CN102666259A - 电动动力转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够电气式赋予机械摩擦力的电动动力转向装置(100)。在基于根据转向盘(2)的操作由操舵转矩传感器(30)所检测的操舵转矩值(VT3),来决定由协助控制部(51)计算出的与协助电流值(Ia)相应的目标电流值(Itar)时,为了对转向盘(2)的操作赋予摩擦力,因而设置了摩擦力控制部(54)和摩擦力转矩值·电流值转换部(55),由此生成以摩擦力转矩值(VTfr)对操舵转矩值(VT3)进行校正而得到的校正操舵转矩值(VT3-VTfr),并且产生以摩擦力电流值(Ifr)对第1校正目标电流值(Ia1)进行校正而得到的第2校正目标电流值(Ia2),生成目标电流值(Itar)以对电动机(11)进行驱动控制。
Description
技术领域
本发明涉及在利用转向盘(steering wheel)来进行车辆的操舵时,将电动机(motor)等致动器的动力作为操舵协助力(操舵辅助力)传递给操舵***,减轻驾驶员操纵转向盘的操作负担的电动动力转向装置。
背景技术
公知有一种产生操舵协助力使得以较轻的操作力操纵转向盘便能够改变车辆的方向的动力转向装置。
日本特开昭54-110527号公报中的油压式动力转向装置具备预压装置,为了使在转向盘的操舵旋转时(转舵时)作用于转向轴的旋转抵抗力比在转向盘静止时作用于转向轴的旋转抵抗力小,按照对始终按压齿条导块(rack guide)的弹簧力进行反抗的方式使之产生油压,在转舵时使上述油压降低以使对小齿轮(转向轴)的挤压力降低。
日本特开昭60-174364号公报中的油压式动力转向装置,具备油压挤压机构,按照仅在转向盘的空档区对齿条导块部赋予与车速相应的油压,防止高速行驶时转向盘的不稳定,并且,使齿条轴作用与车速相应的摩擦抵抗力(摩擦力),抑制从车轮侧向转向盘传递的振动,另一方面,在转向盘***作为越过空档区的情况下,停止向上述齿条导块部赋予油压,以进行较轻的操舵。
日本特开2000-313348号公报中的油压式动力转向装置,具有:齿条导块,其将齿条向小齿轮进行挤压;弹簧,其对该齿条导块始终作用固定的挤压力;予压装置,其根据油压上升来增大上述齿条导块的挤压力,通过在转向的操作时使上述油压降低来使上述齿条导块的挤压力降低以进行轻快的操舵,在操舵中立时,通过使上述油压上升,从而保持上述齿条导块的挤压力较高来提高操舵稳定性。
一般而言,如果作用于包括转向盘的转向***的摩擦抵抗力(以下称作摩擦力)大,则能抑制来自路面的干扰,操舵稳定,容易进行操舵。
因而,在车辆驾驶时,从操舵的稳定性以及操舵的舒适性的观点来看,如旋转半径固定的拐弯的转向行驶(旋回走行)时(称作转向保舵(旋回保舵)时)或者直线行驶时那样,当转向盘处于静止状态时,优选对转向盘赋予的摩擦力比较大。
然而,在将动力转向的操舵协助力的增益(称作协助增益)表示为GA的情况下,如转向保舵时那样作用操舵协助力的情况下,由摩擦力而对舵带来的稳定效果与操舵协助力相抵消而降低至1/(1+GA)。
因此,在动力转向时,为了得到舵的稳定效果,需要赋予更大的摩擦力。
另一方面,在旋转操作转向盘的操舵时(切换转向(切り込み)时、打轮(往き)时),优选实现摩擦力损失(摩擦损失)的降低,根据转向盘的复原(戻し)的观点来看,优选作用于转向盘的摩擦力比较小。
上述日本特开昭54-110527号、日本特开昭60-174364号公报、以及日本特开2000-313348号文献的技术中,其构成为,通过使齿条导块的挤压力为可变从而对作用于转向盘的摩擦力的大小进行调整。
然而,日本特开昭54-110527号以及日本特开昭60-174364号公报的相关技术中,存在如下问题:由于在转向保舵时无法使摩擦力增大,因此得不到转向保舵时的稳定性。
