电动助力转向装置的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装置的控制装置，其将电动机产生的转向辅助力赋予给汽车或车辆的转向系统。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置的控制装置。该电动助力转向装置的控制装置适度地抑制在路缘石碰撞等冲击发生的时候从转向盘传给驾驶员的冲击的传达，并提高转向感觉。
【背景技术】
[0002]利用电动机的旋转力对汽车或车辆的转向装置施加转向辅助力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。为了准确产生辅助扭矩(转向辅助扭矩)，现有的电动助力转向装置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，以便使电流指令值与电动机电流检测值之间的差变小，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)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上设有用于检测转向盘I的转向扭矩Tr的扭矩传感器10，对转向盘I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)10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100。控制单元100基于由扭矩传感器1检测出的转向扭矩Tr和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行成为辅助(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，控制供给电动机20的电流。此外，车速Vel也能够从CAN(ControIIer Area Network，控制器局域网络)等处获得。
[0004]在这样的电动助力转向装置中，例如日本特开平8-290778号公报(专利文献I)所公开的那样，现有技术通过控制单元100内的鲁棒稳定化补偿单元来同时设计系统的稳定性和路面信息及干扰信息的灵敏度特性。但是，在这样的现有的控制装置中，因为转向中立点附近的转向时的反力较小，由于摩擦的影响，所以很难把路面信息正确地传递给驾驶员。另外，在现有的电动助力转向装置中，很难把转向角与转向力之间的迟滞特性设定为与液压式助力转向系统相同的特性。
[0005]作为解决这样的问题的装置，例如有本申请人的日本专利第4715212号公报(专利文献2)所公开的电动助力转向装置的控制装置。
[0006]在专利文献2所公开的控制装置中，如图2所示，通过电动机驱动单元21来驱动辅助用的电动机20，通过用两点虚线表示的控制单元100来控制电动机驱动单元21，来自扭矩传感器的转向扭矩Tr和来自车速传感器的车速Ve I被输入到控制单元100。电动机端子间电压Vm和电动机电流值i被测定，各个测定值被输入到控制单元100。
[0007]控制单元100具备用虚线表示的扭矩系统控制单元110和用一点虚线表示的电动机系统控制单元120，其中，扭矩系统控制单元110利用转向扭矩Tr进行控制；电动机系统控制单元120进行与电动机20的驱动相关的控制。扭矩系统控制单元110由辅助量运算单元
111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113、鲁棒稳定化补偿单元114、自对准扭矩(SAT)估计单元117和反馈单元118来构成，还具备加法单元116A、116B和116C。另外，电动机系统控制单元120由补偿单元121、干扰估计单元122、电动机角速度运算单元123、电动机角加速度运算单元124和电动机特性补偿单元125来构成，还具备加法单元126A和126B。
[0008]转向扭矩Tr被输入到辅助量运算单元111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113和SAT估计单元117中，辅助量运算单元111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113和SAT估计单元117都将车速Vel作为参数输入。辅助量运算单元111基于转向扭矩Tr运算出辅助扭矩量。横摆率收敛性控制单元113输入转向扭矩Tr和电动机角速度ω，为了改善车辆横摆的收敛性，对转向盘的摆动动作进行制动。另外，微分控制单元112提高转向的中立点附近的控制的响应度，并实现平滑、流畅的转向。SAT估计单元117输入转向扭矩Tr、作为辅助量运算单元111的输出与微分控制单元112的输出在加法单元116Α相加后得到的信号的电流指令值Irefl、由电动机角速度运算单元123运算出的电动机角速度ω和来自电动机角加速度运算单元124的电动机角加速度*ω，估计SAT。反馈单元118对估计出的SAT估计值*SAT进行信号处理后，将其作为SAT补偿值*SATc输出。通过将SAT补偿值*SATc与来自鲁棒稳定化补偿单元114的电流指令值Iref 3相加并补偿，以便将合适的路面信息作为反力赋予给转向盘。
[0009]另外，作为，作为辅助量运算单元111的输出与微分控制单元112的输出相加后得到的加法结果的电流指令值Irefl，与横摆率收敛性控制单元113的输出，在加法单元116B相加后得到的加法结果的电流指令值Iref2，被输入到鲁棒稳定化补偿单元114中。鲁棒稳定化补偿单元114例如为日本特开平8-290778号公报所公开的补偿单元，其将被包含在检测扭矩中的，由惯性要素和弹性要素构成的共振系统的共振频率中的峰值除去，并对阻碍控制系统的响应度和稳定性的共振频率的相位偏移进行补偿。通过作为鲁棒稳定化补偿单元114的输出的电流指令值Iref 3与来自反馈单元118的SAT补偿值*SATc在加法单元116C中相加，可得到电流指令值Iref4，该电流指令值Iref4能够将路面信息作为反力传递给转向盘。
[0010]还有，电动机角速度运算单元123基于电动机端子间电压Vm和电动机电流值i运算出电动机角速度ω，运算出的电动机角速度ω被输入到电动机角加速度运算单元124、横摆率收敛性控制单元113和SAT估计单元117中。电动机角加速度运算单元124基于被输入进来的电动机角速度ω运算出电动机角加速度*ω，运算出的电动机角加速度*ω被输入到电动机特性补偿单元125中。电流指令值Iref4与电动机特性补偿单元125的输出Ic在加法单元126Α相加后得到的加法结果被作为电流指令值Iref5输入到由比例微分补偿单元等构成的补偿单元121中。在补偿单元121中对电流指令值Iref 5进行补偿后得到的电流指令值Iref6与干扰估计单元122的输出在加法单元126B相加后得到的加法结果被作为电流指令值Iref7输入到电动机驱动单元21和干扰估计单元122中。干扰估计单元122为日本特开平8-310417号公报所公开的装置，其基于电流指令值IrefT和电动机电流检测值i，能够既维持控制系统的输出基准中所希望的电动机控制特性，又不失去控制系统的稳定性。
[0011]另外，SAT估计单元117输入转向扭矩Tr、电动机角速度ω、电动机角加速度*ω和电流指令值Irefl (辅助量运算结果)，通过公知的方法来估计SAT。反馈单元118对SAT估计值*SAT进行处理后将其作为SAT补偿值*SATc，SAT补偿值*SATc被输入到加法单元116C中。反馈单元118例如具有图3所示的结构。如图3所示，反馈单元118由输入SAT估计值*SAT并输出高频成分的车速感应型的高通滤波器118-1和与增益G相乘的车速感应型的增益单元118-2构成。
[0012]此外，在图3中，J表示惯性，Fr表示摩擦(静摩擦)，Tm表示辅助扭矩。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:日本特开平8-290778号公报
[0016]专利文献2:日本专利第4715212号公报
【发明内容】
[0017]发明要解