電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，包括控制器，該控制器基于輔助指令值來控制用于向轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加輔助轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。該控制器基于傳送到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來計(jì)算第一輔助分量并且基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來計(jì)算轉(zhuǎn)向角指令值。該控制器執(zhí)行反饋控制以使可轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角與轉(zhuǎn)向角指令值一致，從而計(jì)算第二輔助分量。該控制器基于通過將輔助分量相加而獲得的值來計(jì)算輔助指令值。該控制器基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、基于第一輔助分量確定的第一輔助轉(zhuǎn)矩以及基于第二輔助分量確定的第二輔助轉(zhuǎn)矩來估計(jì)在車輪行駛于其上的路面上的車輪的抓握因數(shù)。
【專利說明】電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)公知的是電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備通過從電動(dòng)機(jī)向車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加輔助轉(zhuǎn)矩來輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。日本專利第4453012號(hào)描述了這種電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的示例。
[0003]日本專利第4453012號(hào)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備具有第一參考模型和第二參考模型。第一參考模型基于方向盤的轉(zhuǎn)向角來限定目標(biāo)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。第二參考模型基于方向盤的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來限定可轉(zhuǎn)向輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角。基于這兩個(gè)參考模型(理想模型)來控制電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。具體地，這個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備通過執(zhí)行轉(zhuǎn)矩反饋控制以使實(shí)際轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩與目標(biāo)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩一致來確定第一輔助分量，并且通過執(zhí)行轉(zhuǎn)向角反饋控制以使實(shí)際轉(zhuǎn)向角與目標(biāo)轉(zhuǎn)向角一致來確定第二輔助分量?；谕ㄟ^將第一輔助分量與第二輔助分量相加而獲得的值來控制電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。這種配置施加基于第一輔助分量確定的輔助轉(zhuǎn)矩，以使得總是能夠?qū)⑥D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩設(shè)定為最佳值。此外，這種配置施加基于第二輔助分量確定的輔助轉(zhuǎn)矩，以使得能夠抵消從可轉(zhuǎn)向輪傳遞的反向輸入振動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]當(dāng)車輛在低μ道路上行駛時(shí)，作用在可轉(zhuǎn)向輪上的路面的反作用力小于當(dāng)車輛在普通道路(高μ道路)上行駛時(shí)作用在可轉(zhuǎn)向輪上的路面的反作用力。這給在低μ道路上行駛的駕駛員提供了比在普通道路上行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向感覺更輕的轉(zhuǎn)向感覺。這種轉(zhuǎn)向感覺的差異使駕駛員能夠注意到車輛正在低μ道路上行駛。這樣，由于駕駛員可以根據(jù)轉(zhuǎn)向感覺來了解路面狀況，所以轉(zhuǎn)向感覺對(duì)駕駛員來說是重要信息源。
[0005]然而，在日本專利第4453012號(hào)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，在行駛期間執(zhí)行轉(zhuǎn)向角反饋控制總是不考慮路面狀況地使實(shí)際轉(zhuǎn)向角跟隨目標(biāo)轉(zhuǎn)向角，以使得不考慮路面狀況地轉(zhuǎn)向可轉(zhuǎn)向輪。因此，駕駛員發(fā)現(xiàn)難以獲得反映路面狀況的轉(zhuǎn)向感覺。鑒于上述情況，出于使駕駛員能夠注意到路面狀況的意圖，在日本專利第4453012號(hào)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中特別需要的是用于使得能夠估計(jì)在可轉(zhuǎn)向輪在其上移動(dòng)的路面上的可轉(zhuǎn)向輪的抓握狀況(抓握因數(shù))的裝置。
