專利名稱：電動轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力的電動轉(zhuǎn)向裝置。
技術(shù)背景由于電動轉(zhuǎn)向裝置通過電動機的動力輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力，因 此，正常的狀態(tài)下通常駕駛員的轉(zhuǎn)向所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向和電動 機的驅(qū)動所產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩的方向相同，所以，在產(chǎn)生了轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向和輔助轉(zhuǎn)矩的方向不同的情況時，認(rèn)為是由CPU等構(gòu)成的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)出現(xiàn)異常，因此就有要應(yīng)對這樣的情況的例子，即另外具有由輔助CPU構(gòu)成的第二控制系統(tǒng)來進行監(jiān)視(例如，參照日本特開平 5 — 112251號公報(專利文獻l))。在該專利文獻1中公開了在轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向和輔助轉(zhuǎn)矩的方向 不同的狀態(tài)持續(xù)了規(guī)定時間(延緩時間)以上時禁止電動機的驅(qū)動的 控制。如上所述，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向和輔助轉(zhuǎn)矩的方向通常相同，但為了 在轉(zhuǎn)向返回等時具有轉(zhuǎn)向阻尼效果，有時進行使與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向反 向的輔助轉(zhuǎn)矩工作的控制。由于在上述專利文獻1中的控制也是為了禁止電動機的驅(qū)動而 以持續(xù)規(guī)定時間以上為條件，從而能夠在該規(guī)定時間內(nèi)多少具有--些 該轉(zhuǎn)向阻尼效果，但為了根據(jù)狀態(tài)適當(dāng)?shù)孬@得轉(zhuǎn)向阻尼效果，另外提 出了根據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的大小改變該規(guī)定時間的控制(例如，參照日本專 利第3418098號公報(專利文獻2))。但是，在專利文獻2的控制中，在轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩小時，為了得到充分 的轉(zhuǎn)向阻尼效果，設(shè)定了長的規(guī)定時間，但若因系統(tǒng)異常而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)矩的方向與輔助轉(zhuǎn)矩的方向不同的情況，繼續(xù)雖設(shè)為該比較長的規(guī) 定時間卻不起阻尼作用的電動機的無用的驅(qū)動，特別是在轉(zhuǎn)矩變化大等的情況下，會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不自然的舉動。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于有關(guān)問題而做出，其目的在于提供一種能夠期待轉(zhuǎn)向 阻尼效果，并且能夠在系統(tǒng)異常等情況下防止轉(zhuǎn)向不自然的舉動的電 動轉(zhuǎn)向裝置。為了達到上述目的，本發(fā)明的一種電動轉(zhuǎn)向裝置，具有基于轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)矩和車速計算輔助基本電流(X—7電流)值的轉(zhuǎn)向輔助控制單元 和至少基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的變化量計算阻尼電流的阻尼電流運算單元，并 構(gòu)成了根據(jù)輔助目標(biāo)電流驅(qū)動控制電動機并輔助人力的主控制系統(tǒng)， 所述輔助目標(biāo)電流基于將上述阻尼^;流與上述輔助基本電流相加的 電流而求得，其特征在于，具有輔助控制系統(tǒng)，所述輔助控制系統(tǒng)由下述單元構(gòu)成映像存儲單元，存儲有第1延緩時間設(shè)定映像和更短 地設(shè)定了延緩時間的第2延緩時間設(shè)定映像，所述第1、第2延緩時 間設(shè)定映像是以轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和電動機電流為二元變量的坐標(biāo)映像，并在 預(yù)先決定的電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)設(shè)定了用于停止電動機驅(qū)動的延 緩時間；轉(zhuǎn)矩變化量運算單元，對上述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩進行微分而計算出轉(zhuǎn) 矩變化量；電流變化量運算單元，對上述電動機電流進行微分而計算 出電流變化量；延緩時間設(shè)定映像選擇單元，當(dāng)上述轉(zhuǎn)矩變化量和上 