電動轉(zhuǎn)向設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動轉(zhuǎn)向設備。當車輛在斜坡道路上行駛時，零點改變模型71執(zhí)行斜坡道路對應控制。通過該控制，當總轉(zhuǎn)矩為零時可以將目標轉(zhuǎn)動角θp從中性轉(zhuǎn)動角改變到偏斜的路面的較低側(cè)。因此，在斜坡道路上行駛期間，即使駕駛員不施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th，也可以實現(xiàn)根據(jù)斜坡道路的方向盤的轉(zhuǎn)向角。因此，當實現(xiàn)根據(jù)總轉(zhuǎn)矩的目標轉(zhuǎn)動角θp時，當駕駛員在斜坡道路上行駛時也可以獲得合適的轉(zhuǎn)向感覺。
【專利說明】電動轉(zhuǎn)向設備
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電動轉(zhuǎn)向設備。
【背景技術(shù)】
[0002]電動轉(zhuǎn)向設備通過電動機驅(qū)動來輔助轉(zhuǎn)向力以實現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)向感覺。
[0003]日本公開特許公報第2006-131191號中公開的電動轉(zhuǎn)向設備具有基于車速和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來計算輔助轉(zhuǎn)矩的輔助轉(zhuǎn)矩計算單元。輔助轉(zhuǎn)矩計算單元隨著轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩變得更大而增大輔助轉(zhuǎn)矩。輔助轉(zhuǎn)矩計算單元還隨著車速V變得更快而減小輔助轉(zhuǎn)矩。通過電動機將根據(jù)該所計算的輔助轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)向輔助力施加到方向盤。
[0004]日本專利第4453012號中公開的電動轉(zhuǎn)向設備設置有用于基于轉(zhuǎn)向角來設定目標轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的第一參考模型，以及用于基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來設定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的目標轉(zhuǎn)動角的第二參考模型?；趦蓚€參考模型作為理想模型來控制對電動機的操作。在這種情況下，通過第一參考模型來執(zhí)行轉(zhuǎn)矩反饋控制以使實際轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩跟隨目標轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。結(jié)果是，總是能夠?qū)⑥D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩設定為最佳值。此外，通過第二參考模型來執(zhí)行轉(zhuǎn)動角反饋控制以使實際轉(zhuǎn)動角跟隨目標轉(zhuǎn)動角。結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)作為輸入轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的實際轉(zhuǎn)動角。
[0005]同時,斜坡道路(banked road)具有在其寬度方向上偏斜(inclined)的路面并且斜坡道路是彎曲的。當不具有第二參考模型的車輛在斜坡道路上行駛時，即使駕駛員不施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，方向盤的轉(zhuǎn)向角位置也變?yōu)楦鶕?jù)斜坡道路的轉(zhuǎn)向角位置。因此，當在斜坡道路上行駛時，駕駛員不需要大幅地轉(zhuǎn)動方向盤。
