CN114245782B - 电动助力转向装置、在电动助力转向装置中使用的控制装置以及控制方法 - Google Patents

电动助力转向装置、在电动助力转向装置中使用的控制装置以及控制方法 Download PDF

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Abstract

处理器按照程序执行以下处理：获得操舵扭矩、车速、操舵角以及马达的转速；根据操舵扭矩和车速来生成基础辅助扭矩；根据操舵扭矩、车速、马达的转速以及基础辅助扭矩来生成自动回正扭矩补偿扭矩；根据车速和操舵角来生成主动复位扭矩；根据马达的转速来生成马达损耗扭矩补偿扭矩；以及根据基础辅助扭矩、自动回正扭矩补偿扭矩、主动复位扭矩以及马达损耗扭矩补偿扭矩来生成用于控制马达的驱动的扭矩指令值。

Description

电动助力转向装置、在电动助力转向装置中使用的控制装置 以及控制方法
技术领域
本公开涉及电动助力转向装置、在电动助力转向装置中使用的控制装置以及控制方法。
本申请基于2019年8月9日申请的日本申请特愿2019-147870号主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
一般的汽车搭载有具有电动马达(以下，简称为“马达”)的电动助力转向装置(EPS)。电动助力转向装置是通过驱动马达来辅助驾驶员的方向盘(或转向盘)操作的装置。提出有通过与操舵角对应的方向盘的返回控制来补偿中央区域的操舵感的技术。中央区域主要是指在车辆直行的状态下方向盘几乎不被操作的操舵区域。以下，将方向盘的返回控制称为“主动复位”。专利文献1和专利文献2公开了通过主动复位来伪赋予自动回正扭矩(SAT)，从而补偿中央区域的期望的操舵特性的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-369565号公报
专利文献2：国际公开第2004/026665号
发明内容
发明要解决的课题
期望改善中央区域的操舵感。
本公开的实施方式提供在中央区域具有摩擦感，能够实现自然的操舵感的电动助力转向装置的控制装置和控制方法。
用于解决课题的手段
在非限定性且例示的实施方式中，本公开的控制装置在具有马达和减速齿轮的电动助力转向装置中使用，该控制装置用于对所述马达的驱动进行控制，其中，该控制装置具有：处理器；以及存储器，其存储对所述处理器的动作进行控制的程序，所述处理器按照所述程序执行以下处理：获得由操舵扭矩传感器检测的操舵扭矩、由车速传感器检测的车速、由舵角传感器检测的操舵角以及所述马达的转速；根据所述操舵扭矩和所述车速来生成基础辅助扭矩；根据所述操舵扭矩、所述车速、所述马达的转速以及所述基础辅助扭矩来生成自动回正扭矩补偿扭矩；根据所述车速和所述操舵角来生成主动复位扭矩；根据所述马达的转速来生成马达损耗扭矩补偿扭矩；以及根据所述基础辅助扭矩、所述自动回正扭矩补偿扭矩、所述主动复位扭矩以及所述马达损耗扭矩补偿扭矩来生成用于控制所述马达的驱动的扭矩指令值。
在非限定性且例示的实施方式中，本公开的控制方法在具有马达和减速齿轮的电动助力转向装置中使用，该控制方法用于对所述马达的驱动进行控制，其中，该控制方法包含以下处理：获得由操舵扭矩传感器检测的操舵扭矩、由车速传感器检测的车速、由舵角传感器检测的操舵角以及所述马达的转速；根据所述操舵扭矩和所述车速来生成基础辅助扭矩；根据所述操舵扭矩、所述车速、所述马达的转速以及所述基础辅助扭矩来生成自动回正扭矩补偿扭矩；根据所述车速和所述操舵角来生成主动复位扭矩；根据所述马达的转速来生成马达损耗扭矩补偿扭矩；以及根据所述基础辅助扭矩、所述自动回正扭矩补偿扭矩、所述主动复位扭矩以及所述马达损耗扭矩补偿扭矩来生成用于控制所述马达的驱动的扭矩指令值。
