中的静态限制确定与第一限制确定单元92中的静态限制确定以相同的处理例程执行。在确定齿条轴12的移动被端部接触或端部接触缓和控制的执行所限制的情况下，第二限制确定单元93向更新允许单元95输出指示确定结果的第二限制确定信号Sr2。

方差确定单元94

转向转矩Th、绝对转向角θs、q轴电流值Iq、角速度变化Δωm和第一限制确定信号Sr1被输入至方差确定单元94。方差确定单元94基于在第一限制确定单元92确定齿条轴12的移动已被限制时的绝对转向角θs获取多个限制位置确定角θi。当确定齿条轴12的移动被限制时，本实施方式的方差确定单元94对绝对转向角θs执行基于由施加至EPS 2的转矩所引起的EPS 2的机械弹性变形的刚性补偿，并且获取经过刚性补偿的角度作为限制位置确定角θi。方差确定单元94基于右侧或左侧的多个限制位置确定角θi的方差来确定这些角是否是在齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据。当多个限制位置确定角θi是在齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据时，方差确定单元94将包括多个限制位置确定角θi的端部接触确定数据D1输出至端部位置对应角设置单元96。

首先，下面将描述刚性补偿。方差确定单元94获取通过从当确定齿条轴12的移动已经被限制时的绝对转向角θs减去EPS 2中引起的机械弹性变形而获得的值，作为限制位置确定角θi。

具体地，当确定齿条轴12的移动已经被限制时，方差确定单元94计算作为施加到EPS 2的转矩的和的小齿轮轴转矩Tp。小齿轮轴转矩Tp对应于作用在齿条轴12上的轴向力，并且方差确定单元94是轴向力检测单元的示例。如表达式(1)所示，本实施方式中的方差确定单元94使用由驾驶员施加的转向转矩Th、基于q轴电流值Iq的电机转矩、以及基于电机21的角速度变化Δωm的惯性转矩来计算小齿轮轴转矩Tp。

Tp＝Th+Iq×Km+Δωm×Kω…(1)

“Km”表示由电机21的电机常数、减速齿轮机构22的减速齿轮比和效率等确定的系数。“Kω”表示由电机21的惯性矩以及减速齿轮机构22的减速齿轮比和效率等确定的系数。

如图7所示，通常，当由驾驶员执行转向操作时，转动轮4转动并且绝对转向角θs随着施加至EPS 2的小齿轮轴转矩Tp的增加而增加。在稍大于与实际齿条端部位置相对应的绝对转向角θs的角度处，即使当小齿轮轴转矩Tp增加时，绝对转向角θs也很少增加。这是因为：由于齿条轴12的移动已经被端部接触所限制，所以随着小齿轮轴转矩Tp的增大，电机21由于构成EPS 2的转向轴11的扭转或机械弹性变形例如齿条轴12的压缩而仅稍微旋转。由于小齿轮轴转矩Tp相对于绝对转向角θs的斜率与EPS 2的弹性系数Ke成比例，所以在沿着以绝对转向角θs为起点的斜率的小齿轮轴转矩Tp为零的位置处的绝对转向角θs基本上对应于实际齿条端部位置。

考虑到这一点，方差确定单元94基于EPS 2的弹性变形量通过将小齿轮轴转矩Tp乘以EPS 2的弹性系数Ke来计算电机21的旋转角。方差确定单元94获取通过从当确定齿条轴12的移动已经被限制时的绝对转向角θs减去旋转角而获得的值作为限制位置确定角θi。

以下将描述确定右侧或左侧的多个限制位置确定角θi是否是在齿条轴12的移动已经被端部接触限制时获取的数据。在以下描述中，出于便于描述的目的，假设齿条轴12向左侧的移动已经被限制多次，并且获取了左侧的多个限制位置确定角θi，但是即使在获取了右侧的多个限制位置确定角θi时，也执行相同的处理。

方差确定单元94获取在计算周期中通过对绝对转向角θs执行刚度补偿而获得的角度作为限制位置确定角θi，其中，在计算周期中，指示齿条轴12的移动已经被限制的第一限制确定信号Sr1被输入。方差确定单元94基于绝对转向角θs的符号确定齿条轴12向左侧的移动或者向右侧的移动被限制。在获取了左侧的多个限制位置确定角θi的情况下，方差确定单元94在获取了左侧的限制位置确定角θi时，使用表达式(2)来计算作为用于确定的确定方差值的第一确定方差值Vd1。

此处，“n”表示获取的限制位置确定角θi的数量并且是等于或大于2的整数。即，当获取了两个或更多个限制位置确定角θi时，本实施方式中的方差确定单元94计算第一确定方差值Vd1。此处，“i”是自然数。“θave”表示获取的限制位置确定角θi的平均值。

接着，方差确定单元94计算作为第一确定方差值Vd1与预定方差值Vm的比率的第一方差比率Rd1(Rd1＝Vd1/Vm)。预定方差值Vm是通过以下操作使用表达式(2)计算的方差值：在齿条端部18与齿条壳体13的接触可以用肉眼等确定的环境中，在齿条轴12的移动实际上被端部接触限制时，获取多个限制位置确定角θi。

例如，在齿条轴12的移动由于与路缘石等接触而被限制的情况下，齿条轴12的位置根据转动轮4与路缘石接触的状况而变化，并且因此限制位置确定角θi的大小可能变化。另一方面，当齿条轴12的移动被端部接触限制时，齿条轴12的位置根据EPS 2的结构等来确定，并且因此限制位置确定角θ的大小不太可能变化。因此，当多个限制位置确定角θi的方差相对大时，认为齿条轴12的移动由于与路缘石等接触而被限制。另一方面，当多个限制位置确定角θi的方差相对小时，认为齿条轴12的移动由于端部接触而被限制。

考虑到这一点，方差确定单元94将第一方差比率Rd1与根据获取数量n设置的方差阈值Rthn进行比较，其中获取数量n是所获取的限制位置确定角θi的数量。方差阈值Rthn被预先设置为随着获取数量n的增加而减小。当第一方差比率Rd1等于或小于方差阈值Rthn时，方差确定单元94确定多个限制位置确定角θi是当齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据，并且将包括多个限制位置确定角θi的端部接触确定数据D1输出至端部位置对应角设置单元96。

另一方面，在第一方差比率Rd1大于方差阈值Rthn的情况下，方差确定单元94确定多个限制位置确定角θi不是当齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据，并且不将端部接触确定数据D1输出至端部位置对应角设置单元96。在有关多个限制位置确定角θi不是当齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据的连续确定的数量大于预设上限的情况下，方差确定单元94丢弃所获取的限制位置确定角θi，并且重复以上处理。上限被设置为例如“5”。

