电动助力转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电动助力转向装置。该电动助力转向装置通过控制转向扭矩使其成为与转向角和转向角速度相对应的值，以便不会受到路面的状态的影响并且能够实现所期望的转向扭矩。本发明专利技术的电动助力转向装置，其通过基于转向扭矩和车速运算出的电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其具备SAT补偿值运算单元和转向反力补偿值运算单元，SAT补偿值运算单元基于SAT值运算出SAT补偿值，转向反力补偿值运算单元基于SAT补偿值、转向角和转向角速度运算出转向反力补偿值，通过转向反力补偿值对电流指令值进行补正。还有，控制扭力杆的扭转角以便使其追随与转向角相对应的值。

Electric Power Steering

The invention provides an electric power steering device. By controlling the steering torque, the electric power steering device makes it corresponding to the steering angle and the steering angular speed, so that it is not affected by the road condition and can achieve the desired steering torque. The electric power steering device of the present invention drives the motor through the current instruction value calculated based on steering torque and vehicle speed, so as to assist the steering system control. It has SAT compensation value calculation unit and steering reaction compensation value calculation unit, SAT compensation value calculation unit calculates SAT compensation value based on SAT value, and steering reaction compensation value calculation unit based on SAT compensation value calculation unit. The compensation value of steering reaction is calculated by steering angle and steering angular velocity, and the current instruction value is corrected by the compensation value of steering reaction. Also, the torsion angle of the torsion bar is controlled so that it can follow the value corresponding to the steering angle.

