CN114620120A - 转向控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供了转向控制装置。转向控制装置(50)包括被配置成计算第一轴向力的第一计算器(81B)、第二计算器(81A)和被配置成计算第三轴向力的第三计算器(81C)。第三计算器(81C)被配置成，在出现转弯马达(41)的电流必须受到限制的特定情况时，降低第一轴向力在第三轴向力中的反映程度，并且增加第二轴向力在第三轴向力中的反映程度。

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
已知一种所谓的线控转向型转向装置，其将方向盘与转弯轮之间的动力传递分开。转向装置具有作为施加到转向轴的转向反作用力的源的反作用力马达和作为使转弯轮转弯的转弯力的源的转弯马达。当车辆行驶时，转向装置的控制装置通过反作用力马达产生转向反作用力，并通过转弯马达使转弯轮转弯。
在线控转向型转向装置中，方向盘与转弯轮之间的动力传递是分离的，因此，作用在转弯轮上的路面反作用力难以传递到方向盘上。因此，驾驶员不太可能通过方向盘感觉到作为响应的路面状况。
因此，例如，在日本未审查专利申请公布第2017-165219号(JP2017-165219A)中描述的控制装置计算出理想轴向力和路面轴向力，理想轴向力是基于目标转弯角的理想齿条轴向力，路面轴向力是基于转弯马达的电流值的齿条轴向力的估计值。控制装置将理想轴向力和路面轴向力以预定的分配比率相加，并通过使用基于相加的轴向力的基本反作用力来控制反作用力马达。由于路面状况反映在路面轴向力中，因此路面状况也反映在由反作用力马达产生的转向反作用力中。因此，驾驶员可以感受到作为转向反作用力的路面状况。
发明内容
现有技术中通常的线控转向型转向装置(包括JP2017-165219A的转向装置)根据产品规格设置有各种保护功能。保护功能的一个示例包括转弯马达的过热保护功能。具有该功能的控制装置例如监测转弯马达的温度，并且当监测到的温度接近过热状态时，限制供应至转弯马达的电流量。这使得可以保护转弯马达。
然而，当如JP2017-165219A中那样将路面轴向力反映在转向反作用力中的控制装置设置有用于转弯马达的过热保护功能时，可能出现以下限制。即，路面轴向力是通过将转弯马达的电流值乘以预定系数来计算的。为此，当从转弯马达的过热保护的立足点来限制转弯马达的电流量时，路面轴向力以及进而转向反作用力可能随着被限制的电流量而减小。因此，例如，尽管必须进一步增加转向反作用力作为用于驾驶员的信息，但是很可能出现下述限制：通过执行转弯马达的过热保护功能，不能确保最初要求的转向反作用力。
本发明提供一种转向控制装置，即使在转弯马达的电流受到限制的情况下，该转向控制装置也能够确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
本发明涉及转向控制装置。转向控制装置基于根据转向状况计算出的命令值来控制反作用力马达。反作用力马达是施加到方向盘的转向反作用力的源，方向盘与转弯轴在动力传递上分离。转向控制装置包括：第一计算器，其被配置成基于作为施加至转弯轴的转弯力的源的转弯马达的电流值来计算作用在转弯轴上的第一轴向力；第二计算器，其被配置成基于与转弯马达的电流值不同的其他车辆状态变量来计算作用在转弯轴上的第二轴向力；以及第三计算器，其被配置成基于第一轴向力和第二轴向力来计算作为要反映在命令值中的最终轴向力的第三轴向力。第三计算器被配置成，在出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，降低第一轴向力在第三轴向力中的反映程度，并且增加第二轴向力在第三轴向力中的反映程度。
当转弯马达的电流受到限制时，还可以限制基于转弯马达的电流值计算出的第一轴向力，进而限制第一轴向力被反映在其上的第三轴向力。因此，很可能出现不能确保最初要求的转向反作用力的限制。对此，通过上述配置，当出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，第一轴向力在第三轴向力中的反映程度降低，而第二轴向力在第三轴向力中的反映程度增加。即，在第三轴向力中，第二轴向力更为主导。第二轴向力不易受转弯马达的电流限制的影响。因此，即使在转弯马达的电流受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
在转向控制装置中，第三计算器可以被配置成通过将第一轴向力和第二轴向力乘以分配比率所获得的值相加来计算第三轴向力。分配比率可以根据车辆行为、转向状况或路面状况被分别设置。第三计算器可以被配置成，在出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，降低第一轴向力相对于第三轴向力的分配比率，并且增加第二轴向力相对于第三轴向力的分配比率。
通过上述配置，在出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，可以通过降低第一轴向力相对于第三轴向力的分配比率来降低第一轴向力在第三轴向力中的反映程度。进一步地，在出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，可以通过增加第二轴向力相对于第三轴向力的分配比率来增加第二轴向力在第三轴向力中的反映程度。进一步地，可以通过增加或减少第一轴向力的分配比率和第二轴向力的分配比率来逐步在第一轴向力与第二轴向力之间切换。因此，例如，可以根据转弯马达的电流必须受到限制的特定情况的程度，逐步地确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
转向控制装置还可以包括第四计算器，第四计算器被配置成，在出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，基于预定的立足点分别计算第一轴向力和第二轴向力在电流限制时使用的分配比率。预定的立足点可以是第一轴向力相对于第三轴向力的分配比率进一步降低同时第二轴向力相对于第三轴向力的分配比率进一步增加的立足点。第三计算器可以被配置成，在出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，通过使用由第四计算器计算的在电流限制时使用的分配比率来计算第三轴向力。
通过上述配置，当出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，通过使用由第四计算器计算出的在电流限制时使用的分配比率来计算第三轴向力，可以进一步降低第一轴向力相对于第三轴向力的分配比率，同时可以进一步增加第二轴向力相对于第三轴向力的分配比率。
在转向控制装置中，第四计算器可以被配置成，在出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，将第一轴向力相对于第三轴向力的分配比率设置为0％，并且将第二轴向力相对于第三轴向力的分配比率设置为100％。
通过上述配置，当出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，不使用基于转弯马达的电流值计算出的第一轴向力，而将基于与转弯马达的电流值不同的车辆状态变量计算出的第二轴向力计算为第三轴向力。因此，即使在转弯马达的电流受到限制的情况下，也可以更适当地确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
