電動動力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請主張于2014年9月16日提交的日本專利申請2014-187993號的優(yōu)先權(quán)，并在此引用其全部內(nèi)容。
[0002]本發(fā)明涉及電動動力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]如日本特開2010-155598號公報所記載的那樣，電動動力轉(zhuǎn)向裝置(以下稱為EPS ο )通過向車輛的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)賦予馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩來輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。EPS為了使至少與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩相應(yīng)的適當(dāng)?shù)妮o助力產(chǎn)生而進(jìn)行馬達(dá)電流的反饋控制。即，EPS以至少基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩運算出的輔助電流指令值與馬達(dá)電流檢測值的差變小的方式通過PWM控制的占空比的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)馬達(dá)施加電壓。
[0004]由于EPS要求更高的安全性，所以在日本特開2010-155598號公報的EPS中采用如下的結(jié)構(gòu)。即，EPS在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩與輔助電流指令值的方向一致時以決定的上限值或者下限值限制輔助電流指令值，相對于此，在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩與輔助電流指令值的方向成為反向時判定為在輔助控制運算中產(chǎn)生了異常，將輔助電流指令值限制為零。
[0005]然而，在日本特開2010-155598號公報的EPS中，存在如下的擔(dān)憂。S卩，日本特開2010-155598號公報的EPS在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩為小的范圍(以0為中心的正負(fù)的恒定范圍)時不能夠?qū)⑤o助電流指令值限制為零。一般而言，在基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)成分上重疊用于調(diào)整轉(zhuǎn)向的舉動的補(bǔ)償量來生成輔助電流指令值，但存在該補(bǔ)償量與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向不一致的情況。在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩較大的情況下，即使補(bǔ)償量與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向不一致，補(bǔ)償量也被基礎(chǔ)成分抵消，所以輔助電流指令值本身也與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向一致。因此，能夠?qū)⑤o助電流指令值與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向的不一致視為輔助控制運算的異常。
[0006]但是，在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩較小的范圍內(nèi)基礎(chǔ)成分減小，補(bǔ)償量占據(jù)輔助電流指令值的比例增大，所以即使輔助控制運算正常，也存在輔助電流指令值與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向不一致的情況。在這樣的情況下，若將輔助電流指令值限制為零，則存在不能夠調(diào)整轉(zhuǎn)向的舉動的可能性。因此，日本特開2010-155598號公報的EPS在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩為小的范圍時不將輔助電流指令值限制為零，而是在具有補(bǔ)償量不被限制的余量的范圍內(nèi)限制輔助電流指令值。因此，即使由于一些原因錯誤地運算了異常的輔助電流指令值，由于在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩較小的區(qū)域內(nèi)輔助電流指令值的限制較寬松，所以存在將不希望的輔助力賦予給轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)，根據(jù)情況而產(chǎn)生自動輔助的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠賦予轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)更加適當(dāng)?shù)妮o助力的電動動力轉(zhuǎn)向裝置。
[0008]本發(fā)明的一方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置具備控制裝置，該控制裝置基于表示轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向操縱狀態(tài)的多種狀態(tài)量來運算輔助控制量，并基于該輔助控制量來控制作為賦予給車輛的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的輔助力的產(chǎn)生源的馬達(dá)，其中，上述控制裝置執(zhí)行如下處理:限制處理，根據(jù)用于上述輔助控制量的運算的各狀態(tài)量，按照各上述狀態(tài)量分別獨立地設(shè)定限制上述輔助控制量的變化范圍的限制值，并使用這些限制值來限制上述輔助控制量的值；以及切換處理，在上述輔助控制量的值被限制后經(jīng)過恒定時間的定時，將使用的輔助控制量從作為上述被限制的輔助控制量的第一輔助控制量轉(zhuǎn)移至與上述第一輔助控制量獨立地運算的第二輔助控制量，上述控制裝置基于上述控制裝置的內(nèi)部狀態(tài)來改變從上述第一輔助控制量向上述第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移速度。
[0009]在本發(fā)明的其他方式中，在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述內(nèi)部狀態(tài)是上述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的多種狀態(tài)量中的特定的狀態(tài)量。
