專利名稱：電動動力轉向系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動動力轉向系統，更具體來說，涉及一種用于通過可把電動機的旋轉力直接施加給轉向系來減輕駕駛員操縱工作的電動動力轉向系統。
背景技術：
電動動力轉向系統是一種具有設置在轉向系上的電動機，以便通過使用控制單元對從電動機提供的動力進行控制來減輕駕駛員操縱工作的系統。
在一般的電動動力轉向系統中，通過把輔助電流傳導到電動機來產生相對于由駕駛員輸入到方向盤的轉向扭矩的輔助扭矩。輔助電流是通過根據轉向扭矩、車速和電動機轉速的輸入信號，主要進行以下三種處理來決定的，即基本電流計算處理，對用于抵消電動機和系統的慣性力矩的電流進行計算的慣性補償電流計算處理，以及對用于限制電動機旋轉的電流進行計算的阻尼補償電流計算處理。
基本電流計算處理和慣性補償電流計算處理是根據來自手動轉向扭矩檢測單元的轉向扭矩信號和來自車速傳感器的車速信號進行的處理。
阻尼補償電流計算處理是根據來自手動轉向扭矩檢測單元的轉向扭矩信號、來自車速傳感器的車速信號、以及電動機轉速進行的處理。
圖16是示出常規系統中的阻尼補償電流計算功能單元的構成的方框圖。
正向/反向狀態判定功能單元200根據輸入扭矩信號和電動機轉速信號把方向盤的狀態檢測為正向狀態或反向狀態，并把例如針對正向狀態采用L電平形式或針對反向狀態采用H電平形式的與方向盤的狀態相對應的正向/反向狀態信號輸出到切換功能單元201。
正向阻尼補償電流計算功能單元202根據輸入扭矩信號、車速信號和電動機轉速信號，為切換功能單元201提供正向阻尼補償電流信號。
反向阻尼補償電流計算功能單元203根據輸入扭矩信號、車速信號和電動機轉速信號，為切換功能單元201提供反向阻尼補償電流信號。
切換功能單元201執行正向阻尼補償電流信號與反向阻尼補償電流信號之間的切換，當正向/反向狀態信號表示采用L電平形式的正向狀態時，選擇正向阻尼補償電流計算功能單元202側，當正向/反向狀態信號表示采用H電平形式的反向狀態時，選擇反向阻尼補償電流計算功能單元203側，并且分別輸出正向阻尼補償電流信號和反向阻尼補償電流信號作為阻尼補償電流信號Ds。
圖17是示出常規電動動力轉向系統中的正向/反向狀態判定功能單元200的構成的方框圖。常規正向/反向狀態判定功能單元200包括符號判定功能單元204，用于對所輸入的輸入扭矩的符號進行判定，并且在輸入扭矩表示正值的情況下輸出“1”，在輸入扭矩表示負值的情況下輸出“0”；符號判定功能單元205，用于對所輸入的電動機轉速的符號進行判定，并且在電動機轉速表示正值的情況下輸出“1”，在電動機轉速表示負值的情況下輸出“0”；以及關系運算功能單元206，用于在來自符號判定功能單元204的輸出與來自符號判定功能單元205的輸出一致的情況下，輸出與處于正向狀態相對應的“0”，在來自符號判定功能單元204的輸出與來自符號判定功能單元205的輸出不一致的情況下，輸出與處于反向狀態相對應的“1”。
如圖16所示，阻尼補償電流信號是根據用作參數的從駕駛員的方向盤操作獲得的輸入扭矩、車速和電動機轉速而計算的。此處，正向/反向狀態判定功能單元200根據作為參數的輸入扭矩和電動機轉速，把方向盤的狀態判定為正向狀態或反向狀態。
在低速行駛的輕型車上經常發現，在作為試圖使車輛的方向盤反向而作用的力的自對準扭矩(SAT)較小的系統中，當方向盤反向時產生的自對準扭矩使電動動力轉向系統的齒輪箱的機械摩擦力降低，從而產生方向盤反向遲鈍，以及方向盤不能反向到其直線前進位置并中途停止的現象。
為此，在設定阻尼補償電流信號時，為了傳導可抵消摩擦力的補償電流，當判定反向狀態時，與為了輸出作為從基本輔助電流中減去的分量的補償電流以使方向盤難以反向到直線前進位置、而在正常高速區域內輸出的反向阻尼補償電流信號的情況相反，設計成輸出作為與基本輔助電流相加的電流分量的反向輔助電流，以使方向盤確實地反向。
此外，如圖17所示，在常規電動動力轉向系統內的正向/反向狀態判定處理中，在輸入扭矩的符號與電動機轉速的符號一致的情況下，對換向進行控制，以便選擇正向阻尼補償電流信號，而在這兩個符號彼此不同的情況下，選擇反向阻尼補償電流信號(例如，參照專利文獻No.1)。
第3137847號日本專利圖18是示出低速行駛中的實際車輛的方向盤轉向角(ANGLE)、轉向扭矩(TRQ)、電動機電流(Im)和電動機轉速(MSPD)隨時間變化的圖。在圖中，橫軸表示時間，縱軸表示轉向角、電動機電流和電動機轉速的相應值，其中，正值與當車輛右轉時產生的轉向角、電動機電流和電動機轉速相對應，負值與當車輛左轉時產生的轉向角、電動機電流和電動機轉速相對應。此外，時間范圍O～A是表示方向盤正向狀態的范圍，時間范圍A～B是表示方向盤反向狀態的范圍，以及時間范圍B～C是表示在進行方向盤的反向操作之后隨時間變化的方向盤狀態的范圍。
在圖中，在表示方向盤正向狀態的范圍O～A內，方向盤轉向角(ANGLE)在右方向(正方向)增加，當這種情況發生時，可以理解，轉向扭矩(TRQ)是正值，電動機電流(Im)表示正值，電動機轉速(MSPD)也表示正值。此時，由于轉向扭矩(TRQ)的符號與電動機轉速(MSPD)的符號一致，因而圖17中所示的正向/反向狀態判定功能單元200的處理把方向盤的狀態判定為“正向”狀態，并且正向阻尼補償電流信號被輸出。在范圍A～B內，方向盤轉向角(ANGLE)和轉向扭矩(TRQ)表示正值，并且電動機電流(Im)和電動機轉速(MSPD)以負值變化。然后，由于方向盤處于反向狀態，因而方向盤轉向角(ANGLE)沿向零收斂的方向遷移。此時，由于轉向扭矩(TRQ)的符號與電動機轉速(MSPD)的符號不同，因而圖17中所示的正向/反向狀態判定功能單元把方向盤的狀態判定為“反向”狀態，并且反向阻尼補償電流信號被輸出。此處，由于車輛在低速行駛中，因而反向阻尼補償電流信號作為反向輔助電流信號被輸出，以便把基于來自電動機轉速檢測功能單元的輸出信號的信號與基于來自轉向扭矩傳感器的輸出信號的信號相加，從而起到使方向盤反向的確實作用。
