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CN110027609A - 电动助力转向装置 - Google Patents

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CN110027609A
CN110027609A CN201811445361.1A CN201811445361A CN110027609A CN 110027609 A CN110027609 A CN 110027609A CN 201811445361 A CN201811445361 A CN 201811445361A CN 110027609 A CN110027609 A CN 110027609A
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steering
steering angle
practical
angle
torque
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山崎宪雄
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种电动助力转向装置。即使在行驶过程中,由于来自路面的外部干扰而使转向轮(18)转向实际转向角(θactw)的量,由此在与该转向轮(18)机械连结的转向轴(24)想要旋转的情况下,以使实际转向角(θactw)成为校正后目标转向角(θtarw′)的方式来设定向辅助马达(44)供给的指示电流(Icom)。通过辅助马达(44),因来自路面的外部干扰输入而产生的想要使转向轴(24)旋转的力(扭矩)被瞬间消除。据此,能够实现对于驾驶员而言稳健性高的操舵感(操舵舒适性和操纵性)。

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(electric power steering device),该电动助力转向装置对手动对方向盘(操舵用操作件)进行的操作施加基于马达的辅助扭矩(assist torque)来减轻所述方向盘操作中的转向扭矩(方向盘扭矩)。
背景技术
例如,在日本发明专利公开公报特开2012-162210号(以下,称为JPA2012-162210。)所示的电动助力转向装置中,由扭矩传感器来检测通过方向盘的手动操作而从所述方向盘对转向轴产生的操舵扭矩,其中所述方向盘通过所述转向轴、小齿轮轴和齿条轴(rack shaft)而连结于转向轮。
并且,该电动助力转向装置的构成为,以检测到的操舵扭矩暂时成为零值的方式使马达产生辅助扭矩(JPA2012-162210的权利要求1)。
发明内容
在JPA2012-162210所公开的电动助力转向装置中,能够按照操作方向盘的驾驶员的操舵来轻松地改变车辆的转向轮的转向角。
然而,在JPA2012-162210所公开的电动助力转向装置中,方向盘通过所谓的转向机构(方向盘、转向轴、小齿轮轴和齿条轴)与转向轮机械连结,因此,在行驶过程中,通过所述转向轮从路面输入使所述齿条轴移动的外部干扰的情况下,由于该齿条轴的移动而使小齿轮轴旋转,因此转向轴进行旋转,其结果,连结于转向轴的方向盘发生旋转。
这样,在JPA2012-162210所涉及的电动助力转向装置中,在来自路面的外部干扰输入转向轮的情况下,与由驾驶员进行的操作无关,方向盘对应于齿条轴的移动进行旋转,相应地会给正在把持该方向盘的驾驶员带来不适感。
本发明是考虑这样的技术问题而完成的,其目的在于提供一种电动助力转向装置,即使在行驶过程中,通过转向轮从路面输入想要使齿条轴移动的外部干扰的情况下,该电动助力转向装置也会抑制转向轴或小齿轮轴的旋转,由此抑制方向盘进行旋转。
本发明所涉及的电动助力转向装置具有转向机构、转向角传感器、扭矩传感器、辅助马达和指示电流设定部,其中,
所述转向机构包括操舵用操作件,且包括将该操舵用操作件与转向轮机械连结的转向轴、小齿轮轴和齿条轴;
所述转向角传感器检测所述转向轮的实际转向角;
所述扭矩传感器检测在所述转向轴产生的实际操舵扭矩;
所述辅助马达对所述转向机构施加辅助扭矩;
所述指示电流设定部根据所述实际转向角和所述实际操舵扭矩来确定所述转向轮的目标转向角,且以所述实际转向角成为所述目标转向角的方式来设定向所述辅助马达供给的指示电流。
根据本发明,根据实际转向角和实际操舵扭矩来确定转向轮的目标转向角,且以所述实际转向角与所述目标转向角一致的方式来设定向所述辅助马达供给的所述指示电流。
因此,行驶过程中,即使由于来自路面的外部干扰而转向轮发生转向的情况下,实际转向角也被控制成与目标转向角一致。据此,通过来自路面的外部干扰输入而产生的使转向轴旋转的力(扭矩)被瞬间消除。
即,抑制来自路面的外部干扰使其不会通过转向轴而到达操舵用操作件,因此,能够实现对于驾驶员而言稳健性高的操舵感(操舵舒适性和操纵性)。
在该情况下,也可以为:检测所述转向轮的实际转向角的转向角传感器是检测所述辅助马达的主轴的实际旋转角的旋转角传感器。
另外,也可以为:
所述指示电流设定部还具有规范操舵力确定部,该规范操舵力确定部按照实际操舵角和车速来确定规范操舵力,其中该实际操舵角根据所述实际转向角和所述实际操舵扭矩来计算,
所述指示电流设定部按照所述规范操舵力与所述实际操舵扭矩(或者,与所述实际操舵扭矩对应的实际操舵力)的偏差对所述目标转向角进行校正来生成校正后目标转向角,并且以所述实际转向角成为所述校正后目标转向角的方式来设定所述指示电流。
在这样构成的电动助力转向装置中,在对操舵用操作件进行操作时,能够获得与该操舵用操作件的操作所涉及的实际操舵角及实际操舵扭矩和车速对应的准确的操舵感。
在该情况下,也可以为:所述指示电流设定部使所述规范操舵力与所述实际操舵扭矩(或者,所述实际操舵力)的偏差的时间微分分量反映于所述目标转向角来校正该目标转向角,生成所述校正后目标转向角。
通过该校正,例如能够抑制开始打轮时操舵用操作件的振动,操舵感提高。
并且,也可以为:所述指示电流设定部在以所述实际转向角通过反馈控制成为所述目标转向角的方式来设定向所述辅助马达的指示电流时,将所述实际操舵扭矩(或者所述实际操舵力)与所述规范操舵力的偏差适用于所述反馈控制的比例分量来设定所述指示电流。
根据本发明,迅速实施反馈控制的收敛,操舵感进一步提高。
并且,也可以为:
所述指示电流设定部还具有规范操舵力确定部和规范操舵力增减部,其中,
所述规范操舵力确定部按照实际操舵角和车速来确定规范操舵力,其中该实际操舵角根据所述实际转向角和所述实际操舵扭矩来计算;
所述规范操舵力增减部按照所述实际操舵扭矩、所述辅助马达的转速和所述辅助马达的实际电流来推定路面状态,且按照推定出的路面状态增减所述规范操舵力,生成校正后规范操舵力,
所述指示电流设定部按照所述校正后规范操舵力与所述实际操舵扭矩(或者,所述实际操舵力)的偏差对所述目标转向角进行校正来生成校正后目标转向角,并且以所述实际转向角成为所述校正后目标转向角的方式来设定所述指示电流。
根据本发明,能够获得与路面的状态对应的操舵感,操舵感提高。
并且,也可以为:
所述指示电流设定部使所述校正后规范操舵力与所述实际操舵扭矩(或者,所述实际操舵力)的偏差的时间微分分量反映于所述目标转向角来对该目标转向角进行校正,生成校正后目标转向角。
通过该校正,例如能够抑制开始打轮时操舵用操作件的振动,操舵感提高。
并且,也可以为:
所述指示电流设定部在以所述实际转向角通过反馈控制成为所述校正后目标转向角的方式来设定向所述辅助马达供给的指示电流时,将所述校正后规范操舵力与所述实际操舵扭矩(或者,所述实际操舵力)的偏差适用于所述反馈控制的比例分量来设定所述指示电流。
根据本发明,迅速实施反馈控制的收敛,操舵感进一步提高。
根据本发明,抑制从路面输入转向轮的外部干扰使其不会通过转向轴而到达操舵用操作件,因此能够实现对于驾驶员而言稳健性高的操舵感(操舵舒适性和操纵性)。
根据参照附图对以下实施方式进行的说明,上述的目的、特征和优点应易于被理解。
附图说明
图1是实施方式所涉及的电动助力转向装置的概略结构图。
图2是包括图1中的指示电流设定部的详细结构的电动助力转向装置的概略电路框图。
图3是规范操舵力映射例的说明图。
图4是实施例1所涉及的电动助力转向装置的概略电路框图。
图5是实施例2所涉及的电动助力转向装置的概略电路框图。
图6是实施例3所涉及的电动助力转向装置的概略电路框图。
具体实施方式
[结构]
图1是该实施方式所涉及的电动助力转向装置10的概略结构图。
另外,在图1中,在右上方带有箭头的“上下”表示车辆上下方向(铅垂上下方向),带有箭头的“左右”表示车辆车宽方向(左右方向)。
电动助力转向装置10是所谓的双小齿轮式的电动助力转向装置,基本上具有:转向机构14,其具有沿左右方向延伸的齿条轴12;扭矩辅助机构16,其被配置在齿条轴12的一端侧;转向轮18,其是左、右前轮;马达控制装置(还简称为控制装置。)20;和辅助用的马达(辅助马达)44,其由该马达控制装置20进行驱动控制。
马达控制装置20例如构成为ECU(Electronic Control Unit)。ECU是包括微型计算机的计算机,具有CPU、存储器,除此之外还具有A/D转换器、D/A转换器等输入输出装置、作为计时部的计时器等,通过CPU读出并执行存储于存储器的程序来作为各种功能实现部来发挥作用。
本发明所涉及的电动助力转向装置的实施方式并不限定于图示的双小齿轮式,还能够适用于转向柱辅助式、带传动式等合适的方式。
转向机构14除了上述齿条轴12之外,还包括:方向盘22,其作为驾驶员进行操作(操舵)的操舵用操作件;转向轴24,其通过方向盘22的操作向左右方向旋转;和小齿轮轴30,其通过一对万向接头26和中间轴28(视为转向轴的一部分。)设置于转向轴24的下方,传递来自方向盘22的操舵力。
转向机构14还具有:所述齿条轴12,其形成有与小齿轮轴30的小齿轮32啮合的齿条12a;和扭矩传感器38,其检测通过驾驶员施加给转向轴24的扭矩、即实际操舵扭矩Tact。
转向轮18通过万向接头34和转向横拉杆(tie rod)36分别连结于齿条轴12的沿轴向的两端。
当驾驶员操作方向盘22时,其操舵力被传递给齿条轴12,齿条轴12向沿车宽方向的左侧或右侧位移来使转向轮18进行转向。即,转向机构14将构成该转向机构14的方向盘22和转向轮18机械连结。