述電流變化量都小于各規(guī)定變化量時，選擇上述第一延緩時間設(shè)定映 像，除此以外，選擇第二延緩時間設(shè)定映像；延緩時間決定單元，將 上述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和上述電動機電流組合的點坐標(biāo)與由上述延緩時間設(shè) 定映像選擇單元所選擇的延緩時間設(shè)定映像進行對照，若位于電動機 驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)，就提取(抽出)并決定對應(yīng)的延緩時間；和電動機 驅(qū)動停止判斷單元，在與上述決定后的延緩時間相對應(yīng)的區(qū)域中，當(dāng) 上述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和上述電動機電流組合的點坐標(biāo)持續(xù)了該延緩時間地 存在時，判斷為電動機驅(qū)動停止，所述電動轉(zhuǎn)向裝置在上述輔助控制 系統(tǒng)的電動機驅(qū)動停止判斷單元判斷為電動機驅(qū)動停止時，停止由上 述主控制系統(tǒng)驅(qū)動控制的電動機的驅(qū)動。


圖1是本發(fā)明的一個實施方式的電動轉(zhuǎn)向裝置的整體的概略后 視圖。圖2是示出轉(zhuǎn)向齒輪箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3是主控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)的概略方框圖。圖4是示出輔助CPU中的電動機驅(qū)動停止判斷處理的過程的流程圖。圖5是示出延緩時間設(shè)定映像的圖。
具體實施方式
以下，基于圖1至圖5，對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。圖1中示出本實施方式的電動轉(zhuǎn)向裝置1的整體的概略后視圖。 電動轉(zhuǎn)向裝置l在指向了車輛的左右方向(與圖1中的左右方向一致)的大致圓筒狀的齒條殼2內(nèi)，在左右軸向上自由滑動地收容有 齒條軸3。在從齒條殼2的兩端開口突出的齒條軸3的兩端部上，分別通過 聯(lián)接軸連結(jié)轉(zhuǎn)向橫拉桿，通過齒條軸3的移動使轉(zhuǎn)向橫拉桿動作，進 而通過轉(zhuǎn)舵機構(gòu)使車輛的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)舵。在齒條殼2的右端部設(shè)置有轉(zhuǎn)向齒輪箱4。在轉(zhuǎn)向齒輪箱4上，通過軸承自由轉(zhuǎn)動地軸支著輸入軸5，所述 輸入軸5通過聯(lián)接軸而與一體地安裝有方向盤(無圖示)的轉(zhuǎn)向軸連 結(jié)，如圖2所示，輸入軸5在轉(zhuǎn)向齒輪箱4內(nèi)通過扭桿6可相對扭轉(zhuǎn) 地與轉(zhuǎn)向小齒輪軸7連結(jié)著。該轉(zhuǎn)向小齒輪軸7的斜齒7a與齒條軸3的齒條3a嚙合。從而，通過轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動操作而被傳遞到輸入軸5的轉(zhuǎn)向力，通 過扭桿6轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向小齒輪軸7，并通過轉(zhuǎn)向小齒輪軸7的斜齒7a與 齒條3a的嚙合而使齒條軸3在左右軸向上滑動。齒條軸3通過被齒條導(dǎo)向彈簧8施力的齒條導(dǎo)向件9而被從背后 按壓。在轉(zhuǎn)向齒輪箱4的上部安裝輔助電動機24，在轉(zhuǎn)向齒輪箱4內(nèi)構(gòu)成了將輔助電動機24的驅(qū)動力減速并傳遞到轉(zhuǎn)向小齒輪軸7的蝸 輪減速機構(gòu)10。蝸輪減速機構(gòu)10構(gòu)成為，與輔助電動機24的驅(qū)動軸同軸連結(jié)的 蝸桿12與嵌裝在轉(zhuǎn)向小齒輪軸7的上部的蝸輪11嚙合。通過該蝸輪減速機構(gòu)10使輔助電動機24的驅(qū)動力作用于轉(zhuǎn)向小 齒輪軸7以輔助轉(zhuǎn)向。另外，在輔助電動機24中設(shè)置有直接檢測該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn) 的回轉(zhuǎn)式編碼器、分解器等的旋轉(zhuǎn)角傳感器27。在蝸輪減速機構(gòu)10的更上方設(shè)置有轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器20。將扭桿6的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為鐵芯21的軸向的移動，將鐵芯21的移動 改變?yōu)榫€圈22、 23的電感變化從而檢測轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T。另外，也可以是光學(xué)地檢測扭桿6的扭轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩傳感器?；谠撧D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩進行控制并輔助轉(zhuǎn)向的輔助電動機24，由主 CPU30的主控制系統(tǒng)進行驅(qū)動控制，并附設(shè)有監(jiān)視該主控制系統(tǒng)的另 外的輔助CPU40的輔助控制系統(tǒng)。