专利名称：电动动力转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备向转向操纵系统施加辅助力的马达的电动动力转向装置。
背景技术：
作为上述电动动力转向装置，众所周知有日本特开2004 - 66999号公报所记载的技术。在此类电动动力转向装置中，使用下述(A)式而运算出马达的旋转角速度而且，基于该旋转角速度《的大小来进行各种马达控制。在(A)式中，Vm表示马达的端子间电压、R表示马达的电阻、Im表示马达的电流、Ke表示反电动势常数(V*s/rad)。作为马达电流Im和马达电压Vm而使用测定值。作为R， 使用基于表示马达电流Im与马达电阻Rm之间的关系的图谱(map)而求出的值。作为Ke，使用预先设定了固定值。to = (Vm — RX Im)/Ke... (A)反电动势常数Ke实际上不是固定值而根据马达的温度等发生变化。因此，存在实际的反电动势常数Ke、与求得马达的旋转角速度《时使用的反电动势常数Ke之间有差的情况。当该差较大时，根据上述(A)式而运算出的旋转角速度Co与实际的旋转角速度Co之间出现的差存在较大地分歧，因此基于被运算出的旋转角速度《而进行的各种控制的控制精度降低。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供能够基于马达的旋转角速度而精确地控制马达的电动动力转向装置。具备向转向操纵系统施加辅助力的马达的本发明的电动动力转向装置的一个方式的构成上的特征是，上述电动动力转向装置具备旋转角速度获取部，该旋转角速度获取部获取与上述马达的旋转角速度对应的对应旋转角速度；感应电压运算部，该感应电压运算部在与获取上述对应旋转角速度的时期相同的时期将上述马达的感应电压作为推定感应电压而进行运算；反电动势常数运算部，该反电动势常数运算部基于上述对应旋转角速度和上述推定感应电压来运算反电动势常数；旋转角运算部，该旋转角运算部基于上述马达的电流、上述马达的电压、上述反电动势常数、以及上述马达的电阻来将上述马达的旋转角速度作为推定旋转角速度而进行运算。
图I是对本发明的一个实施方式的电动动力转向装置示意性地示出其整体结构的示意图。图2是本实施方式的电动动力转向装置示出其控制系统的结构的框图。图3是本实施方式的电动动力转向装置示出转向操纵角速度、转向操纵角速度的变化量、推定感应电压以及反电动势常数的运算的时机之间的关系的图表。图4是对由本实施方式的电子控制装置执行的“推定感应电压的运算处理”示出其顺序的流程图。
具体实施例方式本发明的其他特征和优点将结合附图以及具体实施方式
予以明确，其中数字表示构成元件。参照图I 图4对本发明的一个实施方式进行说明。电动动力转向装置I具备转向操纵角传递机构10(转向操纵系统)、EPS致动器20、以及电子控制装置30。上述转向操纵角传递机构10 (转向操纵系统)将方向盘2的旋转传递到转向轮3。上述EPS致动器20向转向操纵角传递机构10施加用于辅助方向盘2的操 作的力(以下，称为“辅助力”)。上述电子控制装置30控制EPS致动器20。并且，在电动动力转向装置I设置有检测这些装置的动作状态的多个传感器。转向操纵角传递机构10具备转向轴11、齿轮齿条机构12、齿条轴13、以及转向横拉杆14。上述转向轴11根据方向盘2的操作而旋转。上述齿轮齿条机构12将转向轴11的旋转传递到齿条轴13。上述齿条轴13操作转向横拉杆14。上述转向横拉杆14操作转向节。EPS致动器20具备马达21和减速机构22。上述马达21向转向轴11施加转矩。上述减速机构22对马达21的旋转进行减速。作为马达21，采用带刷的马达21。该马达21的旋转被减速机构22减速而传递到转向轴11。此时，从马达21向转向轴11施加的转矩作为辅助力而发挥作用。转向操纵角传递机构10如下述那样进行动作。即，当方向盘2被操作时，辅助力向转向轴11施加，本转向轴11旋转。转向轴11的旋转利用齿轮齿条机构12而变换为齿条轴13的直线运动。