本发明专利技术提供一种高性能的电动助力转向装置。该电动助力转向装置通过用于改善快速打转向盘/反打转向盘的判定并同时改善收敛性控制功能的转向状态的细微的控制，以便减轻驾驶员的不协调感。本发明专利技术的电动助力转向装置具备快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元、快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元和收敛性控制单元，其中，该快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元基于转向扭矩和电动机角速度运算出快速打转向盘/反打转向盘状态指标；该快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元基于快速打转向盘/反打转向盘状态指标并将标称值作为基准来运算出快速打转向盘/反打转向盘状态比率；该收敛性控制单元由用于基于转向扭矩、车速和电动机角速度运算出快速打转向盘增益和反打转向盘增益的感应增益单元、用于根据快速打转向盘/反打转向盘状态比率对快速打转向盘增益和反打转向盘增益进行增益补正的增益补正单元和用于基于横摆率估计值的绝对值以及符号反相信号对来自增益补正单元的增益信号进行输出处理并输出收敛性控制值的输出处理单元构成。
【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电动助力转向装置，其向车辆的转向系统施加由电动机产生的辅助力。本专利技术尤其涉及一种高性能的电动助力转向装置，其为了抑制驾驶员的不协调感，通过使有关快速打转向盘/反打转向盘的控制的判定结果变成模拟值并同时改善收敛性控制，以便可以实现更舒适的转向感。
技术介绍
利用电动机的旋转力向车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助力)的电动助力转向装置，将电动机的驱动力经由减速装置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。为了准确地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之间的差变小。电动机外加电压的调整一般通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(Duty)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(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构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上设有用于检测出转向盘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对用于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T和由车速传感器12检测出的车速V，进行作为辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，根据通过对运算出的电流指令值实施补偿等而得到的电流控制值E，来控制供给电动机20的电流。此外，车速V也能够从CAN(Controller Area Network，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主要由CPU(也包含MPU或MCU等)构成，该CPU内部由程序执行的一般功能，如图2所示。参照图2来说明控制单元100的功能和动作。如图2所示，来自扭矩传感器10的转向扭矩T被输入到电流指令值运算单元101中，同时还被输入到转向状态判定单元120中；来自车速传感器12的车速V被输入到电流指令值运算单元101中，同时还被输入到车速感应增益单元123中。由电流指令值运算单元101基于转向扭矩T和车速V运算出的电流指令值Iref被加法输入到减法单元102中。由自对准扭矩(SAT)单元140检测或估计出的自对准扭矩SAT1被输入到乘法单元124中。车速感应增益单元123基于车速V设定车速感应增益G1。来自车速感应增益单元123的车速感应增益G1也被输入到乘法单元124中。乘法单元124的输出SAT1·G1被输入到乘法单元125中。另一方面，被测定或被估计出的电动机角速度ω被输入到转向状态判定单元120中。转向状态判定单元120基于转向扭矩T和电动机角速度ω判定转向状态(快速打转向盘、反打转向盘或者保持转向盘的某一个状态)，并将判定信号作为判定结果输入到转向状态感应增益单元121中。转向状态的判定比方说按照如图3所示的流程图来进行。首先，判断电动机角速度ω是否持续了一定的时间和一样的值(或某一个范围的值)(步骤S100)，在被判断为电动机角速度ω持续了一定的时间和一样的值(或某一个范围的值)的情况下，被判定为是保持转向盘(步骤S105)。另一方面，在被判断为电动机角速度ω没有持续一定的时间和一样的值(或某一个范围的值)的情况下，被判定为是打转向盘(步骤S101)，再进一步判断转向扭矩T的符号和电动机角速度ω的符号是否一致(步骤S102)。在被判断为转向扭矩T的符号和电动机角速度ω的符号是一致的情况下，判定为是快速打转向盘(步骤S104)。另一方面，在被判断为转向扭矩T的符号和电动机角速度ω的符号不一致的情况下，判定为是反打转向盘(步骤S103)。转向状态感应增益单元121基于来自转向状态判定单元120的判定信号来切换转向状态感应增益G2。也就是说，从转向状态感应增益单元121被输出到乘法单元125中的转向状态感应增益G2按照来自转向状态判定单元120的判定信号来切换。在转向状态感应增益单元121中，可以存在例如像模式A、模式B、模式C那样的若干个模式的组合，其中，模式A为将被判定为是反打转向盘时的转向状态感应增益G2设为负，将被判定为是快速打转向盘时的转向状态感应增益G2设为0，将被判定为是保持转向盘时的转向状态感应增益G2设为0的“让转向状态感应增益G2只在反打转向盘的时候起作用”的模式；模式B为将被判定为是反打转向盘时的转向状态感应增益G2设为0，将被判定为是快速打转向盘时的转向状态感应增益G2设为正，将被判定为是保持转向盘时的转向状态感应增益G2设为0的“让转向状态感应增益G2只在快速打转向盘的时候起作用”的模式；模式C为将被判定为是反打转向盘时的转向状态感应增益G2设为0，将被判定为是快速打转向盘时的转向状态感应增益G2设为0，将被判定为是保持转向盘时的转向状态感应增益G2设为正的“让转向状态感应增益G2只在保持转向盘的时候起作用”的模式。