另一方面,扭矩辅助机构16具有齿条轴12、辅助马达44、蜗轮蜗杆机构46和小齿轮轴50,其中该小齿轮轴50形成有与齿条轴12的齿条12b啮合的小齿轮48。
蜗轮蜗杆机构46在图1中被一体地描绘,但其具有连结于辅助马达44的主轴53的蜗杆54和与该蜗杆54相互啮合的蜗轮56。
蜗轮56以可旋转的方式支承在小齿轮轴50上。该蜗轮蜗杆机构46作为减速机构来发挥作用,将从辅助马达44传递来的旋转运动减速,减速后的小齿轮轴50的旋转运动经由齿条轴12和小齿轮轴30被传递给转向轴24。
在扭矩辅助机构16中,按照由扭矩传感器38检测到的实际操舵扭矩Tact通过马达控制装置20的指示电流设定部21来设定指示电流Icom,且通过以与该指示电流Icom一致的方式被进行反馈控制的马达实际电流Iact来驱动控制辅助马达44。
通过马达实际电流Iact而由辅助马达44生成的辅助扭矩Tas经由蜗轮蜗杆机构46和小齿轮轴50,作为对驾驶员施加给方向盘22的操舵力(能够由实际操舵扭矩Tact换算出的值)的辅助扭矩Ta(辅助力)而被传递给齿条轴12。
合成该辅助力和由驾驶员操舵方向盘22的操舵力作为使齿条轴12位移的齿条轴力Fr,该齿条轴力Fr使转向轮18进行转向。
作为设置于转向机构14的小齿轮轴30的扭矩传感器38,在本实施方式中使用扭力杆式的扭矩传感器,但也能够使用磁致伸缩式等合适的扭矩传感器。
在辅助马达44上设置有解角器(resolver)(旋转传感器)60,该解角器60检测作为该辅助马达44的主轴53的旋转位置的马达实际旋转角θactm。作为可安装于辅助马达44的旋转传感器,除了解角器60之外还能够使用旋转编码器等。
[指示电流设定部21的结构和动作]
图2是包括本发明的主要部分所涉及的指示电流设定部21的详细结构的电动助力转向装置10的概略电路框图。
下面,还参照图2来说明指示电流设定部21和马达控制装置20的结构及动作。
指示电流设定部21大致由位置控制机构71、规范操舵力确定机构72和轴力推定机构73构成。
位置控制机构71由角度换算部76、77、微分器78、比例器79、加法器80和反馈(FB)控制部81构成。
规范操舵力确定机构72由实际操舵角转换部85、规范操舵力确定部86、乘法器87和减法器88构成。
轴力推定机构73由马达转速计算部90、轴力推定部91和规范操舵力校正增益生成部92构成。
上述的位置控制机构71、规范操舵力确定机构72和轴力推定机构73是优化方向盘22的操纵感来提高操舵舒适性和操纵性的、所谓的方向盘扭矩控制所涉及的功能部。
另外,也可以还设置由双点划线所包围的车辆运动控制机构74,由于不是本发明的主要部分,因此概略地进行说明。车辆运动控制机构74由提高车辆的收敛性的减振器控制部(输入信号为马达转速Nmot和实际操舵扭矩Tact)、控制方向盘的回正情况的方向盘回正控制部(输入信号为实际操舵扭矩Tact和实际操舵角θacts)构成,可以构成为将各个输出信号(减振器操舵力和方向盘回正力)加到校正后规范操舵力Fans中。
对如上述那样构成的、马达控制装置20的指示电流设定部21,分别从作为传感器的解角器60输入马达实际旋转角θactm,从扭矩传感器38输入实际操舵扭矩Tact,并且通过端子98从被插入辅助马达44的输入端子的电流传感器61输入马达实际电流Iact。另外,电流传感器61被组装于马达控制装置20,详细的情况是被组装在反馈(FB)控制部81内。
在位置控制机构71中,由解角器60检测到的辅助马达44的主轴53的马达实际旋转角θactm在角度换算部76中,被换算为转向轮18的实际转向角θactw。
另外,辅助马达44的主轴53和转向轮18通过蜗轮蜗杆机构46、小齿轮轴50、小齿轮48、齿条轴12(齿条12b)、万向接头34和转向横拉杆36来机械连结,因此,主轴53的马达实际旋转角θactm与转向轮18的实际转向角θactw大致存在预先规定的比例关系。根据该关系,在角度换算部76中,将马达实际旋转角θactm换算为实际转向角θactw。该关系被预先存储于马达控制装置20的存储器中。
在一方的角度换算部76中换算出的实际转向角θactw被从该角度换算部76输入位置反馈(FB)控制部81a的比较输入端子95。
另一方的角度换算部77根据由扭矩传感器38检测到的实际操舵扭矩Tact通过预先测定到的映射(其为表示与实际操舵扭矩Tact对应的扭矩传感器38的绕转向轴的扭转量的值的对应表,该对应表被预先存储在存储器中。)来推定作为扭矩传感器38的扭转量的扭转角,且将推定出的扭转角加到马达实际旋转角θactm上来计算目标转向角θtarw,并且将其经由加法器80的一方的输入端子输入位置反馈控制部81a的基准输入端子96。
并且,实际操舵扭矩Tact被输入减法器88的减数输入端子来作为实际操舵力Fas。
实际操舵角转换部85在由解角器60感测到的马达实际旋转角θactm上加上根据扭矩传感器38的由实际操舵扭矩Tact推定出的上述的扭转角来计算方向盘22的实际操舵角θacts,且将其输入规范操舵力确定部86的一方的输入端子。向规范操舵力确定部86的另一方的输入端子输入由车速传感器62检测到的车速Vv。