齿条轴13的直线运动经由与本齿条轴13的两端连结的转向横拉杆14而向转向节传递。而且，伴随着转向节的动作而转动的转向轮3的舵角变更。方向盘2的转向操纵角0 s以方向盘2位于中立位置时被确定为基准。S卩，使方向盘2位于中立位置时的转向操纵角e S为“0”，当方向盘2从中立位置朝右方或者左方旋转时，转向操纵角9 S根据距离中立位置的旋转角度而增加。方向盘2的转向操纵状态被划分为“旋转状态”、“中立状态”、“保持转向状态”。“旋转状态”表示方向盘2旋转过程中的状态。“中立状态”表示方向盘2位于中立位置的状态。“保持转向状态”表示方向盘2位于从中立位置朝右方或者左方旋转的位置、并且保持在该位置的状态。另外，“旋转状态”被划分为“打轮状态”和“回轮状态”。“打轮状态”表示增大转向操纵角9 s的状态。“回轮状态”表示减少转向操纵角0 s的状态。在电动动力转向装置I设置有转矩传感器31、车速传感器32、以及转向传感器33(旋转角速度获取部)。上述转矩传感器31检测方向盘2的转矩。上述车速传感器32检测与车速对应的值。上述转向传感器33检测方向盘2的转向操纵角0 s。这些传感器分别如下述那样输出与被对象物的状态的变化对应的信号。转矩传感器31向电子控制装置30输出与利用方向盘2的操作而向转向轴11施加的转矩的大小对应的信号(以下，称为“输出信号SA”)。车速传感器32向电子控制装置30输出与转向轮3的旋转速度对应的信号(以下，称为“输出信号SB”)。转向传感器33向电子控制装置30输出与方向盘2的旋转量对应的信号(以下，称为“输出信号SC”)。电子控制装置30基于各传感器的输出来进行下面的运算。电子控制装置30基于转矩传感器31的输出信号SA来运算伴随着方向盘2的操作而与输入到转向轴11的转矩的大小相当的运算值(以下，称为“转向操纵转矩T”)。另夕卜，电子控制装置30基于车速传感器32的输出信号SB来运算与车辆的行驶速度相当的运算值(以下，称为“车速V”)。另外，电子控制装置30基于转向传感器33的输出信号SC来运算方向盘2的转向操纵角0 S。另外，电子控制装置30进行下面的马达控制。电子控制装置30执行动力辅助控制、和转向操纵转矩切换控制。上述动力辅助控制对用于向转向操纵系统施加辅助力的马达输出进行调整。上述转向操纵转矩切换控制为了调整方向盘2的转向操纵感觉而修正马达输出。 在转向操纵转矩切换控制中，为了提高转向操纵感觉而根据方向盘2的转向操纵状态来修正转向操纵转矩t。而且，将已修正的值作为修正转矩Ta输出。在动力辅助控制中，基于车速V以及修正转矩Ta来运算用于驱动马达21的电流指令值la。参照图2对电子控制装置30的结构进行说明。电子控制装置30具备马达控制装置40和驱动电路50。上述马达控制装置40形成与向马达21供给的驱动电力对应的信号(以下，称为“马达控制信号Sm”)。上述驱动电路50向马达21供给与马达控制信号Sm对应的驱动电力。在驱动电路50设置有电压传感器51和电流传感器52。上述电压传感器51检测马达21的端子间电压(以下，称为“马达电压Vm”)。上述电流传感器52检测向马达21供给的电流(以下，称为“马达电流Im”)。 马达控制装置40具备电流指令值运算部60、反馈修正部70、马达控制信号输出部80、以及旋转角运算部90。上述电流指令值运算部60运算向马达21供给的电流值(以下，称为“电流指令值la”)。上述马达控制信号输出部80形成马达控制信号Sm。上述旋转角运算部90将马达21的旋转角速度wm作为推定旋转角速度coma而进行运算。反馈修正部70基于马达21的马达电流Im与电流指令值Ia之差来修正电流指令值Ia，反馈控制为马达电流Im收敛于电流指令值la。马达控制信号输出部80基于由反馈修正部70输出的修正电流指令值Ib来形成马达控制信号Sm。电流指令值运算部60具备基本辅助运算部61和转矩切换运算部62。上述基本辅助运算部61运算电流指令值Ia的基础成分(以下，称为“基本控制量las”)。上述转矩切换运算部62基于车速V以及推定旋转角速度《ma来修正转向操纵转矩t。转矩切换运算部62修正转向操纵转矩T (转向操纵转矩切换控制)。具体而言，当方向盘2的状态为保持转向状态以及回轮状态时，转矩切换运算部62以转向操纵转矩T增大的方式进行修正。另外，当处于本状态(保持转向状态以及回轮状态)时，转矩切换运算部62随着车速V变小而增大使转向操纵转矩T增大的量，并且随着推定旋转角速度《ma的绝对值变大而增大使转向操纵转矩T增大的量。另一方面，当方向盘2的状态为打轮状态时，转矩切换运算部62将转向操纵转矩T的修正量设为“O”。即，转矩切换运算部62在保持转向状态以及回轮状态下比方向盘2的打轮状态时增大辅助量。由此，转向操纵感觉提高。方向盘2的状态处于打轮状态、保持转向状态以及回轮状态中的哪一种状态，根据下面的方法进行判定。即，当转向操纵转矩T的符号与推定旋转角速度coma的符号一致时，判定为打轮状态。当转向操纵转矩T的符号与推定旋转角速度coma的符号不一致时，判定为回轮状态。当推定旋转角速度《ma的绝对值比规定值《0小时，判定为保持转向状态。基本辅助运算部61基于修正转矩T a和车速V来运算基本控制量las。具体而言，基本辅助运算部61随着车速V变小而增大基本控制量las。另外，基本辅助运算部61随着修正转矩T a变大而增大基本控制量las。旋转角运算部90基于作为马达方程式的下述(I)式来运算推定旋转角速度coma。推定旋转角速度《ma在上述转矩切换运算部62被使用。此外，由于不在带刷马达21设置 检测马达21的旋转角速度com的传感器，因此根据下面的(I)式来将马达21的旋转角速度作为推定旋转角速度coma而进行运算。coma = (Vm — ImXRm) /Ke ... (I)“Vm”表示从电压传感器51输入的马达电压Vm (端子间电压)。“Im”表示从电流传感器52输入的马达电流Im。“Rm”表示预先存储于存储部的马达电阻Rm。作为马达电阻Rm而使用预先设定的
固定值。“Ke”表示反电动势常数。根据以上的结构，马达控制装置40如下述那样进行动作。S卩，马达控制装置40利用旋转角运算部90运算推定旋转角速度coma。而且，马达控制装置40基于该推定旋转角速度wma和车速V来修正转向操纵转矩t ,并运算修正转矩Ta。另外，马达控制装置40基于修正转矩T a和车速V来形成基本控制量las。基本控制量Ias由马达电流Im反馈修正，而设为修正电流指令值Ib。而且，基本控制量Ias基于修正电流指令值Ib来形成马达控制信号Sm。如图2所示，马达控制装置40除了具备上述运算要素之外，还具备更新反电动势常数Ke的反电动势常数更新部100。反电动势常数更新部100具备转向操纵角速度运算部110、感应电压运算部120、以及运算马达21的反电动势常数Ke的反电动势常数运算部130。上述转向操纵角速度运算部110基于转向操纵角0 s来运算转向操纵角速度《s。上述感应电压运算部120推定马达21的感应电压E。上述反电动势常数运算部130运算马达21的反电动势常数Ke。感应电压运算部120利用干扰观测器并基于(2)式以及(3)式来运算马达21的推定感应电压EX。干扰观测器基于例如以下的式子来运算推定感应电压EX。d \ /dt = (G/L) {Vm + (G — Rm) Im — \ } ... (2)EX = I - G Im ... (3)表示中间变量。“G”表示观测器增益(固定值)。“EX”表示推定感应电压。“L”表示电感。
“/dt”表示时间微分。感应电压运算部120在下面的第一条件 第三条件成立时，运算推定感应电压EX0而且，将运算而得的转向操纵角速度《 s和推定感应电压EX作为一组数据而存储。第一条件转向操纵角速度《 s的绝对值比阈值HA大。第二条件转向操纵角速度《 s的变化量(变化率)的绝对值比判定变化量HB小。第三条件本次运算推定感应电压EX时的转向操纵角速度《 s、与前一次运算推定感应电压EX时的转向操纵角速度《 s之差的绝对值比设定值DS小。参照图3对运算推定感应电压EX的条件(第一条件 第三条件)进行说明。
