电动助力转向装置的制造方法_2

文档序号:9493003阅读:来源:国知局
是一种在车辆制动时发生的底板 和踏板的振动(7口7·^夂;P振動),有时在转向旋转方向上会伴随振动。因制动盘(7'' U-? 只夕)的DTV (Disk Thickness Variation,制动盘厚薄差)而发生的制动扭矩 变动为制动颤振的起振源,具有车轮旋转的1次分量(1次成分)和高次分量(高次成分)。 制动颤振因悬置(寸ス\'ッシ3 y )的前后的共振等而被放大,被传递给车体、转向系统, 成为底板和踏板的振动及转向盘的振动。另外,摆振是一种在车辆行驶时在转向旋转方向 上发生的振动,其起振源为轮胎、车轮等旋转部分的失衡(7 > a 7 >只)和非均匀性(y y工二7才彡亍^ )。摆振因悬置共振而被放大,经由转向系统成为转向旋转方向上的振 动。
[0022] 在专利文献2的装置中,对于这样的制动颤振和摆振,没有作任何考虑。另外,在 日本特开2002-145075号公报(专利文献3)和日本特开2002-161969号公报(专利文献 4)中,尽管公开了使制动颤振和摆振衰减的装置,但因为它们都为机械方式的对应,所以存 在不光造成成本增加,而且还不能进行车速感应等细微的抑制的问题。
[0023] 还有,在转向系统的惯性和摩擦较大的情况下,尽管起因于制动颤振的振动不会 传到转向盘,但为了获得良好的转向路感和车辆稳定性,需要转向系统的惯性和摩擦尽可 能小。
[0024] 在这样的电动助力转向装置中,近年出现了具有停车辅助功能(parking assist),切换自动转向模式和手动转向模式的车辆。在这样的装备了停车辅助功能的车辆 中,基于来自摄相机(图像)、距离传感器等的数据设定目标转向角,进行追随目标转向角 的自动控制。
[0025] 在W02008/146372 (专利文献5)中,设有目标驱动量计算单元和电动机驱动单元, 其中,该目标驱动量计算单元基于来自转向盘角检测单元的转向盘转向角检测值和传递特 性,生成通过副转向角重叠机构附加的目标副转向角(目標副操舵角)或目标转向角(目 標操向角),计算出电动机的目标驱动量以便使目标副转向角和来自副转向角检测单元的 副转向角检测值变为一致,或使目标转向角和来自转向角检测单元的转向角检测值变为一 致;该电动机驱动单元根据目标驱动量来驱动电动机;根据驾驶员的转向盘转向使转向车 轮转向。
[0026] 现有技术文献
[0027] 专利文献
[0028] 专利文献1 :日本特开平8-290778号公报
[0029] 专利文献2 :日本特开2002-369565号公报
[0030] 专利文献3 :日本特开2002-145075号公报
[0031] 专利文献4 :日本特开2002-161969号公报
[0032] 专利文献 5 :TO2008/146372