具体地，如图8的流程图所示，当获取各种状态量时(步骤301)，方差确定单元94被提供第一限制确定信号Sr1，并且确定是否新获取了左侧的限制位置确定角θi(步骤302)。当没有新获取左侧的限制位置确定角θi时(步骤302：否)，不执行其随后的处理。另一方面，当已经新获取了左侧的限制位置确定角θi时(步骤302：是)，方差确定单元94使指示限制位置确定角θi的获取数量n的获取计数器的计数值Cr递增(步骤303)。

随后，方差确定单元94确定获取计数器的计数值Cr是否为“2”(步骤304)，并且当计数值Cr为“2”时(步骤304：是)，使用表达式(2)计算第一确定方差值Vd1并计算第一方差比率Rd1(步骤305)。接下来，方差确定单元94将第一方差比率Rd1与在限制位置确定角θi的获取数量n为“2”时的方差阈值Rth2进行比较(步骤306)。当第一方差比率Rd1等于或小于方差阈值Rth2时(步骤306：是)，方差确定单元94将端部接触确定数据D1输出至端部位置对应角设置单元96(步骤307)，丢弃所获取的限制位置确定角θi(步骤308)，并且清零获取计数器的计数值Cr(步骤309)。

当计数值Cr不是“2”时(步骤304：否)，方差确定单元94确定获取计数器的计数值Cr是否是“3”(步骤310)，并且当计数值Cr是“3”时(步骤310：是)，使用表达式(2)计算第一确定方差值Vd1并且计算第一方差比率Rd1(步骤311)。接下来，方差确定单元94将第一方差比率Rd1与在限制位置确定角θi的获取数量n为“3”时的方差阈值Rth3进行比较(步骤312)。当第一方差比率Rd1等于或小于方差阈值Rth3时(步骤312：是)，方差确定单元94执行步骤307至309的处理。

当计数值Cr不是“3”时(步骤310：否)，方差确定单元94确定获取计数器的计数值Cr是否是“4”(步骤313)，并且当计数值Cr是“4”时(步骤313：是)，使用表达式(2)计算第一确定方差值Vd1并且计算第一方差比率Rd1(步骤314)。接下来，方差确定单元94将第一方差比率Rd1与在限制位置确定角θi的获取数量n为“4”时的方差阈值Rth4进行比较(步骤315)。当第一方差比率Rd1等于或小于方差阈值Rth4时(步骤315：是)，方差确定单元94执行步骤307至309的处理。

当计数值Cr不是“4”时(步骤313：否)，方差确定单元94确定获取计数器的计数值Cr是否等于或大于“5”(步骤316)。当计数值Cr等于或大于“5”时(步骤316：是)，方差确定单元94使用表达式(2)计算第一确定方差值Vd1，并且计算第一方差比率Rd1(步骤317)。接下来，方差确定单元94将第一方差比率Rd1与在限制位置确定角θi的获取数量n为“5”时的方差阈值Rth5进行比较(步骤318)。当第一方差比率Rd1等于或小于方差阈值Rth5时(步骤318：是)，方差确定单元94执行步骤307至309的处理。当计数值Cr小于“5”时，即，当计数值Cr为“1”时(步骤316：否)，方差确定单元94不执行随后的处理。

另一方面，当第一方差比率Rd1大于方差阀值Rth2时(步骤306：否)，当第一方差比率Rd1大于方差阀值Rth3时(步骤312：否)，当第一方差比率Rd1大于方差阀值Rth4时(步骤315：否)，以及当第一方差比率Rd1大于方差阀值Rth5时(步骤318：否)，方差确定单元94执行步骤319。在步骤319中，方差确定单元94使指示有关多个限制位置确定角θi不是在齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据的连续确定的数量的拒绝计数器的计数值Ca递增(步骤319)。随后，方差确定单元94确定拒绝计数器的计数值Ca是否大于指示上限的预定计数值Cth(步骤320)。当计数值Ca大于预定计数值Cth时(步骤320：是)，方差确定单元94清零拒绝计数器的计数值Ca(步骤321)并执行步骤308和309的处理。当计数值Ca等于或小于预定计数值Cth时(步骤320：否)，方差确定单元94不执行步骤321、308和309的处理。

更新允许单元95

如图4所示，转向转矩Th、绝对转向角θs、q轴电流值Iq、角速度变化Δωm和第二限制确定信号Sr2被输入至更新允许单元95。更新允许单元95在第二限制确定单元93确定齿条轴12的移动已被限制的情况下基于绝对转向角θs获取多个限制位置确定角θi。与方差确定单元94类似，当确定齿条轴12的移动已经被限制时，本实施方式中的更新允许单元95对绝对转向角θs执行刚性补偿，并且获取经过刚性补偿的角度作为限制位置确定角θi。即，更新允许单元95是轴向力检测单元的示例。更新允许单元95基于右侧或左侧的多个限制位置确定角θi的变化来确定限制位置确定角是否是在齿条轴12的移动受到端部接触限制的情况下获取的数据。在多个限制位置确定角θi是当齿条轴12的移动被端部接触限制时获取的数据的情况下，更新允许单元95将包括多个限制位置确定角θi和更新允许信号Sp的端部接触确定数据D2输出至端部位置对应角设置单元96。更新允许信号Sp是允许端部位置对应角设置单元96更新存储在存储器64中的端部位置对应角θs_re、θs_le的信号。

在以下描述中，为了便于描述的目的，假设齿条轴12向左侧的移动已经被限制多次，并且获取了左侧的多个限制位置确定角θi，但是即使在获取右侧的多个限制位置确定角θi时，也由更新允许单元95执行相同的处理。

更新允许单元95获取在计算周期中通过对绝对转向角θs执行刚度补偿而获得的角度作为限制位置确定角θi，其中，输入指示齿条轴12的移动已经被限制的第二限制确定信号Sr2；并且获取小齿轮轴转矩Tp，该小齿轮轴转矩Tp是被输入到同一计算周期中的与限制位置确定角θi相关的确定轴向力。更新允许单元95基于绝对转向角θs的符号，确定齿条轴12向右侧还是向左侧的移动被限制。

由更新允许单元95获得的限制位置确定角θi被分类到基于小齿轮轴转矩Tp的大小设置的多个轴向力范围中。具体地，在该实施方式的更新允许单元95中，包括小齿轮轴转矩Tp为最小的第一轴向力范围、小齿轮轴转矩Tp为中间的第二轴向力范围和小齿轮轴转矩Tp为最大的第三轴向力范围的三个范围被设置为轴向力范围。更新允许单元95基于与限制位置确定角θi相关的小齿轮轴转矩Tp将获取的左侧的限制位置确定角θi分类到第一轴向力范围至第三轴向力范围中。

