[go: up one dir, main page]

CN109760739A - 转向操纵控制装置 - Google Patents

转向操纵控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109760739A
CN109760739A CN201811324084.9A CN201811324084A CN109760739A CN 109760739 A CN109760739 A CN 109760739A CN 201811324084 A CN201811324084 A CN 201811324084A CN 109760739 A CN109760739 A CN 109760739A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
value
mentioned
steering
end contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811324084.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109760739B (zh
Inventor
板本英则
影山孝
日比淑江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Publication of CN109760739A publication Critical patent/CN109760739A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109760739B publication Critical patent/CN109760739B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0469—End-of-stroke control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18—Estimation of position or speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/12—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation pulsing by guiding the flux vector, current vector or voltage vector on a circle or a closed curve, e.g. for direct torque control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

本发明提供在不能检测出准确的控制转向角的情况下能够检测端部接触状态的转向操纵控制装置。电流指令值运算电路(70)具有端部接触判定电路(95)以及保护处理电路(96)。端部接触判定电路(95)在转向操纵转矩Trq为规定转矩以上的状态下，规定时间内的感应电压值E的减少量为规定减少量以上的情况下，判定为端部接触状态。保护处理电路(96)在被输入不是端部接触状态的意思的判定信号Sd的情况下，将本来电流指令值Ib＊的值保持原样地作为q轴电流指令值Iq＊输出。另一方面，保护处理电路(96)在被输入是端部接触状态的意思的判定信号Sd的情况下，将本来电流指令值Ib＊的绝对值限制成规定限制电流值以下后的值作为q轴电流指令值Iq＊输出。

Description

转向操纵控制装置
相关申请的交叉引用
本发明将在2017年11月9日提交的日本专利申请即申请号为2017-216724的公开内容，包括其说明书、附图以及摘要，通过引用全部并入本文中。
技术领域
本发明涉及转向操纵控制装置。
背景技术
以往，已知基于输入至车辆的转向操纵机构的转向操纵转矩将马达的转矩作为辅助力赋予的电动动力转向装置(EPS)。近年来，成为EPS的驱动源的马达大多采用无刷马达，转向操纵控制装置基于利用分解器等旋转角传感器在360°的范围内的相对角检测出的马达的电角来控制其工作。
作为这种转向操纵控制装置，例如有在旋转角传感器的故障时等，执行代替使用由该传感器检测出的检测电角，而使用基于由马达产生的感应电压推定的推定电角来控制马达的驱动的无传感器控制的转向操纵控制装置(例如日本特开2016－113031号公报、日本特开2012－232624号公报)。
另外，在EPS中，将构成转向操纵机构的齿条轴的端部(齿条末端)与齿条壳体接触的转向操纵角作为方向盘的转角的上限值而预先以机械性地规定。另外，在大多的情况下，例如以处于转向中立位置的状态下的旋转角为基准(原点)对马达的转速进行计数，从而在超过360°的范围的绝对角检测马达的旋转角(马达绝对角)，并与该马达绝对角对应地检测能够换算为转向轮的转转向角的旋转轴的旋转角(控制转向角)。而且，在控制转向角表示末端附近的角度的情况下，通过执行使辅助力减少的补偿控制等，从而抑制对转向操纵机构作用过大的应力。
另一方面，由于基于感应电压所运算的推定电角的检测精度与检测电角相比不高，所以在执行无传感器控制时，不能检测出准确的控制转向角。其结果为，在例如齿条末端与齿条壳体接触的状态下从马达赋予较大的辅助力，有可能对转向操纵机构作用过大的应力。
此外，这种现象并不限于无传感器控制的执行时，在基于由旋转角传感器检测出的检测电角来控制马达的工作的通常控制时，例如产生检测电角偏离实际的电角那样的异常的情况下等，也同样会产生。
发明内容
