電動動力轉向裝置、電動動力轉向裝置的控制方法和程序的製作方法
2023-09-17 01:11:45 2
專利名稱：電動動力轉向裝置、電動動力轉向裝置的控制方法和程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動動力轉向裝置、電動動力轉向裝置的控制方法和程序。
背景技術：
近年來，提出了如下的電動動力轉向裝置在車輛的轉向系統中具有電動機，通過電動機的動力來協助駕駛員的操舵力。而且，提出了防止在該電動動力轉向裝置中使用的電動機的故障的技術。例如，專利文獻1所述的電動動力轉向裝置設置有決定最大限制值的單元，該最大限制值在電動機的平均電流為規定值以上時，每隔規定時間降低每個規定值；以及通過上述最大限制值來限制上述電動機電流的電動機電流限制單元。專利文獻1 日本特公平6-51474號公報
發明內容
優選更高精度地抑制在電動機中流過的電流過度而導致電動機出現故障的情況。為達到上述目的，本發明是一種電動動力轉向裝置，其特徵在於，該電動動力轉向裝置具有電動機，其對方向盤施加操舵輔助力；計算單元，其根據所述方向盤的操舵轉矩，計算對所述電動機供給的目標電流；以及校正單元，其在所述電動機的旋轉速度小於預先確定的旋轉速度時，根據對該電動機供給的實際電流和供給該實際電流的時間進行校正，以減小所述計算單元計算出的所述目標電流。這裡，優選在對所述電動機供給的實際電流大於預先確定的電流值的情況下，所述校正單元進行如下校正該實際電流越大，越減小所述計算單元計算出的所述目標電流。並且，優選在對所述電動機供給的實際電流大於預先確定的電流值的情況下，所述校正單元進行如下校正供給該實際電流的時間越長，越減小所述計算單元計算出的所述目標電流。並且，優選在搭載了該電動動力轉向裝置的交通工具的移動速度為預先確定的速度以上的情況下，與移動速度小於該預先確定的速度的情況相比，所述校正單元減小所述預先確定的旋轉速度。從另一觀點來看，本發明是一種電動動力轉向裝置的控制方法，其特徵在於，根據方向盤的操舵轉矩計算對電動機供給的目標電流，該電動機對該方向盤施加操舵輔助力， 在所述電動機的旋轉速度小於預先確定的旋轉速度時，根據對該電動機供給的實際電流和供給該實際電流的時間進行校正，以減小計算出的所述目標電流。並且，從又一觀點來看，本發明是一種程序，其特徵在於，該程序用於使計算機實現如下功能根據方向盤的操舵轉矩計算對電動機供給的目標電流的功能，該電動機對該方向盤施加操舵輔助力；以及在所述電動機的旋轉速度小於預先確定的旋轉速度時，根據對該電動機供給的實際電流和供給該實際電流的時間進行校正，以減小計算出的所述目標電流的功能。
根據本發明，能夠更高精度地抑制在電動機中流過的電流過度而導致電動機出現故障的情況。
圖1是示出實施方式的電動動力轉向裝置的概略結構的圖。圖2是電動動力轉向裝置的控制裝置的概略結構圖。圖3是目標電流計算部的概略結構圖。圖4是控制部的概略結構圖。圖5是示出對電動機供給的實際電流與加算值之間的相關關係的圖。圖6是示出係數決定部進行的校正係數決定處理的步驟的流程圖。圖7是示出係數決定部進行的校正係數決定處理的步驟的流程圖。圖8是示出本實施方式的控制裝置的作用的時序圖。標號說明10 控制裝置；20 目標電流計算部；25 目標電流決定部；27 校正部；30 控制部；100 電動動力轉向裝置；101 方向盤(手柄)；109 轉矩傳感器；110 電動機；170 車
速傳感器。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。圖1是示出實施方式的電動動力轉向裝置100的概略結構的圖。電動動力轉向裝置100(以下有時也簡稱為「轉向裝置100」)是用於任意地改變交通工具的行進方向的掌舵裝置，在本實施方式中例示了應用於汽車的結構。轉向裝置100具有由駕駛員操作的車輪(輪)狀的方向盤(手柄)101、以及與方向盤101—體設置的轉向軸102。轉向軸102和上部連接軸103經由萬向聯軸器103a連接，上部連接軸103和下部連接軸108經由萬向聯軸器103b連接。並且，轉向裝置100具有分別與作為轉動輪的左右前輪150連接的拉杆(tie rod) 104、以及與拉杆104連接的齒條軸105。並且，轉向裝置100具有小齒輪106a，該小齒輪106a與形成於齒條軸105上的齒條齒105a —起構成齒條/小齒輪機構。小齒輪106a 形成於小齒輪軸106的下端部。並且，轉向裝置100具有收納小齒輪軸106的轉向齒輪箱107。小齒輪軸106利用轉向齒輪箱107而經由扭力杆與下部連接軸108連接。在轉向齒輪箱107的內部設有作為操舵轉矩檢測單元的一例的轉矩傳感器109，該轉矩傳感器109根據下部連接軸108與小齒輪軸106之間的相對角度，檢測方向盤101的操舵轉矩T。並且，轉向裝置100具有支承於轉向齒輪箱107的電動機110、以及對電動機110 的驅動力進行減速並將其傳遞到小齒輪軸106的減速機構111。本實施方式的電動機110 是三相無刷電動機。利用電動機電流檢測部33(參照圖4)來檢測在電動機110中實際流過的實際電流的大小和方法。而且，轉向裝置100具有對電動機110的工作進行控制的控制裝置10。對控制裝置10輸入有上述轉矩傳感器109的輸出值、以及檢測汽車的移動速度即車速Vc的車速傳感器170的輸出值。如上所述構成的轉向裝置100利用轉矩傳感器109來檢測對方向盤101施加的操舵轉矩T，根據該檢測轉矩來驅動電動機110，將電動機110的產生轉矩傳遞到小齒輪軸 106。由此，電動機110的產生轉矩協助對方向盤101施加的駕駛員的操舵力。接著，說明控制裝置10。圖2是轉向裝置100的控制裝置10的概略結構圖。控制裝置10是由CPU、ROM、RAM、備用RAM等構成的算術邏輯運算電路。對控制裝置10輸入有將利用上述轉矩傳感器109檢測到的操舵轉矩T轉換為輸出信號的轉矩信號Td、以及將利用車速傳感器170檢測到的車速Vc轉換為輸出信號的車速信號ν等。而且，控制裝置10具有目標電流計算部20，其根據轉矩信號Td來計算目標輔助轉矩，計算電動機110供給該目標輔助轉矩所需要的目標電流；以及控制部30，其根據目標電流計算部20計算出的目標電流，進行反饋控制等。接著，詳細敘述目標電流計算部20。圖3是目標電流計算部20的概略結構圖。目標電流計算部20具有基礎電流計算部21，其在設定目標電流後，計算作為基準的基礎電流；慣性補償電流計算部22，其計算用於抵消電動機110的慣性力矩的電流；以及阻尼器補償電流計算部23，其計算限制電動機旋轉的電流。並且，目標電流計算部20具有目標電流決定部25，其根據來自基礎電流計算部21、慣性補償電流計算部22、阻尼器補償電流計算部23等的輸出，決定目標電流；以及作為校正單元的一例的校正部27，其進行如下校正在預先確定的情況下，減小目標電流決定部25決定的目標電流，將其決定為最終的目標電流。另外，對目標電流計算部20輸入有轉矩信號Td、車速信號V、將利用電動機電流檢測部33檢測到的實際電流Im轉換為輸出信號的電動機電流信號Ims、以及將電動機110的旋轉速度Nm轉換為輸出信號的旋轉速度信號Nms。關於旋轉速度信號Nms，例如能夠例示對檢測三相無刷電動機即電動機110的轉子的旋轉位置的傳感器(例如檢測轉子的旋轉位置的由旋轉變壓器(Resolver)、旋轉編碼器等構成的轉子位置檢測電路)的輸出信號進行微分而得到的信號。另外，將來自車速傳感器170等的信號作為模擬信號輸入到控制裝置10，所以，通過未圖示的A/D轉換部將模擬信號轉換為數位訊號，在目標電流計算部20中取入。基礎電流計算部21根據利用相位補償部26對轉矩信號Td進行相位補償後的轉矩信號Ts、和來自車速傳感器170的車速信號v，計算基礎電流，輸出包含該基礎電流的信息的基礎電流信號Imb。另外，基礎電流計算部21例如對預先根據經驗規則生成並存儲在 ROM中的、表示轉矩信號Ts和車速信號ν與基礎電流之間的對應的映射圖，代入檢測到的轉矩信號Ts和車速信號v，由此計算基礎電流。慣性補償電流計算部22根據轉矩信號Td和車速信號V，計算用於抵消電動機110 和系統的慣性力矩的慣性補償電流，輸出包含該電流的信息的慣性補償電流信號Is。另外， 慣性補償電流計算部22例如對預先根據經驗規則生成並存儲在ROM中的、表示轉矩信號Td 和車速信號ν與慣性補償電流之間的對應的映射圖，代入檢測到的轉矩信號Td和車速信號 v，由此計算慣性補償電流。
