电动助力转向装置的控制方法、电动助力转向装置以及搭载了该电动助力转向装置的车辆制造方法及图纸

本发明专利技术提供电动助力转向装置的控制方法、电动助力转向装置以及搭载了该电动助力转向装置的车辆，本发明专利技术不需要用于进行摩擦补偿等的单独的补偿单元，通过角度追随控制的反馈控制能够对机械部分的经年变化等进行补偿，并且，总是能够实现由目标角度运算单元设计出来的感觉，尤其是能够容易地实现中心感觉的改善，并且，因追加功能等而给其他的功能和稳定性带来的影响变得明确。本发明专利技术的电动助力转向装置的控制方法检测出扭力杆的上侧角度，并且，检测出扭力杆的下侧角度，使用上侧角度或下侧角度的一方来设定另一方的角度目标值，检测出另一方的实际角度，基于角度目标值与实际角度之间的偏差来实施角度追随反馈控制。

Control method of electric power assisted steering device, electric power assisted steering device and vehicle equipped with the electric power assisted steering device

The control method, the invention provides an electric power steering device of electric power steering device and is equipped with the electric power steering device of the vehicle, the invention does not need to compensate for the individual units of friction compensation and so on, through the angle following control feedback control can compensate for part of the year, the mechanical changes and can be always achieved the target angle arithmetic unit design feeling, especially can be easily realized and improved center feeling, affected by additional functions and other functions and stability have become clear. The invention of the electric power steering angle is detected, the torsion bar device control method and detect the torsion bar below the upper or lower side angle, using angle angle to set one on the other side of the angle of the target value, detect the actual angle of the other party, to implement the following feedback control based on deviation angle the angle between the target value and the actual angle.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动助力转向装置的控制方法、电动助力转向装置以及搭载了该电动助力转向装置的车辆
本专利技术涉及电动助力转向装置的控制方法、电动助力转向装置以及搭载了该电动助力转向装置的车辆。本专利技术将辅助控制分成目标角度运算单元和角度追随控制单元，通过目标角度运算单元来实施有关感觉的项目，通过角度追随控制单元来实施响应性、稳定性和外部干扰抑制。
技术介绍
作为搭载了用于控制电动机的电动机控制装置的装置有电动助力转向装置(EPS)。电动助力转向装置利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加辅助力(转向辅助力)，其将通过由逆变器供给的电力来控制的电动机的驱动力经由包括减速机构在内的传送机构向转向轴或齿条轴施加辅助力。为了准确地产生辅助力，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，电动机外加电压的调整通常通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(dutyratio)来进行。作为电动机，通常使用可维修性优异的无刷电动机。参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速机构(蜗杆与蜗轮的啮合机构)3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R连接。另外，在具有扭力杆的柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10和用于检测出转向角θ的转向角传感器14，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速机构3与柱轴2连接。电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，并且，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Ts和由车速传感器12检测出的车速Vs，进行作为辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值Vref，来控制供应给EPS用电动机20的电流。此外，转向角传感器14不是必须的，也可以不设置转向角传感器14。还有，也可以通过与电动机20连接的诸如分解器之类的旋转位置传感器来获得转向角。另外，收发车辆的各种信息的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vs也能够从CAN40处获得。此外，收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也可以被连接到控制单元30。控制单元30具有安装有电子部件等的控制基板。控制单元30主要由CPU(也包含MCU、MPU或类似装置)构成，该CPU内部由程序执行的一般功能如图2所示。参照图2对控制单元30的功能和动作进行说明。