CN106170431A

CN106170431A - 电动助力转向装置

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Publication number: CN106170431A
Application number: CN201580014708.5A
Authority: CN
Inventors: 家安真广; 前田将宏
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2035-04-07
Also published as: US20170080969A1; EP3132996A4; EP3132996A1; EP3132996B1; JPWO2015159762A1; WO2015159762A1; US9796411B2; JP5967336B2; CN106170431B

Abstract

本发明提供一种高性能的电动助力转向装置。该电动助力转向装置通过用于改善快速打转向盘/反打转向盘的判定并同时改善收敛性控制功能的转向状态的细微的控制，以便减轻驾驶员的不协调感。本发明的电动助力转向装置具备快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元、快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元和收敛性控制单元，其中，该快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元基于转向扭矩和电动机角速度运算出快速打转向盘/反打转向盘状态指标；该快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元基于快速打转向盘/反打转向盘状态指标并将标称值作为基准来运算出快速打转向盘/反打转向盘状态比率；该收敛性控制单元由用于基于转向扭矩、车速和电动机角速度运算出快速打转向盘增益和反打转向盘增益的感应增益单元、用于根据快速打转向盘/反打转向盘状态比率对快速打转向盘增益和反打转向盘增益进行增益补正的增益补正单元和用于基于横摆率估计值的绝对值以及符号反相信号对来自增益补正单元的增益信号进行输出处理并输出收敛性控制值的输出处理单元构成。

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，其向车辆的转向系统施加由电动机产生的辅助力。本发明尤其涉及一种高性能的电动助力转向装置，其为了抑制驾驶员的不协调感，通过使有关快速打转向盘/反打转向盘的控制的判定结果变成模拟值并同时改善收敛性控制，以便可以实现更舒适的转向感。

背景技术

利用电动机的旋转力向车辆的转向机构施加转向辅助力(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。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，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的转向扭矩的扭矩传感器10，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)100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，根据通过对运算出的电流指令值实施补偿等而得到的电流控制值E，来控制供给电动机20的电流。此外，车速V也能够从CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)等处获得。

在这样的电动助力转向装置中，控制单元100主要由CPU(也包含MPU或MCU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100的功能和动作。如图2所示，来自扭矩传感器10的转向扭矩T被输入到电流指令值运算单元101中，同时还被输入到转向状态判定单元120中；来自车速传感器12的车速V被输入到电流指令值运算单元101中，同时还被输入到车速感应增益单元123中。由电流指令值运算单元101基于转向扭矩T和车速V运算出的电流指令值Iref被加法输入到减法单元102中。

由自对准扭矩(SAT)单元140检测或估计出的自对准扭矩SAT1被输入到乘法单元124中。车速感应增益单元123基于车速V设定车速感应增益G₁。来自车速感应增益单元123的车速感应增益G₁也被输入到乘法单元124中。乘法单元124的输出SAT1·G₁被输入到乘法单元125中。

另一方面，被测定或被估计出的电动机角速度ω被输入到转向状态判定单元120中。转向状态判定单元120基于转向扭矩T和电动机角速度ω判定转向状态(快速打转向盘、反打转向盘或者保持转向盘的某一个状态)，并将判定信号作为判定结果输入到转向状态感应增益单元121中。

转向状态的判定比方说按照如图3所示的流程图来进行。首先，判断电动机角速度ω是否持续了一定的时间和一样的值(或某一个范围的值)(步骤S100)，在被判断为电动机角速度ω持续了一定的时间和一样的值(或某一个范围的值)的情况下，被判定为是保持转向盘(步骤S105)。另一方面，在被判断为电动机角速度ω没有持续一定的时间和一样的值(或某一个范围的值)的情况下，被判定为是打转向盘(步骤S101)，再进一步判断转向扭矩T的符号和电动机角速度ω的符号是否一致(步骤S102)。在被判断为转向扭矩T的符号和电动机角速度ω的符号是一致的情况下，判定为是快速打转向盘(步骤S104)。另一方面，在被判断为转向扭矩T的符号和电动机角速度ω的符号不一致的情况下，判定为是反打转向盘(步骤S103)。

