背景技術：

1.技術領域

本發明涉及基于駕駛員的轉向操作來驅動電機以產生轉向輔助扭矩的電動助力轉向設備和電動助力轉向系統。

2.相關技術的說明

存在根據駕駛員施加給方向盤的轉向扭矩來控制電機的通電量以產生轉向輔助扭矩的電動助力轉向設備。在這種電動助力轉向設備中，在駕駛員猛烈地進行轉向操作的情況下，大的電流便從車載電源流向電機。當車載電源劣化時，車載電源的輸出電壓(電源電壓)在電機的通電期間降低。車載電源的劣化程度越大，對于從車載電源流向負載的電流的電源電壓的降低就越顯著。用于控制電機的控制單元(稱為ecu)包括電子控制部件如微型計算機、傳感器等。因此，需要規定電壓內的電源，并且因為電力是由電機共享的車載電源供給的，所以需要抑制車載電源電壓的降低。

為了應對這個問題，常規地提出了用于在電源電壓降低時限制轉向輔助的技術。例如，日本專利申請公開第2005-193751號(jp2005-193751a)提出了一種技術，在該技術中，在電源電壓在轉向輔助期間降低的情況下，作為流過電機的電流的上限值的電流上限值降低，以及在電源電壓恢復的情況下，電流上限值逐漸返回到正常值。

在電動助力轉向設備中，基本上，在使用電流上限值來限制轉向輔助的情況下，ecu根據例如圖8所示的電源電壓v與電流上限值ilim關聯的上限特性來計算電流上限值ilim，并在電流上限值ilim的范圍內控制電機的通電。上限特性中設置遲滯，以及在電源電壓降低的情況下電源電壓v與電流上限值ilim之間的關系不同于在電源電壓增加的情況下電源電壓v與電流上限值ilim之間的關系。具體地，當電源電壓v降低并且變得低于降低開始電壓v1時，電流上限值ilim響應于電源電壓v的降低被設置為從基本電流上限值ilim0以梯度α1進行降低。在電源電壓v變得低于輔助禁止電壓v2的情況下，電流上限值ilim被設置為零。

在電源電壓v開始增加的情況下，在電源電壓v的增加量超過遲滯量之后，電流上限值ilim響應于電源電壓v的增加被設置為以梯度α2進行增加。例如，在電源電壓v變得低于輔助禁止電壓v2然后開始增加的情況下，電流上限值ilim保持為零直到電源電壓v超過增加開始電壓v3(>v2)，以及在電源電壓v超過增加開始電壓v3之后，電流上限值ilim響應于電源低壓v的增加被設置為增加。

需要對上限特性進行設置，使得能夠對電力供給能力降低如車載電源的劣化的恒定因素適當地進行電流的上限限制(下文中稱為電流限制)。例如，在車內電池劣化的情況下，電力供給能力降低，由此，在電源電壓開始增加之后由于電流限制導致電流限制立即減弱(電流上限值增加)的情況下，由于其反應導致發生振蕩現象，在振蕩現象中電源電壓降低以及電流限制被再次加強。響應于此，轉向輔助扭矩發生波動，并且轉向操作感變差。為了應對這個問題，在上限特性中設置遲滯。此外，需要設置平緩的梯度作為梯度α2，使得駕駛員不會在轉向輔助突然增加的情況下過度地操作方向盤。

通過使用按以上述方式設置的上限特性來執行電流限制，即使是在車載電源劣化的情況下，也可以盡可能多地將車載電源的電源電壓保持在規定范圍內。

技術實現要素：

電動助力轉向設備被配置成僅在發動機運轉期間能夠獲得轉向輔助。在控制系統被配置成即使在發動機停止期間也繼續轉向輔助控制的情況下，存在由于電源電壓在起轉期間降低而導致的上述電流限制對轉向輔助造成限制的情況。這是因為交流發電機在起轉期間不產生電力使得車載電源的電力供給能力較低，以及起動器電機被起動使得電源電壓在起動器電機起動時降低。

電源電壓在起轉期間降低持續的時間段極短(例如，大約100毫秒)，并且電源電壓恢復得很快。因此，在不作任何改變地使用以上述方式嚴格設定的上限特性并執行電流限制的情況下，不必要地延長了轉向輔助受到限制的時間段——即方向盤的操作感沉重的時間段，使得變得不可能在起轉期間進行合適的電流限制。

本發明提供使得能夠在起轉期間進行適當的電流限制的電動助力轉向設備和系統。

根據本發明的第一方面的電動助力轉向系統包括：轉向扭矩檢測裝置，該轉向扭矩檢測裝置用于檢測由駕駛員輸入的轉向扭矩；電機，該電機產生轉向輔助扭矩；電機控制裝置，該電機控制裝置用于根據由轉向扭矩檢測裝置檢測的轉向扭矩來控制電機的通電；電源電壓檢測裝置，該電源電壓檢測裝置用于檢測作為車載電源的輸出電壓的電源電壓；電流上限值設定裝置，該電流上限值設定裝置用于響應于電源電壓的降低來降低電流上限值、并且用于在電流上限值降低之后電源電壓開始增加的情況下響應于電源電壓的增加來增加電流上限值，該電流上限值設定裝置包括：起轉狀態檢測裝置，該起轉狀態檢測裝置用于檢測發動機被推定為處于發動機被起轉的狀況的起轉狀態；以及上限特性選擇裝置，該上限特性選擇裝置用于在未檢測到起轉狀態時選擇非起轉上限特性作為電流上限值，在非起轉上限特性中電流上限值是基于電源電壓而設定的，以及，在檢測到起轉狀態時選擇起轉上限特性作為電流上限值，在起轉上限特性中電流上限值是基于電源電壓而設定的使得與非起轉上限特性相比放寬了對流過電機的電流的上限限制，以及，電流限制裝置，該電流限制裝置用于對流過電機的電流施加上限限制使得流過電機的電流不大于由上限特性選擇裝置所選擇的電流上限值。