【发明内容】

[0033] 发明要解决的技术问题
[0034] 但是,在专利文献5中记载的电动助力转向装置中,由于对目标转向角没有进行 比率限制处理,所以在目标转向角急剧变化的情况下,会损害驾驶员的转向感觉。另外, 因为没有进行与车速相感应的增益控制,所以存在不能进行与车速相对应的精密控制的问 题。
[0035] 还有,尽管在停车辅助、自动行驶等自动转向模式时进行转向盘的转向角控制,因 为存在由于车速、路面状况(倾斜、潮湿等)等的影响而造成轮胎从路面接受的摩擦(SAT) 发生变化,从而实际转向角的针对柱轴角度的目标转向角的追随性也发生变化的技术问 题,所以也需要解决这样的技术问题。
[0036] 本发明是鉴于上述情况而完成的,本发明的目的在于提供一种电动助力转向装 置,其通过在高频领域进行路面信息等的信号处理从而使调谐变得容易,谋求制动颤振、摆 振的抑制,可以获得安全舒适的转向性能,在自动转向模式(停车辅助功能)中,可以依照 计算出的目标转向角正确地进行转向,并且,即使目标转向角为急转向时也可以平滑地进 行转向,即使在低车速时通过提高响应性或稳态偏差也可以随时追随目标转向角。
[0037] 解决技术问题的手段
[0038] 本发明涉及一种电动助力转向装置,其基于转向扭矩和车速运算电动机电流指令 值1,基于所述电动机电流指令值1驱动电动机对转向系统进行辅助控制,并具有切换自动 转向模式和手动转向模式的功能,本发明的上述目的可以通过下述这样实现,即:具备转向 角控制单元和切换单元,所述转向角控制单元基于目标转向角、实际转向角、所述电动机的 电动机角速度和电动机角加速度、所述转向扭矩及上次电流指令值计算出电动机电流指令 值2 ;所述切换单元输入所述电动机电流指令值1和所述电动机电流指令值2并切换,所述 转向角控制单元由反馈控制单元、SAT补偿单元及输出单元构成,所述反馈控制单元基于所 述目标转向角、所述实际转向角、所述电动机角速度及所述转向扭矩生成反馈控制电流指 令值;所述SAT补偿单元基于所述电动机角速度、所述电动机角加速度、所述转向扭矩及所 述上次电流指令值生成SAT补偿电流指令值;所述输出单元从所述反馈控制电流指令值和 所述SAT补偿电流指令值生成所述电动机电流指令值2,根据所述自动转向模式和所述手 动转向模式的切换指令来切换所述切换单元,在所述自动转向模式时,基于所述电动机电 流指令值2对所述电动机进行驱动控制。
[0039] 本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地实现,即:所述反馈控制单元由 比率限制器、LPF、第1比例增益单元、积分增益单元、第2比例增益单元、微分增益单元及输 出单元构成,所述比率限制器对所述目标转向角进行平滑化处理;所述LPF被连接到所述 比率限制器的输出;所述第1比例增益单元将所述LPF的输出与所述实际转向角之间的角 度偏差与比例增益相乘;所述积分增益单元对来自所述第1比例增益单元的误差速度与所 述电动机角速度之间的速度偏差进行积分并将其与积分增益相乘;所述第2比例增益单元 将所述速度偏差与比例增益相乘;所述微分增益单元对所述转向扭矩进行微分并将其与微 分增益相乘;所述输出单元将所述积分增益单元的输出与所述第2比例增益单元的输出之 间的偏差值与所述微分增益单元的输出相加,限制上下限值,输出所述反馈控制电流指令 值;或,所述SAT补偿单元由SAT估计单元、LPF及车速感应增益单元构成,所述SAT估计单 元基于所述转向扭矩、所述电动机角速度、所述电动机角加速度及所述上次电流指令值计 算出SAT估计电流值;所述LPF输入所述SAT估计电流值并具有高于角度响应频率的截止 频率特性;所述车速感应增益单元将所述LPF的输出与车速可变增益相乘并输出所述SAT 补偿电流指令值;或,所述SAT估计单元由粘性摩擦系数单元、符号化库仑摩擦单元、全惯 性力矩单元及输出系数单元构成,所述粘性摩擦系数单元将所述电动机角速度与粘性摩擦 系数相乘;所述符号化库仑摩擦单元对所述电动机角速度进行符号化并将其与库仑摩擦相 乘;所述全惯性力矩单元将所述电动机角加速度与全惯性力矩相乘;所述输出系数单元从 所述粘性摩擦系数单元的输出和所述符号化库仑摩擦单元的输出的加法值中减去所述转 向扭矩,接着与所述全惯性力矩单元的输出相加,然后与系数相乘;或,所述SAT估计单元 由加法单元、第1减法单元及第2减法单元构成,所述加法单元将相当于辅助扭矩的电流指 令值与所述转向扭矩相加;所述第1减法单元从所述加法单元的加法结果中减去所述电动 机角加速度与惯性相乘后得到的值;所述第2减法单元从所述第1减法单元的减法结果中 减去对所述电动机角速度进行符号化并将其与摩擦相乘后得到的值,输出所述SAT估计电 流值;或,限制上下限值的限制器被连接到所述车速感应增益单元的后级。
[0040] 发明的效果
[0041] 根据本发明的电动助力转向装置,在具有自动转向模式(停车辅助功能)和手动 转向模式的车辆中,因为将把车速考虑在内作为前提以便计算出从来自摄相机(图像)、距 离传感器等的数据计算出的目标转向角,所以可以针对目标转向角正确地进行转向,并且 不会给驾驶员带来一种不协调的感觉。还有,在本发明中,由于对急剧的目标转向角进行平 滑化处理后进行控制,所以既使在自动驾驶中也不会给驾驶员带来不安感。
[0042] 另外,在本发明中,因为在低车速时提高控制增益,提高响应性或稳态偏差(定常 偏差),所以即使在低车速时也可以靠近目标转向角。
[0043] 还有,在本发明中,因为估计SAT,利用设定了高于角度响应频率的截止频率的 LPF来对该估计出的SAT进行滤波处理,将滤波处理后的值与根据车速而设定的车速增益 相乘,并作为补偿值相加,所以能够进一步提高实际转向角的对目标转向角的追随性。
【附图说明】
[0044] 图1是表示电动助力转向装置的概要的结构图。
[0045] 图2是表示电动助力转向装置的控制系统的结构例的结构框图。
[0046] 图3是表示从路面到转向系统之间产生的扭矩的状况的示意图。
[0047] 图4是表示反馈单元的结构例的结构框图。
[0048] 图5是表示反馈滤波器的特性例的图。
[0049] 图6是用于说明本发明的原理的特性图。
[0050] 图7是表示本发明的结构例的结构框图。
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