電動助力轉向控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電動助力轉向控制裝置，其對至少基于轉向扭矩運算出的電流指 令值進行PI控制，將電動機產生的輔助扭矩賦予車輛的轉向系統。本發明尤其涉及一種電 動助力轉向控制裝置。該電動助力轉向控制裝置謀求在轉向盤、電流指令值、電動機速度等 振動抑制對象的振動在規定的頻率的范圍內持續規定的時間以上的情況下的抑制，并提高 轉向感覺。
【背景技術】
[0002] 利用電動機的旋轉力對車輛的轉向機構施加轉向輔助力（輔助扭矩）的電動助力 轉向裝置，將電動機的驅動力經由減速裝置由齒輪或皮帶等傳送機構，向轉向軸或齒條軸 施加轉向輔助力。為了準確產生轉向輔助力的扭矩，現有的電動助力轉向裝置（EPS)進行 電動機電流的反饋控制。反饋控制調整電動機外加電壓，以便使轉向輔助指令值（電流指 令值）與電動機電流檢測值的差變小，電動機外加電壓的調整通常用調整PWM(脈沖寬度調 制）控制的占空比（Duty)來進行。
[0003] 如圖1所示，對電動助力轉向裝置的一般結構進行說明。轉向盤（方向盤）1的柱 軸（轉向軸、方向盤軸）2經過減速齒輪3、萬向節4a和4b、齒臂機構5、轉向橫拉桿6a和 6b，再通過輪轂單元7a和7b，與轉向車輪8L和8R連接。另外，在柱軸2上設有檢測轉向盤 1的轉向扭矩的扭矩傳感器10,對轉向盤1的轉向力進行輔助的電動機20通過減速齒輪3 與柱軸2連接。電池13對控制電動助力轉向裝置的控制單元（ECU) 30進行供電，同時，經 過點火開關11，點火信號被輸入到控制單元30。控制單元30基于由扭矩傳感器10檢測出 的轉向扭矩Th和由車速傳感器12檢測出的車速Vel，進行輔助（轉向輔助）指令的電流指 令值的運算，通過對電流指令值實施補償等得到的電流控制值E，來控制供給電動機20的 電流。此外，車速Vel也能夠從CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域網絡）等處獲 得。
[0004] 控制單元30主要由CPU(也包含MPU或MCU等）構成，該CPU內部由程序執行的 一般功能如圖2所示。
[0005] 參照圖2來說明控制單元30的功能和動作。如圖2所示，由扭矩傳感器10檢測出 的轉向扭矩Th和由車速傳感器12檢測出的車速Vel被輸入到用于運算電流指令值Irefl 的電流指令值運算單元31中。電流指令值運算單元31基于被輸入進來的轉向扭矩Th和 車速Vel，利用輔助圖表（7シ只卜Vy7° )等來運算出作為供給電動機20的電流的控制 目標值的電流指令值Irefl。電流指令值Irefl經過加法單元32A后被輸入到電流限制單 元33,被限制了最大電流的電流指令值Iref3被輸入到減法單元32B，減法單元32B運算出 電流指令值Iref3與被反饋回來的電動機電流值Im之間的偏差Iref4(Iref3-Im)，該偏差 Iref4被輸入到用于進行轉向動作的特性改善的PI控制單元35。在PI控制單元35中被 改善了特性的電壓控制指令值Vref被輸入到PWM控制單元36,再經過作為驅動單元的逆 變器電路37對電動機20進行PWM控制。電動機電流檢測器38檢測出電動機20的電流值 Im，檢測出的電流值Im被反饋到減法單元32B。
[0006] 另外，加法單元32A進行來自補償信號生成單元34的補償信號CM的加法運算，通 過補償信號CM的加法運算來進行轉向系統的特性補償，以便改善收斂性和慣性特性等。補 償信號生成單元34先在加法單元344將自對準扭矩（SAT) 343與慣性342相加，然后，在加 法單元344得到的加法結果在加法單元345再與收斂性341相加，最后，將在加法單元345 得到的加法結果作為補償信號CM。
[0007] 還有，例如，如圖3所示，PI控制單元35由比例單元351、積分單元352和加法單元 353構成，其中，比例單元351基于比例增益Gp對電流指令值Iref4進行比例控制；積分單 元352基于積分增益Gi對電流指令值Iref4進行積分；加法單元353將比例單元351的輸 出Irefp與積分單元352的輸出Irefi相加，輸出電壓控制指令值Vref( =Irefp+Irefi)。
[0008] 這樣的電動助力轉向裝置中的CPU(微型計算機等）通過如前所述的PI控制來生 成用于控制電動機的電壓控制指令值。針對每個車輛種類，將PI控制的增益調整到適當的 值。