根據本發明的第二方面的電動助力轉向系統包括：轉向扭矩檢測單元，該轉向扭矩檢測單元檢測施加至方向盤的轉向扭矩；電機，該電機產生轉向輔助扭矩；以及電子控制單元，該電子控制單元：根據由轉向扭矩檢測單元檢測的轉向扭矩來控制電機的通電，檢測作為車載電源的輸出電壓的電源電壓，響應于電源電壓的降低來降低電流上限值，在電流上限值降低之后電源電壓開始增加的情況下響應于電源電壓的增加來增加電流上限值，檢測發動機被推定為處于發動機被起轉的狀況的起轉狀態，在未檢測到起轉狀態時選擇非起轉上限特性作為電流上限值，在非起轉上限特性中該電流上限值是基于電源電壓而設定的，在檢測到起轉狀態時選擇起轉上限特性作為電流上限值，在起轉上限特性中該電流上限值是基于電源電壓而設定的使得與非起轉上限特性相比放寬了對流過電機的電流的上限限制，以及，對流過電機的電流施加上限限制使得流過電機的電流不大于電流上限值。

在上述方面中，電機控制裝置根據轉向扭矩來控制電機的通電，從而產生與由駕駛員輸入的轉向扭矩對應的轉向輔助扭矩。電流限制裝置將流過電機的電流限制為不大于電流上限值。電流上限值設定裝置對電流上限值進行設定。基于電源電壓，電流上限值設定裝置響應于電源電壓的降低來降低電流上限值，以及在電流上限值降低之后電源電壓開始增加的情況下電流上限值設定裝置響應于電源電壓的增加來增加電流上限值。因此，即使在電源電壓由于電機的運行而降低的情況下，也可以通過限制流過電機的電流來抑制電源電壓的降低。

在電動助力轉向設備被配置成能夠在發動機停止期間產生轉向輔助扭矩的情況下，存在在轉向輔助期間發動機起轉的情況。在這些情況下，存在電源電壓由于起轉而降低并且電流上限值降低的情況。然而，由于起轉而引起的電源電壓的降低所持續的時間段極短，并且電源電壓恢復得很快。另一方面，在未進行起轉時檢測到電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。因此，當在起轉發生的情況下和在起轉未發生的情況下執行與電源電壓對應的相同電流限制時，在起轉期間的電流限制可能會過度。為了應對這個問題，在上述方面中，電流上限設定裝置包括起轉狀態檢測裝置和上限特性選擇裝置，以便進行具有在起轉期間合適的特性以及在非起轉期間合適的特性的電流限制。

起轉狀態檢測裝置檢測推定發動機為處于發動機被起轉的狀況的起轉狀態。例如，可以通過輸入指示發出起動/停止發動機的指令的操作開關的狀態的開關信號來檢測起轉狀態。在這種情況下，當在車輛行駛期間輸入指示停止發動機的指令的開關信號時，發動機重新起動的可能性很高，因此可以確定已建立起轉狀態。替代性地，當在車輛行駛期間停止發動機然后輸入指示重新起動發動機的指令的開關信號時，可以確定已建立起轉狀態。另外，例如，可以通過從對發動機的運行進行控制的發動機控制設備輸入指示起轉操作開始的信息來檢測起轉狀態。

上限特性選擇裝置在未檢測到起轉狀態時選擇非起轉上限特性，在非起轉上限特性中電流上限值是基于電源電壓而設定的，以及，在檢測到起轉狀態時選擇起轉上限特性，在起轉上限特性中電流上限值是基于電源電壓來設定的使得與非起轉上限特性相比放寬了對流過電機的電流的上限限制。電流限制裝置通過使用由上限特性選擇裝置選擇的起轉上限特性或者非起轉上限特性來對流過電機的電流施加上限限制。

與非起轉上限特性相比，在起轉上限特性中放寬了對流過電機的電流的上限限制。因此，可以防止起轉期間過度的電流限制。因此，根據上述方面，可以適當地執行起轉期間的電流限制和非起轉期間的電流限制。由此，可以在改善轉向操作感的同時抑制車載電源電壓的降低。應當注意的是，“電流上限值是基于電源電壓而設定的”的描述不限于基于電源電壓本身(包括電源電壓的歷史)來設定電流上限值的配置，而是可以包括基于例如電源電壓和電源電壓的變化率(微分值)來設定電流上限值的配置。

在上述方面中，可以設定起轉上限特性使得：在電流上限值增加的時間段期間與電源電壓對應的電流上限值保持在比非起轉上限特性中的值更高的值，從而放寬了對電流的上限限制。在這種情況下，可以設定起轉上限特性使得：表示在電源電壓開始增加之后電流上限值開始增加時的電源電壓的增加開始電壓比非起轉上限特性中的增加開始電壓低，從而放寬了對電流的上限限制。

如上所述，在電流上限值降低之后電源電壓開始增加的情況下，電流上限值設定裝置響應于電源電壓的增加來增加電流上限值。由于在電流電壓上限值增加的時間段期間與電源電壓對應的電流上限值更高，因此更加顯著地放寬了電流限制。此外，由于表示電流上限值開始增加時的電源電壓的增加開始電壓更低，因此以更早的正時來放寬電流限制。

因此，根據上述方面，在起轉期間發生電源電壓暫時性降低的情況下，可以比非起轉期間更早地解除電流限制。由此，可以縮短轉向輔助受限于電流限制的時間段(轉向輔助受到限制的時間段)。因此，可以有效地使用轉向輔助。

另一方面，在非起轉期間出現電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。在這種情況下，通過將與電源電壓對應的電流上限值設定為較低的值，可以抑制電源電壓的降低，并且可以減小出現因解除電流限制而引起振蕩現象的可能性。

在上述方面中，可以設定起轉上限特性使得：在電源電壓開始增加之后電流上限值響應于電源電壓的增加而增加的增加率比非起轉上限特性中的增加率大，從而放寬了對電流的上限限制。