[0006]然而，在具有第二參考模型的車輛中實現(xiàn)了根據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的實際轉(zhuǎn)動角，以使方向盤返回到中性位置，除非當在斜坡道路上行駛時駕駛員施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。因此，當在斜坡道路上行駛時，駕駛員需要保持施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩以防止方向盤返回到中性位置。當在斜坡道路上行駛時，可能不會獲得合適的轉(zhuǎn)向感覺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種電動轉(zhuǎn)向設備，該電動轉(zhuǎn)向設備使得在使實際轉(zhuǎn)動角來跟隨根據(jù)輸入轉(zhuǎn)矩的目標轉(zhuǎn)動角的配置中即使在斜坡道路上也能夠獲得合適的轉(zhuǎn)向感覺。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明的第一實施例提供有一種電動轉(zhuǎn)向設備，該電動轉(zhuǎn)向設備包括:轉(zhuǎn)向力提供器，該轉(zhuǎn)向力提供器被配置成向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供輔助轉(zhuǎn)矩；第一控制裝置，該第一控制裝置被配置成根據(jù)通過駕駛員對方向盤的操作而施加到轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩通過轉(zhuǎn)向力提供器向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供輔助轉(zhuǎn)矩；第二控制裝置，該第二控制裝置被配置成根據(jù)作為至少是輔助轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的輸入轉(zhuǎn)矩來確定目標轉(zhuǎn)動角，該第二控制裝置被配置成通過經(jīng)由轉(zhuǎn)向力提供器向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供輔助轉(zhuǎn)矩來將車輛的轉(zhuǎn)動角控制成目標轉(zhuǎn)動角；行駛道路檢測裝置，該行駛道路檢測裝置被配置成檢測車輛在其上行駛的路面的偏斜程度；以及改變裝置，該改變裝置被配置成通過第二控制裝置來執(zhí)行與偏斜程度的增大相關(guān)聯(lián)的斜坡道路對應控制，當輸入轉(zhuǎn)矩為零時，該斜坡道路對應控制將目標轉(zhuǎn)動角從與車輛的直線向前方向?qū)闹行赞D(zhuǎn)動角改變到偏斜的路面的較低側(cè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電動轉(zhuǎn)向設備的整體配置的框圖；
[0010]圖2是示出了電動機控制裝置的配置的框圖；
[0011]圖3是示出了微型計算機的配置的框圖；
[0012]圖4是示出了轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩與基本輔助轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖表；
[0013]圖5是示出了目標轉(zhuǎn)動角計算單元的配置的框圖；
[0014]圖6是示出了作用在車輛上的力的說明圖；
[0015]圖7A是示出了與道路坡度相關(guān)聯(lián)的重力分量和其中偏航率超過閾值的零點漂移角(零點漂移力)之間的關(guān)系的圖表；
[0016]圖7B是示出了與道路坡度相關(guān)聯(lián)的重力分量和其中偏航率小于閾值的零點漂移角(零點漂移力)之間的關(guān)系的圖表；
[0017]圖8是示出了總轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向角之間的關(guān)系的圖表；以及
[0018]圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的目標轉(zhuǎn)動角計算單元的配置的框圖。
【具體實施方式】
[0019][第一實施例]
[0020]在下文中，將參照圖1至圖8來描述實施根據(jù)本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向設備的第一實施例。
[0021]如圖1所示，電動轉(zhuǎn)向設備(EPS) I具有由駕駛員轉(zhuǎn)向的方向盤2，與方向盤2 —起轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向軸3，以及經(jīng)由齒條齒輪機構(gòu)4耦接到轉(zhuǎn)向軸3的齒條軸5。