阻尼器補償電流計算部23根據轉矩信號Td、車速信號V、電動機110的旋轉速度信號Nms，計算限制電動機110的旋轉的阻尼器補償電流，輸出包含該電流的信息的阻尼器補償電流信號Id。另外，阻尼器補償電流計算部23例如對預先根據經驗規則生成並存儲在 ROM中的、表示轉矩信號Td、車速信號ν和旋轉速度信號Nms與阻尼器補償電流之間的對應的映射圖，代入檢測到的轉矩信號Td、車速信號ν和旋轉速度信號Nms，由此計算阻尼器補償電流。目標電流決定部25根據從基礎電流計算部21輸出的基礎電流信號Imb、從慣性補償電流計算部22輸出的慣性補償電流信號Is、和從阻尼器補償電流計算部23輸出的阻尼器補償電流信號Id，決定目標電流，輸出包含該電流的信息的目標電流信號ITA。目標電流決定部25例如對預先根據經驗規則生成並存儲在ROM中的、表示補償電流與目標電流之間的對應的映射圖，代入對基礎電流加上慣性補償電流並減去阻尼器補償電流而得到的補償電流，由此計算目標電流。這樣，目標電流決定部25作為如下的計算單元的一例發揮功能 根據方向盤101的操舵轉矩T，計算對電動機110供給的目標電流。校正部27具有係數決定部28，其決定與目標電流決定部25決定的目標電流相乘的校正係數R ；以及最終目標電流決定部29，其根據目標電流決定部25決定的目標電流和係數決定部28決定的係數，決定最終的目標電流。該校正部27在後面詳細敘述，但是，最終目標電流決定部29根據從目標電流決定部25輸出的目標電流信號ITA和係數決定部28 決定的校正係數R，決定最終的目標電流，輸出包含該最終的目標電流的信息的目標電流信號 ITF。接著，詳細敘述控制部30。圖4是控制部30的概略結構圖。控制部30具有電動機驅動控制部31，其控制電動機110的工作；電動機驅動部 32，其驅動電動機110 ；以及電動機電流檢測部33，其檢測在電動機110中實際流過的實際電流Im。電動機驅動控制部31具有反饋(F/B)控制部40，其根據由目標電流計算部20最終決定的目標電流與由電動機電流檢測部33檢測到的對電動機110供給的實際電流Im之間的偏差，進行反饋控制；以及PWM信號生成部60，其生成用於對電動機110進行PWM驅動的PWM(脈衝寬度調製)信號。反饋控制部40具有偏差運算部41，其求出由目標電流計算部20最終決定的目標電流與由電動機電流檢測部33檢測到的實際電流Im之間的偏差；以及反饋(F/B)處理部42，其進行反饋處理，使得該偏差為零。偏差運算部41輸出來自目標電流計算部20的輸出值即目標電流信號ITF與來自電動機電流檢測部33的輸出值即電動機電流信號Ims之間的偏差的值，作為偏差信號41a。反饋(F/B)處理部42進行反饋控制，以使目標電流與實際電流Im —致，例如，針對所輸入的偏差信號41a，輸出利用比例要素進行比例處理後的信號，並輸出利用積分要素進行積分處理後的信號，利用加法運算部對這些信號進行相加，生成並輸出反饋處理信號 42a。PWM信號生成部60根據來自反饋控制部40的輸出值，生成PWM信號60a，輸出所生成的PWM信號60a。電動機驅動部32是所謂的逆變器，例如具有6個獨立的電晶體(FET)作為開關元件，6個電晶體內的3個電晶體連接在電源的正極側線與各相的電繞組之間，另外3個電晶體與各相的電繞組和電源的負極側(接地)線連接。而且，對從6個電晶體中選擇的2個電晶體的柵極進行驅動，使這些電晶體進行開關動作，由此，控制電動機110的驅動。