然而，當瀏覽圖18時可以看出，在點B之后，方向盤轉向角(ANGLE)不會平順反向到直線前進位置，并且在時間范圍B～C內，方向盤轉向角(ANGLE)不為零，而是停在某個轉向角。這是當電動動力轉向系統的齒輪箱的機械摩擦力超過車輛的自對準扭矩(SAT)時發生的現象，此時，轉向扭矩(TRQ)跨越零，并且其符號改變成與電動機轉速(MSPD)的符號一致。這判定了方向盤處于正向狀態，并且停止了反向阻尼補償電流信號的輸出或者反向輔助電流信號的輸出，這樣，恢復力失去，并且方向盤與直線前進位置成某個角停止。這樣，根據常規正向/反向判定處理，產生的一個問題是，轉向感顯著惡化，如由“方向盤回位不良”或者“轉向感不平順”所表達的那樣。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種電動動力轉向系統，其可實現方向盤的平順反向，并且可以提供平順轉向感，從而在方向盤反向到其直線前進位置時，不會發生方向盤與其直線前進位置成某個角時中途停止的風險。
為了達到上述目的，根據本發明的電動動力轉向系統按如下所述來構成。
提供了第一電動動力轉向系統(與本發明的第一方面相對應)，該第一電動動力轉向系統包括轉向扭矩傳感器，用于對車輛轉向系的轉向扭矩進行檢測；車速傳感器，用于對車輛速度進行檢測；電動機，用于把轉向輔助扭矩附加給轉向系；電動機轉速檢測功能單元，用于對電動機轉速進行檢測；以及電動機控制器，用于至少根據由轉向扭矩傳感器檢測到的轉向扭矩來設定用于傳導到電動機的目標電流值，并輸出用于驅動電動機的控制信號，該電動機控制器包括正向/反向狀態判定功能單元，用于根據轉向扭矩和電動機轉速的正負來對轉向系的正向狀態或反向狀態進行判定；以及運算器，用于在反向狀態的情況下，把基于來自電動機轉速檢測功能單元的輸出信號的信號與基于來自轉向扭矩傳感器的輸出信號的信號相加，從而根據來自運算器的輸出信號進行反向控制，該電動動力轉向系統的特征在于，在轉向系由正向/反向狀態判定功能單元判定為處于反向狀態之后，正向/反向狀態判定功能單元繼續保持反向狀態，直到由電動機轉速檢測功能單元檢測到的電動機轉速的絕對值降至預定值或以下。
根據第一電動動力轉向系統，由于在轉向系由正向/反向狀態判定功能單元判定為處于反向狀態之后，正向/反向狀態判定功能單元繼續保持反向狀態，直到由電動機轉速檢測功能單元檢測到的電動機轉速的絕對值降至預定值或以下，因而通過采用一種不使用昂貴的轉向角傳感器而使用轉向扭矩和電動機轉速數據的構成，即使在當車輛低速轉向中方向盤反向時，轉向扭矩跨越零，以便處于其符號改變成與電動機轉速的符號一致的關系中的這種條件下，正向/反向狀態判定功能單元也不馬上判定方向盤的狀態處于正向狀態，而是繼續保持反向狀態的判定，直到滿足某個條件，這樣，當車輛低速行駛時，在方向盤反向操作中，方向盤可幾乎反向到直線前進位置而不中途停止，從而顯著改善轉向感。
提供了第二電動動力轉向系統(與本發明的第二方面對應)，該第二電動動力轉向系統包括轉向扭矩傳感器，用于對車輛轉向系的轉向扭矩進行檢測；車速傳感器，用于對車輛速度進行檢測；電動機，用于把轉向輔助扭矩附加給轉向系；電動機轉速檢測功能單元，用于對電動機轉速進行檢測；以及電動機控制器，用于至少根據由轉向扭矩傳感器檢測到的轉向扭矩來設定用于傳導到電動機的目標電流值，并輸出用于驅動電動機的控制信號；電動機控制器包括正向/反向狀態判定功能單元，用于根據轉向扭矩和電動機轉速的正負來對轉向系的正向狀態或反向狀態進行判定；以及運算器，用于在反向狀態的情況下，把基于來自電動機轉速檢測功能單元的輸出信號的信號與基于來自轉向扭矩傳感器的輸出信號的信號相加，從而根據來自運算器的輸出信號進行反向控制，該電動動力轉向系統的特征在于，在轉向系由正向/反向狀態判定功能單元判定為處于反向狀態之后，正向/反向狀態判定功能單元繼續保持反向狀態，直到由車速傳感器檢測到的車速降至預定值或以下。
根據第二電動動力轉向系統，由于在轉向系由正向/反向狀態判定功能單元判定為處于反向狀態之后，正向/反向狀態判定功能單元繼續保持反向狀態，直到由車速傳感器檢測到的車速降至預定值或以下，因而通過采用一種不使用昂貴的轉向角傳感器而使用轉向扭矩和電動機轉速數據的構成，即使在當車輛低速轉向中方向盤反向時，轉向扭矩跨越零，以便處于其符號改變成與電動機轉速的符號一致的關系中的這種條件下，正向/反向狀態判定功能單元也不馬上判定為方向盤的狀態處于正向狀態，而是繼續保持反向狀態的判定，直到滿足某個條件，這樣，當車輛低速行駛時，在方向盤反向操作中，方向盤可幾乎反向到直線前進位置而不中途停止，并且隨著車速增加，閉鎖被解除，從而顯著改善轉向感。
圖1是示出根據本發明實施例的電動動力轉向系統的典型構成的圖。
圖2是示出根據本發明實施例的電動動力轉向系統的控制單元的圖。
圖3是示出目標電流確定功能單元的構成的方框圖。
圖4是示出控制功能單元的構成的方框圖。
圖5是示出正向/反向狀態判定功能單元的第一具體示例的構成的方框圖。
圖6是示出反向阻尼補償電流計算功能單元的構成的方框圖。
圖7是與電動機轉速相對應的反向阻尼基本電流值的圖。
圖8是與車速相對應的電動機轉速偏移值的圖。
圖9是與車速相對應的車速比的圖。
圖10是與車速相對應的反向輔助比的圖。
圖11是與車速相對應的車速扭矩比的圖。
圖12是與扭矩相對應的扭矩比的圖。
圖13是與扭矩相對應的反向輔助扭矩比的圖。
圖14是示出在實際車輛低速行駛中，當使用根據本發明的電動動力轉向系統時產生的方向盤轉向角、轉向扭矩、電動機電流和電動機轉速隨時間變化的圖。
圖15是示出正向/反向狀態判定功能單元的第二具體示例的構成的方框圖。
圖16是示出常規電動動力轉向系統中的阻尼補償電流計算功能單元的構成的方框圖。
圖17是示出常規電動動力轉向系統中的正向/反向狀態判定功能單元的構成的方框圖。
圖18是示出在實際車輛低速行駛中，當使用常規電動動力轉向系統時產生的方向盤轉向角、轉向扭矩、電動機電流和電動機轉速隨時間變化的圖。
具體實施例方式
以下將根據附圖，對本發明的優選實施例進行說明。
圖1是示出根據本發明實施例的電動動力轉向系統的典型構成的圖。在電動動力轉向系統10中，手動轉向扭矩產生機構16是通過把齒條-齒輪傳動機構15的齒輪15a經由具有萬向節13a、13b的連接軸13與一體設置在方向盤11上的轉向軸12連接而構成的。
齒條軸17具有與齒輪15a嚙合的齒條齒17a，并且當方向盤的旋轉運動通過齒輪15a與齒條齒17a的嚙合變換成往復運動時，齒條軸17作往復運動，該齒條軸17在其兩端通過轉向橫拉桿18與作為轉動輪的左右前輪19連接。駕駛員通過操作方向盤11，經由手動轉向扭矩產生機構16和正常齒條-齒輪轉向系統來搖動前輪，以改變車輛行駛方向。
例如與齒條軸17同軸地設置了用于提供輔助扭矩(轉向輔助扭矩)的電動機20，以減少由手動轉向扭矩產生機構16產生的轉向扭矩，并且通過與齒條軸17大體平行設置的滾珠絲杠機構21，由電動機20的旋轉運動提供的輔助扭矩被變換成用于直線運動的力，然后該力作用在齒條軸17上。
驅動側斜齒輪20a一體設置在電動機20的轉子上。該斜齒輪20a與一體設置在滾珠絲杠機構21的絲杠21a一端的斜齒輪21b嚙合。此外，滾珠絲杠機構21的螺母與齒條軸17連接。
圖2是示出電動動力轉向系統的控制單元的圖。在圖1中，在未示出的轉向齒輪箱內設置有用于對作用在齒輪15a上的手動轉向扭矩進行檢測的手動轉向扭矩檢測單元22。該手動轉向扭矩檢測單元22把由其檢測到的手動轉向扭矩T變換成手動轉向扭矩檢測信號Td，并把如此變換來的手動轉向扭矩檢測信號Td輸入到控制單元24內。此外，在車輛上還設置有用于對與車輛車速相對應的車速信號v進行檢測的車速傳感器，以便把車速信號v輸入到控制單元24內。
并且，如圖2所示，在電動動力轉向系統10內設置有電動機電流檢測單元25。該電動機電流檢測單元25具有與電動機20串聯連接的電阻，并對實際傳導到電動機20的電動機電流IM的大小和方向進行檢測。然后，電動機電流檢測單元25把與電動機電流IM相對應的電動機電流信號Im輸入到控制單元24內。
并且，如圖2所示，在電動動力轉向系統10內設置有電動機電壓檢測單元26。電動機電壓檢測單元26分別對電動機20兩端的電壓進行檢測，并對實際施加給電動機20的電動機電壓VM的大小和方向進行檢測。然后，電動機電壓檢測單元26把與電動機電壓VM相對應的電動機電壓信號Vm輸入到控制單元24。
手動轉向扭矩檢測單元22、車速傳感器23、電動機電流檢測單元25、以及電動機電壓檢測單元26的各檢測信號Td、v、Im、Vm被輸入到控制單元24。然后，控制單元24根據檢測信號Td、v、Im、Vm來確定傳導到電動機20的電動機電流IM的大小和方向，以便操作電動機，并對由電動機輸出的動力(轉向輔助扭矩)進行控制。
由于來自手動轉向扭矩檢測單元22、車速傳感器23、電動機電流檢測單元25和電動機電壓檢測單元26的檢測信號作為模擬信號被輸入到控制單元24，因而，如此輸入的模擬信號接著由未示出的模/數變換功能單元變換成數字信號，然后，如此變換來的數字信號被捕獲到相應的CPU。
控制單元24包括目標電流確定功能單元27和控制功能單元28。目標電流確定功能單元27根據手動轉向扭矩檢測信號Td、車速信號v、電動機電流信號Im和電動機電壓信號Vm來對目標輔助扭矩進行確定，并輸出用于從電動機20提供目標輔助扭矩所必要的目標電流信號IT。
圖3是示出目標電流確定功能單元27的構成的方框圖。目標電流確定功能單元27主要包括電動機轉速計算功能單元(電動機轉速計算裝置)29，基本電流計算功能單元30，慣性補償電流計算功能單元31，阻尼補償電流計算功能單元32，慣性補償功能單元33，阻尼補償功能單元34，目標電流最終確定功能單元35，低通濾波器36，相位補償功能單元37和高通濾波器38。
電動機轉速檢測功能單元29接收分別從電動機電流檢測單元25和電動機電壓檢測單元26輸入的電動機電流信號Im和電動機電壓信號Vm，并把電動機轉速信號Nm輸出到阻尼補償電流計算功能單元32。
來自手動轉向扭矩檢測單元22的轉向扭矩信號Td通過低通濾波器36，然后由相位補償功能單元37進行相位補償，以變換成轉向扭矩信號Ts，并且基本電流計算功能單元30接收如此獲得的轉向扭矩信號Ts和從車速傳感器23輸入的車速信號V，并把目標電流信號IMS輸出到慣性補償功能單元33。基本電流計算功能單元30根據事先依據實驗值或設定值設定的用于包含轉向扭矩信號Ts和車速信號V以及對應的目標電流信號IMS的數據，讀出與用作地址的轉向扭矩信號Ts和車速信號V相對應的目標電流信號IMS。注意，目標電流信號IMS是包含有關在對傳導到電動機20的目標電動機電流進行設定方面構成基準的電流的信息。
慣性補償電流計算功能單元31用于執行用于計算電動機和系統的慣性力矩抵消用的電流的慣性補償電流計算處理，接收通過使來自手動轉向扭矩檢測單元22的轉向扭矩信號Td經過低通濾波器36而獲得的信號TI、通過使信號TI經過高通濾波器38而獲得的轉向扭矩信號Th、以及來自車速傳感器23的車速信號V，并把慣性補償信號IS輸出到慣性補償功能單元33。首先，慣性補償電流計算功能單元31對轉向扭矩信號Th、TI求時間微分，并計算轉向扭矩的時間微分值。然后，慣性補償電流計算功能單元31根據事先依據實驗值或設定值而設定的用于包含轉向扭矩的時間微分值和車速信號V以及與該時間微分值對應的慣性補償信號IS的數據，讀出與用作地址的轉向扭矩的時間微分值和車速信號V相對應的慣性補償信號IS。
阻尼補償電流計算功能單元32用于計算用于限制電動機旋轉的電流，接收來自電動機轉速計算功能單元29的電動機轉速信號Nm、來自車速傳感器23的車速信號V、以及轉向扭矩信號TI，并把阻尼補償電流信號DS輸出到阻尼補償功能單元34。
慣性補償功能單元33接收分別從基本電流計算功能單元30和慣性補償電流計算功能單元31輸入的目標電流信號IMS和慣性補償信號IS，并把補償目標電流信號IMS’輸出到阻尼補償功能單元34。
