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以来自扭矩传感器的转向扭矩来检知出驾驶员在自动转向模式中转动了转向盘，以与发生扭矩的大小对应的容量(积分值)来切换到手动转向模式，所以不会给驾驶员带来一种不协调的感觉。所述电动助力转向装置具备转向角控制单元、扭矩积分判定单元及切换单元。该转向角控制单元计算出第二电动机电流指令值；该扭矩积分判定单元通过对转向扭矩进行积分并与阈值比较来输出转向扭矩判定信号；该切换单元输入第一电动机电流指令值和第二电动机电流指令值，并根据切换信号或转向扭矩判定信号来切换。所述扭矩积分判定单元具备扭矩值比较单元、扭矩感应式或电动机状态信息增益单元、积分运算单元及切换判定单元。根据自动转向模式和手动转向模式的切换指令或转向扭矩判定信号所述切换单元被切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动助力转向装置
本专利技术涉及一种电动助力转向装置，其具有自动转向模式(停车辅助模式)功能和手动转向模式功能，将电动机产生的辅助扭矩赋予车辆的转向系统。本专利技术尤其涉及一种电动助力转向装置。该电动助力转向装置改善了从自动转向模式到手动转向模式的切换判定的性能。
技术介绍
利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助扭矩)的电动助力转向装置(EPS)，将电动机的驱动力经减速机由齿轮或皮带等传送机构，向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确产生转向辅助力的扭矩，现有的电动助力转向装置(EPS)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)控制的占空比指令值来进行。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)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿臂机构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上设有检测转向盘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对控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)100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100。控制单元100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，进行辅助(转向辅助)指令的转向辅助指令值的运算，通过对转向辅助指令值实施补偿等得到的电流控制值E，控制供给电动机20的电流。此外，车速Vel也能够从CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)等处获得。在这样的电动助力转向装置中，控制单元100具有如日本特开2002-369565号公报所公开的结构。如图2所示，产生转向装置的辅助转向力的电动机20由电动机驱动单元21驱动，电动机驱动单元21由用两点虚线表示的控制单元100控制，来自扭矩传感器10的转向扭矩Th和来自车速检测系统的车速Vel被输入到控制单元100。在电动机20中，电动机端子间电压Vm和电动机电流值i被测定然后被输出。控制单元100具备用虚线表示的扭矩系统控制单元110和用一点虚线表示的电动机系统控制单元120，其中，扭矩系统控制单元110利用转向扭矩Th进行控制；电动机系统控制单元120进行与电动机20的驱动相关的控制。扭矩系统控制单元110由辅助量运算单元111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113、鲁棒稳定化补偿单元114及自对准扭矩(SAT)估计反馈单元115来构成，还具备加法单元116A和116B、减法单元116C。另外，电动机系统控制单元120由补偿单元121、干扰估计单元122、电动机角速度运算单元123、电动机角加速度运算单元124及电动机特性补偿单元125来构成，还具备加法单元126A和126B。转向扭矩Th被输入到辅助量运算单元111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113及SAT估计反馈单元115中，辅助量运算单元111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113及SAT估计反馈单元115都将车速Vel作为参数输入。辅助量运算单元111基于转向扭矩Th计算辅助扭矩量。横摆率收敛性控制单元113输入转向扭矩Th和电动机角速度ω，为了改善车辆横摆的收敛性，对转向盘的摆动动作进行制动。另外，微分控制单元112提高转向的中立点附近的控制的响应度，并实现平滑、流畅的转向。SAT估计反馈单元115输入转向扭矩Th、辅助量运算单元111的输出与微分控制单元112的输出在加法单元116A相加后得到的信号、电动机角速度运算单元123运算出的电动机角速度ω及来自电动机角加速度运算单元124的角加速度α，估计SAT，利用反馈滤波器对估计出的SAT进行信号处理，然后将合适的路面信息作为反力赋予给转向盘。另外，辅助量运算单元111的输出与微分控制单元112的输出在加法单元116A相加后得到的信号，与横摆率收敛性控制单元113的输出在加法单元116B相加后得到的信号，作为辅助量AQ被输入到鲁棒稳定化补偿单元114。鲁棒稳定化补偿单元114例如为日本特开平8-290778号公报所公开的补偿单元，其将被包含在扭矩检测值中的，由惯性要素和弹性要素构成的共振系统的共振频率中的峰值除去，并对阻碍控制系统的响应度和稳定性的共振频率的相位偏移进行补偿。通过减法单元116C从鲁棒稳定化补偿单元114的输出中减去SAT估计反馈单元115的输出，可得到辅助量Ia，该辅助量Ia能够将路面信息作为反力传递给转向盘。而且，电动机角速度运算单元123基于电动机端子间电压Vm和电动机电流i计算电动机角速度ω，电动机角速度ω被输入到电动机角加速度运算单元124、横摆率收敛性控制单元113及SAT估计反馈单元115中。