电动助力转向控制装置及其控制方法_3

文档序号:9457043阅读:来源:国知局
Krp。
[0071] 专利文献1所记载的现有的电动式助力转向控制装置中,仅通过抑制转矩产生部 侧的转速所包含的振动分量,无法抑制方向盘侧和转矩产生部侧之间的差转速,因此在方 向盘回正等时,具有会使驾驶员感受到不适的转矩振动的问题。 与此相对,根据本发明的实施方式1所设及的电动助力转向控制装置,通过将制动比C设定为适当的值,能获得W往所不具有的如下效果:即、能抑制方向盘侧和转矩产生部 侧之间的差转速,并能抑制由方向盘侧和转矩产生部侧之间的差转速而产生的转矩振动。 通过使用第一旋转信息检测部2及第二旋转信息检测部3,能正确地检测出差转速。
[0072] 另外,上述实施方式1中,使用转矩产生部30的轴上的差转速作为差转速,但并不 限于此,通过使用方向盘11的轴上的差转速,使增益110中包含齿轮比的换算量,从而能获 得相同的效果。
[0073] 上述实施方式1中,仅基于来自转矩检测部1的检测转矩,在辅助转矩指令计算部 21中计算辅助转矩指令,但并不限于此,为了确保控制稳定性,利用通过了补偿器的检测转 矩来计算辅助转矩指令,也能获得相同的效果,其中,该补偿器使用转速等信号而构成。
[0074] 上述实施方式1中,在第一轴12的轴上设置第二旋转信息检测部3,但并不限于 此,在转矩产生部30的轴上设置第二旋转信息检测部3也能获得相同的效果。
[0075] 上述实施方式1中,设为检测转矩TSM和转矩产生部转速COm具有负相关关系,但 并不限于此,在使用检测转矩TSM和转矩产生部转速具有正相关关系的转矩检测部1的 电动助力转向控制装置中,也能获得同样的效果。
[007引 实施方式2. 上述实施方式1中,电动助力转向控制装置包括第一旋转信息检测部2和第二旋转信 息检测部3,但鉴于成本、空间等原因,并不一定要具有两个旋转信息检测部。
[0077] 图9是表示本发明的实施方式2所设及的电动助力转向控制装置的整体结构的概 要图。运里,作为电动助力转向控制装置示意性地示出柱式的助力转向控制装置。另外,W下对于与上述实施方式1相同的部分,省略说明。
[007引图9中,该电动助力转向控制装置包括:转向机构10、转矩检测部1 (例如转矩传 感器)、转速检测部4、控制部20、W及转矩产生部30。
[007引转向机构10中,在驾驶员使方向盘11向左右转向的情况下,第一轴12旋转与方 向盘11的旋转量相对应的量。此时,转矩从转矩产生部30经由齿轮13对第一轴12的旋 转进行辅助。第一轴12的旋转经由接头14传递至第二轴15。
[0080] 第二轴15的旋转运动经由小齿轮16转换为直线运动,并传递至齿条17。此时,齿 条17向轴向移动,从而系杆18也向轴向移动。由此,使轮胎19转向。
[0081] 转矩检测部1设置在方向盘11和转矩产生部30 (齿轮13)之间。驾驶员在转动方向 盘11时,夹着转矩检测部1在方向盘侧和转矩产生部侧之间产生扭转,在旋转位置产生差。 转矩检测部1检测出该扭转,并将其作为检测转矩输出至控制部20。
[0082] 转速检测部4在驾驶员旋转方向盘11的情况下,检测出转矩产生部30的致动器 32 (后述)的转速,并将其作为转矩产生部转速输出至控制部20。
[0083] 控制部20基于分别从转矩检测部1及转速检测部4输出的检测转矩及转矩产生 部转速,来计算辅助转矩指令及差转速,并将它们输出至转矩产生部30。控制部20具有辅 助转矩指令计算部21和差转速计算部22A。
[0084] 辅助转矩指令计算部21基于来自转矩检测部1的检测转矩,计算辅助转矩指令。 差转速计算部22A基于来自转矩检测部1的检测转矩及来自转速检测部4的转矩产生部转 速,计算转矩检测部1的方向盘侧和转矩产生部侧之间的差转速。
[0085] 转矩产生部30基于来自控制部20的辅助转矩指令及差转速,输出产生转矩,并经 由齿轮13对驾驶员的转向进行辅助。转矩产生部30具有转矩控制部31和致动器32。
[0086] 转矩控制部31基于根据来自辅助转矩指令计算部21的辅助转矩指令及来自差转 速计算部22A的差转速而设定的补偿转矩,计算产生转矩指令,并输出至致动器32。致动器 32基于来自转矩控制部31的产生转矩指令输出产生转矩。
[0087] 此时,本发明的实施方式2中,无法检测出方向盘转速《h,因此基于上述实施方式 1所示的式化),无法计算出差转速。