[0022]在操作方向盤2時，轉(zhuǎn)向軸3被旋轉(zhuǎn)。通過齒條齒輪機構(gòu)4將轉(zhuǎn)向軸3的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成齒條軸5的往復直線運動。通過齒條軸5的往復直線運動來改變輪胎7的實際轉(zhuǎn)動角Θ PS0
[0023]EPSl還具有作為轉(zhuǎn)向力提供器的EPS致動器10，以及控制EPS致動器10的移動的電動機控制裝置11。EPS致動器10給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供用于輔助轉(zhuǎn)向操作的輔助力。EPS致動器10具有用作為驅(qū)動源的電動機12，以及減速機構(gòu)13。采用無刷電動機作為電動機12。
[0024]在通過減速機構(gòu)13減速后，將電動機12的驅(qū)動力傳送到轉(zhuǎn)向軸3。因此，將輔助轉(zhuǎn)矩提供給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)例如方向盤、轉(zhuǎn)向軸3等。
[0025]電動機控制裝置11連接到車速傳感器26、橫向G傳感器25、偏航率傳感器27以及轉(zhuǎn)矩傳感器24。車速傳感器26檢測車速V并且將檢測結(jié)果輸出到電動機控制裝置11。橫向G傳感器25檢測在車輛寬度方向上作用的橫向加速度LA，并且將檢測結(jié)果輸出到電動機控制裝置11。偏航率傳感器27檢測作為朝向車輛的轉(zhuǎn)動方向的旋轉(zhuǎn)角的變化率的偏航率YR，并且然后將檢測結(jié)果輸出到電動機控制裝置11。
[0026]扭桿15設置在轉(zhuǎn)向軸3的中間。轉(zhuǎn)矩傳感器24基于扭桿15的扭轉(zhuǎn)來檢測要被傳送到轉(zhuǎn)向軸3的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th，并且然后將檢測結(jié)果輸出到電動機控制裝置11。
[0027]如圖2所示，電動機控制裝置11具有輸出電動機驅(qū)動信號的微型計算機31，以及基于電動機驅(qū)動信號來給電動機12供應驅(qū)動電力的反相器電路30。用于檢測實際電流值I的電流傳感器35設置在反相器電路30與電動機12之間。電動機12設置有用于檢測電動機旋轉(zhuǎn)角Θ m的旋轉(zhuǎn)角傳感器17。旋轉(zhuǎn)角傳感器17將所檢測的電動機旋轉(zhuǎn)角Θ m輸出到微型計算機31。
[0028]如圖3所示，微型計算機31具有輔助轉(zhuǎn)矩計算單元40、電流指令值計算單元28以及電動機驅(qū)動信號生成單元29。通過由微型計算機31運行的計算機程序來實現(xiàn)微型計算機31中的每個控制塊。輔助轉(zhuǎn)矩計算單元40基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和車速V來計算要在電動機12中生成的輔助轉(zhuǎn)矩Tas，并且然后將所計算的輔助轉(zhuǎn)矩Tas輸出到電流指令值計算單元28。電流指令值計算單元28計算與輔助轉(zhuǎn)矩Tas對應的電流指令值Ic，并且然后將所計算的電流指令值Ic輸出到電動機驅(qū)動信號生成單元29。
[0029]電動機驅(qū)動信號生成單元29執(zhí)行電流反饋控制以使實際電流值I跟隨電流指令值Ic，并且然后生成電動機驅(qū)動信號。反相器電路30基于來自電動機驅(qū)動信號生成單元29的電動機驅(qū)動信號來驅(qū)動電動機12。
[0030]輔助轉(zhuǎn)矩計算單元40具有基本輔助轉(zhuǎn)矩計算單元41、目標轉(zhuǎn)動角計算單元44、轉(zhuǎn)動角反饋控制單元45、轉(zhuǎn)動角計算單元43以及加法器46。基本輔助轉(zhuǎn)矩計算單元41基于由轉(zhuǎn)矩傳感器24檢測的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和由車速傳感器26檢測的車速V來計算基本輔助轉(zhuǎn)矩Tab，并且然后將所計算的基本輔助轉(zhuǎn)矩Tab輸出到目標轉(zhuǎn)動角計算單元44和加法器46。具體地，如圖4詳細所示，基本輔助轉(zhuǎn)矩計算單元41隨著轉(zhuǎn)向扭矩Th變得更大而增大基本輔助轉(zhuǎn)矩Tab，并且隨著車速V變得更快而減小基本輔助轉(zhuǎn)矩Tab。