当左侧的限制位置确定角θi的获取数目n等于或大于预定计算数目nca并且获取了被分成第一轴向力范围至第三轴向力范围的一个或更多个限制位置确定角θi时，更新允许单元95使用表达式(3)计算作为用于确定的确定方差值的第二确定方差值Vd2。在该实施方式中，预定计算数目nca是“5”。

随后，更新允许单元95计算作为第二确定方差值Vd2与预定方差值Vm之间的方差比率的第二方差比率Rd2(Rd2＝Vd2/Vm)。

在确定齿条轴12的运动已经受到端部接触缓和控制的执行的限制时获取的限制位置确定角θi可以例如取决于路面μ的量值而变化。另一方面，当在确定齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的限制位置确定角θi是取决于EPS 2的结构而被机械地确定的并且因此不太可能变化时。因此，当所述多个限制位置确定角θi的方差相对较小时，认为齿条轴12的运动未受到基于存储的端部位置对应角θs_re和θs_le的端部接触缓和控制的执行的限制，并且齿条轴12的运动已经受到端部接触的限制。也就是说，认为存储的端部位置对应角θs_re和θs_le相对于实际齿条端部角向中性转向位置侧移位，实际齿条端部角是在其处实际出现端部接触的实际端部角。

考虑到这一点，更新允许单元95将第二方差比率Rd2与方差阈值Rth5进行比较。方差阈值Rth5是在获取数目n为“5”时的值，并且被预先设置。当第二方差比率Rd2等于或小于方差阈值Rth5时，更新允许单元95确定所述多个限制位置确定角θi是当齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据。

随后，更新允许单元95基于被确定为是当齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据的所述多个限制位置确定角θi来计算临时端部位置确定角θe_t。在该实施方式中的更新允许单元95计算所述多个限制位置确定角θi的平均值作为临时端部位置确定角θe_t。

更新允许单元95计算临时端部位置确定角θe_t与左侧的端部位置对应角θs_le之间的差作为临时端部分离角Δθ_t。假设端部分离角Δθ是临时端部分离角Δθ_t，则在受到端部接触缓和控制的执行的限制的q轴电流指令值Iq*等于或小于电流阈值Ith时，更新允许单元95确定正常执行端部接触缓和控制，并且不允许更新端部位置对应角θs_re和θs_le。在该实施方式中，电流阈值Ith是与基于额定转矩的转矩阈值相对应的阈值，并且被设置为额定电流Ir的50％。

具体地，更新允许单元95包括当车辆速度SPD为零时被固定的具有与角度限制分量计算单元82的映射的趋势相同的趋势的映射。更新允许单元95参考映射来计算与临时端部分离角Δθ_t对应的临时角度限制分量Iga_t。当临时角度限制分量Iga_t等于或大于额定电流Ir的50％时，更新允许单元95确定q轴电流指令值Iq*等于或小于电流阈值Ith，并且不向端部位置对应角设置单元96输出端部接触确定数据D2和更新允许信号Sp。当第二方差比率Rd2大于方差阈值Rth5时，更新允许单元95确定所述多个限制位置确定角θi不是在齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据，并且不向端部位置对应角设置单元96输出端部接触确定数据D2和更新允许信号Sp。此后，更新允许单元95丢弃已经获取的所述多个限制位置确定角θi，并且重复以上处理。

如上所述，通过从额定电流Ir中减去角度限制分量Iga和速度限制分量Igs来计算作为q轴电流指令值Iq*的上限的转向角限制值Ien。因此，当角度限制分量Iga等于或大于额定电流Ir的50％时，不管速度限制分量Igs的量值如何，转向角限制值Ien等于或小于额定电流Ir的50％。相应地，当临时角度限制分量Iga_t等于或大于额定电流Ir的50％时，更新允许单元95确定q轴电流指令值Iq*等于或小于电流阈值Ith。

另一方面，当临时角度限制分量Iga_t小于额定电流Ir的50％时，更新允许单元95将端部接触确定数据D2和更新允许信号Sp输出至端部位置对应角设置单元96。此后，更新允许单元95丢弃已经获取的所述多个限制位置确定角θi，并且重复以上处理。

具体地，如图9的流程图中所示，当获取各种状态量时(步骤401)，更新允许单元95判定一个或更多个限制位置确定角θi是否基于小齿轮轴转矩Tp被分类在第一轴向力范围至第三轴向力范围中的每一个中(步骤402)。随后，当判定一个或更多个限制位置确定角θi基于小齿轮轴转矩Tp被分类在第一轴向力范围至第三轴向力范围中的每一个中时(步骤402：是)，更新允许单元95判定限制位置确定角θi的获取数目n是否等于或大于预定计算数目nca(步骤403)。当判定一个或更多个限制位置确定角θi基于小齿轮轴转矩Tp未被分类在第一轴向力范围至第三轴向力范围中的每一个中时(步骤402：否)并且当限制位置确定角θi的获取数目n小于预定计算数目nca时(步骤403：否)，不再执行随后的处理。

当限制位置确定角θi的获取数目n等于或大于预定计算数目nca时(步骤403：是)，更新允许单元95使用表达式(3)计算第二确定方差值Vd2，并且计算第二方差比率Rd2(步骤404)。随后，更新允许单元95将第二方差比率Rd2与方差阈值Rth5进行比较(步骤405)，并且当第二方差比率Rd2等于或小于方差阈值Rth5时(步骤405：是)，计算临时端部位置确定角θe_t(步骤406)，并且计算临时端部分离角Δθ_t(步骤407)。然后，更新允许单元95计算在临时端部分离角Δθ_t处的临时角度限制分量Iga_t(步骤408)，并且判定临时角度限制分量Iga_t是否等于或大于额定电流Ir的50％(步骤409)。

当临时角度限制分量Iga_t小于额定电流Ir的50％时(步骤409：否)，更新允许单元95将更新允许信号Sp和端部接触确定数据D2输出至端部位置对应角设置单元96(步骤410和步骤411)。随后，更新允许单元95丢弃已经获取的所述多个限制位置确定角θi(步骤412)。

另一方面，当第二方差比率Rd2大于方差阈值Rth5时(步骤405：否)并且当临时角度限制分量Iga_t等于或大于额定电流Ir的50％时(步骤409：是)，更新允许单元95不执行步骤406至步骤411的处理，并且在步骤412中丢弃获取的所述多个限制位置确定角θi。

