電動動力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法

專利名稱：電動動力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動動力轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
本申請請求2009年7月8日申請的日本專利申請?zhí)?009-162055的優(yōu)先權(quán)的權(quán) 利，在本申請中援引其日本專利申請的說明書、附圖以及摘要的全部內(nèi)容。車輛用的動力轉(zhuǎn)向裝置中存在以馬達作為驅(qū)動源的電動動力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)。通 常在該EPS中，該控制裝置對經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸傳遞的操舵轉(zhuǎn)矩進行檢測，并根據(jù)該操舵轉(zhuǎn)矩，對 應(yīng)該賦予操舵系統(tǒng)的目標助力進行運算。此外，通過執(zhí)行反饋控制以使實際電流值追隨于 與該目標助力對應(yīng)的電流指令值，經(jīng)過對馬達供給驅(qū)動電力來控制該致動器的動作。然而，在該EPS中，肅靜性的提高成為最重要的課題之一。對于該肅靜性容易成為 問題的情況，例如可列舉出低速行駛時、特別是停車狀態(tài)中的轉(zhuǎn)向操作、所謂不安穩(wěn)時。當在路面阻力較大的低速行駛時，由于轉(zhuǎn)向操作中需要更大的轉(zhuǎn)矩，故作為其驅(qū) 動源的馬達的動作容易產(chǎn)生聲音、振動。尤其在停車時，由于會比較緩慢地進行轉(zhuǎn)向操作， 故更容易使駕駛員注意到該聲音、振動的發(fā)生。鑒于此，例如在專利第3231932號中公開了下述構(gòu)成，即根據(jù)車速改變反饋增 益，降低其響應(yīng)性的構(gòu)成。此外，特開2001-239947號公報中同樣公開了根據(jù)該操舵速度 (轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)速度)來改變反饋增益的構(gòu)成。上述的聲音、振動，例如因減速齒輪的嚙合變動等、作為該驅(qū)動源的馬達外部的構(gòu) 成而產(chǎn)生，成為包含在上述檢測的操舵轉(zhuǎn)矩中的波動成分的主因。根據(jù)含有該波動成分的 操舵轉(zhuǎn)矩對目標助力進行運算，并根據(jù)與該目標助力對應(yīng)的電流指令值執(zhí)行上述反饋控 制，由此該波動成分被放大，產(chǎn)生了上述的聲音、振動。因此，如上所述，通過改變該反饋增 益而降低響應(yīng)性，能夠抑制該波動成分的放大。此外，上述各公報所述的技術(shù)中，推定聲音、 異音容易基于車速或操舵速度而明顯化的狀況，通過降低反饋控制的響應(yīng)性，能夠?qū)崿F(xiàn)兼 顧該肅靜性的提高和良好的操舵感的維持。然而，在上述的各公報所述的技術(shù)中，也包括在推測為聲音、異音容易明顯化的狀 況的低車速時或低操舵速度時，實際難以產(chǎn)生振動、異音的狀況。例如、在低μ路中，由于 隨著該路面反力的下降，檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩也成為較小的值，故包含在該操舵轉(zhuǎn)矩中波動 成分的影響也是有界限的。此外，此時，通過降低反饋控制的響應(yīng)性，殘留有轉(zhuǎn)向返回性降 低、產(chǎn)生殘留舵角等、導(dǎo)致操舵感的惡化的課題，就此點而言，仍有改善的余地。在日本特開2008-6919號公報中公開了根據(jù)馬達的實際電流值改變反饋增益的 構(gòu)成。然而，對此也與上述的各公報所述的技術(shù)同樣，檢測出的實際電流值維持高度不變而 并未表示聲音、異音容易明顯化的狀況，由此有可能因響應(yīng)性的下降而導(dǎo)致弊端表面化。