本發(fā)明涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其基于轉(zhuǎn)向扭矩和車速運(yùn)算出電流指令值，基于電流指令值來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行輔助控制。本發(fā)明尤其涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其通過(guò)根據(jù)與轉(zhuǎn)向角相對(duì)應(yīng)的回正控制電流來(lái)補(bǔ)償電流指令值，以便在返回到直線狀態(tài)的行駛狀態(tài)中可以使轉(zhuǎn)向盤(pán)(方向盤(pán))積極地返回到中立點(diǎn)。

背景技術(shù)：

利用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行輔助控制的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由減速裝置(減速比＝Gr)由齒輪或皮帶等傳送機(jī)構(gòu)，向轉(zhuǎn)向軸或齒條軸施加轉(zhuǎn)向輔助力。為了準(zhǔn)確地產(chǎn)生輔助扭矩(轉(zhuǎn)向輔助扭矩)，現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行電動(dòng)機(jī)電流的反饋控制。反饋控制調(diào)整電動(dòng)機(jī)外加電壓，以便使電流指令值與電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)值之間的差變小。電動(dòng)機(jī)外加電壓的調(diào)整一般通過(guò)調(diào)整PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制的占空比(Duty)來(lái)進(jìn)行。

如圖1所示，對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的一般結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。轉(zhuǎn)向盤(pán)(方向盤(pán))1的柱軸(轉(zhuǎn)向軸或方向盤(pán)軸)2經(jīng)過(guò)減速齒輪3(減速比＝Gr)、萬(wàn)向節(jié)4a和4b、齒輪齒條機(jī)構(gòu)5、轉(zhuǎn)向橫拉桿6a和6b，再通過(guò)輪轂單元7a和7b，與轉(zhuǎn)向車輪8L和8R連接。另外，在柱軸2上設(shè)有用于檢測(cè)出轉(zhuǎn)向盤(pán)1的轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器10，對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)1的轉(zhuǎn)向力進(jìn)行輔助的電動(dòng)機(jī)20通過(guò)減速齒輪3與柱軸2連接。電池13對(duì)用于控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的控制單元(ECU)30進(jìn)行供電，同時(shí)，經(jīng)過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)11，點(diǎn)火信號(hào)被輸入到控制單元30。此外，在柱軸2上設(shè)有用于檢測(cè)出轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角傳感器15，由轉(zhuǎn)向角傳感器15檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向角θ被輸入到控制單元30中。控制單元30基于由扭矩傳感器10檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向扭矩Th和由車速傳感器12檢測(cè)出的車速Vel，進(jìn)行作為輔助(轉(zhuǎn)向輔助)指令的電流指令值的運(yùn)算，根據(jù)通過(guò)對(duì)運(yùn)算出的電流指令值實(shí)施補(bǔ)償?shù)榷玫降碾妷嚎刂浦礒，來(lái)控制供給電動(dòng)機(jī)20的電流。此外，車速Vel也能夠從CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))等處獲得。

控制單元30主要由CPU(也包含MPU或MCU等)構(gòu)成，該CPU內(nèi)部由程序執(zhí)行的一般功能，如圖2所示。

參照?qǐng)D2來(lái)說(shuō)明控制單元30的功能和動(dòng)作。如圖2所示，由扭矩傳感器10檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向扭矩Tr和由車速傳感器12檢測(cè)出的車速Vel被輸入到用于運(yùn)算出電流指令值Iref1的電流指令值運(yùn)算單元31中。電流指令值運(yùn)算單元31基于被輸入進(jìn)來(lái)的轉(zhuǎn)向扭矩Tr和車速Vel使用輔助圖(アシストマップ)等運(yùn)算出作為供給電動(dòng)機(jī)20的電流的控制目標(biāo)值的電流指令值Iref1。電流指令值運(yùn)算單元31也可以具備相位補(bǔ)償單元、中心響應(yīng)性改善單元、魯棒穩(wěn)定化補(bǔ)償單元等，其中，相位補(bǔ)償單元提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定性；中心響應(yīng)性改善單元確保在輔助特性死區(qū)上的穩(wěn)定性并進(jìn)行靜摩擦的補(bǔ)償；魯棒穩(wěn)定化補(bǔ)償單元除去被包含在檢測(cè)扭矩中的由慣性要素和彈性要素構(gòu)成的共振系統(tǒng)的共振頻率中的峰值，并對(duì)阻礙控制系統(tǒng)的響應(yīng)性和穩(wěn)定性的共振頻率的相位偏移進(jìn)行補(bǔ)償。

電流指令值Iref1經(jīng)過(guò)加法單元32A被輸入到電流限制單元33中；被限制了最大電流的電流指令值Iref3被輸入到減法單元32B中；減法單元32B運(yùn)算出電流指令值Iref3與被反饋回來(lái)的電動(dòng)機(jī)電流值Im之間的偏差I(lǐng)ref4(＝Iref3-Im)；該偏差I(lǐng)ref4被輸入到用于進(jìn)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作的特性改善的作為電流控制單元的PI控制單元35中。在PI控制單元35中被進(jìn)行了特性改善的電壓控制值E被輸入到PWM控制單元36中，再經(jīng)過(guò)作為驅(qū)動(dòng)單元的逆變器37來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)20進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)器38檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)20的電流值Im，檢測(cè)出的電流值Im被反饋到減法單元32B中。逆變器37作為驅(qū)動(dòng)元件使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，由FET的電橋電路構(gòu)成。此外，電流限制單元33不是必須的。

另外，加法單元32A對(duì)來(lái)自補(bǔ)償單元34的補(bǔ)償信號(hào)CM進(jìn)行加法運(yùn)算，通過(guò)補(bǔ)償信號(hào)CM的加法運(yùn)算來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特性補(bǔ)償，以便改善收斂性和慣性特性等。補(bǔ)償單元34先在加法單元344將自對(duì)準(zhǔn)扭矩(SAT)343與慣性342相加，然后，在加法單元345再將在加法單元344得到的加法結(jié)果與收斂性341相加，最后，將在加法單元345得到的加法結(jié)果作為補(bǔ)償信號(hào)CM。

在這樣的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，因?yàn)橛糜趥魉洼o助力的減速齒輪和齒輪齒條機(jī)構(gòu)的摩擦，所以動(dòng)作會(huì)受到阻礙，盡管為想返回到直線狀態(tài)的行駛狀態(tài)，但轉(zhuǎn)向盤(pán)返回不到中立點(diǎn)，從而有時(shí)車輛很難變成直線狀態(tài)。

作為用于控制轉(zhuǎn)向盤(pán)回正時(shí)的輔助特性的現(xiàn)有技術(shù)，有在日本專利第4872298號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中所公開(kāi)的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制技術(shù)。專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的控制結(jié)構(gòu)基于轉(zhuǎn)向角、車速和轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算出目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度，根據(jù)實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比與目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度之間的偏差計(jì)算出補(bǔ)償電流。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4872298號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2007-99053號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

在轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制中，一般而言，基于轉(zhuǎn)向角計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度被設(shè)定為轉(zhuǎn)向角越大目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度就越大。但是，例如，在回旋駕駛中，駕駛員想要在轉(zhuǎn)向角大的領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比小的轉(zhuǎn)向。此時(shí)，因?yàn)槟繕?biāo)轉(zhuǎn)向速度與實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差變大，所以存在回正控制的輸出也變大的傾向，從而駕駛員會(huì)感覺(jué)到轉(zhuǎn)向盤(pán)回正感強(qiáng)的車輛特性。還有，因?yàn)樵诳焖俅蜣D(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)(切り増し操舵時(shí))是根據(jù)偏差來(lái)輸出補(bǔ)償電流的，所以補(bǔ)償輸出也隨著電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比而變化。因此，盡管駕駛員會(huì)感覺(jué)到偽粘性摩擦(擬似的な粘性摩擦)，但并不一定需要在快速打轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制來(lái)獲得粘性摩擦感。

在專利文獻(xiàn)1的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制中，盡管通過(guò)根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)降低目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度以便回避上述問(wèn)題，但在進(jìn)行突然轉(zhuǎn)向等情況下，因?yàn)橛袝r(shí)轉(zhuǎn)向扭矩的大小會(huì)一時(shí)發(fā)生變化，所以在那樣的情況下，由于發(fā)生補(bǔ)償量的突然變化，因此存在會(huì)感覺(jué)到轉(zhuǎn)向不協(xié)調(diào)感的問(wèn)題。

另外，盡管日本特開(kāi)2007-99053號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)也公開(kāi)了轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制技術(shù)，但由于在回正控制中沒(méi)有使用目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差，因此存在不能控制轉(zhuǎn)向速度的問(wèn)題。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其通過(guò)運(yùn)算出與轉(zhuǎn)向角和電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比相對(duì)應(yīng)的回正控制電流并補(bǔ)償電流指令值，以便在返回到直線狀態(tài)的行駛狀態(tài)中可以使轉(zhuǎn)向盤(pán)積極地返回到中立點(diǎn)。

解決技術(shù)問(wèn)題的手段

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其基于轉(zhuǎn)向扭矩和車速運(yùn)算出電流指令值，基于所述電流指令值來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行輔助控制，本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)下述這樣實(shí)現(xiàn)，即：具備轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元，其根據(jù)轉(zhuǎn)向角、所述車速和電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比運(yùn)算出回正控制電流并以通過(guò)從所述電流指令值中減去所述回正控制電流而得到的補(bǔ)償電流指令值來(lái)驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)，所述轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元由基本回正控制電流運(yùn)算單元、目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元、回正控制增益運(yùn)算單元、限制器和補(bǔ)正單元構(gòu)成，所述基本回正控制電流運(yùn)算單元基于轉(zhuǎn)向角和所述車速運(yùn)算出基本回正控制電流；所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元基于所述轉(zhuǎn)向角和所述車速運(yùn)算出目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度；所述回正控制增益運(yùn)算單元求出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與所述電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差并對(duì)其進(jìn)行符號(hào)處理，同時(shí)，根據(jù)P控制運(yùn)算、I控制運(yùn)算和D控制運(yùn)算中的至少兩個(gè)控制運(yùn)算來(lái)運(yùn)算出回正控制增益；所述限制器限制所述回正控制增益的最大值；所述補(bǔ)正單元根據(jù)所述限制器的輸出增益對(duì)所述基本回正控制電流進(jìn)行補(bǔ)正并輸出所述回正控制電流。