端部位置对应角设置单元96

如图4所示，转向转矩Th、绝对转向角θs、q轴电流值Iq、角速度变化Δωm、第一限制确定信号Sr1、端部接触确定数据D1和D2以及更新允许信号Sp被输入至端部位置对应角设置单元96。端部位置对应角设置单元96基于所输入的状态量来在存储器64中设置端部位置对应角θs_re和θs_le。

当在存储器64中未设置端部位置对应角θs_re和θs_le时，或者当输入了更新允许信号Sp时，端部位置对应角设置单元96设置端部位置对应角θs_re和θs_le。端部位置对应角设置单元96在其中输入了指示齿条轴12的运动已经受到限制的第一限制确定信号Sr1的计算周期中获取与绝对转向角θs相对应的多个限制位置确定角θi。类似于方差确定单元94，该实施方式中的端部位置对应角设置单元96在齿条轴12的运动已经受到限制时对绝对转向角θs执行刚度补偿，并且获取经过刚度补偿的角作为限制位置确定角θi。也就是说，端部位置对应角设置单元96是轴向力检测单元的示例。端部位置对应角设置单元96基于绝对转向角θs的符号来确定齿条轴12向右侧和左侧中的哪侧的运动已经受到限制。当获取了右侧和左侧的限制位置确定角θi时，端部位置对应角设置单元96基于所获取的限制位置确定角来设置端部位置对应角θs_re和端部位置对应角θs_le。

具体地，端部位置对应角设置单元96首先计算行程宽度Wma，该行程宽度Wma是右侧的限制位置确定角θi的绝对值与左侧的限制位置确定角θi的绝对值之和。当行程宽度Wma大于第一行程阈值Wth1并且小于第二行程阈值Wth2时，端部位置对应角设置单元96将所获取的右侧和左侧的限制位置确定角θi设置为端部位置对应角θs_re和端部位置对应角θs_le。第一行程阈值Wth1是由绝对转向角θs表示的角范围，并且被设置为比与齿条轴12的整个行程范围相对应的角范围略小的范围。第二行程阈值Wth2是由绝对转向角θs表示的角范围，并且被设置为比与齿条轴12的整个行程范围相对应的角范围略大的范围。

例如，取决于车辆的行驶状况，在未设置端部位置对应角θs_re和θs_le的状态下，右侧和左侧中仅一侧的端部接触可能会重复出现，因此，可能无法获取一侧的限制位置确定角θi。在这种情况下，端部位置对应角设置单元96首先基于从方差确定单元94输出的端部接触确定数据D1来仅设置左侧的端部位置对应角θs_le或右侧的端部位置对应角θs_re。该实施方式中的端部位置对应角设置单元96将端部接触确定数据D1的平均值设置为右侧的端部位置对应角θs_re或左侧的端部位置对应角θs_le。随后，端部位置对应角设置单元96如上所述地获取右侧和左侧的限制位置确定角θi，并且设置端部位置对应角θs_re和端部位置对应角θs_le。

例如，假设通过在维修车辆时更换转向轴使在其处端部接触实际出现的实际齿条端部角与存储的端部位置对应角θs_re和θs_le彼此移位。在这种情况下，端部位置对应角设置单元96首先基于从更新允许单元95输出的端部接触确定数据D2来仅设置右侧的端部位置对应角θs_re或左侧的端部位置对应角θs_le。该实施方式中的端部位置对应角设置单元96将端部接触确定数据D2的平均值设置为端部位置对应角θs_re或θs_le。随后，端部位置对应角设置单元96如上所述地获取右侧和左侧的限制位置确定角θi，并且设置端部位置对应角θs_re和端部位置对应角θs_le。

具体地，如图10的流程图中所示，当获取了各种状态量时(步骤501)，端部位置对应角设置单元96判定是否输入了指示允许更新的更新允许信号Sp(步骤502)。当未输入更新允许信号Sp时(步骤502：否)，端部位置对应角设置单元96判定是否设置了指示在存储器64中设置了端部位置对应角θs_re和θs_le的完成标记(步骤503)。当设置了完成标记时(步骤503：是)，不再执行随后的处理。

当输入了更新允许信号Sp时(步骤502：是)，端部位置对应角设置单元96重置完成标记(步骤504)并且在其中输入了第一限制确定信号Sr1的计算周期中获取限制位置确定角θi(步骤505)。即使在未设置完成标记时(步骤503：否)，在步骤505中，端部位置对应角设置单元96也获取限制位置确定角θi。

随后，端部位置对应角设置单元96判定是否获取了右侧和左侧的限制位置确定角θi(步骤506)，并且在获取了左侧和右侧的限制位置确定角θi时(步骤506：是)，计算行程宽度Wma(步骤507)。随后，端部位置对应角设置单元96判定行程宽度Wma是否大于第一行程阈值Wth1并且小于第二行程阈值Wth2(步骤508)。当行程宽度Wma大于第一行程阈值Wth1并且小于第二行程阈值Wth2时(步骤508：是)，端部位置对应角设置单元96将用于计算行程宽度Wma的右侧和左侧的限制位置确定角θi设置为端部位置对应角θs_re和端部位置对应角θs_le(步骤509)，并且设置完成标记(步骤510)。当行程宽度Wma等于或小于第一行程阈值Wth1时，或者当行程宽度Wma等于或大于第二行程阈值Wth2时(步骤508：否)，端部位置对应角设置单元96丢弃获取的限制位置确定角θi(步骤511)。

另一方面，当仅获取了右侧或左侧的限制位置确定角θi时(步骤506：否)，端部位置对应角设置单元96判定是否输入了端部接触确定数据D1和D2之一(步骤512)。当输入了端部接触确定数据D1和D2之一时(步骤512：是)，端部位置对应角设置单元96基于输入的端部接触确定数据D1或D2来仅设置右侧的端部位置对应角θs_re或左侧的端部位置对应角θs_le(步骤513)。当未输入端部接触确定数据D1和D2中的任何一个时(步骤512：否)，则不再执行随后的处理。