電動機電流檢測部33根據在與電動機驅動部32連接的並聯阻抗 (shuntimpedance)的兩端產生的電壓，檢測在電動機110中流過的實際電流Im的值，將檢測到的實際電流Im轉換為電動機電流信號Ims而進行輸出。接著，更加詳細地說明校正部27。當在方向盤101的到頭狀態等方向盤101停止的狀態下保持長時間、或反覆進行長時間的入庫動作時，在電動機110中連續流過大電流，電動機110發熱、冒煙、有味，還可能燒損。因此，不是始終直接對電動機Iio供給目標電流決定部25根據操舵轉矩T決定的目標電流，在可能產生這種現象的情況下，優選在此之前對目標電流決定部25決定的目標電流進行限制。但是，在可能產生這種現象的情況下，如果立即不對電動機110供給電流， 則用戶操作方向盤101的負擔增大。因此，在本實施方式的轉向裝置100中具有校正部27， 在可能由於在電動機110或控制裝置10中產生的發熱而使電動機110或控制裝置10產生故障的情況下，該校正部27進行如下校正將比由目標電流決定部25決定的目標電流小的電流值作為最終的目標電流。而且，本實施方式的電動機110是三相無刷電動機，鑑於特別是在旋轉速度小時由於僅在特定相中流過高電流而使該相的磁鐵容易損壞的情況，在本實施方式的校正部27中，根據在電動機110的旋轉速度小時供給的電流和供給的時間，對由目標電流決定部25決定的目標電流進行校正。對係數決定部28輸入有車速信號V、電動機電流信號Ims、對轉矩信號Td進行相位補償後的轉矩信號Ts、電動機110的旋轉速度信號Nms。然後，係數決定部28根據所取得的車速信號ν、轉矩信號Ts、電動機電流信號Ims和旋轉速度信號Nms等的信息，決定小於1的值作為校正係數R，以將比由目標電流決定部25決定的目標電流小的電流值作為最終的目標電流。最終目標電流決定部29對由目標電流決定部25決定的目標電流乘以由係數決定部28決定的校正係數R，在該值為預先確定的電流值以上的情況下，將該值決定為最終的目標電流，在該值小於預先確定的電流值的情況下，將預先確定的電流值決定為最終的目標電流。然後，輸出包含最終的目標電流的信息的最終目標電流信號ITF。下面，更加具體地說明係數決定部28和最終目標電流決定部29。係數決定部28以預先確定的時間間隔來執行用於決定校正係數R的運算處理即校正係數決定處理。然後，在該校正係數決定處理中，判別電動機110的旋轉速度Nm是否小於預先確定的旋轉速度m (如後所述，根據車速Vc為N2)，在小於旋轉速度m的情況下， 判別對電動機110供給的電流是否為預先確定的電流值Il以上，在為電流值Il以上的情況下，加上與對電動機110供給的電流對應的值即後述圖5所示的加算值Cp，在小於電流值 Il的情況下，減去預先確定的值Cm。然後，在該校正係數決定處理中，在此前相加的加算值 Cp的合計Ctotal初次超過預先確定的閾值CT之前，決定1 (初始值R0)作為校正係數R， 在合計Ctotal超過閾值CT的情況下，決定小於1的值作為校正係數R。作為本實施方式的校正係數R，設為對在該時刻設定的校正係數R乘以預先確定的小於1的值α而得到的值 (R-RXa)0另外，α能夠例示恆定值0.42。
並且，即使變更了校正係數R，也再次累積加算值Cp，在合計Ctotal再次超過閾值 CT的情況下，對在該時刻設定的校正係數R乘以α (R —RXa)。因此，係數決定部28具有多個計數器，在初次變更校正係數R之前，使用多個計數器內的第1個計數器累積加算值 Cp，在變更了一次校正係數R的情況下，使用多個計數器內的第2個計數器累積加算值Cp， 以這種方式，在變更了 η次校正係數R的情況下，使用多個計數器內的第η個計數器累積加算值Cp。另外，上述預先確定的電流值Il優選為如下的電流值的最大值在電動機110的旋轉速度Nm為零的情況下，在任意車速Vc時，即使持續對電動機110進行供給，電動機110 也不會由於發熱而出現故障。例如，預先確定的電流值Il能夠例示20Α。