[发明专利]电动助力转向设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向设备，该设备用于向车辆的转向机构施加电机的辅助转矩以辅助司机进行转向操作。

背景技术

在日本专利4453012中描述了这种电动助力转向设备。日本专利4453012中的电动助力转向设备设置有用于基于转向角来设置目标转向转矩的第一参考模型、和用于基于转向转矩来设置转向系统的目标转角的第二参考模型。基于由这两个参考模型（理想模型）设置的控制信号（辅助命令值）来控制对电机的驱动。在这样的情况下，执行转矩反馈控制以使实际的转向转矩遵循目标转向转矩。然后将通过转矩反馈控制获得的第一辅助分量包括在辅助命令值中，以使得可以总是将转向转矩设置在最佳值处。此外，执行转角反馈控制以使实际转角遵循目标转角。然后将通过转角反馈控制获得的第二辅助分量包括在辅助命令值中，以使得可以抵消转向轮（steerable wheel）的反向输入振动。

然而，对于日本专利4453012中描述的电动助力转向设备，在执行转角反馈控制时，实际转角与目标转角之间的偏差有时显著增大。在这样的情况下，控制变得不稳定。也就是说，当实际转角与目标转角之间的偏差太大时，无法施加与偏差对应的辅助转矩。当在这样的情形下继续进行转角反馈控制时，引起辅助转矩的不足并且无法计算适合的目标转角。相应地，控制变得不稳定。在这样的情况下，期望从辅助命令值中去除第二辅助分量以便稳定控制。还期望在从辅助命令值中去除第二辅助命令值的情况下继续计算第二辅助分量。以这样的方式，当实际转角与目标转角之间的偏差的增大被减小并且第二辅助分量再次被包括在辅助命令值中时，可以缩短转角反馈控制的建立时间。

另一方面，当如上所述第二辅助分量被从辅助命令值中去除时，控制系统的特性大幅改变。此处，鉴于控制系统中的收敛而设置理想模型。然而，当控制系统的特性改变时，变得难以确保收敛并且可能在理想模型中出现自激振动。当在理想模型中发生自激振动时，无法计算适合的目标转角。因此，当实际转角与目标转角之间的偏差的增大被减小并且第二辅助分量再次被包括在辅助命令值中时，转角反馈控制的建立时间变长，并且辅助转矩变得不稳定。这会引起司机的不适。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动助力转向设备，其可以抑制理想模型中自激振动的发生，并且消除司机的不适。

为了实现以上目的，本发明的第一方面提供一种电动助力转向设备。该电动助力转向设备设置有用于向车辆的转向机构施加电机的辅助力的辅助机构、和用于基于辅助命令值来控制电机的驱动的控制单元。该控制单元具有：基本辅助分量计算单元，用于基于施加至所述转向机构的转向转矩来计算第一辅助分量；转角命令值计算单元，用于基于与输入信息相对应的、通过对转向轮的理想转角进行建模而获得的理想模型来计算转角命令值，所述输入信息包括施加至所述转向机构的转向转矩；转角反馈控制单元，用于通过执行使所述转向轮的转角与所述转角命令值相匹配的转角反馈控制来计算第二辅助分量；以及辅助命令值计算单元，用于基于通过将所述第二辅助分量加到所述第一辅助分量上而获得的值来计算所述辅助命令值。当转向轮的转角与转角命令值之间的偏差在允许范围之外时，控制单元从辅助命令值中去除第二辅助分量，并且改变理想模型以增强转角反馈控制系统中的收敛。

附图说明

图1是用于示出根据本发明的电动助力转向设备的实施例的框图；

图2是用于示出组成电动助力转向设备的电机控制设备的框图；

图3是组成电机控制设备的微型计算机的框图；

图4是示出转向转矩、车速与第一辅助分量之间的关系的图；

图5是组成电机控制设备的转角命令值计算单元的框图；以及

图6是用于示出组成电机控制设备的道路信息补偿单元的框图。

具体实施方式

以下描述将参照图1至图6来说明本发明的电动助力转向设备。

如图1所示，电动助力转向设备设置有转向机构1和辅助机构2。转向机构1基于司机对方向盘10的操作来转动转向轮15。辅助机构2辅助司机的转向操作。

转向机构1设置有与方向盘10整体地旋转的转向轴11。转向轴11的下端经由齿轮齿条式机构12与齿条轴13连接。齿条轴13的两端与拉杆14连接。当转向轴11通过司机的转向操作旋转时，转向轴11的旋转运动经由齿轮齿条式机构12被转换为齿条轴13的往复线性运动。此外，齿条轴13的往复线性运动经由拉杆14传递至转向轮15。以这样的方式，转向轮15的转角θp改变，并且车辆行进方向改变。