號(hào)單元111、增益單元112、乘法單元101和乘法單元 102構(gòu)成補(bǔ)正單元。轉(zhuǎn)向扭矩增益單元110、車(chē)速增益單元130和乘法單元132構(gòu)成轉(zhuǎn)向盤(pán)回 正控制增益計(jì)算單元。積分控制單元140、積分增益單元141、限制器142、加法單元105和限 制器143構(gòu)成轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制電流運(yùn)算單元。
[0085] 轉(zhuǎn)向扭矩增益單元110具有圖5所示的特性，為運(yùn)樣一種輸出特性，即，當(dāng)轉(zhuǎn)向扭矩 T為從0到T1時(shí)輸出一定值化1，當(dāng)轉(zhuǎn)向扭矩T超過(guò)T1時(shí)逐漸減少，當(dāng)轉(zhuǎn)向扭矩T等于或大于T2 (>Τ1)時(shí)變?yōu)?。還有，角加速度運(yùn)算單元120為圖6所示的隨著轉(zhuǎn)向角Θ增大而逐漸變小的 輸出特性，將車(chē)速V和轉(zhuǎn)向扭矩Τ作為參數(shù)，為當(dāng)車(chē)速V和轉(zhuǎn)向扭矩Τ變小時(shí)角加速度α也變小 的特性。車(chē)速增益單元130具有圖7所示的特性，盡管為運(yùn)樣一種特性，即，至少當(dāng)車(chē)速V小于 或等于車(chē)速VI時(shí)為小的增益ΚΡ1而且為一定，當(dāng)車(chē)速V大于車(chē)速VI時(shí)逐漸增加，當(dāng)車(chē)速V等于 或大于車(chē)速V2(>車(chē)速VI)時(shí)為大的增益ΚΡ2而且為一定，但并不限定于運(yùn)樣的特性。
[0086] 在運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)中，參照?qǐng)D8和圖9的流程圖來(lái)說(shuō)明其動(dòng)作例。
[0087] 首先，輸入(讀取)轉(zhuǎn)向扭矩T、車(chē)速V、轉(zhuǎn)向角Θ和轉(zhuǎn)向角速度ω (步驟S1)，轉(zhuǎn)向扭矩 增益單元110輸出轉(zhuǎn)向扭矩增益化(步驟S2)。增益單元112將轉(zhuǎn)向扭矩Τ與增益Gw相乘，乘法 單元101對(duì)來(lái)自增益單元112的輸出進(jìn)行平方運(yùn)算，來(lái)自乘法單元101的平方值TG1被輸入到 乘法單元1〇2(步驟S3)，符號(hào)單元111檢測(cè)出轉(zhuǎn)向扭矩T的符號(hào)SN(步驟S4)，乘法單元102將 符號(hào)SN與平方值TG1相乘(步驟S5)。
[0088] 還有，角加速度運(yùn)算單元120基于被輸入進(jìn)來(lái)的轉(zhuǎn)向角Θ、車(chē)速V和轉(zhuǎn)向扭矩T運(yùn)算 出角加速度α(步驟S10)，積分單元121進(jìn)行角加速度α的積分(步驟S11)，加法單元103將來(lái) 自積分單元121的積分值IG與在乘法單元102得到的乘法結(jié)果相加(步驟S12)，平方根單元 122對(duì)在加法單元103得到的加法結(jié)果進(jìn)行平方根處理后，輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度ωι(步驟 S13)。
[0089] 另一方面，車(chē)速V在車(chē)速增益單元130中被變換成車(chē)速增益ΚΡ(步驟S20)，實(shí)際轉(zhuǎn)向 角速度ω在濾波器131中被實(shí)施了相位超前處理之后，作為ω a被減法輸入到減法單元104 (步驟S21 )，由減法單元104求出的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度ω 1與ω a之間的偏差SG1被輸入到乘法 單元132(步驟S22)。轉(zhuǎn)向扭矩增益化和車(chē)速增益KP被輸入到乘法單元132,乘法單元132通 過(guò)進(jìn)行偏差SG1、轉(zhuǎn)向扭矩增益化和車(chē)速增益KP的乘法來(lái)求出轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制增益SG2(步 驟S23)。轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制增益SG2在積分控制單元140中被進(jìn)行了積分處理之后(步驟S24)， 在積分增益單元141中再與積分增益KI相乘(步驟S25)，然后在限制器142中根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩 增益化和車(chē)速增益KP被進(jìn)行限制處理(步驟S30)。
[0090] 由限制器142進(jìn)行了限制處理之后的信號(hào)被輸入到加法單元105,在加法單元105 與轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制增益SG2相加(步驟S31)，然后在限制器143中被進(jìn)行了限制處理之后，被 作為轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制電流HR輸出（步驟S32)。加法單元106通過(guò)將轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制電流皿與 電流指令值Iref相加來(lái)進(jìn)行補(bǔ)正，并輸出補(bǔ)償電流指令值Irefn(步驟S33)。
[0091] 此外，轉(zhuǎn)向角速度也可W為電動(dòng)機(jī)角速度X齒輪比，也可W通過(guò)參照平方根函數(shù) 表來(lái)求出平方根函數(shù)。另外，可W適當(dāng)?shù)刈兏鼒D8和圖9的數(shù)據(jù)輸入、運(yùn)算和處理的順序。還 有，盡管在上述實(shí)施方式中對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制增益進(jìn)行I控制運(yùn)算，但在本發(fā)明中也可W進(jìn) 行P控制運(yùn)算、I控制運(yùn)算和D控制運(yùn)算的全部控制運(yùn)算，也可W進(jìn)行P控制運(yùn)算、I控制運(yùn)算 和D控制運(yùn)算中的至少一個(gè)控制運(yùn)算。
[0092] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0093] 1 轉(zhuǎn)向盤(pán)(方向盤(pán)）
[0094] 2 柱軸(轉(zhuǎn)向軸、方向盤(pán)軸）
[009引10 扭矩傳感器
[0096] 12 車(chē)速傳感器
[0097] 14 轉(zhuǎn)向角傳感器
[009引 20 電動(dòng)機(jī)
[0099] 30 控制單元化CU)
[0100] 31 電流指令值運(yùn)算單元
[0101] 33 電流限制單元
[0102] 34 補(bǔ)償信號(hào)生成單元
[0103] 35 PI控制單元
[0104] 36 PWM控制單元
[010引 37 逆變器
[0106] 50 CAN
[0107] 100 轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元
[010引 110 轉(zhuǎn)向扭矩增益單元
[0109] 111 符號(hào)單元
[0110] 120 角加速度運(yùn)算單元
[01川 m 積分單元
[011引122 平方根單元
[0113] 130 車(chē)速增益單元
[0114] 131 濾波器
[011引140 積分控制單元
[0116] 142、143 限制器
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其基于轉(zhuǎn)向扭矩和車(chē)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，其特征在 于： 具備轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元，其基于轉(zhuǎn)向角、所述轉(zhuǎn)向扭矩、所述車(chē)速和轉(zhuǎn)向角速度運(yùn)算 出轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制電流，以通過(guò)將所述轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制電流與所述電流指令值相加而得到 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)回正控制單元由角加速度運(yùn)算單元、補(bǔ)正單元、目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度設(shè)定單元、 轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制增益計(jì)算單元和轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制電流運(yùn)算單元構(gòu)成， 所述角加速度運(yùn)算單元運(yùn)算出與所述轉(zhuǎn)向角、所述車(chē)速和所述轉(zhuǎn)向扭矩相對(duì)應(yīng)的角加 速度； 所述補(bǔ)正單元根據(jù)與所述轉(zhuǎn)向扭矩相對(duì)應(yīng)的角速度的平方來(lái)補(bǔ)正所述角加速度的積 分值的兩倍； 所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度設(shè)定單元基于來(lái)自所述補(bǔ)正單元的補(bǔ)正值的平方根來(lái)設(shè)定目標(biāo) 轉(zhuǎn)向角速度； 所述轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制增益計(jì)算單元將車(chē)速增益和轉(zhuǎn)向扭矩增益與所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速 度與實(shí)際轉(zhuǎn)向角速度之間的偏差相乘，求出轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制增益； 所述轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制電流運(yùn)算單元對(duì)所述轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制增益進(jìn)行P控制運(yùn)算、I控制 運(yùn)算和D控制運(yùn)算中的至少一個(gè)控制運(yùn)算，根據(jù)所述車(chē)速增益和所述轉(zhuǎn)向扭矩增益進(jìn)行輸 出限制，求出所述轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制電流。