电动机角加速度运算单元124基于被输入进来的电动机角速度ω计算电动机角加速度α，计算出的电动机角加速度α被输入到电动机特性补偿单元125和SAT估计反馈单元115中。从鲁棒稳定化补偿单元114的输出中减去SAT估计反馈单元115的输出得到的辅助量Ia与电动机特性补偿单元125的输出Ic在加法单元126A相加后得到的加法信号作为电流指令值Ir被输入到由微分补偿单元等构成的补偿单元121中。经补偿单元121补偿后的电流指令值Ira与干扰估计单元122的输出在加法单元126B相加后得到的信号被输入到电动机驱动单元21和干扰估计单元122中。干扰估计单元122如日本特开平8-310417号公报所公开的装置，其基于作为电动机输出的控制目标并经补偿单元121补偿后的电流指令值Ira与干扰估计单元122的输出相加后得到的信号和电动机电流i，能够既维持控制系统的输出基准中所希望的电动机控制特性，又不失去控制系统的稳定性。在这样的电动助力转向装置中，近年出现了具有停车辅助功能(parkingassist)，切换自动转向模式和手动转向模式的车辆。在这样的装备了停车辅助功能的车辆中，基于来自摄相机(图像)、距离传感器等的数据设定目标转向角，进行追随目标转向角的自动控制。在具有现有周知的自动转向模式(停车辅助模式)功能和手动转向模式功能的电动助力转向装置中，通过基于预先存储好的车辆的移动距离和转舵角(転舵角)的关系控制传动器(电动机)，来自动进行倒车停车和纵队停车。然后，当驾驶员在自动转向模式中操纵了转向盘时，在被判断基于驾驶员的转向盘操作产生的转向扭矩超过了预先设定的规定的值的情况下，现有的装置中止自动转向控制。但是，如果仅通过将扭矩传感器的输出与规定的值进行比较来进行判断的话，由于扭矩传感器的杂音，或者由于例如在轮胎踏到了小石子的时候或在进行基于电动机的自动转向的时候发生的转向盘的惯性扭矩，扭矩传感器的输出有时会暂时超过规定的值，每当扭矩传感器的输出暂时超过规定的值时，会发生自动转向控制被中止的问题。为了回避这样的不利，如果将规定的值设定得偏高的话，就会不但造成自动转向模式和手动转向模式互相干涉，给驾驶员带来一种不协调的感觉，而且也有可能即使当驾驶员在自动转向控制中操纵了转向盘，自动转向控制变得不会被立即中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动助力转向装置，其基于转向扭矩和车速计算第一电动机电流指令值，基于所述第一电动机电流指令值驱动电动机对转向系统进行辅助控制，并具有切换自动转向模式和手动转向模式的功能，其特征在于：具备转向角控制单元、扭矩积分判定单元及切换单元，所述转向角控制单元计算出第二电动机电流指令值以便使实际转向角靠近目标转向角；所述扭矩积分判定单元通过对所述转向扭矩进行积分并与规定的阈值比较来输出转向扭矩判定信号；所述切换单元输入所述第一电动机电流指令值和所述第二电动机电流指令值，根据切换信号或所述转向扭矩判定信号被切换，所述扭矩积分判定单元具备扭矩值比较单元、扭矩感应式增益单元、积分运算单元及切换判定单元，所述扭矩值比较单元将所述转向扭矩的绝对值与扭矩阈值进行比较，输出规定的信号；所述扭矩感应式增益单元输入所述规定的信号，输出与所述转向扭矩对应的积分输入值；所述积分运算单元对来自所述扭矩感应式增益单元的所述积分输入值进行积分；所述切换判定单元将来自所述积分运算单元的积分值与积分阈值进行比较，输出所述转向扭矩判定信号，根据所述自动转向模式和所述手动转向模式的切换指令或所述转向扭矩判定信号所述切换单元被切换。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.07 JP 2013-022655;2013.04.30 JP 2013-095991.一种电动助力转向装置，其基于转向扭矩和车速计算第一电动机电流指令值，基于所述第一电动机电流指令值驱动电动机对转向系统进行辅助控制，并具有切换自动转向模式和手动转向模式的功能，其特征在于：具备转向角控制单元、扭矩积分判定单元及切换单元，所述转向角控制单元计算出第二电动机电流指令值以便使实际转向角靠近目标转向角；所述扭矩积分判定单元通过对所述转向扭矩进行积分并与规定的阈值比较来输出转向扭矩判定信号；所述切换单元输入所述第一电动机电流指令值和所述第二电动机电流指令值，根据切换信号或所述转向扭矩判定信号被切换，所述扭矩积分判定单元具备扭矩值比较单元、扭矩感应式增益单元、积分运算单元及切换判定单元，所述扭矩值比较单元将所述转向扭矩的绝对值与扭矩阈值进行比较，输出规定的信号；所述扭矩感应式增益单元输入所述规定的信号，输出与所述转向扭矩对应的积分输入值；所述积分运算单元对来自所述扭矩感应式增益单元的所述积分输入值进行积分；所述切换判定单元将来自所述积分运算单元的积分值与积分阈值进行比较，输出所述转向扭矩判定信号，根据所述自动转向模式和所述手动转向模式的切换指令或所述转向扭矩判定信号所述切换单元被切换，所述扭矩值比较单元具备在所述绝对值大于或等于所述扭矩阈值时输出所述绝对值，在所述绝对值小于所述扭矩阈值时使输出为零并输出对所述积分运算单元进行初始化的过去值初始化信号的功能，所述扭矩感应式增益单元随着所述转向扭矩变大输出线性或非线性地变大的所述积分输入值，所述切换判定单元具备在所述积分值大于或等于所述积分阈值时输出所述转向扭矩判定信号，在所述积分值小于所述积分阈值时不输出所述转向扭矩判定信号的功能，在所述自动转向模式中，当所述绝对值大于或等于所述扭矩阈值，并且所述积分值变成大于或等于所述积分阈值时，根据所述转向扭矩判定信号切换所述切换单元到所述手动转向模式。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述扭矩积分判定单元在所述扭矩值比较单元的前段具备低通滤波器。3.一种电动助力转向装置，其基于转向扭矩和车速计算第一电动机电流指令值，基于所述第一电动机电流指令值驱动电动机对转向系统进行辅助控制，并具有切换自动转向模式和手动转向模式的功能，其特征在于：具备转向角控制单元、扭矩积分判定单元及切换单元，所述转向角控制单元计算出第二电动机电流指令值以便使实际转向角靠近目标转向角；所述扭矩积分判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：椿贵弘，北爪徹也，二宫淑树，
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