下面将描述该实施方式的操作和有益效果。如上所述，认为：当所述多个限制位置确定角θi的方差较大时，齿条轴12的运动已经通过端部接触缓和控制的执行被限制于虚拟端部位置；并且当所述多个限制位置确定角θi的方差相对较小时，齿条轴12的运动未受到端部接触缓和控制的执行的限制，但是齿条轴12的运动已经受到端部接触的限制。因此，端部位置对应角管理单元65允许基于所述多个限制位置确定角θi的方差来对端部位置对应角θs_re和θs_le进行更新，并且更新存储在存储器64中的端部位置对应角θs_re和θs_le。因此，例如，即使在通过在维修车辆时更换转向轴11使实际齿条端部角和存储的端部位置对应角θs_re和θs_le彼此移位时，根据该实施方式，也可以减小存储的端部位置对应角θs_re和θs_le相对于实际齿条端部角向中性转向位置的移位。

更新允许单元95使用表达式(3)来计算所述多个限制位置确定角θi的第二确定方差值Vd2。当作为预定方差值Vm与第二确定方差值Vd2的比率的第二方差比率Rd2等于或小于方差阈值Rth5时，确定所述多个限制位置确定角θi是当齿条轴12的运动已经受到端部接触的限制时获取的数据。因此，可以适当地判定所述多个限制位置确定角θi是否为当齿条轴12的运动已经受到端部接触的限制时获取的数据。

第一限制确定单元92和第二限制确定单元93基于电机角速度ωm、角速度变化Δωm和转向转矩Th来判定齿条轴12向右侧和左侧中的哪侧的运动已经受到限制。因此，例如，在不提供用于检测齿条轴12的运动的专用传感器的情况下，可以容易地判定齿条轴12的运动是否已经受到限制。

更新允许单元95将在第二限制确定单元93确定齿条轴12的运动已经受到限制时的小齿轮轴转矩Tp与限制位置确定角θi相关，并且将限制位置确定角θi分类成基于小齿轮轴转矩Tp的量值设置的第一轴向力范围至第三轴向力范围。用于计算第二确定方差值Vd2的所述多个限制位置确定角θi包括被分类成第一轴向力范围至第三轴向力范围中的每一个的一个或更多个限制位置确定角θi。以此方式，更新允许单元95使用被分类成不同轴向力范围的所述多个限制位置确定角θi——即，当小齿轮轴转矩Tp较大时获取的限制位置确定角θi和当小齿轮轴转矩Tp相对较小时获取的限制位置确定角θi——作为用于确定方差的数据。

通常，在车辆前向行驶时，当出现端部接触时的小齿轮轴转矩Tp可能较大，并且在车辆逆向行驶时，当出现端部接触时的小齿轮轴转矩Tp可能较小。因此，在该实施方式中，当确定在车辆前向行驶和逆向行驶时齿条轴12的运动已经受到限制时，用于确定方差的数据包括限制位置确定角θi。因此，可以更适当地判定齿条轴12的运动是否已经受到端部接触的限制。

更新允许单元95基于被确定为是当齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据的所述多个限制位置确定角θi来计算临时端部位置确定角θe_t，并且计算指示临时端部位置确定角θe_t距端部位置对应角θs_re和θs_le的距离的临时端部分离角Δθ_t。更新允许单元95计算与临时端部分离角Δθ_t相对应的临时角度限制分量Iga_t，并且认为在临时角度限制分量Iga_t等于或大于额定电流Ir的50％时q轴电流命令值Iq*被限制成等于或小于电流阈值Ith并且不允许端部位置对应角θs_re和θs_le的更新。

此处，当存储的端部位置对应角θs_re和θs_le未相对于实际齿条端部角向中性转向位置移位并且例如在低μ路上以高速执行转动，齿条轴12可以与齿条壳体13接触。在这种情况下，当将q轴电流指令值Iq*限制成等于或小于电流阈值Ith时，基于存储的端部位置对应角θs_re和θs_le的端部接触缓和控制也可以正常工作，并且端部位置对应角θs_re和θs_le相对于实际齿条端部角向中性转向位置侧的移位被认为不引起任何问题。因此，如该实施方式中那样，当基于临时端部分离角Δθ_t计算的q轴电流指令值Iq*等于或小于电流阈值Ith时，可以通过不允许端部位置对应角θs_re和θs_le的更新来防止端部位置对应角θs_re和θs_le被不必要地更新。

当获取了右侧和左侧的限制位置确定角θi时，端部位置对应角管理单元65将行程宽度Wma与第一行程阈值Wth1和第二行程阈值Wth2进行比较。当行程宽度Wma大于第一行程阈值Wth1并且小于第二行程阈值Wth2时，端部位置对应角管理单元65基于右侧和左侧的限制位置确定角θi来设置右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le。因此，无需等待直到获取了右侧或左侧的多个限制位置确定角θi，就可以快速地设置与实际齿条端部角精确地对应的右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le。

另一方面，当获取了右侧和左侧中仅一侧的多个限制位置确定角θi时，端部位置对应角管理单元65基于所述多个限制位置确定角θi的方差来判定所述多个限制位置确定角θi是否是在齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据。端部位置对应角管理单元65基于端部接触确定数据D1来设置右侧的端部位置对应角θs_re或左侧的端部位置对应角θs_le，端部接触确定数据D1包括被确定为是在齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据的右侧或左侧的所述多个限制位置确定角θi。

如上所述，当所述多个限制位置确定角θi的方差相对较大时，齿条轴12的运动被认为是受到与路缘石等接触的限制；并且当所述多个限制位置确定角θi的方差相对较小时，齿条轴12的运动被认为是受到端部接触的限制。因此，如该实施方式中那样，通过使用多个限制位置确定角θi的方差，可以设置与实际端部角精确地对应的端部位置对应角θs_re和θs_le。

方差确定单元94使用表达式(2)来计算所述多个限制位置确定角θi的第一确定方差值Vd1。当作为预定方差值Vm与第一确定方差值Vd1的比率的第一方差比率Rd1等于或小于基于获取数目n设置的方差阈值Rthn时，方差确定单元94确定所述多个限制位置确定角θi是当齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据。因此，可以适当地判定所述多个限制位置确定角θi是否是当齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据。特别地，由于该实施方式中的方差确定单元94例如在获取了两个或更多个限制位置确定角θi时计算第一确定方差值Vd1，因此与其中在已经获取了与预定计算数目nca相对应的限制位置确定角θi之后计算第一确定方差值Vd1的情况相比，可以更早地计算第一确定方差值Vd1。

由于端部位置对应角设置单元96将端部接触确定数据D1和端部接触确定数据D2的平均值设置为右侧的端部位置对应角θs_re或左侧的端部位置对应角θs_le，因此可以适当地设置与实际端部角精确地对应的端部位置对应角θs_re和θs_le。