另外,日本特开昭54-110527号、日本特开昭60-174364号公报、以及日本特开2000-313348号文献所涉及的技术中,为了使摩擦力机械式增大,因此操舵协助机构必须产生使摩擦力机械地增大的量的大工作量,因而无法解决摩擦损失增大的课题。
因此,考虑不是机械地赋予摩擦力,而是电气式赋予摩擦力。
专利第3840310号公报中,公开了如下这样的电动动力转向装置,由于考察到为了抵消在电动机旋转方向上反抗的方向上作用的摩擦力,只要在与电动机旋转方向相同的方向上产生电动机输出即可,因此根据该考察结果,通过电动机角速度传感器来检测电动机旋转方向,选择摩擦力补偿值的极性以在与电动机旋转方向相同的方向产生上电动机输出。
然而,专利第3840310号公报所涉及的电动动力转向装置,不是电气式赋予摩擦力的技术,而是电气式抵消摩擦力(相抵)的技术。
即,专利第3840310号公报所提出的技术中,提出了在转向盘的切换方向时,会让驾驶员感到摩擦力为阻力的课题、以及在转向盘的复原时,由于自动回正力矩(SAT)因摩擦力而被抵消,因此转向盘的复原性恶化的课题,为了解决这两个课题,该专利技术通过用于抵消摩擦力的摩擦力电流值来对电动机进行驱动控制。
发明内容
本发明正是考虑上述背景技术以及课题而作出的,其目的在于提供一种电动动力转向装置,在车辆的驾驶时,使之对转向盘的操作电气式产生适当的机械式摩擦力。
另外,本发明的目的在于提供一种电动动力转向装置,如旋转半径为固定的拐弯的转向行驶时(称作转向保舵时)或者直线行驶时那样,当转向盘至少为静止状态或者视为静止状态的状态时,对转向盘的操作电气式产生并赋予适当的摩擦力,使操舵的稳定性提高。
本发明所涉及的电动动力转向装置,基于根据转向盘的操作由操舵转矩传感器所检测的操舵转矩值,通过协助控制部来决定目标电流值,并基于上述目标电流值来对电动机进行驱动控制,上述电动动力转向装置的特征在于,包括:摩擦力控制部,其为了对上述转向盘的操作赋予摩擦力,基于上述操舵转矩值来决定摩擦力转矩值;和第1摩擦力生成部,其生成以上述摩擦力转矩值对上述操舵转矩值进行校正所得到的校正操舵转矩值,上述协助控制部基于上述校正操舵转矩值来决定转换成上述目标电流值的第1校正目标电流值(参照例如图4B、图5)。
根据本发明,由于基于操舵转矩值决定电动机的目标电流值的协助控制部,基于以摩擦力转矩值对上述操舵转矩值进行校正所得到的校正操舵转矩值来决定第1目标电流值,因此能够对转向盘的操作电气式产生机械的摩擦力。
这种情况下,因还包括:摩擦力转矩·电流变换部,其将上述摩擦力转矩值转换成摩擦力电流值;和目标电流校正部,其产生以上述摩擦力电流值对上述第1校正目标电流值进行校正而得到的第2校正目标电流值(参照图2、图4D),从而如旋转半径为固定的拐弯的转向行驶时(称作转向保舵时)或者直线行驶时那样,在转向盘至少处于静止状态或者视为静止状态时,能够对转向盘的操作电气式产生并赋予摩擦力,使操舵的稳定性提高。
本发明涉及的电动动力转向装置,基于根据转向盘的操作由操舵转矩传感器所检测的操舵转矩值,通过协助控制部来决定目标电流值,并基于上述目标电流值对电动机进行驱动控制,上述电动动力转向装置的特征在于,包括:摩擦力控制部,其为了对上述转向盘的操作赋予摩擦力,基于上述操舵转矩值来决定摩擦力转矩值;摩擦力转矩·电流变换部,其将上述摩擦力转矩值变换成摩擦力电流值;和目标电流校正部,其产生以上述摩擦力电流值对上述目标电流值进行校正而得到的校正目标电流值(参照例如图4C、图6)。
