[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，其通过使用速度控制单元并基于转向状态信号，使得即使在增大了速度控制单元的增益的情况下，也可以抑制高频振动，并且，还可以提高电动机角速度追随电动机速度指令的追随性。本发明的电动助力转向装置具备由基于第1转向状态信号以及目标转向角来输出电动机速度指令值的位置控制单元、基于电动机速度指令值以及第2转向状态信号来输出第2电动机电流指令值的速度控制单元、基于第3转向状态信号来输出第3电动机电流指令值的稳定补偿单元和加法输入第2电动机电流指令值和第3电动机电流指令值并输出第1加法值的第1加法单元来构成的转向角控制单元，转向角控制单元基于第1加法值来输出第1电动机电流指令值。

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置具有“在驾驶员对车辆的转向系统进行转向的情况下，对用于将辅助力赋予给转向系统的电动机进行控制”的辅助模式和“在车辆自律行驶的情况下，根据随时由车辆给出的目标转向角来对电动机进行控制”的自动模式，通过使用速度控制单元(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，基于电动机角速度将电动机电流补偿值添加到电动机电流指令值，使得即使在增大了速度控制单元的增益的情况下，也可以抑制高频振动，并且，还可以提高电动机角速度追随电动机速度指令的追随性。还有，本发明涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置通过使用滤波器(转向盘振动消除单元以及转向盘制振单元)，这样就能够消除“起因于处于自动模式时的扭力杆的弹簧特性和转向盘的惯性力矩”的振动(“起因于弹簧惯性系统”的振动)。

背景技术

作为现有技术，参照图1对电动助力转向装置(EPS)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)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相连接。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和“用于检测出转向盘1的转向角θh”的转向角传感器14，“用于对转向盘1的转向力进行辅助”的电动机20经由减速齿轮3与柱轴2相连接。电池13对“用于控制电动助力转向装置”的控制单元(ECU)100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100中。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Vs，进行辅助(转向辅助)指令的转向辅助指令值的运算，由“通过对转向辅助指令值实施补偿等而得到”的电压控制值E来控制供应给电动机20的电流。此外，转向角传感器14并不是必须的，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位置传感器处获得转向角θ。

另外，“用于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100，车速Vs也能够从CAN40处获得。此外，“用于收发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100。

还有，在“扭力杆被配置在柱轴(转向盘轴)2上”的电动助力转向装置中，例如，如图2所示那样，各种传感器被安装在“夹着扭力杆23”的柱轴2上，通过这些传感器来检测出角度。也就是说，作为角度传感器的霍尔IC传感器21和扭矩传感器输入侧转子的20°转子传感器22被安装在转向盘轴2的转向盘1侧的输入轴2A上。霍尔IC传感器21输出296°周期的AS_IS角度θn。“没有被安装在扭力杆23上而是被安装在转向盘1侧”的20°转子传感器22输出20°周期的柱轴输入侧角度信号θh1，柱轴输入侧角度信号θh1被输入到转向角运算单元50中。还有，扭矩传感器输出侧转子的40°转子传感器24被安装在转向盘轴2的输出轴2B上，40°转子传感器24输出“柱轴输出侧角度信号θc1”，柱轴输出侧角度信号θc1被输入到转向角运算单元50中。柱轴输入侧角度信号θh1以及柱轴输出侧角度信号θc1均在转向角运算单元50中被运算成绝对角度，转向角运算单元50输出绝对角度的转向盘角θhd以及柱轴角θc。此外，图3示出了“用来表示扭力杆扭转角Δθ、转向盘角θhd以及柱轴角θc之间的关系”的机构图。