电动助力转向控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电动助力转向控制装置，其对至少基于转向扭矩运算出的电流指 令值进行PI控制，将电动机产生的辅助扭矩赋予车辆的转向系统。本发明尤其涉及一种电 动助力转向控制装置。该电动助力转向控制装置谋求在转向盘、电流指令值、电动机速度等 振动抑制对象的振动在规定的频率的范围内持续规定的时间以上的情况下的抑制，并提高 转向感觉。
【背景技术】
[0002] 利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力（辅助扭矩）的电动助力 转向装置，将电动机的驱动力经由减速装置由齿轮或皮带等传送机构，向转向轴或齿条轴 施加转向辅助力。为了准确产生转向辅助力的扭矩，现有的电动助力转向装置（EPS)进行 电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值（电流指 令值）与电动机电流检测值的差变小，电动机外加电压的调整通常用调整PWM(脉冲宽度调 制）控制的占空比（Duty)来进行。
[0003] 如图1所示，对电动助力转向装置的一般结构进行说明。转向盘（方向盘）1的柱 轴（转向轴、方向盘轴）2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿臂机构5、转向横拉杆6a和 6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R连接。另外，在柱轴2上设有检测转向盘 1的转向扭矩的扭矩传感器10,对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3 与柱轴2连接。电池13对控制电动助力转向装置的控制单元（ECU) 30进行供电，同时，经 过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出 的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行辅助（转向辅助）指令的电流指 令值的运算，通过对电流指令值实施补偿等得到的电流控制值E，来控制供给电动机20的 电流。此外，车速Vel也能够从CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络）等处获 得。
[0004] 控制单元30主要由CPU(也包含MPU或MCU等）构成，该CPU内部由程序执行的 一般功能如图2所示。
[0005] 参照图2来说明控制单元30的功能和动作。如图2所示，由扭矩传感器10检测出 的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel被输入到用于运算电流指令值Irefl 的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩Th和 车速Vel，利用辅助图表（7シ只卜Vy7° )等来运算出作为供给电动机20的电流的控制 目标值的电流指令值Irefl。电流指令值Irefl经过加法单元32A后被输入到电流限制单 元33,被限制了最大电流的电流指令值Iref3被输入到减法单元32B，减法单元32B运算出 电流指令值Iref3与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差Iref4(Iref3-Im)，该偏差 Iref4被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI控制单元35。在PI控制单元35中被 改善了特性的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36,再经过作为驱动单元的逆 变器电路37对电动机20进行PWM控制。电动机电流检测器38检测出电动机20的电流值 Im，检测出的电流值Im被反馈到减法单元32B。
[0006] 另外，加法单元32A进行来自补偿信号生成单元34的补偿信号CM的加法运算，通 过补偿信号CM的加法运算来进行转向系统的特性补偿，以便改善收敛性和惯性特性等。补 偿信号生成单元34先在加法单元344将自对准扭矩（SAT) 343与惯性342相加，然后，在加 法单元344得到的加法结果在加法单元345再与收敛性341相加，最后，将在加法单元345 得到的加法结果作为补偿信号CM。
[0007] 还有，例如，如图3所示，PI控制单元35由比例单元351、积分单元352和加法单元 353构成，其中，比例单元351基于比例增益Gp对电流指令值Iref4进行比例控制；积分单 元352基于积分增益Gi对电流指令值Iref4进行积分；加法单元353将比例单元351的输 出Irefp与积分单元352的输出Irefi相加，输出电压控制指令值Vref( =Irefp+Irefi)。