在转向控制装置中，第三计算器可以被配置成，在没有出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，将第一轴向力原样计算为第三轴向力，并且在出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，将第二轴向力原样计算为第三轴向力。
通过上述配置，当出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况时，不使用基于转弯马达的电流值计算出的第一轴向力，而将基于与转弯马达的电流值不同的车辆状态变量计算出的第二轴向力计算为第三轴向力。因此，即使在转弯马达的电流受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
转向控制装置还可以包括转弯控制器，该转弯控制器被配置成根据转向状况控制转弯马达。转弯控制器可以被配置成，基于是否满足预定的确定状况来设置指示是否出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况的标志值。第三计算器可以被配置成基于由转弯控制器设置的标志值来识别出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况。
通过上述配置，第三计算器无需基于是否满足预定的确定状况来确定是否出现转弯马达的电流必须受到限制的特定情况。因此，可以减少第三计算器的计算负荷。
根据本发明的转向控制装置，即使在转弯马达的电流受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
附图说明
下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术意义和工业意义进行描述，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：
图1是配备有根据第一实施方式的转向控制装置的线控转向型转向装置的配置图；
图2是根据第一实施方式的控制装置的框图；
图3是根据第一实施方式的转向反作用力命令值计算器的框图；
图4是根据第二实施方式的轴向力计算器的框图；
图5是根据第六实施方式的转向反作用力命令值计算器的框图；以及
图6是根据第七实施方式的轴向力计算器的框图。
具体实施方式
第一实施方式
在下文中，将描述转向控制装置实施为线控转向型转向装置的第一实施方式。
如图1所示，车辆的转向装置10具有连接至方向盘11的转向轴12。此外，转向装置10具有沿车辆宽度方向(图1中的左右方向)延伸的转弯轴14。左右转弯轮16经由横拉杆15分别连接至转弯轴14的两端。转弯轮16的转弯角度θw通过转弯轴14的线性运动而改变。转向轴12和转弯轴14构成车辆的转向机构。
此外，转向装置10具有反作用力马达31、减速机构32、旋转角传感器33和扭矩传感器34，作为用于产生转向反作用力的配置。此外，转向反作用力是指驾驶员在与方向盘11的操作方向相反的方向上作用的力。通过向方向盘11施加转向反作用力，可以给驾驶员适当的响应感觉。
反作用力马达31是转向反作用力的源。例如，采用三相无刷马达作为反作用力马达31。反作用力马达31的旋转轴经由减速机构32连接至转向轴12。反作用力马达31的扭矩作为转向反作用力施加于转向轴12。
旋转角传感器33设置在反作用力马达31中。旋转角传感器33检测反作用力马达31的旋转角θa。反作用力马达31的旋转角θa用于计算转向角θs。反作用力马达31和转向轴12经由减速机构32彼此互锁。因此，反作用力马达31的旋转角θa与转向轴12的旋转角进而与作为方向盘11的旋转角的转向角θs之间存在相关性。因此，可以基于反作用力马达31的旋转角θa来获得转向角θs。
扭矩传感器34检测作为通过方向盘11的旋转操作施加至转向轴12的扭矩的转向扭矩Th。扭矩传感器34基于设置在转向轴12中间的扭杆的扭转量来检测施加至转向轴12的转向扭矩Th。扭矩传感器34设置在转向轴12的与减速机构32相比更靠近方向盘11的部分处。
此外，转向装置10具有转弯马达41、减速机构42和旋转角传感器43，作为用于产生转弯力的配置，该转弯力是使转弯轮16转弯的动力。
转弯马达41是转弯力的源。例如，采用三相无刷马达作为转弯马达41。转弯马达41的旋转轴经由减速机构42连接至小齿轮轴44。小齿轮轴44的小齿轮齿44a与转弯轴14的齿条齿14b啮合。转弯马达41的扭矩经由小齿轮轴44施加至转弯轴14作为转弯力。响应于转弯马达41的旋转，转弯轴14沿作为图1中的左右方向的车辆宽度方向移动。
旋转角传感器43设置在转弯马达41中。旋转角传感器43检测转弯马达41的旋转角θb。此外，转向装置10具有小齿轮轴13。小齿轮轴13被设置成与转弯轴14交叉。小齿轮轴13的小齿轮齿13a与转弯轴14的齿条齿14a啮合。设置小齿轮轴13的原因是为了与小齿轮轴44一起将转弯轴14支承在壳体(未示出)内。即，转弯轴14被设置在转向装置10中的支承机构(未示出)沿轴向可移动地支承，并且被压向小齿轮轴13和44。以这种方式，转弯轴14被支承在壳体内。注意，可以在不使用小齿轮轴13的情况下设置用于将转弯轴14支承在壳体上的另一支承机构。
此外，转向装置10具有控制装置50。控制装置50基于安装在车辆上的各种传感器的检测结果来控制反作用力马达31和转弯马达41。除了前面描述的旋转角传感器33、扭矩传感器34和旋转角传感器43之外，传感器还包括车辆速度传感器501。车辆速度传感器501检测作为车辆的行驶速度的车辆速度V。
控制装置50通过对反作用力马达31的控制，执行用于产生与转向扭矩Th对应的转向反作用力的反作用力控制。控制装置50基于转向扭矩Th和车辆速度V来计算目标转向反作用力，并且基于计算出的目标转向反作用力来计算转向反作用力命令值。控制装置50根据转向反作用力命令值向反作用力马达31供应产生转向反作用力所需的电流。
控制装置50通过对转弯马达41的控制，根据转向状况执行用于使转弯轮16转弯的转弯控制。控制装置50基于通过旋转角传感器43检测到的转弯马达41的旋转角θb来计算作为小齿轮轴44的实际旋转角的小齿轮角θp。小齿轮角θp是反映转弯轮16的转弯角θw的值。此外，控制装置50基于通过旋转角传感器33检测到的反作用力马达31的旋转角θa来计算转向角θs，并且基于计算出的转向角θs来计算作为小齿轮角θp的目标值的目标小齿轮角。然后，控制装置50获得目标小齿轮角与实际小齿轮角θp之间的偏差，并控制至转弯马达41的动力馈送以消除该偏差。
接下来，将详细描述控制装置50。如图2所示，控制装置50包括执行反作用力控制的反作用力控制器50a和执行转弯控制的转弯控制器50b。
反作用力控制器50a包括转向角计算器51、转向反作用力命令值计算器52和通电控制器53。转向角计算器51基于通过旋转角传感器33检测到的反作用力马达31的旋转角θa来计算方向盘11的转向角θs。
转向反作用力命令值计算器52基于转向扭矩Th和车辆速度V计算转向反作用力命令值T*。转向反作用力命令值计算器52计算随着转向扭矩Th的绝对值越大且车辆速度V越慢而绝对值越大的转向反作用力命令值T*。将在后面详细描述转向反作用力命令值计算器52。