另外，在日本特開2006-131191號公報中，公開了下述構(gòu)成，即根據(jù)基本助推成 分的變化相對于操舵轉(zhuǎn)矩的變化的比例，改變對檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩進行的相位補償控制的 特性，由此能夠?qū)崿F(xiàn)該操舵感的改善。然而，作為該相位補償控制的對象的頻帶，與包含在上述操舵轉(zhuǎn)矩中的波動成分的頻率不同。因此，該日本特開2006-131191號公報所公開的 技術(shù)也不能解決上述的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠維持良好的操舵感并實現(xiàn)肅靜性的提高的 電動動力轉(zhuǎn)向裝置。作為本發(fā)明的一個方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，具備操舵力輔助裝置，其以馬達作 為驅(qū)動源對操舵系統(tǒng)賦予用來輔助轉(zhuǎn)向操作的助力；和控制器，其通過對上述馬達供給驅(qū) 動電力來控制上述操舵力輔助裝置的動作，上述控制器基于操舵轉(zhuǎn)矩，運算上述操舵力輔 助裝置所應(yīng)產(chǎn)生的目標助力，并且執(zhí)行反饋控制，以使實際電流值追隨于與該目標助力對 應(yīng)的電流指令值。上述反饋控制是通過對上述電流指令值與上述實際電流值的偏差乘以 反饋增益來進行的，上述控制器根據(jù)上述目標助力的變化相對于上述操舵轉(zhuǎn)矩的變化的比 例、即助推斜度來改變上述反饋增益。關(guān)于伴隨著驅(qū)動源即馬達的動作而產(chǎn)生的聲音、振動的問題，檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩 中含有的波動成分是該問題的主要原因之一，該波動成分因執(zhí)行反饋控制而被放大。因此， 上述聲音、振動的問題具有在上述助推斜度較大的區(qū)域更為顯著的傾向。因此，如上述構(gòu)成 那樣，通過根據(jù)助推斜度改變反饋增益，能夠?qū)υ摲答佋鲆孢M行更為合適的變更。結(jié)果能夠 維持良好的操舵感并實現(xiàn)肅靜性的提高。在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，亦可為，當上述助推斜度超出規(guī)定的閾值時， 上述控制器降低上述反饋增益。采用基于助推斜度來對反饋增益進行變更的最大優(yōu)點在于能夠依據(jù)該助推斜度 高精度地推測出發(fā)生聲音、振動的可能性較高的狀態(tài)。因此，如上述構(gòu)成那樣，當該助推斜度超出規(guī)定的閾值時，即，限定在操舵轉(zhuǎn)矩中 含有的波動成分的放大較為顯著的助推斜度較大的區(qū)域，通過降低反饋增益，能夠有效地 抑制聲音、振動的發(fā)生。而且，通過抑制降低該反饋增益的狀況，能夠一同有效地抑制其響 應(yīng)性的降低所引起的弊端的發(fā)生。在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，亦可為，當操舵速度處于與共振頻帶對應(yīng)的 規(guī)定的速度范圍內(nèi)時，上述控制器降低上述反饋增益。在因馬達的動作而產(chǎn)生的振動進行傳播時，因形成該傳播路徑的部件發(fā)生共振使 得轉(zhuǎn)向操作時產(chǎn)生的聲音、振動的問題明顯化。此外，該馬達的動作所產(chǎn)生的振動的頻率依 據(jù)操舵速度(馬達的旋轉(zhuǎn)角速度)而發(fā)生變化。因此，如上述構(gòu)成那樣，當該操舵速度處于 與共振頻帶對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍時，通過降低反饋增益，能夠更有效地抑制該動作音及 振動。在上述方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，當操舵速度不在與共振頻帶對應(yīng)的規(guī)定的速 度范圍內(nèi)時，上述控制器不進行基于上述助推斜度對上述反饋增益的變更。即使馬達的動作所產(chǎn)生的振動的水準自身較高，只要車室內(nèi)的乘客對此不會注意 即不會成為問題。因此，如上述構(gòu)成那樣，即便是助推斜度較大的區(qū)域，通過縮小到操舵速 度處于與共振頻帶對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍的情況來進行對反饋增益的降低，能夠最小限度 地抑制該響應(yīng)性降低的影響，并且有效地抑制馬達動作音及振動。
