[发明专利]用于电子动力转向设备的控制器无效

专利信息
申请号: 200780016963.9 申请日: 2007-04-24
公开(公告)号: CN101443226A 公开(公告)日: 2009-05-27
发明(设计)人: 山本聪志 申请(专利权)人: 日本精工株式会社
主分类号: B62D6/00 分类号: B62D6/00;B62D5/04
代理公司: 北京泛诚知识产权代理有限公司 代理人: 杨本良;文 琦
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 用于 电子 动力 转向 设备 控制器
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种用于电子动力转向器的控制系统,其用于通过驱动电动机将转向辅助力施加到车辆的转向系统上,并且更具体地,涉及一种用于配备有校正偏置转矩功能的高性能电子动力转向器的控制系统。

背景技术

电子动力转向器(electronic power steering)通过电动机的转动力将辅助负载施加到(辅助)车辆的转向单元。这种电子动力转向器将作为辅助负载的电动机驱动力,通过例如齿轮、皮带等等的传输机构经由减速齿轮传输到转向轴或齿条轴上。为了精确地产生辅助转矩(转向辅助力),在现有技术中的这种电子动力转向器采用电动机电流的反馈控制。该反馈控制控制被施加到电动机上的电压,以致减少在电动机的电流指令值和电流被探测值之间的差值。通常,通过调节在脉宽调制(PWM)控制中的占空比来控制被施加到电动机上的电压。

这里,在下文中将参考图12解释电子动力转向器的普通构造。将方向盘1的柱轴2经由减速齿轮3、万向接头4A和万向接头4B以及齿条小齿轮机构5结合到转向车轮的拉杆6上。将用于探测方向盘1的转向转矩的转矩传感器10设置到柱轴2上。将用来辅助方向盘1的转向力的电动机20经由减速齿轮3结合到柱轴2上。将电力从电池14供给到控制转向单元的控制单元30,并且也将点火信号从点火开关11输入到控制单元30。通过使用辅助图等等,控制单元30基于由转矩传感器10所探测的转向转矩T和由车辆速率传感器12所探测的车辆速率V来计算辅助指令的转向辅助指令值I,然后基于已计算的转向辅助指令值I来控制被供给到电动机20上的电流。

控制单元30主要由CPU(或者MPU或者MCU)组成。如图13中所示,给出在CPU内部中由程序所执行的普通功能。

在下文中将参考图13解释控制单元30的功能和操作。将由转矩传感器10所探测/输入的转向转矩T以及由车辆速率传感器12所探测/输入的速率V输入到转向辅助指令值计算部分31中,然后计算基本的转向辅助指令值Iref1。由转向辅助指令值计算部分31所计算的该基本的转向辅助指令值Iref1通过相位补偿部分32受到相位补偿,以便增强转向系统的稳定性。然后,将其相位被补偿的转向辅助指令值Iref2输入到加法部分33中。同样,将转向转矩T输入到前馈系统的微分补偿部分35中,以增加响应速率,并且将受到微分补偿的转向转矩TA输入到加法部分33中。该加法部分33将转向辅助指令值Iref2与转向转矩TA相加,并且为了反馈使用,将作为相加的结果的电流指令值Iref3(=Iref2+TA)输入到减法部分34中。

减法部分34计算电流指令值Iref3与电动机电流i之间的偏差(Iref3-i),该电动机电流i作为电流指令值Iref4被反馈。电流指令值Iref4通过PI控制部分36而受到PI控制,并且被输入到计算占空比的PWM控制部分37中,然后经由逆变器38而PWM驱动电动机20。通过电动机电流探测部分(图未示)探测电动机20的电动机电流,然后将该电动机20的电动机电流输入到减法部分34中以用于做减法,然后被反馈。

在这种电子动力转向器中,当转矩传感器探测到从车身侧所施加的振动、由发动机等等所产生的振动时,必须防止,例如,转向操作变的不稳定的这种情形。出于这种目的,例如,在JP-A-2001-39324(专利文献1)中,提供了一种增益限制装置,其用于当转矩传感器的输出电压值小于阈值时,执行其中将微分装置的增益设定为0的程序,该微分装置的增益通过求导补偿转向转矩。

专利文献1:JP-A-2001-39324

发明内容

然而,在专利文献1中所提出的系统中,将在运行期间从例如在道路宽度方向上倾斜的倾斜道路表面这样的道路表面、其摩擦系数在左车轮和右车轮之间不同的道路表面、所谓的split-μ道路表面等等所输入的转向转矩,或者当轮胎中的气压在左车轮和右车轮之间不同时所产生的输入转矩,施加到转向系统上。在这种情形中,当转矩传感器探测到该转矩时,微分增益被设定为0,因此可以防止辅助力不稳定地变化这样的情形。然而,不能消除从道路表面或者车身侧被持续地传输到转向系统上的恒定的转矩输入。

考虑到上述情况创造本发明,并且本发明的目的在于提供一种用于电子动力转向器的控制系统,不论道路表面状况或者例如直线运行这样的驾驶条件等等如何,都能够通过总是精确地校正偏置转矩来减轻驾驶员的疲劳并且获得舒适的转向性能。

通过下列构造可以实现上述本发明的目的。

(1)在一种用于电子动力转向器的控制系统中,该控制系统通过反馈控制来驱动和控制电动机,该控制系统包括:

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