[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供一種使得當(dāng)執(zhí)行轉(zhuǎn)向角反饋控制時(shí)能夠估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種包括輔助機(jī)構(gòu)和控制器的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備。輔助機(jī)構(gòu)從電動(dòng)機(jī)向車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加輔助轉(zhuǎn)矩?？刂破骰谳o助指令值來控制電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)?？刂破靼?第一輔助分量計(jì)算單元、轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元、第二輔助分量計(jì)算單元以及輔助指令值計(jì)算單元。第一輔助分量計(jì)算單元基于傳送到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來計(jì)算第一輔助分量。轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來計(jì)算作為可轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的目標(biāo)值的轉(zhuǎn)向角指令值。第二輔助分量計(jì)算單元執(zhí)行轉(zhuǎn)向角反饋控制以使可轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角與轉(zhuǎn)向角指令值一致，從而計(jì)算第二輔助分量。輔助指令值計(jì)算單元基于通過將第一輔助分量與第二輔助分量相加而獲得的值來計(jì)算輔助指令值?？刂破骰谵D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、基于第一輔助分量確定的第一輔助轉(zhuǎn)矩以及基于第二輔助分量確定的第二輔助轉(zhuǎn)矩來估計(jì)在可轉(zhuǎn)向輪行駛于其上的路面上的可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)。
[0008]根據(jù)這種配置，執(zhí)行轉(zhuǎn)向角反饋控制在從電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備作用到可轉(zhuǎn)向輪上的軸向力與從可轉(zhuǎn)向輪行駛于其上的路面作用到可轉(zhuǎn)向輪上的路面反作用力之間建立平衡?？梢曰谵D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、基于第一輔助分量確定的第一輔助轉(zhuǎn)矩以及基于第二輔助分量確定的第二輔助轉(zhuǎn)矩的總數(shù)來得到軸向力。路面反作用力與可轉(zhuǎn)向輪行駛于其上的路面上的可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)相關(guān)。這使得能夠基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、第一輔助轉(zhuǎn)矩以及第二輔助轉(zhuǎn)矩來估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)。
[0009]在上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，控制器基于通過將第二輔助轉(zhuǎn)矩除以轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和第一輔助轉(zhuǎn)矩的總和而獲得的反作用力量比來優(yōu)選地估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)。
[0010]基于第一輔助分量確定的第一輔助轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上以輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。因此，第一輔助轉(zhuǎn)矩在與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向基本相同的方向上進(jìn)行作用。同時(shí)，基于第二輔助分量確定的第二輔助轉(zhuǎn)矩可以在與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩相同的方向上或在與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向相反的方向上進(jìn)行作用。當(dāng)?shù)诙o助轉(zhuǎn)矩在與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向相反的方向上進(jìn)行作用時(shí)，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和第一輔助轉(zhuǎn)矩的總和與第二輔助轉(zhuǎn)矩的大小越接近，這三個(gè)值的總數(shù)變得越小。換言之，減小了路面反作用力的大小，并且這表明可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)的減小。因此，如上述配置中的那樣，通過將第二輔助轉(zhuǎn)矩除以轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和第一輔助轉(zhuǎn)矩的總和來獲得反作用力量比，可以估計(jì)出隨著反作用力量比變得更接近-1，可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)變得越小。還可以估計(jì)出隨著反作用力量比遠(yuǎn)離-1，可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)變得越高。
[0011]在上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，如果反作用力量比為-1，那么控制器優(yōu)選地估計(jì)出可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)已經(jīng)達(dá)到了引起可轉(zhuǎn)向輪的打滑的值。
[0012]這種配置使得能夠容易地檢測(cè)出可轉(zhuǎn)向輪的打滑。
[0013]在上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，控制器優(yōu)選地還包括調(diào)整單元，隨著反作用力量比變得更接近于引起可轉(zhuǎn)向輪的打滑的值，該調(diào)整單元減小包括在輔助指令值中的第二輔助分量的絕對(duì)值。
[0014]根據(jù)這種配置，進(jìn)行調(diào)整以使得隨著反作用力量比變得更接近于引起可轉(zhuǎn)向輪的打滑的值，具體地隨著可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)變得更低，包括在輔助指令值中的第二輔助分量的絕對(duì)值變得更小。這減少了在、可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)為低的低μ道路上基于轉(zhuǎn)向角反饋控制確定的輔助轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值。由此，根據(jù)路面狀況來轉(zhuǎn)向可轉(zhuǎn)向輪。這使得駕駛員能夠獲得與低μ道路對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向感覺。
[0015]例如，如果方向盤處于中性位置，那么轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和第一輔助分量為零。在這種情況下，如果第二輔助轉(zhuǎn)矩在與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向相反的方向上進(jìn)行作用，那么反作用力量比的值變?yōu)?⑴。這可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)的錯(cuò)誤確定。如果基于這樣錯(cuò)誤確定的抓握因數(shù)來減小包括在輔助指令值中的第二輔助分量的絕對(duì)值，那么輔助指令值可能會(huì)被不適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，使得轉(zhuǎn)向感覺可能被削弱。
[0016]因此，在上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，如果轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩被檢測(cè)或估計(jì)為零，那么調(diào)整單元優(yōu)選地不減小包括在輔助指令值中的第二輔助分量的絕對(duì)值。[0017]根據(jù)這種配置，如果轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩被檢測(cè)或估計(jì)為零，具體地如果檢測(cè)或估計(jì)到方向盤處于中性位置使得可能錯(cuò)誤地確定可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)，那么不減小包括在輔助指令值中的第二輔助分量的絕對(duì)值。這減小了對(duì)輔助指令值的不適當(dāng)調(diào)整的可能性，從而進(jìn)一步改善轉(zhuǎn)向感覺。
[0018]在上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，調(diào)整單元可以響應(yīng)于反作用力量比的變化來逐漸地改變包括在輔助指令值中的第二輔助分量。
[0019]根據(jù)這種配置，響應(yīng)于反作用力量比的變化來逐漸地改變包括在輔助指令值中的第二輔助分量。因此，可以防止輔助轉(zhuǎn)矩的急劇變化。這防止了轉(zhuǎn)向感覺的急劇變化，以使得緩解駕駛員感受到的不適感覺。
[0020]在上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，調(diào)整單元可以將可能引起可轉(zhuǎn)向輪的打滑的反作用力量比的值設(shè)定作為第一閾值。此外，如果反作用力量比小于或等于第一閾值，那么調(diào)整單元可以從輔助指令值中消除第二輔助分量。
[0021]根據(jù)這種配置，如果反作用力量比小于或等于第一閾值，具體地如果在可轉(zhuǎn)向輪處很有可能發(fā)生打滑，則從輔助指令值中消除第二輔助分量。這防止了基于轉(zhuǎn)向角反饋控制確定的輔助轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上。因此，根據(jù)道路狀況來轉(zhuǎn)向可轉(zhuǎn)向輪。結(jié)果是，由于駕駛員基于轉(zhuǎn)向感覺注意到了在可轉(zhuǎn)向輪處很有可能發(fā)生打滑的情況，所以給駕駛員警告了該情況。這增加了車輛行駛的安全性。
[0022]在上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，調(diào)整單元可以設(shè)定比第一閾值更大的第二閾值。此外，如果反作用力量比大于或等于第二閾值，則調(diào)整單元不一定需要調(diào)整包括在輔助指令值中的第二輔助分量。
[0023]根據(jù)這種配置，如果反作用力量比大于或等于第二閾值，具體地如果在可轉(zhuǎn)向輪處不大可能發(fā)生打滑，則輔助指令值包括第二輔助分量。這使得第二輔助轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上。這抵消了在可轉(zhuǎn)向輪處不大可能發(fā)生打滑的情況下來自可轉(zhuǎn)向輪的反向輸入振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了良好的轉(zhuǎn)向感覺。
[0024]在上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，控制器可以使用映射來計(jì)算基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩確定的第一輔助分量。映射是對(duì)與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的第一輔助分量的不同大小進(jìn)行限定的多個(gè)映射中的一個(gè)映射?？刂破鲝挠成渲袃?yōu)選地選擇要被用于計(jì)算第一輔助分量的映射，以使得隨著反作用力量比變得更接近于引起可轉(zhuǎn)向輪的打滑的值，與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值對(duì)應(yīng)的第一輔助分量的絕對(duì)值增大。
[0025]根據(jù)這種配置，增大輔助轉(zhuǎn)矩以隨著在可轉(zhuǎn)向輪處發(fā)生打滑的可能性增大而減輕轉(zhuǎn)向，以使得駕駛員可以可靠地注意到可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)的減小。
[0026]在上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，如果轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、基于第一輔助分量確定的第一輔助轉(zhuǎn)矩以及基于第二輔助分量確定的第二輔助轉(zhuǎn)矩的總數(shù)為零，則控制器可以估計(jì)出抓握因數(shù)已經(jīng)達(dá)到了引起可轉(zhuǎn)向輪的打滑的值。
[0027]這種配置使得能夠容易地檢測(cè)出轉(zhuǎn)向輪的打滑。