[0010]在上述方式中，擔(dān)心在從第一輔助控制量向第二輔助控制量轉(zhuǎn)移時，因這些輔助控制量的偏離的程度而導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)矩變動，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向操縱舉動變動。馬達(dá)轉(zhuǎn)矩例如受到轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩等上述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特定的狀態(tài)量的影響。因此，通過基于特定的狀態(tài)量使上述轉(zhuǎn)移速度增減，能夠緩和馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動給轉(zhuǎn)向操縱舉動帶來的影響。例如在基于特定的狀態(tài)量擔(dān)心馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動時，優(yōu)選使上述轉(zhuǎn)移速度進(jìn)一步加快。與至轉(zhuǎn)移完成為止的期間被縮短相應(yīng)地，轉(zhuǎn)向操縱舉動的變動的影響減少。
[0011]在本發(fā)明的其他方式中，在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述特定的狀態(tài)量是轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩，上述控制裝置與上述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的增大相應(yīng)地使上述轉(zhuǎn)移速度增大。這是因為轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩越增大，產(chǎn)生馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動的可能性越增大。
[0012]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述特定的狀態(tài)量是轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩，上述控制裝置基于上述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化方向與向上述馬達(dá)供給的電流的變化方向的比較，來判定上述電流的變化方向是否是促進(jìn)上述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化的方向，并根據(jù)該判定的結(jié)果使上述轉(zhuǎn)移速度增減。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，基于向馬達(dá)供給的電流的方向是否是促進(jìn)轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化的方向，來以更加適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行從第一輔助控制量向第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移。因此，能夠更加適當(dāng)?shù)匾种岂R達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動給轉(zhuǎn)向操縱舉動帶來的影響。順便說一下，在該電流的方向是促進(jìn)轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化的方向時，優(yōu)選使上述轉(zhuǎn)移速度進(jìn)一步加快。
[0014]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置基于上述特定的狀態(tài)量以及上述被限制的第一輔助控制量的至少一個，來判定表示上述第一輔助控制量給轉(zhuǎn)向操縱舉動帶來的影響的程度的轉(zhuǎn)移等級，并根據(jù)該判定的轉(zhuǎn)移等級來改變上述轉(zhuǎn)移速度。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)表示第一輔助控制量對轉(zhuǎn)向操縱舉動的影響的程度的轉(zhuǎn)移等級，以更加適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行從第一輔助控制量向第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移。因此，能夠更加適當(dāng)?shù)匾种岂R達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動給轉(zhuǎn)向操縱舉動帶來的影響。順便說一下，越是對轉(zhuǎn)向操縱舉動的影響的程度較高的轉(zhuǎn)移等級時，越優(yōu)選使上述轉(zhuǎn)移速度進(jìn)一步加快。
[0016]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述內(nèi)部狀態(tài)是判定執(zhí)行上述限制處理給轉(zhuǎn)向操縱舉動帶來的影響的有無的判定結(jié)果。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)執(zhí)行限制處理對轉(zhuǎn)向操縱舉動的影響的有無，以更加適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行從第一輔助控制量向上述第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移。例如，在判定為有對轉(zhuǎn)向操縱舉動的影響的主旨時，優(yōu)選使上述轉(zhuǎn)移速度進(jìn)一步增大。這樣，能夠緩和馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動給轉(zhuǎn)向操縱舉動帶來的影響。
[0018]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置基于上述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的多種狀態(tài)量中的特定的狀態(tài)量以及上述被限制的第一輔助控制量的至少一個，來判定表示對轉(zhuǎn)向操縱舉動的影響的程度的轉(zhuǎn)移等級，并根據(jù)該判定的轉(zhuǎn)移等級來改變上述轉(zhuǎn)移速度。這樣，根據(jù)轉(zhuǎn)移等級以更加適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行從第一輔助控制量向第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移。
[0019]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置作為對轉(zhuǎn)向操縱舉動的影響的有無的判定處理，基于作為上述特定的狀態(tài)量的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化方向與向上述馬達(dá)供給的電流的變化方向的比較，來判定上述電流的變化方向是否是促進(jìn)上述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化的方向，并根據(jù)該判定的結(jié)果來使上述轉(zhuǎn)移速度增減。