圖3中示出以上的主控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)的概略/7框圖。首先，在主CPU30的主控制系統(tǒng)中，基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器20檢 測到的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和車速傳感器25檢測到的車速v，轉(zhuǎn)向輔助控制 單元31運算并輸出輔助基本電流Ib。輔助基本電流Ib是成為驅(qū)動輔助電動機24的基本的電流，以通 過轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T越大輔助基本電流Ib越大來減輕轉(zhuǎn)向者的負(fù)擔(dān)為基本 進行運算，由于即使為相同的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，車速低時比車速高時方向盤 重，所以通過增大輔助基本電流Ib來減輕轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)向輔助控制單元31基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和車速v考慮上述情況并 計算適當(dāng)?shù)妮o助基本電流Ib。例如，對每個規(guī)定的車速預(yù)先決定輔助基本電流工b對轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩 T的最佳關(guān)系，并基于該關(guān)系而根據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和車速v計算輔助基 本電流Ib。進一步，也可以再加上補償轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn)矩和電動機的慣性 轉(zhuǎn)矩的運算，來求輔助基本電流Ib。另一方面，阻尼電流運算單元32基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和車速V計算 阻尼電流AI。阻尼電流運算單元32對轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T進行時間微分而求得轉(zhuǎn)矩變 化量dT，將對應(yīng)于車速v預(yù)先設(shè)定的微分常數(shù)與轉(zhuǎn)矩變化量dT相乘， 計算微分電流值即阻尼電流A I。另外，求出轉(zhuǎn)矩變化量dT，即主CPU30的每個運算周期(例如 100ms)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T的本次值減去上次值的差。通過加法單元33，將如上由阻尼電流運算單元32計算出的阻尼 電流AI與上述輔助基本電流Ib相加，求出輔助目標(biāo)電流Io，將該 輔助目標(biāo)電流Io輸入到電流反饋控制單元34中。將由輔助電動機24所具有的電動機電流檢測單元28檢測到的電 動機電流Im反饋并輸入到電流反饋控制單元34中。從而，電流反饋控制單元34進行PID運算，使得上述輔助目標(biāo) 電流Io與反饋后的電動機電流Im的差為0，并向電動機驅(qū)動電路27 輸出基于運算結(jié)果的驅(qū)動電流工d，通過電動機驅(qū)動電路27的P麗控 制來驅(qū)動輔助電動機24。相對于以上的主CPU30的主控制系統(tǒng)，以下對監(jiān)視主控制系統(tǒng)的 輔助CPU40的輔助控制系統(tǒng)進行說明。輔助CPU40輸入由上述轉(zhuǎn)矩傳感器20檢測到的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和由 上述電動機電流檢測單元28檢測到的電動機電流Im并基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩 T和電動機電流Im，監(jiān)視主CPU30，判斷是否停止輔助電動機24的 驅(qū)動。在輔助CPU40的輔助控制系統(tǒng)中附隨有映像存儲單元41，存儲 有圖5中示出的預(yù)先制成的第一延緩時間設(shè)定映像Ml和第二延緩時 間設(shè)定映像M2這兩種。延緩時間設(shè)定映像Ml、 M2是以轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和電動機電流Im為二 元變量的正交坐標(biāo)映像，設(shè)定有延緩時間，該延緩時間用于使電動機 驅(qū)動停止在預(yù)先設(shè)定的電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)。延緩時間設(shè)定映像M1、 M2將橫軸作為轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T，原點0的右側(cè)表示右轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，左側(cè)表示左轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，另一方面，將縱軸作為電動機電流Im，原點0的上側(cè)表示產(chǎn)生輔助電動機 24右轉(zhuǎn)方向的輔助轉(zhuǎn)矩的電動機電流Im，下側(cè)表示產(chǎn)生左轉(zhuǎn)方向的 輔助轉(zhuǎn)矩的電動機電流Im。