根据本发明,由于基于操舵转矩值来决定电动机的目标电流值的协助控制部,根据以摩擦力电流值(对基于上述操舵转矩值所决定的摩擦力转矩值进行变换而得的摩擦力电流值)对上述目标电流值进行校正而得到的校正目标电流值来对电动机进行驱动控制,因此能够对转向盘的操作电气式产生并赋予机械摩擦力。作为结果,由于在直线行驶时对转向盘的操作电气式产生并赋予机械摩擦力,因此能够使操舵的稳定性提高。
在上述各发明中,上述摩擦力控制部,在决定上述摩擦力转矩值时,通过将上述电动机的旋转速度成为零值的值决定为上述摩擦力转矩值,从而能够电气式且简易地决定摩擦力转矩值。
根据本发明,在车辆的运行时,能够对转向盘的操作电气式产生并赋予机械摩擦力。
针对现有技术中机械式地赋予的摩擦力,由于能够进行电气式赋予,因此不需要如现有技术那样使齿条导块的挤压力成为可变的机构,能够实现电动动力转向装置中的操舵机构的构成的简单化·低重量化·低成本化。
附图说明
图1是本发明的一实施方式涉及的电动动力转向装置的构成图。
图2是电动动力转向装置中的目标电流计算部的功能框图。
图3是目标电流计算部中的摩擦力控制部的功能框图。
图4中图4A是在作用了摩擦力转矩值·电流值时的最佳模式下的操舵角操舵力特性图,图4B是在作用了摩擦力转矩值时的操舵角操舵力特性图,图4C是在作用了摩擦力电流值时的操舵角操舵力特性图,图4D是比较例的操舵角操舵力特性图。
图5是电动动力转向装置中的目标电流计算部的另一例的功能框图。
图6是电动动力转向装置中的目标电流计算部的又一例的功能框图。
具体实施方式
以下针对本发明的实施方式,参照附图进行说明。
图1是本发明的一实施方式涉及的电动动力转向装置100的构成图。
如图1所示,电动动力转向装置100具备与转向盘2连结的转向轴1。转向轴1,是将与转向盘2一体式结合的主转向轴3、与设置了齿条&小齿轮机构的小齿轮7的小齿轮轴5通过万向节4(universal joint)进行联结而构成的。
小齿轮轴5通过轴承6a、6b、6c对其下部、中间部、上部进行支撑,小齿轮7被设置于小齿轮轴5的下端部。小齿轮7与能够在车宽方向往返运动的齿条轴8的齿条齿8a咬合,并在齿条轴8的两端经由拉杆(tie rod)9联结作为操舵轮的左右前轮10。
通过该构成,能够在转向盘2的操舵时进行通常的齿条&小齿轮式的转舵操作,使前轮10转舵以改变车辆的朝向。在此,齿条轴8、齿条齿8a、拉杆9构成转舵机构。
另外,电动动力转向装置100具备将用于减轻转向盘2的操舵力的操舵协助力提供给小齿轮轴5的电动机11,设置在该电动机11的输出轴的蜗杆齿轮12与在小齿轮轴5的中间部的轴承6b的下侧设置的涡轮齿轮13咬合。
另外,在小齿轮轴5的中间部的轴承6b与上部的轴承6c之间,配置基于因磁致变形而引起的磁特性的变化来检测转矩的磁致变形式的公知的操舵转矩传感器30。
磁致变形式的操舵转矩传感器30的主要构成为:在小齿轮轴5的外周面遍布整个圆周方向环状设置的第1磁致变形膜31以及第2磁致变形膜32;与第1磁致变形膜31对置配置的第1检测线圈33a和第2检测线圈33b;以及与第2磁致变形膜32对置配置的第3检测线圈34a和第4检测线圈34b、与第1~第4检测线圈33a~34b连接的检测回路35。
第1、第2磁致变形膜31、32是由相比于变形而言透磁率的变化比较大的材料构成的金属膜,例如由在小齿轮轴5的外周采用电镀法形成的Ni-Fe系合金膜构成。
第1磁致变形膜31按照在相对于小齿轮轴5的轴线倾斜约45度的方向上具备磁各向异性的方式构成,第2磁致变形膜32按照在相对于第1磁致变形膜31的磁各向异性的方向倾斜约90度的方向上具备磁各向异性的方式构成。即,两个磁致变形膜31、32的磁各向异性相互使约90度相位不同。
第1检测线圈33a以及第2检测线圈33b,在第1磁致变形膜31的周围与之具有规定的间隙的状态下配置成同轴状。另一方面,第3检测线圈34a以及第4检测线圈34b,在第2磁致变形膜32的周围与之具有规定的间隙的状态下被配置成同轴状。