发明效果
根据本公开的例示的实施方式，提供了在中央区域具有摩擦感，能够实现自然的操舵感的电动助力转向装置的新控制装置和控制方法。
附图说明
图1是示意性地示出本实施方式的电动助力转向装置1000的结构例的图。
图2是示出本实施方式的控制装置100的结构例的框图。
图3是以功能块为单位示出安装于处理器200的功能的功能框图。
图4是用于对SAT补偿部220的功能进行说明的功能框图。
图5是用于对SAT补偿部220中的SAT推断器221的功能进行说明的功能框图。
图6是用于对主动复位部230的功能进行说明的功能框图。
图7是用于对损耗扭矩补偿部240的功能进行说明的功能框图。
图8是示出用于对马达损耗扭矩补偿进行说明的马达扭矩特性的曲线图。
图9是示出模拟结果的操舵特性的波形的曲线图。
图10是示出一般的电动助力转向装置所具有的特别是中央区域的操舵特性的曲线图。
具体实施方式
在车辆进行直行行驶时，驾驶员几乎不操作方向盘。在操舵处于中央区域的状态下，车辆与路面的摩擦感消失，因此驾驶员难以识别直行状态。例如，可能会产生仅稍微操作方向盘，车辆就摇晃等操舵的稳定性上的问题。因此，通过适度地产生车辆与路面的摩擦感，驾驶员能够识别中央区域。
如前所述，在现有技术中，通过主动复位来伪赋予自动回正扭矩，由此对中央区域的期望的操舵特性进行补偿。但是，仅是主动复位的话，在方向盘位于中央附近的状态(以下，记作方向盘中央)下适度的摩擦感消失。相反，通过赋予驾驶员人工的感觉，由装置控制的感觉变强。
图10示出一般的电动助力转向装置所具有的特别是中央区域的操舵特性。横轴表示操舵角(度)，纵轴表示操舵扭矩(N·m)。操舵扭矩比摩擦扭矩小的操舵角的范围一般被称为死区或滞后宽度，另外，操舵扭矩上升的斜率被称为升斜率。当使后述的自动回正扭矩补偿的增益增大时，曲线的斜率变陡峭，其结果为，得到了操舵扭矩急剧上升的操舵特性。由此，升斜率变得更陡峭，并且死区的宽度变窄。
中央区域的操舵感依赖于操舵特性的曲线的轨迹，与从方向盘中央操作方向盘时的操舵扭矩上升的程度、即升斜率密切关联。通常，在操舵扭矩相应于操舵角而急剧地上升的情况下，可以说具有操舵感。死区的宽度越窄，驾驶员越容易感觉到车辆的直行性。优选如下的操舵特性：滞后宽度小，摩擦感适度，并且，扭矩的升斜率相对于操舵角表现出线性特性。根据本发明人的研究，作为目标数值，优选为，扭矩的升斜率为0.2N·m/度左右，滞后宽度为±3度左右，摩擦感为1.3N·m以下。
本发明人根据上述见解，发现了通过适当地活用自动回正扭矩补偿、主动复位以及马达损耗扭矩补偿这三个功能，能够实现自然的操舵感，从而完成了本发明。
以下，参照附图对本公开的电动助力转向装置的控制装置、控制方法以及具有该控制装置的电动助力转向装置的实施方式进行详细说明。但是，有时省略不必要的详细说明。例如，有时省略对众所周知的事项的详细说明、对于实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗长，使本领域技术人员容易理解。
以下的实施方式是例示，本公开的电动助力转向装置的控制装置、控制方法不限于以下的实施方式。例如，以下的实施方式所示的数值、步骤、该步骤的顺序等仅是一例，只要在技术上不产生矛盾，就能够进行各种改变。以下说明的各实施方式仅是例示，只要在技术上不产生矛盾，就能够进行各种组合。
[1.电动助力转向装置1000的结构]
图1是示意性地示出本实施方式的电动助力转向装置1000的结构例的图。
电动助力转向装置1000(以下，记作“EPS”)具有转向系统520和辅助扭矩机构540，该辅助扭矩机构540生成辅助扭矩。EPS 1000生成对通过驾驶员操作方向盘而产生的转向系统的操舵扭矩进行辅助的辅助扭矩。通过辅助扭矩，减轻了驾驶员的操作的负担。