本发明的目的之一在于提供在不能检测出准确的控制转向角的情况下能够检测端部接触状态的转向操纵控制装置。
本发明的一个方式是转向操纵控制装置，具备控制电路，上述控制电路以转向操纵装置作为控制对象，控制马达的工作以产生辅助力，该转向操纵装置利用将上述马达作为驱动源的辅助机构对上述转向操纵机构赋予使转向轴往复运动的辅助力，具备：感应电压值运算电路，对在上述马达产生的感应电压值进行运算；以及端部接触判定电路，在由转矩传感器检测出的转向操纵转矩为能够使上述转向轴往复运动的规定转矩以上的状态下，规定时间内的上述感应电压值的减少量较大的情况下，判定为处于上述转向轴的轴向移动受到机械限制的端部接触状态。
在端部接触时，转向轴的轴向移动受到机械限制，从而通过输入的转向操纵转矩而进行轴向移动的转向轴紧急停止。此时，由于马达从根据转向轴的轴向移动而旋转的状态紧急停止，所以感应电压在短时间较大地减少。鉴于这一点，在上述结构中，在转向操纵转矩为规定转矩以上的状态下，规定时间内的感应电压值的减少量较大的情况下，判定为处于端部接触状态，从而在不能检测出准确的控制转向角的情况下也能够检测端部接触状态。
本发明的其它方式在上述方式的转向操纵控制装置中，优选上述控制电路具备补偿电路，在判定为处于上述端部接触状态的情况下，上述补偿电路执行与未被判定为处于上述端部接触状态的情况相比，使由上述马达本应产生的目标辅助力减少的补偿控制。
根据上述结构，由于在判定为处于端部接触状态的情况下执行使辅助力减少的补偿控制，所以例如能够抑制在端部接触状态下赋予较大的辅助力而对转向操纵机构作用过大的应力。
本发明的另一方式在上述方式的转向操纵控制装置中，优选具备旋转角推定电路，上述旋转角推定电路基于上述感应电压值来运算上述马达的电角，上述控制电路能够执行基于由上述旋转角推定电路运算的推定电角来控制上述马达的工作的无传感器控制，上述端部接触判定电路在执行上述无传感器控制时基于上述转向操纵转矩以及上述感应电压值来进行端部接触判定。
在大多的情况下，基于感应电压运算的推定电角的检测精度不比由旋转角传感器检测出的电角的检测精度高，所以在执行无传感器控制时，不能检测出准确的控制转向角。因此，如上述结构那样在执行无传感器控制时，应用基于转向操纵转矩以及感应电压值来进行端部接触判定的结构的效果较大。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的实施方式进行描述，本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的要素，其中：
图1是电动动力转向装置的示意结构图。
图2是转向操纵控制装置的框图。
图3是微机的框图。
图4是旋转角推定电路的框图。
图5是电流指令值运算电路的框图。
具体实施方式
以下，按照附图对本发明的转向操纵控制装置的一个实施方式进行说明。如图1所示，作为成为控制对象的转向操纵装置的电动动力转向装置(EPS)1具备基于由驾驶员进行的方向盘2的操作来使转向轮3转向的转向操纵机构4、和对转向操纵机构4赋予用于辅助转向操作的辅助力的辅助机构5。
转向操纵机构4具备供方向盘2固定的转向轴11、根据转向轴11的旋转而在轴向往复运动的作为转向轴的齿条轴12、以及供齿条轴12能够往复运动地插通的大致圆筒状的齿条壳体13。此外，转向轴11通过从方向盘2侧依次连结转向柱轴11a、中间轴11b以及小齿轮轴11c而构成。
齿条轴12和小齿轮轴11c在齿条壳体13内具有规定的交叉角地配置，通过形成在齿条轴12的齿条齿和形成在小齿轮轴11c的小齿轮齿噛合而构成齿条和小齿轮机构17。另外，在齿条轴12的两端经由设置在其轴端部的由球窝接头构成的齿条末端18分别自由转动地连结横拉杆19。横拉杆19的前端与组装有转向轮3的未图示的转向节连结。因此，在EPS1中，伴随着转向操作而产生的转向轴11的旋转通过齿条和小齿轮机构17被变换为齿条轴12的轴向移动，通过将该轴向移动经由横拉杆19传递至转向节，从而变更转向轮3的转转向角，即车辆的行进方向。
此外，齿条末端18与齿条壳体13的左端接触的位置是能够向右方向最大限度地进行转向操纵的位置，该位置相当于右侧的齿条末端位置。另外，齿条末端18与齿条壳体13的右端接触的位置是能够向左方向最大限度地进行转向操纵的位置，该位置相当于左侧的齿条末端位置。而且，齿条轴12位于右侧或者左侧的齿条末端位置的状态成为齿条轴12的轴向移动受到机械限制的端部接触状态。
辅助机构5具备马达40，该马达是对转向操纵机构4赋予的动力(辅助力)的产生源。例如马达40是基于三相(U、V、W)的驱动电力来旋转的无刷马达。马达40的旋转轴41经由减速机构42与转向柱轴11a连结。辅助机构5经由减速机构42将马达40的旋转轴41的旋转力变换为使齿条轴12在轴向往复直线运动的力。对该齿条轴12赋予的轴向的力成为转向操纵辅助力(辅助力)，使转向轮3的转向角变化。
在马达40连接控制其驱动的转向操纵控制装置50。转向操纵控制装置50通过基于各种传感器的检测结果来控制马达40的控制量即电流的供给从而控制马达40的工作。作为各种传感器，例如有转矩传感器60、旋转角传感器61以及车速传感器62。转矩传感器60被设置在转向柱轴11a。旋转角传感器61被设置在马达40。转矩传感器60对通过驾驶员的转向的操作而在转向轴11伴随变化所产生的操作状态量即转向操纵转矩Trq进行检测。旋转角传感器61检测马达40的旋转轴41的旋转角作为360°的范围内的检测电角θma。车速传感器62检测车辆的行驶速度即车速值V。
接下来，对电动动力转向装置1的电构成进行说明。