由此，能夠最大限度地響應用戶的要求，並抑制電動機110和控制裝置10的故障。並且，預先確定的旋轉速度m優選為如下的旋轉速度的最小值即使持續對電動機110供給能夠對該電動機110供給的電流值的電流，電動機110也不會由於發熱而出現故障。例如能夠例示0.4rps。並且，在為電流值11以上的情況下，根據車速Vc，來變更根據對電動機110供給的電流而相加的加算值Cp。圖5是示出對電動機110供給的實際電流Im與加算值Cp之間的相關關係的圖。圖5(a)是車速Vc小於預先確定的速度VO時的相關關係圖，圖5(b)是車速Vc為預先確定的速度VO以上時的相關關係圖。如圖5所示，在為電流值Il以上的情況下，根據對電動機110供給的實際電流Im而相加的加算值Cp被設定為，即使對電動機110 供給的實際電流Im相同，與車速Vc為速度VO以上的情況下的值相比，車速Vc小於預先確定的速度VO的情況下的值大。另外，設電流值Il的值為20A。並且，在車速Vc為預先確定的速度VO以上的情況下，判別是否小於旋轉速度N2， 該旋轉速度N2比車速Vc小於速度VO時的旋轉速度m小，在小於旋轉速度N2的情況下， 加上圖示的值。這是為了防止並非停車時的手柄操作的通常行駛中的誤檢測，減小作為對象的電動機110的旋轉速度Nm，並且，減小與對電動機110供給的實際電流Im對應的加算值Cp，由此，抑制了由於校正部27而使目標電流決定部25決定的目標電流減小的情況。預先確定的旋轉速度N2例如能夠例示0. 2rps。另外，加算值Cp是根據在執行校正係數決定處理的間隔內對電動機110供給實際電流Im這樣的前提而確定的值，是依賴於實際電流Im與持續供給該實際電流Im的時間之積的值。並且，係數決定部28在校正係數決定處理中，在此前相加的加算值Cp的合計 Ctotal超過預先確定的閾值CT的情況下，決定小於1的值作為校正係數R，然後，在滿足了下述轉矩條件和電動機旋轉速度條件的情況下，使校正係數R恢復為初始值RO的1。轉矩條件是如下情況由轉矩傳感器109檢測到的當前的操舵轉矩T的絕對值為從將校正係數R設定為小於1的值的時刻(在校正係數R多個階段地從1起減少的情況下， 為初次從1設定為小於1的值的時刻)的操舵轉矩T的絕對值中減去預先確定的轉矩量而得到的值以下的情況；或者，將校正係數R設定為小於1的值的時刻的操舵轉矩T的方向和當前時刻的操舵轉矩T的方向不同的情況。即，是滿足以下的式⑴或(2)的情況。I將校正係數R設定為小於1的值的時刻的操舵轉矩T I -預先確定的轉矩彡I當前時刻的操舵轉矩τI... (1)
將校正係數R設定為小於1的值的時刻的操舵轉矩T的方向興當前時刻的操舵轉矩T的方向...(2)電動機旋轉速度條件是如下情況車速Vc小於預先確定的速度VO時的電動機旋轉速度Nm的絕對值為上述旋轉速度m以上的情況；或者，車速Vc為預先確定的速度VO以上時的電動機旋轉速度Nm的絕對值為上述旋轉速度N2以上的情況。即，是滿足以下的式 (3)或(4)的情況。零彡車速Vc < VO 時，|Nm| 彡 NL · · (3)車速Vc 彡 VO 時，I Nm | 彡 N2. · · (4)其中，還假設了如下情況在滿足轉矩條件和電動機旋轉速度條件而使校正係數 R恢復為1後，在比較早的階段，電動機110的旋轉速度Nm再次變小時，對電動機110供給電流值Il以上的電流。因此，在上述的電流值Il以上的情況下，階段地對根據對電動機110 供給的實際電流Im而相加的加算值Cp的合計Ctotal進行減法運算，直到在下述(5)、(6) 時為零為止。(5)是如下情況與車速Vc和電動機旋轉速度Nm如何無關，對電動機110供給的實際電流Im小於電流值II。該情況下，從合計Ctotal中減去減法值Cml。作為減法值Cml，能夠例示100。(6)是如下情況車速Vc為零以上的VO且電動機旋轉速度Nm的絕對值為旋轉速度W以上、或者車速Vc為VO以上且電動機旋轉速度Nm的絕對值為旋轉速度N2以上。該情況下，從合計Ctotal中減去減法值Cm2。