[發明專利]電動助力轉向裝置

有效

• 申請號: 201880066310.X
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN111212778B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 椿貴弘
• 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
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 歐陽琴;鄧毅

本發明提供一種電動助力轉向裝置，其通過使用速度控制單元并基于轉向狀態信號，使得即使在增大了速度控制單元的增益的情況下，也可以抑制高頻振動，并且，還可以提高電動機角速度追隨電動機速度指令的追隨性。本發明的電動助力轉向裝置具備由基于第1轉向狀態信號以及目標轉向角來輸出電動機速度指令值的位置控制單元、基于電動機速度指令值以及第2轉向狀態信號來輸出第2電動機電流指令值的速度控制單元、基于第3轉向狀態信號來輸出第3電動機電流指令值的穩定補償單元和加法輸入第2電動機電流指令值和第3電動機電流指令值并輸出第1加法值的第1加法單元來構成的轉向角控制單元，轉向角控制單元基于第1加法值來輸出第1電動機電流指令值。

技術領域

本發明涉及一種電動助力轉向裝置，該電動助力轉向裝置具有“在駕駛員對車輛的轉向系統進行轉向的情況下，對用于將輔助力賦予給轉向系統的電動機進行控制”的輔助模式和“在車輛自律行駛的情況下，根據隨時由車輛給出的目標轉向角來對電動機進行控制”的自動模式，通過使用速度控制單元(例如，PI(Proportional-Integral)控制、P(Proportional)控制、PID(Proportional-Integral-Differential)控制、比例先行PI控制)，并且，基于電動機角速度將電動機電流補償值添加到電動機電流指令值，使得即使在增大了速度控制單元的增益的情況下，也可以抑制高頻振動，并且，還可以提高電動機角速度追隨電動機速度指令的追隨性。還有，本發明涉及一種電動助力轉向裝置，該電動助力轉向裝置通過使用濾波器(轉向盤振動消除單元以及轉向盤制振單元)，這樣就能夠消除“起因于處于自動模式時的扭力桿的彈簧特性和轉向盤的慣性力矩”的振動(“起因于彈簧慣性系統”的振動)。

背景技術

作為現有技術，參照圖1對電動助力轉向裝置(EPS)的一般結構進行說明。如圖1所示，轉向盤(方向盤)1的柱軸(轉向軸)2經過減速齒輪3、萬向節4a和4b、齒輪齒條機構5、轉向橫拉桿6a和6b，再通過輪轂單元7a和7b，與轉向車輪8L和8R相連接。另外，在柱軸2上設有“用于檢測出轉向盤1的轉向扭矩”的扭矩傳感器10和“用于檢測出轉向盤1的轉向角θh”的轉向角傳感器14，“用于對轉向盤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相連接。電池13對“用于控制電動助力轉向裝置”的控制單元(ECU)100進行供電，并且，經過點火開關11，點火信號被輸入到控制單元100中。控制單元100基于由扭矩傳感器10檢測出的轉向扭矩Tr和由車速傳感器12檢測出的車速Vs，進行輔助(轉向輔助)指令的轉向輔助指令值的運算，由“通過對轉向輔助指令值實施補償等而得到”的電壓控制值E來控制供應給電動機20的電流。此外，轉向角傳感器14并不是必須的，也可以不設置轉向角傳感器14。還有，也可以從與電動機20相連接的諸如分解器之類的旋轉位置傳感器處獲得轉向角θ。

另外，“用于收發車輛的各種信息”的CAN(Controller Area Network，控制器局域網絡)40被連接到控制單元100，車速Vs也能夠從CAN40處獲得。此外，“用于收發CAN40以外的通信、模擬/數字信號、電波等”的非CAN41也可以被連接到控制單元100。

還有，在“扭力桿被配置在柱軸(轉向盤軸)2上”的電動助力轉向裝置中，例如，如圖2所示那樣，各種傳感器被安裝在“夾著扭力桿23”的柱軸2上，通過這些傳感器來檢測出角度。也就是說，作為角度傳感器的霍爾IC傳感器21和扭矩傳感器輸入側轉子的20°轉子傳感器22被安裝在轉向盤軸2的轉向盤1側的輸入軸2A上。霍爾IC傳感器21輸出296°周期的AS_IS角度θn。“沒有被安裝在扭力桿23上而是被安裝在轉向盤1側”的20°轉子傳感器22輸出20°周期的柱軸輸入側角度信號θh1，柱軸輸入側角度信號θh1被輸入到轉向角運算單元50中。還有，扭矩傳感器輸出側轉子的40°轉子傳感器24被安裝在轉向盤軸2的輸出軸2B上，40°轉子傳感器24輸出“柱軸輸出側角度信號θc1”，柱軸輸出側角度信號θc1被輸入到轉向角運算單元50中。柱軸輸入側角度信號θh1以及柱軸輸出側角度信號θc1均在轉向角運算單元50中被運算成絕對角度，轉向角運算單元50輸出絕對角度的轉向盤角θhd以及柱軸角θc。此外，圖3示出了“用來表示扭力桿扭轉角Δθ、轉向盤角θhd以及柱軸角θc之間的關系”的機構圖。