转向操纵角速度(0 s被周期性地检测。转向操纵角速度《 s根据方向盘2的操作状态而发生变化。当方向盘2处于打轮状态时，转向操纵角速度cos朝正方向变大。当方向盘2处于保持转向状态时，转向操纵角速度《 s形成为接近0的值。当方向盘2处于回轮状态时，转向操纵角速度朝负方向变大例如，如图3 Ca)的转向操纵角速度Ws的图表所示那样，当对方向盘2打轮时，转向操纵角速度的大小根据驾驶员的转向操作的变化而发生变化。在本图中，示出使方向盘2 —边朝同方向改变转向操纵角速度《 s一边旋转的样子。此时，如图3的(b)转向操纵角速度Ws的变化量的图所示那样，转向操纵角速度 S的变化量(变化率)形成为，当转向操纵角速度《 S增大时朝正方向变大，当转向操纵角速度《 S恒定时形成为近似0的值,当转向操纵角速度W S减少时朝负方向变大。在此类转向操纵角速度《 s的变化中，推定感应电压EX的运算在上述第一 第三条件成立时进行。即，如图3所示，当转向操纵角速度os的绝对值大、且转向操纵角速度 s的变化量小，并且运算这次的转向操纵角速度cos与上一次推定感应电压EX时的转向操纵角速度之差的绝对值Dco s比设定值DS小时，运算推定感应电压EX。S卩，当转向操纵角速度稳定时、并且推定感应电压EX为比较大的值时，运算推定感应电压EX。参照图4对运算推定感应电压EX的运算处理顺序进行说明。此外，本处理利用电子控制装置30在每个规定的运算周期反复执行。在步骤SllO中，判断转向操纵角速度cos是否比阈值HA大。当转向操纵角速度 s在阈值HA以下时，结束本运算处理。在转向操纵角速度《 s比阈值HA大时移至下一步骤。在步骤S120中，判断转向操纵角速度《 s的变化量(变化率)的绝对值是否比判定变化量HB小。当转向操纵角速度的变化量(变化率)的绝对值在判定变化量HB以上时，结束本运算处理。另一方面，在转向操纵角速度的变化量(变化率)的绝对值比判定变化量HB小时移至下一步骤。在步骤S130中，判断在上一次运算中运算推定感应电压EX时的转向操纵角速度W SI (第一转向操纵角速度W SI、与第一对应旋转角速度对应。)、与这次的转向操纵角速度 s2 (第二转向操纵角速度《s2、与第二对应旋转角速度对应。)之差的绝对值Dco s是否比设定值DS小。当判断为否定时，结束本运算处理。另一方面，当上述判定被肯定时，在步骤S140中运算推定感应电压EX。接着，对反电动势常数运算部130进行说明。反电动势常数运算部130基于(4)式来运算新的反电动势常数Ke。
Ke2 = EX2/EXlXKel ...(4)“EX1”表示转向操纵角速度cosl时的第一推定感应电压。“EX2”表示转向操纵角速度《s2时的第二推定感应电压。“Kel”表示转向操纵角速度wsl时的第一反电动势常数。“Ke2”表示转向操纵角速度《 s2时的第二反电动势常数。即，表示这次运算的反电动势常数。转向操纵角速度《 si与转向操纵角速度《 s2之差的绝对值比设定值DS小。对(4)式的导出方法进行说明。 一般马达21的感应电压E、反电动势常数Ke、以及马达21的旋转角速度之间存在如下的关系。“感应电压E” = “反电动势常数Ke”X “马达的旋转角速度…(5)根据(5)式，下面的(51)式以及(52)式成立。“感应电压E1” = “第一反电动势常数Kel” X “旋转角速度…(51)“感应电压E2” = “第二反电动势常数Ke2” X “旋转角速度《m2”…(52)感应电压E1、第一反电动势常数Kel、以及马达21的旋转角速度表示第一时期中的感应电压E、反电动势常数Ke、以及马达21的旋转角速度com。感应电压E2、第二反电动势常数Ke2、以及马达21的旋转角速度《m2表示第二时期中的感应电压E、反电动势常数Ke、以及马达21的旋转角速度《m。此外，在以下的说明中，使感应电压El为“E1”，使感应电压E2为“E2”，使第一反电动势常数Kel为“Kel”，使第二反电动势常数Ke2为“Ke2”，使马达21的旋转角速度