规范操舵力确定部86相对于实际操舵角θacts,以车速Vv为参数,将用于优化方向盘操作的操纵感来提高操舵舒适性和操纵性的规范操舵力映射100预先存储于存储器中,通过参照存储器中的规范操舵力映射100来确定规范操舵力Fns[Nm]且将其输入乘法器87的一方的输入端子。
图3示出作为例子的规范操舵力映射100,以车速Vv为参数,由多条规范操舵力映射101、102、103构成。
规范操舵力Fns以在方向盘22的中立位置(θacts=0[゜])时为零值,在实际操舵角θacts小的区域,规范操舵力Fns相对于角度的增大而急剧变大的方式来确定,且以当超过一定的实际操舵角θacts时,规范操舵力Fns大致保持一定值的方式来确定。另外,大致以车速Vv越高,规范操舵力Fns越大的方式来确定。即,以在车速Vv高的情况下,与车速Vv低的情况相比较,驾驶员操纵方向盘22的操舵力(操舵感)变重的方式来确定。
再次参照图2,在轴力推定机构73中,马达转速计算部90根据从解角器60输入的马达实际旋转角θactm来计算马达转速Nmot,且将其输入轴力推定部91的输入端子。
从电流传感器61向轴力推定部91的另一输入端子输入马达实际电流Iact,从扭矩传感器38向轴力推定部91的又一输入端子输入实际操舵扭矩Tact,并且由车速传感器62向轴力推定部91的该又一输入端子输入车速Vv。
轴力推定部91根据被输入的马达转速Nmot、实际操舵扭矩Tact和马达实际电流Iact、车速Vv来推定路面状态且推定校正规范操舵力Fns所需的轴力Fa,且将其输入规范操舵力校正增益生成部92。
在该情况下,轴力Fa[Nm]基本上根据实际操舵扭矩Tact[Nm]与马达辅助力[Nm]的和来计算,其中,所述实际操舵扭矩Tact[Nm]对应于驾驶员用手操纵方向盘22的操舵力;所述马达辅助力[Nm]对应于马达实际电流Iact。为了方向盘22回轮时的校正和辅助马达44的惯性分量的校正而根据马达转速Nmot对该和进行校正,计算出轴力Fa[Nm],且将其输入规范操舵力校正增益生成部92。
规范操舵力校正增益生成部92针对推定出的轴力Fa,参照映射生成校正增益(校正系数)k,且将其输入乘法器87的另一方的输入端子。
在该情况下,例如,以车速Vv和实际操舵角θacts为参数,通过实验将干燥路面上的轴力作为基准轴力(干燥路面与基准轴力的关系)进行存储,在相对于该关系而言,路面的摩擦系数μ小的情况下,推定为轴力Fa比基准轴力小。在该情况下,以使规范操舵力Fns对应于路面的摩擦系数μ而变小的方式来设定校正增益k,进行校正以成为基于路面的摩擦系数μ的校正后规范操舵力Fans。
即,乘法器87对规范操舵力Fns乘以校正增益k,生成校正后规范操舵力(还简称为规范操舵力。)Fans(Fans=k·Fns),且将其输入减法器88的被减数输入端子。
减法器88生成规范操舵力Fans与实际操舵力Fas的偏差ΔFs(ΔFs=Fans-Fas),且将其输入微分器78和比例器79。
微分器78将偏差ΔFs的时间微分值看作校正用目标转向角(目标转向角校正量)Δθtarw而输入加法器80的另一方的输入端子。据此,在加法器80的输出中生成校正后目标转向角θtarw′(θtarw′=θtarw+Δθtarw),且将其输入反馈控制部81(位置反馈控制部81a)的基准输入端子96。
比例器79使由减法器88生成的偏差ΔFs受到反馈控制的积分项的比例分量的影响而形成力,且将其通过端子97输入位置反馈控制部81a。
位置反馈控制部81a以实际转向角θactw成为校正后目标转向角θtarw′的方式来确定指示电流Icom,且将其输入电流反馈控制部81b的输入端子。
向电流反馈控制部81b的反馈输入端子输入马达实际电流Iact,电流反馈控制部81b以通过端子99输入辅助马达44的马达实际电流Iact成为指示电流Icom的方式进行反馈控制。
据此,与指示电流Icom一致的马达实际电流Iact流入辅助马达44。
其结果,即使由于来自路面的外部干扰输入而产生想要使转向轴24旋转的力(扭矩),该力也会被辅助马达44产生的马达扭矩瞬间消除,能够实现对于驾驶员而言稳健性高的操舵感(操舵舒适性和操纵性)。
另外,在上述实施方式中,使用作为辅助马达44的旋转控制所必须的结构要素的解角器60来检测(推定)转向轮18的实际转向角θactw。从转向轮18到辅助马达44的主轴53为机械连结,因此,能够由作为检测主轴53的马达实际旋转角θactm的旋转角传感器的解角器60来检测实际转向角θactw。解角器60是辅助马达44的控制所必须的结构要素,因此不会发生成本的增加。
当然,在转向轮18的实际转向角θactw的检测中,也能够使用检测齿条轴12的位移的位移传感器或者检测两转向轮18的前束角的前束角传感器来实施该实施方式。
[实施方式的展开]
在上述实施方式中,对所谓的最优的方式进行了说明,但该实施方式还能够以以下说明的实施例1~3中的任一种方式来实施。
[实施例1]
图4是实施例1所涉及的电动助力转向装置10A的概略电路框图。
该实施例1所涉及的电动助力转向装置10A具有包括指示电流设定部21A的马达控制装置20A。
具体而言,实施例1所涉及的电动助力转向装置10A构成为,从图2所示的实施方式所涉及的电动助力转向装置10中删除规范操舵力确定机构72、轴力推定机构73和车辆运动控制机构74,只有位置控制机构71被设定为工作状态。