如图2所示，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Ts和由车速传感器12检测出(或来自CAN40)的车速Vs被输入到用于运算出电流指令值Iref1的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩Ts和车速Vs并使用辅助图(アシストマップ)等来运算出作为供应给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经由加法单元32A后被输入到电流限制单元33中，被限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中，减法单元32B运算出电流指令值Irefm与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差I(Irefm-Im)，该偏差I被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI控制单元35中。在PI控制单元35中经过特性改善后得到的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36中，然后再通过作为驱动单元的逆变器37来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电流值Im，由电动机电流检测器38检测出的电流值Im被反馈到减法单元32B中。在加法单元32A中，对来自补偿信号生成单元34的补偿信号CM进行加法运算，通过补偿信号CM的加法运算来进行转向系统的特性补偿，从而改善收敛性和惯性特性等。补偿信号生成单元34先在加法单元34-4将自对准扭矩(SAT)34-3与惯性34-2相加，然后在加法单元34-5再将在加法单元34-4得到的加法结果与收敛性34-1相加，最后将在加法单元34-5得到的加法结果作为补偿信号CM。收敛性34-1、惯性34-2和自对准扭矩(SAT)34-3均将电动机角速度作为一个计算因素。在这样的现有的电动助力转向装置中，在扭矩辅助控制中，基于由扭矩传感器检测出的扭矩来设定辅助扭矩，并且还基于电动机的角速度来进行摩擦补偿和惯性补偿，并且还具有用于满足各种功能的各种各样的补偿器以及上一级(车辆)要求的控制功能，各种各样的补偿器之间等互相影响的结果作为扭力杆的扭转扭矩被返回到驾驶员。因此，越增加功能，则控制设计就会变得更加复杂，并且，调节感觉需要高度的技术。还有，现有的电动助力转向装置具有这样一种控制结构，即，感觉容易随机械部分的摩擦的经年变化和个体差异而发生变化。作为解决这样的问题的电动助力转向装置，例如有日本特开2002-160653号公报(专利文献1)、日本特开2004-203089号公报(专利文献2)以及日本特开2009-57017号公报(专利文献3)中所公开的现有技术。在日本特开2002-160653号公报(专利文献1)中，计算出车辆反力和路面信息(摩擦系数)，设定目标值(扭力杆的扭矩)，基于设定好的目标值与实际扭矩之间的偏差来进行控制。还有，在日本特开2004-203089号公报(专利文献2)中，设定目标值(扭力杆的扭矩)，基于设定好的目标值与实际扭矩之间的偏差来进行控制。另外，在日本特开2009-57017号公报(专利文献3)中，使用扭力杆的上侧和下侧的角度信息来对转向用电动机进行控制。此外，在构成现有的减速机构的蜗杆与蜗轮的啮合机构中，如果存在间隙(齿隙，backlash)的话，则就会发生“咔哒咔哒声(gearrattlingsound)”。还有，如果将间隙调节得太小的话，则摩擦扭矩就会变大，从而转向盘中立附近的感觉就会恶化。因此，在齿隙管理中，需要高精度地管理部件，并且，还需要高精度地管理部件的组装。为了解决这个问题，提出了这样一种机构，即，通过使用弹簧、橡胶等来施加预压，以便抑制住齿隙，并且，不会使摩擦增加(日本专利第4196831号公报(专利文献4))。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-160653号公报专利文献2：日本特开2004-203089号公报专利文献3：日本特开2009-57017号公报专利文献4：日本专利第4196831号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题因此，本专利技术是鉴于上述情况而完成的，本专利技术的目的在于提供电动助力转向装置的控制方法、电动助力转向装置以及搭载了该电动助力转向装置的车辆，本专利技术不需要用于进行摩擦补偿等的单独的补偿单元，通过角度追随控制的反馈控制能够对机械部分的经年变化等进行补偿，并且，总是能够实现由目标角度运算单元设计出来的感觉，尤其是能够容易地实现中心(on-center)感觉的改善，并且，因追加功能等而给其他的功能和稳定性带来的影响变得明确。解决技术问题的手段本专利技术设定角度目标值(扭力杆的上侧或下侧)，并且，基于设定好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动助力转向装置的控制方法，其特征在于：检测出扭力杆的上侧角度，并且，检测出所述扭力杆的下侧角度，使用所述上侧角度或所述下侧角度的一方来设定另一方的角度目标值，检测出所述另一方的实际角度，基于所述角度目标值与所述实际角度之间的偏差来实施角度追随反馈控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.09 JP 2014-2083511.一种电动助力转向装置的控制方法，其特征在于：检测出扭力杆的上侧角度，并且，检测出所述扭力杆的下侧角度，使用所述上侧角度或所述下侧角度的一方来设定另一方的角度目标值，检测出所述另一方的实际角度，基于所述角度目标值与所述实际角度之间的偏差来实施角度追随反馈控制。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置的控制方法，其特征在于：设定所述角度目标值的角度以及检测出的实际角度均为所述扭力杆的所述下侧角度。3.根据权利要求2所述的电动助力转向装置的控制方法，其特征在于：基于所述扭力杆的所述上侧角度、电动机电流以及车辆信息来计算出路面反力以及路面信息，基于所述路面反力以及所述路面信息来计算出所述角度目标值。4.一种电动助力转向装置，其通过基于电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其特征在于：具备第一角度传感器、第二角度传感器、目标角度运算单元和角度追随控制单元，所述第一角度传感器检测出扭力杆的上侧角度，所述第二角度传感器检测出所述扭力杆的下侧角度，所述目标角度运算单元使用所述扭力杆的所述上侧角度或所述扭力杆的所述下侧角度的一方、电动机电流以及车辆信息来设定角度目标值，所述角度追随控制单元基于所述角度目标值与实际角度之间的偏差来实施角度追随控制，通过所述目标角度运算单元以及所述角度追随控制单元来运算出所述电流指令值。5.根据权利要求4所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述目标角度运算单元由路面反力/路面信息计算单元和角度目标计算单元构成，所述路面反力/路面信息计算单元计算出路面反力以及路面信息，所述角度目标计算单元基于所述路面反力以及所述路面信息来计算出所述角度目标值。6.根据权利要求5所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述路面反力/路面信息计算单元由基准模型和反力修正路面信息计算单元构成，所述基准模型基于所述第一角度传感器的上侧角度以及车速来计...

【专利技术属性】
技术研发人员：大岛淳，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP