控制电动动力转向系统的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电动动力转向系统(1)。该系统(1)具备：基本辅助量运算部(21)，其运算用于辅助方向盘的操作的基本辅助量；以及辅助补偿量运算部(24)，其运算用于修正该基本辅助量的辅助补偿量。该系统(1)还具备：辅助量修正部(23)，其通过基于辅助补偿量修正基本辅助量来运算修正后辅助量；以及马达驱动部(22)，其基于修正后辅助量来使马达驱动。辅助补偿量运算部(24)为了使逆输入的标准为与只有基本辅助量的情况下的特性相比向方向盘(2)侧传递路面输入转矩中的特定频率的信号成分的标准，并且为了抑制由转向操作转矩(Ts)等车辆状态值变化引起的传递特性的变化，而运算与车辆状态值相应的辅助补偿量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制电动动力转向系统的装置及其方法
本专利技术涉及对利用马达辅助车辆的方向盘操作(转向操作)的电动动力转向系统进行控制的装置及其方法，尤其涉及对利用辅助补偿量修正用于辅助上述方向盘的操作的基本辅助量这样的电动动力转向系统进行控制的装置及其方法。
技术介绍
已知有能够区别方向盘转矩和从路面输入的转矩(以下称路面输入转矩)地决定马达的辅助量的装置(参照专利文献1、2)。在专利文献1、2中，利用能够区别方向盘转矩和路面输入转矩地决定马达的辅助量，将路面输入转矩作为不必要的信息来处理，进行抑制路面输入转矩向方向盘传递的控制。另外，作为不需要路面输入转矩的信息而抑制路面输入转矩向方向盘传递的技术，另外已知有在专利文献3中记载的技术。专利文献1：日本专利第4419840号公报专利文献2：日本专利第4883134号公报专利文献3：日本特开2001－334948号公报如上述的专利文献1－3所记载的那样，以往认为路面输入转矩是不必要的信息。是因为电动动力转向系统是进行驾驶员打方向盘时的辅助的系统。但是，本专利技术者们得出一个观察结论，驾驶员从路面侧传递至方向盘的转矩感知路面与轮胎的抓地感、车体的摇晃等车体的状态地进行方向盘操作。从该观察结论中发现，不仅不像现有技术那样进行抑制路面输入转矩向方向盘传递的控制，还通过根据路面将路面输入转矩传递至方向盘来使驾驶员感知路面与轮胎的抓地感、车体的摇晃等，从而容易进行方向盘操作。
技术实现思路
鉴于该情况，期望提供一种能够进行比以往容易进行转向操作的控制的控制电动动力转向系统的装置及其方法。用于实现该目的的典型的例子所涉及的一方式为如下的电动动力转向控制装置(20)，该电动动力转向控制装置(20)设置于电动动力转向系统(1、100)，上述电动动力转向系统(1、100)具备：输入轴(3)，其与车辆的方向盘连结，且因通过操作该方向盘而输入的方向盘转矩而与该方向盘一同旋转；转矩检测部(4)，其基于设置于将上述输入轴的旋转传递至转向操作轮的转矩传递路径的一部分的扭杆的扭转角，来检测施加至该扭杆的转矩；以及马达(6)，在通过上述方向盘的操作进行的上述转向操作轮的转向操作时，其产生用于辅助该方向盘的操作的辅助转向操作力，并且，该电动动力转向控制装置(20)通过控制上述马达来控制上述辅助转向操作力，该电动动力转向控制装置(20)的特征在于，具备：基本辅助量运算部(21)，其基于通过上述转矩检测部检测出的转矩来运算用于辅助上述方向盘的操作的基本辅助量；辅助补偿量运算部(24)，其运算用于修正通过上述基本辅助量运算部运算出的上述基本辅助量的辅助补偿量；辅助量修正部(23)，其通过基于通过上述辅助补偿量运算部运算出的上述辅助补偿量对通过上述基本辅助量运算部运算出的上述基本辅助量进行修正，来运算修正后辅助量；以及马达驱动部(22)，其基于来自上述辅助量修正部的上述修正后辅助量来使上述马达驱动。