通电控制器53根据转向反作用力命令值T*向反作用力马达31供应电力。具体地，通电控制器53基于转向反作用力命令值T*来计算针对反作用力马达31的电流命令值。此外，通电控制器53通过设置在动力馈送路径中的电流传感器54检测在反作用力马达31的动力馈送路径中产生的实际电流Ia的值。电流Ia的值是供应至反作用力马达31的实际电流的值。然后，通电控制器53获得电流命令值与实际电流Ia的值之间的偏差，并控制至反作用力马达31的动力馈送以消除该偏差。以这种方式，反作用力马达31根据转向反作用力命令值T*产生扭矩。可以给予驾驶员与路面反作用力对应的适当的响应感。
转弯控制器50b包括小齿轮角计算器61、目标小齿轮角计算器62、小齿轮角反馈控制器63、限制值控制器64和通电控制器65。小齿轮角计算器61基于通过旋转角传感器43检测到的转弯马达41的旋转角θb来计算作为小齿轮轴44的实际旋转角的小齿轮角θp。转弯马达41和小齿轮轴44通过减速机构42彼此互锁。因此，在转弯马达41的旋转角θb与小齿轮角θp之间存在相关性。利用该相关性，可以根据转弯马达41的旋转角θb获得小齿轮角θp。此外，小齿轮轴44与转弯轴14啮合。因此，在小齿轮角θp与转弯轴14的移动量之间也存在相关性。即，小齿轮角θp是反映了转弯轮16的转弯角θw的值。
目标小齿轮角计算器62基于由转向角计算器51计算出的转向角θs和通过车辆速度传感器501检测到的车辆速度V来计算目标小齿轮角θp *。目标小齿轮角计算器62例如根据车辆速度V设置作为转弯角θw与转向角θs的比率的转向角度比，并根据设置的转向角度比计算目标小齿轮角θp *。目标小齿轮角计算器62计算目标小齿轮角θp *，使得随着车辆速度V变慢，转弯角θw相对于转向角θs变大，并且随着车辆速度V变快，转弯角θw相对于转向角θs变大。
此外，根据产品规格等，目标小齿轮角计算器62可以将目标小齿轮角θp *设置为与转向角θs相同的值。在这种情况下，作为转向角θs与转弯角θw的比率的转向角度比是“1:1”。
小齿轮角反馈控制器63接收由目标小齿轮角计算器62计算出的目标小齿轮角θp *和由小齿轮角计算器61计算出的实际小齿轮角θp。小齿轮角反馈控制器63通过对小齿轮角θp的反馈控制来计算小齿轮角命令值Tp*，使得实际小齿轮角θp跟随目标小齿轮角θp*。
限制值控制器64例如根据转弯马达41的发热状态计算用于限制供应至转弯马达41的电流量的限制值Ilim。基于防止转弯马达41过热的立足点，将限制值Ilim设置为供应至转弯马达41的电流量的上限值。限制值控制器64基于通过设置在转弯马达41的动力馈送路径附近的温度传感器62a检测到的转弯马达41的温度Tm与温度阈值之间的比较结果来计算限制值Ilim。
当转弯马达41的温度Tm没有超过温度阈值时，限制值控制器64基于在不会使转弯马达41过热的情况下可以施加的最大电流值来计算限制值Ilim，该限制值Ilim的绝对值足够大以不限制通电控制器65试图供应至转弯马达41的电流。另一方面，当转弯马达41的温度Tm超过温度阈值时，限制值控制器64计算下述限制值Ilim，该限制值Ilim的绝对值小于在不会使转弯马达41过热的情况下可以施加到转弯马达41的最大电流值。限制值控制器64计算限制值Ilim，随着转弯马达41的温度Tm越高，该限制值Ilim的绝对值越小。
此外，限制值Ilim可以是固定值。作为固定值的限制值Ilim被存储在控制装置50的存储装置中。在采用上述配置的情况下，当转弯马达41的温度Tm超过温度阈值时，限制值控制器64可以将作为固定值的限制值Ilim设置为与转弯马达41的温度Tm无关的针对转弯马达41的电流量的限制值Ilim。此外，当转弯马达41的温度Tm没有超过温度阈值时，限制值控制器64可以不设置针对转弯马达41的电流量的限制值Ilim。
限制值控制器64基于转弯马达41的温度Tm是否超过温度阈值，即是否出现转弯马达41的电流量必须受到限制的情况来设置标志F的值。当转弯马达41的温度Tm超过温度阈值时，即当出现转弯马达41的电流量必须受到限制的情况时，限制值控制器64将标志F的值设置为“1”。当转弯马达41的温度Tm没有超过温度阈值时，即在不出现转弯马达41的电流量必须受到限制的情况时，限制值控制器64将标志F的值设置为“0”。
通电控制器65根据小齿轮角命令值Tp *向转弯马达41供应电力。具体地，通电控制器65基于小齿轮角命令值Tp *计算用于转弯马达41的电流命令值。此外，通电控制器65通过设置在动力馈送路径中的电流传感器66检测在转弯马达41的动力馈送路径中产生的实际电流Ib的值。电流Ib的值是供应至转弯马达41的实际电流的值。然后，通电控制器65获得电流命令值与实际电流Ib的值之间的偏差，并控制向转弯马达41的动力馈送以消除该偏差(对电流Ib的反馈控制)。以这种方式，转弯马达41旋转根据小齿轮角命令值Tp *的角度。
当由限制值控制器64计算出限制值Ilim时，通电控制器65根据限制值Ilim限制供应至转弯马达41的电流量。通电控制器65将要供应至转弯马达41的电流的绝对值与限制值Ilim进行比较。当要供应至转弯马达41的电流的绝对值大于限制值Ilim时，通电控制器65将要供应至转弯马达41的电流的绝对值限制为限制值Ilim。以这种方式，转弯马达41产生的扭矩被限制为根据限制值Ilim的扭矩。另一方面，当供应至转弯马达41的电流的绝对值等于或小于限制值Ilim时，通电控制器65将通过对电流Ib的反馈控制计算出的原始电流按原样供应至转弯马达41。由转弯马达41产生的扭矩不受限制。
接下来，将详细描述转向反作用力命令值计算器52。如图3所示，转向反作用力命令值计算器52包括目标转向反作用力计算器71、轴向力计算器72和减法器73。
目标转向反作用力计算器71基于转向扭矩Th和车辆速度V计算目标转向反作用力T1*。目标转向反作用力T1*是通过反作用力马达31产生的作用在与方向盘11的操作方向相反的方向上的扭矩的目标值。目标转向反作用力计算器71计算随着转向扭矩Th的绝对值越大且车辆速度V越慢而绝对值越大的目标转向反作用力T1*。
轴向力计算器72基于小齿轮角θp、转弯马达41的电流Ib的值和车辆速度V计算作用在转弯轴14上的轴向力，并通过将计算出的轴向力转换为方向盘11或转向轴12的扭矩来计算扭矩转换值T2*。稍后将详细描述轴向力计算器72。
减法器73通过从由目标转向反作用力计算器71计算出的目标转向反作用力T1*减去由轴向力计算器72计算出的扭矩转换值T2*来计算转向反作用力命令值T*。
接下来，将详细描述轴向力计算器72。如图3所示，轴向力计算器72包括角轴向力计算器81A、电流轴向力计算器81B、轴向力分配计算器81C和转换器81D。
角轴向力计算器81A基于小齿轮角θp计算角轴向力AF1，该角轴向力AF1是作用在转弯轴14上的轴向力的理想值。角轴向力计算器81A例如通过使用存储在控制装置50的存储装置中的角轴向力映射来计算角轴向力AF1。角轴向力映射是下述映射：横轴表示小齿轮角θp，纵轴表示角轴向力AF1，小齿轮角θp与角轴向力AF1之间的关系根据车辆速度V来定义。角轴向力映射具有以下特性。即，随着小齿轮角θp的绝对值增加并且车辆速度V变慢，角轴向力AF1的绝对值被设置成越大。角轴向力AF1的绝对值随着小齿轮角θp的绝对值的增加而线性增加。角轴向力AF1被设置成与小齿轮角θp具有相同的符号。角轴向力AF1是不反映路面状况或作用在转弯轴14上的力的轴向力。
电流轴向力计算器81B基于转弯马达41的电流Ib的值计算作用在转弯轴14上的电流轴向力AF2。在此，转弯马达41的电流Ib的值是由于路面状况引起的干扰例如路面摩擦阻力作用于转弯轮16的事实，并且根据目标小齿轮角θp *与实际小齿轮角θp之间产生的差异而变化。即，在转弯马达41的电流Ib的值中反映了作用在转弯轮16上的实际路面状况。因此，可以基于转弯马达41的电流Ib的值来计算反映路面状况的影响的轴向力。例如，通过将作为根据车辆速度V的系数的增益乘以转弯马达41的电流Ib的值来获得电流轴向力AF2。电流轴向力AF2是反映路面状况或通过转弯轮16作用在转弯轴14上的力的轴向力。