[0028]根據(jù)結(jié)合作為本發(fā)明的原理的示例示出的附圖的下面的描述，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】[0029]圖1是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的概要的框圖；
[0030]圖2是示出了根據(jù)實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的控制裝置的配置的框圖；
[0031]圖3是示出了根據(jù)實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的控制裝置的配置的控制框圖；
[0032]圖4是示出了在根據(jù)實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中建立的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、車速以及第一輔助分量之間的關(guān)系的圖表；
[0033]圖5是示意性地示出了在電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中建立的從實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備作用到可轉(zhuǎn)向輪上的轉(zhuǎn)矩與路面反作用力之間的關(guān)系的圖。
[0034]圖6 (a)和圖6 (b)中的每個(gè)圖是示意性地示出了在根據(jù)實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中建立的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn) 矩、第一輔助轉(zhuǎn)矩以及第二輔助轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖。
[0035]圖7是示出了實(shí)施例的控制裝置中的道路信息補(bǔ)償單元的配置的控制框圖；
[0036]圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的變型的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的道路信息補(bǔ)償單元的配置的控制框圖；
[0037]圖9是示出了在根據(jù)本發(fā)明的另一變型的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中建立的反作用力量比與增益之間的關(guān)系的圖表；以及
[0038]圖10是示出了在根據(jù)本發(fā)明的又一變型的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中建立的反作用力量比與增益之間的關(guān)系的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0039]現(xiàn)在將參照?qǐng)D1至圖7來描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備。首先將描述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的概要。
[0040]如圖1所示，電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備包括基于駕駛員對(duì)方向盤10的操作來轉(zhuǎn)向可轉(zhuǎn)向輪15的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1，以及輔助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作的輔助機(jī)構(gòu)2。
[0041]轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)I包括轉(zhuǎn)向軸11，轉(zhuǎn)向軸11與方向盤10—體地旋轉(zhuǎn)。齒條軸13通過齒條齒輪機(jī)構(gòu)12耦接到轉(zhuǎn)向軸11的下端部分。因此，如果轉(zhuǎn)向軸11響應(yīng)于駕駛員的轉(zhuǎn)向操作而旋轉(zhuǎn)，那么通過齒條齒輪機(jī)構(gòu)12將轉(zhuǎn)向軸11的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成齒條軸13的軸向往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。通過耦接到齒條軸13的相對(duì)端的拉桿14將齒條軸13的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)傳送到可轉(zhuǎn)向輪15。這改變了每個(gè)可轉(zhuǎn)向輪15的轉(zhuǎn)向角θ p，從而改變了車輛的行駛方向。
[0042]輔助機(jī)構(gòu)2包括將輔助轉(zhuǎn)矩施加到轉(zhuǎn)向軸11的電動(dòng)機(jī)20。電動(dòng)機(jī)20是三相AC(交流)電動(dòng)機(jī)。通過齒輪機(jī)構(gòu)21將電動(dòng)機(jī)20的旋轉(zhuǎn)傳送到轉(zhuǎn)向軸11。從而，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩施加到轉(zhuǎn)向軸11，并且因此輔助了轉(zhuǎn)向操作。
[0043]電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備包括檢測(cè)方向盤10的操作的量和車輛的狀態(tài)量的各種類型的傳感器。作為示例，轉(zhuǎn)向軸11設(shè)置有檢測(cè)響應(yīng)于駕駛員的轉(zhuǎn)向操作而施加到轉(zhuǎn)向軸11的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩)Th的轉(zhuǎn)矩傳感器4。電動(dòng)機(jī)20設(shè)置有檢測(cè)電動(dòng)機(jī)20的旋轉(zhuǎn)角Θ m的旋轉(zhuǎn)角傳感器5。車輛設(shè)置有檢測(cè)車輛的行駛速度V的車速傳感器6?？刂蒲b置(控制器)3從這些傳感器接收輸出。控制裝置3基于來自每個(gè)傳感器的輸出來控制電動(dòng)機(jī)20的驅(qū)動(dòng)。