[0088] 因此,本发明的实施方式2中,对差转速计算部22A基于来自转矩检测部1的检测 转矩及来自转速检测部4的转矩产生部转速,计算转矩检测部1的方向盘侧和转矩产生部 侧之间的差转速的方法进行说明。
[0089] 首先,根据式似及式化),下式(11)成立。
[0090] [数学式 11]
-* *(II)
[0091] 此外,若利用式(11)进行展开,则差转速使用滤波函数f(S)、转矩产生部转速 及检测转矩TSM,表示为下式(12)。
[0092] [数学式 12]
* 、 ?U2)
[0093] 运里,在与方向盘11的惯性力矩相比,转矩产生部30的惯性力矩较为微小的情况 下,考虑到方向盘转速与转矩产生部转速《m的振动相比较为微小,近似为下式(13)。
[0094] [数学式 13] f(S)Gn?h>0 …(1扣
[0095] 此时,根据式(12)及式(13),差转速COd由下式(14)来表示。
[0096] [数学式 14]
* 、 ?Cl4)
[0097] 下面,对图9所示的差转速计算部22A及转矩控制部31的设定的一个示例进行说 明。差转速计算部22A中,基于转矩检测部1检测到的检测转矩及转速检测部4检测到的 转矩产生部转速,利用式(14)来计算方向盘侧和转矩产生部侧之间的差转速《d。
[0098] 图10是表示本发明的实施方式2所设及的电动助力转向控制装置的差转速计算 部22A的结构的框图。图10中,通过将检测转矩与传递函数131相乘,来获得式(14)的第 二项。此外,通过将转矩产生部转速与传递函数132相乘,来获得式(14)的第一项。加法 器133中,通过从所获得的式(14)的第一项减去第二项,来获得差转速
[0099] 此外,转矩控制部31中,如式(7)所示那样,从辅助转矩指令计算部21所获得的 辅助转矩指令TmD中减去对差转速计算部22A计算得到的差转速COd乘W增益KfP而获得 的补偿转矩,由此计算出发送给致动器32的产生转矩指令。此时,与上述实施方式1同样, 可W基于车速信号等参数切换增益Kfp。
[0100] 此外,若将滤波函数f(s)设为仅由例如增益Kf构成的函数,则差转速COd由下式 (15)来表示。目P,差转速COd由转矩产生部转速《m和检测转矩TSM的微分来表示。
[0101] [数学式 15]
(言S'身
[0102] 专利文献1所记载的现有的电动式助力转向控制装置中,仅通过抑制转矩产生部 侧的转速所包含的振动分量,无法抑制方向盘侧和转矩产生部侧之间的差转速,因此在方 向盘回正等时,具有会使驾驶员感受到不适的转矩振动的问题。 与此相对,根据本发明的实施方式2所设及的电动助力转向控制装置,通过将制动比C设定为适当的值,能获得W往所不具有的如下效果:即、无需检测方向盘侧的旋转信息, 就能抑制由差转速而产生的转矩振动。
[0103] 此外,根据本发明的实施方式2所设及的电动助力转向控制装置,能获得W往所 不具有的如下效果:能基于转矩检测部检测到的检测转矩和转速检测部检测到的转矩产生 部转速,计算出方向盘侧和转矩产生部侧之间的差转速。
[0104] 另外,上述实施方式2中,使用转矩产生部30的轴上的差转速作为差转速,但并不 限于此,通过使用方向盘11的轴上的差转速,使增益110中包含齿轮比的换算量,从而能获 得相同的效果。
[0105] 上述实施方式2中,仅基于来自转矩检测部1的检测转矩,在辅助转矩指令计算部 21中计算辅助转矩指令,但并不限于此,为了确保控制稳定性,利用通过了补偿器的检测转 矩来计算辅助转矩指令,也能获得相同的效果,其中,该补偿器使用转速等信号而构成。
[0106] 上述实施方式2中,设为检测转矩TSM和转矩产生部转速COm具有负相关关系,但 并不限于此,在使用检测转矩TSM和转矩产生部转速COm具有正相关关系的转矩检测部1的 电动助力转向控制装置中,也能获得同样的效果。
[0107] 实施方式3. 上述实施方式2中,将滤波函数f(S)设定为由增益Kf构成的函数,但如式(15)所示 那样使用检测转矩TSM的微分,因此,由于转矩检测部1的规格的不同,检测转矩TSM的较 高频带的噪声在被放大后可能流入差转速《d。
[0108] 因此,本发明的实施方式3所设及的电
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