電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及利用轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部產(chǎn)生用于輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的輔助轉(zhuǎn)矩的電動(dòng) 助力轉(zhuǎn)向控制裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在使汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，需要轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，因此使用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置，W將產(chǎn)生輔助 轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)（旋轉(zhuǎn)機(jī)）等安裝于轉(zhuǎn)向軸，利用電動(dòng)機(jī)等產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩來輔助駕駛員的 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。
[0003] 運(yùn)里，電動(dòng)機(jī)等所產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定為基本與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩成比例。因此，在W相同 轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的情況下，若將相對(duì)于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的比例增益增大，則轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩變小，而若將比 例增益減小，則轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩變大。目P，為了W較小的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來有效地使方向盤旋轉(zhuǎn)，需要將 比例增益增大。
[0004] 另一方面，若比例增益設(shè)得過大，則容易產(chǎn)生方向盤的振動(dòng)、振蕩等現(xiàn)象。方向盤 的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向時(shí)的不適感、振蕩會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定動(dòng)作，因此希望對(duì)其進(jìn)行抑制。因此，提 出了將用于抵消方向盤的振動(dòng)、振蕩等（下面統(tǒng)稱為"振動(dòng)"）的補(bǔ)償電流與電動(dòng)機(jī)的目標(biāo) 電流重疊的方法。
[0005] 作為上述方法，現(xiàn)有的電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向控制裝置中，從檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速中去 除因轉(zhuǎn)向而產(chǎn)生的速度分量，取出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的振動(dòng)分量，從而計(jì)算用于抑制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 的振動(dòng)分量的阻尼電流，抑制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的振動(dòng)（例如參照專利文獻(xiàn)1)。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開2000 - 168600號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0007] 然而，現(xiàn)有技術(shù)存在W下問題。 專利文獻(xiàn)1記載的電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向控制裝置中，為了抑制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的振動(dòng)，對(duì)電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速的振動(dòng)分量進(jìn)行反饋來計(jì)算阻尼電流。由此，抑制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所包含的振動(dòng)分量。 [000引此處，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置中，夾著用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部（例如轉(zhuǎn) 矩傳感器），方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部（例如電動(dòng)機(jī)）側(cè)之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差（差轉(zhuǎn)速）。
[0009] 因此，僅抑制轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)的轉(zhuǎn)速（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速）的振動(dòng)，無法抑制方向盤側(cè)和轉(zhuǎn) 矩產(chǎn)生部側(cè)之間的差轉(zhuǎn)速，例如，在反向盤回正時(shí)等，具有使駕駛員感到不適的轉(zhuǎn)矩振動(dòng)的 問題。
[0010] 本發(fā)明是為了解決上述那樣的問題而完成的，其目的在于獲得一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 控制裝置及其控制方法，該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置及其控制方法能抑制方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn) 生部側(cè)之間的差轉(zhuǎn)速，并能抑制由方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)之間的差轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩振 動(dòng)。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段
