号单元111、增益单元112、乘法单元101和乘法单元 102构成补正单元。转向扭矩增益单元110、车速增益单元130和乘法单元132构成转向盘回 正控制增益计算单元。积分控制单元140、积分增益单元141、限制器142、加法单元105和限 制器143构成转向盘回正控制电流运算单元。
[0085] 转向扭矩增益单元110具有图5所示的特性，为运样一种输出特性，即，当转向扭矩 T为从0到T1时输出一定值化1，当转向扭矩T超过T1时逐渐减少，当转向扭矩T等于或大于T2 (>Τ1)时变为0。还有，角加速度运算单元120为图6所示的随着转向角Θ增大而逐渐变小的 输出特性，将车速V和转向扭矩Τ作为参数，为当车速V和转向扭矩Τ变小时角加速度α也变小 的特性。车速增益单元130具有图7所示的特性，尽管为运样一种特性，即，至少当车速V小于 或等于车速VI时为小的增益ΚΡ1而且为一定，当车速V大于车速VI时逐渐增加，当车速V等于 或大于车速V2(>车速VI)时为大的增益ΚΡ2而且为一定，但并不限定于运样的特性。
[0086] 在运样的结构中，参照图8和图9的流程图来说明其动作例。
[0087] 首先，输入(读取)转向扭矩T、车速V、转向角Θ和转向角速度ω (步骤S1)，转向扭矩 增益单元110输出转向扭矩增益化(步骤S2)。增益单元112将转向扭矩Τ与增益Gw相乘，乘法 单元101对来自增益单元112的输出进行平方运算，来自乘法单元101的平方值TG1被输入到 乘法单元1〇2(步骤S3)，符号单元111检测出转向扭矩T的符号SN(步骤S4)，乘法单元102将 符号SN与平方值TG1相乘(步骤S5)。
[0088] 还有，角加速度运算单元120基于被输入进来的转向角Θ、车速V和转向扭矩T运算 出角加速度α(步骤S10)，积分单元121进行角加速度α的积分(步骤S11)，加法单元103将来 自积分单元121的积分值IG与在乘法单元102得到的乘法结果相加(步骤S12)，平方根单元 122对在加法单元103得到的加法结果进行平方根处理后，输出目标转向角速度ωι(步骤 S13)。
[0089] 另一方面，车速V在车速增益单元130中被变换成车速增益ΚΡ(步骤S20)，实际转向 角速度ω在滤波器131中被实施了相位超前处理之后，作为ω a被减法输入到减法单元104 (步骤S21 )，由减法单元104求出的目标转向角速度ω 1与ω a之间的偏差SG1被输入到乘法 单元132(步骤S22)。转向扭矩增益化和车速增益KP被输入到乘法单元132,乘法单元132通 过进行偏差SG1、转向扭矩增益化和车速增益KP的乘法来求出转向盘回正控制增益SG2(步 骤S23)。转向盘回正控制增益SG2在积分控制单元140中被进行了积分处理之后(步骤S24)， 在积分增益单元141中再与积分增益KI相乘(步骤S25)，然后在限制器142中根据转向扭矩 增益化和车速增益KP被进行限制处理(步骤S30)。
[0090] 由限制器142进行了限制处理之后的信号被输入到加法单元105,在加法单元105 与转向盘回正控制增益SG2相加(步骤S31)，然后在限制器143中被进行了限制处理之后，被 作为转向盘回正控制电流HR输出（步骤S32)。加法单元106通过将转向盘回正控制电流皿与 电流指令值Iref相加来进行补正，并输出补偿电流指令值Irefn(步骤S33)。
[0091] 此外，转向角速度也可W为电动机角速度X齿轮比，也可W通过参照平方根函数 表来求出平方根函数。另外，可W适当地变更图8和图9的数据输入、运算和处理的顺序。还 有，尽管在上述实施方式中对转向盘回正控制增益进行I控制运算，但在本发明中也可W进 行P控制运算、I控制运算和D控制运算的全部控制运算，也可W进行P控制运算、I控制运算 和D控制运算中的至少一个控制运算。
[0092] 附图标记说明
[0093] 1 转向盘(方向盘）
[0094] 2 柱轴(转向轴、方向盘轴）
[009引10 扭矩传感器
[0096] 12 车速传感器
[0097] 14 转向角传感器
[009引 20 电动机
[0099] 30 控制单元化CU)
[0100] 31 电流指令值运算单元
[0101] 33 电流限制单元
[0102] 34 补偿信号生成单元
[0103] 35 PI控制单元
[0104] 36 PWM控制单元
[010引 37 逆变器
[0106] 50 CAN
[0107] 100 转向盘回正控制单元
[010引 110 转向扭矩增益单元
[0109] 111 符号单元
[0110] 120 角加速度运算单元
[01川 m 积分单元
[011引122 平方根单元
[0113] 130 车速增益单元
