电动动力转向装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请主张于2014年9月16日提交的日本专利申请2014-187993号的优先权，并在此引用其全部内容。
[0002]本发明涉及电动动力转向装置。
【背景技术】
[0003]如日本特开2010-155598号公报所记载的那样，电动动力转向装置(以下称为EPS ο )通过向车辆的转向操纵机构赋予马达的转矩来辅助驾驶员的转向操作。EPS为了使至少与转向操纵转矩相应的适当的辅助力产生而进行马达电流的反馈控制。即，EPS以至少基于转向操纵转矩运算出的辅助电流指令值与马达电流检测值的差变小的方式通过PWM控制的占空比的调节来调节马达施加电压。
[0004]由于EPS要求更高的安全性，所以在日本特开2010-155598号公报的EPS中采用如下的结构。即，EPS在转向操纵转矩与辅助电流指令值的方向一致时以决定的上限值或者下限值限制辅助电流指令值，相对于此，在转向操纵转矩与辅助电流指令值的方向成为反向时判定为在辅助控制运算中产生了异常，将辅助电流指令值限制为零。
[0005]然而，在日本特开2010-155598号公报的EPS中，存在如下的担忧。S卩，日本特开2010-155598号公报的EPS在转向操纵转矩为小的范围(以0为中心的正负的恒定范围)时不能够将辅助电流指令值限制为零。一般而言，在基于转向操纵转矩的基础成分上重叠用于调整转向的举动的补偿量来生成辅助电流指令值，但存在该补偿量与转向操纵转矩的方向不一致的情况。在转向操纵转矩较大的情况下，即使补偿量与转向操纵转矩的方向不一致，补偿量也被基础成分抵消，所以辅助电流指令值本身也与转向操纵转矩的方向一致。因此，能够将辅助电流指令值与转向操纵转矩的方向的不一致视为辅助控制运算的异常。
[0006]但是，在转向操纵转矩较小的范围内基础成分减小，补偿量占据辅助电流指令值的比例增大，所以即使辅助控制运算正常，也存在辅助电流指令值与转向操纵转矩的方向不一致的情况。在这样的情况下，若将辅助电流指令值限制为零，则存在不能够调整转向的举动的可能性。因此，日本特开2010-155598号公报的EPS在转向操纵转矩为小的范围时不将辅助电流指令值限制为零，而是在具有补偿量不被限制的余量的范围内限制辅助电流指令值。因此，即使由于一些原因错误地运算了异常的辅助电流指令值，由于在转向操纵转矩较小的区域内辅助电流指令值的限制较宽松，所以存在将不希望的辅助力赋予给转向操纵机构，根据情况而产生自动辅助的可能性。
【发明内容】
[0007]本发明的目的之一在于提供一种能够赋予转向操纵系统更加适当的辅助力的电动动力转向装置。
[0008]本发明的一方式的电动动力转向装置具备控制装置，该控制装置基于表示转向系统的转向操纵状态的多种状态量来运算辅助控制量，并基于该辅助控制量来控制作为赋予给车辆的转向操纵机构的辅助力的产生源的马达，其中，上述控制装置执行如下处理:限制处理，根据用于上述辅助控制量的运算的各状态量，按照各上述状态量分别独立地设定限制上述辅助控制量的变化范围的限制值，并使用这些限制值来限制上述辅助控制量的值；以及切换处理，在上述辅助控制量的值被限制后经过恒定时间的定时，将使用的辅助控制量从作为上述被限制的辅助控制量的第一辅助控制量转移至与上述第一辅助控制量独立地运算的第二辅助控制量，上述控制装置基于上述控制装置的内部状态来改变从上述第一辅助控制量向上述第二辅助控制量的转移速度。
[0009]在本发明的其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述内部状态是上述转向系统的多种状态量中的特定的状态量。
[0010]在上述方式中，担心在从第一辅助控制量向第二辅助控制量转移时，因这些辅助控制量的偏离的程度而导致马达转矩变动，进而导致转向操纵举动变动。马达转矩例如受到转向操纵转矩等上述转向系统的特定的状态量的影响。因此，通过基于特定的状态量使上述转移速度增减，能够缓和马达的转矩变动给转向操纵举动带来的影响。例如在基于特定的状态量担心马达的转矩变动时，优选使上述转移速度进一步加快。与至转移完成为止的期间被缩短相应地，转向操纵举动的变动的影响减少。
