[发明专利]电动助力转向装置的控制装置

说明书

本发明提供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以不会降低响应性的方式来稳定由转向盘惯性和电动机惯性构成的二惯性系统的振动模式。本发明的电动助力转向装置的控制装置具备前馈控制单元、反馈控制单元和响应控制单元，其中，前馈控制单元输入输入角度信息，运算出用于补偿电流指令值的第1补偿信号；反馈控制单元输入输出角度信息，运算出用于补偿电流指令值的第2补偿信号；响应控制单元基于第1补偿信号以及第2补偿信号来调整电流指令值。

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向装置的控制装置，其基于电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置的控制装置，其不会降低转向系统的转向的响应性，并且还能够提高稳定性。

背景技术

利用电动机的旋转力对车辆的转向系统进行辅助控制的电动助力转向装置(EPS)，将电动机的驱动力经由减速装置由诸如齿轮或皮带之类的传送机构，向转向轴或齿条轴施加转向辅助力(辅助力)。为了正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，以便使电流指令值与电动机电流检测值之间的差变小，一般来说，通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty ratio)来进行电动机外加电压的调整。

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以及用于检测出转向角θ的转向角传感器14，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(IG)信号被输入到控制单元30中。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Ts和由车速传感器12检测出的车速V，进行辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，由通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值Vref来控制供应给EPS用电动机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传感器处获得转向角。

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)100被连接到控制单元30，车速V也能够从CAN100处获得。此外，用于收发CAN100以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN101也可以被连接到控制单元30。

尽管控制单元30主要由MCU(也包含CPU、MPU等)来构成，但该MCU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，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Ts和由车速传感器12检测出的(或来自CAN100的)车速V被输入到用于运算出电流指令值Iref1的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩Ts和车速V并利用辅助图(assist map)等来运算出作为供应给电动机20的电动机电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经过加法单元32A被输入到电流限制单元33中；被限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中；减法单元32B运算出电流指令值Irefm与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差ΔI(＝Irefm-Im)；该偏差ΔI被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI(比例积分)控制单元35中。在PI控制单元35中经过特性改善后的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36中，再经过作为驱动单元的逆变器37来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电动机电流值Im，由电动机电流检测器38检测出的电动机电流值Im被反馈到减法单元32B中。逆变器37作为驱动元件使用场效应晶体管(FET)，其由FET的电桥电路来构成。