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述角加速度運(yùn)算單元將所 述車(chē)速作為參數(shù)，所述角加速度為隨著所述轉(zhuǎn)向角增大而逐漸變小的特性。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述角加速度為隨著所述車(chē) 速減小而變小的特性。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)向扭 矩增益是當(dāng)所述轉(zhuǎn)向扭矩小于或等于規(guī)定值T1時(shí)為一定，當(dāng)所述轉(zhuǎn)向扭矩大于或等于規(guī)定 值T2(>所述規(guī)定值T1)并小于規(guī)定值T3(>所述規(guī)定值T2)時(shí)逐漸減少，當(dāng)所述轉(zhuǎn)向扭矩等 于或大于所述規(guī)定值Τ3時(shí)變?yōu)?的特性。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述車(chē)速增 益是當(dāng)所述車(chē)速小于或等于規(guī)定值VI時(shí)為一定，當(dāng)所述車(chē)速大于或等于規(guī)定值￥2(>所述 規(guī)定值VI)并小于規(guī)定值V3(>所述規(guī)定值V2)時(shí)逐漸增加，當(dāng)所述車(chē)速等于或大于所述規(guī) 定值V3時(shí)變?yōu)橐欢ㄖ档奶匦浴?. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:從所述目標(biāo) 轉(zhuǎn)向角速度中減去經(jīng)過(guò)了相位超前濾波器的所述轉(zhuǎn)向角速度。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:使用限制器 來(lái)限制所述轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制電流的最大值。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:對(duì)所述轉(zhuǎn)向 盤(pán)回正控制增益進(jìn)行P控制運(yùn)算和I控制運(yùn)算。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置即使在直線行駛狀態(tài)中當(dāng)駕駛員介入轉(zhuǎn)向時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)沒(méi)有不協(xié)調(diào)感并且平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制。本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置具備用于運(yùn)算出回正控制電流并以從電流指令值中減去回正控制電流而得到的補(bǔ)償電流指令值來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元，該轉(zhuǎn)向盤(pán)回正控制單元由角加速度運(yùn)算單元、補(bǔ)正單元、目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度設(shè)定單元、回正控制增益計(jì)算單元和回正控制電流運(yùn)算單元構(gòu)成，其中，該角加速度運(yùn)算單元運(yùn)算出與轉(zhuǎn)向角、車(chē)速和轉(zhuǎn)向扭矩相對(duì)應(yīng)的角加速度；該補(bǔ)正單元根據(jù)與轉(zhuǎn)向扭矩相對(duì)應(yīng)的角速度的平方來(lái)補(bǔ)正角加速度的積分值的兩倍；該目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度設(shè)定單元基于補(bǔ)正值的平方根來(lái)設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度；該回正控制增益計(jì)算單元將車(chē)速增益和轉(zhuǎn)向扭矩增益與目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度與實(shí)際轉(zhuǎn)向角速度之間的偏差相乘，求出回正控制增益；該回正控制電流運(yùn)算單元對(duì)回正控制增益進(jìn)行P控制運(yùn)算、I控制運(yùn)算和D控制運(yùn)算中的至少一個(gè)控制運(yùn)算，根據(jù)車(chē)速增益和轉(zhuǎn)向扭矩增益進(jìn)行輸出限制，求出回正控制電流。
【IPC分類(lèi)】B62D119/00, B62D101/00, B62D113/00, B62D6/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105579325
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201580001815
【發(fā)明人】北爪徹也
【申請(qǐng)人】日本精工株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年5月13日
【公告號(hào)】EP3031701A1, WO2016017235A1