如上所述，在電流上限值降低之后電源電壓開始增加的情況下，電流上限值設定裝置響應于電源電壓的增加來增加電流上限值。電流上限值增加的增加率越大，電流上限值響應于電源電壓的增加而增加得越快，而增加率越小，則電流上限值響應于電源電壓的增加而增加得越慢。由此，可以通過增大增加率來放寬電流限制。

因此，根據上述方面，在起轉期間發生電源電壓暫時性降低的情況下，可以在電源電壓的恢復的情況下高速地放寬電流限制，因此，可以提早地解除電流限制。由此，可以縮短方向盤的操作感沉重的時間段。

在非起轉期間檢測到電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。在車載電源劣化的情況下，方向盤的操作感由于電流限制而變得沉重。另一方面，當電流上限值增加的增加率較大時，方向盤的操作感突然變輕從而可能過度地操作方向盤。為了應對這個問題，在此方面中，在非起轉期間將增加率設定得較小，從而緩慢地解除電流限制。因此，可以防止駕駛員過度地操作方向盤。此外，可以減小出現因解除電流限制而引起振蕩現象的可能性。

在上述方面中，可以設定起轉上限特性使得：在電流上限值降低的時間段期間與電源電壓對應的電流上限值保持在比非起轉上限特性中的值更高的值，從而放寬了對電流的上限限制。在這種情況下，可以設定起轉上限特性使得：表示電流上限值響應于電源電壓的降低而開始降低時的電源電壓的降低開始電壓比非起轉上限特性中的降低開始電壓低，從而可以放寬對電流的上限限制。

如上所述，電流上限值設定裝置響應于電源電壓的降低來降低電流上限值。由于在電流上限值降低的時間段期間與電源電壓對應的電流上限值更高，因此更加顯著地放寬了電流限制。此外，由于表示電流上限值開始降低時的電源電壓的降低開始電壓更低，因此在更晚的時間開始電流限制從而放寬了電流限制。

因此，根據這些方面，可以防止在起轉期間不必要地進行對電流上限值的降低操作。也就是說，可以減小電流限制對轉向輔助的限制的頻率。由此，可以有效地使用轉向輔助。另一方面，在非起轉期間出現電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。在這種情況下，將與電源電壓對應的電流上限值設定為較低的值，并因此可以可靠地限制流過電機的電流。由此，可以良好地抑制電源電壓的降低。

在上述方面中，可以設定起轉上限特性使得：電流上限值響應于電源電壓的降低而降低的降低率比非起轉上限特性中的降低率小，從而可以放寬對電流的上限限制。

如上所述，電流上限值設定裝置響應于電源電壓的降低來降低電流上限值。電流上限值在降低的降低率越小，電流上限值響應于電源電壓的降低而降低得越慢。反過來，降低率越大，電流上限值響應于電源電壓的降低而降低得越快。由此，可以通過減小降低率來放寬電流限制。

因此，根據上述方面，在起轉期間發生電源電壓暫時性降低的情況下，可以響應于電源電壓的降低緩慢地降低電流上限值。由此，可以防止轉向操作感的突變。另一方面，在非起轉期間出現電源電壓降低的情況下，很有可能是車載電源劣化了。在這種情況下，通過響應于電源電壓的降低而快速地降低電流上限值，可以良好地抑制電源電壓的降低。

在上述方面中，在電流上限值響應于電源電壓的降低而降低的情況下可以在起轉上限特性和非起轉上限特性中的每個中設置與電源電壓對應的相同電流上限值。

根據這些方面，類似于在非起轉期間的情況，即使在起轉期間，也可以在電源電壓降低的情況下施加嚴格的電流限制。因此，可以防止電源電壓的過度下降。此外，與在電源電壓開始增加之后的非起轉期間的電流限制相比，放寬了電流限制，并且因此可以縮短轉向輔助受限于電流限制的時間段。應當注意的是，關于“在起轉上限特性和非起轉上限特性的每個中設定相同電流上限值”的描述，起轉上限特性中的電流上限值可以與非起轉上限特性中的電流上限值相同，并且電流上限值的匹配不限于完全匹配。

附圖說明

下面將參照附圖對本發明的示例性實施方式的特征、優點以及技術和工業意義進行描述，在附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，并且在附圖中：

圖1是根據本發明的實施方式的電動助力轉向設備的配置示意圖；

圖2是電機控制部的功能框圖；

圖3是示出ig電壓、電源電壓以及轉向輔助控制的運行狀中之間的關系的曲線圖；

圖4是示出非起轉上限特性的曲線圖；

圖5是示出起轉上限特性的曲線圖；

圖6是示出作為變型例的起轉上限特性的曲線圖；

圖7是示出作為另一變型例的起轉上限特性的曲線圖；以及

圖8是示出基本上限特性的曲線圖。

具體實施方式

下面，將通過使用附圖對根據本發明實施方式的電動助力轉向設備進行描述。圖1作為實施方式示出了車輛的電動助力轉向設備的示意性配置。

電動助力轉向設備包括：通過方向盤11的轉向操作來轉動轉輪的轉向機構10、產生轉向輔助扭矩的電機20、以及對電機20的運行進行控制的ecu50。下文中，將ecu50稱為輔助ecu50。

轉向機構10被配置成使用齒條和小齒輪機構13將與方向盤11的旋轉操作聯鎖的轉向軸12繞軸線的旋轉轉換為齒條桿14在左右方向上的沖程運動，并且通過沖程運動來轉動左前輪wfl和右前輪wfr。

齒條桿14的齒輪部14a被容納在齒條殼體15中，以及齒輪部14a左邊的端部和右邊的端部兩者從齒條殼體15露出并且聯接到連接桿16。左邊的連接桿16的另一端和右邊的連接桿16的另一端連接到被設置在左前輪wfl和右前輪wfr中的轉向節(未示出)。

