CN105579325A - 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。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。

Description

电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向装置，其基于电流指令值通过逆变器来对电动机进行PWM控制，以便对转向系统施加辅助扭矩。本发明尤其涉及一种高信赖性的电动助力转向装置。该高信赖性的电动助力转向装置通过根据与转向角相对应的转向盘回正控制电流来进行补正，以便在返回到直线状态的行驶状态中使转向盘积极地返回到中立点，并提高了转向盘回正控制的功能。

背景技术

利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加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辅助扭矩。为了准确地产生辅助扭矩，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之间的差变小。电动机外加电压的调整一般通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty)来进行。

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(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构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上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩T的扭矩传感器10和用于检测出转向角θ的转向角传感器14，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对用于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T和由车速传感器12检测出的车速V，进行作为辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，根据通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值Vref，来控制供给电动机20的电流。此外，转向角传感器14不是必须的，也可以不设置转向角传感器14。

另外，收发车辆的各种信息的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)50被连接到控制单元30，车速V也能够从CAN50获得。此外，收发CAN50以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN51也可以被连接到控制单元30。

控制单元30主要由CPU(也包含MCU或MPU等)构成，该CPU内部由程序执行的一般功能，如图2所示。

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T和由车速传感器12检测出的(或来自CAN50的)车速V被输入到用于运算出电流指令值Iref1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T和车速V使用辅助图(アシストマップ)等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Iref1。电流指令值Iref1经过加法单元32A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Irefm被输入到减法单元32B；减法单元32B运算出电流指令值Irefm与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差I(Irefm-Im)；该偏差I被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI控制单元35中。在PI控制单元35中被进行了特性改善的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36中，再经过作为驱动单元的逆变器37来对电动机20进行PWM驱动。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中。逆变器37作为驱动元件使用场效应晶体管(FET)，由FET的电桥电路构成。

另外，在加法单元32A对来自补偿信号生成单元34的补偿信号CM进行加法运算，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345再将在加法单元344得到的加法结果与收敛性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。

在这样的电动助力转向装置中，因减速齿轮和齿轮齿条而产生的摩擦大，并且，因用于产生辅助扭矩的电动机而产生的转向轴周围的等价惯性力矩也大。因此，在自对准扭矩(SAT)小的低车速域，因为摩擦大而导致转向盘回正变坏。所以如果在直线状态中只依靠SAT的话，则转向角返回不到中立点，需要依靠驾驶员的转向介入来使转向角返回到中立点，这样会给驾驶员带来负担。

另一方面，在SAT大的高车速域，因为SAT大，尽管转向角速度与低车速相比有变快的倾向，但由于惯性力矩大，所以惯性扭矩也大，这样在转向角的中立点转向盘不收束，并且会发生超调(オーバーシュート)，从而会感到车辆特性不稳定。

因此，为了在低车速时辅助转向盘回正，并且，为了在高车速时使车辆特性变得稳定，需要增加收敛性，为了实现这些要求，提出了用于在各种各样的转向盘回正时进行适度的辅助的控制手法。在这些转向盘回正控制手法中，作为以即使当驾驶员介入转向时也可以进行平稳的转向盘回正控制为目的的现有技术，有在日本专利第4685557号公报(专利文献1)中所公开的电动助力转向装置。

在专利文献1的装置中，被构成为追随目标转向角速度的控制器通过对基准目标转向角速度(ベース目標舵角速度)进行基于车速和扭矩的乘法和加法的补正来计算出目标转向角速度。当驾驶员介入转向时，通过在施加了扭矩的方向补正目标转向角速度，来减少驾驶员转向时的不协调感。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4685557号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

为了在手松开的状态(手放し状態)时实现平稳的转向盘回正，最好是转向角加速度没有很大的变动，而且，在转向角中立点，转向角速度变为0。但是，在专利文献1中所公开的装置中，当设定目标转向角速度的时候，因为需要预先设定目标转向角速度的量和曲率以便实现自然的转向盘回正，所以存在这样的技术问题，即，设定没有不协调感的目标转向角速度要化费工夫，或者，由于无法进行适度的设定，会给驾驶员带来负担。

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装置，其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。

解决技术问题的手段

本发明涉及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，本发明的上述目的可以通过下述这样实现，即：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。

本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地实现，即：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；或，所述角加速度为随着所述车速减小而变小的特性；或，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T3时变为0的特性；或，所述车速增益是当所述车速小于或等于规定值V1时为一定，当所述车速大于或等于规定值V2(＞所述规定值V1)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；或，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；或，使用限制器来限制所述转向盘回正控制电流的最大值；或，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。