上述辅助补偿量运算部使用反映了上述电动动力转向系统的动作的至少两种信号来作为输入信号，共同满足以下的(a)、(b)的两标准地运算上述辅助补偿量，(a)对于上述电动动力转向系统中的上述方向盘转矩传递至路面的特性，为与不利用该辅助补偿量修正上述基本辅助量而使上述马达驱动的情况相同的特性的正输入的标准，(b)对于上述电动动力转向系统中的上述转向操作轮从车辆的行驶路面受到的力即路面输入转矩传递至上述方向盘的特性，为与不利用该辅助补偿量修正上述基本辅助量而使上述马达驱动的情况相比，进一步传递上述路面输入转矩的特性的逆输入的标准，并且，上述辅助补偿量运算部运算与上述车辆状态值相应的辅助补偿量，以便抑制由对上述路面输入转矩的传递特性造成影响的车辆状态值变化引起的该传递特性中的共振点的频率变化。如上所述，以往认为路面输入转矩是操作方向盘所不必要的传递。但是，本专利技术者们得出观察结论，驾驶员从路面侧传递至方向盘的转矩来感知路面与轮胎的抓地感、车体的摇晃等车体的状态地进行方向盘操作。因此，在该典型例子中，对于辅助补偿量运算部，能够通过使用反映了电动动力转向系统的动作的至少两种信号来作为输入信号，不对正输入的标准造成影响地设计逆输入的标准，并且使逆输入的标准为进一步传递路面输入转矩的标准。由此，驾驶员能够从方向盘感知路面与轮胎的抓地感、车体的摇晃等车体的状态地进行方向盘操作，所以容易进行转向操作。并且，辅助补偿量运算部为了抑制由车辆状态值变化引起的路面输入转矩的传递特性中的共振点的频率变化，运算与车辆状态值相应的辅助补偿量。因此，即使车辆状态值变化，从方向盘感知的路面与轮胎的抓地感、车体的状态传递至方向盘的程度的变化也较少。由此，更加容易进行转向操作。附图说明图1是表示本专利技术所涉及的各种实施例的电动动力转向系统的简要结构的结构图。图2是表示在第一实施例的电动动力转向系统中从方向盘向路面的转矩传递特性的波特图。图3是表示在第一实施例的电动动力转向系统中从路面向方向盘的转矩传递特性的波特图。图4是表示在与第一实施例进行比较的比较例中从路面向方向盘的转矩传递特性的波特图。图5是第一实施例的辅助补偿量运算部的结构图。图6表示使用了图5的辅助补偿量运算部的本实施例中的路面输入转矩的传递特性。图7是第二实施例的辅助补偿量运算部的结构图。图8是第三实施例的辅助补偿量运算部的结构图。图9是表示第四实施例中的路面输入转矩的传递特性的波特图。图10是表示在第五实施例中为了调整路面输入转矩的传递特性而执行的处理的流程图。图11是表示产生制动时振动的前后G的区域的图。图12是表示在第六实施例中，车速与路面输入转矩的传递特性的调整的关系的图。图13是表示在第七实施例中调整路面输入转矩的传递特性的处理的流程图。图14是例示第七实施例中的路面输入转矩的传递特性的切换时机的图。图15表示第八实施例的电动动力转向系统的结构图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术所涉及的控制电动动力转向系统的装置以及方法的各种实施例进行说明。(第一实施例)以下，基于附图对本专利技术的实施例进行说明。图1所示的电动动力转向系统1是通过马达6辅助驾驶员对方向盘2的操作的系统。方向盘2固定于作为输入轴的转向轴3的一端，在转向轴3的另一端连接有转矩传感器4，在该转矩传感器4的另一端连接有中间轴5。转矩传感器4是用于检测转向操作转矩Ts的传感器。具体而言，转矩传感器4具有连结转向轴3和中间轴5的扭杆，并基于该扭杆的扭转角来检测施加至该扭杆的转矩。马达6是辅助(协助)方向盘2的转向操作力的马达，在马达6的旋转轴的前端设置有蜗轮，该蜗轮与设置于中间轴5的蜗杆啮合。由此，马达6的旋转被传递至中间轴5。相反，若中间轴5通过方向盘2的操作、从路面12输入的转矩(路面输入转矩)而旋转，则该旋转被传递至马达6，马达6也旋转。另外，具备检测马达6的旋转角速度(以下称马达速度ω)的速度检测部13。