CN104843055A - 电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动助力转向装置，能够抑制在能够计算绝对转向角的前后转向操纵感产生差异的情况来提高转向操纵感。基本辅助控制部(41)设定基本辅助电流值(Ia)。辅助增益设定部(55)设定辅助增益(Ga)。辅助增益(Ga)在能够计算绝对转向角之前固定为不足1的下限值，在能够计算绝对转向角之后从下限值渐增至1，之后固定为1。辅助增益乘法部(42)通过将基本辅助电流值(Ia)乘以辅助增益(Ga)，来修正基本辅助电流值(Ia)。

Description

电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及电动助力转向装置。

背景技术

以往在电动助力转向装置中，公知有如下电动助力转向装置，即，除了进行在转向操纵方向上施加转矩的辅助控制之外，为了提高方向盘返回中立位置时的转向操纵性，还进行向方向盘的返回方向施加转矩的方向盘复位控制(参照日本特开2003－291842号公报、日本特开2004－82856号公报)。在日本特开2003－291842号公报记载的电动助力转向装置中，基于车速、转向操纵转矩、转向操纵角速度以及横摆率来推断车辆的直行行驶状态，并且当推断车辆为直行行驶状态时的相对的转向操纵角(相对转向角)被推断为中立角。基于该中立角和相对转向角，来计算绝对的转向操纵角(绝对转向角)。而且，由方向盘复位控制部基于绝对转向角来计算方向盘复位转矩。通过在由辅助控制部计算出的辅助转矩上加上方向盘复位转矩、惯性转矩、减震转矩，来计算指令转矩，基于与指令转矩对应的指令电流值来驱动控制马达。

如上述的日本特开2003－291842号公报记载的电动助力转向装置那样，在基于绝对转向角计算方向盘复位转矩或者与其对应的补偿电流值的电动助力转向装置中，在绝对转向角的计算能够进行之前，即在推断车辆为直行行驶状态之前，不计算方向盘复位转矩以及与其对应的补偿电流值。因此，在绝对转向角的计算能够进行之前，在指令转矩以及指令电流值中未反映方向盘复位转矩以及与其对应的补偿电流值。另一方面，在绝对转向角的计算能够进行之后，在指令转矩以及指令电流值中反应方向盘复位转矩以及与其对应的补偿电流值。

因此，在绝对转向角的计算能够进行的前后，转向操纵感产生差异。具体而言，绝对转向角的计算能够进行之前与绝对转向角的计算能够进行之后相比，转向操纵轻松。因此，在绝对转向角的计算能够进行的前后，有产生转向操纵不协调感的情况。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种电动助力转向装置，其能够消除在绝对转向角的计算能够进行之前因未反映补偿电流值而产生的转向操纵感的恶化，由此能够抑制在绝对转向角的计算能够进行的前后转向操纵感产生差异，从而能够提高转向操纵感。

本发明的一个方式的电动助力转向装置包括：

电动马达，其产生转向操纵辅助力；

马达控制装置，其基于目标电流值对所述电动马达进行驱动控制；

转向操纵转矩检测器装置，其检测转向操纵转矩；

基本辅助电流值设定装置，其使用由所述转向操纵转矩检测器检测到的转向操纵转矩，来设定基本辅助电流值；

相对转向角检测器，其用于对相对的转向操纵角亦即相对转向角进行检测；

中立位置确定装置，其通过检测所述车辆的直行行驶状态，来确定转向操纵中立位置；

绝对转向角运算装置，其基于由所述相对转向角检测器检测到的相对转向角，来计算以通过所述中立位置确定装置确定的转向操纵中立位置为基准的绝对的转向操纵角亦即绝对转向角；

补偿电流值运算装置，其使用由所述绝对转向角运算装置计算的绝对转向角，来计算在驾驶员使方向盘返回中立位置时、用于进行向使方向盘返回中立位置的方向施加转矩的方向盘复位控制的补偿电流值；

基本辅助电流值修正装置，其根据在所述绝对转向角运算装置的绝对转向角的计算能够进行的时刻之前或之后，来变更由所述基本辅助电流值设定装置设定的基本辅助电流值；以及

目标电流值运算装置，其使用所述基本辅助电流值修正装置所进行的修正后的基本辅助电流值、和由所述补偿电流值运算装置计算的补偿电流值，来计算所述目标电流值。

根据该发明，根据绝对转向角的计算能够进行之前还是之后，能够变更并修正基本辅助电流值。由此，例如在未反映补偿电流值、绝对转向角的计算能够进行之前，能够以增补补偿电流值的方式修正基本辅助电流值。由此，能够消除在绝对转向角的计算能够进行之前因未反映补偿电流值而产生的转向操纵感的恶化，从而能够抑制在绝对转向角的计算能够进行的前后转向操纵感产生差异。其结果，能够抑制转向操纵不协调感，而提高转向操纵感。

对于本发明的其他方式，在上述方式的电动助力转向装置中，

所述基本辅助电流值修正装置构成为，在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行的时刻之前，使由所述基本辅助电流值设定装置设定的基本辅助电流值的绝对值减小。在该结构中，在未反映补偿电流值、绝对转向角的计算能够进行之前，能够以增补补偿电流值的方式修正基本辅助电流值。由此，能够消除在绝对转向角的计算能够进行之前因未反映补偿电流值而产生的转向操纵感的恶化，从而能够抑制在绝对转向角的计算能够进行的前后转向操纵感产生差异。其结果，能够抑制转向操纵不协调感，提高转向操纵感。