第二实施方式

下面将参照附图来描述根据第二实施方式的转向控制装置。这与第一实施方式的主要不同之处在于：仅在更新允许单元95中计算第二确定方差值Vd2。因此，出于便于描述的目的，将通过与第一实施方式中的附图标记相同的附图标记来参考与第一实施方式中的要素相同的要素，并且将省略其描述。

当获取了左侧的多个限制位置确定角θi时，该实施方式中的更新允许单元95以小齿轮轴转矩Tp的递增次序来布置并保持限制位置确定角θi。当获取了与预定获取数目nth相对应的限制位置确定角θi时，更新允许单元95以小齿轮轴转矩Tp——即，作用于齿条轴12的轴向力——的递增次序来选择与预定计算数目nca相对应的限制位置确定角θi，并且使用表达式(2)来计算所选择的限制位置确定角θi的第二确定方差值Vd2。此后，类似于第一实施方式，更新允许单元95计算第二方差比率Rd2，并且将更新允许信号Sp和端部接触确定数据D2输出至端部位置对应角设置单元96。在该实施方式中，预定获取数目nth为“10”，并且预定计算数目nca为“5”。

具体地，如图11的流程图中所示，当获取了各种状态量时(步骤601)，更新允许单元95以与限制位置确定角θi相关联的小齿轮轴转矩Tp的递增次序来布置并保持限制位置确定角θi(步骤602)。随后，更新允许单元95判定限制位置确定角θi的获取数目n是否等于或大于预定获取数目nth(步骤603)。当限制位置确定角θi的获取数目n小于预定获取数目nth时(步骤603：否)，不再执行随后的处理。

另一方面，当限制位置确定角θi的获取数目n等于或大于预定获取数目nth时(步骤603：是)，更新允许单元95以小齿轮轴转矩Tp的递增次序来选择与预定计算数目nca相对应的限制位置确定角θi，使用表达式(2)计算所选择的限制位置确定角θi的第二确定方差值Vd2，并且计算第二方差比率Rd2(步骤604)。此后，类似于第一实施方式，执行将第二方差比率Rd2与方差阈值Rth5进行比较的步骤405，并且基于比较的结果来执行步骤406至步骤412的处理。

在该实施方式中，除了第一实施方式的操作和有益效果之外，还实现了以下操作和有益效果。更新允许单元95在第二限制确定单元93确定齿条轴12的运动已经受到限制时将限制位置确定角θi与小齿轮轴转矩Tp相关联。用于计算第二确定方差值Vd2的所述多个限制位置确定角θi包括以小齿轮轴转矩Tp的递增次序选择的与预定计算数目nca相对应的限制位置确定角θi。

当端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1时，q轴电流指令值Iq*被限制成使得端部分离角Δθ的减小受到端部接触缓和控制的执行的限制，并且因此，与小齿轮轴转矩Tp相关联的限制位置确定角θi可能随着小齿轮轴转矩Tp的减小而增大。也就是说，随着小齿轮轴转矩Tp减小，与小齿轮轴转矩Tp相关联的限制位置确定角θi将为接近实际齿条端部角的角的可能性增大。因此，如该实施方式中那样，通过基于以小齿轮轴转矩Tp的递增次序选择的与预定计算数目nca相对应的限制位置确定角θi来计算第二确定方差值Vd2，可以更适当地判定齿条轴12的运动是否已经受到端部接触的限制。

以上实施方式可以被如下修改。除非出现技术冲突，否则可以组合以上实施方式和以下修改示例。在实施方式中，当获取了右侧和左侧的限制位置确定角θi时，将行程宽度Wma与第一行程阈值Wth1和第二行程阈值Wth2进行比较。然而，本发明不限于此，而是可以仅将行程宽度Wma与第一行程阈值Wth1进行比较，并且当行程宽度Wma大于第一行程阈值Wth1时，可以基于右侧和左侧的限制位置确定角θi来设置右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le。

在实施方式中，端部接触确定数据D1和端部接触确定数据D2的平均值被设置为右侧的端部位置对应角θs_re或左侧的端部位置对应角θs_le。然而，本发明不限于此，而是例如，可以将端部接触确定数据D1和端部接触确定数据D2中具有最大绝对值的限制位置确定角θi设置为右侧的端部位置对应角θs_re或左侧的端部位置对应角θs_le。利用该配置，还可以设置与实际端部角精确地对应的端部位置对应角θs_re和端部位置对应角θs_le。

在实施方式中，端部位置对应角设置单元96基于被确定为是当齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据的所述多个限制位置确定角θi来设置右侧的端部位置对应角θs_re或左侧的端部位置对应角θs_le。然而，本发明不限于此，而是可以在判定所述多个限制位置确定角θi是否是当齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据之前基于所述多个限制位置确定角θi来设置右侧的端部位置对应角θs_re或左侧的端部位置对应角θs_le。

在实施方式中，即使当获取了右侧和左侧的限制位置确定角θi时，端部位置对应角设置单元96也可以基于所述多个限制位置确定角θi来判定所述多个限制位置确定角θi是否是在齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据，并且设置右侧的端部位置对应角θs_re和左侧的端部位置对应角θs_le。

在实施方式中，由更新允许单元95执行的考虑到小齿轮轴转矩Tp来计算第二确定方差值Vd2的方法可以用作由方差确定单元94执行的计算第一确定方差值Vd1的方法。类似地，由方差确定单元94执行在不考虑小齿轮轴转矩Tp的情况下计算第一确定方差值Vd1的方法可以用作由更新允许单元95执行的计算第二确定方差值Vd2的方法。

在实施方式中，第一限制确定单元92可以仅执行静态限制确定和动态限制确定之一。第二限制确定单元93可以执行静态限制确定和动态限制确定两者，或者仅执行动态限制确定。当由第一限制确定单元92执行的确定与由第二限制确定单元93执行的确定匹配时，端部位置对应角管理单元65仅必须包括仅一个限制确定单元。

在实施方式中，第一限制确定单元92基于电机角速度ωm、角速度变化Δωm和转向转矩Th来判定齿条轴12向右侧和左侧中的哪侧的运动已经受到限制，但是本发明不限于此，并且可以适当地修改确定方法。例如，可以在齿条端部18与齿条壳体13之间设置接触传感器，并且可以基于来自接触传感器的输出信号来确定齿条轴12向右侧和左侧中的哪侧的运动已经受到限制。类似地，也可以适当地修改第二限制确定单元93中的确定方法。

在实施方式中，更新允许单元95计算所述多个限制位置确定角θi的平均值作为临时端部位置确定角θe_t，但是本发明不限于此，并且例如，所述多个限制位置确定角θi中具有最大绝对角或最小绝对角的限制位置确定角θi可以被计算为临时端部位置确定角θe_t。