[0011]在本发明的其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述特定的状态量是转向操纵转矩，上述控制装置与上述转向操纵转矩的增大相应地使上述转移速度增大。这是因为转向操纵转矩越增大，产生马达的转矩变动的可能性越增大。
[0012]在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述特定的状态量是转向操纵转矩，上述控制装置基于上述转向操纵转矩的变化方向与向上述马达供给的电流的变化方向的比较，来判定上述电流的变化方向是否是促进上述转向操纵转矩的变化的方向，并根据该判定的结果使上述转移速度增减。
[0013]根据该结构，基于向马达供给的电流的方向是否是促进转向操纵转矩的变化的方向，来以更加适当的速度进行从第一辅助控制量向第二辅助控制量的转移。因此，能够更加适当地抑制马达的转矩变动给转向操纵举动带来的影响。顺便说一下，在该电流的方向是促进转向操纵转矩的变化的方向时，优选使上述转移速度进一步加快。
[0014]在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置基于上述特定的状态量以及上述被限制的第一辅助控制量的至少一个，来判定表示上述第一辅助控制量给转向操纵举动带来的影响的程度的转移等级，并根据该判定的转移等级来改变上述转移速度。
[0015]根据该结构，根据表示第一辅助控制量对转向操纵举动的影响的程度的转移等级，以更加适当的速度进行从第一辅助控制量向第二辅助控制量的转移。因此，能够更加适当地抑制马达的转矩变动给转向操纵举动带来的影响。顺便说一下，越是对转向操纵举动的影响的程度较高的转移等级时，越优选使上述转移速度进一步加快。
[0016]在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述内部状态是判定执行上述限制处理给转向操纵举动带来的影响的有无的判定结果。
[0017]根据该结构，根据执行限制处理对转向操纵举动的影响的有无，以更加适当的速度进行从第一辅助控制量向上述第二辅助控制量的转移。例如，在判定为有对转向操纵举动的影响的主旨时，优选使上述转移速度进一步增大。这样，能够缓和马达的转矩变动给转向操纵举动带来的影响。
[0018]在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置基于上述转向系统的多种状态量中的特定的状态量以及上述被限制的第一辅助控制量的至少一个，来判定表示对转向操纵举动的影响的程度的转移等级，并根据该判定的转移等级来改变上述转移速度。这样，根据转移等级以更加适当的速度进行从第一辅助控制量向第二辅助控制量的转移。
[0019]在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置作为对转向操纵举动的影响的有无的判定处理，基于作为上述特定的状态量的转向操纵转矩的变化方向与向上述马达供给的电流的变化方向的比较，来判定上述电流的变化方向是否是促进上述转向操纵转矩的变化的方向，并根据该判定的结果来使上述转移速度增减。
[0020]在本发明的又一其他方式中，在上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置通过将按照各上述状态量分别独立地设定的多个限制值重叠来生成针对上述辅助控制量的最终的限制值，在从上述第一辅助控制量向上述第二辅助控制量的转移开始后到该转移完成期间，使用上述最终的限制值的时间平均值来限制上述第一辅助控制量。
[0021]根据该结构，由于以最终的限制值直接限制辅助控制量，所以能够减轻控制装置的运算负荷。另外，通过使用最终的限制值的时间平均值来抑制最终的限制值的变动。因此，抑制由最终的限制值的变动引起的第一辅助控制量的变动，进而抑制马达转矩的变动。
[0022]根据上述方式的电动动力转向装置，能够赋予转向操纵系统更加适当的辅助力。
【附图说明】