如图1和图4所示,实施例1所涉及的电动助力转向装置10A具有:转向机构14(包括作为操舵用操作件的方向盘22,且包括将该方向盘22与转向轮18机械连结的转向轴24、小齿轮轴30和齿条轴12。);解角器60,其作为实质上检测转向轮18的实际转向角θactw的转向角传感器;扭矩传感器38,其检测在转向轴24产生的实际操舵扭矩Tact;辅助马达44,其对转向机构14施加与辅助扭矩Tas对应的辅助扭矩Ta;和指示电流设定部21A,其根据实际转向角θactw和实际操舵扭矩Tact确定转向轮18的目标转向角θtarw,且设定以实际转向角θactw成为目标转向角θtarw的方式进行反馈控制时的、向辅助马达44供给的指示电流Icom。
根据该实施例1,基于实际转向角θactw和实际操舵扭矩Tact来确定转向轮18的目标转向角θtarw,以使实际转向角θactw成为所述目标转向角θtarw(与其一致)的方式来设定向辅助马达44供给的所述指示电流Icom。
因此,在行驶过程中,例如由于来自路面的外部干扰而转向轮18转向实际转向角θactw的量,在与该转向轮18机械连结的转向轴24想要旋转的情况下,实际上没有操作方向盘22而实际操舵扭矩Tact为零值时,以保持该零值的方式来设定向辅助马达44供给的指示电流Icom。通过由相当于该指示电流Icom的马达实际电流Iact瞬间产生的马达扭矩,辅助马达44旋转用于消除实际转向角θactw的目标转向角θtarw的量。据此,由于来自路面的外部干扰输入而产生的想要使转向轴24旋转的力(扭矩)不被传递给转向轴24而被瞬间消除。
即,以从路面输入转向轮18的外部干扰不会到达扭矩传感器38的方式进行控制。因此,其结果,能够抑制来自路面的外部干扰使其不会通过齿条轴12、小齿轮轴30和转向轴24而到达方向盘22,实现对于驾驶员而言稳健性高的操舵感(操舵舒适性和操纵性)。
[实施例2]
图5是实施例2所涉及的电动助力转向装置10B的概略电路框图。
该实施例2所涉及的电动助力转向装置10B具有包括指示电流设定部21B的马达控制装置20B。具体而言,实施例2所涉及的电动助力转向装置10B构成为,从实施方式所涉及的电动助力转向装置10中删除轴力推定机构73和车辆运动控制机构74,将位置控制机构71和规范操舵力确定机构72设定为工作状态。
规范操舵力确定部86参照图3所示的规范操舵力映射100,按照实际操舵角θacts和车速Vv来确定规范操舵力Fns。
在该情况下,指示电流设定部21B按照规范操舵力Fns与对应于实际操舵扭矩Tact的实际操舵力Fas的偏差ΔFs(ΔFs=Fns-Fas)对目标转向角θtarw进行校正来生成校正后目标转向角θtarw′(θtarw′←θtarw+Δθtarw),并且以实际转向角θactw成为校正后目标转向角θtarw′的方式来设定指示电流Icom。
根据该实施例2,在电动助力转向装置10B中,能够获得与方向盘22的操作所涉及的实际操舵角θacts及实际操舵扭矩Tact、车速Vv对应的准确的操舵感。
在此,指示电流设定部21B在按照规范操舵力Fns与实际操舵力Fas的偏差ΔFs对目标转向角θtarw进行校正来生成校正后目标转向角θtarw′时,使实际操舵力Fas与规范操舵力Fns的偏差ΔFs(ΔFs=Fns-Fas)的时间微分分量(校正用目标转向角Δθtarw)反映于所述目标转向角θtarw来对该目标转向角θtarw进行校正,由此生成校正后目标转向角θtarw′(θtarw′=θtarw+Δθtarw)。
通过该校正,例如能够抑制开始打轮时方向盘22的振动。
另外,也可以为:指示电流设定部21B在以实际转向角θactw在位置反馈控制部81a中成为校正后目标转向角θtarw′的方式设定向辅助马达44供给的指示电流Icom时,将实际操舵力Fas与规范操舵力Fns的偏差ΔFs通过比例器79适用于位置反馈控制部81a的比例分量来设定指示电流Icom。
在该情况下,迅速地实施反馈控制的收敛,操舵感进一步提高。
[实施例3]
图6是实施例3所涉及的电动助力转向装置10C的概略电路框图。
该实施例3所涉及的电动助力转向装置10C具有包括指示电流设定部21C的马达控制装置20C。具体而言,构成为:将车辆运动控制机构74从实施方式所涉及的电动助力转向装置10(图2)中删除,位置控制机构71、规范操舵力确定机构72和轴力推定机构73被设定为工作状态。
在规范操舵力确定机构72中,规范操舵力确定部86按照实际操舵角θacts和车速Vv来确定规范操舵力Fns,其中所述实际操舵角θacts由实际操舵角转换部85根据马达实际旋转角θactm(或者实际转向角θactw)和实际操舵扭矩Tact来计算。
在作为规范操舵力增减部的轴力推定机构73中,轴力推定部91按照实际操舵扭矩Tact、辅助马达44的马达转速Nmot、辅助马达44的马达实际电流Iact和车速Vv来推定与路面状态有关的轴力Fa,规范操舵力增减部(规范操舵力校正增益生成部92和乘法器87)按照推定出的轴力Fa(路面状态)来生成校正后规范操舵力Fans(k·Fns)。
