電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)主張于2014年9月16日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2014-187993號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在此引用其全部?jī)?nèi)容。
[0002]本發(fā)明涉及電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]如日本特開(kāi)2010-155598號(hào)公報(bào)所記載的那樣，電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置(以下稱(chēng)為EPS ο )通過(guò)向車(chē)輛的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)賦予馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩來(lái)輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。EPS為了使至少與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩相應(yīng)的適當(dāng)?shù)妮o助力產(chǎn)生而進(jìn)行馬達(dá)電流的反饋控制。即，EPS以至少基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩運(yùn)算出的輔助電流指令值與馬達(dá)電流檢測(cè)值的差變小的方式通過(guò)PWM控制的占空比的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)馬達(dá)施加電壓。
[0004]由于EPS要求更高的安全性，所以在日本特開(kāi)2010-155598號(hào)公報(bào)的EPS中采用如下的結(jié)構(gòu)。即，EPS在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩與輔助電流指令值的方向一致時(shí)以決定的上限值或者下限值限制輔助電流指令值，相對(duì)于此，在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩與輔助電流指令值的方向成為反向時(shí)判定為在輔助控制運(yùn)算中產(chǎn)生了異常，將輔助電流指令值限制為零。
[0005]然而，在日本特開(kāi)2010-155598號(hào)公報(bào)的EPS中，存在如下的擔(dān)憂。S卩，日本特開(kāi)2010-155598號(hào)公報(bào)的EPS在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩為小的范圍(以0為中心的正負(fù)的恒定范圍)時(shí)不能夠?qū)⑤o助電流指令值限制為零。一般而言，在基于轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)成分上重疊用于調(diào)整轉(zhuǎn)向的舉動(dòng)的補(bǔ)償量來(lái)生成輔助電流指令值，但存在該補(bǔ)償量與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向不一致的情況。在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩較大的情況下，即使補(bǔ)償量與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向不一致，補(bǔ)償量也被基礎(chǔ)成分抵消，所以輔助電流指令值本身也與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向一致。因此，能夠?qū)⑤o助電流指令值與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向的不一致視為輔助控制運(yùn)算的異常。
[0006]但是，在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩較小的范圍內(nèi)基礎(chǔ)成分減小，補(bǔ)償量占據(jù)輔助電流指令值的比例增大，所以即使輔助控制運(yùn)算正常，也存在輔助電流指令值與轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的方向不一致的情況。在這樣的情況下，若將輔助電流指令值限制為零，則存在不能夠調(diào)整轉(zhuǎn)向的舉動(dòng)的可能性。因此，日本特開(kāi)2010-155598號(hào)公報(bào)的EPS在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩為小的范圍時(shí)不將輔助電流指令值限制為零，而是在具有補(bǔ)償量不被限制的余量的范圍內(nèi)限制輔助電流指令值。因此，即使由于一些原因錯(cuò)誤地運(yùn)算了異常的輔助電流指令值，由于在轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩較小的區(qū)域內(nèi)輔助電流指令值的限制較寬松，所以存在將不希望的輔助力賦予給轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)，根據(jù)情況而產(chǎn)生自動(dòng)輔助的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠賦予轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)更加適當(dāng)?shù)妮o助力的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
[0008]本發(fā)明的一方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置具備控制裝置，該控制裝置基于表示轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向操縱狀態(tài)的多種狀態(tài)量來(lái)運(yùn)算輔助控制量，并基于該輔助控制量來(lái)控制作為賦予給車(chē)輛的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的輔助力的產(chǎn)生源的馬達(dá)，其中，上述控制裝置執(zhí)行如下處理:限制處理，根據(jù)用于上述輔助控制量的運(yùn)算的各狀態(tài)量，按照各上述狀態(tài)量分別獨(dú)立地設(shè)定限制上述輔助控制量的變化范圍的限制值，并使用這些限制值來(lái)限制上述輔助控制量的值；以及切換處理，在上述輔助控制量的值被限制后經(jīng)過(guò)恒定時(shí)間的定時(shí)，將使用的輔助控制量從作為上述被限制的輔助控制量的第一輔助控制量轉(zhuǎn)移至與上述第一輔助控制量獨(dú)立地運(yùn)算的第二輔助控制量，上述控制裝置基于上述控制裝置的內(nèi)部狀態(tài)來(lái)改變從上述第一輔助控制量向上述第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移速度。
[0009]在本發(fā)明的其他方式中，在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述內(nèi)部狀態(tài)是上述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的多種狀態(tài)量中的特定的狀態(tài)量。
[0010]在上述方式中，擔(dān)心在從第一輔助控制量向第二輔助控制量轉(zhuǎn)移時(shí)，因這些輔助控制量的偏離的程度而導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)矩變動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)變動(dòng)。馬達(dá)轉(zhuǎn)矩例如受到轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩等上述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特定的狀態(tài)量的影響。因此，通過(guò)基于特定的狀態(tài)量使上述轉(zhuǎn)移速度增減，能夠緩和馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)給轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)帶來(lái)的影響。例如在基于特定的狀態(tài)量擔(dān)心馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)時(shí)，優(yōu)選使上述轉(zhuǎn)移速度進(jìn)一步加快。與至轉(zhuǎn)移完成為止的期間被縮短相應(yīng)地，轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)的變動(dòng)的影響減少。