通过如前述那样设定第1、第2磁致变形膜31、32的磁各向异性,从而在小齿轮轴5作用了转矩(操舵转矩)的状态下,在磁致变形膜31、32的一方作用压缩力,在另一方作用拉伸力,其结果是,一方的磁致变形膜的透磁率增加,另一方的磁致变形膜的透磁率减少。然后,相应地,在一方的磁致变形膜的周围配置的检测线圈的电感增加,在另一方的磁致变形膜的周围配置的检测线圈的电感减少。
检测回路35将上述检测线圈的电感变化转换成故障检测信号VT1、VT2以及转矩信号(以下称作操舵转矩值)VT3以输出给ECU(电子控制单元)50。
作为ECU50的一部分功能而构成的目标电流计算部50A具有如下功能:基于输出操舵转矩值VT3的操舵转矩值VT3、检测电动机11的旋转速度Nm的旋转速度传感器14、检测车辆的行驶速度(车速)Vs的车速传感器16、以及检测转向盘2的操舵角度θs的舵角传感器17的各输出,来计算目标电流值Itar,按照所计算出的目标电流值Itar与在电动机11中流动的电流Im一致的方式,对电动机11进行驱动控制,从而产生操舵协助力,减轻转向盘2的操舵力。
另外,ECU50包括:具备CPU、ROM、RAM、以及A/D转换器、D/A转换器等的输入输出接口、计时器等的微型计算机,该微型计算机的CPU基于各种输入来执行在ROM中存储的程序,从而作为各种功能部执行动作,对电动机11等进行驱动控制。
接着,关于由ECU50的目标电流计算部50A执行的电动机11的驱动控制中的、目标电流值Itar的计算处理,参照图2以及图3进行说明。
图2是ECU50的目标电流计算部50A的功能框图(目标电流计算框图),用于计算为了产生操舵协助力而向电动机11供给的目标电流值Itar。图3是图2的目标电流计算框中表示摩擦力控制部54的详细构成的框图。
如图2所示,目标电流计算部50A具有如下部件作为基本控制部:协助控制部51,其为了实现驾驶员对转向盘2的操舵力Fs的减轻,而基于操舵转矩值VT3和车速Vs来计算协助电流值Ia(基本协助电流值);惯性控制部52,其为了对电动机11的惯性进行补偿,而基于对操舵转矩值VT3进行了微分等的转矩微分值、车速Vs以及操舵转矩值VT3计算出惯性电流值Ii;减震器(damper)控制部53,其为了使车辆的收敛性提高,而基于电动机11的旋转速度Nm、操舵转矩值VT3以及车速Vs而计算出减震器电流值Id。
协助控制部51具有大约车速Vs越快越使增益降低,并且随着操舵转矩值VT3变大,而提高增益的特性。其结果是,协助电流值Ia大约根据操舵转矩值VT3的增加而增加,车速Vs越快越减少。
惯性控制部52具备对因电动机11的转子的惯性而导致的响应性的降低进行补偿的特性等,主要是计算出与操舵转矩值VT3的转矩微分值等相应的惯性电流值Ii。惯性电流值Ii通过电流值运算器58(电流值加减运算器、电流值加减运算部)被与协助电流值Ia相加。
减震器控制部53具备抑制电动机11的旋转速度的工作台(table),主要计算出电动机旋转速度Nm越高越变大的减震器电流值Id。通过电流值运算器58从协助电流值Ia中减去减震器电流值Id。根据该转向减震器效果,提高转向盘2的收敛性。
进而,目标电流计算部50A具有手柄(handle)复原控制部56,该手柄复原控制部56为了使手柄复原性提高,而基于操舵角θs、操舵转矩值VT3以及车速Vs来计算出手柄复原电流值Ib。
手柄复原控制部56,具有用于在转向盘2的复原时通过SAT使转向盘2直接地复原的特性,并计算出手柄复原电流值Ib。通过电流值减法运算器60(电流值减法运算部)从协助电流值Ia2中减去手柄复原电流值Ib。