電機20經由最末減速齒輪25安裝在轉向軸12上。例如，使用三相無刷電機作為電機20。電機20通過轉子的旋轉來繞轉向軸12的中心軸線旋轉地驅動轉向軸12，并且對方向盤11的旋轉操作施加輔助扭矩。

在轉向軸12中，在方向盤11與最末減速齒輪25之間設置有扭矩傳感器21。扭矩傳感器21對施加給被設置在轉向軸12中的扭力棒12t上的扭轉力進行檢測作為施加給方向盤11的轉向扭矩tr，并輸出指示轉向扭矩tr的檢測信號。應當注意的是，關于轉向扭矩tr，用符號來指示轉向扭矩tr施加的方向，并且假設：例如使用正值來指示施加在轉向軸12上的扭矩是沿右旋轉方向的，而例如使用負值來指示施加在轉向軸12上的扭矩是沿左旋轉方向的。在討論轉向扭矩tr的大小的情況下，使用絕對值。

在轉向軸12中，在扭力棒12t與方向盤之間設置有轉向角傳感器22。轉向角傳感器22對扭力棒12t的旋轉角度進行檢測作為方向盤11的轉向角θh，并輸出指示轉向角θh的檢測信號。

接下來，將對輔助ecu50進行描述。輔助ecu50包括：電機控制部60，該電機控制部60計算電機20的控制量；以及電機驅動電路80，該電機驅動電路80根據從電機控制部60輸出的脈沖寬度調制(pwm)控制信號來驅動電機20。

電機控制部60包括微型計算機、輸入/輸出接口、電源電路以及非易失性存儲器。電機控制部60與扭矩傳感器21、轉向角傳感器22以及車輛速度傳感器23連接，其中車輛速度傳感器23對車輛速度進行檢測并輸出指示車輛速度v的檢測信號。此外，電機控制部60與發動機(e/g)控制設備90(下文中稱為發動機ecu90)連接，使得電機控制部60與發動機ecu90能夠相互通信。電機控制部60計算用來向電機20供電的目標輔助電流ias*，并向電機驅動電路80輸出產生的pwm控制信號使得目標輔助電流ias*流過電機20。

例如，電機驅動電路80是三相逆變器電路，輸入從電機控制部60輸出的pwm控制信號，并使用該pwm控制信號來控制開關元件的占空比。在電機驅動電路80中設置有檢測在各相中流動的電流的電流傳感器24(參見圖2)。電流傳感器24將與檢測的電流值(下文中稱為電機電流im)對應的檢測信號輸出至電機控制部60。應當注意的是，在本實施方式中，使用三相無刷電機作為電機，但是電機不限于三相無刷電機，并且也可以使用例如單相有刷電機等。在使用三相無刷電機的情況下，盡管需要設置電機旋轉角度傳感器來檢測電機電角度并基于該電機電角度來控制相位，但省略了其描述。

作為車載電源的電源設備100向輔助ecu50供給電力。通過將額定輸出電壓為12v的電池101與通過發動機的旋轉而產生電力的交流發電機102并聯連接來對電源設備100進行配置，電源設備100不僅向輔助ecu50供給電力還向車輛中的電負載供給電力。

經由兩個系統的電源線路(第一電源線路105和第二電源線路106)從電源設備100向輔助ecu50供給電力。第一電源線路105直接與輔助ecu50及電源設備100連接。

另一方面，第二電源線路106經由發動機起動開關110與輔助ecu50及電源設備100連接。發動機起動開關110是操作開關——駕駛員使用該操作開關來請求起動和停止發動機，并且發動機起動開關110不僅向輔助ecu50輸出電壓信號還向發動機ecu90和其他車內電子控制設備(下文中稱為車內ecu)輸出電壓信號。發動機起動開關110響應于駕駛員的按壓操作來輸出指示電源設備100的電源電壓的電壓信號(模擬信號)。當在發動機停止的期間按壓發動機起動開關110時，發動機起動開關110輸出指示電源電壓的電壓信號，以及當在發動機運轉期間按壓發動機起動開關110時，發動機起動開關110停止輸出電壓信號。當發動機起動開關110輸出電壓信號時，發動機ecu90起動發動機，而當停止輸出電壓信號時，發動機ecu90停止發動機。因此，發動機起動開關110對應于點火開關。

應當注意的是，輔助ecu50包括用于中斷從第一電源線路105供給的電力的電源繼電器(未示出)，以及輔助ecu50被配置成可以通過斷開電源繼電器來中斷供給至輔助ecu50的電力。從發動機起動開關110輸出的電壓信號還可以被用作控制系統電源以對電機控制部60進行操作。因此，即使是在電源繼電器斷開的條件下，也可以使用從發動機起動開關110輸出的電壓信號來啟動電機控制部60的微型計算機，并接通電源繼電器以起動轉向輔助控制。

此外，通過與駕駛員的其他操作狀態(例如，制動踏板操作狀態)的組合，可以使發動機起動開關110不僅用作點火開關而且用作附件開關，但是這種功能與本發明沒有直接關系，因此將省略其描述。

下文中，將從電源設備100直接供給至輔助ecu50的電壓稱為電源電壓vp，以及將經由發動機起動開關110供給至輔助ecu50的電壓稱為ig電壓vig。電源電壓vp和ig電壓vig中的每個表示電源設備100的輸出電壓。

在轉向輔助控制停止的狀態下，當發動機起動開關110供給ig電壓vig時，電機控制部60被啟動，并且電機控制部60對輔助ecu50執行初步診斷。在診斷結果滿足啟動許可條件的情況下，電機控制部60起動轉向輔助控制。

接下來，將對由電機控制部60進行的轉向輔助控制處理進行描述。圖2是涉及電機控制部60的轉向輔助控制的功能框圖。電機控制部60包括臨時輔助電流計算部61、基準電壓計算部62、起轉狀態推定部63、特性選擇/電流上限值計算部64、上限特性存儲部65、目標輔助電流計算部66以及反饋控制部67。每個功能部以預定的短間隔重復執行如下所示的運算處理。