[0011]在本發(fā)明的其他方式中，在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述特定的狀態(tài)量是轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩，上述控制裝置與上述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的增大相應(yīng)地使上述轉(zhuǎn)移速度增大。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩越增大，產(chǎn)生馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的可能性越增大。
[0012]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述特定的狀態(tài)量是轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩，上述控制裝置基于上述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化方向與向上述馬達(dá)供給的電流的變化方向的比較，來(lái)判定上述電流的變化方向是否是促進(jìn)上述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化的方向，并根據(jù)該判定的結(jié)果使上述轉(zhuǎn)移速度增減。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，基于向馬達(dá)供給的電流的方向是否是促進(jìn)轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化的方向，來(lái)以更加適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行從第一輔助控制量向第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移。因此，能夠更加適當(dāng)?shù)匾种岂R達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)給轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)帶來(lái)的影響。順便說(shuō)一下，在該電流的方向是促進(jìn)轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化的方向時(shí)，優(yōu)選使上述轉(zhuǎn)移速度進(jìn)一步加快。
[0014]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置基于上述特定的狀態(tài)量以及上述被限制的第一輔助控制量的至少一個(gè)，來(lái)判定表示上述第一輔助控制量給轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)帶來(lái)的影響的程度的轉(zhuǎn)移等級(jí)，并根據(jù)該判定的轉(zhuǎn)移等級(jí)來(lái)改變上述轉(zhuǎn)移速度。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)表示第一輔助控制量對(duì)轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)的影響的程度的轉(zhuǎn)移等級(jí)，以更加適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行從第一輔助控制量向第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移。因此，能夠更加適當(dāng)?shù)匾种岂R達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)給轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)帶來(lái)的影響。順便說(shuō)一下，越是對(duì)轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)的影響的程度較高的轉(zhuǎn)移等級(jí)時(shí)，越優(yōu)選使上述轉(zhuǎn)移速度進(jìn)一步加快。
[0016]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述內(nèi)部狀態(tài)是判定執(zhí)行上述限制處理給轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)帶來(lái)的影響的有無(wú)的判定結(jié)果。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)執(zhí)行限制處理對(duì)轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)的影響的有無(wú)，以更加適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行從第一輔助控制量向上述第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移。例如，在判定為有對(duì)轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)的影響的主旨時(shí)，優(yōu)選使上述轉(zhuǎn)移速度進(jìn)一步增大。這樣，能夠緩和馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)給轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)帶來(lái)的影響。
[0018]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置基于上述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的多種狀態(tài)量中的特定的狀態(tài)量以及上述被限制的第一輔助控制量的至少一個(gè)，來(lái)判定表示對(duì)轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)的影響的程度的轉(zhuǎn)移等級(jí)，并根據(jù)該判定的轉(zhuǎn)移等級(jí)來(lái)改變上述轉(zhuǎn)移速度。這樣，根據(jù)轉(zhuǎn)移等級(jí)以更加適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行從第一輔助控制量向第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移。
[0019]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置作為對(duì)轉(zhuǎn)向操縱舉動(dòng)的影響的有無(wú)的判定處理，基于作為上述特定的狀態(tài)量的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化方向與向上述馬達(dá)供給的電流的變化方向的比較，來(lái)判定上述電流的變化方向是否是促進(jìn)上述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的變化的方向，并根據(jù)該判定的結(jié)果來(lái)使上述轉(zhuǎn)移速度增減。