在位置控制机构71中,按照校正后规范操舵力Fans(k·Fns)与对应于实际操舵扭矩Tact的实际操舵力Fas的偏差ΔFs对目标转向角θtarw进行校正来生成校正后目标转向角θtarw′,并且以实际转向角θactw成为校正后目标转向角θtarw′的方式来设定指示电流Icom。
根据该实施例3,能够获得与路面的状态对应的操舵感。
在该情况下,指示电流设定部21C使校正后规范操舵力Fans=k·Fns与实际操舵力Fas的偏差ΔFs的时间微分分量(目标转向角校正量Δθtarw)反映于目标转向角θtarw来对该目标转向角θtarw进行校正,生成校正后目标转向角θtarw′。
根据该校正,例如能够抑制作为开始打轮时的操舵用操作件的方向盘22的振动,提高操舵感。
在该情况下,指示电流设定部21C也在以实际转向角θactw通过反馈控制成为校正后目标转向角θtarw′的方式来设定向辅助马达44供给的指示电流Icom时,将校正后规范操舵力Fans与实际操舵力Fas的偏差ΔFs通过比例器79适用于反馈控制的比例分量来设定指示电流Icom。
据此,迅速实施反馈控制的收敛,操舵感进一步提高。
另外,本发明并不限定于上述的实施方式,当然能够根据本说明书的记载内容而采用各种结构。

Claims (8)

1.一种电动助力转向装置,其特征在于,
具有转向机构、转向角传感器、扭矩传感器、辅助马达和指示电流设定部,其中,
所述转向机构包括操舵用操作件,且包括将该操舵用操作件与转向轮机械连结的转向轴、小齿轮轴和齿条轴;
所述转向角传感器检测所述转向轮的实际转向角;
所述扭矩传感器检测在所述转向轴产生的实际操舵扭矩;
所述辅助马达对所述转向机构施加辅助扭矩;
所述指示电流设定部根据所述实际转向角和所述实际操舵扭矩来确定所述转向轮的目标转向角,且以所述实际转向角成为所述目标转向角的方式来设定向所述辅助马达供给的指示电流。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置,其特征在于,
检测所述转向轮的实际转向角的转向角传感器是检测所述辅助马达的主轴的实际旋转角的旋转角传感器。
3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述指示电流设定部还具有规范操舵力确定部,该规范操舵力确定部按照实际操舵角和车速来确定规范操舵力,其中该实际操舵角根据所述实际转向角和所述实际操舵扭矩来计算,
所述指示电流设定部按照所述规范操舵力与所述实际操舵扭矩的偏差对所述目标转向角进行校正来生成校正后目标转向角,并且以所述实际转向角成为所述校正后目标转向角的方式来设定所述指示电流。
4.根据权利要求3所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述指示电流设定部使所述规范操舵力与所述实际操舵扭矩的偏差的时间微分分量反映于所述目标转向角来校正该目标转向角,生成所述校正后目标转向角。
5.根据权利要求4所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述指示电流设定部在以所述实际转向角通过反馈控制成为所述目标转向角的方式来设定向所述辅助马达供给的指示电流时,将所述实际操舵扭矩与所述规范操舵力的偏差适用于所述反馈控制的比例分量来设定所述指示电流。
6.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述指示电流设定部还具有规范操舵力确定部和规范操舵力增减部,其中,
所述规范操舵力确定部按照实际操舵角和车速来确定规范操舵力,其中该实际操舵角根据所述实际转向角和所述实际操舵扭矩来计算;
所述规范操舵力增减部按照所述实际操舵扭矩、所述辅助马达的转速和所述辅助马达的实际电流来推定路面状态,且按照推定出的路面状态增减所述规范操舵力,生成校正后规范操舵力,
所述指示电流设定部按照所述校正后规范操舵力与所述实际操舵扭矩的偏差对所述目标转向角进行校正来生成校正后目标转向角,并且以所述实际转向角成为所述校正后目标转向角的方式来设定所述指示电流。
7.根据权利要求6所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述指示电流设定部使所述校正后规范操舵力与所述实际操舵扭矩的偏差的时间微分分量反映于所述目标转向角来对该目标转向角进行校正,生成校正后目标转向角。
8.根据权利要求6所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述指示电流设定部在以所述实际转向角通过反馈控制成为所述校正后目标转向角的方式来设定向所述辅助马达供给的指示电流时,将所述校正后规范操舵力与所述实际操舵扭矩的偏差适用于所述反馈控制的比例分量来设定所述指示电流。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114206706A (zh) * 2019-08-09 2022-03-18 日本电产株式会社 控制装置、驱动装置、电动助力转向装置以及控制方法
CN114212145A (zh) * 2021-12-31 2022-03-22 智己汽车科技有限公司 一种汽车转向控制方法及设备
