电动助力转向装置制造方法及图纸

【课题】本发明专利技术提供一种电动助力转向装置，其为了减轻中心附近的静止摩擦不协调感，通过增加主要在转向扭矩等于或小于减速装置的静止摩擦扭矩的扭矩范围内的转向辅助电流，使得可以改善车辆响应(减速装置一侧的动作)，同时还提高中心感。【解决手段】本发明专利技术的电动助力转向装置，其通过至少基于转向扭矩(Th)运算出的电流指令值(Iref)来驱动控制用来向转向机构施加转向辅助力的电动机(20)，其具备用于基于转向扭矩(Th)和车速(Vel)运算出用来补偿转向机构的静止摩擦的静止摩擦补偿指令值(SCC)的静止摩擦补偿单元(40)，并且，通过静止摩擦补偿指令值(SCC)来补正所述电流指令值(Iref)。

Electric Power Steering

[Topic] the invention provides an electric power steering device, in order to reduce the static friction near the center of the sense of disharmony, mainly by increasing the static friction torque on the steering torque is equal to or less than the speed reducer torque range of steering auxiliary current, which can improve the vehicle response (reducer side action), at the same time also improve the center sense. [method] the invention of the electric power steering device, it through at least the steering torque (Th) based on the current instruction calculated value (Iref) to control the driving motor used to apply force to the steering assist steering mechanism (20), which has used based on the steering torque (Th) and speed (Vel) calculate the static the friction compensation instruction of static friction to compensate the steering value (SCC) of the static friction compensation unit (40), and, through the static friction compensation command value (SCC) to compensate for the current command value (Iref).