发明的效果

根据本发明的电动助力转向装置，因为根据物理特性基于被附加在柱轴上的转向扭矩来产生角加速度，根据驾驶员所期求的车辆特性来设定目标角加速度，然后进行反馈控制，所以即使在车辆特性包含摩擦等并且不是驾驶员所期求的特性的情况下，也可以使车辆特性接近所期望的特性。

本发明从与转向角、车速和转向扭矩相对应的目标角加速度的从当前转向角(現在舵角)到0的积分值的两倍中减去与转向扭矩相对应的目标转向角速度补正值的平方，将进行减法之后的平方根设为目标转向角速度，对目标转向角速度与实际转向角速度之间的偏差进行P控制、I控制和D控制中的至少一个控制。就这样，通过将在被认为是理想的路面反力和系统摩擦等发生在柱轴上的情况下得到的角加速度作为目标并进行反馈控制，可以实现进行平稳的转向盘回正控制并且在直线状态中确实地返回到中立点的电动助力转向装置。

附图说明

图1是表示电动助力转向装置的概要的结构图。

图2是表示电动助力转向装置的控制系统的结构例的结构框图。

图3是用于说明本发明的原理的图。

图4是表示本发明的结构例的结构框图。

图5是表示转向扭矩增益单元的输出例的特性图。

图6是表示角加速度运算单元的输出例的特性图。

图7是表示车速增益单元的输出例的特性图。

图8是表示本发明的动作例的一部分的流程图。

图9是表示本发明的动作例的另一部分的流程图。

具体实施方式

在电动助力转向装置中，因为用于传送辅助扭矩的减速齿轮和齿轮齿条的摩擦，所以动作会受到阻碍，尽管为想返回到直线状态的行驶状态，但转向盘返回不到中立点，从而有时车辆很难变成直线状态。因此，通过根据与转向角相对应的转向盘回正控制电流来补正(补偿)电流指令值，以便可以在返回到直线状态的行驶状态中使转向盘积极地返回到中立点。

在本发明中，从与转向角、车速和被附加在柱轴上的转向扭矩相对应的目标角加速度的从当前转向角到0的积分值的两倍中减去与转向扭矩相对应的目标转向角速度补正值的平方，将进行减法之后的平方根设为目标转向角速度。通过对目标转向角速度与实际转向角速度(在某些情况下，经过了相位超前滤波器的实际转向角速度)之间的偏差进行P(比例)控制、I(积分)控制和D(微分)控制中的至少一个控制，将在被认为是理想的路面反力和系统摩擦等发生在柱轴上的情况下得到的角加速度作为目标并进行反馈控制，来实现进行平稳的转向盘回正控制并且在直线状态中确实地返回到中立点的电动助力转向装置。

这里，关于转向角θ与转向角速度ω之间的关系，因为转向角速度ω为转向角θ的时间微分，所以下述式1成立。

式1

$\mathrm{\ω}=\frac{d\mathrm{\θ}}{dt}$

基于上述式1，下述式2成立。

式2

$dt=\frac{1}{\mathrm{\ω}}d\mathrm{\θ}$

还有，因为角加速度α为转向角速度ω的时间微分，所以下述式3成立。

式3

$\mathrm{\α}=\frac{d\mathrm{\ω}}{dt}$

基于上述式3，下述式4成立。

式4

$dt=\frac{1}{\mathrm{\α}}d\mathrm{\ω}$

这里，基于上述式2和式4，下述式5成立。通过整理下述式5可得到下述式6。

式5

$\frac{1}{\mathrm{\ω}}d\mathrm{\θ}=\frac{1}{\mathrm{\α}}d\mathrm{\ω}$

式6

αdθ＝ωdω

基于上述式6，在转向角θ从θ1变成0的期间中，如果转向角速度ω从ω₁变成0的话，则与转向角θ和车速V相对应的角加速度α可以使用下述式7的积分式来表示。

式7

${\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V)d\mathrm{\θ}={\∫}_0^{{\mathrm{\ω}}_1}\mathrm{\ω}d\mathrm{\ω}$

${\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V)d\mathrm{\θ}={\[\frac{1}{2}{\mathrm{\ω}}^2\]}_0^{{\mathrm{\ω}}_1}$

${\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V)d\mathrm{\θ}=\frac{1}{2}{{\mathrm{\ω}}_1}^2$

因此，下述式8成立，转向角速度ω₁可以使用下述式9来表示。

式8

${{\mathrm{\ω}}_1}^2=2{\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V)d\mathrm{\θ}$

式9

${\mathrm{\ω}}_1=\±\sqrt{\left|2{\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V)d\mathrm{\θ}\right|}$

因为在这些式子中不包含驾驶员的转向扭矩T，所以将转向角速度ω1作为在转向扭矩T＝0的状态(手松开的状态)时的转向角速度的目标值来考虑。

如图3所示，通过将转向角速度ω₁设定为目标转向角速度，使得转向盘以基于转向角θ和车速V求出的角加速度α来回正。

另一方面，在施加了驾驶员的转向的情况下，即使在转向角θ＝0的时候，在施加了转向扭矩T的方向，转向盘想要以某个转向角速度ω₀动起来。还有，由于角加速度α根据转向扭矩T而变化，如图3(A)所示，角加速度α成为转向角θ、车速V和转向扭矩T的函数。这里，如果将与转向扭矩T相对应的在转向角θ＝0的情况下的转向角速度设为ω₀的话，则下述式10成立。

式10

${\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V,T)d\mathrm{\θ}={\∫}_{{\mathrm{\ω}}_0}^{{\mathrm{\ω}}_1}\mathrm{\ω}d\mathrm{\ω}$

${\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V,T)d\mathrm{\θ}={\[\frac{1}{2}{\mathrm{\ω}}^2\]}_{{\mathrm{\ω}}_0}^{{\mathrm{\ω}}_1}$

${\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V,T)d\mathrm{\θ}=\frac{1}{2}{{\mathrm{\ω}}_1}^2-\frac{1}{2}{{\mathrm{\ω}}_0}^2$

因此，可以得到下述式11，并使用下述式12来表示转向角速度ω₁。

式11

${{\mathrm{\ω}}_1}^2=2{\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V,T)d\mathrm{\θ}+{{\mathrm{\ω}}_0}^2$

式12

${\mathrm{\ω}}_1=\±\sqrt{|2{\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_1}\mathrm{\α}(\mathrm{\θ},V,T)d\mathrm{\θ}+{{\mathrm{\ω}}_0}^2|}$

式10至式12中的转向角速度ω₀是被作为在施加了转向扭矩T，并且转向角θ＝0的情况下的目标转向角速度而被设定的值，图3(B)是在ω₀＝0的情况下的特性，如果加入转向角速度ω₀的话，则根据扭矩而上下变动。

通过将转向角速度ω₁设定为目标转向角速度，并且，根据转向扭矩T来改变转向角速度ω₀和角加速度α，使得转向盘以基于转向角θ和车速V求出的角加速度来回正。因为转向盘的回正性能和车辆的收束性根据车速V而不同，所以与与车速V相对应的车速增益KP相乘。还有，主要是在被附加在柱轴上的转向扭矩T小，并且，摩擦扭矩的影响较大的时候需要转向盘回正控制。因此，在转向扭矩T大的时候，转向盘回正控制不需要大的输出。因此，与根据转向扭矩T而变小的转向扭矩增益Th相乘。

通过将转向角速度ω₁设定为目标转向角速度，然后，根据目标转向角速度ω₁与实际转向角速度ω之间的偏差来进行控制，可以实现平稳的转向盘回正控制，同时，即使在驾驶员介入了转向的情况下，也可以提供没有不协调感的转向盘回正控制。

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

图4示出了本发明的转向盘回正控制单元100的结构例。如图4所示，转向扭矩T被输入到用于输出转向扭矩增益Th的转向扭矩增益单元110、用于检测出转向扭矩T的符号(方向)的符号单元111、用于与增益Gw相乘的增益单元112和用于运算出角加速度α的角加速度运算单元120，车速V被输入到角加速度运算单元120和用于输出车速增益KP的车速增益单元130。还有，转向角θ被输入到角加速度运算单元120，转向角速度ω被输入到滤波器131。因为使用滤波器131作为相位超前，所以如果转向角速度ω具有足够的响应性的话，则不需要滤波器131。