轴向力分配计算器81C根据各种车辆状态变量分别设置角轴向力AF1和电流轴向力AF2的分配比率。车辆状态变量是反映包括车辆行为、转向状况或路面状况的车辆状况的变量，并且其示例可以包括横摆率、横向加速度、转向角θs、小齿轮角θp、以及车辆速度V、转向速度和小齿轮角速度。通过对转向角θs进行微分来获得转向速度。通过对小齿轮角θp进行微分来获得小齿轮角速度。
轴向力分配计算器81C将通过将角轴向力AF1和电流轴向力AF2分别乘以分别设置的分配比率所获得的值相加，从而计算出最终轴向力AF3，最终轴向力AF3是要反映在转向反作用力命令值T*中的最终轴向力。最终轴向力AF3由以下等式(1)表示。
AF3＝AF1·DR1+AF2·DR2…(1)
注意，“DR1”为角轴向力AF1的分配比率，“DR2”为电流轴向力AF2的分配比率。分配比率DR1指示角轴向力AF1反映在最终轴向力AF3中的程度。分配比率DR2指示电流轴向力AF2反映在最终轴向力AF3中的程度。
轴向力分配计算器81C基于反映车辆的行驶状态或转向状况的各种车辆状态变量来设置两个分配比率DR1、DR2中的每一个。此外，轴向力分配计算器81C可以基于产品规格等将两个分配比率DR1、DR2的值设置在“0(0％)”到“1(100％)”的范围内，例如，以“0.1”为增量。注意，轴向力分配计算器81C设置两个分配比率DR1、DR2的值中的每一个，使得两个分配比率DR1、DR2的值之和为“1”。
转换器81D通过将由轴向力分配计算器81C计算出的最终轴向力AF3转换为方向盘11的扭矩来计算扭矩转换值T2*。根据以这种方式配置的转向装置10，通过将由轴向力计算器72计算出的最终轴向力AF3转换成扭矩而获得的扭矩转换值T2*反映在转向反作用力命令值T*中，从而使得可以向方向盘11施加根据车辆行为或路面状况的转向反作用力。因此，驾驶员可以通过经由方向盘11感受作为响应的转向反作用力来掌握车辆行为或路面状况。
然而，在转向装置10中，可能出现以下限制。也就是说，当转弯马达41的电流量通过转弯马达41的过热保护功能的执行而受到限制时，电流轴向力AF2进而由转弯马达41产生的扭矩可能由于电流量的限制而降低。因此，例如，可能出现以下限制：即使在必须进一步增加转向反作用力作为用于驾驶员的信息的情况下，也无法确保最初要求的转向反作用力。
因此，可以采用以下配置作为轴向力计算器72。如图3所示，轴向力计算器72具有分配比率计算器81E。分配比率计算器81E接收由限制值控制器64设置的标志F的值。当标志F的值为“1”时，分配比率计算器81E设置在转弯马达41的电流限制时使用的分配比率DR1、DR2的值。在电流限制时使用的分配比率DR1、DR2优先于由轴向力分配计算器81C计算的分配比率DR1、DR2使用。
当标志F的值为“1”时，即出现转弯马达41的电流量必须受到限制的情况时，分配比率计算器81E将角轴向力AF1相对于最终轴向力AF3的分配比率DR1的值设置为“1(100％)”，同时将电流轴向力AF2相对于最终轴向力AF3的分配比率DR2的值设置为“0”(0％)”。此外，当标志F的值为“0”时，即，当没有发生转弯马达41的电流量必须受到限制的情况时，分配比率计算器81E不设置在电流限制时使用的分配比率DR1、DR2。
当由分配比率计算器81E设置了在电流限制时使用的分配比率DR1、DR2时，轴向力分配计算器81C优先使用所述分配比率DR1、DR2而不是由轴向力分配计算器81C计算的分配比率DR1、DR2。这里，角轴向力AF1在电流限制时使用的分配比率DR1的值被设置为“1(100％)”，而电流轴向力AF2在电流限制时使用的分配比率DR2的值被设置为“0(0％)”。因此，由上式(1)可知，最终轴向力AF3的值与由角轴向力计算器81A计算出的角轴向力AF1的值相同。即，将由角轴向力计算器81A计算出的角轴向力AF1原样用作最终轴向力AF3以控制反作用力马达31。
此外，根据产品规格等，轴向力分配计算器81C可以具有分配比率计算器81E的功能。在这种情况下，作为轴向力计算器72，可以采用省略分配比率计算器81E的配置。轴向力分配计算器81C接收由限制值控制器64设置的标志F的值。当标志F的值为“1”时，轴向力分配计算器81C设置在转弯马达41的电流限制时使用的分配比率DR1、DR2的值。电流限制时使用的分配比率DR1、DR2优先于根据反映车辆行为、转向状况或路面状况的各种车辆状态变量计算的分配比率DR1、DR2使用。
接下来，将描述第一实施方式的操作。在不限制转弯马达41的电流的正常状态下，控制装置50通过将角轴向力AF1和电流轴向力AF2以根据车辆行为、转向状况或路面状况设置的分配比率相加来计算最终轴向力AF3并使用计算出的最终轴向力AF3来控制反作用力马达31。角轴向力AF1是基于小齿轮角θp的理想轴向力，其中不反映路面状况。电流轴向力AF2是基于转弯马达41的电流Ib的值的轴向力，其中反映路面状况。因此，反作用力马达31根据车辆行为、转向状况或路面状况产生转向反作用力。因此，驾驶员可以通过经由方向盘11感受作为响应的转向反作用力来掌握车辆行为、转向状况或路面状况。
接着，当从转弯马达41的过热保护的立足点限制转弯马达41的电流时，控制装置50通过使用由限制值控制器64设置的限制值Ilim来限制供应至转弯马达41的电流量。通过将转弯马达41的电流Ib的值限制为至少限制值Ilim，转弯马达41的温度上升被抑制，转弯马达41的电流Ib减小，并且随着电流减小，转弯马达41的温度逐渐降低，最终达到低于温度阈值的温度。作为结果，防止转弯马达41过热。
此外，当从转弯马达41的过热保护的立足点限制转弯马达41的电流时，控制装置50在转向反作用力命令值T*中仅反映在角轴向力AF1和电流轴向力AF2当中的角轴向力AF1，角轴向力AF1不受转弯马达41的电流Ib的变化影响。具体地，控制装置50将角轴向力AF1相对于最终轴向力AF3的分配比率DR1设置为“1(100％)”，同时将电流轴向力AF2相对于最终轴向力AF3的分配比率DR2设置为“0(0％)”。由于受转弯马达41的电流Ib的变化影响的电流轴向力AF2没有反映在转向反作用力命令值T*中，因此反作用力马达31产生的扭矩不受转弯马达41的电流Ib的变化影响。因此，在转弯马达41的电流Ib受到限制时，施加到方向盘11的转向反作用力不受限制。
即使在转弯马达41的电流Ib受到限制的情况下，通过在转向反作用力命令值T*中仅反映在角轴向力AF1和电流轴向力AF2当中的根据小齿轮角θp的角轴向力AF1，与小齿轮角θp对应的转向反作用力被施加到方向盘11。例如，随着小齿轮角θp的绝对值增大，角轴向力AF1的绝对值被设置得越大。因此，在必须增大转向反作用力作为用于驾驶员的信息的情况下，例如，当方向盘11被转向更多时，根据小齿轮角θp的适当转向反作用力被施加到方向盘11作为用于驾驶员的信息。
因此，根据第一实施方式，可以获得以下效果。当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，不使用基于转弯马达41的电流Ib计算出的电流轴向力AF2，并且不受转弯马达41的电流限制影响的角轴向力AF1被计算为最终轴向力AF3，最终轴向力AF3是反映在转向反作用力命令值T*中的最终轴向力。因此，即使在转弯马达41的电流受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。此外，转弯马达41的电流Ib不受到限制的系统的正常运行期间的转向感和转弯马达41的电流Ib受到限制的系统的保护运行期间的转向感两者可以是兼容的。