[0031 ]目標轉(zhuǎn)動角計算單元44基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和基本輔助轉(zhuǎn)矩Tab來計算目標轉(zhuǎn)動角Θ P,并且然后將所計算的目標轉(zhuǎn)動角Θ P輸出到轉(zhuǎn)動角反饋控制單元45。此外，目標轉(zhuǎn)動角Θ P是取決于通過將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th與基本輔助轉(zhuǎn)矩Tab求和而獲得的總轉(zhuǎn)矩Tt的輪胎的理想切削角(轉(zhuǎn)動角)。轉(zhuǎn)動角計算單元43基于通過旋轉(zhuǎn)角傳感器17檢測的電動機旋轉(zhuǎn)角θπι來計算實際轉(zhuǎn)動角0PS，并且然后將所計算的實際轉(zhuǎn)動角Θ ps輸出到轉(zhuǎn)動角反饋控制單元45。
[0032]轉(zhuǎn)動角反饋控制單元45通過執(zhí)行反饋控制來輸出輔助轉(zhuǎn)矩校正值ATab以使實際轉(zhuǎn)動角Gps跟隨目標轉(zhuǎn)動角ΘΡ。加法器46通過給基本輔助轉(zhuǎn)矩Tab加上輔助轉(zhuǎn)矩校正值△ Tab來計算輔助轉(zhuǎn)矩Tas，并且然后將所計算的輔助轉(zhuǎn)矩Tas輸出到電流指令值計算單元28。這樣，控制了輔助轉(zhuǎn)矩Tas的大小以使實際轉(zhuǎn)動角Θ ps成為目標轉(zhuǎn)動角ΘΡ。因此，通過抑制從可轉(zhuǎn)向輪輸入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的反向輸入振動，可以獲得更穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向感覺。
[0033]接著，將參照圖5來描述目標轉(zhuǎn)動角計算單元44的控制塊。
[0034]如圖5所示，目標轉(zhuǎn)動角計算單元44具有理想EPS模型50、理想車輛模型60、作為改變裝置的零點改變單元70、加法器56、加法器59以及減法器58。加法器56通過將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和基本輔助轉(zhuǎn)矩Tab相加來計算總轉(zhuǎn)矩Tt，并將所計算的總轉(zhuǎn)矩Tt輸出到減法器58。減法器58通過從總轉(zhuǎn)矩Tt中減去來自理想車輛模型60的彈簧分量Tsp來計算減法值Tp，并將所計算的減法值Tp輸出到理想EPS模型50。取決于構(gòu)成EPSl的元件例如轉(zhuǎn)向軸3、電動機12等的特性來設定理想EPS模型50。取決于懸架和車輪定位的規(guī)格以及車輛的特性例如可轉(zhuǎn)向輪的抓握力來設定理想車輛模型60。這里，下述等式在總轉(zhuǎn)矩Tt與目標轉(zhuǎn)動角Θ P之間成立。
[0035]Tt=J Θ p”+C θ p’ +K Θ P..--⑴[0036]更具體地，通過將以下值相加來獲得總轉(zhuǎn)矩Tt:通過給目標轉(zhuǎn)動角θρ的二階時間微分值θρ"乘以慣性矩J而獲得的值、通過給目標轉(zhuǎn)動角Θ P的一階時間微分值θρ"乘以粘度系數(shù)C而獲得的值、以及通過給目標轉(zhuǎn)動角Θ P乘以彈簧系數(shù)K而獲得的值。理想EPS模型50和理想車輛模型60被配置成基于等式(I)根據(jù)總轉(zhuǎn)矩Tt來計算目標轉(zhuǎn)動角θ ρ。理想EPS模型50具有與慣性項對應的慣性控制計算單元51、與粘度項對應的粘度控制計算單元52、減法器57以及積分器54、積分器55這一對積分器。理想車輛模型60具有與彈簧項對應的彈簧特性控制計算單元61。
[0037]減法器57通過從減法值Tp中減去來自粘度控制計算單元52的粘度分量Tvi來計算減法值Τρ%并將所計算的減法值Tp*輸出到慣性控制計算單元51。慣性控制計算單元51通過使來自減法器57的減法值Tp*除以慣性矩J來計算目標轉(zhuǎn)動角加速度α P，并且然后將所計算的目標轉(zhuǎn)動角加速度α P分別輸出到積分器54和彈簧特性控制計算單元61。積分器54通過對目標轉(zhuǎn)動角加速度α P進行積分來計算目標轉(zhuǎn)動角速度ωρ，并且然后將所計算的目標轉(zhuǎn)動角速度ωρ分別輸出到積分器55、彈簧特性控制計算單元61以及粘度控制計算單元52。
[0038]積分器55通過對目標轉(zhuǎn)動角速度ω ρ進行積分來計算目標轉(zhuǎn)動角θρ，并將所計算的目標轉(zhuǎn)動角θ ρ分別輸出到轉(zhuǎn)動角反饋控制單元45和加法器59 (彈簧特性控制計算單元61)。粘度控制計算單元52基于目標轉(zhuǎn)動角速度ω ρ來計算粘度分量Tvi，并將所計算的粘度分量Tvi輸出到減法器57。彈簧特性控制計算單元61基于目標轉(zhuǎn)動角加速度αρ、目標轉(zhuǎn)動角速度ωρ以及目標轉(zhuǎn)動角θ ρ來計算彈簧分量Tsp，并將所計算的彈簧分量Tsp輸出到減法器58。