为“使马达21的旋转角速度《m2为“ com2”。此处，当“wml= wm2”为相同的值时，(6)式成立。Ke2 = E2/ElXKel ...(6)S卩，当在第一时期获取的马达21的旋转角速度《ml、与在第二时期获取的马达21的旋转角速度《m2的值一致时，能够基于第一时期的第一反电动势常数Kel与各时期的感应电压E之比来运算第二时期的第二反电动势常数Ke2。在带刷马达21的情况下，不能获取马达21的旋转角速度com的实际的值。另外，一般也不能获取马达21的感应电压E的实际的值。因此，将(6)式的参数、即马达21的旋转角速度和感应电压E如下述那样置换。由于马达21的旋转角速度wm与转向操纵角速度to s存在相关关系，因此使用转向操纵角速度OS来代替马达21的旋转角速度com。另外，使用由干扰观测器运算的推定感应电压EX来代替感应电压E。根据干扰观测器，由于能够精确地运算推定感应电压EX，因此该置换所导致的误差小。如以上那样，导出上述(4)式。根据(4)式而新运算出的反电动势常数Ke作为最新的反电动势常数Ke的值而被存储。而且，最新的反电动势常数Ke使用于马达21的推定旋转角速度coma。参照图3 (c)的反电动势常数Ke的图表对反电动势常数Ke的更新进行说明。在第一时刻tl时，转向操纵角速度cos满足第一条件 第三条件。此时，运算第一反电动势常数Kel。而且,第一反电动势常数Kel作为新的反电动势常数Ke而被存储。
在第二时刻t2时，转向操纵角速度《 s满足第一条件 第三条件。此时，运算第二推定感应电压EX2。而且，上一次转向操纵角速度参照满足第一条件 第三条件时的第一推定感应电压EX1，基于(4)式而新运算第二反电动势常数Ke2。而且，第二反电动势常数Ke2作为新的反电动势常数Ke而被存储。接着，对基于(4)式来运算新的反电动势常数Ke的作用效果进行说明。以往，带刷的马达21即未安装旋转角速度检测装置(分解器)的马达21，为了运算该马达21的旋转角速度而使用上述(I)式所示的马达方程式。而且，作为反电动势常数Ke而使用固定值。但是，为了精确地求得马达21的旋转角速度而判明需要对反电动势常数Ke进行修正。即，反电动势常数Ke因温度以及马达21的构成要素的磨耗等发生变化的情况显而易见，判明反电动势常数Ke的变化是为了精确地运算旋转角速度com而不能忽视的大小。
因此，基于马达21的实际的物理量来运算反电动势常数Ke。具体而言，根据上述的(4)式来运算反电动势常数Ke。而且，该值使用于马达21的推定旋转角速度《ma的运算。因此，由于推定旋转角速度《ma基于根据马达21的状态的反电动势常数Ke而被运算，因此精度提高。即，推定旋转角速度《ma与实际的旋转角速度wm之差变小。由此，由于基于推定旋转角速度《ma的转向操纵转矩切换控制的控制精度提高，因此转向操作的感觉提高。另外，为了反电动势常数Ke的运算而使用的推定感应电压EX，如上述所示那样以满足第一 第三条件为必要条件。即，根据第一条件，由于推定感应电压EX比阈值HA大时、即推定感应电压EX所包含的误差比率变小时，运算反电动势常数Ke，因此反电动势常数Ke的精度提高。另外，根据第二条件，即当推定感应电压EX的变化量比判定变化量HB小时运算推定感应电压EX，由此推定感应电压EX相对于转向操纵角速度的差别变小。而且，由于基于该推定感应电压EX来运算反电动势常数Ke，因此反电动势常数Ke的精度变高。即，与不以第一条件以及第二条件的成立为必要条件而运算推定感应电压EX的情况相比，推定感应电压EX的精度提高。因此，能够运算更精确的反电动势常数Ke。根据第三条件存在如下的效果。根据第三条件，马达21处在大致相同的运动条件下时、即上一次反电动势常数Ke的转向操纵角速度《sl与运算这次反电动势常数Ke时的转向操纵角速度cos2接近时( Si与(0 s2之差的绝对值比设定值DS小时)，运算推定感应电压EX。而且，如(4)式所示那样，在马达21为大致相同的运动条件下基于运算而得的两个推定感应电压EX之比来运算反电动势常数Ke。在马达21为不同运动条件下基于运算而得的两个推定感应电压EX之比来运算反电动势常数Ke的情况下，需要考虑推定感应电压EX以外的参数对反电动势常数Ke的作用。在该点上，根据第三条件，由于几乎不需要考虑这样的推定感应电压EX以外的参数的作用，因此能够运算更精确的反电动势常数Ke。(变形例)对反电动势常数Ke的运算方法的变形例进行说明。