【技术实现步骤摘要】
电动助力转向装置本申请是申请日为2015年8月4日，申请号为201580044495.0，专利技术名称为电动助力转向装置的分案申请。要求日本在先申请JP2014-169511、JP2014-169512的优先权，优先权日为2014年8月22日。
本专利技术涉及一种电动助力转向装置，其通过基于转向扭矩和车速运算出的电流指令值来驱动电动机，以便对车辆的转向系统施加辅助力。本专利技术尤其涉及一种高性能的电动助力转向装置，其通过使用基于转向角、转向角速度和SAT(自对准扭矩)补偿值的转向反力补偿值来补正电流指令值，或者，通过控制扭力杆的扭转角以便使其追随与转向角相对应的值，从而不会受到路面的状态的影响，并且，针对转向角和转向角速度，或者，针对转向角，能够实现同等的转向扭矩。
技术介绍
利用电动机的旋转力对车辆的转向系统施加辅助力的电动助力转向装置(EPS)，将电动机的驱动力经由减速装置由诸如齿轮或皮带之类的传送机构，向转向轴或齿条轴施加辅助力。为了正确地产生辅助力的扭矩，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用调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty)来进行。如图1所示，对电动助力转向装置的一般结构进行说明。转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮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，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮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，同时，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30中。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行作为辅助指令的电流指令值的运算，由通过对运算出的电流指令值实施补偿等而得到的电压控制值Vref来控制供应给电动机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，也可以从与电动机20连接的诸如分解器之类的旋转传感器处获得转向角。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Vel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。在这样的电动助力转向装置中，控制单元30主要由CPU(也包含MPU、MCU等)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，来自扭矩传感器10的转向扭矩Th和来自车速传感器12的车速Vel被输入到电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于转向扭矩Th和车速Vel并利用辅助图(アシストマップ)等来运算出电流指令值Iref1。运算出的电流指令值Iref1在加法单元32A与来自用于改善特性的补偿单元34的补偿信号CM相加；相加后得到的电流指令值Iref2在电流限制单元33中被限制了最大值；被限制了最大值的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中以便对其和电动机电流检测值Im进行减法运算。PI控制单元35对作为在减法单元32B得到的减法结果的偏差I(＝Irefm－Im)进行PI控制；经过PI控制后得到的电压控制值Vref被输入到PWM控制单元36中，以便运算出占空比；通过PWM信号经过逆变器37来PWM驱动电动机20。电动机电流检测器38检测出电动机20的电动机电流值Im，检测出的电动机电流值Im被反馈输入到减法单元32B。还有，诸如分解器之类的旋转传感器21被连接到电动机20，旋转传感器21输出转向角θ。另外，补偿单元34先在加法单元344将检测出或估计出的自对准扭矩(SAT)与惯性补偿值342相加，然后在加法单元345将在加法单元344得到的加法结果与收敛性控制值341相加，最后将在加法单元345得到的加法结果作为补偿信号CM输入到加法单元32A以便进行电流指令值的特性改善。就这样，在现有的电动助力转向装置中，通过扭矩传感器检测出作为扭力杆的扭转扭矩的通过驾驶员的手动输入而被施加的转向扭矩，主要是作为与该扭矩相对应的辅助电流来控制电动机电流。因此，根据不同的路面的状态(例如，倾斜路面、低μ路(具有低摩擦系数的路面)等)，有时会发生针对某个转向角却会变成不同的转向扭矩的现象。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5074971号公报专利文献2：日本专利第5208894号公报
技术实现思路
(一)要解决的技术问题作为提出了一种不会受到路面的状态的影响并且针对转向角实现同等的转向扭矩的电动助力转向装置的现有技术，有日本专利第5074971号公报(专利文献1)所公开的电动助力转向装置。在专利文献1所公开的电动助力转向装置中，为了通过考虑转向轴反力扭矩(SAT)，使得既可以维持转向扭矩的中心感(オンセンター感)同时还通过抑制滞后宽度的变化来实现良好的转向感，具备用于检测出转向轴反力扭矩的转向轴反力扭矩检测模块和用于至少可以判定反向(向左)转动转向盘状态的转向状态判定模块，在被判定为反向转动转向盘状态的情况下，沿着基于转向轴反力扭矩来增加基本辅助指令值的方向来进行补正。但是，在专利文献1的电动助力转向装置中，因为将转向轴反力扭矩(SAT)作为对象，并没有考虑转向角和转向角速度，所以存在不能实现不会受到路面的状态的影响并且与转向角和转向角速度相对应的转向扭矩的问题。还有，在日本专利第5208894号公报(专利文献2)所公开的电动助力转向装置中，因为将通过对转向扭矩(扭转角)的目标值与转向扭矩之间的偏差进行PI(比例积分)运算而得到的运算结果作为电流指令值，所以存在平滑性差并且动作不稳定，同时针对目标值的追随性也不好的问题。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一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置通过控制转向扭矩使其成为与转向角和转向角速度相对应的值，或者，通过控制扭力杆的扭转角以便使其追随与转向角相对应的值，以便能够实现不会受到路面的状态的影响并且与转向角和转向角速度相对应的转向扭矩。(二)技术方案本专利技术涉及一种电动助力转向装置，其通过基于转向扭矩和车速运算出的电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，本专利技术的上述目的可以通过下述这样实现，即：具备SAT补偿值运算单元和转向反力补偿值运算单元，所述SAT补偿值运算单元基于SAT值运算出SAT补偿值，所述转向反力补偿值运算单元基于所述SAT补偿值、转向角和转向角速度运算出转向反力补偿值，通过所述转向反力补偿值对所述电流指令值进行补正。本专利技术的上述目的还可以通过下述这样更有效地实现，即：所述转向反力补偿值运算单元具备假想弹簧常数增益单元、假想阻尼常数增益单元、加法单元和减法单元，所述假想弹簧常数增益单元输入所述转向角并运算出弹簧成分补偿值，所述假想阻尼常数增益单元输入所述转向角速度并运算出阻尼成分补偿值，所述加法单元通过将所述弹簧成分补偿值与所述阻尼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动助力转向装置，其通过基于转向扭矩和车速运算出的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SAT补偿值运算单元和转向反力补偿值运算单元，所述SAT补偿值运算单元基于SAT值运算出SAT补偿值，所述转向反力补偿值运算单元基于所述SAT补偿值、转向角和转向角速度运算出转向反力补偿值，所述转向反力补偿值运算单元具备假想弹簧常数增益单元、假想阻尼常数增益单元、加法单元和减法单元，所述假想弹簧常数增益单元输入所述转向角并运算出弹簧成分补偿值，所述假想阻尼常数增益单元输入所述转向角速度并运算出阻尼成分补偿值，所述加法单元通过将所述弹簧成分补偿值与所述阻尼成分补偿值相加来运算出弹簧阻尼成分补偿值，所述减法单元通过从所述SAT补偿值中减去所述弹簧阻尼成分补偿值来运算出所述转向反力补偿值，通过来自所述转向反力补偿值运算单元的所述转向反力补偿值对所述电流指令值进行补正。

【技术特征摘要】
2014.08.22 JP 2014-169511;2014.08.22 JP 2014-169511.一种电动助力转向装置，其通过基于转向扭矩和车速运算出的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SAT补偿值运算单元和转向反力补偿值运算单元，所述SAT补偿值运算单元基于SAT值运算出SAT补偿值，所述转向反力补偿值运算单元基于所述SAT补偿值、转向角和转向角速度运算出转向反力补偿值，所述转向反力补偿值运算单元具备假想弹簧常数增益单元、假想阻尼常数增益单元、加法单元和减法单元，所述假想弹簧常数增益单元输入所述转向角并运算出弹簧成分补偿值，所述假想阻尼常数增益单元输入所述转向角速度并运算出阻尼成分补偿值，所述加法单元通过将所述弹簧成分补偿值与所述阻尼成分补偿值相加来运算出弹簧阻尼成分补偿值，所述减法单元通过从所述SAT补偿值中减去所述弹簧阻尼成分补偿值来运算出所述转向反力补偿值，通过来自所述转向...

【专利技术属性】
技术研发人员：椿贵弘，
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