臨時輔助電流計算部61讀取由扭矩傳感器21檢測的轉向扭矩tr、由轉向角傳感器22檢測的轉向角θh以及由車輛速度傳感器23檢測的車輛速度v。隨后，臨時輔助電流計算部61基于這三個檢測值來計算臨時輔助電流ias’作為臨時目標輔助電流。臨時輔助電流ias’是在使用下文中描述的電流上限值施加電流限制之前的目標輔助電流。

在計算中，臨時輔助電流計算部61對根據輸入的車輛速度v和轉向扭矩tr而設置的基本輔助扭矩進行計算。基本輔助扭矩被設置為響應于轉向扭矩tr的增加而增加，并且在車輛速度v越低時具有越大的值。此外，臨時輔助電流計算部61基于轉向角θh或通過對轉向角θh關于時間進行微分而獲得的轉向角速度ωh來計算對基本輔助扭矩進行補償的補償扭矩。例如，臨時輔助電流計算部61對使方向盤11返回到中立位置的返回補償扭矩以及給予方向盤11適當的摩擦和粘性感的摩擦粘性補償扭矩進行計算。基于轉向角θh計算返回補償扭矩，并且基于轉向角速度ωh計算摩擦粘性補償扭矩。

臨時輔助電流計算部61通過將補償扭矩加到基本輔助扭矩上來計算目標輔助扭矩tas*，并且通過將目標輔助扭矩tas*除以扭矩常數來計算臨時輔助電流ias’。臨時輔助電流計算部61將計算出的臨時輔助電流ias’供給至目標輔助電流計算部66。

基準電壓計算部62對電源電壓vp和ig電壓vig進行檢測，并且將電源電壓vp和ig電壓vig中較高的一個設置為基準電壓vs。基準電壓vs被認為表示電源設備100的電源電壓，并且被當做作為用于計算電流上限值ilim的基準的電壓來處理。電源電壓的檢測并不限于此，并且可以在電源線路上的任何位置處對電源電壓進行檢測。應當注意的是，基準電壓計算部62通過對電源電壓vp和ig電壓vig中較高的一個執行低通濾波處理來計算基準電壓vs。基準電壓計算部62將計算出的基準電壓vs供給至特性選擇/電流上限值計算部64。

起轉狀態推定部63是用于確定是否已建立起轉狀態的功能部。起轉狀態是推定發動機處于發動機起轉狀況(發動機可能將在短時間內起轉的情況和/或發動機實際正在起轉的情況)的狀態。如上所述，當接通發動機起動開關110并供給ig電壓vig時，電機控制部60在執行初步診斷后起動轉向輔助控制。在起動轉向輔助控制后，在車輛處于停止狀態時斷開發動機起動開關110的情況下，電機控制部60終止轉向輔助控制，但是在車輛正在行駛的情況下，即使在斷開發動機起動開關110時也不終止轉向輔助控制。也就是說，在斷開發動機起動開關110時，電機控制部60確定車輛速度v是否為零(v＝0)，并且在車輛速度v為零的情況下終止輔助控制，以及在車輛速度v不為零的情況下不終止輔助控制。

例如，可以想到的情況是當車輛在下坡行駛期間駕駛員將換檔桿從驅動位置切換到空檔位置同時斷開發動機起動開關110。在這種情況下，停止發動機但不終止轉向輔助控制。因此，存在在發動機停止期間操作轉向輔助控制的情況。

圖3中下方的曲線圖表示轉向輔助控制的運行/停止狀態。在圖3中，on指示的時間段表示轉向輔助控制的運行時間段，off指示的時間段表示轉向輔助控制的停止時間段。在時刻t1接通發動機起動開關110時，ig電壓vig增加到與電源設備100的輸出電壓一樣的電壓。發動機ecu90基于ig電壓vig的增加來操作未示出的起動器電機。由此，在時刻t2時，起轉發動機。電源電壓vp和ig電壓vig在起轉期間暫時性降低。在時刻t3時起動發動機，以及在時刻t4時啟動轉向輔助控制。

在時刻t5時，當在車輛行駛期間斷開發動機起動開關110時，ig電壓vig降低至0伏，并且發動機ecu90停止發動機。然而，車輛速度v不為零，并且因此轉向輔助控制繼續運行。在這種情況下，駕駛員接通發動機起動開關110即重新起動發動機的可能性很高。

相應地，起轉狀態推定部63確定在轉向輔助控制期間發動機起動開關110是否是斷開的，即ig電壓vig是否降低至不大于預定電壓vigref的電壓，并且在ig電壓vig降低至不大于預定電壓vigref的電壓時確定已建立起轉狀態(推定發動機處于發動機起轉狀況的狀態)。預定電壓vigref可以被適當地設置為使得能夠檢測到發動機起動開關110的斷開的電壓。起轉狀態推定部63向特性選擇/電流上限值計算部64供給標記fcr作為指示是否已建立起轉狀態的確定結果的信號。例如，在確定已建立起轉狀態的情況下，設置標志fcr為“1”，在確定未建立起轉狀態的情況下，設置標志fcr為“0”。

在起轉狀態推定部63確定已建立起轉狀態之后，起轉狀態推定部63保持確定結果直到確認發動機的起動為止。例如，起轉狀態推定部63保持已建立起轉狀態的確定結果直到起轉狀態推定部63從發動機ecu90獲取指示發動機轉速n的轉速信息并且確認發動機轉速n超過規定轉速為止。此外，在ig電壓vig未降低至不大于預定電壓vigref的值的情況下，起轉狀態推定部63確定未建立起轉狀態。

將由基準電壓計算部62供給的基準電壓vs和由起轉狀態推定部63供給的標志fcr輸入到特性選擇/電流上限值計算部64。特性選擇/電流上限值計算部64從被存儲在上限特性存儲部65中的上限特性映射mp1和上限特性映射mp2中選擇通過標志fcr識別的上限特性映射，并通過參照所選上限特性映射來計算與基準電壓vs對應的電流上限值ilim。上限特性映射是設置有基準電壓vs與作為流過電機20的電流的上限值的電流上限值ilim之間的關系的數據。下文中，將基準電壓vs與電流上限值ilim之間的關系稱為上限特性。

上限特性存儲部65存儲非起轉上限特性映射mp1和起轉上限特性映射mp2作為上限特性映射。圖4示出了由非起轉上限特性映射mp1設置的非起轉上限特性。圖5示出了由起轉上限特性映射mp2設置的起轉上限特性。圖5中的虛線指示用于對比的非起轉上限特性。設置起轉上限特性使得與非起轉上限特性相比放寬了對流過電機20的電流的限制，如后面所描述的。應當注意的是，上限特性不限于被存儲為映射的上限特性，上限特性可以是任何數據，只要在數據中設置基準電壓vs與電流上限值ilim之間的關系，并且上限特性可以存儲成例如函數。

在將標志fcr設置為“0”的情況下即確定未建立起轉狀態的情況下，特性選擇/電流上限值計算部64選擇非起轉上限特性映射mp1，以及在將標志fcr設置為“1”的情況下即確定已建立起轉狀態的情況下，特性選擇/電流上限值計算部64選擇起轉上限特性映射mp2。

在上限特性中設置遲滯，并且基于基準電壓vs的改變方向確定電流上限值ilim。相應地，特性選擇/電流上限值計算部64連續地存儲基準電壓vs的改變，并在基準電壓vs增加時計算電流上限值ilim，在基準電壓vs增加時計算的電流上限值ilim不同于在基準電壓vs下降時計算的電流上限值ilim。之后將對上限特性進行詳細描述。

特性選擇/電流上限值計算部64通過參照上限特性映射來計算與基準電壓vs對應的電流上限值ilim，然后將電流上限值ilim供給至目標輔助電流計算部66。

將由臨時輔助電流計算部61供給的臨時輔助電流ias’與由特性選擇/電流上限值計算部64供給的電流上限值ilim輸入至目標輔助電流計算部66。目標輔助電流計算部66確定臨時輔助電流ias’是否大于電流上限值ilim，并且在臨時輔助電流ias’大于電流上限值ilim的情況下將電流上限值ilim設置為目標輔助電流ias*(ias*←ilim)。因此，計算對轉向輔助造成限制的目標輔助電流ias*——通過使用電流上限值ilim。應當注意的是，流過電機20的電流的控制量是通過使用用于確定扭矩產生的方向的符號(正/負)來處理的，而對電流的上限限制所限制的是絕對值。因此，在臨時輔助電流ias’的絕對值大于電流上限值ilim的情況下，將目標輔助電流ias*的絕對值設置為電流上限值ilim且符號不變。

另一方面，在臨時輔助電流ias’不大于電流上限值ilim的情況下，目標輔助電流計算部66設置臨時輔助電流ias’作為目標輔助電流ias*(ias*←ias’)。因此，計算對轉向輔助不造成限制的目標輔助電流ias*。目標輔助電流計算部66將計算出的目標輔助電流ias*供給至反饋控制部67。

反饋控制部67從電流傳感器24讀取流過電機20的電機電流im，計算電機電流im與目標輔助電流ias*之間的偏差δi(ias*-im)，并基于偏差δi使用反饋控制(例如，比例積分(pi)控制)來驅動電機20。

當反饋控制部67驅動電機20時，反饋控制部67計算與偏差δi對應的目標指令電壓v*，將與目標指令電壓v*對應的pwm控制信號輸出到電機驅動電路80，從而驅動電機20。

各功能部重復上述運算處理以執行轉向輔助控制處理，從而電機控制部60對電機20進行驅動。由此，獲得與駕駛員的轉向操作對應的并根據基準電壓vs進行限制的轉向輔助扭矩。在車輛速度為零并且發動機起動開關110斷開的情況下，電機控制部60終止轉向輔助控制。

這里，將對起轉上限特性與非起轉上限特性之間的區別進行描述。如圖4所示，在非起轉上限特性中，通過使用降低線l1no和恢復線l2no來設置基準電壓vs與電流上限值ilim之間的關系。降低線l1no用于在基準電壓vs沿降低方向改變時電流上限值ilim的設置，而恢復線l2no用于在基準電壓vs沿增加方向改變時電流上限值ilim的設置。設置遲滯的結果是獲得降低線l1no與恢復線l2no之間的電壓寬度。因此，即使當基準電壓vs從其降低狀態開始增加時，在基準電壓vs未增加到由恢復線l2no限定的電壓的情況下，電流上限值ilim仍保持在規定值而不增加。

如圖5中的實線所示，在起轉上限特性中，通過使用降低線l1cr和恢復線l2cr來設置基準電壓vs與電流上限值ilim之間的關系。降低線l1cr用于在基準電壓vs沿降低方向改變時電流上限值ilim的設置，而恢復線l2cr用于在基準電壓vs沿增加方向改變時電流上限值ilim的設置。設置遲滯的結果是獲得降低線l1cr與恢復線l2cr之間的電壓寬度。因此，即使當基準電壓vs從其降低狀態開始增加時，在基準電壓vs未增加到由恢復線l2cr限定的電壓的情況下，電流上限值ilim仍保持在規定值而不增加。

