电动转向设备及其控制方法技术

将电动机的实际检测值和目标电压值进行低通滤波处理（Ｓ１０），并计算滤波了的实际电流值（Ｉｆｘ）和滤波了的目标电压值（Ｖｆ↑［＊］）单位时间的改变量（ｄＩｆｘ，ｄＶｆ↑［＊］）（Ｓ１１）。如果实际电流值在增大侧的改变量（ｄＩｆｘ）大于基准值，并且目标电压值在减小侧的改变量（ｄＶｆ↑［＊］）大于基准值（Ｓ１２、Ｓ１５），则判定已经达到行程末端。然后，将目标电流值的上限值（Ｉ↑［＊］ｌｉｍ）设定为在反馈控制的紧接着的前次周期中获得的实际电流值（Ｉｆｘｏｌｄ）（Ｓ２１），以防止产生不必要的转矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据转向盘或把手的转向状态产生转向辅助转矩的电动转 向设备及其控制方法。
技术介绍
电动转向设备具有辅助控制器，其在主要部分具有微计算机。该设备 使用辅助控制器，根据转向益或把手的转向状态来控制供应到电动机的电 量，以对转向机构给予所期望的转向转矩。例如，检测随着驾驶员对转向 盘的操作而产生的转向转矩的转向转矩传感器和检测车速的车速传感器连 接到辅助控制器。基于来自这两个传感器的检测信号，辅助控制器计算能 提供优化辅助转矩的电动机的目标电流值，并通过对目标电流值与实际流 经电动机的电流值(实际电流值)之间的偏差进行反馈控制，来控制供应 到电动机的电量。在这种电动转向设备中，如果转向盘迅速地向左或向右转动到行程末 端(即，机械地限制可转向范围的终端的止挡部分)，则电动机的旋转突 然达到停止状态，使得电动机的反电动势迅速消失。由于其影响，经过电动机的电流迅速增大，导致过冲。为克服此问题，在日本专利公开JP-A-11-78919的电动转向设备中，当检测到电流过冲时，将反馈控制的控制增 益放大以减小过冲。在日本专利申请公开JP-A-8-34359的电动转向设备 中，当转向转矩大于或等于预定值并且转向转速(转向速度)低于或等于 预定值时，修正流经电动机的目标转矩以减小电动机的过载电流。但是，在日本专利申请公开JP-A-78919中，因为通过检测电动机电流 已经实际过冲来判断达到行程末端，所以判断延迟，使得允许过大转矩的 发生。日本专利申请公开JP-A-8-34359的装置基于转向转速判断是否已经 达到行程末端。但是，不仅在达到行程末端的情况下，而且还在保持转向5的情况下发生转向转速降低的情况。需要检测旋转停止状态的持续时间来 判断转向保持状态的存在。因此，防止过电流的时机被相应延迟。但是， 如果提前进行关于行程末端的判断，则错误检测的可能性增大。这种错误 检测导致在转向保持状态期间辅助转矩的减小，因此不能获得良好的转向 辅助。
技术实现思路
本专利技术的目的是在较早的时机检测行程末端的到达，并抑制过大转矩 的发生。本专利技术的第一方面是一种电动转向设备，包括电动机，其用于提供 转向辅助转矩；目标电流确定装置，其用于根据方向盘的转向状态来确定 所述电动机的目标电流值；实际电流检测装置，其用于检测实际供应到所 述电动机的电流值；反馈控制装置，其用于通过对由所述目标电流确定装置所确定的所述目标电流值与由所述实际电流检测装置所检测的所述实际 电流值之间的偏差进行反馈，来确定用于驱动并控制所述电动机的控制量；和电动机驱动装置，其用于利用由所述反馈控制装置所确定的所述控 制量来驱动所述电动机。所述电动转向设备还包括实际电流改变检测装置，其用于检测由所述实际电流检测装置所检测的、实际供应到所述电动机的所述实际电流值的改变状态；控制量改变检测装置，其用于检测由所 述反馈控制装置所确定的、所述电动机的所述控制量的改变状态；和行程 末端判断装置，其用于基于所检测的所述实际电流值的改变状态和所检测 的所述电动机的所述控制量的改变状态来判断转向位置是否已经达到行程 末端，所述行程末端以机械方式限制了可转向范围的终端。当所述实际电流值向增大侧改变并且所述电动机控制量向减小侧改变 时，所述行程末端判断装置判断为所述转向位置已经达到所述行程末端。根据此方面，反馈控制装置基于由目标电流确定装置所确定的目标电 流值与由实际电流检测装置所确定的实际电流值之间的偏差来确定驱动并 控制电动机的控制量(例如，施加到电动机的电压值)。然后，电动机驱 动装置利用所确定的控制量来对电动机供电并进行控制。然后，行程末端判断装置基于由实际电流改变检测装置检测的实际电流值的改变状态和由 控制量改变检测装置所检测的电动机的控制量的改变状态来判断转向位置 是否已经达到行程末端。如果通过快速转向操作使转向位置达到行程末端，则电动机的旋转迅 速停止，因此反电动势迅速地减小，流经电动机的实际电流增大。