对于本发明的其他方式，在上述方式的电动助力转向装置中，

所述基本辅助电流值修正装置包括：

第一修正增益设定装置，其设定第一修正增益；以及

第一乘法装置，其将由所述基本辅助电流值设定装置设定的基本辅助电流值乘以由所述第一修正增益设定装置设定的第一修正增益，

所述第一修正增益设定装置在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之前，将第一修正增益设定为不足1的规定值，并且在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之后将第一修正增益设定为1。

在该结构中，在未反映补偿电流值、绝对转向角的计算能够进行之前，能够以增补补偿电流值的方式修正基本辅助电流值，并且在反映补偿电流值、绝对转向角的计算能够进行之后，能够不进行这样的修正。由此，能够消除在绝对转向角的计算能够进行之前因未反映补偿电流值而产生的转向操纵感的恶化，并且能够抑制在绝对转向角的计算能够进行的前后转向操纵感产生差异。其结果，能够抑制转向操纵不协调感，提高转向操纵感。

对于本发明的其他方式，在上述方式的电动助力转向装置的基础上，

所述基本辅助电流值修正装置包括：

第一修正增益设定装置，其设定第一修正增益；以及

第一乘法装置，其将由所述基本辅助电流值设定装置设定的基本辅助电流值乘以由所述第一修正增益设定装置设定的第一修正增益，

所述第一修正增益设定装置构成为，在所述绝对转向角运算装置的绝对转向角的计算能够进行之前将第一修正增益设定为不足1的规定值，并且在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之后，使第一修正增益从所述规定值渐增至1，之后将第一修正增益固定为1，

所述补偿电流值运算装置包括：

基本补偿电流值运算装置，其使用由所述绝对转向角运算装置计算的绝对转向角，来计算基本补偿电流值；

第二修正增益设定装置，其设定第二修正增益；以及

第二乘法装置，其将由所述基本补偿电流值运算装置计算的基本补偿电流值乘以由所述第二修正增益设定装置设定的第二修正增益，

所述第二修正增益设定装置构成为，在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之前将第二修正增益设定为0，并且在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之后，使第二修正增益从0渐增至1，之后将第二修正增益固定为1。

在该结构中，能够得到与技术方案3记载的发明相同的效果。另外，在该结构中，在绝对转向角的计算能够进行的前后，因为能够使目标电流值平顺地变化，所以能够使转向操纵感进一步提高。

本发明的其他方式在上述方式的电动助力转向装置的基础上，

所述相对转向角检测器包括：

对所述电动马达的相对的旋转角亦即相对旋转角进行检测的相对旋转角检测器；以及

基于由所述相对旋转角检测器检测的相对旋转角来计算相对转向角的装置。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，

图1是表示本发明的一个实施方式的电动助力转向装置的简要结构的示意图。

图2是表示ECU的电结构的框图。

图3是表示电动马达的结构的示意图。

图4是表示基本辅助电流值Ia相对于检测到的转向操纵转矩T的设定例的图表。

图5是表示方向盘复位增益Gr的设定例的图表。

图6是表示辅助增益Ga相对于方向盘复位增益Gr的设定例的图表。

图7是表示方向盘复位控制部的构成例的框图。

图8是表示基本补偿电流值Iro相对于绝对转向角θha的设定例的图表。

图9是表示车速增益Gv相对于车速V的设定例的图表。

图10是表示方向盘复位控制部的其他构成例的框图。

图11是表示目标转向操纵角速度ωh*相对于绝对转向角θha的设定例的图表。

图12是表示基本补偿电流值Iro相对于角速度偏差Δωh的设定例的图表。

具体实施方式

以下，参照附图详细地对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式的电动助力转向装置的简要结构的示意图。电动助力转向装置1具备：作为用于操纵车辆的方向的转向操纵部件的方向盘2；与该方向盘2的旋转联动地使转向轮(左前轮3FL以及右前轮3FR相对应)转向的转向机构4；以及用于辅助驾驶员转向操纵的转向操纵辅助机构5。方向盘2与转向机构4经由转向轴6以及中间轴7机械式连结。

转向轴6包括与方向盘2连结的输入轴8、和与中间轴7连结的输出轴9。输入轴8与输出轴9经由扭杆10以能够相对旋转的方式连结。在扭杆10的周围配置有转矩传感器11。转矩传感器11基于输入轴8以及输出轴9的相对旋转位移量来检测施加于方向盘2的转向操纵转矩T。在该实施方式中，对于由转矩传感器11检测的转向操纵转矩T而言，例如将用于向右方向进行转向操纵的转矩作为正值来检测，将用于向左方向进行转向操纵的转矩作为负值来检测，其绝对值越大转向操纵转矩的大小越大。

转向机构4是由包括小齿轮轴13和作为转向轴的齿条轴14的齿条齿轮机构构成的。在齿条轴14的各端部经由转向横拉杆15以及转向节臂(图示略)连结有转向轮(左前轮3FL以及右前轮3FR)。小齿轮轴13与中间轴7连结。小齿轮轴13与方向盘2的转向操纵联动地旋转。在小齿轮轴13的前端(图1中下端)连结有小齿轮16。

齿条轴14沿汽车的左右方向直线状延伸。在齿条轴14的轴向的中间部形成有与小齿轮16啮合的齿条17。小齿轮轴13的旋转运动通过该小齿轮16以及齿条17被变换为齿条轴14的轴向运动。通过使齿条轴14沿轴向移动，能够使转向轮(左前轮3FL以及右前轮3FR)转向。