转向状态感应增益单元121基于来自转向状态判定单元120的判定信号来切换转向状态感应增益G₂。也就是说，从转向状态感应增益单元121被输出到乘法单元125中的转向状态感应增益G₂按照来自转向状态判定单元120的判定信号来切换。在转向状态感应增益单元121中，可以存在例如像模式A、模式B、模式C那样的若干个模式的组合，其中，模式A为将被判定为是反打转向盘时的转向状态感应增益G₂设为负，将被判定为是快速打转向盘时的转向状态感应增益G₂设为0，将被判定为是保持转向盘时的转向状态感应增益G₂设为0的“让转向状态感应增益G₂只在反打转向盘的时候起作用”的模式；模式B为将被判定为是反打转向盘时的转向状态感应增益G₂设为0，将被判定为是快速打转向盘时的转向状态感应增益G₂设为正，将被判定为是保持转向盘时的转向状态感应增益G₂设为0的“让转向状态感应增益G₂只在快速打转向盘的时候起作用”的模式；模式C为将被判定为是反打转向盘时的转向状态感应增益G₂设为0，将被判定为是快速打转向盘时的转向状态感应增益G₂设为0，将被判定为是保持转向盘时的转向状态感应增益G₂设为正的“让转向状态感应增益G₂只在保持转向盘的时候起作用”的模式。把这些模式汇总起来，就可以得到如图4所示的模式。

乘法单元125的输出SAT1·G₁·G₂被输入到乘法单元131中。另外，由ω感应增益单元130设定的ω感应增益G₃(ω)也被输入到乘法单元131中。乘法单元131的输出SAT1·G₁·G₂·G₃(ω)被输入到乘法单元133中。由转向扭矩感应增益单元132设定的转向扭矩感应增益G₄(T)也被输入到乘法单元133中。乘法单元133的输出SAT1·G₁·G₂·G₃(ω)·G₄(T)被输入到乘法单元135中。由转向角感应增益单元134设定的转向角感应增益G₅(θ)也被输入到乘法单元135中。作为乘法单元135的输出SAT1·G₁·G₂·G₃(ω)·G₄(T)·G₅(θ)的SAT补偿值SAT_C被输入到减法单元102中。在减法单元102中得到的减法结果(Iref－SAT_C)被作为电流指令值Iref1输入到加法单元103中，来自用于改善特性的补偿单元110的补偿信号CM也被输入到加法单元103中。

补偿单元110在加法单元113中将惯性补偿值111与收敛性控制值112相加，并将在加法单元113中得到的加法结果作为补偿信号CM输入到加法单元103中。在加法单元103中得到的加法结果(Iref1+CM)被作为电流指令值Iref2输入到减法单元104中，然后再经过PI控制单元105、PWM控制单元106以及逆变器107以便用于控制电动机20。收敛性控制是为了改善车辆横摆的收敛性而对转向盘的摆动动作进行制动的控制。例如日本特开2000-95132号公报中所公开的那样，通过检测出车辆的横摆率的变化率并基于该变化率使横摆率衰减(ダンピング)，来进行收敛性控制。

就这样，在电动助力转向装置中，通过驾驶员快速打转向盘或反打转向盘来改变车辆的方向。但是，只有快速打转向盘/反打转向盘的2值的状态，在这种情况下，存在2值会产生各种各样的抖动(チャタリング)从而给驾驶员带来不协调感(扭矩脉动、振动、异音、被卡住(引っ掛かり)等)的可能性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-286350号公报

专利文献2：日本特开2008-087727号公报

专利文献3：日本专利第4715446号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

作为用于实现良好的转向感的现有技术，有如上所述的日本专利第4715446号公报(专利文献3)中所公开的技术。专利文献3的电动助力转向装置基于转向状态(快速打转向盘、反打转向盘或保持转向盘)、电动机角速度、转向角和转向扭矩，适当地设定用于补偿自对准扭矩(SAT)的SAT补偿值SAT_C。通过设有转向角感应增益和转向扭矩感应增益，以便可以设计SAT小的在中心时(オンセンター時)以及SAT大的偏离中心时(オフセンター時)的各自适当的SAT补偿值。还有，专利文献3的电动助力转向装置通过判定转向状态(快速打转向盘、反打转向盘、保持转向盘)以便可以设计保持转向盘时的SAT补偿值。

但是，由专利文献3的电动助力转向装置所作的转向状态的判定只是状态标志，是快速打转向盘/反打转向盘/保持转向盘的3值的标志，在这种情况下，存在3值会产生各种各样的抖动从而给驾驶员带来不协调感的可能性。另外，在收敛性控制中也使用同样的转向状态的判定。在收敛性控制中，为了控制转向盘回正量，有时需要足够的控制量。在进行与该转向状态(快速打转向盘/反打转向盘)对应的增益切换的收敛性控制中，转向状态判定的抖动会引起收敛性控制输出的突然变化，从而给驾驶员带来不协调感。