如图3所示,摩擦力控制部54,包括:控制器541(模拟摩擦力转矩值计算部),其通过按照电动机旋转速度Nm与目标值“0”一致的方式进行控制(PID控制)从而模拟地(电气式)计算出摩擦力转矩值VTfrin;摩擦力決定部542,其具备基于电动机旋转速度Nm来决定赋予摩擦力的特性102(虽然可以是可变的,但在此,计算出不依赖于电动机旋转数Nm而成为固定值的赋予摩擦力的特性);转矩比率部543,其根据操舵转矩值VT3依据基于特性103的比率输出(值0~1:随着操舵转矩VT3变大,比率值接近值1的特性)经由乘法运算器70使上述赋予摩擦力改变;车速比率部544,其根据车速Vs依据基于特性104的比率输出(值0~1:随着车速Vs变高,比率值接近值1的特性),经由乘法运算器72使上述赋予摩擦力值改变;以及摩擦力转矩值可变部(摩擦力转矩值调整部)545,其进一步依据与由摩擦力決定部542、转矩比率部543以及车速比率部544决定的赋予摩擦力控制值相应的特性110,对摩擦力转矩值VTfrin进行校正以计算出摩擦力转矩值VTfr。
摩擦力转矩值可变部545,在对输入端口74提供的摩擦力转矩值VTfrin的值小的情况下,根据特性110的倾斜将该值成比例地输出,在该值大的情况下,将该值限制为规定值以输出。例如,当车速Vs高时,限制为特性110max,当车速Vs低时,限制为特性110min。另外,在利用特性110的倾斜部成比例地输出时,还能够根据车速Vs、操舵转矩VT3、以及电动机旋转速度Nm,改变特性110的倾斜的斜率,或者将倾斜设为非直线而是曲线。
经由由摩擦力控制部54计算出的摩擦力转矩值可变部545而输出的摩擦力转矩值VTfr,被提供给转矩值减法运算器57(转矩值减法运算部)的减数端口,并且经由摩擦力转矩值·电流值变换部55而变换为摩擦力电流值Ifr,提供给电流值减法运算器59(电流值减法运算部)的减数端口。
通过电流值运算器58从根据协助电流值Ia、惯性电流值Ii以及减震器电流值Id求出的协助电流值Ia1中减去通过摩擦力转矩值·电流值变换部55所计算出的摩擦力电流值Ifr,由此计算出将反抗驾驶员对转向盘2的操舵的转矩叠加所产生的协助电流值Ia2。从协助电流值Ia2中通过电流值减法运算器60减去手柄复原电流值Ib后所得到的电流作为目标电流值Itar被提供给电动机11。这样,在转向盘2的切换方向时,能够电气式赋予机械摩擦力。
然而,通过摩擦力电流值Ifr对包括转向盘2的转向***赋予的摩擦力,在未产生直线行驶行时等的操舵协助力的情况下,是被有效赋予的,但如转向保舵时那样产生操舵协助力时,通过协助控制部51的协助增益GA而减少至1/(1+GA)。
因此,为了弥补该减少的量,在摩擦力控制部54中所计算出的摩擦力转矩值VTfr,通过转矩值减法运算器57而被从操舵转矩VT3中减去。其结果是,在协助控制部51中计算出的协助电流值Ia一定改变将摩擦力转矩值VTfr乘以协助增益GA所得到的量,如果配合摩擦力电流值Ifr,则不管协助控制部51的增益GA如何,都能够电气式赋予同样的机械摩擦力。
按照这样,能够在整个操舵区域赋予摩擦力,得到良好的操舵感。
图4D示出作为比较例的操舵角操舵力特性128。图4A示出采用了上述图2例的最佳实施方式(最佳模式)的目标电流计算部50A的情况下的实施例的操舵角操舵力特性122。在最佳模式的操舵角操舵力特性122中,在切换方向时,成为需要与操舵角θs成比例地变大的操舵力Fs(驾驶员的操舵力)的直线性良好的操舵力Fs,在刚刚复原之后,由于操舵协助力因摩擦力转矩值VTfr而被降低,因此被赋予精准的滞后,进而在复原时成为与操舵角θs成比例地变小的直线性良好的操舵力Fs。能够赋予在操舵角θs的整个范围内适当的摩擦力(操舵角操舵力特性成为与一次函数有关的线性特性的摩擦力)。