在上述说明的例中，根据上述(4 )式来运算新的反电动势常数Ke。当使用该式时，当转向操纵角速度wsl与转向操纵角速度cos2之差的绝对值比设定值DS小时，使用与这些转向操纵角速度《 s对应的第一推定感应电压EXl以及第二推定感应电压EX2来运算反电动势常数Ke。即，当转向操纵角速度《sl与转向操纵角速度 s2之差的绝对值形成为比设定值DS小时，更新反电动势常数Ke。与此相对地，在本变形例中，不以转向操纵角速度wsl与转向操纵角速度《s2之差的绝对值比设定值DS小为条件而运算反电动势常数Ke。一般(5)式、S卩(51)式以及(52)式成立。此处，将(51)式与(52)式在左边彼此以及右边彼此进行除法运算。由此，以下的(7)式成立。Ke2 = (E2/E1) X ( ml/wm2) XKel ...(7)而且，与上述相同地，使用“推定感应电压EX”来代替“感应电压E”。另外，由于马 达21的旋转角速度与转向操纵角速度《 s存在相关关系，因此使用Si/ s2”来代替“ oml/om2”。这样一来，以下的式子成立。Ke2 = (EX2/EX1) X ( sl/ws2) XKel ...(8)S卩，新运算的第二反电动势常数Ke2基于转向操纵角速度《sl、转向操纵角速度 s2、转向操纵角速度GJsl时的第一推定感应电压EX1、转向操纵角速度《s2时的第二推定感应电压EX2、以及上一次运算的第一反电动势常数Kel来运算。此外优选，即使在使用式(8)来运算反电动势常数Ke的情况下，也考虑转向操纵角速度《sl与转向操纵角速度w S2之差的绝对值比规定的设定值DSa小。当转向操纵角速度《sl与转向操纵角速度《 s2之差大时，由于马达21的运动状态不同，因此考虑有推定感应电压EX以及转向操纵角速度以外的参数对反电动势常数Ke的作用产生影响的情况。根据本实施方式，能够起到以下的作用效果。(I)在本实施方式中，基于转向操纵角速度《 s和推定感应电压EX来运算反电动势常数Ke。由于反电动势常数Ke是基于感应电压E和马达21的旋转角速度的值，因此能够基于与马达21的旋转角速度对应的转向操纵角速度《 s和推定感应电压EX来运算反电动势常数Ke。S卩，不使反电动势常数Ke为固定值而使用基于实际的马达21的参数来运算反电动势常数Ke。因此，能够使实际的反电动势常数Ke与推定旋转角速度《ma的运算时使用的反电动势常数Ke之差形成为较小。而且，由于基于这样求得的反电动势常数Ke来运算推定旋转角速度coma，因此能够减小推定旋转角速度《ma与实际的旋转角速度之差变大的频率。其结果是，能够提高基于推定旋转角速度《ma而进行的各种控制的控制精度。(2)在本实施方式中，基于第二推定感应电压EX2与第一推定感应电压EXl之比和第一反电动势常数Kel来运算第二反电动势常数Ke2。根据该结构，与推定感应电压EX的变化程度对应而运算新反电动势常数Ke。SP，由于能够将规定条件下的推定感应电压EX的变化程度反映于反电动势常数Ke，因此能够抑制实际的反电动势常数Ke与运算推定旋转角速度coma时使用的反电动势常数Ke之差变大。(3)在本实施方式中，如图3以及图4所示，当转向操纵角速度cos比阈值HA大时，运算推定感应电压EX。当马达21的旋转角速度变小时，感应电压(推定感应电压EX)的值也变小。另一方面，在推定感应电压EX与马达21的实际的感应电压E之间存在误差。当推定感应电压EX小时，由于误差的比率相对于推定感应电压EX的绝对值变大，因此当基于该推定感应电压EX来运算反电动势常数Ke时，与在推定感应电压EX的绝对值大时运算反电动势常数Ke的情况相比，反电动势常数Ke的精度变低。