[0011] 本發(fā)明所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置包括：駕駛員所轉(zhuǎn)動(dòng)的方向盤；轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生 部，該轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部產(chǎn)生用于對(duì)由駕駛員的轉(zhuǎn)向而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輔助的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)矩檢 測(cè)部，該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部設(shè)置于方向盤和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部之間，檢測(cè)出方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)之 間產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，W作為檢測(cè)轉(zhuǎn)矩；輔助轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算部，該輔助轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算部基于檢測(cè)轉(zhuǎn) 矩計(jì)算用于輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向的輔助轉(zhuǎn)矩指令；W及差轉(zhuǎn)速計(jì)算部，該差轉(zhuǎn)速計(jì)算部計(jì)算 出方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速之差，W作為差轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部，該轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生 部基于根據(jù)輔助轉(zhuǎn)矩指令及差轉(zhuǎn)速所設(shè)定的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩來生成產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
[0012] 本發(fā)明所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置的控制方法包括如下步驟：轉(zhuǎn)矩檢測(cè)步 驟，該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)步驟中，檢測(cè)出在駕駛員所轉(zhuǎn)動(dòng)的方向盤和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部之間產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，W 作為檢測(cè)轉(zhuǎn)矩，其中，該轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部產(chǎn)生用于對(duì)由駕駛員的轉(zhuǎn)向而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輔助的 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；輔助轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算步驟，該輔助轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算步驟中，基于檢測(cè)轉(zhuǎn)矩計(jì)算用于輔 助駕駛員的轉(zhuǎn)向的輔助轉(zhuǎn)矩指令；差轉(zhuǎn)速計(jì)算步驟，該差轉(zhuǎn)速計(jì)算步驟中，計(jì)算出方向盤側(cè) 和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速之差，W作為差轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生步驟，該轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生步驟中， 基于根據(jù)輔助轉(zhuǎn)矩指令及差轉(zhuǎn)速所設(shè)定的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩來生成產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 發(fā)明效果
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置及其控制方法，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部（步驟） 基于用于輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向的輔助轉(zhuǎn)矩指令、W及根據(jù)方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)之間產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)速之差即差轉(zhuǎn)速所設(shè)定的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩，來生成產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 因此，能抑制方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)之間的差轉(zhuǎn)速，并能抑制因方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn) 生部側(cè)之間的差轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩振動(dòng)。
【附圖說明】
[0014] 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的概 要圖。 圖2是簡(jiǎn)易表示一般的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置中、轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部的控制對(duì)象的框圖。 圖3是表示一般的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置中、分別將階躍輸入提供給產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)矩及擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)的檢測(cè)轉(zhuǎn)矩的時(shí)間變化的曲線圖。 圖4是表示一般的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置中、從產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩到檢測(cè)轉(zhuǎn)矩的傳遞特性、從 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩到檢測(cè)轉(zhuǎn)矩的傳遞特性及從擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩到檢測(cè)轉(zhuǎn)矩的傳遞特性的波特圖。 圖5是在本發(fā)明的實(shí)施方式1所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置中，與轉(zhuǎn)矩控制部一起 簡(jiǎn)易表示轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部的控制對(duì)象的框圖。 圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置中、將階躍輸入提供 給輔助轉(zhuǎn)矩指令時(shí)的檢測(cè)轉(zhuǎn)矩的時(shí)間變化的曲線圖。 圖7是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式1所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置中、從輔助轉(zhuǎn)矩指 令到檢測(cè)轉(zhuǎn)矩的傳遞特性及從擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩到檢測(cè)轉(zhuǎn)矩的傳遞特性的波特圖。 圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置的轉(zhuǎn)矩控制部的結(jié)構(gòu) 的框圖。 圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的概要 圖。 圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置的差轉(zhuǎn)速計(jì)算部的 結(jié)構(gòu)的框圖。 圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的概要 圖。 圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置的差轉(zhuǎn)速計(jì)算部的 結(jié)構(gòu)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面，利用附圖對(duì)本發(fā)明所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置及其控制方法的優(yōu)選實(shí) 施方式進(jìn)行說明，但各圖中，對(duì)相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的標(biāo)號(hào)并進(jìn)行說明。