当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，分配比率计算器81E将电流轴向力AF2相对于最终轴向力AF3的分配比率设置为0％，同时将角轴向力AF1相对于最终轴向力AF3的分配比率设置为100％。因此，当出现转弯马达41的电流Ib已经受到限制的特定情况时，最终轴向力AF3是通过使用由分配比率计算器81E计算的在电流限制时使用的分配比率DR1、DR2来计算的，因此即使在转弯马达41的电流受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
第二实施方式
接下来，将描述将转向控制装置实施为线控转向型转向装置的第二实施方式。该实施方式基本上具有与图1和图2中所示的第一实施方式的配置相同的配置。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于轴向力计算器72的配置。
如图4所示，轴向力计算器72包括角轴向力计算器81A、电流轴向力计算器81B、转换器81D和开关81F。开关81F接收由角轴向力计算器81A计算出的角轴向力AF1和由电流轴向力计算器81B计算出的电流轴向力AF2作为数据输入。此外，开关81F接收由限制值控制器64设置的标志F的值作为控制输入。开关81F基于标志F的值选择由角轴向力计算器81A计算出的角轴向力AF1或由电流轴向力计算器81B计算出的电流轴向力AF2作为最终轴向力AF3，最终轴向力AF3是用于控制反作用力马达31的最终轴向力。
当标志F的值为“0”时，开关81F选择由电流轴向力计算器81B计算出的电流轴向力AF2作为最终轴向力AF3。当标志F的值为“1”时，开关81F选择由角轴向力计算器81A计算出的角轴向力AF1作为最终轴向力AF3。
接下来，将描述第二实施方式的操作。在转弯马达41的电流不受限制的正常状态下，控制装置50通过从角轴向力AF1和电流轴向力AF2当中选择基于转弯马达41的电流Ib的电流轴向力AF2作为最终轴向力AF3并使用所选择的最终轴向力AF3来控制反作用力马达31。电流轴向力AF2是其中反映路面状况的基于转弯马达41的电流Ib的轴向力。因此，反作用力马达31根据车辆行为或路面状况产生转向反作用力。因此，驾驶员可以通过经由方向盘11感受作为响应的转向反作用力来掌握车辆行为或路面状况。
此外，当从转弯马达41的过热保护的立足点来限制转弯马达41的电流时，控制装置50在角轴向力AF1和电流轴向力AF2当中选择不受转弯马达41的电流Ib影响的角轴向力AF1作为最终轴向力AF3。由于受转弯马达41的电流Ib的变化影响的电流轴向力AF2没有反映在转向反作用力命令值T*中，因此由反作用力马达31产生的扭矩不受转弯马达41的电流Ib的变化影响。因此，在转弯马达41的电流Ib受到限制时，施加到方向盘11的转向反作用力不受限制。即使当转弯马达41的电流Ib受到限制时，根据小齿轮角θp的适当的转向反作用力也被施加到方向盘11作为用于驾驶员的信息。
因此，根据第二实施方式，除了与第一实施方式的效果相同的效果之外，还可以获得以下效果。在转弯马达41的电流Ib受到限制的情况下，仅通过开关81F的操作，可以将反映在转向反作用力命令值T*中的轴向力从电流轴向力AF2切换为角轴向力AF1。因此，可以减少控制装置50的计算负荷。
第三实施方式
接下来，将描述将转向控制装置实施为线控转向型转向装置的第三实施方式。该实施方式基本上具有与图1至图3所示的第一实施方式相同的配置。该实施方式可以应用于第二实施方式。
在第一实施方式中，作为转弯马达41的电流必须受到限制的情况，以转弯马达41接近过热状态的情况为例，但是可能包括车辆的电源电压降低的情况。
限制值控制器64根据通过上面示出的图2中的双点划线示出的电压传感器502检测到的直流电源例如电池的电压Vb，计算出用于限制供应至转弯马达41的电流量的限制值Ilim。从抑制直流电源的电压Vb的下降的立足点出发，将限制值Ilim设置为供应至转弯马达41的电流量的上限值。当通过电压传感器502检测到的直流电源的电压Vb等于或小于电压阈值时，限制值控制器64根据此时的电压值计算出限制值Ilim。电压阈值参考保证转弯马达41的运行的保证运行电压范围的下限值来设置。
此外，限制值控制器64基于直流电源的电压Vb是否等于或小于电压阈值，即直流电源的电压Vb是否降低来设置标志F的值。当直流电源的电压Vb等于或小于电压阈值时，即当直流电源的电压Vb降低时，限制值控制器64将标志F的值设置为“1”。当直流电源的电压Vb并非等于或小于电压阈值时，即当直流电源的电压Vb不降低时，限制值控制器64将标志F的值设置为“0”。
因此，根据第三实施方式，可以获得以下效果。通过在车辆的电源电压降低时限制供应至转弯马达41的电流Ib，可以抑制电源电压的进一步降低。此外，即使由于车辆的电源电压的降低对转弯马达41的电流Ib进行限制，也可以通过使用不受转弯马达41的电流限制影响的角轴向力AF1控制对转弯马达41的驱动来施加适当的转向反作用力作为用于驾驶员的信息。
第四实施方式
接下来，将描述将转向控制装置实施为线控转向型转向装置的第四实施方式。该实施方式基本上具有与图1至图3所示的第一实施方式相同的配置。
在第一实施方式中，当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的情况时，分配比率计算器81E将角轴向力AF1的分配比率DR1设置为“1(100％)”，同时将电流轴向力AF2的分配比率DR2设置为“0(0％)”，但本发明不限于此。
例如，当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的情况时，角轴向力AF1的分配比率DR1的值和电流轴向力AF2的分配比率DR2的值可以被设置为如以下关系表达式(2)或关系表达式(3)表示。注意，两个分配比率DR1、DR2被设置成使得两个分配比率之和为“1(100％)”。此外，两个分配比率DR1、DR2根据产品规格等被设置成适当的值。
DR1:DR2＝0.8(80％):0.2(20％)…(2)
DR1:DR2＝0.9(90％):0.1(10％)…(3)
如上所述，角轴向力AF1的分配比率DR1的值不一定必须是“1(100％)”。当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，两个分配比率DR1、DR2可以被设置为下述值：其中，电流轴向力AF2在最终轴向力AF3中的反映程度降低，而角轴向力AF1在最终轴向力AF3中的反映程度增大。即，角轴向力AF1在最终轴向力AF3中变得更为主导就足够了。
因此，根据第四实施方式，可以获得以下效果。当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，电流轴向力AF2在最终轴向力AF3中的反映程度降低，而角轴向力AF1在最终轴向力AF3中的反映程度增加。即，由于角轴向力AF1在最终轴向力AF3中变得更为主导，因此即使在转弯马达41的电流Ib受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
第五实施方式
接下来，将描述将转向控制装置实施为线控转向型转向装置的第五实施方式。该实施方式基本上具有与以上的图1至图3所示的第一实施方式相同的配置。