由角加速度运算单元120基于转向角θ、车速V和转向扭矩T运算出的角加速度α在积分单元121中被积分，来自积分单元121的积分值IG被输入到加法单元103。乘法单元101对在增益单元112与增益Gw相乘后的转向扭矩进行平方运算得到平方值TG1，来自乘法单元101的平方值TG1被输入到乘法单元102，在乘法单元102中与来自符号单元111的符号SN(正或负)相乘。在乘法单元102得到的乘法结果TG2被输入到加法单元103。根据转向扭矩T来补正目标角加速度α，成为反打转向盘时(切戻し時)的制动器对策(ブレーキ対策)。根据转向扭矩T来补正角加速度α，并且，根据与转向扭矩T相对应的平方值TG1来补正积分值。积分单元121的积分具有补偿容易输给摩擦的低扭矩，尤其在手松开并且输给摩擦的领域使积分变得有效的效果。

在加法单元103得到的加法结果被输入到平方根单元122，平方根单元122依照上述式11和式12进行平方根运算，并且输出目标转向角速度ω₁。目标转向角速度ω₁被加法输入到减法单元104。来自滤波器131的实际转向角速度ωa被减法输入到减法单元104，作为在减法单元104得到的减法结果的目标转向角速度ω₁与实际转向角速度ωa之间的偏差SG1被输入到乘法单元132。

还有，由转向扭矩增益单元110输出的转向扭矩增益Th被输入到乘法单元132和限制器142，来自车速增益单元130的车速增益KP也被输入到乘法单元132和限制器142。乘法单元132输出用于根据来自车速增益单元130的车速增益KP和转向扭矩增益Th来改变反馈增益的转向盘回正控制增益SG2。也就是说，这使得在低车速时，尽管目标转向角速度ω₁快但不产生扭矩；在高车速时，尽管目标转向角速度ω₁慢但产生扭矩。

作为在乘法单元132得到的乘法结果的转向盘回正控制增益SG2被输入到加法单元105，同时，还被输入到用于进行特性改善的积分控制单元140，然后经过积分增益(KI)单元141后被输入到限制器142。由限制器142限制了输出的信号SG4在加法单元105与作为在乘法单元132得到的乘法结果的转向盘回正控制增益SG2相加，在加法单元105得到的加法结果SG5经过限制器143后被作为转向盘回正控制电流HR输出。在本实施方式中，尽管在控制运算中使用积分控制运算，但在本发明中也可以使用比例(P)控制运算、积分(I)控制运算和微分(D)控制运算中的至少一个控制运算，还可以使用比例(P)控制运算、积分(I)控制运算和微分(D)控制运算的任意组合。

转向盘回正控制电流HR在加法单元106与电流指令值Iref相加后，作为补偿后的补偿电流指令值Irefn被输入到电动机驱动系统。另外，尽管限制器143被用于限制转向盘回正控制电流HR的最大值，但在本发明中也可以不设置限制器143。

积分单元121、加法单元103、符号单元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。

转向扭矩增益单元110具有图5所示的特性，为这样一种输出特性，即，当转向扭矩T为从0到T1时输出一定值Th1，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(＞T1)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T作为参数，为当车速V和转向扭矩T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，尽管为这样一种特性，即，至少当车速V小于或等于车速V1时为小的增益KP1而且为一定，当车速V大于车速V1时逐渐增加，当车速V等于或大于车速V2(＞车速V1)时为大的增益KP2而且为一定，但并不限定于这样的特性。

在这样的结构中，参照图8和图9的流程图来说明其动作例。

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Th(步骤S2)。增益单元112将转向扭矩T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102(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)。

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ω₁(步骤S13)。

另一方面，车速V在车速增益单元130中被变换成车速增益KP(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ωa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ω₁与ωa之间的偏差SG1被输入到乘法单元132(步骤S22)。转向扭矩增益Th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Th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Th和车速增益KP被进行限制处理(步骤S30)。

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HR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)。

此外，转向角速度也可以为电动机角速度×齿轮比，也可以通过参照平方根函数表来求出平方根函数。另外，可以适当地变更图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，但在本发明中也可以进行P控制运算、I控制运算和D控制运算的全部控制运算，也可以进行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。

附图标记说明

1转向盘(方向盘)

2柱轴(转向轴、方向盘轴)

10扭矩传感器

12车速传感器

14转向角传感器

20电动机

30控制单元(ECU)

31电流指令值运算单元

33电流限制单元

34补偿信号生成单元

35PI控制单元

36PWM控制单元

37逆变器

50CAN

100转向盘回正控制单元

110转向扭矩增益单元

111符号单元

120角加速度运算单元

121积分单元

122平方根单元

130车速增益单元

131滤波器

140积分控制单元

142、143限制器

Claims (8)

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T3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V1时为一定，当所述车速大于或等于规定值V2(＞所述规定值V1)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。