若对方向盘2进行转向操纵(使之旋转)，则该旋转经由转向轴6以及中间轴7传递至小齿轮轴13。而且，小齿轮轴13的旋转被小齿轮16以及齿条17变换为齿条轴14的轴向运动。由此，使左前轮3FL以及右前轮3FR转向。转向操纵辅助机构5包括转向操纵辅助用的电动马达18、和用于将电动马达18的输出转矩传递至转向机构4的减速机构19。电动马达18在该实施方式中是由三相无刷马达构成的。在电动马达18的附近配置有用于检测电动马达18的转子的旋转角(用转子的电角表现)的旋转角传感器23。旋转角传感器23例如使用分解器。减速机构19是由包括蜗杆轴20和与该蜗杆轴20啮合的蜗轮21的蜗轮机构构成的。减速机构19被收容在作为传递机构壳体的齿轮壳体22内。

由电动马达18驱动蜗杆轴20使之旋转。另外，蜗轮21与转向轴6中的输出轴9连结。由蜗杆轴20驱动蜗轮21使之旋转。若由电动马达18驱动蜗杆轴20使之旋转，则驱动蜗轮21使之旋转，并且转向轴6旋转。而且，转向轴6的旋转运动经由中间轴7传递至小齿轮轴13。小齿轮轴13的旋转运动被变换为齿条轴14的轴向运动。由此，使左前轮3FL以及右前轮3FR转向。即，通过用电动马达18驱动蜗杆轴20使之旋转，来使左前轮3FL以及右前轮3FR转向。

在车辆设置有：用于检测车速V的车速传感器24；用于检测车辆的横摆率YR的横摆率传感器25；用于检测车辆的横向加速度LA的横向加速度传感器26；以及用于检测各车轮的旋转速度ωFL、ωFR、ωRL、ωRR的车轮转速传感器27～30。各车轮的旋转速度ωFL、ωFR、ωRL、ωRR分别表示左前轮3FL、右前轮3FR、左后轮(省略图示)以及右后轮(省略图示)的旋转速度。

向ECU12(电子控制单元：Electronic Control Unit)输入以下信号：由转矩传感器11检测的转向操纵转矩T；由车速传感器24检测的车速V，通过横摆率传感器25检测的横摆率YR，通过横向加速度传感器26检测的横向加速度LA，通过车轮转速传感器27～30检测的各车轮的旋转速度ωFL、ωFR、ωRL、ωRR，旋转角传感器23的输出信号等。ECU12基于这些输入控制电动马达18。

图2是表示ECU12的电结构的框图。ECU12具备：微型计算机31；被微型计算机31控制、并向电动马达18供给电力的驱动电路32；以及检测在电动马达18流动的马达电流的电流检测部33。电动马达18例如是三相无刷马达，如图3示意性表示那样，具备：作为磁场的转子100；以及包括U相定子卷线101、V相定子卷线102以及W相定子卷线103的定子105。电动马达18也可以是在转子的外部对置配置定子的内转子型马达，也可以在筒状的转子的内部对置配置定子的外转子型马达。

为了进行马达的驱动控制，定义在各相的定子卷线101、102、103的中心线的方向采取U轴、V轴以及W轴的三相固定坐标(UVW坐标系)。另外，定义在从转子100的S极向N极的磁极方向采取d轴(磁极轴)、在转子100的旋转平面内与d轴成直角的方向采取q轴(转矩轴)的二相旋转坐标系(dq坐标系。实际旋转坐标系)。dq坐标系是与转子100一起旋转的旋转坐标系。在dq坐标系中，因为仅q轴电流有助于转子100的转矩产生，所以可以将d轴电流设为零，根据所希望的转矩控制q轴电流。转子100的旋转角(电角)θe是d轴相对于U轴的旋转角。dq坐标系根据转子旋转角θe而相对于UVW坐标系旋转，是实际旋转坐标系。通过使用该转子旋转角θe，能够进行UVW坐标系与dq坐标系之间的坐标变换。

回到图2，微型计算机31具备CPU以及存储器(ROM、RAM、非易失性存储器等)，通过执行规定的程序，来作为多个功能处理部起作用。该多个功能处理部包括：基本辅助控制部41；辅助增益乘法部42；目标电流值计算部43；电流偏差计算部44；PI(比例积分)控制部45；坐标变换部46；PWM(Pulse Width Modulation)控制部47；坐标变换部48；旋转角计算部49；相对转向角计算部50；转向操纵角速度计算部51；直行行驶状态判定部52；绝对转向角计算部53；方向盘复位增益设定部54；辅助增益设定部55；以及方向盘复位控制部56。

旋转角计算部49基于旋转角传感器23的输出信号，计算电动马达18的转子的旋转角θe、θr，并输出。θe是电角，θr是机械角(转子相对于定子的机械式的旋转角)。θe、θr都不是转子以与后述的转向操纵中立位置对应的转子的旋转角为原点而在多个旋转内的绝对角度，不是在多个旋转内的绝对角度这一含义是指是相对的旋转角。向各坐标变换部46、48给予由旋转角计算部49计算的转子旋转角θe(电角)。向相对转向角计算部50给予由旋转角计算部49计算的旋转角θr(机械角)。

相对转向角计算部50将由旋转角计算部49计算的旋转角θr除以减速机构19的减速比，来计算相对的转向操纵角亦即相对转向角θhr。向转向操纵角速度计算部51并向绝对转向角计算部53给予由相对转向角计算部50计算出的相对转向角θhr。转向操纵角速度计算部51对由相对转向角计算部50计算的相对转向角θhr进行时间微分，来计算转向操纵角速度ωh。在该实施方式中，在电动马达18向与右转向操纵方向对应的旋转方向旋转时，转向操纵角速度ωh为正值，在电动马达18向与左转向操纵方向对应的旋转方向旋转时，转向操纵角速度ωh为负值。

