專利名稱：電動動力轉向裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及準備轉向特性不同的多個控制模式，在行駛中能夠切換控制模式的電動動力轉向裝置。
背景技術：
在機動車的電動動力轉向裝置中，公知有如下技術即能夠在普通模式和運動模式之間進行切換的技術，其中，普通模式是為了減輕駕駛員的轉向力通過調整電動機產生的輔助轉向力而能夠改變轉向特性，且設定成標準的轉向特性，運動模式是設定成減小電動機產生的輔助轉向力而得到重的轉向感(參照專利文獻1)。在先技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平11-20727號公報然而，在能夠進行這樣的控制模式的切換的系統中，優選根據駕駛員的嗜好等，在行駛中也能夠切換控制模式，在該情況下，從切換前的控制模式下的控制值向切換后的控制模式下的控制值逐漸轉移，但當使此時的控制值逐漸變化的切換期間長時，駕駛員無法明確地感受到切換了控制模式的情況，存在缺乏使各控制模式下的轉向特性的差異顯著的顯現效果這樣的難點，另一方面，當切換期間短時，根據情況的不同而產生對駕駛員帶來不適感這樣的不良情況。
發明內容
本發明基于這樣的發明者的見解而提出，其主要的目的在于提供一種電動動力轉向裝置，其能夠使駕駛員明確地感受到切換控制模式的情況，且不會對駕駛員帶來不適感。根據本發明，這樣的課題通過提供如下這樣的電動動力轉向裝置而解決，該電動動力轉向裝置具備產生減輕駕駛員的轉向力的輔助轉向力的電動機(9)、確定該電動機的控制值的控制單元(轉向控制單元21)，該控制單元按多個控制模式分開使用表示車輛的狀態量與控制值的相關關系的映射來確定控制值，在電動動力轉向裝置(1)中，所述控制單元在切換控制模式時，從基于與以前的控制模式對應的映射的控制值，向基于與新的控制模式對應的映射的控制值逐漸轉移，并將使此時的控制值逐漸變化的切換期間設定成根據切換前后的控制模式而不同。由此，由于切換期間根據切換前后的控制模式而不同，因此能夠使駕駛員明確地感受到切換控制模式的情況，并且，能夠避免對駕駛員帶來不適感。另外，根據本發明的第二方面，所述多個控制模式至少具有設定成標準的轉向特性的第一控制模式(普通模式)、設定成能夠得到比該第一控制模式重的轉向感的轉向特性的第二控制模式(運動模式)，從第二控制模式向第一控制模式切換的切換期間設定成比從第一控制模式向第二控制模式切換的切換期間長。由此，在從第一控制模式向第二控制模式切換時，切換期間短，因此能夠快速地表現出轉向感的變化，因此能夠使駕駛員明確地感受到切換控制模式的情況，另外，在該情況下，由于轉向感向變重的方向變化，因此即使突然表現出轉向感的變化，也不會對駕駛員帶來不適感。另一方面，在從第二控制模式向第一控制模式切換的情況下，切換期間長，因此能夠避免轉向感突然變輕，從而能夠抑制駕駛員的不適感。根據本發明的第三方面，所述控制單元具備分別算出與駕駛員的轉向力和車速對應的基礎控制值、與轉向系統的慣性相關的慣量修正值、與轉向系統的粘性相關的阻尼修正值的算出部(基礎電流算出部31、慣量修正電流算出部32、阻尼修正電流算出部33)，并基于各算出部的算出結果來確定控制值，在所述算出部的至少一個中，按所述多個控制模式分開使用所述映射。由此，通過利用慣量修正值來修正基礎控制值，從而能夠改善轉向系統的慣性引起的轉向的響應延遲而得到舒暢的轉向感，另外，通過利用阻尼修正值來修正基礎控制值， 從而能夠限制電動機的旋轉而得到穩定的轉向感，并且能夠使車輛的穩定性提高。發明效果這樣，根據本發明，由于切換期間根據切換前后的控制模式而不同，因此能夠使駕駛員明確地感受到切換控制模式的情況，并且，能夠避免對駕駛員帶來不適感。
圖1是表示適用本發明的電動動力轉向裝置的示意圖。圖2是表示圖1所示的轉向控制裝置的簡要結構的功能框圖。圖3是表示圖1所示的轉向控制裝置的動作狀況的時間圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。如圖1所示，適用本發明的電動動力轉向裝置1具備齒輪齒條機構，該齒輪齒條機構具有經由轉向軸3與轉向盤2連結的小齒輪4、與該小齒輪4嚙合而設置成沿車寬方向能夠往復運動的齒條軸5，齒條軸5的兩端經由橫拉桿6與作為轉向車輪的左右的前輪7連結，從而根據轉向盤2的旋轉操作而使左右的前輪7轉向。在該電動動力轉向裝置1中設有電動機9，該電動機9產生用于使駕駛員施加在轉向盤2上的轉向力減輕的輔助轉向力，電動機9的驅動力經由蝸輪機構10向轉向軸3輸入，該蝸輪機構10與小齒輪4 一起收容在齒輪箱11內。