[0020]在本發(fā)明的又一其他方式中，在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述控制裝置通過(guò)將按照各上述狀態(tài)量分別獨(dú)立地設(shè)定的多個(gè)限制值重疊來(lái)生成針對(duì)上述輔助控制量的最終的限制值，在從上述第一輔助控制量向上述第二輔助控制量的轉(zhuǎn)移開(kāi)始后到該轉(zhuǎn)移完成期間，使用上述最終的限制值的時(shí)間平均值來(lái)限制上述第一輔助控制量。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于以最終的限制值直接限制輔助控制量，所以能夠減輕控制裝置的運(yùn)算負(fù)荷。另外，通過(guò)使用最終的限制值的時(shí)間平均值來(lái)抑制最終的限制值的變動(dòng)。因此，抑制由最終的限制值的變動(dòng)引起的第一輔助控制量的變動(dòng)，進(jìn)而抑制馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的變動(dòng)。
[0022]根據(jù)上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，能夠賦予轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)更加適當(dāng)?shù)妮o助力。
【附圖說(shuō)明】
[0023]通過(guò)以下附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明上述的和其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)得以進(jìn)一步明確。其中，符號(hào)表示本發(fā)明的要素，其中，
[0024]圖1是第一實(shí)施方式中的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2是第一實(shí)施方式中的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的控制框圖。
[0026]圖3是第一實(shí)施方式中的輔助控制電路的控制框圖。
[0027]圖4是第一實(shí)施方式中的上下限限制運(yùn)算電路的控制框圖。
[0028]圖5是表示第一實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩與限制值的關(guān)系的映射。
[0029]圖6是表不第一實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的微分值與限制值的關(guān)系的映射。
[0030]圖7是表示第一實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)向操縱角與限制值的關(guān)系的映射。
[0031]圖8是表示第一實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)向操縱速度與限制值的關(guān)系的映射。
[0032]圖9是表示第一實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)向操縱角加速度與限制值的關(guān)系的映射。
[0033]圖10是表示第一實(shí)施方式中的輔助控制量(電流指令值)的變化的曲線圖。
[0034]圖11是表示第一實(shí)施方式中的上下限保護(hù)處理電路的處理順序的流程圖。
[0035]圖12是表示第一實(shí)施方式中的切換電路的處理順序的流程圖。
[0036]圖13是第一實(shí)施方式中的切換電路的控制框圖。
[0037]圖14是表示第二實(shí)施方式中的電流指令值運(yùn)算電路的主要部分的控制框圖。
[0038]圖15是第二實(shí)施方式中的切換電路的控制框圖。
[0039]圖16A是表示第二實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)移等級(jí)判定電路的處理順序的流程圖。
[0040]圖16B是表示第二實(shí)施方式的變形例中的轉(zhuǎn)移等級(jí)判定電路的處理順序的流程圖。
[0041]圖17是表示第三實(shí)施方式中的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分的控制框圖。
[0042]圖18是第三實(shí)施方式中的切換電路的控制框圖。
[0043]圖19是表示第三實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)移等級(jí)判定映射的表。
[0044]圖20是表示第四實(shí)施方式中的電流指令值運(yùn)算電路的主要部分的控制框圖。
[0045]圖21是第四實(shí)施方式中的切換電路的控制框圖。
[0046]圖22是第四實(shí)施方式中的上下限限制運(yùn)算電路的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下，對(duì)本發(fā)明的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置10具備:轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)20，其基于駕駛員的轉(zhuǎn)向操作使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn)向操縱輔助機(jī)構(gòu)30，其輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作；以及ECU (電子控制裝置)40，其控制轉(zhuǎn)向操縱輔助機(jī)構(gòu)30的動(dòng)作。
[0048]轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)20具備:方向盤(pán)21，其由駕駛員操作；以及轉(zhuǎn)向軸22，其與方向盤(pán)21 一體旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向軸22由與方向盤(pán)21的中心連結(jié)的柱軸22a、與柱軸22a的下端部連結(jié)的中間軸22b、以及與中間軸22b的下端部連結(jié)的小齒輪軸22c構(gòu)成。小齒輪軸22c的下端部與向和小齒輪軸22c交叉的方向延伸的齒條軸23 (準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是形成有齒條齒的部分23a)嚙合。因此，轉(zhuǎn)向軸22的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)由小齒輪軸22c以及齒條軸23構(gòu)成的齒輪齒條機(jī)構(gòu)24被轉(zhuǎn)換為齒條軸23的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。該往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)由分別與齒條軸23的兩端連結(jié)的橫拉桿25分別被傳遞至左右的轉(zhuǎn)向輪26、26，從而這些轉(zhuǎn)向輪26、26的轉(zhuǎn)向角Θ ta被變更。
[0049]轉(zhuǎn)向操縱輔助機(jī)構(gòu)30具備作為轉(zhuǎn)向操縱輔助力的產(chǎn)生源的馬達(dá)31。作為馬達(dá)31采用無(wú)刷馬達(dá)等。馬達(dá)31經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)32與柱軸22a連結(jié)。減速機(jī)構(gòu)32將馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)減速，并將該減速后的旋轉(zhuǎn)力傳遞給柱軸22a。即，通過(guò)向轉(zhuǎn)向軸22賦予馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩作為轉(zhuǎn)向操縱輔助力(輔助力)，來(lái)輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。
[0050]ECU40獲取設(shè)置于車(chē)輛的各種傳感器的檢測(cè)結(jié)果來(lái)作為表示駕駛員的請(qǐng)求或者行駛狀態(tài)的信息，并根據(jù)這些獲取的各種信息來(lái)控制馬達(dá)31。
[0051]作為各種傳感器，例如有車(chē)速傳感器51、轉(zhuǎn)向傳感器52、轉(zhuǎn)矩傳感器53以及旋轉(zhuǎn)角傳感器54。車(chē)速傳感器51檢測(cè)車(chē)速(車(chē)輛的行駛速度)V。轉(zhuǎn)向傳感器52例如是磁式的旋轉(zhuǎn)角傳感器，被設(shè)置于柱軸22a來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向操縱角θ8。轉(zhuǎn)矩傳感器53被設(shè)置于柱軸22a來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩τ。旋轉(zhuǎn)角傳感器54被設(shè)置于馬達(dá)31來(lái)檢測(cè)馬達(dá)31的旋轉(zhuǎn)角Θ mD