该速度检测部13例如基于马达电压V与马达电流i、以及ω＝(Ri－V)/K的关系来检测(推断)马达速度ω。R是马达电阻，K是马达反电动势常量。由于马达速度ω的检测方法是公知的方法，所以省略详细的说明。此外，在马达6的内部具备旋转传感器的情况下，也可以根据该旋转传感器的信号来检测马达速度ω。中间轴5的与连接了转矩传感器4的一端相反一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置，该控制装置(20)设置于电动动力转向系统(1、100)，所述电动动力转向系统(1、100)具备：输入轴(3)，其与车辆的方向盘连结，且被通过操作该方向盘而输入的方向盘转矩施力而与该方向盘一同旋转；转矩检测部(4)，其基于设置于将所述输入轴的旋转传递至车辆的转向操作轮的转矩传递路径的一部分的扭杆的扭转角，来检测施加至该扭杆的转矩；以及马达(6)，在通过所述方向盘的操作进行的所述转向操作轮的转向操作时，其产生用于辅助该方向盘的操作的辅助转向操作力，并且，该控制装置(20)通过控制所述马达的旋转来控制所述辅助转向操作力，该控制装置(20)，具备：基本辅助量运算部(21)，其基于通过所述转矩检测部检测出的转矩来运算用于辅助所述方向盘的操作的基本辅助量；辅助补偿量运算部(24)，其运算用于修正通过所述基本辅助量运算部运算出的所述基本辅助量的辅助补偿量；辅助量修正部(23)，其通过基于通过所述辅助补偿量运算部运算出的所述辅助补偿量对通过所述基本辅助量运算部运算出的所述基本辅助量进行修正，来运算修正后辅助量；以及马达驱动部(22)，其基于来自所述辅助量修正部的所述修正后辅助量来使所述马达驱动，所述辅助补偿量运算部构成为，使用反映了所述电动动力转向系统的动作的至少两种输入信号，共同满足以下的两标准(a)、(b)地运算所述辅助补偿量，(a)对于所述电动动力转向系统中的所述方向盘转矩传递至路面的特性，为与不利用该辅助补偿量修正所述基本辅助量而使所述马达驱动的情况相同的特性的正输入的标准，(b)对于所述电动动力转向系统中的所述转向操作轮从车辆的行驶路面受到的力即路面输入转矩传递至所述方向盘的特性，为与不利用该辅助补偿量修正所述基本辅助量而使所述马达驱动的情况相比，进一步传递所述路面输入转矩的特性的逆输入的标准，并且，所述辅助补偿量运算部构成为，运算与所述车辆状态值相应的辅助补偿量，以便抑制由对所述路面输入转矩的传递特性造成影响的车辆状态值变化引起的该传递特性中的共振点的频率变化。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.03 JP 2012-1727211.一种控制装置，该控制装置(20)设置于电动动力转向系统(1、100)，所述电动动力转向系统(1、100)具备：输入轴(3)，其与车辆的方向盘连结，且被通过操作该方向盘而输入的方向盘转矩施力而与该方向盘一同旋转；转矩检测部(4)，其基于设置于将所述输入轴的旋转传递至车辆的转向操作轮的转矩传递路径的一部分的扭杆的扭转角，来检测施加至该扭杆的转矩；以及马达(6)，在通过所述方向盘的操作进行的所述转向操作轮的转向操作时，其产生用于辅助该方向盘的操作的辅助转向操作力，并且，该控制装置(20)通过控制所述马达的旋转来控制所述辅助转向操作力，该控制装置(20)，具备：基本辅助量运算部(21)，其基于通过所述转矩检测部检测出的转矩来运算用于辅助所述方向盘的操作的基本辅助量；辅助补偿量运算部(24)，其运算用于修正通过所述基本辅助量运算部运算出的所述基本辅助量的辅助补偿量；辅助量修正部(23)，其通过基于通过所述辅助补偿量运算部运算出的所述辅助补偿量对通过所述基本辅助量运算部运算出的所述基本辅助量进行修正，来运算修正后辅助量；以及马达驱动部(22)，其基于来自所述辅助量修正部的所述修正后辅助量来使所述马