本發(fā)明的上述目的還可以通過(guò)下述這樣更有效地實(shí)現(xiàn)，即：所述回正控制增益運(yùn)算單元由減法單元、反相單元、符號(hào)單元、乘法單元和控制運(yùn)算單元構(gòu)成，所述減法單元求出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與所述電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差；所述反相單元使所述偏差反相；所述符號(hào)單元求出所述轉(zhuǎn)向角的正或負(fù)的符號(hào)；所述乘法單元將所述符號(hào)與來(lái)自所述反相單元的反相偏差相乘；所述控制運(yùn)算單元通過(guò)對(duì)所述乘法單元的輸出進(jìn)行P控制運(yùn)算和I控制運(yùn)算后并將其相加來(lái)輸出所述回正控制增益；或，所述回正控制增益運(yùn)算單元由減法單元、反相單元、符號(hào)單元、控制運(yùn)算單元和乘法單元構(gòu)成，所述減法單元求出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與所述電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差；所述反相單元使所述偏差反相；所述符號(hào)單元求出所述轉(zhuǎn)向角的正或負(fù)的符號(hào)；所述控制運(yùn)算單元通過(guò)對(duì)所述反相單元的輸出進(jìn)行P控制運(yùn)算和I控制運(yùn)算后并將其相加來(lái)輸出所述回正控制增益；所述乘法單元將所述符號(hào)與所述回正控制增益相乘；或，所述回正控制增益運(yùn)算單元由減法單元、反相單元、符號(hào)單元、控制運(yùn)算單元和乘法單元構(gòu)成，所述減法單元求出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與所述電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差；所述反相單元使所述偏差反相；所述符號(hào)單元求出所述轉(zhuǎn)向角的正或負(fù)的符號(hào)；所述控制運(yùn)算單元通過(guò)對(duì)所述反相單元的輸出進(jìn)行P控制運(yùn)算、I控制運(yùn)算和D控制運(yùn)算后并將其相加來(lái)輸出所述回正控制增益；所述乘法單元將所述符號(hào)與所述回正控制增益相乘；或，所述回正控制增益運(yùn)算單元由減法單元、第1反相單元、符號(hào)單元、第2反相單元、控制運(yùn)算單元和乘法單元構(gòu)成，所述減法單元求出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與所述轉(zhuǎn)向速度之間的偏差；所述第1反相單元使所述偏差反相；所述符號(hào)單元求出所述轉(zhuǎn)向角的正或負(fù)的符號(hào)；所述第2反相單元使所述轉(zhuǎn)向速度反相；所述控制運(yùn)算單元通過(guò)對(duì)所述第1反相單元的輸出進(jìn)行P控制運(yùn)算和I控制運(yùn)算，對(duì)所述第2反相單元的輸出進(jìn)行D控制運(yùn)算，從所述I控制運(yùn)算的輸出中減去所述D控制運(yùn)算的輸出，然后將所述P控制運(yùn)算的輸出與該減法結(jié)果相加，以便輸出所述回正控制增益；所述乘法單元將所述符號(hào)與所述回正控制增益相乘；或，所述回正控制增益運(yùn)算單元由減法單元、第1反相單元、符號(hào)單元、第2反相單元、控制運(yùn)算單元和乘法單元構(gòu)成，所述減法單元求出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與所述電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差；所述第1反相單元使所述偏差反相；所述符號(hào)單元求出所述轉(zhuǎn)向角的正或負(fù)的符號(hào)；所述第2反相單元使所述轉(zhuǎn)向速度反相；所述控制運(yùn)算單元通過(guò)對(duì)所述第1反相單元的輸出進(jìn)行I控制運(yùn)算，對(duì)所述第2反相單元的輸出進(jìn)行P控制運(yùn)算和D控制運(yùn)算，從所述I控制運(yùn)算的輸出中減去所述P控制運(yùn)算和所述D控制運(yùn)算的加法結(jié)果，以便輸出所述回正控制增益；所述乘法單元將所述符號(hào)與所述回正控制增益相乘；或，所述回正控制增益運(yùn)算單元由減法單元、第1反相單元、符號(hào)單元、第1乘法單元、第2反相單元、第2乘法單元和控制運(yùn)算單元構(gòu)成，所述減法單元求出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與所述電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差；所述第1反相單元使所述偏差反相；所述符號(hào)單元求出所述轉(zhuǎn)向角的正或負(fù)的符號(hào)；所述第1乘法單元將所述符號(hào)與來(lái)自所述第1反相單元的反相偏差相乘；所述第2反相單元使所述轉(zhuǎn)向速度反相；所述第2乘法單元將所述正負(fù)符號(hào)與來(lái)自所述第2反相單元的反相轉(zhuǎn)向速度相乘；所述控制運(yùn)算單元通過(guò)對(duì)所述第1乘法單元的輸出進(jìn)行I控制運(yùn)算，對(duì)所述第2乘法單元的輸出進(jìn)行P控制運(yùn)算，從所述I控制運(yùn)算的輸出中減去所述P控制運(yùn)算的輸出，以便輸出所述回正控制增益；或，所述回正控制增益運(yùn)算單元由減法單元、第1反相單元、符號(hào)單元、第2反相單元、控制運(yùn)算單元和乘法單元構(gòu)成，所述減法單元求出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與所述電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差；所述第1反相單元使所述偏差反相；所述符號(hào)單元求出所述轉(zhuǎn)向角的正或負(fù)的符號(hào)；所述第2反相單元使所述轉(zhuǎn)向速度反相；所述控制運(yùn)算單元通過(guò)對(duì)所述第1反相單元的輸出進(jìn)行I控制運(yùn)算，對(duì)所述第2反相單元的輸出進(jìn)行P控制運(yùn)算，從所述I控制運(yùn)算的輸出中減去所述P控制運(yùn)算的輸出，以便輸出所述回正控制增益；所述乘法單元將所述符號(hào)與所述回正控制增益相乘；或，所述最大值為“1.0”，所述補(bǔ)正單元為乘法單元；或，所述基本回正控制電流運(yùn)算單元為車速感應(yīng)型，并具有隨著所述轉(zhuǎn)向角的絕對(duì)值從0開(kāi)始變大，所述基本回正控制電流在正和負(fù)方向逐漸變大，當(dāng)所述絕對(duì)值超過(guò)規(guī)定值時(shí)，所述基本回正控制電流逐漸變小的點(diǎn)對(duì)稱的拋物線狀特性；或，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元為車速感應(yīng)型，并具有隨著所述轉(zhuǎn)向角的絕對(duì)值從0開(kāi)始變大，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度在負(fù)和正方向逐漸變大的點(diǎn)對(duì)稱特性。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，通過(guò)基于目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差并使用P控制運(yùn)算(比例控制運(yùn)算)、I控制運(yùn)算(積分控制運(yùn)算)和D控制運(yùn)算(微分控制運(yùn)算)中的至少兩個(gè)控制運(yùn)算的運(yùn)算來(lái)運(yùn)算出轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制的增益，通過(guò)根據(jù)該增益補(bǔ)正與轉(zhuǎn)向角相對(duì)應(yīng)的基本回正控制電流(通過(guò)將與轉(zhuǎn)向角相對(duì)應(yīng)的基本回正控制電流與該增益相乘)，以便運(yùn)算出補(bǔ)償電流。因?yàn)樽兂闪伺c轉(zhuǎn)向角相對(duì)應(yīng)的基本回正控制電流，即使在目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差大的情況下，如果基本回正控制電流的絕對(duì)值小的話，則最終的回正控制電流的絕對(duì)值也變小，所以可以設(shè)定適度的回正控制電流。此外，因?yàn)榛卣刂齐娏鞲鶕?jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差而增減，所以可以執(zhí)行追隨了目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度的平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制。