与上述第三实施方式类似，当假设转弯马达41的电流必须受到限制的多种情况时，两个分配比率DR1、DR2可以根据情况而不同。具体配置如下。
除了设置标志F的值之外，限制值控制器64针对转弯马达41的电流必须受到限制的每种情况产生唯一的识别信息。分配比率计算器81E接收标志F的值和识别信息。当标志F的值为“1”时，分配比率计算器81E根据识别信息，即根据转弯马达41的电流必须受到限制的情况而设置角轴向力AF1相对于最终轴向力AF3的分配比率DR1的值以及电流轴向力AF2相对于最终轴向力AF3的分配比率DR2的值。在这种情况下，根据转弯马达41的电流必须受到限制的情况，角轴向力AF1的分配比率DR1的值和电流轴向力AF2的分配比率DR2的值被设置为不同的值。注意，两个分配比率DR1、DR2被设置成使得两个分配比率之和为“1(100％)”。此外，两个分配比率DR1、DR2根据产品规格等被设置成适当的值。
例如，当转弯马达41处于过热状态时，角轴向力AF1的分配比率DR1的值和电流轴向力AF2的分配比率DR2的值被设置为如以下关系表达式(4)表示。
DR1:DR2＝1(100％):0(0％)…(4)
此外，当直流电源的电压Vb降低时，角轴向力AF1的分配比率DR1的值和电流轴向力AF2的分配比率DR2的值被设置为如下关系表达式(5)或(6)表示。
DR1:DR2＝0.8(80％):0.2(20％)…(5)
DR1:DR2＝0.9(90％):0.1(10％)…(6)
因此，根据第五实施方式，可以获得以下效果。
当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，根据转弯马达41的电流Ib必须受到限制的情况设置两个分配比率DR1、DR2的值。注意，不管转弯马达41的电流Ib必须受到限制的情况如何，角轴向力AF1在最终轴向力AF3中变得更为主导。因此，当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，可以根据转弯马达41的电流Ib必须受到限制的情况确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
第六实施方式
接下来，将描述将转向控制装置实施为线控转向型转向装置的第六实施方式。该实施方式基本上具有与以上的图1至图3所示的第一实施方式相同的配置。该实施方式可以应用于第三实施方式至第五实施方式。
根据产品规格，可以采用以下配置用于轴向力计算器72。即，如图5所示，除了角轴向力计算器81A、电流轴向力计算器81B、轴向力分配计算器81C、转换器81D和分配比率计算器81E之外，轴向力计算器72还具有横向G轴向力计算器81G。
横向G轴向力计算器81G基于通过设置在车辆中的横向加速度传感器503检测到的横向加速度LA来计算横向G轴向力AF4，横向G轴向力AF4是作用在转弯轴14上的轴向力。例如通过将横向加速度LA乘以作为根据车辆速度V的系数的增益来获得横向G轴向力AF4。由于车辆的行为反映在横向加速度LA中，所以车辆的行为也反映在基于横向加速度LA计算的横向G轴向力AF4中。由于横向G轴向力AF4是基于横向加速度LA计算的，所以横向G轴向力AF4不易受到转弯马达41的电流Ib的变化影响。
轴向力分配计算器81C通过将角轴向力AF1、电流轴向力AF2和横向G轴向力AF4以根据反映车辆的行驶状态或转向状况的各种车辆状态变量设置的预定分配比率相加来计算最终轴向力AF3。车辆状态变量的示例包括车辆速度V、转向角θs和小齿轮角θp。通过将该最终轴向力AF3反映在转向反作用力命令值T*中，可以根据车辆行为向方向盘11施加更适当的转向反作用力。此外，此时的最终轴向力AF3由以下表达式(7)表示。
AF3＝AF1·DR1+AF2·DR2+AF4·DR4…(7)
注意“DR1”为角轴向力AF1的分配比率，“DR2”为电流轴向力AF2的分配比率，“DR4”为横向G轴向力AF4的分配比率。
当标志F的值为“1”时，分配比率计算器81E设置针对角轴向力AF1、电流轴向力AF2和横向G轴向力AF4在电流限制时使用的分配比率DR1、DR2和DR4的值。从抑制转弯马达41的电流限制对转向反作用力命令值T*的影响以及进而对转向反作用力的影响的立足点出发，电流限制时使用的分配比率DR1、DR2、DR4根据产品规格等被设置为适当的值。此外，在电流限制时使用的分配比率DR1、DR2、DR4优先于由轴向力分配计算器81C设置的分配比率DR1、DR2、DR4使用。
当标志F的值为“1”时，分配比率计算器81E设置在电流限制时使用的分配比率DR1、DR2、DR4的值，使得电流轴向力AF2在最终轴向力AF3中的反映程度降低，而角轴向力AF1和横向G轴向力AF4在最终轴向力AF3中的总反映程度增加。
当标志F的值为“1”时，分配比率计算器81E可以例如将电流轴向力AF2的分配比率DR2的值设置为“0(0％)”，将角轴向力AF1的分配比率DR1的值设置为“0.5(50％)”，将横向G轴向力AF4的分配比率DR4的值设置为“0.5(50％)”。此外，当标志F的值为“1”时，分配比率计算器81E可以例如将电流轴向力AF2的分配比率DR2的值和角轴向力AF1的分配比率DR1的值中的每一个设置为“0”，同时，将横向G轴向力AF4的分配比率DR4的值设置为“1”。
以这种方式，电流轴向力AF2在最终轴向力AF3中的反映程度降低，而角轴向力AF1和横向G轴向力AF4在最终轴向力AF3中的总反映程度增加。因此，转弯马达41的电流限制对转向反作用力命令值T*的影响以及进而对转向反作用力的影响被抑制。
此外，如在上述第四实施方式中，即使当标志F的值为“1”时，分配比率计算器81E也可以不将电流轴向力AF2的分配比率DR2的值设置为“0(0％)”。当标志F的值为“1”时，分配比率计算器81E可以例如将电流轴向力AF2的分配比率DR2的值设置为“0.1(10％)”，将角轴向力AF1的分配比率DR1的值设置为“0.6(60％)”，将横向G轴向力AF4的分配比率DR4的值设置为“0.3(30％)”。
即使以这种方式，电流轴向力AF2在最终轴向力AF3中的反映程度降低，而角轴向力AF1和横向G轴向力AF4在最终轴向力AF3中的总反映程度增加。因此，转弯马达41的电流限制对转向反作用力命令值T*的影响以及进而对转向反作用力的影响被抑制。
因此，根据第六实施方式，可以获得以下效果。当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，基于转弯马达41的电流Ib计算出的电流轴向力AF2在最终轴向力AF3中的反映程度降低，而受转弯马达41的电流Ib的变化影响较小的角轴向力AF1和横向G轴向力AF4在最终轴向力AF3中的总反映程度增加。因此，可以抑制转弯马达41的电流限制对转向反作用力命令值T*的影响以及进而对转向反作用力的影响。因此，即使在转弯马达41的电流受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
此外，如图5中括号中的附图标记所示，可以设置横摆率轴向力计算器81H来代替横向G轴向力计算器81G。横摆率轴向力计算器81H基于通过设置在车辆中的横摆率传感器504检测到的横摆率YR来计算横摆率轴向力AF5，该横摆率轴向力AF5是作用在转弯轴14上的轴向力。横摆率轴向力AF5是通过将作为通过对横摆率YR进行微分而获得的值的横摆率微分值乘以作为根据车辆速度V的系数的车辆速度增益而获得的。随着车辆速度V变快，车辆速度增益被设置成更大的值。由于车辆的行为反映在横摆率YR中，所以车辆的行为也反映在基于横摆率YR计算的横摆率轴向力AF5中。此外，由于横摆率轴向力AF5是根据横摆率YR计算的，因此横摆率轴向力AF5不易受到转弯马达41的电流限制的影响。因此，即使当设置横摆率轴向力计算器81H来代替横向G轴向力计算器81G，也可以获得与设置横向G轴向力计算器81G时相同的效果。
