[發(fā)明專利]電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580075291.3
• 申請(qǐng)日: 2015-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN107207044B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 皆木亮;菅原孝義;澤田英樹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本精工株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B62D6/00
• 分類號(hào): B62D6/00;B62D5/04
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;謝順星

本發(fā)明提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置在進(jìn)行漸變處理的時(shí)候，通過逐漸改變扭矩控制的控制扭矩和位置/速度控制的指令值，使得能夠平滑地并且無自轉(zhuǎn)向地切換控制。本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置具有用于檢測(cè)出轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器和用于控制用來將用來輔助轉(zhuǎn)向的輔助扭矩賦予給車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其具備基于所規(guī)定的切換契機(jī)使電動(dòng)機(jī)的控制方式在控制電動(dòng)機(jī)輸出扭矩的扭矩系統(tǒng)的扭矩控制方式與控制轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角系統(tǒng)的位置/速度控制方式之間切換的功能，在從扭矩控制方式轉(zhuǎn)移到位置/速度控制方式或從位置/速度控制方式轉(zhuǎn)移到扭矩控制方式的時(shí)候，根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩來分別逐漸改變位置/速度控制方式的轉(zhuǎn)向角指令值以及轉(zhuǎn)向角速度和扭矩控制方式的輔助扭矩程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制功能(自動(dòng)駕駛模式、駐車輔助模式等)和手動(dòng)轉(zhuǎn)向控制功能，將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的輔助力賦予給車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其具備使電動(dòng)機(jī)的控制方式在控制電動(dòng)機(jī)輸出扭矩的扭矩控制方式與控制轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向角的位置/速度控制方式之間切換的功能，能夠根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩來改變轉(zhuǎn)向角指令值、轉(zhuǎn)向角速度和輔助扭矩程度的漸變處理(漸變時(shí)間、增益)。

背景技術(shù)

具備電動(dòng)機(jī)控制裝置并且利用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加轉(zhuǎn)向輔助力(輔助力)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)，將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由減速裝置由諸如齒輪或皮帶之類的傳送機(jī)構(gòu)，向轉(zhuǎn)向軸或齒條軸施加轉(zhuǎn)向輔助力。為了正確地產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力的扭矩，現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行電動(dòng)機(jī)電流的反饋控制。反饋控制調(diào)整電動(dòng)機(jī)外加電壓，以便使轉(zhuǎn)向輔助指令值(電流指令值)與電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)值之間的差變小，一般來說，通過調(diào)整PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制的占空比(duty ratio)來進(jìn)行電動(dòng)機(jī)外加電壓的調(diào)整。

如圖1所示，對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的一般結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。轉(zhuǎn)向盤(方向盤)1的柱軸(轉(zhuǎn)向軸)2經(jīng)過減速齒輪3、萬向節(jié)4a和4b、齒輪齒條機(jī)構(gòu)5、轉(zhuǎn)向橫拉桿6a和6b，再通過輪轂單元7a和7b，與轉(zhuǎn)向車輪8L和8R連接。另外，在柱軸2上設(shè)有用于檢測(cè)出轉(zhuǎn)向盤1的轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器10，對(duì)轉(zhuǎn)向盤(方向盤)1的轉(zhuǎn)向力進(jìn)行輔助的電動(dòng)機(jī)20通過減速齒輪3與柱軸2連接。電池13對(duì)用于控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的控制單元(ECU)30進(jìn)行供電，并且，經(jīng)過點(diǎn)火開關(guān)11，點(diǎn)火信號(hào)被輸入到控制單元30中。控制單元30基于由扭矩傳感器10檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向扭矩Ts和由車速傳感器12檢測(cè)出的車速Vs，進(jìn)行輔助(轉(zhuǎn)向輔助)指令的轉(zhuǎn)向輔助指令值的運(yùn)算，由通過對(duì)轉(zhuǎn)向輔助指令值實(shí)施補(bǔ)償?shù)榷玫降碾妷嚎刂浦礦ref來控制供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)20的電流。此外，轉(zhuǎn)向角傳感器14并不是必須的，也可以不設(shè)置轉(zhuǎn)向角傳感器14，也可以從與電動(dòng)機(jī)20相連接的旋轉(zhuǎn)傳感器處獲得轉(zhuǎn)向角。

另外，用于收發(fā)車輛的各種信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))40被連接到控制單元30，車速Vs也能夠從CAN40處獲得。此外，用于收發(fā)CAN40以外的通信、模擬/數(shù)字信號(hào)、電波等的非CAN41也可以被連接到控制單元30。

在這樣的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，盡管控制單元30主要由CPU(也包含MPU、MCU等)構(gòu)成，但該CPU內(nèi)部由程序執(zhí)行的一般功能如圖2所示。

參照?qǐng)D2對(duì)控制單元30的功能和動(dòng)作進(jìn)行說明。如圖2所示，來自扭矩傳感器10的轉(zhuǎn)向扭矩Ts和來自車速傳感器12的車速Vs被輸入到電流指令值運(yùn)算單元31中。電流指令值運(yùn)算單元31基于轉(zhuǎn)向扭矩Ts和車速Vs并利用輔助圖(assist map)等來運(yùn)算出電流指令值Iref1。運(yùn)算出的電流指令值Iref1在加法單元32A與來自用于改善特性的補(bǔ)償單元34的補(bǔ)償信號(hào)CM相加；相加后得到的電流指令值Iref2在電流限制單元33中被限制了最大值；被限制了最大值的電流指令值Irefm被輸入到減法單元32B中以便對(duì)其和電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)值Im進(jìn)行減法運(yùn)算。