在兩個上限特性中，電流上限值ilim未降低時的值(稱為基本電流上限值ilim0)是一樣的值。在下文中，降低線l1no的梯度，即電流上限值ilim在響應于基準電壓vs的降低而降低時的梯度被稱為降低梯度α1no，以及降低線l1cr的梯度被稱為降低梯度α1cr。降低梯度α1no和降低梯度α1cr中的每個對應于本發明的降低率。此外，恢復線l2no的梯度，即電流上限值ilim在響應于基準電壓vs的增加而增加時的梯度被稱為增加梯度α2no，以及恢復線l2cr的梯度被稱為增加梯度α2cr。增加梯度α2no和增加梯度α2cr中的每個對應于本發明的增加率。此外，在使用降低線l1no開始降低電流上限值ilim時的基準電壓vs被稱為降低開始電壓v1no，以及在使用降低線l1cr開始降低電流上限值ilim時的基準電壓vs被稱為降低開始電壓v1cr。此外，在使用降低線l1no將電流上限值ilim設置為零時的基準電壓vs被稱為輔助禁止電壓v2no，以及在使用降低線l1cr將電流上限值ilim設置零另時的基準電壓vs被稱為輔助禁止電壓v2cr。此外，在使用恢復線l2no開始增加電流上限值ilim時的基準電壓vs被稱為增加開始電壓v3no，以及在使用恢復線l2cr開始增加電流上限值ilim時的基準電壓vs被稱為增加開始電壓v3cr。

從圖4和圖5可以看出，在兩個上限特性中，降低梯度α1cr被設置為比降低梯度α1no小，以及增加梯度α2cr被設置為比增加梯度α2no大。此外，降低開始電壓v1cr被設置為比降低開始電壓v1no低，以及增加開始電壓v3cr被設置為比增加開始電壓v3no低。

應當注意的是，在圖4和圖5中，增加開始電壓v3no和增加開始電壓v3cr中的每個表示電流上限值ilim從零開始增加時的基準電壓vs，但是增加開始電壓v3no和增加開始電壓v3cr并不限于此。也就是說，在基準電壓vs在電流上限值ilim被設置為任意值的狀態下已增加的情況下，增加開始電壓v3no和增加開始v3cr中的每個表示電流上限值ilim響應于基準電壓vs的增加而開始增加時的基準電壓vs。例如，如圖5所示，在基準電壓vs在電流上限值ilim被設置為ilim1的狀態下已增加的情況下，在起轉上限特性中，當基準電壓vs從點p1所指示的電壓值增加到點p3所指示的電壓值時，電流上限值ilim開始增加，但是在非起轉上限特性中，當基準電壓vs從點p2所指示的電壓值增加到點p4所指示的電壓值時，電流上限值ilim開始增加。在這種情況下，點p3所指示的電壓值對應于增加開始電壓v3cr，以及點p4所指示的電壓值對應于增加開始電壓v3no(>v3cr)。在本實施方式中，在電流上限值ilim從基本電流上限值ilim0降低之后，不論被設置為電流上限值ilim的值為多少，增加開始電壓v3cr被設置為比增加開始電壓v3no低。

關于增加梯度α2no與增加梯度α2cr之間的大小關系，在恢復線l2no和恢復線l2cr中的每個是通過除了線性函數之外的函數來表示的情況下(即，在電流上限值ilim相對于基準電壓vs不是以恒定增加率(成比例)增加的情況下)，可以使用平均增加梯度(例如，連接在電流上限值ilim被設置為零的狀態下電流上限值ilim開始增加時的點與電流上限值ilim響應于基準電壓vs的增加而到達基本電流上限值ilim0時的點的線段的梯度)。此外，關于降低梯度α1no與降低梯度α1cr之間的大小關系，在降低線l1no和降低線l1cr中的每個通過除了線性函數之外的函數來表示的情況下(即，在電流上限值ilim相對于基準電壓vs不是以恒定降低率(成比例)降低的情況下)，可以使用平均降低梯度(例如，連接電流上限值ilim從基本電流上限值ilim0開始下降時的點與響應于基準電壓vs的降低將電流上限值ilim設置為零的點的線段的梯度)。

因此，通過上述設置獲得以下作用和效果。

1.設置起轉上限特性中的恢復線l2cr使得與基準電壓vs對應的電流上限值ilim比非起轉上限特性中的恢復線l2no的與基準電壓vs對應的電流上限值ilim高。在這種情況下，在圖5的曲線圖中，恢復線l2cr位于恢復線l2no的左側。因此，將增加開始電壓v3cr設置為比增加開始電壓v3no低，從而可以在起轉期間基準電壓vs恢復時提早地開始放寬電流限制，因此，可以提早地解除電流限制。由此，可以縮短由于電流限制而造成的方向盤的操作感沉重的時間段。因此，可以有效地使用轉向輔助。另一方面，在非起轉期間出現電源電壓降低的情況下，很有可能是電池101劣化了。為了應對這個問題，通過將恢復線l2no中與基準電壓vs對應的電流上限值ilim設置為較低的值，可以抑制電源電壓的降低，并且減小出現因解除電流限制而引起振蕩現象的可能性。

2.將起轉上限特性中的增加梯度α2cr設置為比非起轉上限特性中的增加梯度α2no的值大的值。因此，在起轉期間，可以在基準電壓vs恢復時高速地放寬電流限制，因此，可以提早地解除電流限制。由此，可以縮短由于電流限制而造成的方向盤的操作感沉重的時間段。另一方面，在非起轉期間出現電源電壓降低的情況下，很有可能是電池101劣化了。在電源設備100的電力供給能力持續減小的情況下，方向盤的操作感由于電流限制而變得沉重。另一方面，當電流上限值ilim增加的增加梯度較大時，方向盤的操作感突然變輕并且可能會過度地操作方向盤。為了應對這個問題，在本實施方式中，將非起轉上限特性中的增加梯度α2no設置得較小。因此，緩慢放寬電流限制，并且可以防止駕駛員過度地操作方向盤。此外，還可以減小出現因解除電流限制而引起振蕩現象的可能性。應當注意的是，在起轉期間對電流限制的放寬是高速的。因為可以提早地使已經臨時變得沉重的方向盤的操作感返回到正常的操作感，所以這會帶來對轉向操作感的改善。

3.設置起轉上限特性中的降低線l1cr使得與基準電壓vs對應的電流上限值ilim比非起轉上限特性中的降低線l1no的與基準電壓vs對應的電流上限值ilim高。在這種情況下，在圖5的曲線圖中，降低線l1cr位于降低線l1no的左側。因此，將降低開始電壓v1cr設置得比降低開始電壓v1no低，從而可以防止電流上限值ilim在起轉期間進行不必要的降低操作。也就是說，可以減小電流限制對轉向輔助的限制的頻率。由此，可以有效地使用轉向輔助。另一方面，在非起轉期間出現電源電壓降低的情況下，很有可能是電池101劣化了。為了應對這個問題，可以通過將與基準電壓vs對應的電流上限值ilim設置為較低的值來可靠地限制流過電機20的電流。由此，可以良好地抑制電源電壓的降低。

4.將起轉上限特性中的降低梯度α1cr設置為比非起轉上限特性中的降低梯度α1no的值小的值。因此，在起轉期間，可以響應于電源電壓的降低緩慢地降低電流上限值ilim。因此，可以防止轉向操作感的突變。另一方面，在非起轉期間出現電源電壓降低的情況下，很有可能是電池101劣化以及電力供給能力降低。為了應對這個問題，可以通過快速地響應于基準電壓vs的降低來降低電流上限值ilim以良好地抑制電源電壓的降低。

5.通過對檢測的電壓值進行低通濾波處理來計算基準電壓vs。因此，對基準電壓vs的檢測被延遲。然而，在起轉期間，通過使用以上述方式設置的起轉上限特性來進行電流上限限制，可以恢復延遲并提早地解除電流限制。由此，可以縮短由于電流限制而造成的方向盤的操作感沉重的時間段。

如上所述，根據本實施方式的電動助力轉向設備，可以適當地進行起轉期間的電流限制和非起轉期間的電流限制。因此，可以在改善轉向操作感的同時抑制電源設備100的電壓的降低。

盡管上面描述了本發明的實施方式的電動助力轉向設備，但是本發明并不限于該實施方式，并且可以在不偏離本發明的目的條件下做出各種改變。

例如，圖6所示，在起轉上限特性和非起轉上限特性中，可以使降低線l1cr的特性等于降低線l1no的特性，并且可以僅使恢復線l2cr的特性不同于恢復線l2no的特性。在這種情況下，恢復線l2cr的與基準電壓vs對應的電流上限值ilim優選地被設置為比恢復線l2no的與基準電壓vs對應的電流上限值ilim高。此外，增加梯度α2cr優選地被設置為比增加梯度α2no的值大的值。因此，在本變型例中，也可以在起轉期間提早地解除電流限制。由此，可以縮短由于電流限制而對轉向輔助造成限制的時間段。此外，將開始電流限制時的上限特性設置為與非起轉期間的上限特性相等，從而可以施加嚴格的電流限制，并防止電源電壓的過度下降。

此外，在本實施方式中，將降低線l1no和降低線l1cr以及恢復線l2no和恢復線l2cr中的每個的特性設置為通過線性函數表示的特性，但是并不需要總是這么做，以及例如，如圖7所示，也可以設置非線性特性。此外，如圖7所示，可以在任意的點p11、點p12和點p13中的每個設置規定等待時間段，并且可以在該等待時間段中保持電流上限值ilim。

此外，可以進行電流限制(對流過電動機20的電流施加上限限制)使得基準電壓vs的變化率體現在該限制中。例如，特性選擇/電流上限值計算部64可以對通過對基準電壓vs關于時間進行微分而獲得基準電壓微分值vs’進行計算，以及可以在基準電壓vs降低時對根據上限特性映射mp1和上限特性映射mp2中的每個計算出的電流上限值ilim進行校正，使得電流上限值ilim在由基準電壓微分值vs’表示的電壓降低速度比設置的降低速度高時(在基準電壓微分值vs’是負值且其絕對值大于設置的降低速度的情況下)降低。此外，電壓降低速度越高，基準電壓vs降低時的電流上限值ilim可以被校正為越小。在由基準電壓微分值vs’表示的電壓增加速度比設置的增加速度高的情況下(在基準電壓微分值vs’是正值且其絕對值大于設置的增加速度的情況下)，在基準電壓vs增加時確定的電流上限值ilim可以被校正為在電流上限值ilim不超過基本電流上限值ilim0的范圍內增加。此外，在基準電壓vs增加時確定的電流上限制ilim可以被校正為電壓增加速度越快則在電流上限值ilim不超過基本電流上限制ilim0的范圍內變得越大。

此外，在本實施方式中，作為用于檢測起轉狀態的方法，是基于在轉向輔助控制期間是否斷開發動機起動開關110來進行確定的，但是，替代上述方法，可以是基于在轉向輔助控制期間是否接通發動機起動開關110來進行確定。例如，在圖3所示的時刻t6時，在轉向輔助控制期間，在ig電壓vig不大于預定電壓vigref的狀態切換成ig電壓vig超過預定電壓vigref的狀態的時刻，可以確定已建立起轉狀態。根據這個變型例，可以縮短在檢測起轉狀態之后直到真正進行起轉操作為止所需要的時間段，并進行更適當的電流限制。

此外，作為用于檢測起轉狀態的另一方法，可以通過在轉向輔助控制期間從發動機ecu90輸入指示起轉操作開始的信息來確定已建立起轉狀態。此外，在發動機ecu90包括怠速停止控制功能的情況下，還可以通過輸入怠速停止信息(指示用于發動機起動的準備狀態的信息)來確定已建立起轉狀態。根據這個變型例，可以以更高的準確度檢測起轉狀態，并進行更適當地電流限制。

此外，在本實施方式中，起轉上限特性在用于確定降低線l1cr和降低線l1no以及恢復線l2cr與恢復線l2no的特性的多個項目上(降低梯度，增加梯度，降低開始電壓和增加開始電壓)與非起轉上限特性不同，從而與非起轉上限特性相比放寬了起轉上限特性中的電流限制。然而，在本發明中，并不總是需要讓起轉上限特性與非起轉上限特性在所有的項目上都不同，并且可以通過使用項目中的一個項目或任意組合的多個項目來適當地設置起轉上限特性使得與非起轉上限特性相比放寬了電流限制。