用于电子动力转向设备的控制器制造技术

一种用于电子动力转向设备的控制器，具有：ＳＡＴ估计部分，用于通过输入电动机的角速度和角加速度、转向转矩以及电流指令值来估计车辆的ＳＡＴ；还具有电动机电流校正值计算部分，用于基于由ＳＡＴ估计部分所估计的ＳＡＴ估计值、车辆速率以及转向角来判定车辆的运行状态，并且用于根据运行状态通过基于ＳＡＴ估计值以计算电动机电流校正值来校正电流指令值。根据这种构造，不论包括道路表面状况和例如车辆直线运行这样的条件，总是可以精确地校正偏置转矩，因此可以通过减轻驾驶员的疲劳来获得舒适的转向性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于电子动力转向器的控制系统，其用于通过驱 动电动机将转向辅助力施加到车辆的转向系统上，并且更具体地，涉 及一种用于配备有校正偏置转矩功能的高性能电子动力转向器的控制 系统。
技术介绍
电子动力转向器(electronic power steering)通过电动机的转动力 将辅助负载施加到(辅助)车辆的转向单元。这种电子动力转向器将 作为辅助负载的电动机驱动力，通过例如齿轮、皮带等等的传输机构 经由减速齿轮传输到转向轴或齿条轴上。为了精确地产生辅助转矩(转 向辅助力)，在现有技术中的这种电子动力转向器采用电动机电流的反 馈控制。该反馈控制控制被施加到电动机上的电压，以致减少在电动 机的电流指令值和电流被探测值之间的差值。通常，通过调节在脉宽 调制(PWM)控制中的占空比来控制被施加到电动机上的电压。这里，在下文中将参考图12解释电子动力转向器的普通构造。将 方向盘1的柱轴2经由减速齿轮3、万向接头4A和万向接头4B以及 齿条小齿轮机构5结合到转向车轮的拉杆6上。将用于探测方向盘1 的转向转矩的转矩传感器10设置到柱轴2上。将用来辅助方向盘1的 转向力的电动机20经由减速齿轮3结合到柱轴2上。将电力从电池14 供给到控制转向单元的控制单元30，并且也将点火信号从点火开关11 输入到控制单元30。通过使用辅助图等等，控制单元30基于由转矩传 感器IO所探测的转向转矩T和由车辆速率传感器12所探测的车辆速 率V来计算辅助指令的转向辅助指令值I，然后基于己计算的转向辅助 指令值I来控制被供给到电动机20上的电流。控制单元30主要由CPU (或者MPU或者MCU)组成。如图13 中所示，给出在CPU内部中由程序所执行的普通功能。在下文中将参考图13解释控制单元30的功能和操作。将由转矩 传感器10所探测/输入的转向转矩T以及由车辆速率传感器12所探测/ 输入的速率V输入到转向辅助指令值计算部分31中，然后计算基本的 转向辅助指令值Irefl。由转向辅助指令值计算部分31所计算的该基本 的转向辅助指令值Irefl通过相位补偿部分32受到相位补偿，以便增 强转向系统的稳定性。然后，将其相位被补偿的转向辅助指令值Iref2 输入到加法部分33中。同样，将转向转矩T输入到前馈系统的微分补 偿部分35中，以增加响应速率，并且将受到微分补偿的转向转矩TA 输入到加法部分33中。该加法部分33将转向辅助指令值Iref2与转向 转矩TA相加，并且为了反馈使用，将作为相加的结果的电流指令值 Iref3 (=Iref2+TA)输入到减法部分34中。减法部分34计算电流指令值Iref3与电动机电流i之间的偏差 (Irefi-i)，该电动机电流i作为电流指令值Iref4被反馈。电流指令值 Iref4通过PI控制部分36而受到PI控制，并且被输入到计算占空比的 PWM控制部分37中，然后经由逆变器38而PWM驱动电动机20。通 过电动机电流探测部分(图未示)探测电动机20的电动机电流，然后 将该电动机20的电动机电流输入到减法部分34中以用于做减法，然 后被反馈。在这种电子动力转向器中，当转矩传感器探测到从车身侧所施加 的振动、由发动机等等所产生的振动时，必须防止，例如，转向操作 变的不稳定的这种情形。出于这种目的，例如，在JP-A-2001-39324 (专 利文献l)中，提供了一种增益限制装置，其用于当转矩传感器的输出 电压值小于阈值时，执行其中将微分装置的增益设定为0的程序，该 微分装置的增益通过求导补偿转向转矩。专利文献l: JP-A國2001隱3932
技术实现思路