转向系统520例如具有方向盘521、转向轴522、万向联轴器523A、523B、旋转轴524、齿条和齿轮机构525、齿条轴526、左右球窝接头552A、552B、横拉杆527A、527B、转向节528A、528B以及左右操舵车轮529A、529B。
辅助扭矩机构540例如具有操舵扭矩传感器541、舵角传感器542、汽车用电子控制单元(ECU)100、马达543、减速齿轮544、逆变器545以及扭杆546。操舵扭矩传感器541通过检测扭杆546的扭转量来检测转向系统520中的操舵扭矩。舵角传感器542检测方向盘的操舵角。
ECU 100根据由操舵扭矩传感器541、舵角传感器542、搭载于车辆的车速传感器(未图示)等检测到的检测信号来生成马达驱动信号，并输出给逆变器545。例如，逆变器545根据马达驱动信号将直流电力转换为作为A相、B相以及C相的伪正弦波的三相交流电力，并提供给马达543。马达543例如是表面磁铁型同步马达(SPMSM)或者开关磁阻马达(SRM)，接受三相交流电力的供给而生成与操舵扭矩对应的辅助扭矩。马达543经由减速齿轮544向转向系统520传递所生成的辅助扭矩。以下，将ECU 100记载为EPS的控制装置100。
[2.控制装置100的结构例]
图2是示出本实施方式的控制装置100的结构的典型例的框图。控制装置100例如具有电源电路111、角度传感器112、输入电路113、通信I/F 114、驱动电路115、ROM 116以及处理器200。控制装置100能够作为安装有这些电子部件的印刷布线板(PCB)来实现。
搭载于车辆的车速传感器300、操舵扭矩传感器541以及舵角传感器542与处理器200电连接，从车速传感器300、操舵扭矩传感器541以及舵角传感器542向处理器200分别发送车速v、操舵扭矩Ttor以及操舵角θ。
控制装置100与逆变器545电连接。控制装置100对逆变器545所具有的多个开关元件(例如MOSFET)的开关动作进行控制。具体而言，控制装置100生成对各开关元件的开关动作进行控制的控制信号(以下，记作“栅极控制信号”)并输出给逆变器545。
控制装置100根据车速v、操舵扭矩Ttor以及操舵角θ等来生成扭矩指令值，例如通过矢量控制来控制马达543的扭矩和转速。不限于矢量控制，控制装置100能够进行其他闭环控制。转速用转子在单位时间(例如1分钟)内旋转的转数(rpm)或转子在单位时间(例如1秒钟)内旋转的转数(rps)来表示。矢量控制是将在马达中流动的电流分解成有助于产生扭矩的电流成分和有助于产生磁通的电流成分，并独立地控制彼此垂直的各电流成分的方法。
电源电路111与外部电源(未图示)连接，生成电路内的各块所需的DC电压(例如3V或5V)。
角度传感器112例如是旋转变压器或霍尔IC。或者，角度传感器112也可以通过具有磁阻(MR)元件的MR传感器与传感器磁铁的组合来实现。角度传感器112检测转子的旋转角，向处理器200输出转子的旋转角。控制装置100可以具有检测马达的转速、加速度的速度传感器、加速度传感器来代替角度传感器112。
输入电路113接受由电流传感器(未图示)检测的马达电流值(以下，记作“实际电流值”)，根据需要将实际电流值的电平转换为处理器200的输入电平而将实际电流值输出给处理器200。输入电路113的典型例是模拟数字转换电路。
处理器200是半导体集成电路，也被称为中央运算处理装置(CPU)或微处理器。处理器200依次执行保存于ROM 116中的记述了用于控制马达驱动的指令组的计算机程序，实现期望的处理。处理器200可以被广泛解释为包含搭载有CPU的FPGA(Field ProgrammableGate Array：现场可编程门阵列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)或ASSP(Application Specific Integrated Circuit：专用标准配置)在内的用语。处理器200根据实际电流值和转子的旋转角等来设定目标电流值，生成PWM信号，并输出给驱动电路115。
