[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。该电动助力转向装置通过控制转向扭矩使其成为与转向角和转向角速度相对应的值，以便不会受到路面的状态的影响并且能够实现所期望的转向扭矩。本发明的电动助力转向装置，其通过基于转向扭矩和车速运算出的电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其具备SAT补偿值运算单元和转向反力补偿值运算单元，SAT补偿值运算单元基于SAT值运算出SAT补偿值，转向反力补偿值运算单元基于SAT补偿值、转向角和转向角速度运算出转向反力补偿值，通过转向反力补偿值对电流指令值进行补正。还有，控制扭力杆的扭转角以便使其追随与转向角相对应的值。

本申请是申请日为2015年8月4日，申请号为201580044495.0，发明名称为电动助力转向装置的分案申请。要求日本在先申请JP2014-169511、JP2014-169512的优先权，优先权日为2014年8月22日。

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向装置，其通过基于转向扭矩和车速运算出的电流指令值来驱动电动机，以便对车辆的转向系统施加辅助力。本发明尤其涉及一种高性能的电动助力转向装置，其通过使用基于转向角、转向角速度和SAT(自对准扭矩)补偿值的转向反力补偿值来补正电流指令值，或者，通过控制扭力杆的扭转角以便使其追随与转向角相对应的值，从而不会受到路面的状态的影响，并且，针对转向角和转向角速度，或者，针对转向角，能够实现同等的转向扭矩。

背景技术

利用电动机的旋转力对车辆的转向系统施加辅助力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辅助力。为了正确地产生辅助力的扭矩，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，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，同时，经过点火开关11，点火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Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行作为辅助指令的电流指令值的运算，由通过对运算出的电流指令值实施补偿等而得到的电压控制值Vref来控制供应给电动机20的电流。此外，转向角传感器14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连接的诸如分解器之类的旋转传感器处获得转向角。

另外，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30，车速Vel也能够从CAN40处获得。此外，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30。

在这样的电动助力转向装置中，控制单元30主要由CPU(也包含MPU、MCU等)构成，该CPU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，来自扭矩传感器10的转向扭矩Th和来自车速传感器12的车速Vel被输入到电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于转向扭矩Th和车速Vel并利用辅助图(アシストマップ)等来运算出电流指令值Iref1。运算出的电流指令值Iref1在加法单元32A与来自用于改善特性的补偿单元34的补偿信号CM相加；相加后得到的电流指令值Iref2在电流限制单元33中被限制了最大值；被限制了最大值的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中以便对其和电动机电流检测值Im进行减法运算。