CN114604312A (zh) * 2020-12-09 2022-06-10 本田技研工业株式会社 电动转向装置
US11414125B2 (en) * 2018-12-04 2022-08-16 Jtekt Corporation Steering controller and steering control method
US20230008327A1 (en) * 2021-07-08 2023-01-12 Jtekt Europe Method for determining friction torque

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7306928B2 (ja) * 2019-09-13 2023-07-11 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
JP7131734B1 (ja) * 2021-04-21 2022-09-06 日本精工株式会社 転舵角検出装置及び電動パワーステアリング装置
CN114194285B (zh) * 2021-12-31 2023-05-26 上海仙途智能科技有限公司 一种无人智能洗地机的转向控制方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4453012B2 (ja) * 2004-12-21 2010-04-21 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
CN103228523A (zh) * 2010-11-29 2013-07-31 本田技研工业株式会社 电动动力转向装置
CN103507852A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 株式会社电装 马达控制装置和使用该马达控制装置的电动转向装置
CN104417605A (zh) * 2013-08-26 2015-03-18 株式会社捷太格特 车辆的动力转向装置
CN106218710A (zh) * 2016-08-23 2016-12-14 北京英创汇智科技有限公司 一种汽车转向系统
JP2017206071A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 トヨタ自動車株式会社 電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0615340B2 (ja) * 1985-12-27 1994-03-02 日産自動車株式会社 操舵反力制御装置
US5198981A (en) * 1990-10-09 1993-03-30 General Motors Corporation Closed-loop torque control for electric power steering
JP3597609B2 (ja) * 1995-09-04 2004-12-08 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
US5996724A (en) * 1996-08-28 1999-12-07 Honda Giken Kabushiki Kaisha Steering control system
JP3671829B2 (ja) * 2000-10-16 2005-07-13 日産自動車株式会社 電動パワーステアリング装置
JP4107471B2 (ja) * 2001-11-19 2008-06-25 三菱電機株式会社 車両用操舵装置
DE102004022450A1 (de) * 2004-05-06 2005-12-01 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Servolenkung
JP4349309B2 (ja) * 2004-09-27 2009-10-21 日産自動車株式会社 車両用操舵制御装置
FR2876972B1 (fr) * 2004-10-25 2006-12-29 Koyo Steering Europ K S E Soc Procede pour la determination de la position angulaire du volant de conduite d'une direction assistee electrique de vehicule automobile
JP4779495B2 (ja) * 2004-10-27 2011-09-28 日産自動車株式会社 車両用操舵装置
US7295907B2 (en) * 2005-06-14 2007-11-13 Trw Automotive U.S. Llc Recovery of calibrated center steering position after loss of battery power