[0008] 这样的电动助力转向装置中的CPU(微型计算机等）通过如前所述的PI控制来生 成用于控制电动机的电压控制指令值。针对每个车辆种类，将PI控制的增益调整到适当的 值。
[0009] 如果增大PI控制的增益的话，会发生起因于噪音等的异常音和振动。因此，尽管 需要限制PI控制的增益以便不让振动和异常音发生，但如果像这样限制PI控制的增益的 话，电流控制的频率特性会下降，很难提高转向辅助的响应性。还有，即使在充分降低了PI 控制的增益的情况下，也不能完全回避转向系统的共振频率附近的振动，而且，并不一定能 获得良好的转向感觉。
[0010] 作为解决这样的问题的装置，例如有日本特开2006-188183号公报（专利文献1) 所公开的电动助力转向装置。也就是说，专利文献1的电动助力转向装置设有用于检测出 操作部件（操作部材）的振动的振动检测模块（振動検出手段），并具备增益变更模块 Ο变更手段），当通过该振动检测模块检测出操作部件的振动的时候，该增益变更模块降 低PI控制的比例增益和积分增益中的至少任意一方。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1:日本特开2006-188183号公报
【发明内容】
[0014] 发明要解决的技术问题
[0015] 但是，在专利文献1中记载的电动助力转向装置中，由于没有进行用于转向盘振 动抑制的振动波形的抽出，所以需要在整个频率范围（全周波数範囲）进行运算处理，从 而存在处理容量变大的问题。另外，因为通过差分峰值保持处理（差分匕°一夕水一;P卜''処 理）等来进行转向盘振动波形的抽出，并且，当峰间值（匕°一夕間値）超过规定的阈值的时 候，被当作振动还在持续，从而变更增益，所以需要正确地进行峰与峰之间的测定（e-夕 間ω計測），而且还存在计算容量变大的问题。
[0016]另外，尽管作为振动成分，除了转向盘的扭矩以外，还有电流指令值和电动机速度 等的振动，但在专利文献1中，针对这样的振动没有实施任何对策。
[0017] 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控制 装置，其基于计算容量小的傅里叶级数的公式（7 -卩二級数ω式）检测出转向盘、电流指 令值等振动抑制对象的振动成分，并且，仅在规定的频率的振动持续规定的时间以上的情 况下，通过变更PI控制单元的增益，以便抑制振动并提高转向感觉。
[0018] 解决技术问题的手段
[0019] 本发明涉及一种电动助力转向控制装置，其对至少基于转向扭矩运算出的电流指 令值进行PI控制，通过被进行了PI控制的控制指令值来驱动电动机以便对转向进行辅助 控制，本发明的上述目的可以通过下述这样实现，即：具备振动检测单元、持续时间判定单 元和增益设定单元，所述振动检测单元检测出振动抑制对象的振动并输出振动信号；所述 持续时间判定单元在所述振动信号持续规定的时间以上的时候，输出持续信号；所述增益 设定单元基于所述持续信号来变更所述PI控制的增益，在所述振动信号的规定的频率和 规定的时间以上的持续时（振動信号ω所定周波数及r/所定時間以上ω継続c朽υτ)， 进行所述振动抑制对象的振动抑制。
[0020] 本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地实现，S卩：所述振动检测单元由 BPF、正弦波生成单元、余弦波生成单元、第1乘法单元、第2乘法单元、第1积分单元、第2积 分单元、第1自乘单元、第2自乘单元及加法单元构成，所述BPF抽出所述振动抑制对象的 规定的频率；所述正弦波生成单元生成正弦波；所述余弦波生成单元生成余弦波；所述第1 乘法单元将所述正弦波与由所述BPF进行处理后的振动抑制对象信号相乘；所述第2乘法 单元将所述余弦波与所述振动抑制对象信号相乘；所述第1积分单元对来自所述第1乘法 单元的第1乘法信号进行积分；所述第2积分单元对来自所述第2乘法单元的第2乘法信 号进行积分；所述第1自乘单元对来自所述第1积分单元的第1积分信号进行自乘；所述第 2自乘单元对来自所述第2积分单元的第2积分信号进行自乘；所述加法单元将来自所述 第1自乘单元的第1乘法信号与来自所述第2自乘单元的第2乘法信号相加，输出所述振 动信号；或，在规定的周期对所述第1积分单元和所述第2积分单元进行初始化；或，所述 BPF抽出5~20Hz的振动频率；或，所述振动抑制对象为所述转向扭矩、所述电流指令值和 所述电动机的电动机速度；或，被变更的所述PI控制的增益为比例增益或积分增益、或者 为比例增益和积分增益。
[0021] 发明的效果
[0022] 根据本发明的电动助力转向控制装置，因为使用BPF(带通滤波器）只抽出转向扭 矩、电流指令值和电动机速度等振动抑制对象的规定的频率成分，并且，只对被抽出的频率 成分进行处