另外，盡管在快速打轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，回正控制的增益因積分增益而被積蓄起來(lái)，但在本發(fā)明中，通過(guò)限制回正控制增益的值(最大值＝1.0)，可以進(jìn)行只有到基本回正控制電流為止的輸出的設(shè)定。因此，在快速打轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，與轉(zhuǎn)向角相對(duì)應(yīng)的回正控制電流被輸出，從而可以不給駕駛員帶來(lái)與速度相對(duì)應(yīng)的抵抗力的粘性感(抵抗力の粘性感)，但卻可以給駕駛員帶來(lái)與角度相對(duì)應(yīng)的抵抗力的反力感(抵抗力の反力感)。

附圖說(shuō)明

圖1是表示一般的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的概要的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示控制單元(ECU)的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是表示本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖4是表示轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元的結(jié)構(gòu)例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖5是表示基本回正控制電流運(yùn)算單元的特性例的特性圖。

圖6是表示目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元的特性例的特性圖。

圖7是表示符號(hào)單元的特性例的特性圖。

圖8是表示限制器的特性例的特性圖。

圖9是表示本發(fā)明的動(dòng)作例的流程圖。

圖10是表示轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元的其他的結(jié)構(gòu)例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖11是表示轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元的其他的結(jié)構(gòu)例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖12是表示轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元的其他的結(jié)構(gòu)例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖13是表示轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元的其他的結(jié)構(gòu)例的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是基于轉(zhuǎn)向扭矩和車速運(yùn)算出電流指令值，基于電流指令值來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行輔助控制的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。本發(fā)明通過(guò)基于目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差并使用PI控制運(yùn)算(比例積分控制運(yùn)算)等控制運(yùn)算來(lái)運(yùn)算出回正控制增益，通過(guò)根據(jù)該回正控制增益補(bǔ)正與轉(zhuǎn)向角(車速)相對(duì)應(yīng)的基本回正控制電流(通過(guò)將與轉(zhuǎn)向角(車速)相對(duì)應(yīng)的基本回正控制電流與該回正控制增益相乘)，以便運(yùn)算出用于電流指令值補(bǔ)償?shù)幕卣刂齐娏?。因?yàn)樽兂闪伺c轉(zhuǎn)向角相對(duì)應(yīng)的基本回正控制電流，即使在目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差大的情況下，如果基本回正控制電流的絕對(duì)值小的話，則最終的回正控制電流的絕對(duì)值也變小，所以可以設(shè)定適度的回正控制電流。此外，因?yàn)榛卣刂齐娏鞯拇笮「鶕?jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度與實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差而增減，所以可以執(zhí)行追隨了目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度的平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制。

另外，盡管在快速打轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，回正控制增益的值因積分增益而被積蓄起來(lái)，但通過(guò)將回正控制增益的最大值限制在“1.0”，可以進(jìn)行只有到基本回正控制電流為止的輸出的設(shè)定。因此，在快速打轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，與轉(zhuǎn)向角相對(duì)應(yīng)的回正控制電流被輸出，從而可以不給駕駛員帶來(lái)與速度相對(duì)應(yīng)的抵抗力的粘性感，但卻可以給駕駛員帶來(lái)與轉(zhuǎn)向角相對(duì)應(yīng)的抵抗力的反力感。

下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

與圖2相對(duì)應(yīng)的圖3是表示本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，本發(fā)明設(shè)有轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元100、轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元180和減法單元181，其中，轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元100輸入轉(zhuǎn)向角θ、電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比和車速Vel，運(yùn)算出回正控制電流Irc并將其輸出；轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元180基于轉(zhuǎn)向角θ運(yùn)算出轉(zhuǎn)向速度ω(對(duì)轉(zhuǎn)向角θ進(jìn)行微分來(lái)求出轉(zhuǎn)向速度ω)；減法單元181從電流指令值Iref2中減去(補(bǔ)正)回正控制電流Irc并輸出補(bǔ)償電流指令值Iref3a。

轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元100具有如圖4所示的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，轉(zhuǎn)向角θ被輸入到基本回正控制電流運(yùn)算單元101和目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元102中，車速Vel也被輸入到基本回正控制電流運(yùn)算單元101和目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元102中，基本回正控制電流運(yùn)算單元101和目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元102都具有車速感應(yīng)的特性。如圖5所示，基本回正控制電流運(yùn)算單元101的特性為隨著轉(zhuǎn)向角θ從0開(kāi)始變大(變小)，基本回正控制電流在正方向(負(fù)方向)變大，當(dāng)轉(zhuǎn)向角θ超過(guò)正或負(fù)的規(guī)定值時(shí)，基本回正控制電流逐漸變小的拋物線狀的點(diǎn)對(duì)稱特性。也就是說(shuō)，基本回正控制電流運(yùn)算單元101的特性為隨著轉(zhuǎn)向角θ的絕對(duì)值從0開(kāi)始變大，基本回正控制電流在正和負(fù)方向逐漸變大，當(dāng)絕對(duì)值超過(guò)規(guī)定值時(shí)，基本回正控制電流逐漸變小的點(diǎn)對(duì)稱的拋物線狀特性。還有，如圖6所示，目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元102的特性為隨著轉(zhuǎn)向角θ從0開(kāi)始變大(變小)，目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度在負(fù)方向(正方向)變大的點(diǎn)對(duì)稱特性。也就是說(shuō)，目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元102的特性為隨著轉(zhuǎn)向角θ的絕對(duì)值從0開(kāi)始變大，目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度在負(fù)和正方向逐漸變大的點(diǎn)對(duì)稱特性。

由基本回正控制電流運(yùn)算單元101運(yùn)算出的基本回正控制電流Ibr被輸入到作為補(bǔ)正單元的乘法單元107中，由目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元102運(yùn)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt被加法輸入到減法單元104中。轉(zhuǎn)向速度ω被作為實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比減法輸入到減法單元104中，由減法單元104求出的目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt與電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比之間的偏差ωe被輸入到反相單元105中，反相后的偏差“-ωe”被輸入到乘法單元106中。

另外，轉(zhuǎn)向角θ被輸入到符號(hào)單元103中，符號(hào)單元103輸出如圖7所示的在轉(zhuǎn)向角θ的正側(cè)的話則為「+1」在負(fù)側(cè)的話則為「-1」的符號(hào)SN。符號(hào)SN被輸入到乘法單元106中，與反相后的偏差“-ωe”相乘。在乘法單元106中通過(guò)相乘得到的轉(zhuǎn)向速度ωc(＝SN·(-ωe))被輸入到作為控制運(yùn)算單元的PI控制運(yùn)算單元110中。此外，回正控制增益運(yùn)算單元由符號(hào)單元103、減法單元104、反相單元105、乘法單元106和PI控制運(yùn)算單元110構(gòu)成。

PI控制運(yùn)算單元110由比例(P)運(yùn)算單元111、積分(I)運(yùn)算單元112、積分增益單元113和加法單元114構(gòu)成，其中，比例運(yùn)算單元111對(duì)轉(zhuǎn)向速度ωc進(jìn)行比例控制運(yùn)算；積分運(yùn)算單元112對(duì)轉(zhuǎn)向速度ωc進(jìn)行積分運(yùn)算；積分增益單元113將積分增益I與積分運(yùn)算單元112的輸出相乘；加法單元114將比例運(yùn)算單元111的輸出和積分增益單元113的輸出相加，并輸出回正控制增益Gc。PI控制運(yùn)算單元110對(duì)轉(zhuǎn)向速度ωc進(jìn)行控制運(yùn)算后，輸出回正控制增益Gc。

具有如圖8所示的特性的限制器108將在PI控制運(yùn)算單元110中通過(guò)控制運(yùn)算而得到的回正控制增益Gc的最大輸出值限制在“1.0”，最大輸出值被限制在“1.0”的回正控制增益Gc被輸入到乘法單元107中。乘法單元107將基本回正控制電流Ibr與回正控制增益Gc相乘，并輸出作為乘法結(jié)果的回正控制電流Irc?；卣刂齐娏鱅rc被減法輸入到減法單元181中。減法單元181生成從電流指令值Iref2中減去回正控制電流Irc而得到的補(bǔ)償電流指令值Iref3a。

在這樣的結(jié)構(gòu)中，參照?qǐng)D9的流程圖來(lái)說(shuō)明其動(dòng)作例。

首先，從轉(zhuǎn)向角傳感器15輸入并讀取轉(zhuǎn)向角θ，從車速傳感器12輸入并讀取車速Vel(步驟S1)，轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元180基于轉(zhuǎn)向角θ運(yùn)算出轉(zhuǎn)向速度ω(對(duì)轉(zhuǎn)向角θ進(jìn)行微分來(lái)求出轉(zhuǎn)向速度ω)(步驟S2)。另外，也可以從CAN輸入轉(zhuǎn)向角θ和車速Vel。

基本回正控制電流運(yùn)算單元101基于轉(zhuǎn)向角θ和車速Vel運(yùn)算出基本回正控制電流Ibr，并將其輸入到乘法單元107中(步驟S3)。還有，目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元102基于轉(zhuǎn)向角θ和車速Vel運(yùn)算出目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt(步驟S4)，減法單元104運(yùn)算出轉(zhuǎn)向速度(實(shí)際電動(dòng)機(jī)角速度/Gr比)ω與目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt之間的偏差ωe(步驟S5)，反相單元105使偏差ωe反相，并將反相后的偏差“-ωe”輸入到乘法單元106中(步驟S6)。

