[发明专利]电动助力转向装置

说明书

本发明提供一种电动助力转向装置，其能够在保持转向盘不动时、低速转向时减少因噪音造成的不协调的感觉，还能够在高速转向时实现没有相位滞后的平滑的转向。本发明的电动助力转向装置具有至少基于转向扭矩来运算出电流指令值的扭矩控制单元，并且，通过基于电流指令值的电流控制系统来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其具备电动机角速度运算单元、电动机角加速度运算单元和稳定性补偿单元，其中，电动机角速度运算单元基于电动机旋转角度来运算出电动机角速度，电动机角加速度运算单元基于电动机角速度来运算出电动机角加速度，稳定性补偿单元基于电动机角速度、电动机角加速度(根据需要追加车速)来运算出补偿用转向扭矩以及补偿用电流指令值，并且，通过补偿用转向扭矩来补偿转向扭矩，通过补偿用电流指令值来补偿电流指令值。

技术领域

本发明涉及一种对车辆的转向系统施加由电动机产生的转向辅助力的电动助力转向装置，特别是涉及一种高性能的电动助力转向装置，其为了在低速转向时减少因噪音造成的不协调的感觉，并且在高速转向时实现没有相位滞后的平滑的转向，通过基于电动机角速度或者基于电动机角速度以及车速来变更滤波器单元的截止频率，从而减少了微小振动并且还提高了转向感觉。

背景技术

电动助力转向装置(EPS)利用电动机的旋转力对车辆的转向系统施加转向辅助力(辅助力)，其将电动机的驱动力经由减速装置通过诸如齿轮或传送皮带之类的传送机构作为转向辅助力施加给转向轴或齿条轴。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置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通常通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty ratio)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)30进行供电，并且，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，进行作为辅助指令的电流指令值的运算，通过对运算出的电流指令值实施补偿等而得到的电压控制值Vref，来控制供应给电动机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。还有，也可以从与电动机20相连接的诸如分解器之类的旋转传感器处来获得转向角。

另外，收发车辆的各种信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vel也能够从CAN40处获得。此外，收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也可以被连接到控制单元30。

在这样的电动助力转向装置中，控制单元30主要由CPU(也包含MPU、MCU或类似装置)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，来自扭矩传感器10的转向扭矩Th和来自车速传感器12的车速Vel被输入到用于通过使用辅助图(アシストマップ)等来运算出电流指令值并实施补偿等的扭矩控制单元31中。由扭矩控制单元31运算出的电流指令值Iref1在电流限制单元33中被限制了最大值，被限制了最大值后得到的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中，减法单元32B对电流指令值Irefm和电动机电流检测值Im进行减法运算。