在該延緩時間設(shè)定映像M1、 M2中，用轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和電動機電流 Im組合的點坐標(biāo)(T， Im)來表示轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩值是T、電動機電流值是 Im的狀態(tài)。通常，該點坐標(biāo)(T， Im)存在于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T的方向和電動機電 流Im的輔助轉(zhuǎn)矩的方向相同的第一象限和第三象限中。即，通過點坐標(biāo)(T， Im)存在于第--象限和第三象限中，輔助 電動機24的輔助轉(zhuǎn)矩就能夠輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力。從而，當(dāng)非常規(guī)地產(chǎn)生了點坐標(biāo)(T， Im)存在于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T的 方向和電動機電流Im的輔助轉(zhuǎn)矩的方向相互不同的第二象限和第四 象限中的情況時，由于假定是主CPU30的故障等的主控制系統(tǒng)的異 常，因此第二象限和第四象限就大致成為電動機驅(qū)動停止區(qū)域。但是，由于本電動轉(zhuǎn)向裝置1在主CPU30中具有阻尼電流運算單 元32，將基于轉(zhuǎn)矩變化量dT的阻尼電流A I與輔助基本電流Ib相加， 所以，在轉(zhuǎn)向返回等時，通過電動機電流Im反轉(zhuǎn)而施加輔助轉(zhuǎn)矩在 與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向相反的方向上起作用的制動，就得到轉(zhuǎn)向阻尼效 果。因此，即使是作為第二象限和第四象限的大致電動機驅(qū)動停止區(qū) 域內(nèi)，有時也會存在轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和電動機電流Im組合的點坐標(biāo)(T， Im)。但是，這是存在于起轉(zhuǎn)向阻尼作用的過渡狀態(tài)，不持續(xù)長時間， 在此設(shè)定用于停止電動機驅(qū)動的延緩時間tl、 t2。如圖5所示，在第一延緩時間設(shè)定映像Ml和第二延緩時間設(shè)定 映像M2的電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T為規(guī)定值以上的區(qū)域 是電動機的驅(qū)動被完全禁止的區(qū)域(驅(qū)動禁止區(qū)域)。在電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)的除了驅(qū)動禁止區(qū)域以外的區(qū)域是設(shè) 定了延緩時間的區(qū)域，該延緩時間設(shè)定區(qū)域根據(jù)電動機電流而分為3 個區(qū)域，電動機電流越大的區(qū)域，延緩時間被設(shè)定得越短。驅(qū)動禁止區(qū)域相當(dāng)于延緩時間是0ms。第一延緩時間設(shè)定映像M1和第二延緩時間設(shè)定映像M2，使其電動機驅(qū)動停止區(qū)域和延緩時間設(shè)定區(qū)域相同，在該延緩時間設(shè)定區(qū)域中，將第一延緩時間設(shè)定映像M1中的延緩時間tl按照電動機電流從 小到大的順序設(shè)定為500ms、 50ms、 4ms，將第二延緩時間設(shè)定映像 M2中的延緩時間t2按照電動機電流從小到大的順序設(shè)定為100ms、 30ms、 4ms。另外，lms (毫秒)是0.001s (秒)。第二延緩時間設(shè)定映像M2與第一延緩時間設(shè)定映像Ml相比，除 了使電動機電流大的區(qū)域的最小時間4ms相同以外，延緩時間都短 (tl》t2)。另外，第二象限和第四象限的電動機驅(qū)動停止區(qū)域分別多少地超 出范圍到第一象限和第三象限中，但該超出范圍的區(qū)域是轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T 極小的區(qū)域，因此，不需要輔助轉(zhuǎn)矩，反而會因為在驅(qū)動電動機時變 得不穩(wěn)定，而停止電動機的驅(qū)動。此外，除去電動機電流極小的區(qū)域，延緩時間設(shè)定區(qū)域有富余地 設(shè)定延緩時間，以便防止簡單設(shè)定所產(chǎn)生的電動機的不穩(wěn)定的驅(qū)動控 制。輔助CPU40的映像存儲單元41存儲有以上那樣的第一延緩時間 設(shè)定映像Ml和第二延緩時間設(shè)定映像M2這兩種延緩時間設(shè)定映像 (參照圖3)。在輔助CPU40中設(shè)置了轉(zhuǎn)矩變化量運算單元42和電流變化量運 算單元43，轉(zhuǎn)矩變化量運算單元42對轉(zhuǎn)矩傳感器20檢測到的轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)矩T進行時間微分而求出轉(zhuǎn)矩變化量dT，電流變化量運算單元43 對上述電動機電流檢測單元28檢測到的電動機電流Im進行時間微分 而求出電流變化量dlm。求出電流變化量dlm，作為輔助CPU30的每個運算周期的電動機 電流Im的本次值減去上次值的差。