本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過后述的本發(fā)明實施例的詳細說明及所附的附圖而變 得更加易于理解，


如下。

圖1是電動動力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)的簡略構(gòu)成圖。
圖2是EPS的控制框圖。
圖3是表示助推控制量運算的概要的說明圖。
圖4是助推斜度的說明圖。
圖5是第1實施方式中的反饋增益運算部的簡略構(gòu)成圖。
圖6是表示基于反饋增益變更的響應(yīng)性的變化的說明圖。
圖7是第2實施方式中的馬達控制信號輸出部的簡略構(gòu)成圖。
圖8是表示共振頻率與操舵速度的關(guān)系的說明圖。
圖9是表示第2實施方式中的反饋增益可變控制的處理順序流程圖。
圖10是表示其他例的反饋增益可變控制的方式的說明圖。
圖11是表示其他例的反饋增益可變控制的方式的說明圖。
具體實施例方式以下，根據(jù)附圖對將本發(fā)明具體化了的第1實施方式進行說明如圖1所示，本實施方式的電動動力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)I中，固定有轉(zhuǎn)向盤2的轉(zhuǎn)向 軸3經(jīng)由齒輪齒條機構(gòu)4與齒條軸5連結(jié)，伴隨著轉(zhuǎn)向操作的轉(zhuǎn)向軸3的旋轉(zhuǎn)，通過齒輪齒 條機構(gòu)4變換成齒條軸5的往復(fù)直線運動。轉(zhuǎn)向軸3是連結(jié)轉(zhuǎn)向柱軸8、中間軸9及小齒輪 軸10而成的。伴隨著該轉(zhuǎn)向軸3的旋轉(zhuǎn)的齒條軸5的往復(fù)直線運動經(jīng)由連結(jié)在該齒條軸 5的兩端的橫拉桿11被傳遞至未圖示的轉(zhuǎn)向節(jié)，由此改變轉(zhuǎn)向輪12的舵角、即車輛的行進 方向。EPSl具備以馬達21作為驅(qū)動源對操舵系統(tǒng)賦予用于輔助轉(zhuǎn)向操作的助力的作為 操舵力輔助裝置的EPS致動器22、和控制該EPS致動器22的動作的作為控制器的ECU23。本實施方式的EPSl是轉(zhuǎn)向柱型的EPS，作為EPS致動器22的驅(qū)動源的馬達21，經(jīng) 由減速機構(gòu)24與轉(zhuǎn)向柱軸8驅(qū)動連結(jié)。馬達21是帶刷的直流馬達。減速機構(gòu)24是蝸桿 &蝸輪減速器。通過利用減速機構(gòu)24對馬達21的旋轉(zhuǎn)進行減速而傳遞至轉(zhuǎn)向柱軸8，來對 操舵系統(tǒng)賦予該馬達轉(zhuǎn)矩作為助力。車速傳感器27及轉(zhuǎn)矩傳感器28與E⑶23連接，E⑶23根據(jù)該各傳感器的輸出信 號對車速V及操舵轉(zhuǎn)矩τ ( τ _na)進行檢測。此外，本實施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器28，被構(gòu)成為 具備在轉(zhuǎn)向柱軸8的中途、具體而言在比該上述減速機構(gòu)24更靠轉(zhuǎn)向盤2側(cè)設(shè)置的扭桿30 和設(shè)置在該扭桿30的兩端的一對旋轉(zhuǎn)角傳感器(解析器)31，32的所謂雙解析器型的轉(zhuǎn)矩 傳感器。ECU23根據(jù)該檢測出的各狀態(tài)量對目標助力進行運算，并為了產(chǎn)生該目標助力，通 過向該驅(qū)動源亦即馬達21提供驅(qū)動電力，使該EPS致動器22動作，控制賦予給操舵系統(tǒng)的 助力。如圖2所示，E⑶23具備輸出馬達控制信號的微型計算機41、和根據(jù)該馬達控制信 號向EPS致動器22的驅(qū)動源亦即馬達21供給驅(qū)動電力的驅(qū)動電路42。
E⑶23中設(shè)置有用于檢測對馬達21通電的實際電流值I的電流傳感器43。微型 計算機41根據(jù)上述各車輛狀態(tài)量以及由電流傳感器43檢測出的馬達21的實際電流值I， 生成向驅(qū)動電路42輸出的馬達控制信號。以下所示的各控制塊是通過微型計算機41所執(zhí)行的計算機程序來實現(xiàn)的。該微 型計算機41在規(guī)定的抽樣周期對上述各狀態(tài)量進行檢測，并在每一規(guī)定周期執(zhí)行以下的 各控制塊所示的各運算處理，由此生成馬達控制信號。詳細而言，微型計算機41具備對向馬達21供給電力的目標值亦即電流指令值I * 進行運算的電流指令值運算部45、和根據(jù)由電流指令值運算部45算出的電流指令值I *輸 出馬達控制信號的馬達控制信號輸出部46。電流指令值運算部45中設(shè)置有對與上述目標助力的基礎(chǔ)成分相當?shù)闹瓶刂屏?las*進行運算的助推控制部47，上述車速V及操舵轉(zhuǎn)矩τ被輸入到該助推控制部47。作為轉(zhuǎn)矩傳感器28輸出的檢測信號的操舵轉(zhuǎn)矩τ _na,首先被輸入到相位補償控 制部48。向上述助推控制部47輸入在該相位補償控制部48中施以相位補償處理(低傳遞 濾波器所進行的過濾)后的操舵轉(zhuǎn)矩τ、及車速V。如圖3所示，助推控制部47構(gòu)成為對助推控制量Ias *進行運算，從而在該操舵轉(zhuǎn) 矩τ的絕對值越大、車速V越小的情況下，賦予更大的助力。此外，尤其針對操舵轉(zhuǎn)矩τ與 助推控制量las*的關(guān)系，如圖4所示，設(shè)計出該操舵轉(zhuǎn)矩τ越大，助推控制量Ias *的變化 相對于該操舵轉(zhuǎn)矩τ的變化的比例亦即助推斜度α越大(α = dlas */d τ、動作點P ( τ =T)中的微分項)。如圖2所示，將由上述電流傳感器43檢測出的實際電流值I與該電流指令值運算 部45輸出的電流指令值I *一起輸入到馬達控制信號輸出部46中。馬達控制信號輸出部 46，為使實際電流值I追隨于該電流指令值I *，通過執(zhí)行電流反饋控制來對馬達控制信號 進行運算。詳細而言，馬達控制信號輸出部46中，將電流指令值I *及實際電流值I輸入到減 法器49，將該減法器49中運算得出的偏差ΔΙ向反饋控制部50輸入。之后，反饋控制部 50通過對該偏差Δ I乘以反饋增益，來執(zhí)行該反饋控制。作為反饋控制執(zhí)行比例控制或積 分控制、或執(zhí)行該兩者。具體而言，反饋控制部50，通過將對偏差Δ I乘以比例增益Kp得到的比例成分、與 對偏差Δ I的積分值乘以積分增益Ki得到的積分成分相加，來對電壓指令值V*進行運算。 根據(jù)該電壓指令值V *，PWM控制部51生成馬達控制信號。生成后的馬達控制信號，從微型計算機41輸出向驅(qū)動電路42，并利用該驅(qū)動電路 42向馬達21供給基于該馬達控制信號的驅(qū)動電力。之后，通過產(chǎn)生與該目標助力相當?shù)鸟R 達轉(zhuǎn)矩，對操舵系統(tǒng)賦予與該目標助力對應(yīng)的助力。接著，對本實施方式的EPS中的反饋增益可變控制的方式進行說明。如圖2所示，上述馬達控制信號輸出部46中設(shè)置有反饋增益運算部52，上基于述 反饋控制部50的反饋控制，使用該反饋增益運算部52所運算的比例增益Kp及積分增益Ki 來進行。本實施方式的EPS，通過改變該比例增益Kp及積分增益Ki使反饋控制的響應(yīng)性變 化，從而維持良好的操舵感，并且抑制了伴隨作為驅(qū)動源的馬達21的動作的聲音、振動的 產(chǎn)生，進而實現(xiàn)了肅靜性的提高。
6
詳細而言，設(shè)置于電流指令值運算部45的助推控制部47，將該助推控制量Ias *運 算時(參照圖4、動作點P)的助推控制量las*的變化相對于操舵轉(zhuǎn)矩τ的變化的比例、即 助推斜度α，與和上述目標助力的基礎(chǔ)成分相當?shù)闹瓶刂屏縧as*—起輸出。之后，上述 反饋增益運算部52根據(jù)該助推斜度α，改變其運算的比例增益Kp及積分增益Ki，由此使 反饋控制部50執(zhí)行的反饋控制的響應(yīng)性變化。如圖5所示，反饋增益運算部52具備比例增益運算部53及積分增益運算部54，該 比例增益運算部53及積分增益運算部54，分別具有將上述助推斜度α的絕對值和與之對 應(yīng)的各反饋增益(Kp，Ki)建立關(guān)聯(lián)的映象表53a、54a。