达驱动，所述辅助补偿量运算部构成为，使用反映了所述电动动力转向系统的动作的至少两种输入信号，共同满足以下的两标准(a)、(b)地运算所述辅助补偿量，(a)对于所述电动动力转向系统中的所述方向盘转矩传递至路面的特性，为与不利用该辅助补偿量修正所述基本辅助量而使所述马达驱动的情况相同的特性的正输入的标准，(b)对于所述电动动力转向系统中的所述转向操作轮从车辆的行驶路面受到的力即路面输入转矩传递至所述方向盘的特性，为与不利用该辅助补偿量修正所述基本辅助量而使所述马达驱动的情况相比，进一步传递所述路面输入转矩的特性的逆输入的标准，并且，所述辅助补偿量运算部构成为，运算与所述车辆状态值相应的辅助补偿量，以便抑制由对所述路面输入转矩的传递特性造成影响的车辆状态值变化引起的该传递特性中的共振点的频率变化。2.根据权利要求1所述的控制装置，所述辅助补偿量运算部构成为，作为所述车辆状态值使用所述车辆的车速、所述转矩检测部检测出的转矩、所述马达的旋转角速度的任意一个以上，来运算抑制所述路面输入转矩的传递特性中的共振点的频率变化的辅助补偿量。3.根据权利要求1所述的控制装置，所述辅助补偿量运算部构成为，通过在打所述方向盘时和在打回所述方向盘时运算不同的辅助补偿量，来抑制所述路面输入转矩的传递特性中的共振点的频率变化。4.根据权利要求1所述的控制装置，所述辅助补偿量运算部具备：第一补偿量运算部(241)，将其设计为在所述车辆状态值的最小值时运算满足所述正输入的标准以及逆输入的标准的辅助补偿量；以及第二补偿量运算部(242)，将其设计为在所述车辆状态值的最大值时运算满足所述正输入的标准以及逆输入的标准的辅助补偿量，所述控制装置具备：使用实际的车辆状态值和所述第一补偿量运算部来运算第一辅助补偿量的单元；使用实际的车辆状态值和所述第二补偿量运算部来运算第二辅助补偿量的单元；以及通过使用所述车辆状态值的最大值、最小值、以及实际的车辆状态值对该第一、第二辅助补偿量进行线性插值，来决定实际的车辆状态值的辅助补偿量的单元。5.根据权利要求4所述的控制装置，所述辅助补偿量运算部使用多个所述车辆状态值，并具备：多个所述第一补偿量运算部，其是针对该多个车辆状态值的最小值设计而成的；以及多个所述第二补偿量运算部，其是针对该多个车辆状态值的最大值设计而成的，具备：使用实际的车辆状态值和与该车辆状态值对应的所述第一补偿量运算部，来针对多个所述车辆状态值运算第一辅助补偿量的单元；使用实际的车辆状态值和与该车辆状态值对应的所述第二补偿量运算部，来针对多个所述车辆状态值运算第二辅助补偿量的单元；以及通过使用所述车辆状态值的最大值、最小值、以及实际的车辆状态值对多个车辆状态值的第一、第二辅助补偿量进行线性插值，来决定实际的车辆状态值的辅助补偿量的单元。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的控制装置，所述辅助补偿量运算部构成为，基于所述车辆的制动器开启，来运算使所述路面输入转矩的传递特性为与所述制动器关闭时相比抑制所述路面输入转矩向方向盘传递的特性的所述辅助补偿量。7.根据权利要求6所述的控制装置，所述辅助补偿量运算部构成为，基于所述制动器开启，且基于车速在预先设定的中高速范围，且基于与车辆的前后加速度相关联地变化的加速度关联值在规定范围内，运算使所述路面输入转矩的传递特性为与制动器关闭时相比抑制所述路面输入转矩向方向盘传递的特性的所述辅助补偿量。8.根据权利要求1至5中任意一项所述的控制装置，所述辅助补偿量运算部构成为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赤塚久哉，渡部大治，片冈资章，工藤佳夫，铃木善昭，
申请(专利权)人：株式会社电装，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP