电动助力转向装置的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供电动助力转向装置的控制装置，在角度传感器中检测出某种异常的情况下，代替使用角度传感器，通过求出转向角的估计值并使用求出的转向角的估计值进行转向角控制。转向角运算部(201)根据转向角异常判定信号(Flg_θh)，在判断出检测出的转向角正常时，将方向盘转向角(θh)作为实际转向角(θr)输出。另一方面，转向角运算部(201)在判断出检测出的转向角异常时，使用正常时的实际转向角的过去值(Zθr)、马达相对角度(△θm)、以及扭杆的扭转相对角(△θ)求出实际转向角的估计值(θr)并输出。

【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装置
本专利技术涉及电动助力转向装置的控制装置。
技术介绍
以往，在汽车用转向系统中提出并实际使用一种电动式的助力转向装置(EPS：ElectricPowerSteering：电动助力转向)。目前，正在开发如下电动助力转向装置：该电动助力转向装置利用电动马达根据附加给转向盘的转向转矩产生辅助转向转矩，并将该辅助转向转矩传递给转向轴。在这样的电动助力转向装置中，马达经由减速机构与转向轴连接，马达的旋转在被减速机构减速后传递给转向轴。另外，近年来，着眼于使车辆自动转向的自动驾驶技术，开发了多种技术。在电动助力转向装置中实现自动转向的情况下，采用如下结构等：以各自独立的方式保留转向角控制(对用于使转向的转向角追随期望的角度的马达电流指令值进行运算和控制)和辅助控制(在通过马达的旋转力向转向机构施加转向辅助力(辅助)时，对用于准确地产生作为转向辅助力的转矩的马达电流进行反馈控制等)，并对它们的输出进行切换(例如参照专利文献1～3)。如对转向角的控制方法进行详细叙述，则需要通过某种方法对进行转向的转向角(绝对转向角)进行检测，以往是使用方向盘转向角传感器、柱转向角传感器、车轮转向角传感器等的角度传感器对转向角进行检测的(例如参照专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3912279号公报专利文献2：日本专利第3917008号公报专利文献3：日本日本特开第2004-017881号公报专利文献4：日本专利第4097134号公报
技术实现思路
但是，在自动驾驶过程中，当介入有驾驶员的方向盘操作(转向转向)时，存在不能充分反映所介入的操作的情况。另外，在介入该操作时，驾驶员有时会感到违和、不舒适。并且，在用于检测转向角的角度传感器发生异常的情况下，实际的转向角与检测的转向角之间会产生较大的偏差，因此还存在无法进行恰当的转向角控制的课题。＜课题1(自动驾驶过程中的驾驶员介入时的违和感、同时实现转向角控制和辅助控制)＞在转向角控制中，采用在针对转向角指令的响应性、针对路面反作用力等的干扰抑制性上具有良好的性能的位置速度控制，例如在位置控制部中采用P控制(比例控制)，在速度控制部中采用PI控制(比例积分控制)。在对转向角控制和辅助控制的各自的输出即指令值进行切换时，例如当由于驾驶员的切换输入而发生紧急的切换时，指令值产生急剧变动，方向盘动作变得不自然，因此使驾驶员感到违和。因此，采用了如下方法：使转向角控制指令值和辅助控制指令值分别乘以各自的渐变增益(逐渐变化的增益)，并逐渐地对输出进行切换，由此抑制电流指令值的急剧变动(参照专利文献3等)。但是，根据该方法，由于在切换过程中，转向角控制指令值是被渐变增益限制后作为电流指令值而输出的，因此电流指令值的输出相对于转向角控制指令值相应地减少被限制的量。因该限制，相对于转向角速度指令值，马达的实际速度变慢，因此在转向角速度指令值与实际速度之间产生偏差，从而速度控制内的I控制(积分控制)的积分值会累积，由此根据速度控制会输出更大的转向角控制指令值。其结果是，在针对辅助控制指令值的渐变增益逐渐变大的状态下，基于渐变增益的限制被缓解，因此随着渐变增益的变大，转向角控制指令值成为过剩的值，方向盘相对于转向角速度指令值而过剩地响应，从而以牵拉感这样的形式使驾驶员感到违和和不舒适。＜课题2＞原本，在包括上述课题1的现有技术(例如参照专利文献3)的方法中，对转向角偏差进行P控制、在速度控制中进行PI控制，在转向角控制中存在驾驶员的手动输入的介入时，转向角控制当然会以追随转向角指令值的方式进行动作，直到进行从转向角控制向辅助控制切换的“切换动作”为止，都难以进行手动转向。另外，因“手动输入检测”、“切换动作”会产生时间上的延迟，有时无法充分进行驾驶员的转向介入动作。＜课题3＞在角度传感器没有发生异常的情况下，使用角度传感器进行转向角控制，另一方面，在角度传感器中检测出某种异常的情况下，如果能够代替使用角度传感器的方式，通过求出转向角的估计值并使用求出的转向角的估计值进行转向角控制，则即使角度传感器发生异常，也能够实现高精度的转向角控制，但是目前还未能提供实现这样的功能的装置。本专利技术是鉴于以上说明的情况而完成的，其目的在于至少克服上述任意一个课题，即提供一种电动助力转向装置，当在车辆的自动驾驶过程中进入有驾驶员的方向盘操作(转向)时，能够充分反映所介入的操作，并且能够抑制当介入该操作时驾驶员感觉到的违和感、不舒适，或者提供一种电动助力转向装置的控制装置，在角度传感器中检测到某种异常的情况下，代替使用角度传感器的方式，通过求出转向角的估计值并使用求出的转向角的估计值进行转向角控制。为了解决该课题，本专利技术的一个实施方式的电动助力转向装置的控制装置是如下电动助力转向装置的控制装置：该电动助力转向装置通过马达的旋转力向车辆的转向机构施加转向辅助力，其中，该控制装置具有转向角控制部，其被输入基于车辆的目标轨道计算出的转向角指令值θref，并且根据输入的转向角指令值θref，对转向机构的转向角进行控制，转向角控制部具有：转向角运算部，在被输入的转向角异常判定信号表明处于正常的情况下，该转向角运算部将检测的方向盘转向角θh作为实际转向角θr输出，另一方面，在转向角异常判定信号表明处于异常的情况下，该转向角运算部使用被输入的马达角度θm，求出转向机构的实际转向角的估计值θr并作为实际转向角估计值θr输出，以及位置控制部，其根据被输入的目标转向角θt以及实际转向角θr或者实际转向角估计值θr导出转向角速度指令值ωref。这里，在上述结构的情况下，优选的方式是，在转向角异常判定信号表示异常的情况下，转向角运算部使用被输入的转向转矩Tt与马达角度θm求出实际转向角估计值θr。另外，在上述结构的情况下，优选的方式是，在转向角异常判定信号表明处于异常的情况下，转向角运算部使用正常时的实际转向角的过去值Zθr、马达的相对角度Δθm、以及扭杆的扭转相对角Δθ导出实际转向角估计值θr。此外，在上述结构的情况下，优选的方式是，在转向角异常判定信号表明处于异常的情况下，转向角运算部使用正常时的实际转向角的过去值Zθr和马达的相对角度Δθm导出实际转向角估计值θr。另外，本专利技术的另一方式的电动助力转向装置的控制装置是如下电动助力转向装置的控制装置：该电动助力转向装置通过马达的旋转力向车辆的转向机构施加转向辅助力，该控制装置具有转向角控制部，其被输入基于车辆的目标轨道计算出的转向角指令值θref，并且根据输入的转向角指令值θref，对转向机构的转向角进行控制，转向角控制部具有：转向角运算部，在被输入的转向角异常判定信号表明处于正常的情况下，该转向角运算部将检测的方向盘转向角θh作为实际转向角θr输出，另一方面，在转向角异常判定信号表明处于异常的情况下，该转向角运算部使用被输入的实际转向角速度ωr，求出转向机构的实际转向角的估计值θr并作为实际转向角估计值θr输出，以及位置控制部，其根据被输入的目标转向角θt与实际转向角θr、或者根据被输入的目标转向角θt与实际转向角估计值θr导出转向角速度指令值ωref。这里，在上述结构的情况下，优选的方式是，在转向角异常判定信号表明处于异常的情况下，转向角运算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动助力转向装置的控制装置，该电动助力转向装置通过马达的旋转力向车辆的转向机构施加转向辅助力，其特征在于，该电动助力转向装置的控制装置具有转向角控制部，其被输入基于所述车辆的目标轨道计算出的转向角指令值θref，并且根据被输入的转向角指令值θref，对所述转向机构的转向角进行控制，所述转向角控制部具有：转向角运算部，其在被输入的转向角异常判定信号表示处于正常的情况下，将检测到的方向盘转向角θh作为实际转向角θr输出，另一方面，在所述转向角异常判定信号表示处于异常的情况下，使用被输入的马达角度θm，求出所述转向机构的实际转向角的估计值θr并作为实际转向角估计值θr输出，以及位置控制部，其根据被输入的目标转向角θt和所述实际转向角θr、或者根据被输入的目标转向角θt和所述实际转向角估计值θr，导出转向角速度指令值ωref。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.26 JP 2016-165765;2016.08.26 JP 2016-165941.一种电动助力转向装置的控制装置，该电动助力转向装置通过马达的旋转力向车辆的转向机构施加转向辅助力，其特征在于，该电动助力转向装置的控制装置具有转向角控制部，其被输入基于所述车辆的目标轨道计算出的转向角指令值θref，并且根据被输入的转向角指令值θref，对所述转向机构的转向角进行控制，所述转向角控制部具有：转向角运算部，其在被输入的转向角异常判定信号表示处于正常的情况下，将检测到的方向盘转向角θh作为实际转向角θr输出，另一方面，在所述转向角异常判定信号表示处于异常的情况下，使用被输入的马达角度θm，求出所述转向机构的实际转向角的估计值θr并作为实际转向角估计值θr输出，以及位置控制部，其根据被输入的目标转向角θt和所述实际转向角θr、或者根据被输入的目标转向角θt和所述实际转向角估计值θr，导出转向角速度指令值ωref。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于，在所述转向角异常判定信号表示处于异常的情况下，所述转向角运算部使用所述马达角度θm和被输入的转向转矩Tt求出所述实际转向角估计值θr。3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于，在所述转向角异常判定信号表示处于异常的情况下，所述转向角运算部使用正常时的实际转向角的过去值Zθr、马达的相对角度Δθm、以及扭杆的扭转相对角Δθ导出所述实际转向角估计值θr。4.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置的控制装置，其特征在于，在所述转向角异常判定信号表示处于异常的情况下，所述转向角运算部使用正常时的实际...

【专利技术属性】
技术研发人员：椿贵弘，立胁修，
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