如图2所示，转向操纵控制装置50具备作为生成马达40的驱动所需的马达控制信号的控制电路的微机(微型计算机)51、和基于该马达控制信号对马达40供给电流的驱动电路52。微机51获取转矩传感器60、旋转角传感器61、车速传感器62的检测结果。另外，微机51从在驱动电路52与马达40之间的供电线W1u～W1w设置的电流传感器53u～53w获取马达40的各相电流值Iu～Iw。另外，微机51从在微机51与驱动电路52之间的信号线W2u～W2w设置的电压传感器54u～54w获取表示马达40的各相端子电压值Vu～Vw的检测信号Su～Sw。而且，微机51基于各状态量，生成马达控制信号作为对驱动电路52进行PWM(脉冲宽度调制)驱动的PWM驱动信号α1～α6，并对驱动电路52输出。
驱动电路52具有多个开关元件T1～T6。本实施方式的驱动电路52将开关元件T1、T2、开关元件T3、T4以及开关元件T5、T6的各组的串联电路设为基本单位(开关臂)，构成为将各开关臂并联连接而成的公知的三相逆变器。开关元件T1、T2的中点Pu、开关元件T3、T4的中点Pv以及开关元件T5、T6的中点Pw经由供电线W1u～W1w分别与马达40的各相的线圈55u～55w连接。在驱动电路52中，通过基于微机51输出的PWM驱动信号α1～α6来切换开关元件T1～T6的接通/断开，从而将从直流电源(电源电压+Vcc)供给的直流电压变换为三相的交流电压。通过将该变换后的三相交流电压经由供电线W1u～W1w供给至马达40的各相的线圈55u～55w，从而马达40驱动。
在开关元件T1～T6的各中点Pu～Pw分别连接有电压传感器54u～54w。电压传感器54u～54w通过分压电阻R1、R2分别对各相的端子电压的检测值进行分压，并将这些分压值作为检测信号Su～Sw而经由信号线W2u～W2w分别对微机51输出。
接下来，详细地对微机51的功能进行说明。微机51分别具备未图示的中央处理装置(CPU(Central Processing Unit：中央处理器))以及存储器，通过CPU按照规定控制周期反复执行存储器中存储的程序来控制马达40的工作。
如图3所示，微机51具备：电流指令值运算电路70，对与由马达40本应产生的目标辅助力对应的电流量的目标值即电流指令值Id＊、Iq＊进行运算；以及控制信号生成电路71，生成与电流指令值Id＊，Iq＊对应的PWM驱动信号α1～α6。
对电流指令值运算电路70分别输入车速值V以及转向操纵转矩Trq。另外，如后述，对电流指令值运算电路70分别输入电角θm、感应电压值E以及异常检测信号Se。而且，电流指令值运算电路70基于这些各状态量，如后述那样对d/q坐标系中的q轴上的电流指令值即q轴电流指令值Iq＊进行运算。此外，在本实施方式中，将d轴电流指令值Id＊固定为零(零值)。
对控制信号生成电路71分别输入由电流指令值运算电路70生成的q轴电流指令值Iq＊、d轴电流指令值Id＊、各相电流值Iu～Iw以及电角θm。控制信号生成电路71基于各相电流值Iu～Iw以及电角θm，为了使马达40的实际电流值追随于q轴电流指令值Iq＊而通过执行电流反馈控制来生成PWM驱动信号α1～α6，并对驱动电路52输出。此外，作为电角θm，输入旋转角传感器61的检测结果即检测电角θma以及后述的由旋转角推定电路77运算的推定电角θmb的任一。
具体而言，控制信号生成电路71具有d/q变换电路72、反馈控制电路(以下称为F/B控制电路)73、d/q逆变换电路74以及PWM变换电路75。对d/q变换电路72分别输入各相电流值Iu～Iw以及电角θm。d/q变换电路72基于电角θm，将各相电流值Iu～Iw映射到d/q坐标上来对d/q坐标系中的马达40的实际电流值即d轴电流值Id以及q轴电流值Iq进行运算。
对F/B控制电路73分别输入电流偏差ΔId、ΔIq，该电流偏差是通过从经过电流指令值运算电路70的处理而生成的d轴电流指令值Id＊以及q轴电流指令值Iq＊减去经过d/q变换电路72的处理而生成的d轴电流值Id以及q轴电流值Iq获得的。F/B控制电路73为了使d轴电流值Id以及q轴电流值Iq分别追随于d轴电流指令值Id＊以及q轴电流指令值Iq＊而执行基于电流偏差ΔId、ΔIq的电流反馈控制，从而对d轴电压指令值Vd＊以及q轴电压指令值Vq＊进行运算。
对d/q逆变换电路74分别输入经过F/B控制电路73的处理而生成的d轴电压指令值Vd＊以及q轴电压指令值Vq＊、和电角θm。d/q逆变换电路74基于电角θm，将d轴电压指令值Vd＊以及q轴电压指令值Vq＊映射到三相的交流坐标系上来对各相电压指令值Vu＊～Vw＊进行运算。
对PWM变换电路75分别输入经过d/q逆变换电路74的处理而生成的各相电压指令值Vu＊～Vw＊。PWM变换电路75通过对各相电压指令值Vu＊～Vw＊进行PWM变换来生成PWM驱动信号α1～α6。对驱动电路52所对应的开关元件T1～T6的栅极端子分别施加该PWM驱动信号α1～α6。由此，将基于电流指令值Id＊、Iq＊的辅助力赋予给转向操纵机构4。
此处，本实施方式的微机51在产生不能利用旋转角传感器61检测正常值的异常的情况下，为了代替使用检测电角θma而使用基于运算所推定的推定电角θmb来继续控制马达40的工作，执行无传感器控制作为备份控制。
详细而言，微机51具有端子电压值运算电路76、旋转角推定电路77、异常检测电路78以及旋转角选择电路79。对端子电压值运算电路76分别输入电压传感器54u～54w的检测信号Su～Sw。端子电压值运算电路76基于检测信号Su～Sw来运算马达40的各相端子电压值Vu～Vw。
对旋转角推定电路77分别输入经过端子电压值运算电路76的处理而生成的各相端子电压值Vu～Vw、转向操纵转矩Trq以及各相电流值Iu～Iw。旋转角推定电路77基于各相端子电压值Vu～Vw、转向操纵转矩Trq以及各相电流值Iu～Iw，如后述那样运算推定电角θmb。
对异常检测电路78输入检测电角θma。异常检测电路78基于检测电角θma来生成表示产生了不能利用旋转角传感器61检测正常值的异常的意思的异常检测信号Se。例如，异常检测电路78在检测电角θma的本次值与前次值的差的绝对值脱离预先决定的允许范围的情况下检测出异常。考虑微机51的控制周期、旋转角传感器61的传感器公差，将允许范围能够设定为检测出异常的范围。
对旋转角选择电路79分别输入经过旋转角推定电路77的处理而生成的推定电角θmb、经过异常检测电路78的处理而生成的异常检测信号Se以及检测电角θma。旋转角选择电路79在未被输入产生了异常的意思的异常检测信号Se且旋转角传感器61没有产生异常的情况下，生成检测电角θma作为电角θm。该情况下，在控制信号生成电路71中，作为电角θm而使用检测电角θma来执行各种运算。
另一方面，旋转角选择电路79在被输入产生了异常的意思的异常检测信号Se且在旋转角传感器61产生异常的情况下，代替将旋转角传感器61的检测结果即检测电角θma用作控制用的电角，而生成推定电角θmb作为电角θm。该情况下，在控制信号生成电路71中，作为电角θm而使用推定电角θmb来执行各种运算。
接下来，详细地对旋转角推定电路77的构成进行说明。如图4所示，旋转角推定电路77具有第一推定电角运算电路80，为了基于由马达40产生的感应电压(感应电压值E)来推定推定电角θmb而运算第一相加角度Δθm1；和第二推定电角运算电路81，为了基于转向操纵转矩Trq来推定推定电角θmb而运算第二相加角度Δθm2。另外，旋转角推定电路77具有：切换电路82，使用第一推定电角运算电路80以及第二推定电角运算电路81的任一的运算结果来运算或切换推定电角θmb；和累计电路83，通过对第一相加角度Δθm1以及第二相加角度Δθm2的任一进行累计来运算推定电角θmb。
详细而言，旋转角推定电路77具有用于运算感应电压值E的相感应电压值运算电路84以及感应电压值运算电路85。对相感应电压值运算电路84分别输入各相电流值Iu～Iw以及各相端子电压值Vu～Vw。相感应电压值运算电路84基于各相电流值Iu～Iw以及各相端子电压值Vu～Vw来运算三相交流坐标系中的各相感应电压值eu、ev、ew。相感应电压值运算电路84考虑马达40的各相的线圈55u～55w的电阻值来运算各相感应电压值eu、ev、ew。对感应电压值运算电路85分别输入经过各相感应电压值运算电路84的处理而生成的各相感应电压值eu、ev、ew、以及推定电角θmb的前次值(在一个控制周期前运算出的值)。感应电压值运算电路85基于推定电角θmb的前次值而将各相感应电压值eu、ev、ew变换为d/q坐标系上的值，对2相的感应电压值ed、eq进行运算。而且，感应电压值运算电路85对感应电压值(绝对值)E进行运算作为2相的感应电压值ed、eq的平方和的平方根。
另外，旋转角推定电路77具有角速度运算电路86。对角速度运算电路86输入经过感应电压值运算电路85的处理所生成的感应电压值E。角速度运算电路86基于感应电压值E来对马达40的检测电角θma的变化亦即马达40的角速度，即旋转速度的推定值亦即推定角速度ωe进行运算，并向第一推定电角运算电路80输出。此外，感应电压值E和推定角速度ωe具有比例关系，将感应电压值E除以预先决定的感应电压常量(反向常量)所得的值是推定角速度ωe。
第一推定电角运算电路80基于推定角速度ωe来对表示一个控制周期中的推定电角θmb的变化量即相加量的第一相加角度Δθm1进行运算。也对本实施方式的第一推定电角运算电路80输入转向操纵转矩Trq，将转向操纵转矩Trq的正负视为马达40的旋转方向，设定第一相加角度Δθm1的正负。
对第二推定电角运算电路81输入转向操纵转矩Trq。第二推定电角运算电路81基于转向操纵转矩Trq来运算并生成表示一个控制周期中的推定电角θmb的变化量即相加量的第二相加角度Δθm2。具体而言，在第二推定电角运算电路81中设置有表示转向操纵转矩Trq和第二相加角度Δθm2的关系的映射M1。而且，第二推定电角运算电路81通过参照映射M1来运算第二相加角度Δθm2，并基于转向操纵转矩Trq的正负来设定第二相加角度Δθm2的正负。此外，作为映射M1的一个例子，在转向操纵转矩Trq(的绝对值)为规定的第一转矩Trq1以下的区域中，第二相加角度Δθm2为零，在转向操纵转矩Trq大于第一转矩Trq1且为第二转矩Trq2以下的区域中，与转向操纵转矩Trq的增加成比例地增加，在大于第二转矩Trq2的区域中为恒定值。
对切换电路82输入经过感应电压值运算电路85的处理而生成的感应电压值E。切换电路82在感应电压值E大于阈电压值Eth(正值)的情况下，设定为将第一相加角度Δθm1与推定电角θmb相加。另外，切换电路82在感应电压值E为阈电压值Eth以下的情况下，设定为将第二相加角度Δθm2与推定电角θmb相加。此外，对于本实施方式的阈电压值Eth，设为是根据感应电压值E而运算的推定角速度ωe所对应的驾驶员的转向操纵速度ωs较低的低转向操纵速度状态，被设定为通过经验所求出的范围的值。换句话说，作为感应电压值E为阈电压值Eth以下的规定值的状况即低转向操纵速度状态，假设了感应电压值E小，且基于感应电压值E来推定推定电角θmb的精度低的状态。
另一方面，作为在感应电压值E大于阈电压值Eth的上述规定值以外的状况即不是低转向操纵速度状态的通常转向操纵速度状态(非低转向操纵速度状态)，假设了感应电压值E大，且基于感应电压值E来推定推定电角θmb的精度高(不低)的状态。
对累计电路83输入经过切换电路82的处理而设定的第一相加角度Δθm1以及第二相加角度Δθm2的任一。累计电路83通过对被设置为存储推定电角θmb的前次值(一个控制周期前的值)的存储电路83a的内容即前次值累计由切换电路82所设定的相加角度来运算并生成推定电角θmb。