S卩，在 电动机正在旋转时，产生反电动势，并因此设定了克服反电动势的较大的 电动机控制量(例如，目标电压)。但是，当电动机的旋转突然停止时， 反电动势突然消失，因此电动机控制量变为过大，使得电流的流动变得容 易。于是，实际电流急剧地增大。因此，由反馈控制装置所确定的电动机 的控制量减小。在此情况下，电动机减速越快，实际电流单位时间的改变 越大。在此方面，通过掌握实际电流值的改变和电动机的控制量的改变的 情况，可以在过电流实际流经电动机之前判断是否已经达到行程末端。因 此，可以迅速地检测行程末端的到达并限制所供应的电量。在此情况下， 例如，可以在实际电流的增大程度大于或等于预定值并且电动机控制量的 减小程度大于或等于预定值时判断为转向位置己经达到行程末端。该电动转向设备还可以包括上限值设定装置，其用于在判断为已经 达到所述行程末端时，将所述目标电流值的上限设定为预定值，从而限制 由所述目标电流确定装置所确定的所述目标电流值。此外，所述上限值设 定装置可以将所述目标电流值的所述上限设定为在判断为所述转向位置 已经达到所述行程末端之前刚刚检测的所述实际电流值。因此，当检测到转向位置己经达到行程末端时，将目标电流值的上限 设定为预定值，由此限制电流的过冲并防止产生过大的转矩。此外，通过 将目标电流值的上限设定为在判断为转向位置已经达到行程末端之前刚刚 检测的实际电流值，可以在不产生过大辅助转矩的情况下维持最小所需的 辅助转矩。因此，不会发生辅助转矩变得过小而驾驶员需要提供的转向转 矩增大的情况。通常，在电动转向设备中，基于扭杆的扭转来检测转向盘的转向转 矩。因此，当通过快速的转向盘操作达到行程末端时，转向盘的惯性转矩 使扭杆扭转，使得所检测的转矩值增大。所检测的转矩的增大使需求辅助转矩增大。但是，在已经达到行程末端的状态下产生的进一歩转矩仅对止 挡器施压，并且是无用的。然而，在本专利技术的此方面，可以通过将目标电 流值的上限设定为在判断为转向位置己经达到行程末端之前刚刚检测的实 际电流值，来避免无用转矩的产生。此外，电动转向设备还可以包括电流限制解除装置，其用于在由所 述上限值设定装置限制所述目标电流值时，在由所述目标电流确定装置所 确定的所述目标电流值变为小于预定值的情况下，解除由所述上限值设定 装置所设置的对所述目标电流的上限值限制。例如，此预定值可以是由上 限值设定装置所设定的上限值。因此，可以在合适的时机解除电流限制， 并可以防止不必要的电流限制。由上限值设定装置对目标电流值的限制或者由行程末端判断装置进行 的判断可以在车辆停止时执行，而不必在车辆行驶时执行。在车辆行驶期 间，电动机有时可能受到从路面施加在车轮侧的外力(所谓反向输入)而 旋转。在这种情况下，存在行程末端判断装置得到错误判断的风险。但 是，在此方面，通过仅在车辆停止时进行由上限值设定装置对目标电流值 的限制或者由行程末端判断装置进行的判断，可以提高精度。由上限值设定装置对目标电流值的限制或者由行程末端判断装置进行 的判断可以在车辆停止时以及在车辆以低于预定基准速度的速度行驶时执 行，而不必在车辆以基准速度或更高速度行驶时执行。在车辆以极低的速 度行驶时，行程末端判断装置由于从路面施加在车轮侧上的外力而得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动转向设备，包括：电动机，其用于提供转向辅助转矩；目标电流确定装置，其用于根据方向盘的转向状态来确定所述电动机的目标电流值；实际电流检测装置，其用于检测实际供应到所述电动机的电流值；反馈控制装置，其用于通过对由所述目标电流确定装置所确定的所述目标电流值与由所述实际电流检测装置所检测的所述实际电流值之间的偏差进行反馈，来确定用于驱动并控制所述电动机的控制量；和　电动机驱动装置，其用于利用由所述反馈控制装置所确定的所述控制量来驱动所述电动机，所述电动转向设备的特征在于包括：实际电流改变检测装置，其用于检测由所述实际电流检测装置所检测的、实际供应到所述电动机的所述实际电流值的改变状态；控制量改变检测装置，其用于检测由所述反馈控制装置所确定的、所述电动机的所述控制量的改变状态；和　行程末端判断装置，其用于基于所检测的所述实际电流值的改变状态和所检测的所述电动机的所述控制量的改变状态来判断转向位置是否已经达到行程末端，所述行程末端以机械方式限制了可转向范围的终端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎一平，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]