基本辅助控制部41基于由转矩传感器11检测的转向操纵转矩T和由车速传感器24检测的车速V，来设定基本辅助电流值Ia。基本辅助电流值Ia相对于检测到的转向操纵转矩T的设定例如图4所示。对于检测到的转向操纵转矩T而言，例如用于向右方向转向操纵的转矩取正值，用于向左方向转向操纵的转矩取负值。另外，对于基本辅助电流值Ia而言，在应该从电动马达18产生用于向右方向转向操纵的转向操纵辅助力时取正值，在应该从电动马达18产生用于向左方向转向操纵的转向操纵辅助力时取负值。基本辅助电流值Ia相对于检测到的转向操纵转矩T的正值取正，相对于检测到的转向操纵转矩T的负值取负。

当检测到的转向操纵转矩T是－T1～T1(例如，T1＝0.4Nm)的范围(转矩死区)内的微小值时，基本辅助电流值Ia为0。而且，在检测到的转向操纵转矩T是比－T1小、或者比T1大的值的情况下，基本辅助电流值Ia设定为，检测到的转向操纵转矩T的绝对值越大，则其绝对值越大。另外，基本辅助电流值Ia设定为，由车速传感器24检测的车速V越大，则其绝对值越小。由此，能够在低速行驶时产生大的转向操纵辅助力，并且在高速行驶时使转向操纵辅助力变小。

辅助增益乘法部42通过将由后述的辅助增益设定部55设定的辅助增益Ga乘以由基本辅助控制部41设定的基本辅助电流值Ia，来修正基本辅助电流值Ia。上述辅助增益Ga相当于本发明的第一修正增益，上述辅助增益乘法部相当于本发明的第一乘法装置。目标电流值计算部43基于由后述的方向盘复位控制部56计算的补偿电流值Ir、和辅助增益乘法部42所进行的修正后的基本辅助电流值Ga·Ia，来将应该向dq坐标系供给的电流值设为目标电流值。首先，目标电流值计算部43计算将由方向盘复位控制部56计算的补偿电流值Ir加上修正后的基本辅助电流值Ga·Ia所得的值(Ga·Ia+Ir)，并将其作为q轴电流指令值Iq*。接下来，目标电流值计算部43将d轴电流指令值Id*设为零。(以下，在总称d轴电流指令值Id*以及q轴电流指令值Iq*时，称作二相电流指令值Idq*。)向电流偏差计算部44给予由目标电流值计算部43设定的二相电流指令值Idq*。

电流检测部33检测电动马达18的U相电流IU、V相电流IV以及W相电流IW。以下，在总称这些IU、IV以及IW时，称作三相检测电流IUVW。向坐标变换部48给予由电流检测部33检测到的三相检测电流IUVW。

坐标变换部48将由电流检测部33检测的UVW坐标系的三相检测电流IUVW(U相电流IU、V相电流IV以及W相电流IW)坐标变换为dq坐标系的二相检测电流Id以及Iq。以下，在总称Id以及Iq时，称作二相检测电流Idq。该坐标变换使用由旋转角计算部49计算出的转子旋转角θe。

电流偏差计算部44计算由目标电流值计算部43设定的二相电流指令值Idq*与由坐标变换部48给予的二相检测电流Idq的偏差。更具体而言，电流偏差计算部44计算d轴检测电流Id相对于d轴电流指令值Id*的偏差、以及q轴检测电流Iq相对于q轴电流指令值Iq*的偏差。向PI控制部45给予上述偏差。

PI控制部45对由电流偏差计算部44计算出的电流偏差进行PI计算，来生成应该施加给电动马达18的d轴电压指令值Vd*以及q轴电压指令值Vq*。以下，在统称这些d轴电压指令值Vd*以及q轴电压指令值Vq*时，称作二相电压指令值Vdq*。向坐标变换部46给予该二相电压指令值Vdq*。

坐标变换部46将二相电压指令值Vdq*坐标变换为三相电压指令值VUVW*。在该坐标变换使用由旋转角计算部49计算出的转子旋转角θe。三相电压指令值VUVW*由U相电压指令值VU*、V相电压指令值VV*以及W相电压指令值VW*构成。向PWM控制部47给予该三相电压指令值VUVW*。

PWM控制部47生成分别与U相电压指令值VU*、V相电压指令值VV*以及W相电压指令值VW*对应的占空比的U相PWM控制信号、V相PWM控制信号以及W相PWM控制信号，并向驱动电路32供给。

驱动电路32由与U相、V相以及W相对应的三相变频器电路构成。由于构成该变频器电路的功率元件被从PWM控制部47给予的PWM控制信号控制，所以与三相电压指令值VUVW*相当的电压施加于电动马达18的各相定子卷线101、102、103。

电流偏差计算部44以及PI控制部45构成电流反馈控制装置。通过该电流反馈控制装置的工作来进行控制，以使在电动马达18流动的马达电流接近由目标电流值计算部43计算出的二相电流指令值Idq*。

接下来，详细对直行行驶状态判定部52、绝对转向角计算部53、方向盘复位增益设定部54、辅助增益设定部55以及方向盘复位控制部56进行说明。

直行行驶状态判定部52通过对车辆的行驶状态是否为直行行驶状态进行判定，来确定转向操纵中立位置。直行行驶状态判定部52例如基于由转矩传感器11检测的转向操纵转矩T、由车速传感器24检测的车速V、由横摆率传感器25检测的横摆率YR、由横向加速度传感器26检测的横向加速度LA、由车轮转速传感器27～30检测的各车轮的旋转速度ωFL、ωFR、ωRL、ωRR、由转向操纵角速度计算部51计算的转向操纵角速度ωh、二相电流指令值Idq*(换句话说，q轴电流指令值Iq*)，来判定车辆的行驶状态是否是直行行驶状态。