阻尼補償功能單元34接收分別從慣性補償功能單元33和阻尼補償電流計算功能單元32輸入的補償目標電流信號IMS’和阻尼補償電流信號DS，并把補償目標電流信號IMS”輸出到目標電流最終確定功能單元35。
目標電流最終確定功能單元35接收分別從阻尼補償功能單元34和相位補償功能單元37輸入的補償目標電流信號IMS”和相位補償轉向扭矩信號Ts，并輸出目標電流信號IT。
圖4是示出控制功能單元28的構成的方框圖。控制功能單元28包括電動機操作控制功能單元39，電動機驅動功能單元40和電動機電流檢測單元25。
電動機操作控制功能單元39包括反饋(F/B)控制功能單元40a，前饋(F/F)控制功能單元41和PWM信號生成功能單元42。反饋控制功能單元40a由偏差運算功能單元43和偏差電流控制功能單元44構成。
偏差運算功能單元43獲得在從目標電流確定功能單元27輸出的目標電流信號IT與來自電動機電流檢測單元25的電動機電流信號Im之間的偏差，并輸出如此獲得的偏差值作為偏差信號43a。
偏差電流控制功能單元44由比例部件、積分部件和加法運算功能單元構成，輸出對所輸入的偏差信號43a在比例部件作了比例處理的信號43a’，輸出在積分部件作了積分處理的信號43a”，在加法運算功能單元把信號43a’和信號43a”相加在一起，并且生成和輸出作為占空比信號的偏差電流控制信號44a，使得偏差信號43a的值接近零。
前饋控制功能單元41用于生成和輸出前饋控制要素，并包括前饋比例部件45、限制器46和加法運算功能單元47。前饋比例部件45用于根據某個任意F/F增益(Kff)來輸出與所輸入的目標電流信號IT成比例的F/F信號45a，限制器46用于在F/F信號45a保持在預定范圍內的情況下，照原樣輸出F/F信號45a，并在F/F信號45a在預定范圍外的情況下，限制F/F信號45a，以輸出任意恒定值的信號。
也就是說，在輸入到前饋比例部件45的目標電流信號IT的值保持在預定范圍內的情況下，前饋控制功能單元41的限制器46根據上述F/F增益，輸出具有與目標電流信號IT成比例的值的占空比信號，而在目標電流信號IT的值位于預定范圍外的情況下，限制器46輸出具有任意恒定值的占空比信號。注意，來自限制器46的輸出信號被稱為前饋控制信號46a。
加法運算功能單元47把從限制器46輸出的前饋控制信號46a與從偏差電流控制功能單元44輸出的偏差電流控制信號44a相加，并輸出如此獲得的值，作為用于對PWM信號的占空比進行確定的最終輸出占空比信號47a，PWM信號對提供給電動機20的電動機電流進行PWM控制。
PWM信號生成功能單元42根據最終輸出占空比信號47a生成用于對電動機20進行PWM(脈寬調制)驅動的PWM信號，并輸出如此生成的PWM信號作為驅動控制信號42a。該PWM信號42a是具有由最終輸出占空比信號47a確定的占空比的信號。
圖4所示的電動機驅動功能單元40包括柵驅動電路功能單元48，以及電動機驅動電路49，在其中四個功率場效應晶體管通過H型橋接電路結構而連接。柵驅動電路功能單元48基于驅動控制信號(PWM信號)42a，根據方向盤的轉向方向來選擇兩個場效應晶體管，并驅動如此選擇的兩個場效應晶體管的柵，以便對這些場效應晶體管進行開關操作。
電動機電流檢測單元25根據在與電動機驅動電路49串聯連接的分流電阻器50的兩端產生的電壓，對通過電動機20傳導的電動機電流(電樞電流)值IM進行檢測，并輸出電動機電流信號Im。
這樣，控制單元24根據由手動轉向扭矩檢測單元22檢測到的手動轉向扭矩T、車速V、電動機電流IM、以及電動機電壓IV，對從電池電源5 1提供給電動機20的電流進行PWM控制，并對由電動機20輸出的動力(轉向輔助扭矩)進行控制。
此外，如圖4所示，控制單元24根據在與電動機驅動電路49串聯連接的分流電阻器50的兩端產生的電壓，對實際通過電動機20傳導的電動機電流值IM進行檢測作為電動機電流信號Im，并在控制功能單元28進行基于電動機電流信號Im的反饋控制，從而進一步改善電動機20的控制特性。
并且，控制單元24通過把目標電流信號IT輸入到前饋比例部件45，并在加法運算功能單元47把從限制器46輸出的前饋控制信號46a與偏差電流控制信號44a相加，在控制功能單元28進行前饋控制，從而進一步改善電動機20的控制特性。
圖5是示出根據本發明的用于對正向狀態或反向狀態進行判定的正向/反向狀態判定功能單元的第一具體示例的構成的方框圖。正向/反向狀態判定功能單元60包括符號判定功能單元61，符號判定功能單元62，關系運算功能單元63，和鎖存處理功能單元64A。鎖存處理功能單元64A包括絕對值計算功能單元64，預定值存儲功能單元65，預定值存儲功能單元66，關系運算功能單元67，關系運算功能單元68，邏輯運算功能單元69，邏輯運算功能單元70，先前值存儲功能單元71，邏輯運算功能單元72，預定值存儲功能單元73，預定值存儲功能單元74，關系運算功能單元75，關系運算功能單元76，邏輯運算功能單元77，和切換功能單元78。
符號判定功能單元61對輸入到其的轉向扭矩信號(TRQ)是正值還是負值進行判定，在正值的情況下，符號判定功能單元61輸出“1”，在負值的情況下，符號判定功能單元61輸出“0”。符號判定功能單元62對輸入到其的電動機轉速信號(MSPD)是正值還是負值進行判定，在正值的情況下，符號判定功能單元62輸出“1”，在負值的情況下，符號判定功能單元62輸出“0”。關系運算功能單元63對從符號判定功能單元61、62輸入的值是否彼此一致進行運算，在如此輸入的值彼此一致的情況下，關系運算功能單元63輸出“0”，在這些值彼此不一致的情況下，關系運算功能單元63輸出“1”。
絕對值計算功能單元64對輸入到其的電動機轉速(MSPD)的絕對值進行運算，并輸出該絕對值。預定值存儲功能單元65存儲第一預定值AA，并把該值輸出到關系運算功能單元67。關系運算功能單元67把來自絕對值計算功能單元64的輸出與第一預定值AA進行比較，在絕對值等于或大于預定值AA的情況下，關系運算功能單元67輸出“1”，在絕對值小于預定值AA的情況下，關系運算功能單元67輸出“0”。