作為減法值Cm2，能夠例示100。接著，使用流程圖說明係數決定部28進行的校正係數決定處理。圖6和圖7是示出係數決定部28進行的校正係數決定處理的步驟的流程圖。係數決定部28定期地、例如每隔IOms執行該校正係數決定處理。首先，係數決定部28根據所取得的車速信號V、轉矩信號Ts、電動機電流信號Ims 和旋轉速度信號Nms等的信息，識別車速Vc、操舵轉矩T、電動機110的實際電流Im和電動機110的旋轉速度Nm(步驟(以下簡記為「S」)600)。接著，係數決定部28判別車速Vc是否小於預先確定的速度V0(S601)。然後， 在S601判定為肯定的情況下，判別電動機110的旋轉速度Nm的絕對值是否小於旋轉速度 Nl (S602)。另一方面，在S601判定為否定的情況下，判別電動機110的旋轉速度Nm的絕對值是否小於旋轉速度N2 (S603)。在S602判定為肯定的情況下和S603判定為肯定的情況下，判別對電動機110 供給的實際電流Im是否為預先確定的電流值Il以上(S604)。然後，在S604判定為肯定的情況下，對此前累積的加算值的合計Ctotal加上與實際電流Im對應的加算值 Cp (Ctotal — Ctotal+Cp) (S605)。然後，判別加算值的合計Ctotal是否為預先確定的閾值 CT以上(S606)。然後，在S606判定為肯定的情況下，使校正係數R為更小的值(R —RX α) (S607)。設定1作為校正係數R的初始值R0。然後，輸出變更後的校正係數R(S608)。另一方面，在S606判定為否定的情況下，結束執行本處理。另一方面，在S604判定為否定的情況下，從此前累積的加算值的合計Ctotal中減去預先確定的減法值Cml (Ctotal — Ctotal-Cml) (S609)。另外，在從此前累積的加算值的合計Ctotal中減去減法值Cml而使Ctotal為負值的情況下，將Ctotal設定為零。在S602判定為否定的情況下和S603判定為否定的情況下，判別當前時刻的校正係數R是否為初始值RO (在本實施方式中為1) (S610)。然後，在S610判定為否定的情況下，判別是否滿足上述轉矩條件(S611)。然後，在S611判定為肯定的情況下，滿足上述轉矩條件和電動機旋轉速度條件，所以，使校正係數R恢復為初始值R0(S612)。輸出變更後的校正係數R(S613)。在S610判定為肯定的情況下和S611判定為否定的情況下，從此前累積的加算值的合計Ctotal中減去預先確定的減法值Cm2 (Ctotal —Ctotal-Cm2) (S614)。另外，在S614 中，在從此前累積的加算值的合計Ctotal中減去減法值Cm2而使Ctotal為負值的情況下， 將Ctotal設定為零。以上說明了係數決定部28進行的校正係數決定處理。如上所述，最終目標電流決定部29對由目標電流決定部25決定的目標電流乘以由係數決定部28決定的校正係數R，在該值為預先確定的電流值Il以上的情況下，將該值決定為最終的目標電流，在該值小於預先確定的電流值Il的情況下，將預先確定的電流值 Il決定為最終的目標電流。例如，在預先確定的電流值Il為20A的情況下，在由目標電流決定部25決定的目標電流為80A、由係數決定部28決定的校正係數R為0. 42( = 42% ) 的情況下，對校正係數R和由目標電流決定部25決定的目標電流進行相乘後的值為33. 6A， 為20A以上，所以，將33. 6A決定為最終的目標電流。另一方面，在由目標電流決定部25決定的目標電流為40A、由係數決定部28決定的校正係數R為0. 42( = 42% )的情況下，對校正係數R和由目標電流決定部25決定的目標電流進行相乘後的值為16. 8A，小於20A，所以，將預先確定的電流20A決定為最終的目標電流。並且，最終目標電流決定部29在根據校正係數R和由目標電流決定部25決定的目標電流來決定最終的目標電流時，在變更了校正係數R時，不是立即使用變更後的校正係數Rnew來代替變更前的校正係數Rold，而還優選進行如下的衰減處理相隔預先確定的時間，從校正係數Rold逐漸變化為校正係數Rnew。例如，在從Rold = 1變更為Rnew = 0. 42時，優選以在預先確定的時間1500ms後使校正係數R為0. 42的方式，從1逐漸變化為 0. 42。並且，在校正係數R從不是初始值的值恢復為初始值時，也不是立即進行變更來使用，而還優選進行如下的衰減處理相隔預先確定的時間，從校正係數Rold逐漸變化為校正係數Rnew = 1。例如，在從Rold = 0. 42變更為Rnew = 1時，優選以在預先確定的時間900ms後使校正係數R為1的方式，從0. 42逐漸變化為1。另外，在最終目標電流決定部29進行衰減處理的情況下，優選係數決定部28在該衰減處理的期間中，在校正係數決定處理中中止加上加算值Cp或減去減法值Cm的計數處理。接著，使用時序圖說明如上所述構成的轉向裝置100的作用。另外，設上述預先確定的電流值Il為20A、預先確定的閾值CT為600000、預先確定的小於1的值α為0. 42。 並且，進行上述衰減處理，且在衰減處理的期間中不進行計數處理。圖8是示出本實施方式的控制裝置10的作用的時序圖。另外，設對上述加算值Cp 進行相加的多個計數器的計數器值最初全部為零。並且，在圖8所示的範圍內，設車速Vc 始終小於速度VO。隨著操舵轉矩T變大，目標電流決定部25決定的目標電流變大，對電動機110供給的實際電流Im增大到85Α(參照圖8(a)、(b))。另一方面，電動機110的旋轉速度Nm減小(參照圖8(c))。而且，在Tl時刻，設電動機旋轉速度Nm小於旋轉速度Ni、且實際電流 Im超過20A，然後，電動機旋轉速度Nm以小於旋轉速度m的方式變遷，且實際電流Im逐漸變化為85A。該情況下，係數決定部28在定期執行的校正係數決定處理中，從Tl時刻起，使用多個計數器內的1個計數器(第1計數器)，累積與圖5 (a)所示的實際電流Im對應的加算值Cp(S605)。圖8(d)示出第1計數器的加算值Cp的合計Ctotal增加的狀況。然後，在判定為第1計數器的加算值Cp的合計Ctotal為閾值CT以上時(S606判定為肯定時)，校正係數R經過衰減處理而從初始值的1變更為1 X α = 0. 42 (參照圖8 (f))。其結果，在進行衰減處理的預先確定的時間經過後，通過校正部27進行校正，從目標電流計算部20輸出的最終的目標電流為85X0. 42 = 35. 7A(彡20A)，該電流為對電動機110供給的實際電流 Im0 然後，電動機旋轉速度Nm小於旋轉速度Nl，實際電流Im為35. 7A，所以，係數決定部28在定期執行的校正係數決定處理中，使用多個計數器內的其他計數器(第2計數器)， 累積與圖5(a)所示的實際電流Im對應的加算值Cp (S605)。圖8 (e)示出第2計數器的加算值Cp的合計Ctotal增加的狀況。然後，在判定為第2計數器的加算值Cp的合計Ctotal 為閾值CT以上時(S606判定為肯定時)，校正係數R經過衰減處理而從當前時刻的0. 42變更為0.42Xci =0.176(參照圖8(f))。其結果，在進行衰減處理的預先確定的時間經過後，通過校正部27進行校正，從目標電流計算部20輸出的最終的目標電流為預先確定的電流值Il即20Α (其原因是85X0. 176 = 14. 99 < 20Α)，該電流成為對電動機110供給的實際電流Im。然後，設在Τ2時刻滿足上述轉矩條件和電動機旋轉速度條件時，係數決定部28執行的校正係數決定處理的S602判定為否定，S610判定為否定，S611判定為肯定，校正係數 R經過衰減處理恢復為初始值的1(S612)。其結果，在進行衰減處理的預先確定的時間經過後，從目標電流計算部20輸出的最終的目標電流為目標電流決定部25決定的目標電流，該電流為對電動機110供給的實際電流Im。