根据采用了该图2例的目标电流计算部50A的电动动力转向装置100,按照为了补偿根据摩擦力电流值Ifr所赋予的摩擦力在转向保舵时等因协助控制部51的协助GA而减少的问题,而从操舵转矩值VT3中减去摩擦力转矩值VTfr的方式构成,因此能够防止摩擦力的减少。
另外,图4B的操舵角操舵力特性124,示出了图5所示的其他实施方式涉及的具有目标电流计算部50B的电动动力转向装置的特性。在该目标电流计算部50B中,由于省略摩擦力转矩值·电流值变换部55而将摩擦力电流值Ifr设为零值,因此在操舵角θs的中立位置附近无法赋予适当的摩擦力,但由于根据摩擦力转矩值VTfr在转向保舵时等能够赋予适当的摩擦力,因此与比较例的图4D的特性128相比较而实现一定效果。另外,能够省略电流值减法运算器59(Ia2=Ia1)。
另外,图4C的操舵角操舵力特性126,示出了图6所示的进一步其他实施方式所涉及的具有目标电流计算部50C的电动动力转向装置的特性。在该目标电流计算部50C中,由于是未将摩擦力转矩值VTfr从操舵转矩值VT3中减去的构成(可省略转矩值减法运算器57),因此在转向保舵时等无法赋予适当的摩擦力,但由于根据摩擦力电流值Ifr在操舵角θs的中立位置附近能够赋予适当的摩擦力,因此与比较例的图4D相比较而实现一定的效果。另外,能够省略转矩值减法运算器57。
在上述的图4A~图4D的操舵角操舵力特性122、124、126、128中,操舵力Fr的规定范围120是操舵力Fr相对于操舵角θs呈直线变化的范围,因此是根据操舵角θs成比例地赋予操舵协助力的范围。
如以上所说明,根据具有上述图5例的目标电流计算部50B的实施方式(图5、图4B),在根据转向盘2的操作而基于由操舵转矩传感器30检测的操舵转矩值VT3,基本上决定与由协助控制部51计算出的操舵协助电流值Ia相应的目标电流值Itar,并基于目标电流值Itar对电动机11进行驱动控制的电动动力转向装置100中,具备:摩擦力控制部54,其为了对转向盘2的操作赋予摩擦力,而基于操舵转矩值VT3决定摩擦力转矩值VTfr;和转矩值减法运算器57(第1摩擦力生成部),其生成以摩擦力转矩值VTfr对操舵转矩值VT3进行校正所得到的校正操舵转矩值(VT3-VTfr),协助控制部51,由于基于以摩擦力转矩值VTfr对操舵转矩值VT3进行了校正而得到的上述校正操舵转矩值(VT3-VTfr)来决定第1校正目标电流值Ia1,因此能够对转向盘2的操作电气式产生并赋予机械摩擦力。
这种情况下,进一步,根据具有图2例的目标电流计算部50A的实施方式(图2、图4A),具备:摩擦力转矩值·电流值变换部55,其将摩擦力转矩值VTfr转换成摩擦力电流值Ifr;和电流值减法运算器59,其作为目标电流校正部,产生以摩擦力电流值Ifr对第1校正目标电流值Ia1进行校正而得到的第2校正目标电流值Ia2,从而如旋转半径为固定的拐弯的转向行驶时(称作转向保舵)或者直线行驶时那样,在转向盘2至少处于静止状态或者被视为静止状态的状态时,对转向盘2的操作适当地电学式地产生并赋予摩擦力,能够使操舵的稳定性提高。
另外,根据具有图6例的目标电流计算部50C的实施方式(图6、图4C),基于操舵转矩值VT来决定电动机11的目标电流值Itar的协助控制部51,由于基于校正目标电流值Ia2对电动机11进行驱动控制,其中该校正目标电流值Ia2为以摩擦力电流值(对基于上述操舵转矩值VT3所决定的摩擦力转矩值VTfr进行变换而得到的摩擦力电流值Ifr)对目标电流值Ita进行校正而得到的电流值,因此能够对转向盘2的操作电气式产生并赋予摩擦力。作为其结果,由于在直线行驶时,能够对转向盘2的操作电气式产生并赋予摩擦力,因此能够使操舵的稳定性提高。