預定值存儲功能單元66存儲預定值零，并把預定值零輸出到關系運算功能單元68。關系運算功能單元68把反向阻尼比與預定值零進行比較，在反向阻尼比大于預定值零的情況下，關系運算功能單元68輸出“1”，在反向阻尼比等于或小于預定值零的情況下，關系運算功能單元68輸出“0”。邏輯運算功能單元69接收從關系運算功能單元63、67、68輸入的輸出，對邏輯積進行運算并輸出該邏輯積。
邏輯運算功能單元70對來自先前值存儲功能單元71的值和從邏輯運算功能單元69輸出的邏輯和進行運算并將其輸出。先前值存儲功能單元71輸出在進行當前抽樣前并與當前抽樣緊鄰的抽樣時獲得的數據，也就是說，從先前處理中產生的來自邏輯運算功能單元72的輸出值被存儲，并且所存儲的值在當前處理中被輸出。邏輯運算功能單元72接收來自邏輯運算功能單元70、77的輸出，對邏輯積進行運算并輸出該邏輯積。
預定值存儲功能單元73存儲并輸出第二預定值BB。關系運算功能單元75把來自絕對值計算功能單元64的值與第二預定值BB進行比較，在絕對值等于或小于第二預定值BB的情況下，關系運算功能單元75輸出“1”，在絕對值大于第二預定值BB的情況下，關系運算功能單元75輸出“0”。預定值存儲功能單元74存儲并輸出預定值零。關系運算功能單元76把反向阻尼比與預定值零進行比較，在反向阻尼比與預定值零彼此一致的情況下，關系運算功能單元76輸出“1”，在反向阻尼比與預定值零彼此不一致的情況下，關系運算功能單元76輸出“0”。
邏輯運算功能單元77接收從關系運算功能單元75、76輸入的輸出，并進行“或非”或NOR運算。切換功能單元78對切換進行控制，使得在來自邏輯運算功能單元72的輸出是“1”的情況下，輸出來自邏輯運算功能單元72的輸出，而在來自邏輯運算功能單元72的輸出是“0”的情況下，把來自邏輯運算功能單元72的輸出切換成來自關系運算功能單元63的輸出。
以下，將對正向/反向狀態判定功能單元60的操作進行說明。
在方向盤處于反向狀態，電動機轉速(MSPD)等于或大于預定轉速AArps(第一預定值)，以及輸出采用零以外的值的反向輔助比(SUBRTO)的條件下(圖中框部A)，從符號判定功能單元61輸出“1”，并從符號判定功能單元62輸出“0”。結果，從關系運算功能單元63輸出“1”。從關系運算功能單元67輸出“1”，并從關系運算功能單元68輸出“1”。結果，從邏輯運算功能單元69輸出“1”，并從邏輯運算功能單元70輸出“1”。從關系運算功能單元76輸出“0”，并從關系運算功能單元75輸出“0”。結果，從邏輯運算功能單元77輸出“1”。由此，從邏輯運算功能單元72輸出“1”，并且來自邏輯運算功能單元72的輸出作為來自正向/反向狀態判定功能單元的輸出從切換功能單元78被輸出，從而把判定保持(鎖存)在反向狀態。
此處，反向輔助比是在后述的反向阻尼補償電流計算功能單元計算的參數，并可根據車速VEL而改變。經驗上，在約30km/h或更慢的低車速區域內設定零以外的任意值，在想要使反向輔助控制無效的車速區域內，或者在SAT較大并可忽視電動動力轉向齒輪箱內的摩擦影響的車速區域內，即在方向盤無任何輔助就能反向到直線前進位置的約30km/h或更快的車速區域內，把反向輔助比設定成零。
當滿足以下任一條件時，鎖存狀態被取消或被解除方向盤的轉速等于或慢于預定轉速，即電動機轉速(MSPD)等于或慢于預定轉速BB rps(第二速度預定值)，或者反向輔助比(SUBRTO)是零(圖中框部C)。此處，第一預定值AA是大于第二預定值BB的值。也就是說，從符號判定功能單元61輸出“0”，并從符號判定功能單元62輸出“0”。結果，從關系運算功能單元63輸出“0”。從關系運算功能單元67輸出“0”，并從邏輯運算功能單元69輸出作為邏輯積的“0”。從關系運算功能單元68輸出“0”，從關系運算功能單元75輸出“1”，從關系運算功能單元76輸出“1”，以及從邏輯運算功能單元77輸出作為“或非”的“0”。此外，由于當進行先前抽樣時存在鎖存狀態，因而從先前值存儲功能單元71輸出“1”，并從邏輯運算功能單元70輸出“1”。然后，從邏輯運算功能單元72輸出“0”，并對切換功能單元78進行切換，以便輸出來自關系運算功能單元63的輸出。結果，正向狀態信號被輸出。
在反向狀態被鎖存的條件以外的條件下，即在邏輯運算功能單元72輸出“0”的條件下，來自關系運算功能單元63的輸出作為來自正向/反向狀態判定功能單元的輸出被輸出，并且與常規判定處理一樣，方向盤的方向由轉向扭矩的方向(符號)和電動機轉速的方向(符號)來決定，在符號相同的情況下，表示正向方向，而在符號不同的情況下，表示反向方向(圖中框部D)。
圖6是示出反向阻尼補償電流計算功能單元80的控制的方框圖。反向阻尼補償電流計算功能單元80包括電動機轉速偏移運算功能單元81，反向阻尼基本電流變換功能單元82，車速比變換功能單元83，反向輔助比變換功能單元84，車速扭矩比變換功能單元85，扭矩比變換功能單元86，反向輔助扭矩比變換功能單元87，減法功能單元88，反向輔助偏移存儲功能單元89，減法功能單元90，比例部件91，限制器92，乘法功能單元93，乘法功能單元94，乘法功能單元95，乘法功能單元96、97，以及減法功能單元98。
反向阻尼基本電流變換功能單元82具有諸如ROM那樣的存儲器，在存儲器內預先存儲根據實驗結果或邏輯運算而設定的、圖7所示的包含從減法功能單元88輸出的電動機轉速和對應的反向阻尼基本電流值的數據，并且反向阻尼基本電流變換功能單元82被設計成選擇與輸入到其的數字變換電動機轉速相對應的反向阻尼基本電流值，以便把如此選擇的反向阻尼基本電流值輸出到乘法功能單元93。
電動機轉速偏移運算功能單元81具有諸如ROM那樣的存儲器，在存儲器內預先存儲根據實驗結果或邏輯運算而設定的、圖8所示的包含車速和對應的電動機轉速偏移值的數據，并且電動機轉速偏移運算功能單元81被設計成選擇與輸入到其的數字變換車速相對應的電動機轉速偏移值，以便把如此選擇的電動機轉速偏移值輸出到減法功能單元88。
減法功能單元88從輸入到其的電動機轉速中減去輸入到其的電動機轉速偏移值，并把減法結果輸出到反向阻尼基本電流變換功能單元82。
車速比變換功能單元83具有諸如ROM那樣的存儲器，在存儲器內預先存儲根據實驗結果或邏輯運算而設定的、圖9所示的包含車速和對應的車速比的數據，并且車速比變換功能單元83被設計成選擇與輸入到其的數字變換車速相對應的車速比，以便把如此選擇的車速比輸出到乘法功能單元93。
反向輔助比變換功能單元84具有諸如ROM那樣的存儲器，在存儲器內預先存儲根據實驗結果或邏輯運算而設定的、圖10所示的包含車速V和對應的反向輔助比的數據，并且反向輔助比變換功能單元84被設計成選擇與輸入到其的數字變換車速V相對應的反向輔助比，以便把如此選擇的反向輔助比不僅輸出到乘法功能單元96，而且輸出到正向/反向狀態判定功能單元。
車速扭矩比變換功能單元85具有諸如ROM那樣的存儲器，在存儲器內預先存儲根據實驗結果或邏輯運算而設定的、圖11所示的包含車速和對應的車速扭矩比的數據，并且車速扭矩比變換功能單元85被設計成選擇與輸入到其的數字變換車速相對應的車速扭矩比，以便把如此選擇的車速扭矩比輸出到乘法功能單元95。
扭矩比變換功能單元86具有諸如ROM那樣的存儲器，在存儲器內預先存儲根據實驗結果或邏輯運算而設定的、圖12所示的包含扭矩和對應的扭矩比的數據，并且扭矩比變換功能單元86被設計成選擇與輸入到其的數字變換扭矩相對應的扭矩比，以便把如此選擇的扭矩比輸出到乘法功能單元94。
反向輔助扭矩比變換功能單元87具有諸如ROM那樣的存儲器，在存儲器內預先存儲根據實驗結果或邏輯運算而設定的、圖13所示的包含扭矩和對應的反向輔助扭矩比的數據，并且反向輔助扭矩比變換功能單元87被設計成選擇與輸入到其的數字變換扭矩相對應的反向輔助扭矩比，以便把如此選擇的反向輔助扭矩比輸出到乘法功能單元97。
減法功能單元90從輸入到其的電動機轉速中減去輸入到其的反向輔助偏移值，并把減法結果輸出到比例部件91。在從比例部件91輸入的信號等于或小于預定值的情況下，限制器92把如此輸入的信號照原樣輸出到乘法功能單元96，而在該信號等于或大于預定值的情況下，限制器92把預定值作為恒定值輸出到乘法功能單元96。
乘法功能單元93把從反向阻尼基本電流變換功能單元82輸出的信號與從車速比變換功能單元83輸出的信號相乘，然后把乘法結果輸出到乘法功能單元94。乘法功能單元95把來自車速扭矩比變換功能單元85的輸出信號與扭矩信號相乘，并把乘法結果輸出到扭矩比變換功能單元86和反向輔助扭矩比變換功能單元87。
乘法功能單元94把來自乘法功能單元93的輸出信號與來自扭矩比變換功能單元86的輸出信號相乘，并把乘法結果輸出到減法功能單元98。乘法功能單元96把來自限制器92的輸出信號與來自反向輔助比變換功能單元84的輸出信號相乘，并把乘法結果輸出到乘法功能單元97。乘法功能單元97把來自乘法功能單元96的輸出信號與來自反向輔助扭矩比變換功能單元87的輸出信號相乘，并把乘法結果輸出到減法功能單元98。減法功能單元98從來自乘法功能單元94的輸出信號中減去來自乘法功能單元97的輸出信號，并輸出減法結果作為反向阻尼補償電流信號。
圖中框部A表示反向輔助電流計算功能單元。為了針對電動機轉速MSPD的輸入值設置盲區以免受諸如噪聲等的干擾和不穩定要素的影響，在減法功能單元90減去作為來自反向輔助偏移存儲功能單元89的輸出值的偏移值CC(rps)，并把來自減法功能單元90的輸出值與反向輔助電流增益K(A/rps)相乘。該值是僅由方框中的上限限制器92補償電動動力轉向系統的齒輪箱內的動摩擦力所必要的電流值，并且其最大值受限制。此處，電流值被設為1.5A。之后，在反向輔助比變換功能單元84根據車速來查詢以1km/h車速為間隔設定的反向輔助比(SUBRTO)，然后在乘法功能單元96把如此查詢出的值與電流值相乘。
并且，在乘法功能單元97乘以從反向輔助扭矩比變換功能單元87輸出的并由轉向扭矩TRQ參照的反向輔助扭矩比，以便最終獲得反向輔助電流。此處，在期望輸出反向輔助電流的車速區域內，主要是在0～30km/h的低車速范圍內，把反向輔助比設定成零以外的任意值。在30km/h或更快的車速區域內，把反向輔助比設定成零，以便輸出正常反向阻尼補償電流，并把反向阻尼比設定成零以外的任意值。
在車輛行駛中，在判定方向盤處于反向狀態的情況下，反向阻尼補償通過以上判定處理變得有效，并且特別是當車輛低速行駛時，反向輔助電流作為阻尼補償電流被輸出，而在較高車速區域內，反向阻尼補償電流作為阻尼補償電流被輸出。
圖14是示出在實際車輛低速行駛中產生的根據本發明的電動動力轉向系統的方向盤的轉向角或方向盤轉向角(ANGLE)、轉向扭矩(TRQ)、電動機電流(Im)和電動機轉速(MSPD)隨時間變化的圖。在圖中，橫軸表示時間，縱軸表示轉向角、電動機電流和電動機轉速的相應值，其中，正值與當車輛右轉時產生的轉向角、電動機電流和電動機轉速相對應，負值與當車輛左轉時產生的轉向角、電動機電流和電動機轉速相對應。此外，時間范圍O～A是表示方向盤正向狀態的范圍，時間范圍A～B是表示方向盤反向狀態的范圍，時間范圍B～C是表示在進行方向盤的反向操作之后隨時間變化的方向盤狀態的范圍。
在圖中，在表示方向盤正向狀態的范圍O～A內，與圖18所示的常規示例類似，方向盤轉向角(ANGLE)沿向右的方向(正方向)增加，當這種情況發生時，可以理解，電動機電流(Im)表示正值，電動機轉速(MSPD)也表示正值。此時，在圖5中，從符號判定功能單元61輸出“1”，并從符號判定功能單元62輸出“1”。結果，從關系運算功能單元63輸出“0”，從而從邏輯運算功能單元69輸出“0”，由于當進行先前抽樣時不存在鎖存狀態，即先前值存儲功能單元71處于“0”，因而從邏輯運算功能單元72輸出“0”，并且切換功能單元78對切換進行控制，使得來自關系運算功能單元63的輸出作為來自正向/反向狀態判定功能單元的輸出被輸出。此時，在圖5中所示的正向/反向狀態判定功能單元的處理產生“正向”狀態判定，并且正向阻尼補償電流信號被輸出。
