[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，其构成了基于物理模型的控制系统，构成了模型追随控制以便使控制对象的输出能够追随参考模型，不会带来转向不协调感，抑制“齿条末端碰撞时的异常音的发生”，使撞击力衰减，并且，能够抑制异常音，但不会使转弯半径恶化。本发明的电动助力转向装置具备“在齿条末端的前面的所规定的范围内将粘弹性模型设定为参考模型，输出用来对电流指令值进行补正的控制量”的粘弹性模型追随控制单元和“基于转向位置信息来判定是否在齿条末端的前面的所规定的范围内”的齿条末端接近判定单元，该电动助力转向装置至少基于转向位置信息、转向速度以及转向状态来调整控制量，并且，通过调整后的控制量来对电流指令值进行补正。

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩来运算出电流指令值，并且，通过电流指令值来驱动电动机，以便将辅助力赋予给车辆的转向系统。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置，其将粘弹性模型设定为参考模型(reference model)，并且，通过在齿条末端附近减少电流指令值的大小来减少辅助扭矩，以便使齿条末端碰撞时的势头衰减并且减少撞击能量，从而能够抑制使驾驶员感到不舒服的撞击噪音(异常音)，并且，还提高了转向感。

背景技术

电动助力转向装置(EPS)利用电动机的旋转力将辅助力赋予给车辆的转向系统，其将电动机的驱动力经由减速装置并且通过诸如齿轮或皮带之类的传送机构，作为辅助力赋予给转向轴或齿条轴。为了准确地产生辅助力的扭矩，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。反馈控制通过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，用于对转向盘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)30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，并且，使用辅助图(assist map)，来进行辅助指令的电流指令值的运算，基于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，来对供应给电动机20的电流进行控制。

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30，车速Vel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30。

在这样的电动助力转向装置中，控制单元30主要由CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)(也包含MPU(Micro Processor Unit，微处理器单元)、MCU(MicroController Unit，微控制器单元))来构成，该CPU内部由程序执行的一般功能例如，如图2的结构所示那样。