[发明专利]电动助力转向装置的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向装置的控制装置，其将电动机产生的转向辅助力赋予给汽车或车辆的转向系统。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置的控制装置。该电动助力转向装置的控制装置适度地抑制在路缘石碰撞等冲击发生的时候从转向盘传给驾驶员的冲击的传达，并提高转向感觉。

背景技术

利用电动机的旋转力对汽车或车辆的转向装置施加转向辅助力的电动助力转向装置，将电动机的驱动力经由减速装置由齿轮或皮带等传送机构，向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确产生辅助扭矩(转向辅助扭矩)，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用调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(Duty)来进行。

如图1所示，对电动助力转向装置的一般结构进行说明。转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿臂机构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上设有用于检测转向盘1的转向扭矩Tr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对控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)100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100。控制单元100基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Tr和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行成为辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，通过对电流指令值实施补偿等得到的电流控制值E，控制供给电动机20的电流。此外，车速Vel也能够从CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)等处获得。

在这样的电动助力转向装置中，例如日本特开平8-290778号公报(专利文献1)所公开的那样，现有技术通过控制单元100内的鲁棒稳定化补偿单元来同时设计系统的稳定性和路面信息及干扰信息的灵敏度特性。但是，在这样的现有的控制装置中，因为转向中立点附近的转向时的反力较小，由于摩擦的影响，所以很难把路面信息正确地传递给驾驶员。另外，在现有的电动助力转向装置中，很难把转向角与转向力之间的迟滞特性设定为与液压式助力转向系统相同的特性。

作为解决这样的问题的装置，例如有本申请人的日本专利第4715212号公报(专利文献2)所公开的电动助力转向装置的控制装置。

在专利文献2所公开的控制装置中，如图2所示，通过电动机驱动单元21来驱动辅助用的电动机20，通过用两点虚线表示的控制单元100来控制电动机驱动单元21，来自扭矩传感器的转向扭矩Tr和来自车速传感器的车速Vel被输入到控制单元100。电动机端子间电压Vm和电动机电流值i被测定，各个测定值被输入到控制单元100。

控制单元100具备用虚线表示的扭矩系统控制单元110和用一点虚线表示的电动机系统控制单元120，其中，扭矩系统控制单元110利用转向扭矩Tr进行控制；电动机系统控制单元120进行与电动机20的驱动相关的控制。扭矩系统控制单元110由辅助量运算单元111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113、鲁棒稳定化补偿单元114、自对准扭矩(SAT)估计单元117和反馈单元118来构成，还具备加法单元116A、116B和116C。另外，电动机系统控制单元120由补偿单元121、干扰估计单元122、电动机角速度运算单元123、电动机角加速度运算单元124和电动机特性补偿单元125来构成，还具备加法单元126A和126B。