在范圍A～B中，方向盤轉向角和轉向扭矩為正值，而電動機電流和電動機轉速以負值變化。此時，從符號判定功能單元61輸出“1”，并從符號判定功能單元62輸出“0”。結果，從關系運算功能單元63輸出“1”。此外，當電動機轉速的絕對值等于或小于第一預定值AA時，來自關系運算功能單元67的輸出變為“0”，并且來自邏輯運算功能單元69的輸出變為“0”。然后，由于當進行先前抽樣時不存在鎖存狀態，即先前值存儲功能單元71處于“0”，因而來自邏輯運算功能單元70的輸出變為“0”，并且來自邏輯運算功能單元72的輸出也變為“0”。結果，對切換功能單元78進行控制，以便輸出來自關系運算功能單元63的輸出。然后，由于方向盤處于反向狀態，因而方向盤轉向角以向零收斂的方式遷移。此時，正向/反向狀態判定功能單元的判定提供“反向”狀態判定，并且反向阻尼補償電流信號被輸出。此處，由于車輛低速行駛，因而反向阻尼補償電流信號作為反向輔助電流被輸出，并且通過實現把基于來自電動機轉速檢測功能單元的輸出信號的信號與基于來自轉向扭矩傳感器的輸出信號的信號相加的加法運算，產生用于使方向盤確實反向的作用。
在來自關系運算功能單元63的輸出處于“1”的狀態下，當電動機轉速等于或大于第一預定值時，來自關系運算功能單元67的輸出變為“1”。此外，當反向輔助比處于低速但不是零時，來自關系運算功能單元68的輸出變為“1”，結果，來自邏輯運算功能單元69的輸出變為“1”。此外，來自邏輯運算功能單元70的輸出變為“1”，與先前值存儲功能單元71的值無關。此外，由于電動機轉速不小于第二預定值BB，因而從關系運算功能單元75輸出“0”。此外，由于反向輔助比不是0，因而來自關系運算功能單元76的輸出為“0”。結果，來自進行或非運算的邏輯運算功能單元77的輸出變為“1”。這樣，來自邏輯運算功能單元72的輸出變為“1”。由此，對切換功能單元78進行切換，以便輸出來自邏輯運算功能單元72的輸出。此時，邏輯運算功能單元72的輸出值被存儲在先前值存儲功能單元71內，從而產生鎖存狀態。
在點B及以后，轉向扭矩表示負值，并且電動機轉速也表示負值。此時，來自符號判定功能單元61的輸出表示“0”，并且來自符號判定功能單元62的輸出表示“0”。結果，來自關系運算功能單元63的輸出變為“0”，從而來自邏輯運算功能單元69的輸出變為“0”。此外，此時，由于來自先前值存儲功能單元71的輸出為“0”，因而來自邏輯運算功能單元70的輸出變為“1”。并且，由于電動機轉速大于第二預定值BB，因而來自關系運算功能單元75的輸出為“0”，并且由于反向輔助比不是零，因而來自關系運算功能單元76的輸出變為“0”，并且從邏輯運算功能單元77輸出“1”。結果，從邏輯運算功能單元72輸出“1”，并且切換功能單元78輸出來自邏輯運算功能單元72的輸出。也就是說，鎖存狀態繼續，從而可以理解，方向盤轉向角收斂到零。
并且，由于電動機轉速隨時間變得小于第二預定值BB，因而來自關系運算功能單元75的輸出變為“1”，并且由于來自邏輯運算功能單元76的輸出變為“1”，因而來自用于進行或非運算的邏輯運算功能單元77的輸出變為“0”。結果，來自邏輯運算功能單元72的輸出變為“0”，并且對切換功能單元78進行切換，以便輸出來自關系運算功能單元63的輸出，該狀態表示鎖存狀態被取消或被解除的狀態。
根據這些功能，如圖14所示，在車輛低速行駛中，在被轉向的方向盤的反向狀態下，通過把SAT和反向輔助力進行組合，容易使方向盤反向，并可消除在常規示例中固有的風險，即方向盤不反向到直線前進位置而是中途停止，這樣使轉向感變得靈敏和平順，從而可實現轉向感的顯著改善。
以下，將對根據本發明的電動動力轉向系統的正向/反向狀態判定功能單元的第二實施例進行具體說明。在第二實施例中，預定值存儲功能單元66、關系運算功能單元68、預定值存儲功能單元74和關系運算功能單元76與參照第一實施例所述的正向/反向狀態判定功能單元中的不同，其他部分保持相同。圖15是示出根據本發明的正向/反向狀態判定功能單元的第二實施例的構成的方框圖。除了預定值存儲功能單元100、關系運算功能單元101、預定值存儲功能單元102和關系運算功能單元103以外，參照圖5對第一實施例進行說明時使用的相同標號被賦予給圖15中的相同構成部件，并將省略對這些相同構成部件的說明。
預定值存儲功能單元100存儲30km/h的車速作為第三預定值，并把第三預定值輸出到關系運算功能單元。關系運算功能單元101把車速與30km/h的第三預定值進行比較，在車速等于或小于30km/h的預定值的情況下，關系運算功能單元101輸出“1”，在車速大于作為第三預定值的30km/h的情況下，關系運算功能單元101輸出“0”。
預定值存儲功能單元102存儲和輸出30km/h作為第三預定值。關系運算功能單元103把車速與作為第三預定值的30km/h進行比較，在車速大于30km/h的情況下，關系運算功能單元103輸出“1”，在車速等于或小于30km/h的情況下，關系運算功能單元103輸出“0”。
以下，將對正向/反向狀態判定功能單元的第二實施例的操作進行說明。
在方向盤處于反向狀態、電動機轉速(MSPD)等于或大于預定轉速Arps、并且車速等于或小于30km/h的條件下，從符號判定功能單元61輸出“1”，并從符號判定功能單元62輸出“0”。結果，從關系運算功能單元63輸出“1”。從關系運算功能單元67輸出“1”，并從關系運算功能單元101輸出“1”。結果，從邏輯運算功能單元69輸出“1”，并從邏輯運算功能單元70輸出“1”。從關系運算功能單元103輸出“0”，并從關系運算功能單元75輸出“0”。結果，從邏輯運算功能單元77輸出“1”。由此，從邏輯運算功能單元72輸出“1”，并且來自邏輯運算功能單元72的輸出作為來自正向/反向狀態判定功能單元的輸出從切換功能單元78被輸出，從而把判定保持(鎖存)在反向狀態。圖中框部B表示用于保持判定的鎖存處理。