然而，在专利文献1中所提出的系统中，将在运行期间从例如在 道路宽度方向上倾斜的倾斜道路表面这样的道路表面、其摩擦系数在左车轮和右车轮之间不同的道路表面、所谓的split卞道路表面等等所输入的转向转矩，或者当轮胎中的气压在左车轮和右车轮之间不同时 所产生的输入转矩，施加到转向系统上。在这种情形中，当转矩传感器探测到该转矩时，微分增益被设定为O，因此可以防止辅助力不稳定地变化这样的情形。然而，不能消除从道路表面或者车身侧被持续地 传输到转向系统上的恒定的转矩输入。考虑到上述情况创造本专利技术，并且本专利技术的目的在于提供一种用 于电子动力转向器的控制系统，不论道路表面状况或者例如直线运行 这样的驾驶条件等等如何，都能够通过总是精确地校正偏置转矩来减 轻驾驶员的疲劳并且获得舒适的转向性能。通过下列构造可以实现上述本专利技术的目的。 (1)在一种用于电子动力转向器的控制系统中，该控制系统通过反馈控制来驱动和控制电动机，该控制系统包括用于计算和输出电动机的电流指令值的转向辅助指令值计算部 分，基于转向转矩和车辆速率，该转向辅助指令值计算部分将转向辅助力施加到转向机构上；SAT估计部分，该SAT估计部分用于通过输入电动机的角速度和 角加速度、转向转矩以及电流指令值来估计车辆的SAT;和电动机电流校正值计算部分，该电动机电流校正值计算部分用于 基于由SAT估计部分所估计的SAT估计值、车辆速率以及转向角来判 定车辆的运行状态，并且用于根据该运行状态，通过基于SAT估计值 来计算电动机电流校正值以校正电流指令值。(2) 在根据(1)的控制系统中，将电动机电流校正值计算部分 配置成通过判定直线运行状态来判定转向状态；以及在转向角等于 或者小于预定值1、 SAT估计值的绝对值等于或者小于预定值2和车辆 速率等于或者大于预定值3的情况中，在预定时间过去之后计算电动 机电流校正值。(3) 在根据(1)的控制系统中，将电动机电流校正值计算部分 配置成使用转向转矩而不是SAT估计值来判定运行状态。(4) 在一种用于电子动力转向器的控制系统中，该控制系统通过反馈控制来驱动和控制电动机，该控制系统包括用于计算和输出电动机的电流指令值的转向辅助指令值计算部 分，基于转向转矩和车辆速率，该转向辅助指令值计算部分将转向辅助力施加到转向机构上；用于探测车辆的SAT的SAT传感器；以及电动机电流校正值计算部分，该电动机电流校正值计算部分用于 基于由SAT传感器所探测的SAT值、车辆速率以及转向角来判定车辆 的运行状态，并且用于根据该运行状态，通过基于SAT值来计算电动 机电流校正值以校正电流指令值。(5) 在根据(4)的控制系统中，将电动机电流校正值计算部分 配置成通过判定直线运行状态来判定转向状态；以及在转向角等于 或者小于预定值1、 SAT值的绝对值等于或者小于预定值2和车辆速率 等于或者大于预定值3的情况中，在预定时间过去之后计算电动机电 流校正值。(6) 在根据(4)的控制系统中，将电动机电流校正值计算部分 配置成使用转向转矩而不是SAT值来判定运行状态。根据用于本专利技术的电子动力转向器的控制系统，不论根据车辆因 素等等所导致的道路表面状况、或者例如直线运行这样的驾驶条件等等如何，都可以总是精确地校正动力转向单元的偏置转矩。因此，可 以提供能够改进转向感觉的舒适的高性能电子动力转向器，以不会对 转向操作有任何影响。在本专利技术中，将在直线运行期间被施加到转向轴(柱轴)上的转 矩认作为偏置转矩，但是在用转向机构的摩擦平衡来自转向的输入的 情况中不能将这种转矩认作为偏置转矩。因此，可以总是精确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电子动力转向器的控制系统，所述控制系统通过反馈控制来驱动和控制电动机，所述控制系统包括：　转向辅助指令值计算部分，所述转向辅助指令值计算部分用于计算和输出所述电动机的电流指令值，基于转向转矩和车辆速率，所述转向辅助指令值计算部分将转向辅助力施加到转向机构；　ＳＡＴ估计部分，所述ＳＡＴ估计部分用于通过输入所述电动机的角速度和角加速度、所述转向转矩以及所述电流指令值来估计车辆的ＳＡＴ；以及　电动机电流校正值计算部分，所述电动机电流校正值计算部分用于基于由所述ＳＡＴ估计部分所估计的ＳＡＴ估计值、所述车辆速率以及转向角来判定所述车辆的运行状态，并且用于根据所述运行状态，通过基于所述ＳＡＴ估计值计算电动机电流校正值来校正所述电流指令值。

【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：山本聪志，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]