此外，比例增益運算部53及積分增 益運算部54，通過在該映象表53a、54a中對輸入的助推斜度α進行參照，來運算與該助推 斜度α對應(yīng)的比例增益Kp及積分增益Ki。在設(shè)置于比例增益運算部53的映象表53a中，比例增益Kp，在助推斜度α的絕 對值在規(guī)定值α0以下時(| α I ( α 0)，被設(shè)定為規(guī)定值PO (Kp = Ρ0)。另外，當助推斜度 α在規(guī)定值α 1以上時(I α I彡α 1)，比例增益Kp被設(shè)定為小于上述規(guī)定值PO的規(guī)定值 Pl (Kp = PU Pl < PO)。此外，在助推斜度α大于上述規(guī)定值α O而小于規(guī)定值α 1的區(qū) 域(α O < I α I < α 1)，比例增益Κρ，如在上述規(guī)定值PO與規(guī)定值Pl之間進行線形插補 那樣，詳細而言被設(shè)定為從該規(guī)定值PO到規(guī)定值Pl隨著助推斜度α的增大而降低。同樣，在設(shè)置于積分增益運算部54的映象表54a中，積分增益Ki，在助推斜度α 的絕對值在規(guī)定值α O以下時(I α I ( α 0)，被設(shè)定為規(guī)定值IO (Ki = 10)。另外，在助推 斜度α為規(guī)定值α 1以上時(I α I彡α 1)，積分增益Ki，被設(shè)定為小于上述規(guī)定值IO的規(guī) 定值Il (Ki = II、Il < 10)。此外，在助推斜度α大于上述規(guī)定值α O而小于規(guī)定值α 1 的區(qū)域(α0< I α I < α 1)，積分增益Ki，如在上述規(guī)定值IO與規(guī)定值Il之間進行線形 插補那樣，詳細而言被設(shè)定為從該規(guī)定值IO到規(guī)定值Il隨著助推斜度α的增大而降低。通過如此分別改變比例增益Kp及積分增益Ki，反饋控制部50執(zhí)行的反饋控制的 響應(yīng)性按照圖6所示發(fā)生變化。即，在助推斜度α較小的區(qū)域(I α I ^ α 0)，通過增高比 例增益Kp及積分增益Ki (Kp = P0，Ki = 10)，會如同圖中實線所示的波形Ll那樣，其響應(yīng) 性變高。另一方面，在助推斜度α較大的區(qū)域中(I α I彡α 1)，通過降低比例增益Kp及積 分增益Ki (Kp = Pl，Ki = II)，會如同圖中單點劃線所示的波形L2那樣，其響應(yīng)性降低。對本實施方式的作用及效果進行匯總。(1)在作為驅(qū)動源的馬達21進行動作、尤其在包含所謂不安穩(wěn)時的低速行駛時， 伴隨著轉(zhuǎn)向操作而產(chǎn)生的聲音、振動，例如由減速齒輪的嚙合變動等、作為驅(qū)動源的馬達外 部的構(gòu)成產(chǎn)生，上述檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩中含有的波動成分是其主要的原因之一。而且該波 動成分通過執(zhí)行反饋控制而被放大。因此，上述聲音、振動的問題具有在上述助推斜度α 較大的區(qū)域更為顯著的傾向。也就是，在助推斜度α的較大的區(qū)域，由于目標助力(助推控制量Ias*)會因操 舵轉(zhuǎn)矩τ的略微變化而極大地變化，故容易在該目標助力反映上述波動成分。此外，通過 根據(jù)與該變動的目標助力對應(yīng)的電流指令值I *來執(zhí)行反饋控制，使得該波動成分被放大， 產(chǎn)生上述聲音、振動。因此，如上述構(gòu)成那樣，通過根據(jù)助推斜度α來改變反饋增益(Kp、Ki)，能夠?qū)υ?反饋增益進行更為適宜的變更。結(jié)果能夠維持良好的操舵感并且實現(xiàn)肅靜性的提高。
(2)通過采用基于助推斜度α來對反饋增益進行變更，能夠依據(jù)該助推斜度α高 精度地推測出發(fā)生聲音、振動的可能性較高的狀態(tài)。因此，如上述構(gòu)成那樣，當該助推斜度α超出規(guī)定的閾值(規(guī)定值αΟ)時，即， 限定在操舵轉(zhuǎn)矩τ中含有的波動成分的放大較為顯著的助推斜度α較大的區(qū)域(α O