具体而言，直行行驶状态判定部52在每个规定的计算周期判定是否满足规定的直行行驶状态判定条件，并且在满足该直行行驶状态判定条件时，判定车辆的行驶状态为直行行驶状态。规定的直行行驶状态判定条件满足下面的全部第一条件～第七条件。

第一条件：车速V为规定的阈值A以上(V≥A，并且A＞0)。阈值A例如设定为20[km/h]。

第二条件：横摆率的绝对值|YR|为规定的阈值B以下(|YR|≤B，并且B＞0)。阈值B例如设定为2.5[deg/sec]。

第三条件：根据q轴电流指令值Iq*计算出的转向轴换算的马达转矩Tm与转向操纵转矩T的和的绝对值为规定的阈值C以下(|Tm+T|≤C，并且C＞0)。阈值C例如设定为5[Nm]。

第四条件：横向加速度的绝对值|LA|为规定的阈值D以下(|LA|≤D，并且D＞0)。阈值D例如设定为1.5/9.8[G]＝1.5[m/s²]。

第五条件：转向操纵角速度的绝对值|ωh|为规定的阈值E以下(|ωh|≤E，并且E＞0)。阈值E例如设定为15[deg/sec]。

第六条件：前后的车轮转速差的绝对值为规定的阈值F以下(F＞0)。前后的车轮转速差例如能够作为左前轮以及右前轮的旋转速度的平均值与左后轮以及右后轮的旋转速度的平均值之差[{(ωFL+ωFR)/2}－{(ωRL+ωRR)/2}]来求出。此时，第六条件用|[{(ωFL+ωFR)/2}－{(ωRL+ωRR)/2}]|≤F表示。阈值F例如设定为5[km/h]。

第七条件：左右的车轮转速差的绝对值为规定的阈值G以下(G＞0)。左右的车轮速差例如能够作为左前轮以及左后轮的旋转速度的平均值与右前轮以及右后轮的旋转速度的平均值之差{(ωFL+ωRL)/2}－{(ωFR+ωRR)/2}来求出。此时，第七条件能够用|{(ωFL+ωRL)/2}－{(ωFR+ωRR)/2}|≤G表示。阈值G例如设定为2[km/h]。

绝对转向角计算部53将由直行行驶状态判定部52判定车辆的行驶状态为直行行驶状态时的相对转向角θhr设为转向操纵中心角θc，并且使用转向操纵中心角θc和相对转向角θhr并基于下式(1)计算绝对转向角θha。

θha＝θhr－θc       (1)

即，在由直行行驶状态判定部52判定车辆的行驶状态为直行行驶状态之后，绝对转向角计算部53能够进行绝对转向角的计算。因此，在ECU12的电源接通之后，直至由直行行驶状态判定部52判定车辆的行驶状态为直行行驶状态之前，不进行绝对转向角计算部53的对绝对转向角θha的计算。向方向盘复位控制部56给予由绝对转向角计算部53计算出的绝对转向角θha。

方向盘复位增益设定部54与在由直行行驶状态判定部52判定车辆的行驶状态为直行行驶状态之前或者之后对应，来设定方向盘复位增益Gr。上述方向盘复位增益Gr相当于本发明的第二修正增益。图5表示方向盘复位增益Gr的设定例。在图5中，t1表示由直行行驶状态判定部52判定车辆的行驶状态为直行行驶状态的时刻。在由直行行驶状态判定部52判定车辆的行驶状态为直行行驶状态的时刻之前，方向盘复位增益Gr被设定为0。在判定车辆的行驶状态为直行行驶状态之后，方向盘复位增益Gr随着时间从0慢慢渐增至1，之后，固定为1。向辅助增益设定部55以及方向盘复位控制部56给予由方向盘复位增益设定部54设定的方向盘复位增益Gr。

辅助增益设定部55基于方向盘复位增益Gr，设定用于修正基本辅助电流值Ia的辅助增益(修正增益)Ga。图6表示辅助增益Ga相对于方向盘复位增益Gr的设定例。辅助增益Ga设定为，在方向盘复位增益Gr为0时取不足1的规定的下限值Gamin(例如0.7)，与方向盘复位增益Gr的增加对应地单调增加至1。因此，辅助增益Ga在绝对转向角的计算能够进行之前固定为不足1的下限值Gamin，在绝对转向角的计算能够进行之后，从下限值Gamin渐增至1，之后固定为1。

向辅助增益乘法部42给予由辅助增益设定部55设定的辅助增益Ga。辅助增益乘法部42通过将由基本辅助控制部41设定的基本辅助电流值Ia乘以辅助增益Ga，来修正基本辅助电流值Ia。向目标电流值计算部43给予由辅助增益乘法部42修正后的基本辅助电流值Ga·Ia。

在绝对转向角的计算能够进行之前，因为辅助增益Ga固定为不足1的下限值Gamin，所以以使由基本辅助控制部41设定的基本辅助电流值Ia的绝对值减小的方式进行修正。在绝对转向角的计算能够进行之后，因为辅助增益Ga从下限值Gamin渐增至1，所以基本辅助电流值Ia的绝对值的减小率慢慢变小。而且，在辅助增益Ga到达1之后，将辅助增益Ga固定为1，从而向辅助增益乘法部42输入的基本辅助电流值Ia保持原样不变地从辅助增益乘法部42输出。

以上，方向盘复位增益设定部54、辅助增益设定部55以及辅助增益乘法部42构成如下基本辅助电流值修正装置，即，与在绝对转向角计算部53的绝对转向角的计算能够进行之前还是之后的情况对应地，修正由基本辅助控制部41设定的基本辅助电流值Ia。

方向盘复位控制部56是生成用于提高方向盘2(转向盘)返回中立位置时的操作性的补偿电流值(用于方向盘复位控制的补偿电流值)Ir的部件。方向盘复位控制部56基于由绝对转向角计算部53计算出的绝对转向角θha、由方向盘复位增益设定部54设定的方向盘复位增益Gr、以及由车速传感器24检测到的车速V，来计算补偿电流值Ir。

图7是表示方向盘复位控制部56的构成例的框图。方向盘复位控制部56包括：基本补偿电流值设定部61；车速增益设定部62；车速增益乘法部63；以及方向盘复位增益乘法部64。

基本补偿电流值设定部61基于由绝对转向角计算部53计算出的绝对转向角θha来设定基本补偿电流值Iro。图8表示基本补偿电流值Iro相对于绝对转向角θha的设定例。绝对转向角θha表示从方向盘2的中立位置向方向盘2的正反两个方向的旋转量、即旋转角，从中立位置向右方向(顺时针方向)的旋转角取正值，从中立位置向左方向(逆时针方向)的旋转角取负值。基本补偿电流值Iro在绝对转向角θha为正时成为负值，在绝对转向角θha为负时成为正值。换句话说，基本补偿电流值Iro是用于产生在使方向盘2返回中立位置的方向上作用的转矩的电流。以下，将在使上述的方向盘2返回中立位置的方向上作用的转矩称作方向盘复位转矩。

图8中，当绝对转向角θha是－θha1～θha1的范围内的微小值时，基本补偿电流值Iro为0。例如，设定为θha1＝3deg。而且，在绝对转向角θha是比－θha1小、或者比θha1大的值的情况下，基本补偿电流值Iro设定为，绝对转向角θha的绝对值越大，其绝对值越大。

车速增益设定部62基于由车速传感器24检测到的车速V来设定车速增益Gv。图9表示车速增益Gv相对于车速V的设定例。车速增益Gv设定为，当车速V为0左右时设定为0，当车速V在V1以下的范围内与车速V的增加对应地从0增加至1，若车速V超过V1则与车速V的增加对应地减小。V1例如设定为20km/h～30km/h的范围内的规定值。车速增益Gv设定为若车速V超过V1则与车速V的增加对应地减小的理由是因为考虑如下情况，即，若车速V超过V1则作用于转向轮的回正力矩变大。

车速增益乘法部63通过将由车速增益设定部62设定的车速增益Gv乘以由基本补偿电流值设定部61设定的基本补偿电流值Iro，来修正基本补偿电流值Iro。上述车速增益乘法部相当于本发明的第二乘法装置。

方向盘复位增益乘法部64通过将由方向盘复位增益设定部54设定的方向盘复位增益Gr(参照图5)乘以车速增益乘法部63修正后的基本补偿电流值Gv·Iro，来计算最终的补偿电流值Ir(＝Gr·Gv·Iro)。向目标电流值计算部43给予由方向盘复位增益乘法部64计算出的最终的补偿电流值Ir(＝Gr·Gv·Iro)。

在绝对转向角的计算能够进行之前，因为方向盘复位增益Gr为0，所以补偿电流值Ir(＝Gr·Gv·Iro)为0。在绝对转向角的计算能够进行之后，因为方向盘复位增益Gr从0渐增至1，所以补偿电流值Ir慢慢接近车速增益乘法部63修正后的基本补偿电流值Gv·Iro。而且，在方向盘复位增益Gr到达1之后，因为方向盘复位增益Gr固定为1，所以补偿电流值Ir与车速增益乘法部63修正后的基本补偿电流值Gv·Iro相等。

图2所示的目标电流值计算部43将辅助增益乘法部42修正后的基本辅助电流值Ga·Ia加上由方向盘复位控制部56计算的补偿电流值Ir所得的值(Ga·Ia+Ir)设定为q轴电流指令值Iq*。另一方面，目标电流值计算部43将d轴电流指令值Id*的值设定为0。

如上述那样，在绝对转向角的计算能够进行之前，因为方向盘复位增益Gr为0(参照图5)，所以用于产生方向盘复位转矩的补偿电流值Ir(＝Gr·Gv·Iro)为0。因此，在绝对转向角的计算能够进行的时刻之前，在q轴电流指令值Iq*未反映补偿电流值。另一方面，在绝对转向角的计算能够进行之后，因为方向盘复位增益Gr在从0渐增至1之后固定为1，所以生成用于产生方向盘复位转矩的补偿电流值Ir(＝Gr·Gv·Iro)。因此，在绝对转向角的计算能够进行之后，在q轴电流指令值Iq*反映补偿电流值。

在该实施方式中，在绝对转向角的计算能够进行之前，因为辅助增益Ga固定为不足1的下限值Gamin(参照图5、图6)，所以以使由基本辅助控制部41设定的基本辅助电流值Ia的绝对值减小的方式进行修正。而且，在绝对转向角的计算能够进行之后，辅助增益Ga在从0渐增至1之后固定为1。因此，在辅助增益Ga固定为1之后，基本辅助电流值Ia减小。

在该实施方式中，在绝对转向角的计算能够进行之前，换句话说在方向盘复位控制部输出的补偿电流值未反映于辅助转矩的时刻，以增补没有补偿电流值的方式修正基本辅助电流值Ia。在绝对转向角的计算能够进行之后，换句话说在方向盘复位控制部输出的补偿电流值反映于辅助转矩的时刻，不进行这样的修正。由此，在绝对转向角的计算能够进行之前，能够消除因未反映补偿电流值而产生的转向操纵感的恶化，从而能够抑制在绝对转向角的计算能够进行的时刻的前后转向操纵感产生差异。其结果，能够抑制转向操纵不协调感，而提高转向操纵感。

另外，在该实施方式中，在绝对转向角的计算能够进行之后，因为辅助增益Ga从规定值渐增至1，并且方向盘复位增益Gr从0渐增至1，所以在绝对转向角的计算能够进行的时刻的前后，能够使目标电流值(q轴电流指令值Iq*)平顺地变化。由此，能够进一步提高转向操纵感。

图10是表示方向盘复位控制部的其他构成例的框图。向该方向盘复位控制部56A，除了输出由方向盘复位增益设定部54设定的方向盘复位增益Gr、由绝对转向角计算部53计算的绝对转向角θha以及由车速传感器24检测的车速V之外，还如图2虚线表示的那样输入由转向操纵角速度计算部51计算的转向操纵角速度ωh。

方向盘复位控制部56A包括：目标转向操纵角速度设定部71；角速度偏差计算部72；基本补偿电流值设定部73；车速增益设定部74；车速增益乘法部75；以及方向盘复位增益乘法部76。

目标转向操纵角速度设定部71基于由绝对转向角计算部53计算出的绝对转向角θha，来设定转向操纵角速度的目标值亦即目标转向操纵角速度ωh*。图11表示目标转向操纵角速度ωh*相对于绝对转向角θha的设定例。目标转向操纵角速度ωh*在绝对转向角θha为正时取负值，在绝对转向角θha为负时取正值。当绝对转向角θha是－θha2～θha2的范围内的微小值时，目标转向操纵角速度ωh*设为0。而且，在绝对转向角θha是比－θha2小、或者比θha2大的值的情况下，目标转向操纵角速度ωh*例如设定为，绝对转向角θha的绝对值越大，其绝对值越大。

角速度偏差计算部72计算由目标转向操纵角速度设定部71设定的目标转向操纵角速度ωh*与由转向操纵角速度计算部51计算的转向操纵角速度ωh的偏差Δωh(＝ωh*－ωh)。

基本补偿电流值设定部73基于由角速度偏差计算部72计算出的角速度偏差Δωh，来设定基本补偿电流值Iro。图12表示基本补偿电流值Iro相对于角速度偏差Δωh的设定例。基本补偿电流值Iro在角速度偏差Δωh为正时取正值，在角速度偏差Δωh为负时取负值。基本补偿电流值Iro是用于产生方向盘复位转矩的电流。

基本补偿电流值Iro在角速度偏差Δωh为0～Δωh1(例如，Δωh1＝3deg/sec)的范围内，与角速度偏差Δωh的增加对应地从0单调增加至上限值Iro1(Iro1＞0)。设定为若角速度偏差Δωh超过Δωh1则固定为上限值Iro1。另外，基本补偿电流值Iro在角速度偏差Δωh为0～－Δωh1的范围内，与角速度偏差Δωh的减小对应地从0单调减小至下限值－Iro1，并且设定为若角速度偏差Δωh比－Δωh1小则固定为下限值－Iro1。

车速增益设定部74基于由车速传感器24检测到的车速V来设定车速增益Gv。车速增益设定部74例如与图7的车速增益设定部62相同，基于图9所示的车速V与车速增益Gv的关系，来设定车速增益Gv。

车速增益乘法部75通过将由车速增益设定部74设定的车速增益Gv乘以由基本补偿电流值设定部73设定的基本补偿电流值Iro，来修正基本补偿电流值Iro。

方向盘复位增益乘法部76通过将由方向盘复位增益设定部54设定的方向盘复位增益Gr乘以车速增益乘法部75修正后的基本补偿电流值Gv·Iro，来计算最终的补偿电流值Ir(＝Gr·Gv·Iro)。

在绝对转向角的计算能够进行之前，因为方向盘复位增益Gr为0，所以方向盘复位控制部输出的补偿电流值Ir(＝Gr·Gv·Iro)为0。在绝对转向角的计算能够进行之后，因为方向盘复位增益Gr从0渐增至1，所以上述补偿电流值Ir慢慢接近车速增益乘法部75修正后的基本补偿电流值Gv·Iro。而且，在方向盘复位增益Gr到达1之后，因为方向盘复位增益Gr固定为1，所以上述补偿电流值Ir与车速增益乘法部75所进行的修正后的基本补偿电流值Gv·Iro相等。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明也能够以其他实施方式实施。例如，在上述的实施方式中，如图5所示那样，方向盘复位增益Gr在判断车辆的行驶状态为直行行驶状态之前设定为0，在判定为直行行驶状态之后从0渐增至1，并且之后固定为1。但是在其他实施方式中，方向盘复位增益Gr也可以在判定车辆的行驶状态为直行行驶状态之前设定为0，在判定为直行行驶状态之后设定为1。

另外，在上述的实施方式中，如图5以及图6所示，辅助增益Ga在绝对转向角的计算能够进行之前固定为不足1的下限值Gamin，在绝对转向角的计算能够进行之后，从下限值Gamin渐增至1，并且在之后固定为1。但是在其他实施方式中，辅助增益Ga也可以在绝对转向角的计算能够进行之前设定为不足1的下限值Gamin，在绝对转向角的计算能够进行之后设定为1。

另外，在上述的实施方式中，基于用于检测电动马达18的转子的旋转角的旋转角传感器23的输出信号来计算相对转向角θhr。但是，在其他实施方式中，也可以如图1中虚线所示那样，基于检测转向轴6的相对的旋转角的转向操纵角传感器81，来检测相对转向角θhr。

另外，在上述的实施方式中，用于判定车辆的行驶状态是否是直行行驶状的直行行驶状态判定条件为满足上述的全部第一条件～第七条件。但是，在的其他实施方式中，也可以满足上述的全部第一条件～第三条件。换句话说，直行行驶状态判定条件也可以如下，

车速V为规定的阈值A以上(V≥A，并且A＞0)，

并且横摆率的绝对值|YR|为规定的阈值B以下(|YR|≤B，并且B＞0)，

并且根据q轴电流指令值Iq*计算出的转向轴换算的马达转矩(辅助转矩)Ta与转向操纵转矩T的和的绝对值为规定的阈值C以下(|Ta+T|≤C，C＞0)。

另外，在其他实施方式中，在图7中，也可以省略车速增益设定部62以及车速增益乘法部63。此时，通过将由基本补偿电流值设定部61设定的基本补偿电流值Iro乘以方向盘复位增益Gr，来计算方向盘复位控制部输出的补偿电流值Ir。另外，在其他实施方式中，在图10中，也可以省略车速增益设定部74以及车速增益乘法部75。此时，通过将由基本补偿电流值设定部73设定的基本补偿电流值Iro乘以方向盘复位增益Gr，来计算补偿电流值Ir。

另外，在上述实施方式中，电动马达18是三相无刷马达，但是在其他实施方式中，电动马达18也可以是有刷直流马达等三相无刷马达以外的马达。

本申请主张于2014年2月提出的日本专利申请2014-028801号的优先权，并在此引用包括说明书、附图以及说明书摘要的全部内容。

Claims (7)

1.一种电动助力转向装置，其特征在于，包括：

电动马达，其产生转向操纵辅助力；

马达控制装置，其基于目标电流值对所述电动马达进行驱动控制；

转向操纵转矩检测器，其检测转向操纵转矩；

基本辅助电流值设定装置，其使用由所述转向操纵转矩检测器检测到的转向操纵转矩，来设定基本辅助电流值；

相对转向角检测器，其用于对相对的转向操纵角亦即相对转向角进行检测；

中立位置确定装置，其通过检测所述车辆的直行行驶状态，来确定转向操纵中立位置；

绝对转向角运算装置，其基于由所述相对转向角检测器检测到的相对转向角，来计算以通过所述中立位置确定装置确定的转向操纵中立位置为基准的绝对的转向操纵角亦即绝对转向角；

补偿电流值运算装置，其使用由所述绝对转向角运算装置计算的绝对转向角，来计算在驾驶员使方向盘返回中立位置时、用于进行向使方向盘返回中立位置的方向施加转矩的方向盘复位控制的补偿电流值；

基本辅助电流值修正装置，其根据在所述绝对转向角运算装置的绝对转向角的计算能够进行的时刻之前或之后，来变更由所述基本辅助电流值设定装置设定的基本辅助电流值；以及

目标电流值运算装置，其使用所述基本辅助电流值修正装置所进行的修正后的基本辅助电流值、和由所述补偿电流值运算装置计算的补偿电流值，来计算所述目标电流值。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述基本辅助电流值修正装置构成为，在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行的时刻之前，使由所述基本辅助电流值设定装置设定的基本辅助电流值的绝对值减小。

3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述基本辅助电流值修正装置包括：

第一修正增益设定装置，其设定第一修正增益；以及

第一乘法装置，其将由所述基本辅助电流值设定装置设定的基本辅助电流值乘以由所述第一修正增益设定装置设定的第一修正增益，

所述第一修正增益设定装置在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之前，将第一修正增益设定为不足1的规定值，并且在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之后将第一修正增益设定为1。

4.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述基本辅助电流值修正装置包括：

第一修正增益设定装置，其设定第一修正增益；以及

第一乘法装置，其将由所述基本辅助电流值设定装置设定的基本辅助电流值乘以由所述第一修正增益设定装置设定的第一修正增益，

所述第一修正增益设定装置构成为，在所述绝对转向角运算装置的绝对转向角的计算能够进行之前将第一修正增益设定为不足1的规定值，并且在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之后，使第一修正增益从所述规定值渐增至1，之后将第一修正增益固定为1，

所述补偿电流值运算装置包括：

基本补偿电流值运算装置，其使用由所述绝对转向角运算装置计算的绝对转向角，来计算基本补偿电流值；

第二修正增益设定装置，其设定第二修正增益；以及

第二乘法装置，其将由所述基本补偿电流值运算装置计算的基本补偿电流值乘以由所述第二修正增益设定装置设定的第二修正增益，

所述第二修正增益设定装置构成为，在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之前将第二修正增益设定为0，并且在所述绝对转向角运算装置的、绝对转向角的计算能够进行之后，使第二修正增益从0渐增至1，之后将第二修正增益固定为1。

5.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述相对转向角检测器包括：

对所述电动马达的相对的旋转角亦即相对旋转角进行检测的相对旋转角检测器；以及

基于由所述相对旋转角检测器检测的相对旋转角来计算相对转向角的装置。

6.根据权利要求3所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述相对转向角检测器包括：

对所述电动马达的相对的旋转角亦即相对旋转角进行检测的相对旋转角检测器；以及

基于由所述相对旋转角检测器检测的相对旋转角来计算相对转向角的装置。

7.根据权利要求4所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述相对转向角检测器包括：

对所述电动马达的相对的旋转角亦即相对旋转角进行检测的相对旋转角检测器；以及

基于由所述相对旋转角检测器检测的相对旋转角来计算相对转向角的装置。