通信I/F 114例如是用于基于车载的控制区域网络(CAN)来进行数据的收发的输入输出接口。
驱动电路115典型地是栅极驱动器(或预驱动器)。驱动电路115根据PWM信号来生成栅极控制信号，并将栅极控制信号赋予给逆变器545所具有的多个开关元件的栅极。在驱动对象是能够以低电压进行驱动的马达时，有时未必需要栅极驱动器。在该情况下，栅极驱动器的功能能够安装于处理器200。
ROM 116与处理器200电连接。ROM 116例如是可写入的存储器(例如PROM)、可改写的存储器(例如闪存、EEPROM)或读出专用的存储器。ROM 116保存有包含用于使处理器200控制马达驱动的指令组的控制程序。例如，控制程序在启动时暂时展开到RAM(未图示)。
图3是以功能块为单位示出安装于处理器200的功能的功能框图。在本说明书中，处理器200具有基础辅助控制部210、SAT补偿部220、主动复位部230、损耗扭矩补偿部240、稳定化补偿器250、电流控制运算部260、3个加法器271、272、273以及马达控制部280。典型地，与各个部分相当的功能块的处理(或任务)以软件的模块为单位记述在计算机程序中，并保存于ROM 116中。但是，在使用FPGA等的情况下，这些功能块的全部或一部分能够作为硬件加速器来安装。
在将各功能块作为软件(或固件)而安装于控制装置100的情况下，该软件的执行主体可以是处理器200。在某个方式中，本公开的控制装置具有处理器和存储器，该存储器存储对处理器的动作进行控制的程序。处理器按照程序执行以下的处理。(1)获得由操舵扭矩传感器检测的操舵扭矩、由车速传感器检测的车速、由舵角传感器检测的操舵角以及马达的转速。(2)根据操舵扭矩和车速来生成基础辅助扭矩。(3)根据操舵扭矩、车速、马达的转速以及基础辅助扭矩来生成自动回正扭矩补偿扭矩。(4)根据车速和操舵角来生成主动复位扭矩。(5)根据马达的转速来生成马达损耗扭矩补偿扭矩。(6)根据基础辅助扭矩、自动回正扭矩补偿扭矩、主动复位扭矩以及马达损耗扭矩补偿扭矩来生成用于控制马达的驱动的扭矩指令值。(7)根据扭矩指令值来生成电流指令值，根据电流指令值对马达的驱动进行控制。
在将各功能块作为软件和/或硬件而安装于控制装置100的情况下，在另一方式中，本公开的控制装置具有：基础辅助控制部，其根据操舵扭矩和车速来生成基础辅助扭矩；SAT补偿部，其根据操舵扭矩、车速、马达的转速以及基础辅助扭矩来生成自动回正扭矩补偿扭矩；主动复位部，其根据车速和操舵角来生成主动复位扭矩；损耗扭矩补偿部，其根据马达的转速来生成马达损耗扭矩补偿扭矩；电流控制运算部，其根据基于基础辅助扭矩、自动回正扭矩补偿扭矩、主动复位扭矩以及马达损耗扭矩补偿扭矩所生成的扭矩指令值来生成电流指令值；以及马达控制部，其根据电流指令值对马达的驱动进行控制。
处理器200获得由操舵扭矩传感器541检测到的操舵扭矩Ttor、由车速传感器检测到的车速v、由舵角传感器检测到的操舵角θ以及马达的转速ω作为输入。例如，在控制装置100具有检测马达的转速的速度传感器的情况下，处理器200能够通过从速度传感器获取检测到的转速来获得马达的转速ω。在控制装置100具有检测转子的旋转角(更详细而言为机械角度)的角度传感器的情况下，处理器200从角度传感器获取检测到的转子的旋转角，并根据转子的旋转角来运算角速度，由此能够获得转速ω。
基础辅助控制部210获取操舵扭矩Ttor和车速v作为输入，根据这些信号来生成基础辅助扭矩TBASE并输出。基础辅助控制部210的典型例是规定了操舵扭矩Ttor、车速v与基础辅助扭矩TBASE之间的对应的表(所谓的查找表)。基础辅助控制部210根据操舵扭矩Ttor和车速v来决定基础辅助扭矩TBASE。