<I α I)，通過降低反饋增益，能夠有效地抑制聲音、振動的發(fā)生。而且，通過抑制降低該反 饋增益的狀況，能夠有效地抑制該響應(yīng)性的降低所引起的弊端的發(fā)生。以下、根據(jù)附圖對將本發(fā)明具體化了的第2實施方式進行說明。此外，為了方便說明，對與第1實施方式相同的部分標記相同的符號，并省略該說 明。如圖7所示，除了向反饋增益運算部62輸入上述助推斜度α外，還輸入轉(zhuǎn)向盤2 的旋轉(zhuǎn)角速度、即操舵速度ω。操舵速度ω，通過對由公知的轉(zhuǎn)向傳感器(圖示略)檢測 出的操舵角進行微分而運算得出。此外，反饋增益運算部62，基于該檢測出的操舵速度ω 執(zhí)行其反饋增益(Kp，Ki)的可變控制。轉(zhuǎn)向操作時產(chǎn)生的聲音、振動，在作為其驅(qū)動源的馬達21的動作所產(chǎn)生的振動經(jīng) 由外殼、或主體、框等傳播時，受這些部件的共振影響而明顯化。也就是，如圖8所示，馬達 21的動作所產(chǎn)生的振動的頻率，依據(jù)該旋轉(zhuǎn)角速度、即操舵速度ω的絕對值而變化。馬達 21的動作所產(chǎn)生的振動的頻率與傳播該振動的某一部件的某一共振頻率fO —致，該部件 共振，致使車室內(nèi)的乘客注意到該振動及聲音。從此點出發(fā)，當該檢測出的操舵速度ω的絕對值處于規(guī)定的速度范圍 (ω0士 Δ ω)、即在傳播該馬達21的動作所產(chǎn)生的振動時與以構(gòu)成該傳播路徑的部件的共 振頻率fO為基準的共振頻帶R對應(yīng)的范圍時，反饋增益運算部62降低上述反饋增益(Kp， Ki)。由此，辨別聲音、振動明顯化的狀況，將反饋控制的響應(yīng)性降低的狀況抑制為最小限 度，抑制該聲音、振動的明顯化。詳細而言，如圖9的流程圖所示，反饋增益運算部62，在取得助推斜度α及操舵速 度ω后(步驟101)，首先判定助推斜度α的絕對值是否在規(guī)定的閾值(規(guī)定值αΟ)以 下(步驟102)。之后，當判定為助推斜度α在規(guī)定值αΟ以下時(| α | ^ α 0、步驟102 是)，升高設(shè)定向上述反饋控制部50輸出的反饋增益，具體而言與上述第1實施方式相同， 將比例增益Kp及積分增益Ki設(shè)定為較高值(Kp = Ρ0, Ki = 10、步驟103)。另外，在上述步驟102中，當判定為助推斜度α超出規(guī)定值α0時(| α | > α0、 步驟102 否)、反饋增益運算部62，接著判定該操舵速度ω的絕對值是否在規(guī)定的速度范 圍內(nèi)，即與以上述共振頻率f0為基準的共振頻帶R對應(yīng)的范圍內(nèi)(步驟104)。具體而言，判定操舵速度ω的絕對值是否在基于與共振頻率fO對應(yīng)的規(guī)定速度 ω0進行「士 Δ ω」的范圍內(nèi)。另外，對于共振頻率f0及與之對應(yīng)的規(guī)定速度ω0、以及規(guī)定 共振頻帶R的規(guī)定值△ ω，利用反饋增益運算部62存儲預(yù)先通過實驗或計算求出的值。之 后，僅當判定操舵速度ω處于與共振頻帶R對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍內(nèi)時(ω0-Δ ω < | ω
<ω0+Δ ω、步驟104 是)，降低向上述反饋控制部50輸出的反饋增益，即將該比例增益 Kp及積分增益Ki設(shè)定為低值(Kp = Pl，Ki = II、步驟105)。在上述步驟104中，當判定該操舵速度ω不在與共振頻帶R對應(yīng)的規(guī)定的速度 范圍內(nèi)時(I ω I彡ωΟ-Δ ω、或I ω I彡ω 0+Δ ω、步驟104 否)，則不進行對向上述反
8饋控制部50輸出的反饋增益的降低。之后，與判定助推斜度α在規(guī)定值α0以下的情況 (I α I ( α O、步驟102:是)相同，通過執(zhí)行上述步驟103，升高設(shè)定向反饋控制部50輸出 的反饋增益，即將比例增益Kp及積分增益Ki設(shè)定為高值。本實施方式除了具有上述第1實施方式中記載的(1) (2)的作用效果外，還具有以 下的作用效果。(3)在因馬達21的動作而產(chǎn)生的振動進行傳播時，因形成該傳播路徑的部件發(fā)生 共振使得轉(zhuǎn)向操作時產(chǎn)生的聲音、振動明顯化。