把这些模式汇总起来，就可以得到如图4所示的模式。乘法单元125的输出SAT1·G1·G2被输入到乘法单元131中。另外，由ω感应增益单元130设定的ω感应增益G3(ω)也被输入到乘法单元131中。乘法单元131的输出SAT1·G1·G2·G3(ω)被输入到乘法单元133中。由转向扭矩感应增益单元132设定的转向扭矩感应增益G4(T)也被输入到乘法单元133中。乘法单元133的输出SAT1·G1·G2·G3(ω)·G4(T)被输入到乘法单元135中。由转向角感应增益单元134设定的转向角感应增益G5(θ)也被输入到乘法单元135中。作为乘法单元135的输出SAT1·G1·G2·G3(ω)·G4(T)·G5(θ)的SAT补偿值SATC被输入到减法单元102中。在减法单元102中得到的减法结果(Iref－SATC)被作为电流指令值Iref1输入到加法单元103中，来自用于改善特性的补偿单元110的补偿信号CM也被输入到加法单元103中。补偿单元110在加法单元113中将惯性补偿值111与收敛性控制值112相加，并将在加法单元113中得到的加法结果作为补偿信号CM输入到加法单元103中。在加法单元103中得到的加法结果(Iref1+CM)被作为电流指令值Iref2输入到减法单元104中，然后再经过PI控制单元105、PWM控制单元106以及逆变器107以便用于控制电动机20。收敛性控制是为了改善车辆横摆的收敛性而对转向盘的摆动动作进行制动的控制。例如日本特开2000-95132号公报中所公开的那样，通过检测出车辆的横摆率的变化率并基于该变化率使横摆率衰减(ダンピング)，来进行收敛性控制。就这样，在电动助力转向装置中，通过驾驶员快速打转向盘或反打转向盘来改变车辆的方向。但是，只有快速打转向盘/反打转向盘的2值的状态，在这种情况下，存在2值会产生各种各样的抖动(チャタリング)从而给驾驶员带来不协调感(扭矩脉动、振动、异音、被卡住(引っ掛かり)等)的可能性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-286350号公报专利文献2：日本特本文档来自技高网...
【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运算出电流指令值，基于所述电流指令值对用于对转向系统进行辅助控制的电动机进行驱动控制，并且具有用于对所述电流指令值进行补正的收敛性控制功能，其特征在于：具备快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元、快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元和收敛性控制单元，所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元基于所述转向扭矩和电动机角速度运算出模拟值的快速打转向盘/反打转向盘状态指标；所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元基于所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标并将可变的标称值作为基准来运算出模拟值的快速打转向盘/反打转向盘状态比率；所述收敛性控制单元由用于基于所述转向扭矩、所述车速和所述电动机角速度运算出快速打转向盘增益和反打转向盘增益的感应增益单元、用于根据所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率对所述快速打转向盘增益和所述反打转向盘增益进行增益补正的增益补正单元和用于基于横摆率估计值的绝对值以及符号反相信号对来自所述增益补正单元的增益信号进行输出处理并输出收敛性控制值的输出处理单元构成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 JP 2014-0844771.一种电动助力转向装置，其基于转向扭矩和车速运算出电流指令值，基于所述电流指令值对用于对转向系统进行辅助控制的电动机进行驱动控制，并且具有用于对所述电流指令值进行补正的收敛性控制功能，其特征在于：具备快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元、快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元和收敛性控制单元，所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元基于所述转向扭矩和电动机角速度运算出模拟值的快速打转向盘/反打转向盘状态指标；所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元基于所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标并将可变的标称值作为基准来运算出模拟值的快速打转向盘/反打转向盘状态比率；所述收敛性控制单元由用于基于所述转向扭矩、所述车速和所述电动机角速度运算出快速打转向盘增益和反打转向盘增益的感应增益单元、用于根据所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率对所述快速打转向盘增益和所述反打转向盘增益进行增益补正的增益补正单元和用于基于横摆率估计值的绝对值以及符号反相信号对来自所述增益补正单元的增益信号进行输出处理并输出收敛性控制值的输出处理单元构成。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元由LPF、角速度指标运算单元和第1乘法单元构成，所述LPF输入所述转向扭矩；所述角速度指标运算单元基于所述电动机角速度运算出范围为±1.0的角速度指标；所述第1乘法单元将所述LPF的输出与所述角速度指标相乘，并输出所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标。3.根据权利要求2所述的电动助力转向装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：家安真广，前田将宏，
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
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