[0020]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置通過將按照各上述狀態(tài)量分別獨立地設(shè)定的多個限制值重疊來生成針對上述輔助控制量的最終的限制值，在從上述第一輔助控制量向上述第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移開始后到該轉(zhuǎn)移完成期間，使用上述最終的限制值的時間平均值來限制上述第一輔助控制量。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于以最終的限制值直接限制輔助控制量，所以能夠減輕控制裝置的運算負(fù)荷。另外，通過使用最終的限制值的時間平均值來抑制最終的限制值的變動。因此，抑制由最終的限制值的變動引起的第一輔助控制量的變動，進(jìn)而抑制馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的變動。
[0022]根據(jù)上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，能夠賦予轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)更加適當(dāng)?shù)妮o助力。
【附圖說明】
[0023]通過以下附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明上述的和其它的特點和優(yōu)點得以進(jìn)一步明確。其中，符號表示本發(fā)明的要素，其中，
[0024]圖1是第一實施方式中的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2是第一實施方式中的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的控制框圖。
[0026]圖3是第一實施方式中的輔助控制電路的控制框圖。
[0027]圖4是第一實施方式中的上下限限制運算電路的控制框圖。
[0028]圖5是表示第一實施方式中的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩與限制值的關(guān)系的映射。
[0029]圖6是表不第一實施方式中的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的微分值與限制值的關(guān)系的映射。
[0030]圖7是表示第一實施方式中的轉(zhuǎn)向操縱角與限制值的關(guān)系的映射。
[0031]圖8是表示第一實施方式中的轉(zhuǎn)向操縱速度與限制值的關(guān)系的映射。
[0032]圖9是表示第一實施方式中的轉(zhuǎn)向操縱角加速度與限制值的關(guān)系的映射。
[0033]圖10是表示第一實施方式中的輔助控制量(電流指令值)的變化的曲線圖。
[0034]圖11是表示第一實施方式中的上下限保護(hù)處理電路的處理順序的流程圖。
[0035]圖12是表示第一實施方式中的切換電路的處理順序的流程圖。
[0036]圖13是第一實施方式中的切換電路的控制框圖。
[0037]圖14是表示第二實施方式中的電流指令值運算電路的主要部分的控制框圖。
[0038]圖15是第二實施方式中的切換電路的控制框圖。
[0039]圖16A是表示第二實施方式中的轉(zhuǎn)移等級判定電路的處理順序的流程圖。
[0040]圖16B是表示第二實施方式的變形例中的轉(zhuǎn)移等級判定電路的處理順序的流程圖。
[0041]圖17是表示第三實施方式中的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分的控制框圖。
[0042]圖18是第三實施方式中的切換電路的控制框圖。
[0043]圖19是表示第三實施方式中的轉(zhuǎn)移等級判定映射的表。
[0044]圖20是表示第四實施方式中的電流指令值運算電路的主要部分的控制框圖。
[0045]圖21是第四實施方式中的切換電路的控制框圖。
[0046]圖22是第四實施方式中的上下限限制運算電路的控制框圖。
【具體實施方式】
[0047]以下，對本發(fā)明的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的第一實施方式進(jìn)行說明。如圖1所示，電動動力轉(zhuǎn)向裝置10具備:轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)20，其基于駕駛員的轉(zhuǎn)向操作使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn)向操縱輔助機(jī)構(gòu)30，其輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作；以及ECU (電子控制裝置)40，其控制轉(zhuǎn)向操縱輔助機(jī)構(gòu)30的動作。
[0048]轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)20具備:方向盤21，其由駕駛員操作；以及轉(zhuǎn)向軸22，其與方向盤21 一體旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向軸22由與方向盤21的中心連結(jié)的柱軸22a、與柱軸22a的下端部連結(jié)的中間軸22b、以及與中間軸22b的下端部連結(jié)的小齒輪軸22c構(gòu)成。小齒輪軸22c的下端部與向和小齒輪軸22c交叉的方向延伸的齒條軸23 (準(zhǔn)確來說是形成有齒條齒的部分23a)嚙合。因此，轉(zhuǎn)向軸22的旋轉(zhuǎn)運動通過由小齒輪軸22c以及齒條軸23構(gòu)成的齒輪齒條機(jī)構(gòu)24被轉(zhuǎn)換為齒條軸23的往復(fù)直線運動。該往復(fù)直線運動經(jīng)由分別與齒條軸23的兩端連結(jié)的橫拉桿25分別被傳遞至左右的轉(zhuǎn)向輪26、26，從而這些轉(zhuǎn)向輪26、26的轉(zhuǎn)向角Θ ta被變更。
[0049]轉(zhuǎn)向操縱輔助機(jī)構(gòu)30具備作為轉(zhuǎn)向操縱輔助力的產(chǎn)生源的馬達(dá)31。作為馬達(dá)31采用無刷馬達(dá)等。馬達(dá)31經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)32與柱軸22a連結(jié)。減速機(jī)構(gòu)32將馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)減速，并將該減速后的旋轉(zhuǎn)力傳遞給柱軸22a。即，通過向轉(zhuǎn)向軸22賦予馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩作為轉(zhuǎn)向操縱輔助力(輔助力)，來輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。
[0050]ECU40獲取設(shè)置于車輛的各種傳感器的檢測結(jié)果來作為表示駕駛員的請求或者行駛狀態(tài)的信息，并根據(jù)這些獲取的各種信息來控制馬達(dá)31。
[0051]作為各種傳感器，例如有車速傳感器51、轉(zhuǎn)向傳感器52、轉(zhuǎn)矩傳感器53以及旋轉(zhuǎn)角傳感器54。車速傳感器51檢測車速(車輛的行駛速度)V。轉(zhuǎn)向傳感器52例如是磁式的旋轉(zhuǎn)角傳感器，被設(shè)置于柱軸22a來檢測轉(zhuǎn)向操縱角θ8。轉(zhuǎn)矩傳感器53被設(shè)置于柱軸22a來檢測轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩τ。旋轉(zhuǎn)角傳感器54被設(shè)置于馬達(dá)31來檢測馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角Θ mD