JP4367383B2 (ja) * 2005-07-08 2009-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵アシスト装置
JP4629533B2 (ja) * 2005-08-22 2011-02-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 液圧制御装置及びその製造方法
JP2007168756A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Showa Corp 電動パワーステアリング装置
JP4333743B2 (ja) * 2007-01-10 2009-09-16 トヨタ自動車株式会社 操舵装置
US8086374B2 (en) * 2007-10-19 2011-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Steering system
JP5171487B2 (ja) * 2008-09-02 2013-03-27 本田技研工業株式会社 ステアリング装置
CN102666256B (zh) * 2009-10-21 2014-09-03 丰田自动车株式会社 车辆的电动助力转向装置
JP5692569B2 (ja) * 2010-08-23 2015-04-01 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP5224419B2 (ja) 2011-02-09 2013-07-03 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4453012B2 (ja) * 2004-12-21 2010-04-21 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
CN103228523A (zh) * 2010-11-29 2013-07-31 本田技研工业株式会社 电动动力转向装置
CN103507852A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 株式会社电装 马达控制装置和使用该马达控制装置的电动转向装置
CN104417605A (zh) * 2013-08-26 2015-03-18 株式会社捷太格特 车辆的动力转向装置
JP2017206071A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 トヨタ自動車株式会社 電動パワーステアリング装置
CN106218710A (zh) * 2016-08-23 2016-12-14 北京英创汇智科技有限公司 一种汽车转向系统

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11414125B2 (en) * 2018-12-04 2022-08-16 Jtekt Corporation Steering controller and steering control method
CN114206706A (zh) * 2019-08-09 2022-03-18 日本电产株式会社 控制装置、驱动装置、电动助力转向装置以及控制方法
CN114206706B (zh) * 2019-08-09 2024-01-16 日本电产株式会社 控制装置、驱动装置、电动助力转向装置以及控制方法
CN114604312A (zh) * 2020-12-09 2022-06-10 本田技研工业株式会社 电动转向装置
US12157525B2 (en) 2020-12-09 2024-12-03 Honda Motor Co., Ltd. Vibration reducing for power steering inversely proportional to the steering angle
US20230008327A1 (en) * 2021-07-08 2023-01-12 Jtekt Europe Method for determining friction torque
CN114212145A (zh) * 2021-12-31 2022-03-22 智己汽车科技有限公司 一种汽车转向控制方法及设备
CN114212145B (zh) * 2021-12-31 2023-03-03 智己汽车科技有限公司 一种汽车转向控制方法及设备

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US20190161112A1 (en) 2019-05-30
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JP2019098825A (ja) 2019-06-24
US11167788B2 (en) 2021-11-09
JP6592067B2 (ja) 2019-10-16

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