这样，微机51在控制马达40的驱动的期间，旋转角传感器61产生异常的情况下，通过旋转角推定电路77的处理按照控制周期反复运算推定电角θmb，执行无传感器控制。
接下来，详细地对电流指令值运算电路70的结构进行说明。如图5所示，电流指令值运算电路70具有对q轴电流指令值Iq*的基础成分即基本电流指令值Ias＊进行运算的基本辅助运算电路91、和运算针对于基本电流指令值Ias＊的电流修正值Ira＊的电流修正值运算电路92。另外，电流指令值运算电路70具有控制转向角运算电路93，该控制转向角运算电路基于电角θm对用超过360°的范围的绝对角表示的控制转向角θs进行运算。
对控制转向角运算电路93分别输入电角θm以及异常检测信号Se。控制转向角运算电路93在未被输入产生了异常的意思的异常检测信号Se，且在旋转角传感器61没有产生异常的情况下，例如通过将齿条轴12处于转向中立位置的状态下的角度设为原点(零度)，对马达40的转速进行累计(计数)，并且将电角θm所示的值相加，从而运算控制转向角θs。另一方面，控制转向角运算电路93在被输入产生了异常的意思的异常检测信号Se，且在旋转角传感器61产生异常的情况下，即执行无传感器控制时，不运算控制转向角θs。
对基本辅助运算电路91分别输入转向操纵转矩Trq以及车速值V。而且，基本辅助运算电路91基于转向操纵转矩Trq以及车速值V来运算基本电流指令值Ias＊。具体而言，转向操纵转矩Trq的绝对值越大，另外车速值V越慢，则基本辅助运算电路91运算出具有越大的值(绝对值)的基本电流指令值Ias＊。这样运算出的基本电流指令值Ias＊输入至减法器94。
对电流修正值运算电路92分别输入控制转向角θs。电流修正值运算电路92基于从控制转向角运算电路93输出的控制转向角θs来运算电流修正值Ira＊。此外，电流修正值运算电路92在未从控制转向角运算电路93输出控制转向角θs的情况下，不运算电流修正值Ira＊，或者将电流修正值Ira＊输出为零。电流修正值Ira＊是以对转向轴11赋予转向操纵反作用力的方式修正基本电流指令值Ias＊的修正成分，通过输出电流修正值Ira＊来执行缓和端部接触的冲击的端部接触缓和控制。
具体而言，在电流修正值运算电路92中设置有表示控制转向角θs与电流修正值Ira＊的关系的映射M2。而且，电流修正值运算电路92通过参照映射M2来运算电流修正值Ira＊。此外，作为映射M2的一个例子作为，在控制转向角θs的绝对值小于齿条末端位置附近转向角θne的绝对值的情况下，电流修正值Ira＊为零值，在变为齿条末端位置附近转向角θne的绝对值以上的情况下，控制转向角θs的绝对值越大，则电流修正值Ira＊的绝对值越大。这样运算出的电流修正值Ira＊输入至减法器94。
减法器94通过从由基本辅助运算电路91运算的基本电流指令值Ias＊减去由电流修正值运算电路92运算的电流修正值Ira＊来运算本来电流指令值Ib*。
另外，电流指令值运算电路70具有端部接触判定电路95以及作为补偿电路的保护处理电路96。对端部接触判定电路95输入转向操纵转矩Trq以及感应电压值E。端部接触判定电路95在转向操纵转矩Trq为规定转矩Tth以上的状态下，在规定时间内的感应电压值E的减少量ΔE为规定减少量ΔEth以上的情况下，判定为处于端部接触状态。此外，规定转矩Tth是在被赋予给转向操纵机构4的情况下能够使齿条轴12往复运动的大的转矩，预先设定。规定时间例如是一个控制周期或者多个控制周期的时间，被设定为极短的时间。规定减少量ΔEth是处于旋转状态的马达40其旋转受到机械约束而变成停止状态或者转速充分低的状态时产生的电压变化量，其被预先设定。而且，端部接触判定电路95将表示端部接触判定的结果的判定信号Sd输出至保护处理电路96。
此外，端部接触判定电路95一旦输出了处于端部接触状态的意思的判定信号Sd的情况下，例如转向操纵转矩Trq的符号(驾驶员的转向操纵方向)改变的情况下，输出未处于端部接触状态的意思的判定信号Sd。
对保护处理电路96分别输入本来电流指令值Ib＊以及判定信号Sd。保护处理电路96在被输入未处于端部接触状态的意思的判定信号Sd的情况下，将本来电流指令值Ib＊的值保持原样地作为q轴电流指令值Iq＊输出。另一方面，保护处理电路96在被输入处于端部接触状态的意思的判定信号Sd的情况下，将本来电流指令值Ib＊的绝对值限制为规定限制电流值Ilim以下后的值作为q轴电流指令值Iq＊输出。此外，规定限制电流值Ilim是即使赋予给端部接触状态的转向操纵机构4也不会对转向操纵机构4作用过大的应力的辅助力所对应的电流值，优选设定为零值。
如以上描述那样，根据本实施方式，能够起到以下的作用效果。
(1)在端部接触时，齿条轴12的轴向移动受到机械限制，从而通过输入的转向操纵转矩进行了轴向移动的齿条轴12紧急停止。此时，马达40从根据齿条轴12的轴向移动而旋转的状态成为紧急停止的状态，感应电压在短时间较大地减少。鉴于这一点，端部接触判定电路95在转向操纵转矩Trq为规定转矩Tth以上的状态下，规定时间内的感应电压值E的减少量ΔE较大的情况下，判定为处于端部接触状态。由此，在不能检测出准确的控制转向角θs的情况下，能够判定为处于端部接触状态。
(2)保护处理电路96在判定为处于端部接触状态的情况下，由于将本来电流指令值Ib＊的绝对值规定限制为电流值Ilim以下后的值作为q轴电流指令值Iq＊输出，所以例如能够抑制在端部接触状态下赋予较大的辅助力而对转向操纵机构4作用过大的应力。
(3)端部接触判定电路95在执行无传感器控制的执行时基于转向操纵转矩Trq以及感应电压值E来进行端部接触判定。在大多的情况下，由于基于感应电压值E运算的推定电角θmb的检测精度不比由旋转角传感器61检测出的检测电角θma的检测精度高，所以在执行无传感器控制时，不能检测出准确的控制转向角θs。因此，在如本实施方式那样执行无传感器控制时，应用基于转向操纵转矩Trq以及感应电压值E来进行端部接触判定的结构的效果较大。
(4)端部接触判定电路95在规定时间内的感应电压值E的减少量ΔE为规定减少量ΔEth以上的情况下，判定为感应电压值E较大地减少，所以能够在规定时间内适当地判定感应电压值E较大地减少这一情况。
此外，上述实施方式也能够通过对其进行了适当地变更的以下方式来实施。在上述实施方式中，在转向操纵转矩Trq为规定转矩Tth以上的状态下，规定时间内的感应电压值E的减少量ΔE为规定减少量ΔEth以上的情况下，判定为处于端部接触状态。然而，并不限于此，在转向操纵转矩Trq为规定转矩Tth以上的状态下，例如可以在将感应电压值E除以感应电压常量所得的推定角速度ωe的一阶时间微分即推定角加速度αe为表示加速度较大地减少的角加速度阈值αth以下的情况下，判定为处于端部接触状态。总之，在转向操纵转矩Trq为规定转矩Tth以上的状态下，如果能够判定出规定时间内的感应电压值E较大地减少即可，其方式能够适当地变更。
在上述实施方式中，在执行无传感器控制时进行端部接触判定，但并不限于此，例如在未输入异常检测信号Se，且在旋转角传感器61没有产生异常的情况下，即在通常控制时也可以进行端部接触判定。
在上述实施方式中，在判定为端部接触状态的情况下，通过保护处理电路96，利用将本来电流指令值Ib＊的绝对值以成为规定限制电流值Ilim以下的方式限制的补偿控制，与判定为不是端部接触状态的情况相比，使辅助力减少。然而，并不限于此，例如在判定为端部接触状态的情况下，可以通过对本来电流指令值Ib＊加上成为转向操纵反作用力的反作用力指令值来使辅助力减少。此外，该情况下，q轴电流指令值Iq＊的符号反转，可以赋予与驾驶员的转向操纵方向相反方向的辅助力。
在上述实施方式中，判定为处于端部接触状态的情况下，执行使辅助力减少的补偿控制，但并不限于此，例如可以设为仅点亮警告灯来报告处于端部接触状态，而不使辅助力减少。
在上述实施方式中，作为旋转角传感器61为正常的情况下的通常控制，可以使用推定电角θmb来控制马达40的工作，另外，也可以不使用(不具备)旋转角传感器61，而使用推定电角θmb来控制马达40的工作。
在上述实施方式中，具体化为对转向柱轴11a赋予辅助力的类型的电动动力转向装置1，但也可以应用于对齿条轴12赋予动力的齿条辅助类型。
上述各变形例可以相互组合应用，例如，应用于齿条辅助类型的电动动力转向装置、和其它变形例的结构可以相互组合应用。

Claims (4)

1.一种转向操纵控制装置，具备控制电路，上述控制电路以转向操纵装置作为控制对象，控制马达的工作以产生辅助力，该转向操纵装置利用将上述马达作为驱动源的辅助机构对上述转向操纵机构赋予使转向轴往复运动的辅助力，包括：
感应电压值运算电路，对在上述马达产生的感应电压值进行运算；以及
端部接触判定电路，在由转矩传感器检测出的转向操纵转矩为能够使上述转向轴往复运动的规定转矩以上的状态下，规定时间内的上述感应电压值的减少量大的情况下，判定为处于上述转向轴的轴向移动受到机械限制的端部接触状态。
2.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置，其中，
上述控制电路具备补偿电路，在判定为处于上述端部接触状态的情况下，上述补偿电路执行与未被判定为处于上述端部接触状态的情况相比，使由上述马达本应产生的目标辅助力减少的补偿控制。
3.根据权利要求1或2所述的转向操纵控制装置，其中，
具备旋转角推定电路，上述旋转角推定电路基于上述感应电压值来运算上述马达的推定电角，
上述控制电路能够执行基于由上述旋转角推定电路运算的推定电角来控制上述马达的工作的无传感器控制，
上述端部接触判定电路在执行上述无传感器控制时基于上述转向操纵转矩以及上述感应电压值来进行端部接触判定。
4.根据权利要求1或2所述的转向操纵控制装置，其中，
上述端部接触判定电路在规定时间内的上述感应电压值的减少量为表示上述马达的旋转速度骤变的规定减少量以上的情况下判定为处于端部接触状态。
CN201811324084.9A 2017-11-09 2018-11-08 转向操纵控制装置 Active CN109760739B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017216724A JP6965697B2 (ja) 2017-11-09 2017-11-09 操舵制御装置
JP2017-216724 2017-11-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109760739A true CN109760739A (zh) 2019-05-17
CN109760739B CN109760739B (zh) 2022-10-28

Family

ID=64183999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811324084.9A Active CN109760739B (zh) 2017-11-09 2018-11-08 转向操纵控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10538266B2 (zh)
EP (1) EP3483036B1 (zh)
JP (1) JP6965697B2 (zh)