在图4中示出了用于对SAT补偿部220的功能进行说明的功能块。在图5中示出了用于对SAT补偿部220中的SAT推断器221的功能进行说明的功能块。SAT补偿部220获取操舵扭矩Ttor、车速v、马达的转速ω以及基础辅助扭矩TBASE作为输入，根据这些信号来生成自动回正扭矩补偿扭矩TSAT并输出。
SAT补偿部220对自动回正扭矩的静态增益进行补偿。由此，能够在维持摩擦感的状态下，改善中央区域的死区的宽度和升斜率。
自动回正扭矩是根据基础辅助扭矩TBASE和操舵扭矩Ttor的绕方向盘轴线的静态力的平衡来推断的。其结果为，关于推断出的自动回正扭矩，不仅自动回正扭矩补偿扭矩TSAT，摩擦也包含在推断结果中。因此，本实施方式的SAT补偿部220通过将摩擦模型应用于SAT补偿中来降低摩擦对推断结果的影响。
SAT补偿部20具有SAT推断器221、SAT增益校正部222以及滤波器223。SAT推断器221获取操舵扭矩Ttor、基础辅助扭矩TBASE以及马达的转速ω作为输入，根据这些信号来推断自动回正扭矩。SAT推断器221具有摩擦模型224、增益(或控制增益)225、226以及加法器227。SAT推断器221参照规定了摩擦扭矩与马达的转速之间的对应的表，根据马达的转速ω来决定操舵扭矩Ttor。
摩擦模型224例如是根据库仑摩擦模型来决定的。摩擦扭矩Tfric是使用摩擦模型224，根据马达的转速ω来计算的。增益225是减速齿轮544的齿轮比gc，增益226是摩擦增益。加法器227根据下述的数学式1的公式来计算自动回正扭矩的推断值。数学式1的右边的Tfric的项包含摩擦增益。通过在数学式1的右边减去Tfric的项来降低摩擦对推断结果的影响。
＜数学式1＞
TSAT＝Ttor+gc*TBASE-Tfric
SAT增益校正部222的典型例是规定了车速v与增益gs之间的对应的参照表。在本实施方式中，根据车速v而使针对自动回正扭矩的推断值的增益gs变化。SAT增益校正部222参照规定了针对自动回正扭矩的推断值的增益与车速之间的对应的表，根据车速v来决定针对自动回正扭矩的推断值的增益gs。SAT增益校正部222进一步将推断出的自动回正扭矩乘以增益gs，由此根据车速v来校正自动回正扭矩，生成校正后的自动回正扭矩。
滤波器223通过对校正后的自动回正扭矩应用一阶相位延迟补偿来生成自动回正扭矩补偿扭矩TSAT。滤波器223的例子是一阶IIR(无限脉冲响应)数字滤波器。在马达的转速ω为零附近时，作为SAT推断器221的推断结果的自动回正扭矩可能会产生抖动。通过由滤波器223应用一阶相位延迟补偿，能够适当地抑制抖动。
如上所述，SAT补偿部220能够通过调整各个控制增益来改变SAT补偿的强度。需要注意的是，若过度提高控制增益，则伪自动回正扭矩有可能变得过大，因此在方向盘中央附近，操舵变得沉重。
在图6中示出了用于对主动复位部230的功能进行说明的功能块。主动复位部230获取车速v和操舵角θ作为输入，根据它们来生成主动复位扭矩TAR。主动复位部230具有返回扭矩运算部231、车速增益校正部232、乘法器233以及相位补偿器234。返回扭矩运算部231利用规定了操舵角与主动复位扭矩(返回扭矩)之间的对应的表，由返回扭矩运算部231根据操舵角θ来决定主动复位扭矩。车速增益校正部232是规定了车速与针对主动复位扭矩的增益ga之间的对应的表。由车速增益校正部232根据车速v来决定增益ga。乘法器233将由主动复位部230决定的主动复位扭矩和由车速增益校正部232决定的增益ga相乘。相位补偿器234通过对乘法器233的乘法结果应用相位延迟补偿或相位超前补偿来生成主动复位扭矩TAR。