該馬達的動作所產(chǎn)生的振動的頻率依據(jù)操 舵速度ω (馬達的旋轉(zhuǎn)角速度)而發(fā)生變化。因此，如上述構(gòu)成那樣，當該操舵速度ω處 于與共振頻帶R對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍(ωΟ士 Δ ω)時，通過降低反饋增益(Kp，Ki)，能夠 更有效地抑制該動作音及振動。(4)即使馬達21的動作所產(chǎn)生的振動的水準自身較高，只要車室內(nèi)的乘客對此不 會注意即不會成為問題?；诖?，如上述構(gòu)成那樣，即便處于操舵轉(zhuǎn)矩τ中含有的波動成 分的放大較為顯著的助推斜度α較大的區(qū)域(αΟ < I α |)，通過還縮小到操舵速度ω處 于與共振頻帶R對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍(ωΟ士 Δ ω)的情況來進行反饋增益(Kp，Ki)的降 低。于是由此能夠?qū)⒃擁憫?yīng)性降低的影響抑制到最小限度，并且有效地抑制了馬達動作音 及振動。此外，上述各實施方式還可進行下述的變更。上述各實施方式中，雖然將本發(fā)明具體化為所謂轉(zhuǎn)向柱助推型的EPS1，但本發(fā)明 亦可適用到所謂小齒輪助推型、齒條助推型的EPS中。另外，作為其驅(qū)動源的馬達，亦可為 無刷馬達。在上述各實施方式中，反饋控制部50，執(zhí)行比例控制及積分成分控制(PI控制)作 為其反饋控制，反饋增益運算部52，針對該比例增益Kp及積分增益Ki進行基于助推斜度 α及操舵速度ω的變更。然而，并不局限于此，作為反饋控制，亦可具體化為執(zhí)行增加了微 分控制的所謂PID控制的方式。另外，對于該反饋增益的變更，只要是對比例增益Kp及積 分增益Ki的至少任意一者進行的構(gòu)成即可。上述各實施方式中，基于助推斜度α的反饋增益的變更，是在該助推斜度α超出 規(guī)定的閾值時降低該反饋增益的。然而，并不局限于此，亦可構(gòu)成為根據(jù)助推斜度α的增 大，而連續(xù)或階段性予以降低。上述第2實施方式中，以由公知的轉(zhuǎn)向傳感器(圖示略)檢測出的操舵角為基礎(chǔ) 對操舵速度ω進行運算。然而，并不局限于此，亦可在具有對左右的車輪速進行檢測的車 輪速傳感器時以依據(jù)車輪速的左右差求出的操舵角為基礎(chǔ)對操舵速度ω進行運算。另外， 在采用無刷馬達作為驅(qū)動源的馬達21時等，當能夠檢測該馬達旋轉(zhuǎn)角時，亦可以馬達旋轉(zhuǎn) 角為基礎(chǔ)對操舵速度ω進行檢測。另外，此時的操舵速度ω，如上所述作為進行馬達21的 動作所產(chǎn)生的振動的共振判定時的基礎(chǔ)被進行定位。因此，以檢測或推測求出的馬達旋轉(zhuǎn) 角為基礎(chǔ)進行該反饋增益的變更的構(gòu)成也當然等效。上述第2實施方式中，設(shè)定為即便在處于操舵轉(zhuǎn)矩τ中含有的波動成分的放大較 為顯著的助推斜度α較大的區(qū)域(αΟ< I α |)，還縮小至操舵速度ω處于與共振頻帶R 對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍(ωΟ士 Δ ω)的情況來進行反饋增益(Kp，Ki)的降低。然而，并不 局限于此，在注重提高肅靜性的情況下，對于在波動成分難以被放大的助推斜度α較小的區(qū)域(I α I ^ α 0)的情況，亦可在操舵速度ω處于與共振頻帶R對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍 (ω0士 Δ ω)時，進行反饋增益(Kp，Ki)的降低。由此，能夠更為可靠地抑制該轉(zhuǎn)向操作時