CN (1) CN109760739B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112550435A (zh) * 2019-09-10 2021-03-26 株式会社捷太格特 转向控制装置
CN112550434A (zh) * 2019-09-10 2021-03-26 株式会社捷太格特 转向控制装置
CN112977601A (zh) * 2019-12-12 2021-06-18 Zf汽车德国有限公司 线控转向转向系统和用于操作线控转向转向系统的方法
CN115175845A (zh) * 2020-02-28 2022-10-11 株式会社电装 转向角控制装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7404027B2 (ja) * 2019-10-24 2023-12-25 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
JP7618070B2 (ja) 2022-02-09 2025-01-20 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6026926A (en) * 1997-07-25 2000-02-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Electric power steering apparatus
JP2007216745A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置
CN102687386A (zh) * 2009-12-25 2012-09-19 丰田自动车株式会社 电动助力转向装置
CN105984492A (zh) * 2015-03-16 2016-10-05 株式会社捷太格特 转向装置
CN106921329A (zh) * 2015-10-22 2017-07-04 株式会社捷太格特 转向操纵控制装置
CN107128355A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 株式会社捷太格特 转向操纵控制装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3232030B2 (ja) * 1997-09-01 2001-11-26 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
JP3484968B2 (ja) * 1998-02-24 2004-01-06 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
US6107767A (en) * 1998-03-20 2000-08-22 Trw Inc. Electric assist steering system having an improved motor current controller with notch filter
US6326758B1 (en) * 1999-12-15 2001-12-04 Reliance Electric Technologies, Llc Integrated diagnostics and control systems
US6564897B2 (en) * 2000-02-29 2003-05-20 Crown Equipment Corporation Synchronized/variable force feedback power steering
JP4589093B2 (ja) * 2004-12-10 2010-12-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 同期モータ駆動装置及び方法
JP4329792B2 (ja) 2006-08-10 2009-09-09 トヨタ自動車株式会社 電動パワーステアリング装置
JP5012258B2 (ja) * 2006-09-07 2012-08-29 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2008143200A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2011131643A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置
US8948970B2 (en) * 2011-04-07 2015-02-03 Nsk Ltd. Electric power steering apparatus
JP5708209B2 (ja) 2011-04-28 2015-04-30 株式会社ジェイテクト モータ制御装置及び車両用操舵装置
JP5942726B2 (ja) * 2012-09-18 2016-06-29 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP2014166769A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
JP6083428B2 (ja) 2014-12-16 2017-02-22 トヨタ自動車株式会社 車両の電動パワーステアリング装置
WO2016135923A1 (ja) 2015-02-26 2016-09-01 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