在齒輪箱11內設有對作用在小齒輪4上的轉向力矩進行檢測的轉向力矩傳感器 12。在車身的適當部位設有檢測車速的車速傳感器13。在電動機9上設有對電動機旋轉角進行檢測的解析器14。上述的轉向力矩傳感器12、車速傳感器13以及解析器14的各輸出信號向對電動動力轉向裝置1的動作進行統一控制的轉向控制裝置(EPS-E⑶)21輸入。轉向控制裝置21由微型計算機、ROM、RAM、周邊電路、輸入輸出接口、各種驅動器等構成，根據各傳感器12 14的輸出信號，來確定用于對電動機9進行驅動控制的目標電流值(控制值)，并向電動機9的驅動電路22輸入。驅動電路22由FET的電橋電路等構成，根據由轉向控制裝置21確定的目標電流值來向電動機9供給電力，由此，來控制電動機 9的輸出轉矩。
需要說明的是，轉向控制裝置21除此之外還具備失效保護、自診斷、電動機輸出限制以及外部診斷通信等各功能。如圖2所示，轉向控制裝置21具有基礎電流算出部31、慣量修正電流算出部32、 阻尼修正電流算出部33、加法器34、減法器35。需要說明的是，該轉向控制裝置21的各部分通過由CPU執行存儲在存儲器中的程序來實現。基礎電流算出部31是用于算出作為目標電流值It的基本的基礎電流值Ia的，根據由轉向力矩傳感器12檢測到的轉向力矩以及由車速傳感器13檢測到的車速，來求出基礎電流值la。慣量修正電流算出部32是用于補償轉向系統的慣性產生的影響的，根據轉向力矩傳感器12檢測到的轉向力矩的時間微分值以及車速傳感器13檢測到的車速，來算出慣量修正電流值讓。通過加法器34將該慣量修正電流值Λ與基礎電流值Ia相加，由此能夠改善轉向系統的慣性引起的轉向的響應延遲而得到舒暢的轉向感。阻尼修正電流算出部33是用于補償轉向系統的粘性產生的影響的，基于根據解析器14所檢測到的電動機9的旋轉角而求出的電動機旋轉速度、以及車速傳感器13檢出到的車速，來算出阻尼修正電流值Ic。通過減法器35使基礎電流值Ia減去該阻尼修正電流值Ic，由此能夠限制電動機9的旋轉而得到穩定的轉向感，且能夠提高車輛的穩定性。需要說明的是，由于轉向盤2的轉向旋轉速度與電動機9的旋轉速度成正比，因此可以代替電動機旋轉速度，而使用對轉向角傳感器所檢測到的轉向盤2的轉向角進行時間微分而得到的轉向角速度。在基礎電流算出部31、慣量修正電流算出部32及阻尼修正電流算出部33中，按多個控制模式分開使用表示車輛的狀態量與電流值(控制值)的相關關系的映射來確定電流值。在此，能夠在普通模式(第一控制模式)和運動模式(第二控制模式)這兩個控制模式之間進行切換，在普通模式中，設定成標準的轉向特性，在運動模式中，設定成能夠得到比該普通模式重的轉向感的轉向特性，在普通模式中選擇普通映射，在運動模式中選擇運動映射。普通模式與運動模式的切換通過駕駛員操作模式切換開關15來進行。該模式切換開關15配置在駕駛員席的附近、例如配置在轉向盤或變速桿上，以使在行駛中駕駛員能夠操作。需要說明的是，也可以不設置模式切換開關15，而與其它的操作件、例如選擇自動變速裝置的變速位置的變速桿的操作連動而切換控制模式。尤其是在此，如圖3所示，在切換控制模式(普通模式及運動模式)時，從基于與以前的控制模式對應的映射的電流值，逐漸向基于與新的控制模式對應的映射的電流值轉移，將使此時的電流值逐漸改變的切換期間的長度設定為根據切換前后的控制模式而不同。S卩，從運動模式向普通模式切換的切換期間(例如1. 5s)設定成比從普通模式向運動模式切換的切換期間(例如0.5s)長。另外，在此，在切換期間，在分別參照普通映射及運動映射而求出的普通電流值及運動電流值上，分別乘以與加權平均中的加權系數相當的普通漸變系數Gl及運動漸變系數G2(0≤Gl≤1、0≤G2 ≤U G1+G2 = 1)，并且將由此得到的值相加來算出電流值。在從普通模式向運動模式切換的切換期間，普通漸變系數Gl逐漸變小，而運動漸變系數G2逐漸變大，在從運動模式向普通模式切換的切換期間，普通漸變系數Gl逐漸變大，而運動漸變系數G2逐漸變小。需要說明的是，在圖3中僅示出由基礎電流算出部31求出的基礎電流值，但由慣量修正電流算出部32求出的慣量修正電流值、由阻尼修正電流算出部33求出的阻尼修正電流值也與其同樣。另外，優選在閉合點火開關時，控制以普通模式開始。另外，優選由轉向控制裝置 21進行的控制模式的切換與發動機 變速器控制裝置(FI/AT-ECU)中的燃料噴射、變速器的控制連動，使車輛特性統一地變化，在該情況下，優選各控制裝置中共有的控制模式信息不更新到切換結束。