[0016] 另外，W下的各實(shí)施方式中，作為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置W柱式的助力轉(zhuǎn)向控制 裝置為例進(jìn)行說明，但并不限于此，也可W是公知的小齒輪式、雙小齒輪式、齒條式、電動(dòng)液 壓式的助力轉(zhuǎn)向控制裝置。
[0017] 實(shí)施方式1. 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所設(shè)及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的概要 圖。運(yùn)里，作為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置示意性地示出柱式的助力轉(zhuǎn)向控制裝置。
[0018] 圖1中，該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制裝置包括：轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10、轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部1(例如轉(zhuǎn)矩傳 感器）、第一旋轉(zhuǎn)信息檢測(cè)部2、第二旋轉(zhuǎn)信息檢測(cè)部3、控制部20、W及轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部30。
[001引轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10中，在駕駛員使方向盤11向左右轉(zhuǎn)向的情況下，第一軸12旋轉(zhuǎn)與方 向盤11的旋轉(zhuǎn)量相對(duì)應(yīng)的量。此時(shí)，轉(zhuǎn)矩從轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部30經(jīng)由齒輪13對(duì)第一軸12的旋 轉(zhuǎn)進(jìn)行輔助。第一軸12的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由接頭14傳遞至第二軸15。
[0020] 第二軸15的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由小齒輪16轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，并傳遞至齒條17。此時(shí)，齒 條17向軸向移動(dòng)，從而系桿18也向軸向移動(dòng)。由此，使輪胎19轉(zhuǎn)向。
[0021] 轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部1設(shè)置在方向盤11和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部30 (齒輪13)之間。駕駛員在轉(zhuǎn)動(dòng) 方向盤11時(shí)，夾著轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部1在方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)之間產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)位置產(chǎn) 生差。轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部1檢測(cè)出該扭轉(zhuǎn)，并將其作為檢測(cè)轉(zhuǎn)矩輸出至控制部20。
[0022] 第一旋轉(zhuǎn)信息檢測(cè)部2檢測(cè)出駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤11時(shí)的方向盤側(cè)的旋轉(zhuǎn)信息，并 將其作為第一旋轉(zhuǎn)信息輸出至控制部20。第二旋轉(zhuǎn)信息檢測(cè)部3檢測(cè)出駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤 11時(shí)的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)的旋轉(zhuǎn)信息，并將其作為第二旋轉(zhuǎn)信息輸出至控制部20。
[0023] 控制部20基于分別從轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部1、第一旋轉(zhuǎn)信息檢測(cè)部2及第二旋轉(zhuǎn)信息檢測(cè) 部3輸出的檢測(cè)轉(zhuǎn)矩、第一旋轉(zhuǎn)信息及第二旋轉(zhuǎn)信息，計(jì)算輔助轉(zhuǎn)矩指令及差轉(zhuǎn)速，并輸出 至轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部30?？刂撇?0具有輔助轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算部21和差轉(zhuǎn)速計(jì)算部22。
[0024] 輔助轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算部21基于來自轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部1的檢測(cè)轉(zhuǎn)矩，計(jì)算用于輔助駕駛員 的轉(zhuǎn)向的輔助轉(zhuǎn)矩指令。差轉(zhuǎn)速計(jì)算部22基于來自第一旋轉(zhuǎn)信息檢測(cè)部2及第二旋轉(zhuǎn)信 息檢測(cè)部3的第一旋轉(zhuǎn)信息及第二旋轉(zhuǎn)信息，計(jì)算轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部1的方向盤側(cè)和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部 側(cè)之間的差轉(zhuǎn)速。
[00巧]具體而言，差轉(zhuǎn)速計(jì)算部22在例如第一旋轉(zhuǎn)信息為方向盤側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置、第二旋 轉(zhuǎn)信息是轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置的情況下，計(jì)算第一旋轉(zhuǎn)信息和第二旋轉(zhuǎn)信息之間的偏 差，并將對(duì)該偏差進(jìn)行微分后得到的值作為差轉(zhuǎn)速。差轉(zhuǎn)速計(jì)算部22也可W將對(duì)第一旋轉(zhuǎn) 信息進(jìn)行微分后得到的值和對(duì)第二旋轉(zhuǎn)信息進(jìn)行微分后得到的值之間的偏差作為差轉(zhuǎn)速。
[0026] 此外，差轉(zhuǎn)速計(jì)算部22在例如第一旋轉(zhuǎn)信息為方向盤側(cè)的轉(zhuǎn)速、第二旋轉(zhuǎn)信息是 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部側(cè)的轉(zhuǎn)速的情況