在第一实施方式中，基于小齿轮轴转矩Tp将限制位置确定角θi分类成第一轴向力范围至第三轴向力范围，但是本发明不限于此，并且限制位置确定角θi可以被分类成两个轴向力范围或四个或更多个轴向力范围。

在第一实施方式中，用于计算第二确定方差值Vd2的所述多个限制位置确定角θi包括被分类成第一轴向力范围至第三轴向力的范围中的每一个的一个或更多个限制位置确定角θi，但是本发明不限于此，并且所述多个限制位置确定角θi中可以包括被分类成第一轴向力范围至第三轴向力范围中的两个或更多个的一个或更多个限制位置确定角θi。

在实施方式中，电流阈值Ith被设置为额定电流Ir的50％，但是本发明不限于此，并且电流阈值Ith可以被设置为例如额定电流Ir的40％或60％。可以适当地改变电流阈值Ith。在实施方式中，当临时角度限制分量Iga_t等于或大于额定电流Ir的50％时，确定q轴电流指令值Iq*等于或小于电流阈值Ith，但是本发明不限于此，并且例如，可以计算基于端部分离角Δθ是临时端部分离角Δθ_t的假设的临时q轴电流指令值并且将该临时q轴电流指令值与电流阈值Ith进行比较。

在实施方式中，当确定第二方差比率Rd2等于或小于方差阈值Rth5并且所述多个限制位置确定角θi是当齿条轴12的运动已经受到端部接触限制时获取的数据时，可以更新端部位置对应角θs_re和端部位置对应角θs_le，而不管q轴电流指令值Iq*是否被限制成等于或小于电流阈值Ith。

在实施方式中，在一旦已经设置了端部位置对应角θs_re和端部位置对应角θs_le之后，可能无法确定端部位置对应角θs_re和端部位置对应角θs_le的更新的必要性并且可能不允许更新。在实施方式中，小齿轮轴转矩Tp是基于转向转矩Th、电机转矩和惯性转矩计算的，但是本发明不限于此，并且出于减少计算负荷的目的，小齿轮轴转矩Tp可以是基于例如转向转矩Th和电机转矩计算的。用于对获取的绝对转向角θs执行的刚度补偿的作为动态限制确定的结果的小齿轮轴转矩Tp和用于对获取的绝对转向角θs执行的刚度补偿的作为静态限制确定的结果的小齿轮轴转矩Tp可能彼此不同。

在实施方式中，可以获取在方差确定单元94、更新允许单元95和端部位置对应角设置单元96确定齿条轴12的运动已经受到限制时的绝对转向角θs作为限制位置确定角θi，而无需对所获取的绝对转向角θs执行任何改变和刚度补偿。

在实施方式中，小齿轮轴转矩Tp用作确定轴向力，但是本发明不限于此，并且可以使用与作用于齿条轴12的轴向力近似的另一状态量。在第二实施方式中，在步骤603中，以小齿轮轴转矩Tp的递增次序布置并保持获取的左侧的限制位置确定角θi，但是本发明不限于此，并且获取的左侧的限制位置确定角θi可以不以小齿轮轴转矩Tp的递增次序被布置，而是可以仅仅被保持。在这种情况下，在步骤604中，以小齿轮轴转矩Tp的递增次序来从与预定获取数目nth相对应的限制位置确定角θi中选择与预定计算数目nca相对应的限制位置确定角θi。

在第二实施方式中，预定获取数目nth被设置成大于预定计算数目nca，但是本发明不限于此，并且可以适当地改变预定获取数目nth，只要预定获取数目nth等于或大于预定计算数目nca即可。可以适当地改变预定计算数目nca。

在实施方式中，通过即使在点火开关断开时也监测电机21的旋转，始终对从原点起的电机21的旋转速度进行积分，并且检测绝对电机角和绝对转向角θs。然而，本发明不限于此，并且例如，可以设置将转向角检测为绝对角的转向传感器，可以基于由转向传感器检测的转向角和减速齿轮机构22的减速齿轮比来对电机21从原点起的旋转速度进行积分，并且可以检测绝对电机角和绝对转向角θs。

在实施方式中，通过将辅助指令值Ias*限制为转向角限制值Ien来执行端部接触缓和控制，但是本发明不限于此，并且可以例如通过将随着其接近齿条端部位置而增大的转向反作用力分量——即，具有与辅助命令值Ias*的符号相反的符号的分量——添加至辅助命令值Ias*来执行端部接触缓和控制。

在实施方式中，对辅助指令值Ias*执行保护处理，但是本发明不限于此，并且例如，可以对通过使用基于通过对转向转矩Th进行微分而获得的转矩微分值的补偿值来校正辅助命令值Ias*而获得的值执行保护处理。

在实施方式中，限制值设置单元62包括基于电源电压Vb计算电压限制值Ivb的电压限制值计算单元72，但是本发明不限于此，并且除了电压限制值计算单元72以外或替代电压限制值计算单元72，还可以设置基于另一状态量计算另一限制值的另一计算单元。可以采用其中限制值设置单元62不包括电压限制值计算单元72并且在没有任何改变的情况下将转向角限制值Ien设置为限制值Ig的配置。

在实施方式中，可以使用通过从额定电流Ir中仅减去角度限制分量Iga而获得的值。在实施方式中，转向控制装置1控制其中EPS致动器6向柱轴15施加电机转矩的类型的EPS 2，但是本发明不限于此，并且例如，转向控制装置1可以控制其中经由滚珠丝杠螺母将电机转矩施加至齿条轴12的类型的转向系统。不限于EPS，转向控制装置1还可以控制线控转向型转向装置，在该线控转向型转向装置中，切断由驾驶员操作的转向单元与使转动轮转动的转动单元之间的动力传递，并且可以如在该实施方式中那样对设置在转动单元中的转动致动器的电机的转矩指令值或q轴电流指令值执行端部接触缓和控制。

Claims (8)

1.一种控制转向系统(2)的转向控制装置(1)，所述转向系统(2)包括壳体(13)、转动轴(12)和致动器(6)，所述转动轴(12)容纳在所述壳体(13)中使得所述转动轴能够往复运动，所述致动器(6)使用电机(21)作为驱动源来施加用于使所述转动轴(12)往复运动的电机转矩，所述转向控制装置(1)的特征在于包括电子控制单元，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成检测作为旋转轴的旋转角的绝对转向角，所述旋转轴的旋转角能够被转换成与所述转动轴(12)连接的转动轮(4)的转动角并且被表示为包括超过360°的范围的绝对角；