在该点上，根据上述结构，当转向操纵角速度cos比阈值HA变大时，即基于感应电压(推定感应电压EX)变大时的推定感应电压EX来运算反电动势常数Ke。由此，能够进一步提高反电动势常数Ke的精度。 (4)在本实施方式中，在上述(3)的必要条件的基础上，当转向操纵角速度Ws的变化量比判定变化量HB小时，运算推定感应电压EX。这是基于以下所示的理由而得到的。即使在规定的转向操纵角速度时运算推定感应电压EX的情况下，转向操纵角速度OS的变化量大时运算的推定感应电压EX、与转向操纵角速度WS小时运算的推定感应电压EX也不同。这是因为运算推定感应电压EX的时刻、与判定为转向操纵角速度《 s为规定值的时刻之间存在时间间隔。即，作为运算推定感应电压EX时的条件，在不对转向操纵角速度 s的变化量加以限制时，存在推定感应电压EX的值零散的情况。在该点上，根据上述结构，由于将转向操纵角速度的变化量比判定变化量HB小时作为推定感应电压EX的运算条件，因此能够抑制推定感应电压EX的运算时的推定感应电压EX的差别。由此，能够提高反电动势常数Ke的精度。(5)在本实施方式中，在上述(4)的必要条件的基础上，进而当上一次的转向操纵角速度《sl (第一转向操纵角速度)与这次的转向操纵角速度ws2 (第二转向操纵角速度)之差的绝对值比设定值DS小时，运算推定感应电压EX。当上一次的转向操纵角速度wsl与这次的转向操纵角速度《s2存在差时，如变形例所示，能够基于上一次的转向操纵角速度《 Si与这次的转向操纵角速度《s2之比、以及第一推定感应电压EXl与第二推定感应电压EX2之比，运算新的反电动势常数Ke。另一方面，根据上述结构，由于将上一次的转向操纵角速度《sl与这次的转向操纵角速度《 s2之差的绝对值比设定值DS小作为推定感应电压EX的运算条件，因此能够简化反电动势常数Ke的运算。(6)在本实施方式中，为了运算反电动势常数Ke，根据(5)式，作为参数虽然需要马达21的实际的旋转角速度《m，但也可以在上述结构中，作为代替马达21的旋转角速度wm的对应旋转角速度而使用转向操纵角速度ws。转向操纵角速度cos与马达21的旋转角速度存在相关关系。作为转向操纵角速度《s，虽然除了这些以外还考虑使用例如转向轮3的旋转速度等，但在夹装于马达21与转向轮3之间的机械元件的数量，比夹装于马达21与方向盘2、或马达21与齿条轴13之间的机械元件的数量多的情况下，两者的相关性降低。即，转向操纵角速度os与马达21的旋转角速度之间的相关关系，比位于比这些要素远离马达21的位置的转向操纵系统部件的运动量与马达21的旋转角速度之间的相关关系高。因此，根据上述结构，与将位于远离马达21的位置的转向操纵系统部件的运动量作为对应旋转角速度而使用的情况相比，能够精确地运算反电动势常数Ke。(其他实施方式)此外，本发明的实施方式并不局限于在上述实施方式中例示的方式，也能够将其例如以下所示那样变更而进行实施。另外，以下的各变形例并不仅应用于上述实施方式，也可以相互组合不同变形例彼此而进行实施。在上述实施方式中，虽然使马达电阻Rm为固定值，但由于马达电阻Rm与马达电流Im之间存在相关性，因此也可以基于马达电流Im而修正马达电阻Rm的值。具体而言，预先设定表示马达电阻Rm与马达电流Im之间的关系的图谱，基于该图谱来修正马达电阻Rm。 根据该结构，能够更精确地运算马达21的旋转角速度《m。在上述实施方式中，虽然使用上述干扰观测器来运算推定感应电压EX，但干扰观测器并不局限于基于上述(2)式以及(3)式的结构。即，只要是将推定感应电压EX视为干扰要素并使马达方程式模型化而导出的干扰观测器，作为运算推定感应电压EX的运算方法也能够采用该干扰观测器。在上述实施方式中，设置用于推定感应电压EX的运算的第一条件 第三条件。而且，将转向操纵角速度作为参数来判定第一条件 第三条件是否成立。作为用于判定第一条件 第三条件的是否成立的参数，能够使用转向操纵角速度 s以外的物理量。