還有，符號(hào)單元103計(jì)算出有關(guān)轉(zhuǎn)向角θ的符號(hào)(步驟S7)，乘法單元106將符號(hào)SN與偏差“-ωe”相乘(步驟S8)，被賦予了符號(hào)的偏差ωc被輸入到PI控制運(yùn)算單元110中。PI控制運(yùn)算單元110進(jìn)行由比例運(yùn)算單元111進(jìn)行的比例控制運(yùn)算和由積分運(yùn)算單元112以及積分增益單元113進(jìn)行的積分控制運(yùn)算，在加法單元114進(jìn)行比例控制運(yùn)算和積分控制運(yùn)算的加法，從加法單元114輸出回正控制增益Gc(步驟S9)?；卣刂圃鲆鍳c在限制器108中最大值被限制在“1.0”然后被輸入到乘法單元107中，乘法單元107根據(jù)回正控制增益Gc補(bǔ)正基本回正控制電流Ibr(將基本回正控制電流Ibr與回正控制增益Gc相乘)，并輸出回正控制電流Irc(步驟S10)。回正控制電流Irc被減法輸入到減法單元181中，減法單元181生成從電流指令值Iref2中減去回正控制電流Irc而得到的被補(bǔ)償?shù)碾娏髦噶钪礗ref3a(步驟S11)，以后，實(shí)行與前述同樣的轉(zhuǎn)向控制。

如上所述，在本發(fā)明中，根據(jù)轉(zhuǎn)向角θ和車速Vel運(yùn)算出基本回正控制電流Ibr，因此，可以在SAT(自對(duì)準(zhǔn)扭矩)小并且轉(zhuǎn)向盤(pán)回正不好的車輛狀態(tài)時(shí)增大回正控制電流Irc，在SAT大并且轉(zhuǎn)向盤(pán)回正的車輛狀態(tài)時(shí)減小回正控制電流Irc。還有，在不需要轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制的例如打死轉(zhuǎn)向盤(pán)(據(jù)え切り)等的車速范圍內(nèi)，不實(shí)行轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制。

因?yàn)槟繕?biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt是轉(zhuǎn)向盤(pán)回正轉(zhuǎn)向時(shí)(ハンドル戻し操舵時(shí))的目標(biāo)速度，所以如圖6所示，被定義成轉(zhuǎn)向角θ為正，目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt為負(fù)。通過(guò)使偏差ωe的符號(hào)反相并與轉(zhuǎn)向角θ的符號(hào)SN相乘，在轉(zhuǎn)向角θ和轉(zhuǎn)向速度ω一致的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)以比目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt快的轉(zhuǎn)向速度回正的時(shí)候，賦予符號(hào)后的偏差ωc為正，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)以比目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt慢的轉(zhuǎn)向速度回正的時(shí)候，賦予符號(hào)后的偏差ωc為負(fù)。當(dāng)賦予符號(hào)后的偏差ωc被輸入到PI控制運(yùn)算單元110中，并且PI控制運(yùn)算單元110求出了回正控制增益Gc的時(shí)候，轉(zhuǎn)向速度ω越比目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt快，回正控制增益Gc在負(fù)的方向就越大；轉(zhuǎn)向速度ω越比目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt慢，回正控制增益Gc在正的方向就越大。通過(guò)將回正控制增益Gc與基本回正控制電流Ibr相乘來(lái)進(jìn)行補(bǔ)正，以便求出回正控制電流Irc。回正控制電流Irc根據(jù)偏差ωe而增減(回正控制電流Irc的大小根據(jù)偏差ωe而發(fā)生變化)，在比目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt慢的轉(zhuǎn)向的時(shí)候，增大用于使轉(zhuǎn)向盤(pán)返回到中心(中立點(diǎn))的回正輔助扭矩，在比目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt慢的情況下，減小輔助扭矩，或，作為用于使速度變慢的制動(dòng)扭矩(ブレーキトルク)輸出。

在本發(fā)明中，因?yàn)镻I控制運(yùn)算單元110從偏差ωe求出回正控制增益Gc，并使回正控制電流Irc的大小發(fā)生變化，因?yàn)檫M(jìn)行控制以便轉(zhuǎn)向盤(pán)以目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt回正，所以可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正。另外，回正控制增益Gc在限制器108中被限制了最大值之后與基本回正控制電流Ibr相乘，將限制器108的上限值設(shè)為1倍。在快速打轉(zhuǎn)向盤(pán)并且轉(zhuǎn)向角θ為正的情況下，轉(zhuǎn)向速度ω為正。此時(shí)，目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt為負(fù)，因?yàn)閺呢?fù)的目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度ωt中減去正的轉(zhuǎn)向速度ω，所以偏差ωe一定為負(fù)。因?yàn)橘x予符號(hào)后的偏差被反相之后與轉(zhuǎn)向角θ的符號(hào)SN相乘，所以為正。因此，PI控制運(yùn)算單元110的積分值在正方向被積蓄起來(lái)。通過(guò)將限制器108設(shè)置在PI控制運(yùn)算的后級(jí)，回正控制增益Gc保持在上限值(＝1.0)。因此，基本回正控制電流Ibr被直接作為回正控制電流Irc輸出。從而，在快速打轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，回正控制電流Irc被作為與轉(zhuǎn)向角θ和車速Vel相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償量輸出，因?yàn)檗D(zhuǎn)向速度ω與補(bǔ)償量沒(méi)有關(guān)聯(lián)，所以不會(huì)讓駕駛員感覺(jué)到粘性感，但可以讓駕駛員感覺(jué)到偽路面反力(擬似的な路面反力)。