[0023]通过以下附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明上述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，符号表示本发明的要素，其中，
[0024]图1是第一实施方式中的电动动力转向装置的简要结构图。
[0025]图2是第一实施方式中的电动动力转向装置的控制框图。
[0026]图3是第一实施方式中的辅助控制电路的控制框图。
[0027]图4是第一实施方式中的上下限限制运算电路的控制框图。
[0028]图5是表示第一实施方式中的转向操纵转矩与限制值的关系的映射。
[0029]图6是表不第一实施方式中的转向操纵转矩的微分值与限制值的关系的映射。
[0030]图7是表示第一实施方式中的转向操纵角与限制值的关系的映射。
[0031]图8是表示第一实施方式中的转向操纵速度与限制值的关系的映射。
[0032]图9是表示第一实施方式中的转向操纵角加速度与限制值的关系的映射。
[0033]图10是表示第一实施方式中的辅助控制量(电流指令值)的变化的曲线图。
[0034]图11是表示第一实施方式中的上下限保护处理电路的处理顺序的流程图。
[0035]图12是表示第一实施方式中的切换电路的处理顺序的流程图。
[0036]图13是第一实施方式中的切换电路的控制框图。
[0037]图14是表示第二实施方式中的电流指令值运算电路的主要部分的控制框图。
[0038]图15是第二实施方式中的切换电路的控制框图。
[0039]图16A是表示第二实施方式中的转移等级判定电路的处理顺序的流程图。
[0040]图16B是表示第二实施方式的变形例中的转移等级判定电路的处理顺序的流程图。
[0041]图17是表示第三实施方式中的电动动力转向装置的主要部分的控制框图。
[0042]图18是第三实施方式中的切换电路的控制框图。
[0043]图19是表示第三实施方式中的转移等级判定映射的表。
[0044]图20是表示第四实施方式中的电流指令值运算电路的主要部分的控制框图。
[0045]图21是第四实施方式中的切换电路的控制框图。
[0046]图22是第四实施方式中的上下限限制运算电路的控制框图。
【具体实施方式】
[0047]以下，对本发明的电动动力转向装置的第一实施方式进行说明。如图1所示，电动动力转向装置10具备:转向操纵机构20，其基于驾驶员的转向操作使转向轮转向；转向操纵辅助机构30，其辅助驾驶员的转向操作；以及ECU (电子控制装置)40，其控制转向操纵辅助机构30的动作。
[0048]转向操纵机构20具备:方向盘21，其由驾驶员操作；以及转向轴22，其与方向盘21 一体旋转。转向轴22由与方向盘21的中心连结的柱轴22a、与柱轴22a的下端部连结的中间轴22b、以及与中间轴22b的下端部连结的小齿轮轴22c构成。小齿轮轴22c的下端部与向和小齿轮轴22c交叉的方向延伸的齿条轴23 (准确来说是形成有齿条齿的部分23a)啮合。因此，转向轴22的旋转运动通过由小齿轮轴22c以及齿条轴23构成的齿轮齿条机构24被转换为齿条轴23的往复直线运动。该往复直线运动经由分别与齿条轴23的两端连结的横拉杆25分别被传递至左右的转向轮26、26，从而这些转向轮26、26的转向角Θ ta被变更。
[0049]转向操纵辅助机构30具备作为转向操纵辅助力的产生源的马达31。作为马达31采用无刷马达等。马达31经由减速机构32与柱轴22a连结。减速机构32将马达31的旋转减速，并将该减速后的旋转力传递给柱轴22a。即，通过向转向轴22赋予马达的转矩作为转向操纵辅助力(辅助力)，来辅助驾驶员的转向操作。
[0050]ECU40获取设置于车辆的各种传感器的检测结果来作为表示驾驶员的请求或者行驶状态的信息，并根据这些获取的各种信息来控制马达31。
[0051]作为各种传感器，例如有车速传感器51、转向传感器52、转矩传感器53以及旋转角传感器54。车速传感器51检测车速(车辆的行驶速度)V。转向传感器52例如是磁式的旋转角传感器，被设置于柱轴22a来检测转向操纵角θ8。转矩传感器53被设置于柱轴22a来检测转向操纵转矩τ。旋转角传感器54被设置于马达31来检测马达31的旋转角Θ mD