[0039]零點改變單元70具有零點改變模型71、減法器72以及乘法器73。當車輛在斜坡道路上行駛時，零點改變單元70將方向盤2的轉(zhuǎn)向角Θ s設定為與斜坡道路對應的位置。斜坡道路的路面的高度沿著與轉(zhuǎn)動方向正交的寬度方向朝向外側(cè)增大。
[0040]如圖6所示，在斜坡道路上沿著該斜坡道路的寬度方向?qū)⒒诘缆菲露鹊闹亓Ψ至縂a施加到車輛。將重力分量Ga表示為“GbSinii ”，其中，路面的偏斜的角度為β以及重力加速度為Gb。零點改變單元70根據(jù)下述等式來計算重力分量Ga。
[0041]重力分量Ga=橫向加速度LA —車速VX偏航率YR...(2)
[0042]根據(jù)以下所述來得到等式(2)，即橫向加速度LA是通過將離心加速度α與基于道路坡度的重力分量Ga相加而獲得的值。此外，由車速VX偏航率YR來表示離心加速度α。
[0043]如圖5所示，乘法器73通過將來自車速傳感器26的車速V與來自偏航率傳感器27的偏航率YR相乘來計算離心加速度α，并將所計算的離心加速度α輸出到減法器72。減法器72通過從來自橫向G傳感器25的橫向加速度LA中減去來自乘法器73的離心加速度α來計算重力分量Ga，并且將所計算的重力分量Ga輸出到零點改變模型71。也將由偏航率傳感器27檢測的偏航率YR輸出到零點改變模型71。
[0044]如圖7Α和圖7Β的圖表所示，零點改變模型71取決于重力分量Ga來確定零點漂移角θ ζ，并將所確定的零點漂移角θ ζ輸出到加法器59。當偏航率YR超過閾值時，零點改變模型71通過使用圖7Α的圖表來確定零點漂移角θ ζ.當偏航率YR小于閾值時，零點改變模型71通過使用圖7Β的圖表來確定零點漂移角θ ζ.[0045]對閾值進行設定的目的在于區(qū)分車輛是正在斜坡道路(banked road)還是傾斜道路(canted road)上行駛。傾斜道路具有在其寬度方向上偏斜(inclined)的路面并且傾斜道路是直線地延伸。更具體地，將閾值設定為下述值，該值小于當車輛正在斜坡道路上行駛時的偏航率YR并且大于當車輛正在傾斜道路上行駛時的偏航率YR。
[0046]如圖7A所示，當偏航率YR超過閾值時，零點改變模型71隨著重力分量Ga的增大而增大零點漂移角θ Z0此外，如圖7B所示，當偏航率YR小于閾值時，零點改變模型71隨著重力分量Ga的增大而將零點漂移角ΘΖ收斂到固定的負值P1。加法器59通過將來自積分器55的目標轉(zhuǎn)動角θ ρ與零點漂移角θ ζ相加來計算經(jīng)校正的目標轉(zhuǎn)動角ΘΡ%并將所計算的經(jīng)校正的目標轉(zhuǎn)動角θ ρ*輸出到彈簧特性控制計算單元61。
[0047]接著，將參照圖7Α至圖8來描述對輔助轉(zhuǎn)矩計算單元40的操作。
[0048]在車輛在沒有在道路的寬度方向上偏斜的路面上行駛的情況下，基于道路坡度的重力分量Ga變?yōu)榱?，并且零點漂移角θ ζ也變?yōu)榱恪Ｔ谶@種情況下，輔助轉(zhuǎn)矩計算單元40的配置與不具有零點改變單元70的常規(guī)配置相同。也就是說，如圖8的實線LI所示，當施加到轉(zhuǎn)向軸3的總轉(zhuǎn)矩Tt為零時，對實際轉(zhuǎn)動角Θ ps進行反饋控制以使其跟隨目標轉(zhuǎn)動角Θ P，并且將方向盤2的轉(zhuǎn)向角Θ s設定為中性角0C (0° )。這個時刻的方向盤2的轉(zhuǎn)向角Qs對應于實際轉(zhuǎn)動角0pS。當方向盤2的轉(zhuǎn)向角Θ s為中性角Θ c，實際轉(zhuǎn)動角Θ ps變?yōu)榕c車輛直線向前行駛時對應的中性轉(zhuǎn)動角。
[0049]在車輛在斜坡道路上行駛的情況下，根據(jù)圖7A的圖表，隨著基于道路坡度的重力分量Ga的增大，零點漂移角θ ζ也增大。在這種情況下，增大了要被輸入到彈簧特性控制計算單元61的經(jīng)校正的目標轉(zhuǎn)動角ΘΡ%并且也增大了要從彈簧特性控制計算單元61輸出的彈簧分量Tsp。結(jié)果是，減小了要從減法器58輸出到理想EPS模型50的減法值Tp。當改變了要被輸入到理想EPS模型50的減法值Tp時，也改變了要從理想EPS模型50輸出的目標轉(zhuǎn)動角θ ρ。例如，在與零點漂移角θ ζ—起增大的彈簧分量Tsp的增大的量是預定值Al的情況下，即使總轉(zhuǎn)矩Tt為零，減法值Tp也不變?yōu)榱?。由此，目標轉(zhuǎn)動角θ ρ變?yōu)榕c預定值Al對應的角θχ。
[0050]也就是說，如圖8的點劃線L2所示，當施加到轉(zhuǎn)向軸3的總轉(zhuǎn)矩Tt為零時，將方向盤2的轉(zhuǎn)向角Θ s設定為角ΘΧ。角ΘΧ取決于基于道路坡度的重力分量Ga而改變。這是因為斜坡道路直線L2隨著重力分量Ga變大而向上移動。因此，在斜坡道路上行駛期間，甚至在不施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的狀態(tài)下，方向盤2也被保持在斜坡道路的內(nèi)側(cè)，即，偏斜的路面的較低側(cè)。結(jié)果是，即使駕駛員不操作方向盤2，車輛也可能沿著斜坡道路的彎曲而轉(zhuǎn)動。在斜坡道路上行駛時對零點改變單元70的控制是斜坡道路對應控制。
[0051]在車輛在傾斜道路上行駛的情況下，根據(jù)圖7Β的圖表，相比基于道路坡度的重力分量Ga的增大，零點漂移角ΘΖ收斂到固定值Ρ1。在這種情況下，減小了要被輸入到彈簧特性控制計算單元61的經(jīng)校正的目標轉(zhuǎn)動角θ ρ*,并且也減小了要從彈簧特性控制計算單元61輸出的彈簧分量Tsp。結(jié)果是，增大了要通過減法器58輸出到理想EPS模型50的減法值Tp。這里，在與零點漂移角θ ζ的減小相關(guān)聯(lián)的彈簧分量Tsp的減小的量為預定值A2的情況下，即使總轉(zhuǎn)矩Tt為零，減法值Tp也不變?yōu)榱?。由此，目標轉(zhuǎn)動角θ ρ變?yōu)榕c預定值A2對應的角0y。
[0052]也就是說，如圖8的雙點劃線L3所示，當施加到轉(zhuǎn)向軸3的總轉(zhuǎn)矩Tt為零時，將方向盤2的轉(zhuǎn)向角Θ s設定為角0y。角θχ和角0y 二者在中性角0C (0° )兩端以正符號和負符號而不同。因此，在傾斜道路上行駛期間，甚至在不施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的情況下，方向盤2也被保持在傾斜道路的偏斜的路面的較高側(cè)。結(jié)果是，即使駕駛員不操作方向盤2，車輛也可以直線向前行駛，而不取決于傾斜道路的偏斜表面而轉(zhuǎn)動。在傾斜道路上行駛時對零點改變單元70的控制是傾斜道路對應控制。此外，基本輔助轉(zhuǎn)矩計算單元41對應于第一控制裝置，并且目標轉(zhuǎn)動角計算單元44和轉(zhuǎn)動角反饋控制單元45對應于第二控制裝置。總轉(zhuǎn)矩Tt對應于輸入轉(zhuǎn)矩。
[0053]根據(jù)上述第一實施方式，可以進行下述有益效果。
[0054]( I)當車輛在斜坡道路上行駛時，零點改變模型71執(zhí)行斜坡道路對應控制。通過該控制，當總轉(zhuǎn)矩Tt為零時可以將目標轉(zhuǎn)動角θ ρ從中性轉(zhuǎn)動角改變到偏斜的路面的較低偵U。因此，在斜坡道路上行駛期間，即使駕駛員不施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th，也可以實現(xiàn)根據(jù)斜坡道路的方向盤2的轉(zhuǎn)向角0S。因此，在實現(xiàn)根據(jù)總轉(zhuǎn)矩Tt的目標轉(zhuǎn)動角0 P的配置中，當在斜坡道路上行駛時駕駛員也可以獲得合適的轉(zhuǎn)向感覺。
[0055](2)傾斜道路的路面與斜坡道路類似地偏斜。另一方面，與斜坡道路相比，傾斜道路直線地延伸。因此，在斜坡道路上行駛時車輛的偏航率YR大于在傾斜道路上行駛時車輛的偏航率YR。著眼于偏航率YR的不同，當偏航率YR超過閾值時執(zhí)行斜坡道路對應控制，而當偏航率YR小于閾值時執(zhí)行傾斜道路對應控制。
[0056]通過傾斜道路對應控制，當總轉(zhuǎn)矩Tt為零時可以將目標轉(zhuǎn)動角θ ρ從中性轉(zhuǎn)動角改變到與偏斜角β的增大相關(guān)聯(lián)的偏斜的路面的較高側(cè)。因此，在傾斜道路上行駛期間，即使駕駛員不施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th，也可以沿著傾斜道路直線向前移動車輛。因此，在使得能夠執(zhí)行斜坡道路對應控制的配置中，當在傾斜道路上行駛時駕駛員也可以獲得合適的轉(zhuǎn)向感覺。
[0057](3)當總轉(zhuǎn)矩Tt為零時，可以通過給目標轉(zhuǎn)動角θρ加上零點漂移角ΘΖ來將目標轉(zhuǎn)動角ΘP從中性轉(zhuǎn)動角改變根據(jù)零點漂移角θζ的角。由于零點漂移角θζ和目標轉(zhuǎn)動角θ ρ的單位是相同的，所以設計人員可以相對于基于道路坡度的重力分量Ga來調(diào)整零點漂移角ΘΖ，并且直觀地設定與斜坡道路對應的目標轉(zhuǎn)動角ΘΡ。因此，可以容易地設定目標轉(zhuǎn)動角0P。
[0058](4)通過使用安裝在普通車輛上的偏航率傳感器27、車速傳感器26以及橫向G傳感器25的檢測結(jié)果來獲得重力分量Ga。當車輛位于斜坡道路的偏斜的路面上時，重力分量Ga根據(jù)斜坡道路的偏斜角β而變得更大。在這種情況下，在不給車輛增加新配置的情況下可以通過重力分量Ga來檢測車輛是行駛在偏斜的路面例如斜坡路面上還是行駛在平坦的非偏斜的路面上。
[0059][第二實施例]
[0060]在下文中，將參照圖9來描述實施根據(jù)本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向設備的第二實施例。第二實施例中的零點改變模型的連接位置與第一實施例中的零點改變模型的連接位置不同。在下文中，將主要描述與第一實施例的不同點。
[0061]如圖9所示，加法器59設置在彈簧特性控制計算單元61與減法器58之間。零點改變模型75以與第一實施方式相同的方式使用圖7Α和圖7Β的圖表取決于重力分量Ga來確定零點漂移力Fz (單位是力)。圖7Α和圖7Β的圖表的坡度與第一實施方式相同。零點改變模型75將零點漂移力Fz轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩，計算零點漂移轉(zhuǎn)矩Tz，并將所計算的零點漂移轉(zhuǎn)矩Tz輸出到加法器59。該加法器59將彈簧分量Tsp與零點漂移轉(zhuǎn)矩Tz相加，計算經(jīng)校正的彈簧分量Tsp%并將所計算的經(jīng)校正的彈簧分量Tsp*輸出到減法器58。
[0062]在第二實施例中，要被從總轉(zhuǎn)矩Tt中減去的經(jīng)校正的彈簧分量Tsp*的值也取決于道路例如斜坡道路、傾斜道路等而改變。因此，可以實現(xiàn)相對于適合于斜坡道路和傾斜道路的總轉(zhuǎn)矩Tt的方向盤2的轉(zhuǎn)向角0S (實際轉(zhuǎn)動角0ps)。
[0063]根據(jù)上述第二實施例，可以進行除第一實施例的(I)至(4)的有益效果之外的下述有益效果。
[0064](5)當總轉(zhuǎn)矩Tt為零時，可以通過給彈簧分量Tsp加上零點漂移轉(zhuǎn)矩Tz來將目標轉(zhuǎn)動角θ ρ從中性轉(zhuǎn)動角改變根據(jù)零點漂移轉(zhuǎn)矩Tz的角。在第二實施例中，未將零點漂移轉(zhuǎn)矩Tz輸入到理想車輛模型60。因此，可以抑制由于從零點改變模型75輸出的零點漂移轉(zhuǎn)矩Tz經(jīng)過理想車輛模型60而產(chǎn)生的相位滯后。因此，可以更快地將總轉(zhuǎn)矩Tt與目標轉(zhuǎn)動角θ ρ之間的關(guān)系帶入適合于斜坡道路或傾斜道路的狀態(tài)。
[0065]另外，可以將上述實施例修改為如下。
[0066]在上述兩個實施例中，基于偏航率YR是否超過閾值來使用圖7A和圖7B的圖表中的任何一個圖表。然而，可以使用具有零點漂移角ΘΖ (零點漂移力Fz)、基于道路坡度的重力分量Ga以及偏航率YR這三個軸的圖表。
[0067]零點改變模型71和零點改變模型75可以在不考慮偏航率YR的情況下確定零點漂移角ΘΖ (零點漂移力Fz)。在這種情況下，使用與斜坡道路對應的圖7A的圖表。
[0068]在上述實施例中，目標轉(zhuǎn)動計算單元44基于總轉(zhuǎn)矩Tt來計算目標轉(zhuǎn)動角θ ρ。然而，可以僅基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th或僅基于基本輔助轉(zhuǎn)矩Tab來計算目標轉(zhuǎn)動角θ ρ。
[0069]在上述實施例中，用作為行駛道路檢測裝置的減法器72和乘法器73計算與偏斜角β對應的重力分量Ga。然而，如果可以檢測路面的偏斜角，那么可以給車輛設置偏斜角傳感器并且可以由偏斜角傳感器來檢測偏斜角β。在這種情況下，對重力分量Ga的計算變得不必要了。
【權(quán)利要求】
1.一種電動轉(zhuǎn)向設備,其特征在于: 轉(zhuǎn)向力提供器，所述轉(zhuǎn)向力提供器被配置成向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供輔助轉(zhuǎn)矩； 第一控制裝置，所述第一控制裝置被配置成根據(jù)通過駕駛員對方向盤的操作而施加到轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩通過所述轉(zhuǎn)向力提供器向所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供輔助轉(zhuǎn)矩； 第二控制裝置，所述第二控制裝置被配置成根據(jù)作為至少是所述輔助轉(zhuǎn)矩或所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的輸入轉(zhuǎn)矩來確定目標轉(zhuǎn)動角，所述第二控制裝置被配置成通過經(jīng)由所述轉(zhuǎn)向力提供器向所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供輔助轉(zhuǎn)矩來將車輛的轉(zhuǎn)動角控制成所述目標轉(zhuǎn)動角； 行駛道路檢測裝置，所述行駛道路檢測裝置被配置成檢測所述車輛在其上行駛的路面的偏斜程度；以及 改變裝置，所述改變裝置被配置成通過所述第二控制裝置來執(zhí)行與所述偏斜程度的增大相關(guān)聯(lián)的斜坡道路對應控制，當所述輸入轉(zhuǎn)矩為零時，所述斜坡道路對應控制將所述目標轉(zhuǎn)動角從與所述車輛的直線向前方向?qū)闹行赞D(zhuǎn)動角改變到偏斜的路面的較低側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其特征在于 如果所述車輛的偏航率超過了閾值，那么所述改變裝置確定所述車輛正在斜坡道路上行駛并且執(zhí)行所述斜坡道路對應控制；并且 如果所述偏航率小于所述閾值，那么所述改變裝置確定所述車輛正在傾斜道路上行駛并且通過所述第二控制裝置來執(zhí)行與所述偏斜程度的增大相關(guān)聯(lián)的傾斜道路對應控制，其中，當所述輸入轉(zhuǎn)矩為零時，所述傾斜道路對應控制將所述目標轉(zhuǎn)動角從所述中性轉(zhuǎn)動角改變到所述偏斜的路面的較高側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其特征在于，在所述斜坡道路對應控制下，當所述輸入轉(zhuǎn)矩為零時，所述目標轉(zhuǎn)動角被控制為隨著作用在所述車輛上的基于路面坡度的重力分量的增大而增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其特征在于，在所述傾斜道路對應控制下，當所述輸入轉(zhuǎn)矩為零時，所述目標轉(zhuǎn)動角被控制為隨著作用在所述車輛上的基于路面坡度的重力分量的增大而收斂到預定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其特征在于 所述第二控制裝置包括理想EPS模型、理想車輛模型以及減法器； 所述減法器將通過從所述輸入轉(zhuǎn)矩中減去來自所述理想車輛模型的彈簧分量而獲得的減法值輸出到所述理想EPS模型； 所述理想EPS模型基于所述減法值來計算目標轉(zhuǎn)動角加速度、目標轉(zhuǎn)動角速度以及目標轉(zhuǎn)動角； 所述理想車輛模型基于來自所述理想EPS模型的所述目標轉(zhuǎn)動角、所述目標轉(zhuǎn)動角速度以及所述目標轉(zhuǎn)動角加速度來計算所述彈簧分量，并將所計算的所述彈簧分量輸出到所述減法器；并且 所述改變裝置取決于所述偏斜程度的增大來確定零點漂移角，并且通過給來自所述理想EPS模型的所述目標轉(zhuǎn)動角加上所述零點漂移角來相對于所述輸入轉(zhuǎn)矩調(diào)整所述目標轉(zhuǎn)動角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其特征在于 所述第二控制裝置包括理想EPS模型、理想車輛模型以及減法器；所述減法器將通過從所述輸入轉(zhuǎn)矩中減去來自所述理想車輛模型的彈簧分量而獲得的減法值輸出到所述理想EPS模型； 所述理想EPS模型基于所述減法值來計算目標轉(zhuǎn)動角加速度、目標轉(zhuǎn)動角速度以及目標轉(zhuǎn)動角； 所述理想車輛模型基于來自所述理想EPS模型的所述目標轉(zhuǎn)動角、所述目標轉(zhuǎn)動角速度以及所述目標轉(zhuǎn)動角加速度來計算所述彈簧分量，并將所計算的所述彈簧分量輸出到所述減法器；并且 所述改變裝置取決于所述偏斜程度來確定零點漂移轉(zhuǎn)矩，并且通過給來自所述理想車輛模型的所述彈簧分量加上所述零點漂移轉(zhuǎn)矩來相對于所述輸入轉(zhuǎn)矩調(diào)整所述目標轉(zhuǎn)動角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其特征在于所述行駛道路檢測裝置通過從在所述車輛的寬度方向上作用的橫向加速度中減去已經(jīng)通過將偏航率與車速相乘而獲得的離心力來計算作用到所述車輛上的重力分量，并且所述行駛道路檢測裝 基于所述重力分量來檢測所述偏斜程度。
【文檔編號】B62D6/00GK104002860SQ201410064280
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月27日
【發(fā)明者】玉泉晴天, 益啟純, 喜多政之, 并河勛 申請人:株式會社捷太格特