此外，根据产品规格等，可以采用其中省略了角轴向力计算器81A的轴向力计算器72的配置。在采用上述配置的情况下，当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，分配比率计算器81E计算在电流限制时使用的分配比率DR2、DR4的值，使得电流轴向力AF2在最终轴向力AF3中的反映程度降低，而横向G轴向力AF4在最终轴向力AF3中的反映程度增加。因此，可以抑制转弯马达41的电流限制对转向反作用力的影响。
第七实施方式
接下来，将描述将转向控制装置实施为线控转向型转向装置的第七实施方式。该实施方式基本上具有与上述第二实施方式的配置相同的配置。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于轴向力计算器72的配置。
如图6所示，轴向力计算器72具有与第二实施方式的配置相同的配置，即具有角轴向力计算器81A、电流轴向力计算器81B、转换器81D和开关81F，此外还具有横向G轴向力计算器81G。
当标志F的值为“0”时，开关81F选择由电流轴向力计算器81B计算出的电流轴向力AF2作为最终轴向力AF3。当标志F的值为“1”时，开关81F选择由角轴向力计算器81A计算出的角轴向力AF1或由横向G轴向力计算器81G计算出的横向G轴向力AF4作为最终轴向力AF3。注意，标志F的值为“1”时选择的轴向力由产品规格决定。
因此，根据第七实施方式，可以获得以下效果。当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，不使用基于转弯马达41的电流Ib计算出的电流轴向力AF2。即，不受转弯马达41的电流限制影响的角轴向力AF1或横向G轴向力AF4被计算为最终轴向力AF3，最终轴向力AF3是反映在转向反作用力命令值T*中的最终轴向力。因此，即使在转弯马达41的电流受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
此外，当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，可以仅通过开关81F的操作将转向反作用力命令值T*所反映的轴向力从电流轴向力AF2切换为角轴向力AF1或横向G轴向力AF4。因此，可以减少控制装置50的计算负荷。
此外，根据产品规格等，可以采用其中省略了角轴向力计算器81A的轴向力计算器72的配置。在采用上述配置的情况下，当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，横向G轴向力AF4被计算作为最终轴向力AF3。横向G轴向力AF4不易受转弯马达41的电流限制影响。因此，即使在转弯马达41的电流受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
如图6中括号中的附图标记所示，可以设置横摆率轴向力计算器81H来代替横向G轴向力计算器81G。在采用上述配置的情况下，当出现转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况时，角轴向力AF1或横摆率轴向力AF5被计算为最终轴向力AF3。横摆率轴向力AF5不易受转弯马达41的电流限制影响。因此，即使在转弯马达41的电流受到限制的情况下，也可以确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
第八实施方式
接下来，将描述将转向控制装置实施为线控转向型转向装置的第八实施方式。该实施方式基本上具有与以上图1至图3所示的第一实施方式相同的配置。此外，在本实施方式中，如在上述第三实施方式中，假设转弯马达41的电流必须受到限制的多种情况。
控制装置50的反作用力控制器50a和转弯控制器50b被设置为彼此独立的单独的电子控制单元(ECU)。反作用力控制器50a和转弯控制器50b通过车载网络诸如控制器局域网(CAN)彼此交换信息。
限制值控制器64通过温度传感器62a检测转弯马达41的温度Tm。限制值控制器64通过将转弯马达41的温度Tm与多个温度阈值进行比较来确定转弯马达41的发热状态。转弯马达41的发热状态包括没有产生足以限制转弯马达41的电流的热量的正常发热状态、轻度过热状态、中度过热状态和重度过热状态。限制值控制器64计算随着转弯马达41的过热程度增加而绝对值变小的限制值Ilim。
此外，限制值控制器64通过电压传感器502检测直流电源的电压Vb。限制值控制器64通过将直流电源的电压Vb与多个电压阈值进行比较来确定直流电源的电压状态。直流电源的电压状态包括电压未降低到足以限制转弯马达41的电流的正常电压状态、轻度降压状态、中度降压状态和重度降压状态。限制值控制器64计算随着直流电源的电压的降低程度增加而绝对值变小的限制值Ilim。
并非设置指示是否出现转弯马达41的电流量必须受到限制的情况的标志F的值，限制值控制器64执行以下处理。即，限制值控制器64根据控制装置50的存储装置中存储的代码表对转向装置10的状态进行编码。编码是指用代码作为符号来表达转向装置10的状态的过程。转向装置10的状态包括转弯马达41的发热状态和直流电源的电压状态。转向装置10的状态与代码之间的对应关系的示例如下。
-代码“0”:转弯马达41的电流不受限制的正常状态
-代码“1A”:转弯马达41的轻度过热状态
-代码“1B”:转弯马达41的中度过热状态
-代码“1C”:转弯马达41的重度过热状态
-代码“2A”:直流电源的轻度降压状态
-代码“2B”:直流电源的中度降压状态
-代码“2C”:直流电源的重度降压状态
转弯控制器50b通过车载网络向反作用力控制器50a发送由限制值控制器64设置的代码。反作用力控制器50a通过车载网络接收代码，并根据接收到的代码执行反作用力控制。例如，反作用力控制器50a根据代码改变角轴向力AF1的分配比率DR1的值和电流轴向力AF2的分配比率DR2的值，作为反作用力控制的一部分。例如，分配比率计算器81E根据从代码掌握的转弯马达41的电流必须受到限制的情况的程度，逐步改变两个分配比率DR1、DR2的值。
当转弯马达41处于过热状态时，随着过热状态以“轻度”、“中度”和“重度”的顺序恶化，分配比率计算器81E将角轴向力AF1的分配比率DR1的值设置为较大的值，同时将电流轴向力AF2的分配比率DR2的值设置为较小的值。注意，在电流限制时使用的两个分配比率DR1、DR2被设置为使得两个分配比率之和为“1(100％)”。此外，根据产品规格等将电流限制时使用的两个分配比率DR1、DR2设置为适当的值。两个分配比率DR1、DR2的具体设置示例如下。
当获取到代码“1A”时，即转弯马达41的发热状态为轻度过热状态时，分配比率计算器81E如以下关系表达式(8)所表达来设置两个分配比率DR1、DR2的值。
DR1:DR2＝0.8(80％):0.2(20％)…(8)
当获取到代码“1B”时，即转弯马达41的发热状态为中度过热状态时，分配比率计算器81E如以下关系表达式(9)所表达来设置两个分配比率DR1、DR2的值。
DR1:DR2＝0.9(90％):0.1(10％)…(9)