此外，在圖4中，盡管乘法單元106將偏差“-ωe”與符號(hào)SN相乘后將其輸入到PI控制運(yùn)算單元110中，如圖4的虛線所示，在本發(fā)明中，也可以將乘法單元109設(shè)置在PI控制運(yùn)算單元110的輸出單元(出力部)，并且，也可以將偏差“-ωe”直接輸入到PI控制運(yùn)算單元110中，乘法單元109將來(lái)自PI控制運(yùn)算單元110的回正控制增益Gc與符號(hào)SN相乘后，并將其輸入到限制器108中。

與圖4相對(duì)應(yīng)的圖10～圖13表示轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元100的回正控制增益運(yùn)算單元的其他的結(jié)構(gòu)例。下面，對(duì)各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖10的實(shí)施方式為這樣的實(shí)施方式，即，在圖4的PI控制運(yùn)算單元110的結(jié)構(gòu)中附加了微分(D)控制運(yùn)算并將其作為PID控制運(yùn)算單元120，刪除乘法單元106，作為乘法單元106的替代，將與符號(hào)SN相乘的乘法單元109設(shè)置在PID控制運(yùn)算單元120的輸出單元。也就是說(shuō)，作為D控制運(yùn)算，設(shè)置用于對(duì)轉(zhuǎn)向速度ωc進(jìn)行微分運(yùn)算的微分(D)運(yùn)算單元121和用于將微分增益D與微分運(yùn)算單元121的輸出相乘的微分增益單元122，加法單元123將微分增益單元122的輸出、比例運(yùn)算單元111的輸出以及積分增益單元113的輸出相加起來(lái)后，再輸出回正控制增益Gc。然后，乘法單元109將回正控制增益Gc與符號(hào)SN相乘后，并將其輸入到限制器108中。

在本實(shí)施方式中，回正控制增益運(yùn)算單元由符號(hào)單元103、減法單元104、反相單元105、乘法單元109和PID控制運(yùn)算單元120構(gòu)成。

在本實(shí)施方式中，因?yàn)槲⒎?D)控制可以根據(jù)偏差的變化量來(lái)改變控制增益，所以在偏差的變化量大的情況下，回正控制增益變大。從而，通過(guò)追加微分(D)控制，可以改善對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度的控制速應(yīng)性。

圖11的實(shí)施方式為在PI控制運(yùn)算中附加了D先行型控制運(yùn)算并將其作為PI-D控制運(yùn)算單元的實(shí)施方式，作為控制運(yùn)算單元，其具備PI控制運(yùn)算單元110和D控制運(yùn)算單元130，將乘法單元109設(shè)置在PI控制運(yùn)算單元110的輸出單元。還有，設(shè)有使轉(zhuǎn)向速度ω反相的反相單元105A，D控制運(yùn)算單元130內(nèi)的微分運(yùn)算單元131對(duì)反相后的轉(zhuǎn)向速度-ω進(jìn)行微分運(yùn)算，然后，微分增益單元132將微分增益D與微分運(yùn)算單元131的輸出相乘，在微分增益單元132中得到的結(jié)果被減法輸入到PI控制運(yùn)算單元110內(nèi)的減法單元115中。積分運(yùn)算的結(jié)果被加法輸入到減法單元115中。加法單元114將在減法單元115中得到的差與比例運(yùn)算的結(jié)果相加后，輸出回正控制增益Gc?；卣刂圃鲆鍳c在乘法單元109與符號(hào)SN相乘后，被輸入到限制器108中。

在本實(shí)施方式中，回正控制增益運(yùn)算單元由符號(hào)單元103、減法單元104、反相單元105以及105A、乘法單元109、PID控制運(yùn)算單元110和D控制運(yùn)算單元130構(gòu)成。

本實(shí)施方式的微分先行型PID控制通過(guò)不將偏差作為微分(D)控制的輸入信號(hào)而是將轉(zhuǎn)向速度作為微分(D)控制的輸入信號(hào)，即使在目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度突然發(fā)生變化的情況下，也可以防止微分(D)控制的輸出發(fā)生變動(dòng)和回正控制增益突然發(fā)生變化，同時(shí)，因?yàn)槭刮⒎?D)控制在由外部干擾造成的轉(zhuǎn)向速度變化中起到作用，還可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制。

圖12的實(shí)施方式為在I控制運(yùn)算中附加了PD先行型控制運(yùn)算并將其作為I-PD控制運(yùn)算單元的實(shí)施方式，作為控制運(yùn)算單元，其具備I控制運(yùn)算單元140和PD控制運(yùn)算單元150。還有，和圖11的實(shí)施方式一樣，圖12的實(shí)施方式設(shè)有反相單元105A。圖12的實(shí)施方式在PD控制運(yùn)算單元150內(nèi)的比例運(yùn)算單元154中對(duì)反相后的轉(zhuǎn)向速度-ω進(jìn)行P控制運(yùn)算，同時(shí)，在微分運(yùn)算單元152中對(duì)反相后的轉(zhuǎn)向速度-ω進(jìn)行微分運(yùn)算后，在微分增益單元153中將微分增益D與微分運(yùn)算單元152的輸出相乘，然后，在加法單元155中將比例運(yùn)算結(jié)果與微分運(yùn)算結(jié)果相加。加法單元155的加法結(jié)果被減法輸入到I控制運(yùn)算單元140內(nèi)的減法單元143中。另外，I控制運(yùn)算單元140內(nèi)的積分運(yùn)算單元141對(duì)來(lái)自反相單元105的轉(zhuǎn)向速度-ωe進(jìn)行積分運(yùn)算，然后，積分增益單元142將積分增益I與積分運(yùn)算單元141的輸出相乘，在積分增益單元142中得到的結(jié)果被加法輸入到減法單元143中。減法單元143從I控制運(yùn)算單元140的積分運(yùn)算結(jié)果中減去PD控制運(yùn)算單元150的結(jié)果后，輸出回正控制增益Gc。回正控制增益Gc在乘法單元109與符號(hào)SN相乘后，被輸入到限制器108中。

在本實(shí)施方式中，回正控制增益運(yùn)算單元由符號(hào)單元103、減法單元104、反相單元105以及105A、乘法單元109、I控制運(yùn)算單元140和PD控制運(yùn)算單元150構(gòu)成。

本實(shí)施方式的比例微分先行型PID控制通過(guò)不將偏差作為微分(D)控制的輸入信號(hào)而是將轉(zhuǎn)向速度作為微分(D)控制的輸入信號(hào)，即使在目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度突然發(fā)生變化的情況下，也可以防止比例(P)控制和微分(D)控制的各個(gè)輸出發(fā)生變動(dòng)和回正控制增益突然發(fā)生變化，同時(shí)，因?yàn)槭贡壤?P)控制和微分(D)控制在由外部干擾造成的轉(zhuǎn)向速度變化中起到作用，還可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制。

圖13的實(shí)施方式為在I控制運(yùn)算中附加了P先行型控制運(yùn)算并將其作為I-P控制運(yùn)算單元的實(shí)施方式，作為控制運(yùn)算單元，其具備I控制運(yùn)算單元140和P控制運(yùn)算單元160。和圖11的實(shí)施方式一樣，圖13的實(shí)施方式設(shè)有反相單元105A和乘法單元106A。在圖13的實(shí)施方式中，P控制運(yùn)算單元160內(nèi)的比例運(yùn)算單元161對(duì)乘法單元106A的乘法結(jié)果進(jìn)行比例運(yùn)算，在比例運(yùn)算單元161中得到的結(jié)果被減法輸入到I控制運(yùn)算單元140內(nèi)的減法單元143中。還有，I控制運(yùn)算單元140內(nèi)的積分運(yùn)算單元141對(duì)轉(zhuǎn)向速度ωc進(jìn)行積分運(yùn)算,然后，積分增益單元142將積分增益I與積分運(yùn)算單元141的輸出相乘，在積分增益單元142中得到的結(jié)果被加法輸入到減法單元143中。減法單元143從I控制運(yùn)算單元140的積分運(yùn)算結(jié)果中減去PD控制運(yùn)算單元150的結(jié)果后，輸出回正控制增益Gc。

此外，在圖13中，盡管乘法單元106將偏差“-ωe”與符號(hào)SN相乘后將其輸入到I控制運(yùn)算單元140中，同時(shí)，乘法單元106A將轉(zhuǎn)向速度“-ω”與符號(hào)SN相乘后將其輸入到P控制運(yùn)算單元160中，如圖13的虛線所示，在本發(fā)明中，也可以將乘法單元109設(shè)置在I控制運(yùn)算單元140的輸出單元，并且，也可以將偏差“-ωe”直接輸入到I控制運(yùn)算單元140中，還可以將轉(zhuǎn)向速度“-ω”直接輸入到P控制運(yùn)算單元160中，乘法單元109將來(lái)自I控制運(yùn)算單元140的回正控制增益Gc與符號(hào)SN相乘后，并將其輸入到限制器108中。

在本實(shí)施方式中，回正控制增益運(yùn)算單元由符號(hào)單元103、減法單元104、反相單元105以及105A、乘法單元106以及106A(或109)、I控制運(yùn)算單元140和P控制運(yùn)算單元160構(gòu)成。

因?yàn)樵诒緦?shí)施方式的比例先行型PI控制中沒(méi)有微分(D)控制，所以可以簡(jiǎn)化控制邏輯(制御ロジック)，同時(shí)，本實(shí)施方式的比例先行型PI控制通過(guò)不將偏差作為比例(P)控制的輸入信號(hào)而是將轉(zhuǎn)向速度作為比例(P)控制的輸入信號(hào)，即使在目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度突然發(fā)生變化的情況下，也可以防止比例(P)控制的輸出發(fā)生變動(dòng)和回正控制增益突然發(fā)生變化，同時(shí)，因?yàn)槭贡壤?P)控制在由外部干擾造成的轉(zhuǎn)向速度變化中起到作用，還可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1 轉(zhuǎn)向盤(pán)(方向盤(pán))

2 柱軸(轉(zhuǎn)向軸、方向盤(pán)軸)

3 減速齒輪

10 扭矩傳感器

11 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)

12 車速傳感器

13 電池

15 轉(zhuǎn)向角傳感器

20 電動(dòng)機(jī)

30 控制單元(ECU)

100 轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元

101 基本回正控制電流運(yùn)算單元

102 目標(biāo)轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元

103 符號(hào)單元

105、105A 反相單元

108 限制器

110 PI控制運(yùn)算單元

120 PID控制運(yùn)算單元

130 D控制運(yùn)算單元

140 I控制運(yùn)算單元

150 PD控制運(yùn)算單元

160 P控制運(yùn)算單元

180 轉(zhuǎn)向速度運(yùn)算單元