主动复位部230通过相应于操舵角来赋予伪自动回正扭矩，能够改善升斜率。需要注意的是，与SAT补偿同样地，若过度提高控制增益，则方向盘的返回(主动复位)变得过强，因此有可能产生人工的操舵感。
在图7中示出了用于对损耗扭矩补偿部240的功能进行说明的功能块。在图8中示出了用于对马达损耗扭矩补偿进行说明的马达扭矩特性。损耗扭矩补偿部240根据马达的转速ω来生成马达损耗扭矩补偿扭矩TML。损耗扭矩补偿部240参照规定了马达的损耗扭矩与马达的转速之间的对应的表，根据马达的转速ω来决定马达的损耗扭矩并对所决定的马达的损耗扭矩应用一阶相位延迟补偿，由此生成马达损耗扭矩补偿扭矩TML。
损耗扭矩补偿部240具有损耗扭矩运算部241和滤波器242。这里，参照图8对马达损耗扭矩补偿进行说明。横轴表示马达电流(A)，纵轴表示马达扭矩(N·m)。图中的虚线表示不应用损耗扭矩补偿的情况下的相对于马达电流的马达扭矩特性。图中的实线表示应用了损耗扭矩补偿的情况下的相对于马达电流的马达扭矩特性。因例如配置于转子的永磁铁的引力而导致存在即使对马达通电流也不产生扭矩的马达电流的范围WA。在本实施方式中，采用损耗扭矩补偿以对马达电流的范围WA内的扭矩损耗进行补偿。具体而言，损耗扭矩运算部241根据马达的转速ω来决定用于进行损耗扭矩补偿的损耗扭矩补偿扭矩。损耗扭矩运算部241是规定了马达的转速与用于进行损耗扭矩补偿的扭矩之间的对应的表。该表例如根据库仑摩擦模型来决定。
滤波器242通过对所决定的马达的损耗扭矩补偿扭矩应用一阶相位延迟补偿，生成损耗扭矩补偿扭矩TML。与滤波器223同样地，滤波器242的例子是一阶IIR数字滤波器。作为滤波器242，若使用一般的低通滤波器，虽然能够去除包含于损耗扭矩补偿扭矩TML中的高频成分，但可能产生相位延迟，其结果为，EPS的助力辅助有可能产生延迟。与此相对，通过采用一阶IIR滤波器作为滤波器242，能够抑制从损耗扭矩运算部241输出的损耗扭矩补偿扭矩信号的抖动，并且能够避免相位延迟而进行正常的助力辅助。
损耗扭矩运算部241能够通过对马达的损耗扭矩进行补偿来改善对于微小的扭矩指示的响应性。其结果为，改善了方向盘中央处的操舵的摩擦感。
再次参照图3。
加法器271将来自基础辅助控制部210的输出即基础辅助扭矩TBASE与来自SAT补偿部220的输出即自动回正扭矩补偿扭矩TSAT相加。
扭矩指令值Tref是根据基础辅助扭矩TBASE、自动回正扭矩补偿扭矩TSAT、主动复位扭矩TAR以及马达损耗扭矩补偿扭矩TML来生成的。例如，稳定化补偿器250通过对加法器271的相加值应用相位延迟补偿或相位超前补偿而生成稳定化补偿扭矩。加法器272将从稳定化补偿器250输出的稳定化补偿扭矩与从主动复位部230输出的主动复位扭矩TAR相加。加法器273将加法器272的相加值与从损耗扭矩补偿部240输出的损耗扭矩补偿扭矩TML相加，由此，生成用于控制马达的驱动的扭矩指令值Tref。另外，加法器272和/或加法器273的输出也可以与加法器271的输出同样地输入给稳定化补偿器250。
电流控制运算部260根据扭矩指令值Tref来生成电流指令值Iref。马达控制部280例如通过矢量控制，根据电流指令值Iref来设定目标电流值，生成PWM信号，并输出给驱动电路115。
根据本实施方式，通过以相互补充的方式活用SAT补偿、主动复位以及马达损耗扭矩补偿这三个功能，能够实现自然的操舵感。具体而言，通过SAT补偿，能够在一定程度上创建能够在中央区域得到自然的操舵感的操舵特性，并且，通过主动复位，将操舵特性向滞后宽度变小的方向微调，由此能够实现自然的操舵感。进而，通过损耗扭矩补偿，相对于微小的扭矩指示的响应性得到改善，由此，能够实现更自然的操舵感。