[0009] 如果增大PI控制的增益的話，會發生起因于噪音等的異常音和振動。因此，盡管 需要限制PI控制的增益以便不讓振動和異常音發生，但如果像這樣限制PI控制的增益的 話，電流控制的頻率特性會下降，很難提高轉向輔助的響應性。還有，即使在充分降低了PI 控制的增益的情況下，也不能完全回避轉向系統的共振頻率附近的振動，而且，并不一定能 獲得良好的轉向感覺。
[0010] 作為解決這樣的問題的裝置，例如有日本特開號公報（專利文獻1) 所公開的電動助力轉向裝置。也就是說，專利文獻1的電動助力轉向裝置設有用于檢測出 操作部件（操作部材）的振動的振動檢測模塊（振動検出手段），并具備增益變更模塊 Ο變更手段），當通過該振動檢測模塊檢測出操作部件的振動的時候，該增益變更模塊降 低PI控制的比例增益和積分增益中的至少任意一方。
[0011] 現有技術文獻
[0012] 專利文獻
[0013] 專利文獻1:日本特開號公報

【發明內容】

[0014] 發明要解決的技術問題
[0015] 但是，在專利文獻1中記載的電動助力轉向裝置中，由于沒有進行用于轉向盤振 動抑制的振動波形的抽出，所以需要在整個頻率范圍（全周波數範囲）進行運算處理，從 而存在處理容量變大的問題。另外，因為通過差分峰值保持處理（差分匕°一夕水一;P卜''処 理）等來進行轉向盤振動波形的抽出，并且，當峰間值（匕°一夕間値）超過規定的閾值的時 候，被當作振動還在持續，從而變更增益，所以需要正確地進行峰與峰之間的測定（e-夕 間ω計測），而且還存在計算容量變大的問題。
[0016]另外，盡管作為振動成分，除了轉向盤的扭矩以外，還有電流指令值和電動機速度 等的振動，但在專利文獻1中，針對這樣的振動沒有實施任何對策。
[0017] 本發明是鑒于上述情況而完成的，本發明的目的在于提供一種電動助力轉向控制 裝置，其基于計算容量小的傅里葉級數的公式（7 -卩二級數ω式）檢測出轉向盤、電流指 令值等振動抑制對象的振動成分，并且，僅在規定的頻率的振動持續規定的時間以上的情 況下，通過變更PI控制單元的增益，以便抑制振動并提高轉向感覺。
[0018] 解決技術問題的手段
[0019] 本發明涉及一種電動助力轉向控制裝置，其對至少基于轉向扭矩運算出的電流指 令值進行PI控制，通過被進行了PI控制的控制指令值來驅動電動機以便對轉向進行輔助 控制，本發明的上述目的可以通過下述這樣實現，即：具備振動檢測單元、持續時間判定單 元和增益設定單元，所述振動檢測單元檢測出振動抑制對象的振動并輸出振動信號；所述 持續時間判定單元在所述振動信號持續規定的時間以上的時候，輸出持續信號；所述增益 設定單元基于所述持續信號來變更所述PI控制的增益，在所述振動信號的規定的頻率和 規定的時間以上的持續時（振動信號ω所定周波數及r/所定時間以上ω継続c朽υτ)， 進行所述振動抑制對象的振動抑制。
[0020] 本發明的上述目的還可以通過下述這樣更有效地實現，S卩：所述振動檢測單元由 BPF、正弦波生成單元、余弦波生成單元、第1乘法單元、第2乘法單元、第1積分單元、第2積 分單元、第1自乘單元、第2自乘單元及加法單元構成，所述BPF抽出所述振動抑制對象的 規定的頻率；所述正弦波生成單元生成正弦波；所述余弦波生成單元生成余弦波；所述第1 乘法單元將所述正弦波與由所述BPF進行處理后的振動抑制對象信號相乘；所述第2乘法 單元將所述余弦波與所述振動抑制對象信號相乘；所述第1積分單元對來自所述第1乘法 單元的第1乘法信號進行積分；所述第2積分單元對來自所述第2乘法單元的第2乘法信 號進行積分；所述第1自乘單元對來自所述第1積分單元的第1積分信號進行自乘；所述第 2自乘單元對來自所述第2積分單元的第2積分信號進行自乘；所述加法單元將來自所述 第1自乘單元的第1乘法信號與來自所述第2自乘單元的第2乘法信號相加，輸出所述振 動信號；或，在規定的周期對所述第1積分單元和所述第2積分單元進行初始化；或，所述 BPF抽出5~20Hz的振動頻率；或，所述振動抑制對象為所述轉向扭矩、所述電流指令值和 所述電動機的電動機速度；或，被變更的所述PI控制的增益為比例增益或積分增益、或者 為比例增益和積分增益。
[0021] 發明的效果
[0022] 根據本發明的電動助力轉向控制裝置，因為使用BPF(帶通濾波器）只抽出轉向扭 矩、電流指令值和電動機速度等振動抑制對象的規定的頻率成分，并且，只對被抽出的頻率 成分進行處