然後，電動機旋轉速度Nm為旋轉速度m以上，所以，係數決定部28執行的校正係數決定處理的S602判定為否定，S610判定為肯定，從全部計數器的合計Ctotal中減去減法值 Cm2(S614)。這樣，根據本實施方式的轉向裝置100，與不基於本實施方式的電動動力轉向裝置相比，更高精度地抑制了電動機110由於發熱而產生故障的情況。並且，根據本實施方式的轉向裝置100，根據電動機110的旋轉速度Nm、對電動機110供給的實際電流Im、供給該實際電流Im的時間、車速Vc，對目標電流決定部25決定的目標電流進行校正，成為從目標電流計算部20輸出的最終的目標電流，所以，與搭載該轉向裝置100的交通工具無關，能夠通用。另外，在上述實施方式中，用於減小校正係數R的α為恆定值，但是，當然也可以是可變值。並且，關於圖5所示的加算值Cp，假設了定期執行係數決定部28進行的校正係數決定處理的情況，而使其為固定值，但是，假設在係數決定部28不定期執行校正係數決定處理的情況下，只要根據所供給的實際電流Im和供給該實際電流Im的時間來確定即可， 例如，優選為對實際電流Im和供給該實際電流Im的時間進行相乘後的值。
權利要求
1.一種電動動力轉向裝置，其特徵在於，該電動動力轉向裝置具有電動機，其對方向盤施加操舵輔助力；計算單元，其根據所述方向盤的操舵轉矩，計算對所述電動機供給的目標電流；以及校正單元，其在所述電動機的旋轉速度小於預先確定的旋轉速度時，根據對該電動機供給的實際電流和供給該實際電流的時間進行校正，以減小所述計算單元計算出的所述目標電流。
2.根據權利要求1所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，在對所述電動機供給的實際電流大於預先確定的電流值的情況下，所述校正單元進行如下校正該實際電流越大，越減小所述計算單元計算出的所述目標電流。
3.根據權利要求1或2所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，在對所述電動機供給的實際電流大於預先確定的電流值的情況下，所述校正單元進行如下校正供給該實際電流的時間越長，越減小所述計算單元計算出的所述目標電流。
4.根據權利要求1 3中的任一項所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，在搭載了該電動動力轉向裝置的交通工具的移動速度為預先確定的速度以上的情況下，與移動速度小於該預先確定的速度的情況相比，所述校正單元減小所述預先確定的旋轉速度。
5.一種電動動力轉向裝置的控制方法，其特徵在於，根據方向盤的操舵轉矩，計算對電動機供給的目標電流，其中，該電動機對該方向盤施加操舵輔助力，在所述電動機的旋轉速度小於預先確定的旋轉速度時，根據對該電動機供給的實際電流和供給該實際電流的時間進行校正，以減小計算出的所述目標電流。
6.一種程序，其特徵在於，該程序用於使計算機實現如下功能根據方向盤的操舵轉矩，計算對電動機供給的目標電流的功能，其中，該電動機對該方向盤施加操舵輔助力；以及在所述電動機的旋轉速度小於預先確定的旋轉速度時，根據對該電動機供給的實際電流和供給該實際電流的時間進行校正，以減小計算出的所述目標電流的功能。
全文摘要
本發明提供電動動力轉向裝置、電動動力轉向裝置的控制方法和程序。電動動力轉向裝置具有電動機，其對方向盤施加操舵輔助力；目標電流決定部(25)，其根據方向盤的操舵轉矩，計算對電動機供給的目標電流；以及校正部(27)，其在電動機的旋轉速度小於預先確定的旋轉速度時，根據對電動機供給的實際電流和供給實際電流的時間進行校正，以減小目標電流決定部(25)計算出的目標電流。由此，提供如下技術能夠更高精度地抑制在電動機中流過的電流過度而導致電動機出現故障的情況。
文檔編號B62D101/00GK102216145SQ201080002069
公開日2011年10月12日 申請日期2010年6月16日 優先權日2009年12月11日
發明者千田俊也, 石川文明, 細谷成政 申請人:株式會社昭和