當滿足以下任一條件時，鎖存狀態被取消或被解除方向盤的轉速等于或慢于預定轉速，即電動機轉速(MSPD)等于或慢于預定轉速BB rps，并且車速等于或大于30km/h。此處，第一預定值AA是大于第二預定值BB的值。也就是說，從符號判定功能單元61輸出“0”，并從符號判定功能單元62輸出“0”。結果，從關系運算功能單元63輸出“0”。從關系運算功能單元67輸出“0”，并從邏輯運算功能單元69輸出作為邏輯積的“0”。從關系運算功能單元101輸出“0”，從關系運算功能單元75輸出“1”，從關系運算功能單元103輸出“1”，并且由于當進行先前抽樣時存在鎖存狀態，因而先前值存儲功能單元71處于“1”。盡管從邏輯運算功能單元70輸出“1”，然而從邏輯運算功能單元77輸出作為“或非”的“0”，并從邏輯運算功能單元72輸出“0”，對切換功能單元78進行切換，以便輸出來自關系運算功能單元63的輸出。結果，正向狀態信號被輸出。
在反向狀態被鎖存的條件以外的條件下，即在邏輯運算功能單元72輸出“0”的條件下，來自關系運算功能單元63的輸出作為來自正向/反向狀態判定功能單元的輸出被輸出，并且與常規判定處理一樣，方向盤的方向由轉向扭矩的方向(符號)和電動機轉速的方向(符號)來決定，在符號相同的情況下，表示正向方向，而在符號不同的情況下，表示反向方向(圖中框部D)。
根據這些功能，在車輛低速行駛中，在被轉向的方向盤的反向狀態下，通過把SAT和反向輔助力進行組合，容易使方向盤反向，并可消除在常規示例中固有的風險，即方向盤不反向到直線前進位置而是中途停止，這樣使轉向感變得靈敏和平順，從而可實現轉向感的顯著改善。
此外，在以下情況下，即在反向狀態中電動機轉速等于或大于第一預定值AA之后，方向盤被反向旋轉以便成為相對方向上的正向狀態的情況下，電動機轉速沒有變為等于或小于第二預定值，并且鎖存的反向狀態不解除。然而此時，由于立即產生輸入到方向盤并且值等于或大于所述預定值的扭矩，因而反向輔助扭矩比變為零，并且由于在反向阻尼補償電流信號的確定中乘以是零的反向輔助扭矩比，作為其結果，反向阻尼補償電流信號變為零，從而在此情況下也可平順操作方向盤。
從以上說明可知，根據本發明，提供了以下優點。
由于在轉向系由正向/反向狀態判定功能單元判定為處于反向狀態之后，正向/反向狀態判定功能單元繼續保持反向狀態，直到由電動機轉速檢測功能單元檢測到的電動機轉速的絕對值降至預定值或以下，因而通過采用一種不使用昂貴的轉向角傳感器而使用轉向扭矩和電動機轉速數據的構成，即使在當車輛低速轉向中方向盤反向時，轉向扭矩跨越零，以便處于其符號改變成與電動機轉速的符號一致的關系中的這種條件下，正向/反向狀態判定功能單元也不馬上判定方向盤的狀態處于正向狀態，而是繼續保持反向狀態的判定，直到滿足某個條件，這樣，當車輛低速行駛時，在方向盤反向操作中，方向盤可幾乎反向到直線前進位置而不中途停止，從而顯著改善轉向感。
由于在轉向系由正向/反向狀態判定功能單元判定為處于反向狀態之后，正向/反向狀態判定功能單元繼續保持反向狀態，直到由車速傳感器檢測到的車速降至預定值或以下，因而通過采用一種不使用昂貴的轉向角傳感器而使用轉向扭矩和電動機轉速數據的構成，即使在當車輛低速轉向中方向盤反向時，轉向扭矩跨越零，以便處于其符號改變成與電動機轉速的符號一致的關系中的這種條件下，正向/反向狀態判定功能單元也不馬上判定為方向盤的狀態處于正向狀態，而是繼續保持反向狀態的判定，直到滿足某個條件，這樣，當車輛低速行駛時，在方向盤反向操作中，方向盤可幾乎反向到直線前進位置而不中途停止，并且隨著車速增加，閉鎖被解除，從而顯著改善轉向感。
權利要求
1.一種電動動力轉向系統，其包括轉向扭矩傳感器，用于對車輛轉向系的轉向扭矩進行檢測；車速傳感器，用于對車輛速度進行檢測；電動機，用于把轉向輔助扭矩附加給轉向系；電動機轉速檢測功能單元，用于對電動機轉速進行檢測；以及電動機控制器，用于至少根據由轉向扭矩傳感器檢測到的轉向扭矩來設定用于傳導到電動機的目標電流值，并輸出用于驅動電動機的控制信號；電動機控制器包括正向/反向狀態判定功能單元，用于根據轉向扭矩和電動機轉速的正負來對轉向系的正向狀態或反向狀態進行判定；以及運算器，用于在反向狀態的情況下，把基于來自電動機轉速檢測功能單元的輸出信號的信號與基于來自轉向扭矩傳感器的輸出信號的信號相加，從而根據來自該運算器的輸出信號進行反向控制，其中，在轉向系由正向/反向狀態判定功能單元判定為處于反向狀態之后，正向/反向狀態判定功能單元繼續保持反向狀態，直到由電動機轉速檢測功能單元檢測到的電動機轉速的絕對值降至預定值或以下。
2.一種電動動力轉向系統，其包括轉向扭矩傳感器，用于對車輛轉向系的轉向扭矩進行檢測；車速傳感器，用于對車輛速度進行檢測；電動機，用于把轉向輔助扭矩附加給轉向系；電動機轉速檢測功能單元，用于對電動機轉速進行檢測；以及電動機控制器，用于至少根據由轉向扭矩傳感器檢測到的轉向扭矩來設定用于傳導到電動機的目標電流值，并輸出用于驅動電動機的控制信號；電動機控制器包括正向/反向狀態判定功能單元，用于根據轉向扭矩和電動機轉速的正負來對轉向系的正向狀態或反向狀態進行判定；以及運算器，用于在反向狀態的情況下，把基于來自電動機轉速檢測功能單元的輸出信號的信號與基于來自轉向扭矩傳感器的輸出信號的信號相加，從而根據來自該運算器的輸出信號進行反向控制，其中，在轉向系由正向/反向狀態判定功能單元判定為處于反向狀態之后，正向/反向狀態判定功能單元繼續保持反向狀態，直到由車速傳感器檢測到的車速降至預定值或以下。
全文摘要
本發明提供了一種電動動力轉向系統10。在具有正向/反向狀態判定功能單元60的電動動力轉向系統10中，在轉向系由正向/反向狀態判定功能單元60判定為處于反向狀態之后，正向/反向狀態判定功能單元60繼續保持反向狀態，直到由電動機轉速檢測功能單元檢測到的電動機轉速的絕對值降至預定值BB或以下。
文檔編號B62D6/00GK1504372SQ20031011708
公開日2004年6月16日 申請日期2003年12月3日 優先權日2002年12月3日
發明者鯉渕宏之, 伊藤淳, 広中慎司, 司, 鯉 宏之 申請人:本田技研工業株式會社