【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，其通过至少基于转向扭矩运算出的电流指令值来驱动控制电动机，并且经由减速装置向车辆的转向机构施加由电动机产生的转向辅助力。本专利技术特别是涉及一种电动助力转向装置，其抑制起因于在中心附近(オンセンタ付近)的微小转向扭矩范围内发生的存在于转向机构中的静止摩擦(以下，也称为“转向机构的静止摩擦”或“静止摩擦”)的非线性的不协调感(非线性转向感)，同时还提高在中心附近的转向感(以下，也称为“中心感(オンセンタ感)，On-centerFeeling”)。
技术介绍
电动助力转向装置利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助力)，其将电动机的驱动力经由减速装置再通过诸如齿轮或皮带之类的传送机构，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。参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速装置的减速齿轮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和用于检测出转向角θ的转向角传感器14，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速装置的减速齿轮(齿轮比n)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)30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30。控制单元30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，进行作为辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，根据通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值Vref，来控制供给电动机20的电流。此外，转向角传感器14不是必须的，也可以不设置转向角传感器14。另外，收发车辆的各种信息的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)50被连接到控制单元30，车速Vel也能够从CAN50处获得。此外，收发CAN50以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN51也被连接到控制单元30。控制单元30主要由CPU(也包含MPU、MCU和类似装置)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对控制单元30的功能和动作进行说明。如图2所示，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(或来自CAN50的)车速Vel被输入到用于运算出电流指令值Iref1的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩Th和车速Vel并使用辅助图(アシストマップ)等，运算出作为供给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经由加法单元32A被输入到电流限制单元33中；被限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中；减法单元32B运算出电流指令值Irefm与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差I(Irefm-Im)；该偏差I被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI控制(比例积分控制)单元35中。在PI控制单元35中经过了特性改善后得到的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36中，然后再经由作为驱动单元的逆变器电路37来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电流值Im；由电动机电流检测器38检测出的电流值Im被反馈到减法单元32B。逆变器电路37由作为驱动元件的FET(场效应晶体管)的电桥电路构成。另外，在加法单元32A对来自补偿信号生成单元34的补偿信号CM进行加法运算，通过补偿信号CM的加法运算来进行转向系统的特性补偿，以便改善收敛性和惯性特性等。补偿信号生成单元34先在加法单元344将自对准扭矩(SAT)343与惯性342相加，然后，在加法单元345再将在加法单元344得到的加法结果与收敛性341相加，最后，将在加法单元345得到的加法结果作为补偿信号CM。如上所述那样，这样的电动助力转向装置基于根据由驾驶员输入进来的转向扭矩和车速运算出的电流指令值来驱动控制电动机，并且经由减速装置向转向机构施加由电动机产生的转向辅助力。因为由于该电动机本身的摩擦、减速装置的摩擦和悬架的摩擦等而造成在转向机构中存在静止摩擦，所以电动助力转向装置深受转向机构的静止摩擦的影响。在现有的电动助力转向装置中，因为没有考虑转向机构的静止摩擦，所以存在这样的问题，即，因为这种静止摩擦的影响等，例如，当开始进行转向操作的时候，会产生一种被卡住的感觉(引っ掛かり感)，从而造成在中心附近(转向的中立附近)的转向感(即，中心感)恶化。为了解决这样的问题，例如，提出了如日本专利第3481468号公报(专利文献1)所公开的电动助力转向装置和如日本专利第4852975号公报(专利文献2)所公开的电动助力转向装置。专利文献1所公开的电动助力转向装置通过估计出转向系统的静止摩擦并且补偿被估计出的静止摩擦，以便改善转向感。还有，专利文献2所公开的电动助力转向装置通过补偿机械性的损耗扭矩和電磁性的损耗扭矩，以便提高转向盘的中心感。在专利文献1所公开的电动助力转向装置中，通过静止摩擦运算单元基于来自扭矩传感器的转向扭矩来运算出转向系统的静止摩擦的估计值，具体而言，着眼于这样一种事实(现象)，即，“即使为转向盘(方向盘)几乎不动的程度的转向角，在转向系统的静止摩擦大的情况下，转向扭矩会增加，还有，在因静止摩擦的影响而造成转向扭矩增加的情况下，电动机开始旋转，与转向角开始变化后相比，转向扭矩的变化非常陡峭”，并且，通过抽出转向扭矩检测值示出了陡峭的变化的部分的转向扭矩检测值，来检测出因驾驶员开始进行转向操作时的静止摩擦而造成的转向扭矩的增加，从而估计出转向系统的静止摩擦。还有，专利文献2所公开的电动助力转向装置运算出作为来自摩擦补偿运算单元的摩擦补偿值的摩擦磁场减弱电流，并且，将磁场减弱电流与用于控制磁场的强度的d轴电流指令值相加，应该说其具有补偿针对基于电动机的结构的摩擦损失和基于電磁性原因的损失的损耗扭矩的结构。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3481468号公报专利文献2：日本专利第4852975号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在现有的电动助力转向装置中，在中心附近的微小转向扭矩范围内，由于考虑了扭矩传感器的偏移误差等的辅助特性的影响等，所以不能向电动机施加足够的辅助电流(转向辅助电流)。因此存在这样的问题，即，深受电动助力转向装置的转向机构所具有的静止摩擦的影响，尤其是作为在中心附近的微小转向扭矩范围内的开始进行转向操作时以及反方向进行转向操作时的瞬间发生的静止摩擦感(粘着感等)，驾驶员会感到非线性的不协调感。在转向扭矩小于减速装置的静止摩擦扭矩的情况下，例如，在减速装置的静止摩擦扭矩为0.7Nm左右，转向扭矩小于0.7Nm左右的情况下，只有转向盘一侧在动，另一方面，因为静止摩擦，所以减速装置一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动助力转向装置，其通过至少基于转向扭矩运算出的电流指令值来驱动控制用来向转向机构施加转向辅助力的电动机，其特征在于：具备用于基于所述转向扭矩和车速运算出用来补偿所述转向机构的静止摩擦的静止摩擦补偿指令值的静止摩擦补偿单元，并且，通过所述静止摩擦补偿指令值来补正所述电流指令值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.08 JP 2014-1629931.一种电动助力转向装置，其通过至少基于转向扭矩运算出的电流指令值来驱动控制用来向转向机构施加转向辅助力的电动机，其特征在于：具备用于基于所述转向扭矩和车速运算出用来补偿所述转向机构的静止摩擦的静止摩擦补偿指令值的静止摩擦补偿单元，并且，通过所述静止摩擦补偿指令值来补正所述电流指令值。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述静止摩擦补偿单元具备用于运算出根据所述车速来决定的车速感应增益的车速感应增益单元和用于基于所述转向扭矩抽出转向扭矩变化率的转向扭矩变化率抽出单元，并且，将通过由所述车速感应增益单元运算出的所述车速感应增益与由所述转向扭矩变化率抽出单元抽出的所述转向扭矩变化率相乘而得到的乘法结果作为所述静止摩擦补偿指令值。3.根据权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅原孝义，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