并且，輔助CPU40具有延緩時間設(shè)定映像選擇單元44、延緩時 間決定單元45和電動機驅(qū)動停止判斷單元46，延緩時間設(shè)定映像選擇單元44基于上述轉(zhuǎn)矩變化量dT和電流變化量dim,選擇映像存儲 單元41所存儲的兩種延緩時間設(shè)定映像Ml、 M2中的某個延緩時間設(shè) 定映像，延緩時間決定單元45將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和電動機電流Im組合的 點坐標(biāo)(T， Im)與該選擇后的延緩吋間設(shè)定映像進行對照，提取并 決定點坐標(biāo)(T， Im)所存在的區(qū)域的延緩時間。電動機驅(qū)動停止判斷單元46判別點坐標(biāo)(T， Im)是否持續(xù)該決 定的延緩時間地存在于該區(qū)域中，并輸出電動機驅(qū)動停止系數(shù)C。電動機驅(qū)動停止系數(shù)C取0或1的值，在停止電動機驅(qū)動時使C =0，除此以外的時候設(shè)定為C二1。圖4中用流程圖示出以上的輔助CPU40中的電動機驅(qū)動停止判斷 處理的過程。首先，讀入電動機電流Im和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T (步驟l、 2)，判別標(biāo)志 F是否得"1"(步驟3)。在通過延緩時間設(shè)定映像選擇單元44選擇了第一延緩時間設(shè)定 映像時，將標(biāo)志F設(shè)定為"0"(步驟9)，在選擇了第二延緩時間設(shè) 定映像時得"1"(步驟15)。從步驟3開始，若F二O，就前進到步驟4，若F二1，就跳到步 驟14，最初，標(biāo)志F是"0"，從步驟3前進到步驟4。在步驟4中，通過電流變化量運算單元43對電動機電流Im進行 時間微分而計算出電流變化量dlm，在接下來的步驟5中，通過轉(zhuǎn)矩 變化量運算單元42對轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T進行時間微分而計算出轉(zhuǎn)矩變化量 dT。然后，在步驟6中判別計算出的電流變化量dim是否在規(guī)定變化 量dll以上，若在規(guī)定變化量dll以上，就跳到步驟14，若電流變 化量dlm小于規(guī)定變化量dll，就前進到步驟7，在步驟7中判別轉(zhuǎn) 矩變化量dT是否在規(guī)定變化量dTl以上，若在規(guī)定變化量dTl以上， 就跳到步驟14，若轉(zhuǎn)矩變化量dT小于規(guī)定變化量dTl，就前進到步 驟8。艮P，在電流變化量dim和轉(zhuǎn)矩變化量dT都小于規(guī)定變化量dll、 dTl時，前進到步驟8，在通過延緩時間設(shè)定映像選擇單元44而選擇第一延緩時間設(shè)定映像M1，電流變化量dlm和轉(zhuǎn)矩變化量dT的至少 一方在規(guī)定變化量dll、 dTl以上時，跳到步驟14，通過延緩時間設(shè) 定映像選擇單元44而選擇第二延緩時間設(shè)定映像M2。若在步驟8中選擇第一延緩時間設(shè)定映像Ml ，就使標(biāo)志F為"0" (步驟9)，并前進到步驟IO，若在步驟14中選擇第二延緩時間設(shè)定 映像M2，就使標(biāo)志F得"1"(步驟15)，并前進到步驟16。在電流變化量dlm和轉(zhuǎn)矩變化量dT都小于規(guī)定變化量dll、dTl， 并選擇第一延緩時間設(shè)定映像M1而前進到了步驟10時，判別在第一 延緩時間設(shè)定映像M1中，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和電動機電流Im組合的點坐標(biāo) (T， Im)是否位于電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)。若點坐標(biāo)(T， Im)不在電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)，就跳到步驟12， 設(shè)定電動機驅(qū)動停止系數(shù)C為l并返回到步驟l，若點坐標(biāo)(T， Im) 位于電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)，就前進到步驟ll，判別在與點坐標(biāo)(T， Im)所存在的區(qū)域相對應(yīng)的延緩時間tl期間，點坐標(biāo)(T， Im)是否 持續(xù)存在于該區(qū)域中，直到經(jīng)過延緩吋間tl，前進到步驟12，保持 電動機驅(qū)動停止系數(shù)C二1而返回到步驟1，當(dāng)點坐標(biāo)(T， Im)持續(xù) 延緩時間tl地存在于設(shè)定有延緩時間tl的區(qū)域時，初次前進到步驟 13，將電動機驅(qū)動停止系數(shù)C設(shè)定為O并判斷為停止電動機驅(qū)動，結(jié) 束此次的電動機驅(qū)動停止判斷處理。另外，若在設(shè)定有延緩時間tl的區(qū)域內(nèi)經(jīng)過延緩時間tl之前， 點坐標(biāo)(T， Im)離開電動機驅(qū)動停止區(qū)域，就從步驟10跳到步驟 12,將電動機驅(qū)動停止系數(shù)C設(shè)定為1并返回到步驟1。