CN107922001B (zh) 2015-09-18 2020-10-27 日本精工株式会社 电动助力转向装置
JP6589765B2 (ja) * 2016-07-19 2019-10-16 株式会社デンソー 負荷駆動制御装置
JP6911728B2 (ja) * 2017-11-22 2021-07-28 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6026926A (en) * 1997-07-25 2000-02-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Electric power steering apparatus
JP2007216745A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置
CN102687386A (zh) * 2009-12-25 2012-09-19 丰田自动车株式会社 电动助力转向装置
CN105984492A (zh) * 2015-03-16 2016-10-05 株式会社捷太格特 转向装置
CN106921329A (zh) * 2015-10-22 2017-07-04 株式会社捷太格特 转向操纵控制装置
CN107128355A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 株式会社捷太格特 转向操纵控制装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112550435A (zh) * 2019-09-10 2021-03-26 株式会社捷太格特 转向控制装置
CN112550434A (zh) * 2019-09-10 2021-03-26 株式会社捷太格特 转向控制装置
CN112977601A (zh) * 2019-12-12 2021-06-18 Zf汽车德国有限公司 线控转向转向系统和用于操作线控转向转向系统的方法
CN115175845A (zh) * 2020-02-28 2022-10-11 株式会社电装 转向角控制装置
CN115175845B (zh) * 2020-02-28 2023-11-14 株式会社电装 转向角控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190135335A1 (en) 2019-05-09
EP3483036B1 (en) 2021-10-27
JP6965697B2 (ja) 2021-11-10
JP2019085049A (ja) 2019-06-06
CN109760739B (zh) 2022-10-28
EP3483036A1 (en) 2019-05-15
US10538266B2 (en) 2020-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109760739A (zh) 转向操纵控制装置
JP5316702B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
US11251732B2 (en) Motor control device and motor control method
JP5224032B2 (ja) 操舵制御装置
CN111348102B (zh) 转向系统
EP2613993B1 (en) Electric power steering apparatus
US9660565B2 (en) Controller for controlling a motor
CN112706833B (zh) 操舵控制装置
CN112937673A (zh) 转向控制装置
JP7131510B2 (ja) モータ制御装置
CN109911002B (zh) 转向操纵控制装置
JP5772137B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
EP3792151B1 (en) Steering control device
JP2017109581A (ja) 電動パワーステアリング装置
US11167790B2 (en) Steering control device
US10348235B2 (en) Motor control unit
JP2014208503A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP7415891B2 (ja) モータ制御装置
EP3492346A1 (en) Steering control unit
US20250042467A1 (en) Electric power steering device
JP2012240440A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2020124988A (ja) 操舵制御装置
JP2012240633A (ja) 電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Aichi Prefecture, Japan

Applicant after: JTEKT Corp.

Address before: Osaka, Japan

Applicant before: JTEKT Corp.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant