电动助力转向装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动助力转向装置，其具有自动转向模式(停车辅助模式)功能和手动转向模式功能，将电动机产生的辅助扭矩赋予车辆的转向系统。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置。该电动助力转向装置改善了从自动转向模式到手动转向模式的切换判定的性能。
【背景技术】
[0002]利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助扭矩)的电动助力转向装置，将电动机的驱动力经减速机由齿轮或皮带等传送机构，向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确产生转向辅助力的扭矩，现有的电动助力转向装置(EPS)进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值的差变小，电动机外加电压的调整通常用调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比指令值来进行。
[0003]如图1所示，对电动助力转向装置的一般结构进行说明。转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿臂机构5、转向横拉杆6a和6b,再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R连接。另外，在柱轴2上设有检测转向盘I的转向扭矩的扭矩传感器10，对转向盘I的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2连接。电池13对控制电动助力转向装置的控制单元(ECU) 100进行供电，同时，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元100。控制单元100基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行辅助(转向辅助)指令的转向辅助指令值的运算，通过对转向辅助指令值实施补偿等得到的电流控制值E，控制供给电动机20的电流。此外，车速Vel也能够从CAN (Control Ier Area Network,控制器局域网络)等处获得。
[0004]在这样的电动助力转向装置中，控制单元100具有如日本特开2002-369565号公报所公开的结构。
[0005]如图2所示，产生转向装置的辅助转向力的电动机20由电动机驱动单元21驱动，电动机驱动单元21由用两点虚线表示的控制单元100控制，来自扭矩传感器10的转向扭矩Th和来自车速检测系统的车速Vel被输入到控制单元100。在电动机20中，电动机端子间电压Vm和电动机电流值i被测定然后被输出。
[0006]控制单元100具备用虚线表示的扭矩系统控制单元110和用一点虚线表示的电动机系统控制单元120，其中，扭矩系统控制单元110利用转向扭矩Th进行控制；电动机系统控制单元120进行与电动机20的驱动相关的控制。扭矩系统控制单元110由辅助量运算单元111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113、鲁棒稳定化补偿单元114及自对准扭矩(SAT)估计反馈单元115来构成，还具备加法单元116A和116B、减法单元116C。另外，电动机系统控制单元120由补偿单元121、干扰估计单元122、电动机角速度运算单元123、电动机角加速度运算单元124及电动机特性补偿单元125来构成，还具备加法单元126A和126B。
[0007]转向扭矩Th被输入到辅助量运算单元111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113及SAT估计反馈单元115中，辅助量运算单元111、微分控制单元112、横摆率收敛性控制单元113及SAT估计反馈单元115都将车速Vel作为参数输入。辅助量运算单元111基于转向扭矩Th计算辅助扭矩量。横摆率收敛性控制单元113输入转向扭矩Th和电动机角速度ω，为了改善车辆横摆的收敛性，对转向盘的摆动动作进行制动。另外，微分控制单元112提高转向的中立点附近的控制的响应度，并实现平滑、流畅的转向。SAT估计反馈单元115输入转向扭矩Th、辅助量运算单元111的输出与微分控制单元112的输出在加法单元116Α相加后得到的信号、电动机角速度运算单元123运算出的电动机角速度ω及来自电动机角加速度运算单元124的角加速度α，估计SAT,利用反馈滤波器对估计出的SAT进行信号处理，然后将合适的路面信息作为反力赋予给转向盘。
[0008]另外，辅助量运算单元111的输出与微分控制单元112的输出在加法单元116Α相加后得到的信号，与横摆率收敛性控制单元113的输出在加法单元116Β相加后得到的信号，作为辅助量AQ被输入到鲁棒稳定化补偿单元114。鲁棒稳定化补偿单元114例如为日本特开平8-290778号公报所公开的补偿单元，其将被包含在扭矩检测值中的，由惯性要素和弹性要素构成的共振系统的共振频率中的峰值除去，并对阻碍控制系统的响应度和稳定性的共振频率的相位偏移进行补偿。通过减法单元116C从鲁棒稳定化补偿单元114的输出中减去SAT估计反馈单元115的输出，可得到辅助量Ia，该辅助量Ia能够将路面信息作为反力传递给转向盘。
[0009]而且，电动机角速度运算单元123基于电动机端子间电压Vm和电动机电流i计算电动机角速度ω，电动机角速度ω被输入到电动机角加速度运算单元124、横摆率收敛性控制单元113及SAT估计反馈单元115中。电动机角加速度运算单元124基于被输入进来的电动机角速度ω计算电动机角加速度α，计算出的电动机角加速度α被输入到电动机特性补偿单元125和SAT估计反馈单元115中。从鲁棒稳定化补偿单元114的输出中减去SAT估计反馈单元115的输出得到的辅助量Ia与电动机特性补偿单元125的输出Ic在加法单元126Α相加后得到的加法信号作为电流指令值Ir被输入到由微分补偿单元等构成的补偿单元121中。经补偿单元121补偿后的电流指令值Ira与干扰估计单元122的输出在加法单元126Β相加后得到的信号被输入到电动机驱动单元21和干扰估计单元122中。干扰估计单元122如日本特开平8-310417号公报所公开的装置，其基于作为电动机输出的控制目标并经补偿单元121补偿后的电流指令值Ira与干扰估计单元122的输出相加后得到的信号和电动机电流i，能够既维持控制系统的输出基准中所希望的电动机控制特性，又不失去控制系统的稳定性。
[0010]在这样的电动助力转向装置中，近年出现了具有停车辅助功能(parkingassist)，切换自动转向模式和手动转向模式的车辆。在这样的装备了停车辅助功能的车辆中，基于来自摄相机(图像)、距离传感器等的数据设定目标转向角，进行追随目标转向角的自动控制。
[0011]在具有现有周知的自动转向模式(停车辅助模式)功能和手动转向模式功能的电动助力转向装置中，通过基于预先存储好的车辆的移动距离和转舵角(転舵角)的关系控制传动器(电动机)，来自动进行倒车停车和纵队停车。
[0012]然后，当驾驶员在自动转向模式中操纵了转向盘时，在被判断基于驾驶员的转向盘操作产生的转向扭矩超过了预先设定的规定的值的情况下，现有的装置中止自动转向控制。但是，如果仅通过将扭矩传感器的输出与规定的值进行比较来进行判断的话，由于扭矩传感器的杂音，或者由于例如在轮胎踏到了小石子的时候或在进行基于电动机的自动转向的时候发生的转向盘的惯性扭矩，扭矩传感器的输出有时会暂时超过规定的值，每当扭矩传感器的输出暂时超过规定的值时，会发生自动转向控制被中止的问题。为了回避这样的不利，如果将规定的值设定得偏高的话，就会不但造成自动转向模式和手动转向模式互相干涉，给驾驶员带来一种不协调的感觉，而且也有可能即使当驾驶员在自动转向控制中操纵了转向盘，自动转向控制变得不会被立即中止。
[0013]作为解决这样的问题的自动转向装置，例如有日本专利第3845188号公报(专利文献I)所公开的装置。专利文献I所公开的车辆的自动转向装置具备移动轨迹设定手段、传动器(电动机)、转向扭矩检测手段(扭矩传感器)及传动器控制手段，其中，移动轨迹设定手段存储或计算出到目标位置的车辆的移动轨迹；传动器(电动机)让车轮转向；转向扭矩检测手段(扭矩传感器)检测出驾驶员施加在转向盘上的转向扭矩；传动器控制手段基于移动轨迹设定手段设定的移动轨迹对传动器的驱动进行控制，并且，在持续规定的时间以上检测出大于或等于预先设定的规定的值的转向扭矩时，中止基于移动轨迹的传动器的控制。另外，专利文献I的车辆的自动转向装置设定复数种类的规定的值，针对各个规定的值变更规定的时间。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献
[0016]专利文献1:日本专利第3845188号公报
【发明内容】
[0017]发明要解决的技术问题
[0018]但是，在专利文献I所公开的装置中，如果经过了与驾驶员的转向扭矩对应的规定的时间的话，自动转向控制会被中止。而且，存在设定复数种类的规定的值并针对各个规定的值变更规定的时间的麻烦和运算负荷大的问题。
[0019]本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种电动助力转向装置，其在具有自动转向模式功能和手动转向模式功能的车辆中，以来自扭矩传感器的转向扭矩来检知出驾驶员在自动转向模式中转动了转向盘，当与发生扭矩(発生卜 > 々)的大小对应的容量(积分值)变得大于或等于规定的值时，或者变得大于或等于被细致地设定的规定的值时，切换到手动转向模式，所以不会给驾驶员带来一种不协调的感觉。
[0020]解决技术问题的手段
[0021]本发明涉及一种电动助力转向装置，其基于转向扭矩和车速计算