另一方面，電流變化量dim和轉(zhuǎn)矩變化量dT的至少一方在規(guī)定 變化量dll、 dTl以上，選擇第二延緩時間設(shè)定映像M2 (步驟14)， 標(biāo)志F得"1"(步驟15)，當(dāng)前進到步驟16時，判別在第二延緩時 間設(shè)定映像M2中轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和電動機電流Im組合的點坐標(biāo)(T， Im)是否位于電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)。若點坐標(biāo)(T，工m)不在電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)，就跳到步驟18， 使標(biāo)志F為0，在步驟19中將電動機驅(qū)動停止系數(shù)C設(shè)定為1并返 回到步驟l，此外，若點坐標(biāo)(T， Im)位于電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)，就前進到步驟17，判別在與點坐標(biāo)(T， Im)所存在的區(qū)域相對應(yīng)的 延緩時間t2期間，點坐標(biāo)(T， Im)是否持續(xù)存在于該區(qū)域中，直到 經(jīng)過延緩時間t2，前進到步驟19，保持電動機驅(qū)動停止系數(shù)C二1而 返回到步驟l，當(dāng)點坐標(biāo)(T， Im)持續(xù)延緩時間t2地存在于設(shè)定有 延緩時間t2的區(qū)域時，初次前進到步驟20，將電動機驅(qū)動停止系數(shù) C設(shè)定為0并判斷為停止電動機驅(qū)動，使標(biāo)志F為0 (步驟21)，結(jié) 束此次的電動機驅(qū)動停止判斷處理。另外，若在設(shè)定有延緩時間t2的區(qū)域內(nèi)經(jīng)過延緩時間t2之前， 點坐標(biāo)(T， Im)離開電動機驅(qū)動停止區(qū)域，就從步驟16跳到步驟 18，使標(biāo)志F為O，將電動機驅(qū)動停止系數(shù)C設(shè)定為1 (步驟19)并 返回到步驟1。從而，選擇第二延緩時間設(shè)定映像M2 (步驟14)，使標(biāo)志F得"1 " (步驟15)，若點坐標(biāo)(T， Ini) —度進入到延緩時間設(shè)定區(qū)域中而 設(shè)定延緩時間t2，則直到從電動機驅(qū)動停止區(qū)域離開，都是標(biāo)志F =1，從步驟3跳到步驟14，并維持第二延緩時間設(shè)定映像M2。與此相反，即使選擇第一延緩時間設(shè)定映像M1 (步驟8)，設(shè)定 標(biāo)志F為"0"(步驟9)，點坐標(biāo)(T， Ira)進入到延緩時間設(shè)定區(qū)域 而設(shè)定了延緩時間tl，但若電流變化量dim和轉(zhuǎn)矩變化量dT的至少 一方在規(guī)定變化量dll、 dTl以上，也不維持第一延緩時間設(shè)定映像 Ml而變更為第二延緩時間設(shè)定映像M2。如上所述，從電動機驅(qū)動停止判斷單元46向乘法單元26輸出電 動機驅(qū)動停止系數(shù)C，該電動機驅(qū)動停止系數(shù)C為在輔助CPU40中進 行了電動機驅(qū)動停止的判斷后的結(jié)果(參照圖3)。參照圖3，通過該乘法單元26，將從主CPU30的電流反饋控制單 元34輸出的上述驅(qū)動電流Id與電動機驅(qū)動停止系數(shù)C相乘，將乘法 運算結(jié)果Id C輸出到電動機驅(qū)動電路27中。從而，當(dāng)電動機驅(qū)動停止判斷單元46判斷為電動機驅(qū)動停止， 并且電動機驅(qū)動停止系數(shù)C設(shè)定為"0"時，通過電動機驅(qū)動停止系 數(shù)C的乘法運算而使驅(qū)動電流Id變?yōu)?，輔助電動機24停止驅(qū)動。由于在電動機驅(qū)動停止判斷單元46未判斷為電動機驅(qū)動停止的期間，將驅(qū)動電流Id與設(shè)定為"1 "的電動機驅(qū)動停止系數(shù)C相乘，因此，保持相乘結(jié)果仍為Id而向電動機驅(qū)動電路27輸出，通過基于 該驅(qū)動電流Id的P観控制而驅(qū)動輔助電動機24。在轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和電動機電流Im的組合的點坐標(biāo)(T， Im)存在于 延緩時間設(shè)定映像M1、 M2的延緩時間設(shè)定區(qū)域(轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向和 由上述電動機的電動機電流所產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩的方向相互反向的大 致區(qū)域)中而設(shè)定了延緩時間tl、 t2吋，通過持續(xù)驅(qū)動電動機直到 經(jīng)過延緩時間tl、 t2，就能夠?qū)D(zhuǎn)向起到制動的作用以發(fā)揮轉(zhuǎn)向阻 尼效果。然后，在與主CPU30另外設(shè)置的輔助CPU40中，通過延緩時間設(shè) 定映像選擇單元44，在電流變化量dim和轉(zhuǎn)矩變化量dT都小于規(guī)定 變化量dll、 dTl吋，選擇第一延緩時間設(shè)定映像M1，除此以外，選 擇更短地設(shè)定了延緩時間的第二延緩時間設(shè)定映像M2，因此，在電 流變化量dim和轉(zhuǎn)矩變化量dT的至少一方在規(guī)定變化量dll、 dTl以 上而容易在轉(zhuǎn)向中產(chǎn)生舉動的情況下，能夠縮短延緩時間，并在短時 間內(nèi)停止輔助電動機24，從而防止在轉(zhuǎn)向中發(fā)生不自然的舉動。