電動助力轉向控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)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(fā)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(guī)定的頻率的范圍內持續(xù)規(guī)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(jié)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?？刂茊卧?0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(zhí)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(fā)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(fā)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2006-188183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2006-188183號公報

【發(fā)明內容】

[0014] 發(fā)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(guī)定的閾值的時 候，被當作振動還在持續(xù)，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(fā)明是鑒于上述情況而完成的，本發(fā)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(guī)定的頻率的振動持續(xù)規(guī)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(fā)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(fā)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(xù)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(xù)時間判定單元在所述振動信號持續(xù)規(guī)定的時間以上的時候，輸出持續(xù)信號；所述增益 設定單元基于所述持續(xù)信號來變更所述PI控制的增益，在所述振動信號的規(guī)定的頻率和 規(guī)定的時間以上的持續(xù)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(fā)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(guī)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(guī)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(fā)明的效果
[0022] 根據本發(fā)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(guī)定的頻率成分，并且，只對被抽出的頻率 成分進行處