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高性能的电动助力转向装置，其通过用于改善作为转向状态的快速打转向盘/反打转向盘的判定并同时改善收敛性控制功能的转向状态的细微的控制，以便减轻驾驶员的不协调感。

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对用于对转向系统进行辅助控制的电动机进行驱动控制，并且具有用于对所述电流指令值进行补正的收敛性控制功能，本发明的上述目的可以通过下述这样实现，即：具备快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元、快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元和收敛性控制单元，所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元基于所述转向扭矩和电动机角速度运算出模拟值的快速打转向盘/反打转向盘状态指标；所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元基于所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标并将可变的标称值作为基准来运算出模拟值的快速打转向盘/反打转向盘状态比率；所述收敛性控制单元由用于基于所述转向扭矩、所述车速和所述电动机角速度运算出快速打转向盘增益和反打转向盘增益的感应增益单元、用于根据所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率对所述快速打转向盘增益和所述反打转向盘增益进行增益补正的增益补正单元和用于基于横摆率估计值的绝对值以及符号反相信号对来自所述增益补正单元的增益信号进行输出处理并输出收敛性控制值的输出处理单元构成。

本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地实现，即：所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元由LPF、角速度指标运算单元和第1乘法单元构成，所述LPF输入所述转向扭矩；所述角速度指标运算单元基于所述电动机角速度运算出范围为±1.0的角速度指标；所述第1乘法单元将所述LPF的输出与所述角速度指标相乘，并输出所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标；或，所述角速度指标运算单元具有当所述电动机角速度的绝对值等于或大于规定值时为一定值，当所述电动机角速度的所述绝对值小于所述规定值时线性或非线性地变化的特性；或，所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元的特性为这样一种特性，即，所述标称值为0.0～1.0并且是可变的，将所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标为正的区域作为快速打转向盘状态并使所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率变得小于所述标称值，将所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标为负的区域作为反打转向盘状态并使所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率变得大于所述标称值，所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率连续地变化；或，所述增益补正单元由第2乘法单元、减法单元、第3乘法单元和加法单元构成，所述第2乘法单元将所述反打转向盘增益与所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率相乘；所述减法单元从固定值中减去所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率；所述第3乘法单元将来自所述减法单元的减法结果与所述快速打转向盘增益相乘；所述加法单元将所述第2乘法单元的乘法结果与所述第3乘法单元的乘法结果相加；或，所述输出处理单元由绝对值单元、符号反相单元、第4乘法单元和第5乘法单元构成，所述绝对值单元求出所述横摆率估计值的绝对值；所述符号反相单元使所述横摆率估计值的符号反相；所述第4乘法单元将所述绝对值与所述加法单元的加法结果相乘；所述第5乘法单元将所述符号反相单元的输出与所述第4乘法单元的乘法结果相乘，并输出所述收敛性控制值。

发明的效果

根据本发明的电动助力转向装置，因为基于模拟图(アナログ的なマップ)进行转向状态的判定并输出快速打转向盘/反打转向盘状态比率，所以可以设定与转向状态对应的快速打转向盘/反打转向盘状态比率。通过自由地改变标称值可以适当变更快速打转向盘/反打转向盘状态比率，以便能够实现高自由度的转向感。

另外，将快速打转向盘/反打转向盘状态比率输入到收敛性控制单元中，并将其重写(オーバーライド，Override)为感应增益单元的输出，然后通过与横摆率估计值(或者横摆率检测值)的处理进行组合来输出收敛性控制值，以便可以使转向状态判定的标志变成模拟值，从而可以进行与转向状态(快速打转向盘/反打转向盘状态)对应的更细微的收敛性控制。因此，通过减轻驾驶员的不协调感(扭矩脉动、振动、异音、被卡住等)，可以实现更良好的转向感。

附图说明

图1是表示一般的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是表示快速打转向盘/反打转向盘的判定例的流程图。

图4是用于说明快速打转向盘/反打转向盘的判定的模式图。

图5是表示本发明的结构例的结构框图。

图6是表示本发明的角速度指标运算单元的特性例的图。

图7是表示本发明的快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元的特性例的图。

图8是表示本发明的收敛性控制单元的结构例的结构框图。

图9是表示本发明的动作例(一部分)的流程图。

图10是表示本发明的动作例(一部分)的流程图。

图11是用于说明标称值的设定和快速打转向盘/反打转向盘状态的判定的特性图。

图12是通过与现有技术的示例相比来表示本发明的效果的波形图。

具体实施方式

本发明以改善转向状态的判定和改善控制系统为目的，不是基于标志的状态而是基于模拟图来进行转向状态的判定，并输出快速打转向盘/反打转向盘状态比率。基于转向扭矩(或者转向角度)和电动机角速度来判定转向状态，设定与转向状态对应的快速打转向盘/反打转向盘状态比率。可以以在没有打转向盘的状态(保持转向盘的状态)时的标称值为中心来改变快速打转向盘/反打转向盘状态比率，例如，在将标称值设为0.5的情况下，以标称值0.5为中心来输出快速打转向盘/反打转向盘状态比率。另外，也可以移动标称值，例如，在将标称值设为0.3的情况下，能够迅速转移到快速打转向盘状态(标称值离0越近，则越接近快速打转向盘侧)；在将标称值设为0.7的情况下，能够迅速转移到反打转向盘状态(标称值离1越近，则越接近反打转向盘侧)；这样就可以容易地实现高自由度的转向性能。

将快速打转向盘/反打转向盘状态比率输入到收敛性控制单元中，并将其重写为在现有技术中存在着的感应增益单元的各自的输出，然后进行在现有技术中存在着的诸如横摆率估计值(横摆率检测值)的绝对值、符号等和乘法等的输出处理，作为收敛性控制值输出。

通过采用这样的结构使转向状态判定的标志变成模拟值，以便可以进行与转向状态对应的更细微的收敛性控制，从而可以减轻驾驶员的不协调感(扭矩脉动、振动、异音、被卡住)，并且还可以实现更良好的转向感。

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

与图2相对应的图5是表示本发明的结构例的结构框图。如图5所示，本发明新设置了快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元150、快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元160和收敛性控制单元170，其中，快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元150输入转向扭矩T和电动机角速度ω并运算出快速打转向盘/反打转向盘状态指标TR；快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元160基于快速打转向盘/反打转向盘状态指标TR运算出快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT并将其输出；收敛性控制单元170输入快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT、转向扭矩T、车速V、电动机角速度ω和横摆率估计值YE并输出收敛性控制值CV。

快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元150由低通滤波器(LPF)151、角速度指标运算单元152和乘法单元153构成，其中，LPF151抑制转向扭矩T的零附近的高频振动；角速度指标运算单元152抑制电动机角速度ω的零附近的高频振动；乘法单元153将来自LPF151的转向扭矩Th与来自角速度指标运算单元152的符号信号SN相乘。角速度指标运算单元152的输入输出特性为如图6所示的特性。如图6所示，对于角速度ω的正的输入来说，当角速度ω小于角速度ω1时，符号信号SN线性地增加，当角速度ω等于或大于角速度ω1时，符号信号SN变成一定值1.0；对于角速度ω的负的输入来说，当角速度ω大于角速度-ω1时，符号信号SN线性地减少，当角速度ω等于或小于角速度-ω1时，符号信号SN变成一定值-1.0。

另外，作为快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元150的乘法单元153的输出的快速打转向盘/反打转向盘状态指标TR被输入到快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元160中，由快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元160运算出的快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT被输入到收敛性控制单元170中。

快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元160具有如图7所示的特性。如图7所示，在没有打转向盘的状态时(即，当快速打转向盘/反打转向盘状态指标TR为0时)的快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT(标称值)被设定为0.5(50％)，将快速打转向盘/反打转向盘状态指标TR为正的一侧判定为快速打转向盘状态，将快速打转向盘/反打转向盘状态指标TR为负的一侧判定为反打转向盘状态。在反打转向盘状态时，快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT随着快速打转向盘/反打转向盘状态指标TR为负的一侧接近0而从饱和状态(大约为1.0)开始逐渐减少；在快速打转向盘状态时，快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT随着快速打转向盘/反打转向盘状态指标TR从0开始变大而逐渐减少到饱和状态(大约为0)。

收敛性控制单元170具有如图8所示的结构。如图8所示，车速V、电动机角速度ω以及转向扭矩T被输入到感应增益单元180中，由感应增益单元180计算出的快速打转向盘增益TS被输入到乘法单元171中，反打转向盘增益RS被输入到乘法单元173中。感应增益单元180通过例如日本专利第3137847号公报中所公开的方法来计算出快速打转向盘时的快速打转向盘增益TS和反打转向盘时的反打转向盘增益RS。还有，如上所述那样运算出的快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT被输入到增益补正单元内的乘法单元173中，同时还被减法输入到减法单元182中。固定值(1.0)181与快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT之间的偏差DV被输入到乘法单元171中。另外，在乘法单元171中得到的乘法结果(＝TS·DV)被输入到加法单元172中，在乘法单元173中得到的乘法结果(＝RS·RT)也被输入到加法单元172中，在加法单元172中得到的加法结果AR被输入到乘法单元175中。

另外，输出处理单元内的绝对值单元174求出横摆率估计值YE的绝对值，横摆率估计值YE的绝对值|YE|被输入到乘法单元175中，在乘法单元175中得到的乘法结果(＝AR·|YE|)被输入到乘法单元177中。横摆率估计值YE被输入到符号反相单元176中，使横摆率估计值YE的符号反相后(横摆率估计值YE的符号与-1相乘后)得到的横摆率估计值YE的正或负的符号SR被输入到乘法单元177中。也就是说，当横摆率估计值YE为正时，正或负的符号SR为“-1”；当横摆率估计值YE为负时，正或负的符号SR为“+1”。在乘法单元177中得到的乘法结果被作为收敛性控制值CV输入到控制系统的补偿单元110内的加法单元113中。

此外，乘法单元171、乘法单元173、减法单元182和加法单元172构成增益补正单元，绝对值单元174、符号反相单元176、乘法单元175和乘法单元177构成输出处理单元。

在这样的结构中，参照图9和图10的流程图来说明其动作例。

首先，输入由扭矩传感器10检测出的转向扭矩T(步骤S1)，LPF151进行LPF处理(步骤S2)。接下来，输入被运算出的电动机角速度ω(步骤S3)，角速度符号运算单元152运算出角速度符号(步骤S4)。此外，转向扭矩T的输入以及LPF处理和电动机角速度ω的输入以及角速度符号的运算的顺序是任意的。

经过LPF处理而得到的转向扭矩Th和由角速度符号运算单元152运算出的符号信号SN被输入到乘法单元153中，然后对其进行乘法运算(步骤S5)，在乘法单元153中得到的乘法结果被作为快速打转向盘/反打转向盘状态指标TR输入到快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元160中，快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元160基于图7所示的特性运算出快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT(步骤S6)。被运算出的快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT被输入到收敛性控制单元170内的感应增益单元180中(步骤S7)。另外，车速V也被输入到感应增益单元180中(步骤S8)。

感应增益单元180运算出快速打转向盘增益TS和反打转向盘增益RS(步骤S10)，反打转向盘增益RS在乘法单元173与快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT相乘(步骤S20)，运算出快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT与固定值(1.0)之间的偏差DV(步骤S21)，偏差DV被输入到乘法单元171中，并与快速打转向盘增益TS相乘(步骤S22)。加法单元172将在乘法单元171中得到的乘法结果与在乘法单元173中得到的乘法结果相加，在加法单元172中得到的加法结果AR被输入到乘法单元175中(步骤S23)。

还有，输入横摆率估计值(或检测值)YE(步骤S30)，绝对值单元174求出横摆率估计值YE的绝对值并将其输入到乘法单元175中(步骤S31)，横摆率估计值YE的绝对值在乘法单元175中与加法结果AR相乘后被输入到乘法单元177中(步骤S32)。另外，横摆率估计值YE被输入到符号反相单元176中，其符号被反相(其正或负的符号与-1相乘)(步骤S33)，然后，经过符号反相后得到的正或负的符号SR在乘法单元177与来自乘法单元175的乘法结果相乘(步骤S34)，在乘法单元177中得到的乘法结果被作为收敛性控制值CV输入到控制系统中(步骤S35)。

就这样，在本发明的电动助力转向装置中，通过使用转向扭矩和电动机角速度来生成转向状态，并且针对该转向状态来设定用于反映到控制值的快速打转向盘/反打转向盘状态比率(模拟值)。因此，针对转向状态可以设定任意的特性，从而能够适合各种各样的车辆。