因此，即使在主CPU30的主控制系統(tǒng)中產(chǎn)生了系統(tǒng)異常，也能夠 短時間內(nèi)防止轉(zhuǎn)向不自然的舉動。例如，在將轉(zhuǎn)向從右轉(zhuǎn)反向為左轉(zhuǎn)的情況下，右轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T 減少為O，然后左轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩增加，但在右轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T逐漸減 少的過程中，電動機電流Im也減少，成為dlm〈0，電動機電流Im有 時會向左轉(zhuǎn)方向的輔助轉(zhuǎn)矩逆轉(zhuǎn)，這樣，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和電動機電流 Im組合的點坐標(biāo)(T， Im)出現(xiàn)在延緩時間設(shè)定映像Ml、 M2的第四象限的延緩時間設(shè)定區(qū)域內(nèi)。在電流變化量dlm〈d11且轉(zhuǎn)矩變化量dT〈dTl時，若點坐標(biāo)(T， Im)位于第一延緩時間設(shè)定映像M1的延緩時間500ms的區(qū)域內(nèi)，該 延緩時間500ms中，通過不停止地驅(qū)動電動機，輔助轉(zhuǎn)矩就在與轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)矩T相反方向中工作，通過制動發(fā)揮阻尼效果，在經(jīng)過了延緩時間 500ms的時候停止電動機的驅(qū)動。這在因電流變化量dlm^dl1或者轉(zhuǎn)矩變化量dT》dTl而在轉(zhuǎn)向中容易產(chǎn)生舉動的情況下，點坐標(biāo)(T， Im)位于第二延緩時間設(shè)定映像M2的延緩時間100ms的區(qū)域內(nèi)，縮短了延緩時間t2 (〈U)，制 動時間變短，但能夠短時間內(nèi)停止輔助電動機24的驅(qū)動，防止在駕 駛中發(fā)生不自然的舉動。即使在主CPU30的主控制系統(tǒng)中產(chǎn)生系統(tǒng)異常，電動機電流異常 增加而擔(dān)心在轉(zhuǎn)向中有大的舉動的情況下，也能夠更加縮短停止輔助 電動機24的驅(qū)動的延緩時間，在短時間內(nèi)停止電動機驅(qū)動，將轉(zhuǎn)向 不自然的舉動防止于未然。此外，延緩時間設(shè)定映像M1、 M2的延緩吋間設(shè)定區(qū)域根據(jù)電動 機電流Im分割，該分割后的各區(qū)域由于電動機電流Im越大的區(qū)域?qū)?應(yīng)越短的延緩時間tl、 t2，因此，在主控制系統(tǒng)的系統(tǒng)異常等時， 在出現(xiàn)電動機電流Im大并且轉(zhuǎn)向舉動大的區(qū)域內(nèi)，能夠進一步縮短 用于停止電動機驅(qū)動的延緩時間tl、 t2，短時間地判定并停止輔助 電動機24的驅(qū)動，從而盡可能地抑制轉(zhuǎn)向不自然的舉動。根據(jù)技術(shù)方案1記載的電動轉(zhuǎn)向裝置，由于通過延緩時間設(shè)定映 像選擇單元，在轉(zhuǎn)矩變化量和電流變化量都小于規(guī)定變化量時選擇第 一延緩時間設(shè)定映像，而除此以外選擇更短地設(shè)定了延緩時間的第二 延緩時間設(shè)定映像，因此，雖然用于停止電動機驅(qū)動的延緩時間有長 短，但是能夠期待在需要時總是起作用的轉(zhuǎn)向阻尼效果，并且，在轉(zhuǎn) 矩變化量和電流變化量的至少一方大而在轉(zhuǎn)向中容易產(chǎn)生舉動的情 況下，能夠縮短延緩時間并短時間內(nèi)停止電動機的驅(qū)動，從而防止轉(zhuǎn) 向中產(chǎn)生不自然的舉動。因此，即使在主控制系統(tǒng)中產(chǎn)生了系統(tǒng)異常的情況下，也能夠防 止轉(zhuǎn)向不自然的舉動。根據(jù)技術(shù)方案2記載的電動轉(zhuǎn)向裝置，由于第一延緩時間設(shè)定映 像和第二延緩時間設(shè)定映像中的電動機驅(qū)動停止區(qū)域主要存在于轉(zhuǎn) 向轉(zhuǎn)矩的方向和由上述電動機的電動機電流所產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩的方 向相互反向的區(qū)域內(nèi)，因此，在通常的轉(zhuǎn)向返回時不停止電動機驅(qū)動 地輔助轉(zhuǎn)向力，在轉(zhuǎn)向返回等時，在驅(qū)動延緩時間電動機驅(qū)動后停止， 從而使轉(zhuǎn)向阻尼工作起作用。根據(jù)權(quán)利要求3記載的電動轉(zhuǎn)向裝置，由于設(shè)定了延緩時間的區(qū) 域的被分割后的各區(qū)域是電動機電流越大的區(qū)域?qū)?yīng)于越短的延緩 時間，因此，在系統(tǒng)異常等時，在出現(xiàn)電動機電流大并且轉(zhuǎn)向舉動大 的區(qū)域中，能夠縮短用于停止電動機驅(qū)動的延緩時間，短時間地停止 電動機的驅(qū)動，從而盡可能地抑制轉(zhuǎn)向不自然的舉動。以上，通過附圖詳細地敘述了本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明的具體 結(jié)構(gòu)不限于該實施例，即使有不脫離本發(fā)明的主旨范圍的設(shè)計的變更 等，也包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1、一種電動轉(zhuǎn)向裝置，具有基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和車速計算輔助基本電流值的轉(zhuǎn)向輔助控制單元和至少基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的變化量計算阻尼電流的阻尼電流運算單元，并構(gòu)成了根據(jù)輔助目標(biāo)電流驅(qū)動控制電動機并輔助輸入的主控制系統(tǒng)，所述輔助目標(biāo)電流基于將上述阻尼電流與上述輔助基本電流相加的電流而求得，其特征在于，具有輔助控制系統(tǒng)，所述輔助控制系統(tǒng)由下述單元構(gòu)成映像存儲單元，存儲有第1延緩時間設(shè)定映像和更短地設(shè)定了延緩時間的第2延緩時間設(shè)定映像，所述第1、第2延緩時間設(shè)定映像是以轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和電動機電流為二元變量的坐標(biāo)映像，并在預(yù)先決定的電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)設(shè)定了用于停止電動機驅(qū)動的延緩時間；轉(zhuǎn)矩變化量運算單元，對上述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩進行微分而計算出轉(zhuǎn)矩變化量；電流變化量運算單元，對上述電動機電流進行微分而計算出電流變化量；延緩時間設(shè)定映像選擇單元，當(dāng)上述轉(zhuǎn)矩變化量和上述電流變化量都小于各規(guī)定變化量時，選擇上述第一延緩時間設(shè)定映像，除此以外，選擇第二延緩時間設(shè)定映像；延緩時間決定單元，將上述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和上述電動機電流組合的點坐標(biāo)與由上述延緩時間設(shè)定映像選擇單元所選擇的延緩時間設(shè)定映像進行對照，若位于電動機驅(qū)動停止區(qū)域內(nèi)，就提取并決定對應(yīng)的延緩時間；以及電動機驅(qū)動停止判斷單元，在與上述決定后的延緩時間相對應(yīng)的區(qū)域中，當(dāng)上述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和上述電動機電流組合的點坐標(biāo)持續(xù)了該延緩時間地存在時，判斷為電動機驅(qū)動停止，所述電動轉(zhuǎn)向裝置在上述輔助控制系統(tǒng)的電動機驅(qū)動停止判斷單元判斷為電動機驅(qū)動停止時，停止由上述主控制系統(tǒng)驅(qū)動控制的電動機的驅(qū)動。
2、 如權(quán)利要求1所述的電動轉(zhuǎn)向單元，其特征在于，上述映像 存儲單元所存儲的上述第一延緩時間設(shè)定映像和上述第二延緩時間 設(shè)定映像中的上述電動機驅(qū)動停止區(qū)域，主要存在于上述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的 方向與由上述電動機的上述電動機電流所產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩的方向成 為相互反向的區(qū)域中。
3、 如權(quán)利要求2所述的電動轉(zhuǎn)向單元，其特征在于，上述映像 存儲單元所存儲的上述第 一 延緩時間設(shè)定映像和上述第二延緩吋間 設(shè)定映像，使電動機驅(qū)動停止區(qū)域為相互相同的區(qū)域，根據(jù)電動機電流，將該電動機驅(qū)動停止區(qū)域中的設(shè)定了延緩時間 的區(qū)域分割為多個區(qū)域，與各區(qū)域?qū)?yīng)地設(shè)定用于停止電動機驅(qū)動的 延緩時間，在設(shè)定了延緩時間的區(qū)域的被分割后的各區(qū)域中，電動機電流越 大的區(qū)域?qū)?yīng)越短的延緩時間。
全文摘要
本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向裝置，具有由下述單元構(gòu)成的輔助控制系統(tǒng)映像存儲單元，存儲有第一延緩時間設(shè)定映像和更短地設(shè)定了延緩時間的第二延緩時間設(shè)定映像；延緩時間設(shè)定映像選擇單元，在轉(zhuǎn)矩變化量和電流變化量都小于各規(guī)定變化量時，選擇第一延緩時間設(shè)定映像，除此以外選擇第二延緩時間設(shè)定映像；延緩時間決定單元，將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和電動機電流組合的點坐標(biāo)與所選擇的延緩時間設(shè)定映像進行對照，決定延緩時間；和電動機驅(qū)動停止判斷單元，在上述點坐標(biāo)持續(xù)所決定的延緩時間地存在于與該延緩時間相對應(yīng)的區(qū)域中時，判斷為電動機驅(qū)動停止，所述電動轉(zhuǎn)向裝置在電動機驅(qū)動停止判斷單元判斷為電動機驅(qū)動停止時，使由主控制系統(tǒng)驅(qū)動控制的電動機的驅(qū)動停止。
文檔編號B62D101/00GK101274639SQ20071015428
公開日2008年10月1日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者田卷明宏 申請人:株式會社昭和