即，用于推定感应电压EX的运算的条件的参数，能够使用与马达21的旋转角速度存在相关关系的参数。例如，能够使用齿条轴13的移动量(运动量)来代替转向操纵角速度cos。由于齿条轴13的移动量与马达21的旋转角速度存在相关关系，因此即使将齿条轴13的移动量作为参数而使用，也能够得到为了精确地运算反电动势常数Ke所需要的推定感应电压EX0另外，除了齿条轴13的移动量之外，例如，还能够使用减速机构22的齿轮旋转速度、或者推定旋转角速度《ma。在上述实施方式中，作为反电动势常数Ke的运算式虽然举出(4)式以及(8)式，但为了近似于实际的反电动势常数Ke的值，也可以利用规定的系数来修正这些式子。在上述实施方式中，在作为EPS致动器20的马达21而具备带刷马达的电动动力转向装置I中应用本发明，但是在作为EPS致动器20的马达21而具备无刷马达的电动动力转向装置I中也能够应用本发明。在上述实施方式中，虽然在柱型的电动动力转向装置I中应用本发明，但也可以在小齿轮型以及齿条辅助型的电动动力转向装置I中应用发明。在这种情况下，通过采用以上述实施方式为准的结构，能够得到以本实施方式的效果为准的效果。根据本发明，能够提供能够基于马达的旋转角速度来精确地控制马达的电动动力转向装置。
权利要求
1.一种电动动力转向装置，具备向转向操纵系统施加辅助力的马达，该电动动力转向装置的特征在于，具备 旋转角速度获取部，该旋转角速度获取部获取与所述马达的旋转角速度对应的对应旋转角速度； 感应电压运算部，该感应电压运算部在与获取所述对应旋转角速度的时期相同的时期将所述马达的感应电压作为推定感应电压而进行运算； 反电动势常数运算部，该反电动势常数运算部基于所述对应旋转角速度和所述推定感应电压来运算反电动势常数；以及 旋转角运算部，该旋转角运算部基于所述马达的电流、所述马达的电压、所述反电动势常数以及所述马达的电阻来将所述马达的旋转角速度作为推定旋转角速度而进行运算。
2.根据权利要求I所述的电动动力转向装置，其特征在于， 使由所述旋转角速度获取部获取的所述对应旋转角速度为第一对应旋转角速度， 使在所述第一对应旋转角速度之后获取的所述对应旋转角速度为第二对应旋转角速度， 使与所述第一对应旋转角速度对应的所述推定感应电压为第一推定感应电压， 使与所述第二对应旋转角速度对应的所述推定感应电压为第二推定感应电压， 使与所述第一推定感应电压对应的所述反电动势常数为第一反电动势常数， 使与所述第二推定感应电压对应的所述反电动势常数设为第二反电动势常数， 所述反电动势常数运算部基于所述第二推定感应电压相对于所述第一推定感应电压之比和所述第一反电动势常数来运算所述第二反电动势常数。
3.根据权利要求I或2所述的电动动力转向装置，其特征在于， 当所述对应旋转角速度比阈值大时运算出所述推定感应电压。
4.根据权利要求I或2所述的电动动力转向装置，其特征在于， 当所述对应旋转角速度比阈值大、且所述对应旋转角速度的变化量比判定变化量小时，运算所述推定感应电压。
5.根据权利要求2所述的电动动力转向装置，其特征在于， 当所述对应旋转角速度比阈值大、且所述对应旋转角速度的变化量比判定变化量小、并且所述第一对应旋转角速度与所述第二对应旋转角速度之差的绝对值比设定值小时，运算所述推定感应电压。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述对应旋转角速度是转向的转向盘操纵角速度或者齿条轴的移动量。
全文摘要
本发明的电动动力转向装置基于转向操纵角速度(ωs)和推定感应电压(EX)来运算反电动势常数(Ke)。而且，基于马达电流(Im)、马达电压(Vm)、反电动势常数(Ke)、以及马达电阻(Rm)来将马达的旋转角速度作为推定旋转角速度(ωma)而进行运算。
文档编号B62D113/00GK102795261SQ20121016804
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者新美光三, 狩集裕二 申请人:株式会社捷太格特