在上述的实施方式中，尽管快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元160如图7所示那样将作为在没有打转向盘的状态时的快速打转向盘/反打转向盘状态比率RT的标称值设定为0.5(50％)，但是在本发明中，既可以如图11(A)所示那样将标称值设定为0.3(30％)来设定为快速打转向盘侧，也可以如图11(B)所示那样将标称值设定为0.7(70％)来设定为反打转向盘侧。

图12是用于说明本发明的效果的波形图，图12(A)示出了改善前的结果，图12(B)示出了本发明的结果。在图12(A)和图12(B)中，最上层都示出了转向扭矩的波都形，下面一层都示出了快速打转向盘/反打转向盘的判定(数字)，第3层都示出了电动机角速度，第4层都示出了收敛输出，最下层都示出了电流指令值。通过图12(A)和图12(B)的比较可知，根据本发明，不但快速打转向盘/反打转向盘判定的抖动消失了，而且收敛输出的突然变化也消失了，因此不会给驾驶员带来不协调感，而是给驾驶员带来舒适的转向感。另外，图12(A)和图12(B)中的“CTR”意味着车辆在直线行驶时的转向盘位置。

另外，在上述的实施方式中，尽管角速度符号运算单元152的符号信号SN针对角速度ω的输入在角速度±ω1之间线性地变化，但是在本发明中，角速度符号运算单元152的符号信号SN既可以非线性地变化，也可以为非对称。

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

13 电池

20 电动机

100 控制单元(ECU)

101 电流指令值运算单元

105 PI控制单元

106 PWM控制单元

107 逆变器

110 补偿单元

120 转向状态判定单元

121 转向状态感应增益单元

140 自对准扭矩(SAT)单元

150 快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元

151 低通滤波器(LPF)

152 角速度指标运算单元

160 快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元

170 收敛性控制单元

180 感应增益单元

Claims

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对用于对转向系统进行辅助控制的电动机进行驱动控制，并且具有用于对所述电流指令值进行补正的收敛性控制功能，其特征在于：

具备快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元、快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元和收敛性控制单元，

所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元基于所述转向扭矩和电动机角速度运算出模拟值的快速打转向盘/反打转向盘状态指标；

所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元基于所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标并将可变的标称值作为基准来运算出模拟值的快速打转向盘/反打转向盘状态比率；

所述收敛性控制单元由用于基于所述转向扭矩、所述车速和所述电动机角速度运算出快速打转向盘增益和反打转向盘增益的感应增益单元、用于根据所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率对所述快速打转向盘增益和所述反打转向盘增益进行增益补正的增益补正单元和用于基于横摆率估计值的绝对值以及符号反相信号对来自所述增益补正单元的增益信号进行输出处理并输出收敛性控制值的输出处理单元构成。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标运算单元由LPF、角速度指标运算单元和第1乘法单元构成，

所述LPF输入所述转向扭矩；

所述角速度指标运算单元基于所述电动机角速度运算出范围为±1.0的角速度指标；

所述第1乘法单元将所述LPF的输出与所述角速度指标相乘，并输出所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标。

3.根据权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述角速度指标运算单元具有当所述电动机角速度的绝对值等于或大于规定值时为一定值，当所述电动机角速度的所述绝对值小于所述规定值时线性或非线性地变化的特性。

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：所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率运算单元的特性为这样一种特性，即，所述标称值为0.0～1.0并且是可变的，将所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标为正的区域作为快速打转向盘状态并使所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率变得小于所述标称值，将所述快速打转向盘/反打转向盘状态指标为负的区域作为反打转向盘状态并使所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率变得大于所述标称值，所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率连续地变化。

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：所述增益补正单元由第2乘法单元、减法单元、第3乘法单元和加法单元构成，

所述第2乘法单元将所述反打转向盘增益与所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率相乘；

所述减法单元从固定值中减去所述快速打转向盘/反打转向盘状态比率；

所述第3乘法单元将来自所述减法单元的减法结果与所述快速打转向盘增益相乘；

所述加法单元将所述第2乘法单元的乘法结果与所述第3乘法单元的乘法结果相加。

6.根据权利要求5所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述输出处理单元由绝对值单元、符号反相单元、第4乘法单元和第5乘法单元构成，

所述绝对值单元求出所述横摆率估计值的绝对值；

所述符号反相单元使所述横摆率估计值的符号反相；

所述第4乘法单元将所述绝对值与所述加法单元的加法结果相乘；

所述第5乘法单元将所述符号反相单元的输出与所述第4乘法单元的乘法结果相乘，并输出所述收敛性控制值。