在上述的各实施方式中,摩擦力控制部54在决定摩擦力转矩值VTfr时,由于将电动机11的旋转速度Nm成为零值的值决定为摩擦力转矩值VTfr,因此能够电气式且简易地决定摩擦力转矩值VTfr。
另外,本发明并不限于上述实施方式以及作用效果,当然还可以基于本说明书的记载内容,例如按照以下所列举的那样,采用各种构成以及实现作用效果。
第1,由于其构成为,通过至少基于由操舵转矩传感器30所检测的操舵转矩值VT3对电动机11进行驱动控制,从而在实现操舵力的减轻时,具有电气式赋予机械摩擦力的结构,因此在操舵为切换方向(打轮)状态的情况下,因该切换方向故而电动机11的工作量量降低,在复原状态的情况下,电动机11的工作量增加。作为其结果,从打轮回轮(往き戻り)整体来看,不会导致能量损失的增大,能够提高直线行驶时或转向保舵时的稳定性以及舒适性。
第2,通过根据车速Vs来使电气式赋予的摩擦力为可变,从而能够既实现高速行驶时的稳定性提高,又实现低速行驶时的手柄复原的轻快性。
第3,通过根据操舵转矩值VT3来变更电气式赋予的摩擦力,从而能够根据操舵转矩值VT3来任意设定驾驶员所能感觉到的摩擦力感。
第4,通过根据起动·复原的状态来使电气式赋予的摩擦力为可变,从而能够既满足起动时的响应性,又满足复原时的轻快性。
第5,还可以是将上述第2~第4构成中的两个或者全部进行组合而成的构成。通过对第2~第4构成进行组合,从而不管操舵状态、行驶状态如何,都能够良好地保持操舵感。
第6,根据齿条移动速度或者电动机旋转速度Nm对转向盘2的操舵速度进行检测,将成为电动机驱动信号(目标电流)的摩擦力电流值Ifr作为控制输出,按照上述操舵速度成为零值的方式进行控制,因此能够赋予与使机械摩擦力增大同样的摩擦力。
第7,将摩擦力转矩值VTfr作为控制输出,进行控制使转向盘2的操舵速度成为零值,从而即使在协助操舵时也能够得到良好的摩擦力感。
通过对上述第6以及第7构成进行组合,从而采用协助增益GA能够得到驾驶员所感觉的摩擦力感没有变化的良好操舵感。
第8,通过在作为上述操舵速度控制机构的控制器541的控制输出中设置限幅器(limiter),从而能够任意设定电气式赋予的摩擦力。
第9,通过根据车速Vs、操舵转矩值VT3、操舵速度、打轮回轮状态中的任一个或者其组合来使上述限幅器的限制值为可变,从而能够根据车辆的行驶状态以及操舵状态来赋予适当的摩擦力。
第10,因具备由操舵角θs、横摆角速度(yaw rate)、横G、SAT中的任一个或者其组合来使转向盘2的复原性提高的手柄复原控制部56,因而能够不会使转向盘2的手柄复原性恶化地赋予摩擦力。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种电动动力转向装置(100),基于按照转向盘(2)的操作而由操舵转矩传感器(30)所检测的操舵转矩值(VT3),通过协助控制部(51)来决定目标电流值(Ia),并基于上述目标电流值(Ia)来对电动机(11)进行驱动控制,上述电动动力转向装置的特征在于,包括:
摩擦力控制部(54),其为了对上述转向盘(2)的操作赋予摩擦力,基于上述操舵转矩值(VT3)来决定摩擦力转矩值(VTfr);和
第1摩擦力生成部(57),其生成以上述摩擦力转矩值(VTfr)对上述操舵转矩值(VT3)进行校正所得到的校正操舵转矩值(VT3-VTfr),
上述协助控制部(51)基于上述校正操舵转矩值(VT3-VTfr)来决定转换成上述目标电流值(Ia)的第1校正目标电流值(Ia1),
上述电动动力转向装置还包括:
摩擦力转矩·电流变换部(55),其将上述摩擦力转矩值(VTfr)转换成摩擦力电流值(Ifr);和
目标电流校正部(59),其产生以上述摩擦力电流值(Ifr)对上述第1校正目标电流值(Ia1)进行校正所得到的第2校正目标电流值(Ia2)。
2.(删除)