本发明人通过模拟验证了本实施方式的控制装置100的妥当性。作为模拟条件，将车速v设定为60km/h，将操舵频率设定为0.25Hz。在图9中示出了模拟结果的操舵特性的曲线图。横轴为操舵角，纵轴为操舵扭矩。虚线所示的波形表示不应用SAT补偿的情况下的操舵特性，实线所示的波形表示应用了SAT补偿的情况下的操舵特性。
从模拟结果可知，通过应用SAT补偿，操舵角的滞后宽度得到了改善。具体而言，不应用SAT补偿的情况下的滞后宽度为16度，应用SAT补偿的情况下的滞后宽度为10度。在这样的操舵角的范围内，通常很难从操舵扭矩的信息中识别方向盘中央位置，车辆有可能偏转。因此，操舵角的滞后宽度越窄越好。无法识别方向盘中央位置的范围是通过自动回正扭矩未使方向盘返回到方向盘中央位置的残留方向盘角，需要驾驶员有意地使方向盘返回。因此，在本实施方式中，通过SAT补偿和主动复位来生成向使方向盘返回的方向进行辅助的辅助扭矩，减小该残留方向盘角。
产业上的可利用性
本公开的实施方式能够在用于对搭载于车辆的电动助力转向装置进行控制的控制装置中使用。
标号说明
200：处理器；210：基础辅助控制部；220：SAT补偿部；221：SAT推断器；222：SAT增益校正部；223：滤波器；224：摩擦模型；225、226：增益；227：加法器；230：主动复位部；231：返回扭矩运算部；232：车速增益校正部；233：乘法器；234：相位补偿器；240：损耗扭矩补偿部；241：损耗扭矩运算部；242：滤波器；250：稳定化补偿器；260：电流控制运算部；271、272、273：加法器；280：马达控制部。

Claims (15)

1.一种控制装置，在具有马达和减速齿轮的电动助力转向装置中使用该控制装置，该控制装置用于对所述马达的驱动进行控制，其中，
该控制装置具有：
处理器；以及
存储器，其存储对所述处理器的动作进行控制的程序，
所述处理器按照所述程序执行以下处理：
获得由操舵扭矩传感器检测的操舵扭矩、由车速传感器检测的车速、由舵角传感器检测的操舵角以及所述马达的转速；
根据所述操舵扭矩和所述车速来生成基础辅助扭矩；
根据所述操舵扭矩、所述车速、所述马达的转速以及所述基础辅助扭矩来生成自动回正扭矩补偿扭矩；
根据所述车速和所述操舵角来生成主动复位扭矩；
根据所述马达的转速来生成马达损耗扭矩补偿扭矩；以及
根据所述基础辅助扭矩、所述自动回正扭矩补偿扭矩、所述主动复位扭矩以及所述马达损耗扭矩补偿扭矩来生成用于控制所述马达的驱动的扭矩指令值，
所述处理器参照规定了马达的损耗扭矩与所述马达的转速之间的对应的表，根据所述马达的转速来决定马达的损耗扭矩，并对决定的所述马达的损耗扭矩应用一阶相位延迟补偿，由此生成所述马达损耗扭矩补偿扭矩。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
所述处理器还执行以下处理：根据所述基础辅助扭矩和所述自动回正扭矩补偿扭矩，使用稳定化补偿器来生成稳定化补偿扭矩，
所述处理器根据所述主动复位扭矩、所述马达损耗扭矩补偿扭矩以及所述稳定化补偿扭矩来生成所述扭矩指令值。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其中，
所述生成自动回正扭矩补偿扭矩的处理包含以下处理：根据以下的公式来推断自动回正扭矩补偿扭矩TSAT，
TSAT＝Ttor+gc*TBASE-Tfric
其中，Ttor表示所述操舵扭矩，gc表示所述减速齿轮的齿轮比，TBASE表示基础辅助扭矩，Tfric表示摩擦扭矩。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其中，
所述处理器参照规定了所述摩擦扭矩与所述马达的转速之间的对应的表，根据所述马达的转速来决定所述摩擦扭矩。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，
