[發明專利]電動動力轉向裝置

無效

• 申請號: 201080002313.0
• 申請日: 2010-09-09
• 公開（公告）號: CN102123903A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 坂口徹
• 申請（專利權）人: 日本精工株式會社
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D5/04;B62D101/00;B62D119/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星

技術領域

本發明涉及通過電動機來向車輛的轉向系施加轉向輔助力電動動力轉向裝置，特別是涉及在需要從反向力中去除的干擾的頻帶中，基于減速加速度進行信號處理，提高制動振動的吸收水平，從而獲得更安全舒適的轉向性能的電動助力轉向裝置。

背景技術

一般，利用電動機的旋轉力對車輛的轉向裝置施加輔助負荷的電動動力轉向裝置，將電動機的驅動力經減速機由齒輪或者皮帶等傳遞機構，向轉向軸或者齒條軸施加輔助負荷。為了準確產生輔助扭矩(轉向輔助力)，現有的電動動力轉向裝置(EPS)進行電動機電流的反饋控制。反饋控制調整電動機施加電壓以使電流指令值與電動機電流的差減小，電動機施加電壓的調整一般是通過調整PWM(脈寬調制)控制的占空比來進行的。

在這里，參照圖1來說明電動動力轉向裝置的一般結構。如圖1所示，轉向手柄1的柱軸2，經由減速齒輪3、包含萬向節4a和4b的中間軸4、齒臂機構5與轉向車輪的轉向橫拉桿6連接。在柱軸2上設有檢測轉向手柄1的轉向扭矩的扭距傳感器10，對轉向手柄1的轉向力進行輔助的電動機20經由減速齒輪3與柱軸2連接。電池14對控制電動動力轉向裝置的控制單元100進行電力供給，同時，控制單元100經由點火開關11輸入點火信號。控制單元100根據由扭矩傳感器10檢測出的扭矩信號(轉向扭矩)Tr以及由車速傳感器12檢測出的車速Vel進行輔助指令的電流指令值I的計算，根據計算出的電流指令I經由電動機驅動單元21控制電動機20。電動機20的電動機端子間電壓Vm以及電動機電流i被檢測出來輸入到控制單元100。

在這樣的電動動力轉向裝置中，以往，例如日本特開平8-290778號公報(專利文獻1)所示，通過控制單元100內的魯棒穩定化補償單元，來同時設計系統的穩定性，以及路面信息與干擾信息的靈敏度特性。

但是，在現有的電動動力轉向裝置中，因為在轉向中立點附近進行轉向時的反向力小，由于摩擦的影響路面信息很難準確地傳達給駕駛員。另外，在現有的電動動力轉向裝置中，很難將轉向角與轉向力之間的滯后特性設定為與液壓式動力轉向裝置相當的特性。

作為解決這樣的問題的裝置，存在如日本特開2002-369565號公報(專利文獻2)所公開的裝置。

參照對應圖1的圖2，說明專利文獻2所公開的裝置的概要。產生轉向裝置的輔助轉向力的電動機20由電動機驅動單元21驅動，電動機驅動單元21由從兩點虛線表示的控制單元100而來的電流指令值I控制，從扭距傳感器來的扭矩信號Tr以及從車速檢測系來的車速信號Vel被輸入到控制單元100。

控制單元100具有扭矩系控制單元110與電動機系控制單元120，其中，扭矩系控制單元110利用扭矩信號Tr進行控制，以虛線表示；電動機系控制單元120進行與電動機20相關的控制，以一點虛線表示。扭矩系控制單元110具有輔助量運算單元111、微分控制單元112、橫擺率收斂性控制單元113、魯棒穩定化補償單元114以及自對準扭矩(SAT)估計反饋單元115A，還具備加法運算單元116A與116B、減法運算單元116C。另外，電動機系控制單元120具有補償單元121、干擾估計單元122、電動機角速度估計單元123、電動機角加速度估計單元(微分單元)124以及電動機特性補償單元125，且還具備加法運算單元126A與126B。

扭矩信號Tr被輸入到輔助量運算單元111、微分控制單元112、橫擺率收斂性控制單元113以及SAT估計反饋單元115A中，其中任何一個都將車速信號Vel作為參數輸入。輔助量運算單元111根據扭矩信號Tr計算輔助扭矩量。橫擺率收斂性控制單元113輸入扭矩信號Tr以及電動機角速度ω，為了改善車輛橫擺的收斂性，對于轉向手柄的擺動動作進行制動。另外，微分控制單元112提高轉向中立點附近的控制的響應速度，實現平滑、流暢的轉向。SAT估計反饋單元115A輸入扭矩信號Tr、輔助量運算單元111的輸出與微分控制單元112的輸出在加法運算單元116A相加后得到的信號、電動機角速度估計單元123估計的電動機角速度ω、來自電動機角加速度估計單元124的角加速度^*ω，估計作為來自路面的反向力的SAT，利用反饋濾波器對估計出的SAT進行信號處理，將合適的路面信息作為反向力賦予給轉向手柄。