3.(修改后)一种电动动力转向装置(100),基于按照转向盘(2)的操作而由操舵转矩传感器(30)所检测的操舵转矩值(VT3),通过协助控制部(51)来决定基本协助电流值(Ia),
基于上述操舵转矩值(VT3)的微分值由惯性控制部(52)来决定惯性电流值(Ii),
基于电动机(11)的旋转速度(Nm)由减震器控制部(53)来决定减震器电流值(Id),
基于根据上述基本协助电流值(Ia)、上述惯性电流值(Ii)以及上述减震器电流值(Id)所求出的协助电流值(Ia1)对上述电动机(11)进行驱动控制,
上述电动动力转向装置的特征在于,包括:
摩擦力控制部(54),其决定摩擦力转矩值(VTfr);和
第1摩擦力生成部(57),其生成以上述摩擦力转矩值(VTfr)对上述操舵转矩值(VT3)进行校正所得到的校正操舵转矩值(VT3-VTfr),
上述协助控制部(51)、上述惯性控制部(52)以及上述减震器控制部(53)中仅上述协助控制部(51)基于上述校正操舵转矩值(VT3-VTfr)来决定上述基本协助电流值(Ia)。
4.(修改后)根据权利要求1所述的电动动力转向装置,其特征在于,
上述摩擦力控制部(54),在决定上述摩擦力转矩值(VTfr)时,将上述电动机(11)的旋转速度(Nm)成为零值的值决定为上述摩擦力转矩值(VTfr)。
Claims (4)
1.一种电动动力转向装置(100),基于按照转向盘(2)的操作而由操舵转矩传感器(30)所检测的操舵转矩值(VT3),通过协助控制部(51)来决定目标电流值(Ia),并基于上述目标电流值(Ia)来对电动机(11)进行驱动控制,上述电动动力转向装置的特征在于,包括:
摩擦力控制部(54),其为了对上述转向盘(2)的操作赋予摩擦力,基于上述操舵转矩值(VT3)来决定摩擦力转矩值(VTfr);和
第1摩擦力生成部(57),其生成以上述摩擦力转矩值(VTfr)对上述操舵转矩值(VT3)进行校正所得到的校正操舵转矩值(VT3-VTfr),
上述协助控制部(51),基于上述校正操舵转矩值(VT3-VTfr)来决定转换成上述目标电流值(Ia)的第1校正目标电流值(Ia1)。
2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置,其特征在于,还包括:
摩擦力转矩·电流变换部(55),其将上述摩擦力转矩值(VTfr)转换成摩擦力电流值(Ifr);和
目标电流校正部(59),其产生以上述摩擦力电流值(Ifr)对上述第1校正目标电流值(Ia1)进行校正而得到的第2校正目标电流值(Ia2)。
3.一种电动动力转向装置,基于按照转向盘(2)的操作而由操舵转矩传感器(30)所检测的操舵转矩值(VT3),通过协助控制部(51)来决定目标电流值(Ia),并基于上述目标电流值(Ia)对电动机(11)进行驱动控制,上述电动动力转向装置的特征在于,包括:
摩擦力控制部(54),其为了对上述转向盘(2)的操作赋予摩擦力,基于上述操舵转矩值(VT3)来决定摩擦力转矩值(VTfr);
摩擦力转矩·电流变换部(55),其将上述摩擦力转矩值(VTfr)变换成摩擦力电流值(Ifr);和
目标电流校正部(59),其产生以上述摩擦力电流值(Ifr)对上述目标电流值(Ia)进行校正而得到的校正目标电流值(Ia2)。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电动动力转向装置,其特征在于,
上述摩擦力控制部(54)在决定上述摩擦力转矩值(VTfr)时,将上述电动机(11)的旋转速度(Nm)成为零值的值决定为上述摩擦力转矩值(VTfr)。
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