所述处理器参照规定了自动回正扭矩增益与所述车速之间的对应的表，根据所述车速来决定自动回正扭矩增益，
将推断出的所述自动回正扭矩乘以所述自动回正扭矩增益，由此根据车速来校正所述自动回正扭矩，生成校正后的自动回正扭矩。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其中，
所述处理器通过对所述校正后的自动回正扭矩应用一阶相位延迟补偿来生成所述自动回正扭矩补偿扭矩。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的控制装置，其中，
所述处理器还执行以下处理：根据所述扭矩指令值来生成电流指令值，并根据所述电流指令值对所述马达的驱动进行控制。
8.一种电动助力转向装置，其具有：
马达；
操舵扭矩传感器；
舵角传感器；以及
权利要求1至7中的任意一项所述的控制装置。
9.一种控制方法，在具有马达和减速齿轮的电动助力转向装置中使用该控制方法，该控制方法用于对所述马达的驱动进行控制，其中，
该控制方法包含以下处理：
获得由操舵扭矩传感器检测的操舵扭矩、由车速传感器检测的车速、由舵角传感器检测的操舵角以及所述马达的转速；
根据所述操舵扭矩和所述车速来生成基础辅助扭矩；
根据所述操舵扭矩、所述车速、所述马达的转速以及所述基础辅助扭矩来生成自动回正扭矩补偿扭矩；
根据所述车速和所述操舵角来生成主动复位扭矩；
根据所述马达的转速来生成马达损耗扭矩补偿扭矩；以及
根据所述基础辅助扭矩、所述自动回正扭矩补偿扭矩、所述主动复位扭矩以及所述马达损耗扭矩补偿扭矩来生成用于控制所述马达的驱动的扭矩指令值，
参照规定了马达的损耗扭矩与所述马达的转速之间的对应的表，根据所述马达的转速来决定马达的损耗扭矩，并对决定的所述马达的损耗扭矩应用一阶相位延迟补偿，由此生成所述马达损耗扭矩补偿扭矩。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其中，
所述控制方法还包含以下处理：根据所述基础辅助扭矩和所述自动回正扭矩补偿扭矩，使用稳定化补偿器来生成稳定化补偿扭矩，
根据所述主动复位扭矩、所述马达损耗扭矩补偿扭矩以及所述稳定化补偿扭矩来生成所述扭矩指令值。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，
所述生成自动回正扭矩补偿扭矩的处理包含以下处理：根据以下的公式来推断自动回正扭矩补偿扭矩TSAT，
TSAT＝Ttor+gc*TBASE-Tfric
其中，Ttor表示所述操舵扭矩，gc表示所述减速齿轮的齿轮比，TBASE表示基础辅助扭矩，Tfric表示摩擦扭矩。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其中，
参照规定了所述摩擦扭矩与所述马达的转速之间的对应的表，根据所述马达的转速来决定所述摩擦扭矩。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其中，
参照规定了自动回正扭矩增益与所述车速之间的对应的表，根据所述车速来决定自动回正扭矩增益，
将推断出的所述自动回正扭矩乘以所述自动回正扭矩增益，由此根据车速来校正所述自动回正扭矩，生成校正后的自动回正扭矩。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其中，
通过对所述校正后的自动回正扭矩应用一阶相位延迟补偿来生成所述自动回正扭矩补偿扭矩。
15.根据权利要求9至14中的任意一项所述的控制方法，其中，
所述控制方法还包含以下处理：根据所述扭矩指令值来生成电流指令值，并根据所述电流指令值对所述马达的驱动进行控制。
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