產(chǎn)生的聲音、振動。上述第2實施方式中，作為一例具體化為與共振頻率(fO)對應(yīng)的操舵速度(ω0) 為一個的情況。然而，并不局限于此，如圖10所示，當有多個與共振頻率對應(yīng)的操舵速度ω 時(ω ，ω2，ω3)，亦可按照各規(guī)定速度ω ，ω2，ω 3，來執(zhí)行反饋增益的降低。另外，如 圖11所示，各規(guī)定速度《1，ω2，ω 3中，亦可構(gòu)成為對應(yīng)最低速側(cè)的規(guī)定速度ω 1在高速 側(cè)降低反饋增益(同圖中、波形L3)，還可對應(yīng)最高速側(cè)的規(guī)定速度ω3在低速側(cè)降低反饋 增益(同圖中、波形L4)。上述第2實施方式中，對于基于助推斜度α的反饋增益的變更及基于操舵速度ω 的反饋增益的變更，使他們共通而進行處理(參照圖9、步驟103，105)。然而，并不局限于 此，亦可構(gòu)成為分別獨立地進行基于助推斜度α的變更及基于操舵速度ω的變更。此外， 作為使上述變更獨立的方法，例如、可考慮分別獨立地運算基于助推斜度α的降低增益、 及基于操舵速度ω的降低增益進而乘以反饋增益的構(gòu)成。接著，將能夠依據(jù)上述的實施方式得出的技術(shù)思想與效果一起進行記載。在電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述反饋控制包括比例控制及積分控制，其特征在于，針 對比例增益或積分增益的至少一方進行上述反饋增益的變更。在EPS中的馬達控制中，通常進行比例控制及積分控制(PI控制)作為該反饋控 制。因此，根據(jù)上述構(gòu)成，能夠抑制該聲音、振動的發(fā)生進而提高肅靜性。
權(quán)利要求
一種電動動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，具備操舵力輔助裝置，其以馬達作為驅(qū)動源對操舵系統(tǒng)賦予用來輔助轉(zhuǎn)向操作的助力；和控制器，其通過對上述馬達供給驅(qū)動電力來控制上述操舵力輔助裝置的動作，上述控制器基于操舵轉(zhuǎn)矩，運算上述操舵力輔助裝置所應(yīng)產(chǎn)生的目標助力，并且執(zhí)行反饋控制，以使實際電流值追隨于與該目標助力對應(yīng)的電流指令值，上述反饋控制是通過對上述電流指令值與上述實際電流值的偏差乘以反饋增益來進行的，上述控制器根據(jù)上述目標助力的變化相對于上述操舵轉(zhuǎn)矩的變化的比例、即助推斜度來改變上述反饋增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，當上述助推斜度超出規(guī)定 的閾值時，上述控制器降低上述反饋增益。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，當操舵速度處于與共振頻 帶對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍內(nèi)時，上述控制器降低上述反饋增益。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，當操舵速度處于與共振頻 帶對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍內(nèi)時，上述控制器降低上述反饋增益。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4所述的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，當操舵速度不在與共振 頻帶對應(yīng)的規(guī)定的速度范圍內(nèi)時，上述控制器不進行基于上述助推斜度對上述反饋增益的 變更。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動動力轉(zhuǎn)向裝置。在其中的馬達控制信號輸出部設(shè)置有反饋增益運算部(52)。反饋控制部所進行的反饋控制，使用該反饋增益運算部(52)所運算的比例增益(Kp)和積分增益(Ki)來進行。反饋增益運算部(52)，在助推斜度(α)(的絕對值)在規(guī)定值(α0)以下時(|α|≤α0)，升高設(shè)定該反饋增益(Kp＝P0，Ki＝I0)，當該助推斜度(α)超出規(guī)定值(α0)時(|α|＞α0)，降低設(shè)定該反饋增益(Kp＝P1，Ki＝I1、P1＜P0、I1＜I0)。
文檔編號B62D5/04GK101947973SQ20101022461
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者南部彰, 山野尚紀, 玉泉晴天, 鈴木浩 申請人:株式會社捷太格特