所述电子控制单元被配置成控制所述电机(21)的驱动以使得所述电机转矩达到转矩命令值，所述电子控制单元被配置成存储端部位置对应角，所述端部位置对应角是指示端部位置并与所述绝对转向角相关的角度，在所述端部位置处所述转动轴(12)的移动被所述转动轴(12)与所述壳体(13)接触的端部接触限制，所述电子控制单元被配置成在指示所述绝对转向角距所述端部位置对应角的距离的端部分离角等于或小于预定角度时执行端部接触缓和控制，所述端部接触缓和控制是用于校正所述转矩命令值以使得限制所述端部分离角的减小的控制；

所述电子控制单元被配置成确定所述转动轴(12)向右侧和左侧中的一侧的移动是否被所述端部接触或者所述端部接触缓和控制的执行所限制；

所述电子控制单元被配置成在所述电子控制单元确定所述转动轴(12)的移动被限制时获取与所述绝对转向角对应的多个限制位置确定角，所述电子控制单元被配置成基于所述多个限制位置确定角的方差来允许所述端部位置对应角的更新；以及

所述电子控制单元被配置成在所述电子控制单元允许所述端部位置对应角的更新时更新存储在所述电子控制单元中的所述端部位置对应角。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述电子控制单元被配置成使用以下表达式来计算确定方差值Vd，所述确定方差值Vd是n个限制位置确定角θi的方差值，其中，n是等于或大于2的整数，i是自然数，

其特征在于，所述电子控制单元被配置成将当所述转动轴的移动被所述端部接触限制时的所述多个限制位置确定角的方差值设置为预定方差值Vm，并且

其特征在于，所述电子控制单元被配置成：在方差比率Rd等于或小于根据n设置的方差阈值Rthn时，将所述n个限制位置确定角确定为获取的预定数据，所述方差比率Rd是所述确定方差值Vd与所述预定方差值Vm之间的比率，所述预定数据是当所述转动轴(12)的移动被所述端部接触限制时获取的数据，

其中，θave是所述n个限制位置确定角θi的平均值。

3.根据权利要求1所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述电子控制单元被配置成检测作用在所述转动轴(12)上的轴向力，

其特征在于，所述电子控制单元被配置成将在所述电子控制单元确定所述转动轴(12)的移动被限制时的确定轴向力与所述限制位置确定角相关，并且

其特征在于，所述电子控制单元被配置成将所述限制位置确定角分类到基于所述轴向力的大小而设置的多个轴向力范围中，用于计算所述方差的所述多个限制位置确定角包括被分类到所述多个轴向力范围中的两个或更多个轴向力范围中的一个或更多个限制位置确定角。

4.根据权利要求1所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述电子控制单元被配置成检测作用在所述转动轴(12)上的轴向力，

其特征在于，所述电子控制单元被配置成将在所述电子控制单元确定所述转动轴(12)的移动被限制时的确定轴向力与所述限制位置确定角相关，用于计算所述方差的所述多个限制位置确定角包括按照所述确定轴向力的增大的顺序选择的预定计算数量的限制位置确定角。

5.根据权利要求1所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述电子控制单元被配置成计算临时端部分离角，所述临时端部分离角指示基于所述多个限制位置确定角的临时端部位置确定角距所述端部位置对应角的距离，并且

其特征在于，所述电子控制单元被配置成：当所述端部分离角是所述临时端部分离角并且通过执行所述端部接触缓和控制而计算的转矩命令值等于或小于基于额定转矩的转矩阈值时，禁止所述端部位置对应角的更新。

6.一种控制转向系统(2)的转向控制装置(1)，所述转向系统(2)包括壳体(13)、转动轴(12)和致动器(6)，所述转动轴(12)容纳在所述壳体(13)中使得所述转动轴能够往复运动，所述致动器(6)使用电机(21)作为驱动源来施加用于使所述转动轴(12)往复运动的电机转矩，所述转向控制装置(1)包括电子控制单元，其特征在于：

所述电子控制单元被配置成检测作为旋转轴的旋转角的绝对转向角，所述旋转轴的旋转角能够被转换成与所述转动轴(12)连接的转动轮(4)的转动角并且被表示为包括超过360°的范围的绝对角；

所述电子控制单元被配置成确定所述转动轴(12)向右侧和左侧中的一侧的移动是否被限制；

所述电子控制单元被配置成在所述电子控制单元确定所述转动轴(12)的移动被限制时获取与所述绝对转向角对应的多个限制位置确定角，所述电子控制单元被配置成基于所述右侧或所述左侧的所述多个限制位置确定角的方差来确定所述右侧或所述左侧的所述多个限制位置确定角是否是预定数据，所述预定数据是当所述转动轴(12)的移动被所述转动轴(12)与所述壳体接触的端部接触限制时获取的数据；以及

所述电子控制单元被配置成基于被确定为所述预定数据的所述多个限制位置确定角来设置端部位置对应角，所述端部位置对应角是指示所述转动轴位于右端部位置处或左端部位置处并且与所述绝对转向角相关的角度。

7.根据权利要求6所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述电子控制单元被配置成使用以下表达式来计算确定方差值Vd，所述确定方差值Vd是n个限制位置确定角θi的方差值，其中，n是等于或大于2的整数，i是自然数，

其特征在于，所述电子控制单元被配置成将当所述转动轴(12)的移动被所述端部接触限制时的所述多个限制位置确定角的方差值设置为预定方差值Vm，并且

其特征在于，所述电子控制单元被配置成：在方差比率Rd等于或小于根据n设置的方差阈值Rthn时，将所述n个限制位置确定角确定为获取的所述预定数据，所述方差比率Rd是所述确定方差值Vd与所述预定方差值Vm之间的比率，

其中，θave是所述n个限制位置确定角θi的平均值。

8.根据权利要求7所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述电子控制单元被配置成当获取了右限制位置确定角和左限制位置确定角时将行程宽度与行程阈值进行比较，所述行程阈值对应于所述转动轴(12)的整个行程范围，所述行程宽度是所述右限制位置确定角的绝对值和所述左限制位置确定角的绝对值之和，

其特征在于，所述电子控制单元被配置成：当所述行程宽度大于所述行程阈值时，基于所述右限制位置确定角和所述左限制位置确定角来设置所述右侧和所述左侧的所述端部位置对应角，

其特征在于，所述电子控制单元被配置成：当仅获取了所述右侧或所述左侧的所述多个限制位置确定角时，基于被确定为所述预定数据的所述右侧或所述左侧的所述多个限制位置确定角来设置所述右侧或所述左侧的所述端部位置对应角。

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