[0114] 131 滤波器
[011引140 积分控制单元
[0116] 142、143 限制器
【主权项】
1. 一种电动助力转向装置，其基于转向扭矩和车速运算出电流指令值，基于所述电流 指令值来驱动电动机，通过所述电动机的驱动控制来对转向系统进行辅助控制，其特征在 于： 具备转向盘回正控制单元，其基于转向角、所述转向扭矩、所述车速和转向角速度运算 出转向盘回正控制电流，以通过将所述转向盘回正控制电流与所述电流指令值相加而得到 的补偿电流指令值来驱动所述电动机， 所述转向盘回正控制单元由角加速度运算单元、补正单元、目标转向角速度设定单元、 转向盘回正控制增益计算单元和转向盘回正控制电流运算单元构成， 所述角加速度运算单元运算出与所述转向角、所述车速和所述转向扭矩相对应的角加 速度； 所述补正单元根据与所述转向扭矩相对应的角速度的平方来补正所述角加速度的积 分值的两倍； 所述目标转向角速度设定单元基于来自所述补正单元的补正值的平方根来设定目标 转向角速度； 所述转向盘回正控制增益计算单元将车速增益和转向扭矩增益与所述目标转向角速 度与实际转向角速度之间的偏差相乘，求出转向盘回正控制增益； 所述转向盘回正控制电流运算单元对所述转向盘回正控制增益进行P控制运算、I控制 运算和D控制运算中的至少一个控制运算，根据所述车速增益和所述转向扭矩增益进行输 出限制，求出所述转向盘回正控制电流。2. 根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于:所述角加速度运算单元将所 述车速作为参数，所述角加速度为随着所述转向角增大而逐渐变小的特性。3. 根据权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于:所述角加速度为随着所述车 速减小而变小的特性。4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的电动助力转向装置，其特征在于:所述转向扭 矩增益是当所述转向扭矩小于或等于规定值T1时为一定，当所述转向扭矩大于或等于规定 值T2(>所述规定值T1)并小于规定值T3(>所述规定值T2)时逐渐减少，当所述转向扭矩等 于或大于所述规定值Τ3时变为0的特性。5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的电动助力转向装置，其特征在于:所述车速增 益是当所述车速小于或等于规定值VI时为一定，当所述车速大于或等于规定值￥2(>所述 规定值VI)并小于规定值V3(>所述规定值V2)时逐渐增加，当所述车速等于或大于所述规 定值V3时变为一定值的特性。6. 根据权利要求1至5中任意一项所述的电动助力转向装置，其特征在于:从所述目标 转向角速度中减去经过了相位超前滤波器的所述转向角速度。7. 根据权利要求1至6中任意一项所述的电动助力转向装置，其特征在于:使用限制器 来限制所述转向盘回正控制电流的最大值。8. 根据权利要求1至7中任意一项所述的电动助力转向装置，其特征在于:对所述转向 盘回正控制增益进行P控制运算和I控制运算。
【专利摘要】本发明提供一种电动助力转向装置。该电动助力转向装置即使在直线行驶状态中当驾驶员介入转向时，也能够实现没有不协调感并且平稳的转向盘回正控制。本发明的电动助力转向装置具备用于运算出回正控制电流并以从电流指令值中减去回正控制电流而得到的补偿电流指令值来驱动电动机的转向盘回正控制单元，该转向盘回正控制单元由角加速度运算单元、补正单元、目标转向角速度设定单元、回正控制增益计算单元和回正控制电流运算单元构成，其中，该角加速度运算单元运算出与转向角、车速和转向扭矩相对应的角加速度；该补正单元根据与转向扭矩相对应的角速度的平方来补正角加速度的积分值的两倍；该目标转向角速度设定单元基于补正值的平方根来设定目标转向角速度；该回正控制增益计算单元将车速增益和转向扭矩增益与目标转向角速度与实际转向角速度之间的偏差相乘，求出回正控制增益；该回正控制电流运算单元对回正控制增益进行P控制运算、I控制运算和D控制运算中的至少一个控制运算，根据车速增益和转向扭矩增益进行输出限制，求出回正控制电流。
【IPC分类】B62D119/00, B62D101/00, B62D113/00, B62D6/00
【公开号】CN105579325
【申请号】CN201580001815
【发明人】北爪徹也
【申请人】日本精工株式会社
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年5月13日
【公告号】EP3031701A1, WO2016017235A1