另外，普通映射及運動映射是根據車輛的狀態量(轉向力矩或車速等)來求出控制值(電流值)的映射，與其相關的信息以表或計算式等所需要的方式保持在轉向控制裝置21內的存儲裝置中，但也可以設置成能夠通過修正增益進行適當變更。如以上所述，在從普通模式向運動模式切換時，將切換期間設定得短，因此能夠快速地表現出轉向感的變化，因此能夠使駕駛員明確地感受到切換控制模式的情況，另外，在該情況下，由于轉向感向變重的方向變化，因此即使突然表現出轉向感的變化，也不會對駕駛員帶來不適感。另一方面，在從運動模式向普通模式切換的情況下，將切換期間設定得長，因此能夠避免轉向感突然變輕，從而能夠抑制駕駛員的不適感。需要說明的是，在上述的例子中，形成為能夠在普通模式與運動模式這兩個控制模式間進行切換的結構，但也可以將控制模式設定為三個以上。在該情況下，例如，可以設定超級運動模式或經濟模式，超級運動模式中，設定成能夠得到比運動模式更重的轉向感的轉向特性，經濟模式中，使電動機停止而不附加輔助轉向力，來削減消耗電力。另外，在上述的例子中，構成為在基礎電流算出部31、慣量修正電流算出部32及阻尼修正電流算出部33的各部分中，按控制模式分開使用映射的結構，但本發明不局限于此，也可以構成為在基礎電流算出部31、慣量修正電流算出部32及阻尼修正電流算出部33 中的至少一個中分開使用映射，例如僅在基礎電流算出部31中分開使用映射的結構。另外，在上述的例子中，轉向控制裝置21具有基礎電流算出部31、慣量修正電流算出部32、阻尼修正電流算出部33，但也可以不具有慣量修正電流算出部32及阻尼修正電流算出部33中的任一個，或者具有其它的修正電流算出部、例如具有算出在與轉向力矩相關的前饋控制下的修正電流的機構，在此，也可以進行按多個控制模式分開使用映射的控制。以上，結束了具體的實施方式的說明，但若為本領域技術人員，則能夠容易理解本發明沒有限定為上述實施方式、變形例，能夠大幅度變形實施。本申請的基于巴黎條約而主張優先權的基礎申請的全部內容以及本申請中引用的現有技術的全部內容以記載于此的方式作為本申請說明書的一部分。符號說明1電動動力轉向裝置2轉向盤3轉向軸9電動機
15模式切換開關
21轉向控制部
31基礎電流算出部
32慣量修正電流算出部
33阻尼修正電流算出部
34加法器
35減法器
權利要求
1.一種電動動力轉向裝置，其具備產生減輕駕駛員的轉向力的輔助轉向力的電動機和確定該電動機的控制值的控制單元，該控制單元按多個控制模式分開使用表示車輛的狀態量與控制值的相關關系的映射來確定控制值，所述電動動力轉向裝置的特征在于，所述控制單元在切換控制模式時，從基于與以前的控制模式對應的映射的控制值，向基于與新的控制模式對應的映射的控制值逐漸轉移，并將使此時的控制值逐漸變化的切換期間設定成根據切換前后的控制模式而不同。
2.根據權利要求1所述的電動動力轉向裝置，其特征在于，所述多個控制模式至少具有設定成標準的轉向特性的第一控制模式和設定成能夠得到比該第一控制模式重的轉向感的轉向特性的第二控制模式，從第二控制模式向第一控制模式切換的切換期間設定成比從第一控制模式向第二控制模式切換的切換期間長。
3.根據權利要求1或2所述的電動動力轉向裝置，其特征在于，所述控制單元具備分別算出與駕駛員的轉向力和車速對應的基礎控制值、與轉向系統的慣性相關的慣量修正值和與轉向系統的粘性相關的阻尼修正值的算出部，并基于各算出部的算出結果來確定控制值，在所述算出部的至少一個中，按所述多個控制模式分開使用所述映射。
全文摘要
本發明提供一種電動動力轉向裝置，其能夠使駕駛員明確地感受到切換控制模式的情況，且不會對駕駛員帶來不適感。該電動動力轉向裝置具備產生減輕駕駛員的轉向力的輔助轉向力的電動機、確定該電動機的控制值的控制裝置，該控制裝置按多個控制模式分開使用表示車輛的狀態量與控制值的相關關系的映射來確定控制值，在該電動動力轉向裝置中，控制裝置在切換控制模式(普通模式及運動模式)時，從基于與以前的控制模式對應的映射的控制值，向基于與新的控制模式對應的映射的控制值逐漸轉移，并將使此時的控制值逐漸變化的切換期間設定成根據切換前后的控制模式而不同。
文檔編號B62D119/00GK102574542SQ20108004703
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月12日 優先權日2009年10月20日
發明者上野秋男, 中村幸司, 夏目拓, 島田裕一, 明石敏晴, 稻葉和彥, 草谷征也, 高木雅則 申請人:本田技研工業株式會社