当获取到代码“1C”时，即转弯马达41的发热状态为重度过热状态时，分配比率计算器81E如以下关系表达式(10)所表达来设置两个分配比率DR1、DR2的值。
DR1:DR2＝1(100％):0(0％)…(10)
当直流电源的电压Vb降低时，随着降低程度以“轻度”、“中度”和“重度”的顺序恶化，分配比率计算器81E将角轴向力AF1的分配比率DR1的值设置为较大的值，同时将电流轴向力AF2的分配比率DR2的值设置为较小的值。注意，在电流限制时使用的两个分配比率DR1、DR2被设置为使得两个分配比率之和为“1(100％)”。此外，根据产品规格等将电流限制时使用的两个分配比率DR1、DR2设置为适当的值。两个分配比率DR1、DR2的具体设置示例如下。
当获取到代码“2A”时，即直流电源的状态为轻度降压状态时，分配比率计算器81E如以下关系表达式(11)所表达来设置两个分配比率DR1、DR2的值。
DR1:DR2＝0.8(80％):0.2(20％)…(11)
当获取到代码“2B”时，即直流电源的状态为中度降压状态时，分配比率计算器81E如以下关系表达式(12)所表达来设置两个分配比率DR1、DR2的值。
DR1:DR2＝0.9(90％):0.1(10％)…(12)
当获取到代码“2C”时，即直流电源的状态为重度降压状态时，分配比率计算器81E如以下关系表达式(13)所表达来设置两个分配比率DR1、DR2的值。
DR1:DR2＝1(100％):0(0％)…(13)
此外，可以想到转弯马达41的电流必须受到限制的多种情况(这里是转弯马达41的过热和直流电源的降压)同时出现。从对应于这种情况的立足点来看，可以对根据例如转向装置10的状态类型或状态程度的代码给出优先权。例如，指示转弯马达41的重度过热状态的代码“1C”优先于指示直流电源的轻度降压状态的代码“2A”。
因此，根据第八实施方式，可以获得以下效果。转弯控制器50b向反作用力控制器50a发送作为指示转向装置10的状态的符号的代码。因此，与将由转弯控制器50b获取的例如转弯马达41的温度Tm、直流电源的电压Vb的信息作为指示转向装置10的状态的信息原样发送至反作用力控制器50a的情况相比，减小了反作用力控制器50a与转弯控制器50b之间的通信负荷。
根据转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况的程度，例如转弯马达41的过热程度或直流电源的降压程度，角轴向力AF1的分配比率DR1的值和电流轴向力AF2的分配比率DR2的值增大或减小。这使得可以根据转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况的程度在角轴向力AF1与电流轴向力AF2之间逐步切换。因此，可以根据转弯马达41的电流Ib必须受到限制的特定情况的程度，逐步地确保作为用于驾驶员的信息的转向反作用力。
其它实施方式
第一实施方式至第八实施方式可以进行如下修改。在第一实施方式至第八实施方式中，代替小齿轮角θp，角轴向力计算器81A可以基于由转向角计算器51计算的转向角θs或由目标小齿轮角计算器62计算的目标小齿轮角θp *来计算角轴向力AF1。以这种方式计算出的角轴向力AF1也是根据转向状况作用在转弯轴14上的轴向力的理想值。
在第一实施方式至第七实施方式中，控制装置50中的反作用力控制器50a和转弯控制器50b可以是彼此独立的单独的电子控制单元(ECU)。在第一实施方式至第八实施方式中，转向装置10可以设置有离合器。在这种情况下，如图1中的双点划线所示，转向轴12与小齿轮轴13通过离合器21连接。采用通过励磁线圈的间歇通电来间歇地供应动力的电磁离合器作为离合器21。控制装置50执行用于切换离合器21的接合和分离的间歇控制。当离合器21被分离时，方向盘11与转弯轮16之间的动力传递被机械地断开。当离合器21被接合时，方向盘11与转弯轮16之间的动力传递被机械地连接。

Claims (6)

1.一种转向控制装置(50)，所述转向控制装置(50)基于根据转向状况计算出的命令值来控制反作用力马达(31)，所述反作用力马达(31)是施加到方向盘(11)的转向反作用力的源，所述方向盘(11)与转弯轴(14)在动力传递上分离，所述转向控制装置(50)的特征在于包括：
第一计算器(81B)，其被配置成基于作为施加至所述转弯轴(14)的转弯力的源的转弯马达(41)的电流值来计算作用在所述转弯轴(14)上的第一轴向力；
第二计算器(81A)，其被配置成基于与所述转弯马达(41)的电流值不同的其他车辆状态变量来计算作用在所述转弯轴(14)上的第二轴向力；以及
第三计算器(81C)，其被配置成基于所述第一轴向力和所述第二轴向力来计算作为要反映在所述命令值中的最终轴向力的第三轴向力，其中，
所述第三计算器(81C)被配置成，在出现所述转弯马达(41)的电流必须受到限制的特定情况时，降低所述第一轴向力在所述第三轴向力中的反映程度，并且增加所述第二轴向力在所述第三轴向力中的反映程度。
2.根据权利要求1所述的转向控制装置(50)，其特征在于，
所述第三计算器(81C)被配置成，通过将所述第一轴向力和所述第二轴向力乘以分配比率所获得的值相加来计算所述第三轴向力，所述分配比率根据车辆行为、转向状况或路面状况被分别设置，以及
所述第三计算器(81C)被配置成，在出现所述转弯马达(41)的电流必须受到限制的所述特定情况时，降低所述第一轴向力相对于所述第三轴向力的分配比率，并且增加所述第二轴向力相对于所述第三轴向力的分配比率。
3.根据权利要求2所述的转向控制装置(50)，其特征在于，还包括第四计算器(81E)，所述第四计算器(81E)被配置成，在出现所述转弯马达(41)的电流必须受到限制的所述特定情况时，基于预定的立足点分别计算所述第一轴向力和所述第二轴向力在电流限制时使用的分配比率，所述预定的立足点为所述第一轴向力相对于所述第三轴向力的分配比率进一步降低同时所述第二轴向力相对于所述第三轴向力的分配比率进一步增加的立足点，其中，
所述第三计算器(81C)被配置成，在出现所述转弯马达(41)的电流必须受到限制的所述特定情况时，通过使用由所述第四计算器计算的在所述电流限制时使用的分配比率来计算所述第三轴向力。
4.根据权利要求3所述的转向控制装置(50)，其特征在于，
所述第四计算器(81E)被配置成，在出现所述转弯马达(41)的电流必须受到限制的所述特定情况时，将所述第一轴向力相对于所述第三轴向力的分配比率设置为0％，并且将所述第二轴向力相对于所述第三轴向力的分配比率设置为100％。
5.根据权利要求1所述的转向控制装置(50)，其特征在于，
所述第三计算器(81C)被配置成，在没有出现所述转弯马达(41)的电流必须受到限制的所述特定情况时，将所述第一轴向力原样计算为所述第三轴向力，并且在出现所述转弯马达(41)的电流必须受到限制的所述特定情况时，将所述第二轴向力原样计算为所述第三轴向力。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的转向控制装置(50)，其特征在于，还包括转弯控制器(50b)，所述转弯控制器(50b)被配置成根据所述转向状况来控制所述转弯马达(41)，其中，
所述转弯控制器(50b)被配置成，基于是否满足预定的确定状况来设置指示是否出现所述转弯马达(41)的电流必须受到限制的所述特定情况的标志值，以及
所述第三计算器(81C)被配置成，基于由所述转弯控制器(50b)设置的标志值来识别出现所述转弯马达(41)的电流必须受到限制的所述特定情况。
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