[0044]如圖2所示，控制裝置3包括反相器電路30和微型計(jì)算機(jī)31。反相器電路30將從電源例如車載電池(電源電壓+Vcc)供應(yīng)的DC (直流)電力轉(zhuǎn)換成三相(U相、V相以及W相)的AC (交流)電力。微型計(jì)算機(jī)31通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)來驅(qū)動(dòng)反相器電路30。
[0045]反相器電路30基于來自微型計(jì)算機(jī)31的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)將從電源供應(yīng)的DC電力轉(zhuǎn)換成三相AC電力。通過饋送線WL將三相AC電力供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)20。饋送線WL設(shè)置有檢測(cè)流過饋送線WL的每個(gè)相的電流值I的電流傳感器32。微型計(jì)算機(jī)31從電流傳感器32接收輸出。為了說明的目的，圖2示出了一個(gè)饋送線WL表示用于三個(gè)相的線和一個(gè)電流傳感器32表不用于各個(gè)相的三個(gè)傳感器。
[0046]微型計(jì)算機(jī)31還從轉(zhuǎn)矩傳感器4、車速傳感器6以及旋轉(zhuǎn)角傳感器5中的每個(gè)傳感器接收輸出。微型計(jì)算機(jī)31基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th、車速V、每個(gè)相的電流值I以及由這些傳感器檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角Θ m生成PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。微型計(jì)算機(jī)31將PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到反相器電路30以通過PWM來驅(qū)動(dòng)反相器電路30，從而控制電動(dòng)機(jī)20的驅(qū)動(dòng)。
[0047]下面通過參照?qǐng)D3的控制框圖來詳細(xì)地描述由微型計(jì)算機(jī)31進(jìn)行的對(duì)電動(dòng)機(jī)20的驅(qū)動(dòng)的控制。
[0048]如圖3所示，微型計(jì)算機(jī)31包括基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th、車速V以及電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角Θ m來計(jì)算輔助指令值Tas的輔助指令值計(jì)算單元40。
[0049]輔助指令值計(jì)算單元40包括基于車速V和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th來計(jì)算作為輔助指令值Tas的主要分量的第一輔助分量Tal的基本輔助分量計(jì)算單元(第一輔助分量計(jì)算單元)41。例如如圖4所示，隨著轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的絕對(duì)值變大或者隨著車速V變小，基本輔助分量計(jì)算單元41增大第一輔助分量Tal的絕對(duì)值?；据o助分量計(jì)算單元41使用映射例如圖4的映射來計(jì)算第一輔助分量Tal。
[0050]如圖3所示，輔助指令值計(jì)算單元40從由基本輔助分量計(jì)算單元41計(jì)算的第一輔助分量Tal中減去校正值Tr，并且將經(jīng)校正的第一輔助分量Tal’(Tal’=Tal - Tr)輸入到轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單 元42。
[0051]轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元42捕獲除經(jīng)校正的第一輔助分量Tal’之外的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th。轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元42將經(jīng)校正的第一輔助分量Tal’與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th相加以獲得驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并且基于理想模型根據(jù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來計(jì)算轉(zhuǎn)向角指令值θρ*。轉(zhuǎn)向角指令值ΘΡ*是轉(zhuǎn)向角ΘP的目標(biāo)值。例如，通過模擬與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的理想轉(zhuǎn)向角來預(yù)先實(shí)驗(yàn)地獲得理想模型。轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元42將所計(jì)算的轉(zhuǎn)向角指令值Θ P*輸出到轉(zhuǎn)向角反饋控制單元43。
[0052]如圖1所示，電動(dòng)機(jī)20通過齒輪機(jī)構(gòu)21耦接到轉(zhuǎn)向軸11。這在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角Θ m與轉(zhuǎn)向軸11的旋轉(zhuǎn)角之間形成了相關(guān)性。因此，進(jìn)一步在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角0m與可轉(zhuǎn)向輪15的轉(zhuǎn)向角Θ P之間形成了相關(guān)性。如圖3所示，輔助指令值計(jì)算單元40包括使用這些相關(guān)性根據(jù)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角Qm來計(jì)算可轉(zhuǎn)向輪15的實(shí)際轉(zhuǎn)向角ΘΡ的轉(zhuǎn)向角計(jì)算單元44。轉(zhuǎn)向角計(jì)算單元44將所計(jì)算的實(shí)際轉(zhuǎn)向角Θ P輸出到轉(zhuǎn)向角反饋控制單元43。
[0053]為了使實(shí)際轉(zhuǎn)向角Θ P與轉(zhuǎn)向角指令值θ ρ*—致，轉(zhuǎn)向角反饋控制單元43基于實(shí)際轉(zhuǎn)向角Θ P與轉(zhuǎn)向角指令值Θ P*之間的差異來執(zhí)行反饋控制以計(jì)算第二輔助分量Ta2。這樣，本實(shí)施例的轉(zhuǎn)向角反饋控制單元43用作為第二輔助分量計(jì)算單元。
[0054]輔助指令值計(jì)算單元40將第二輔助分量Ta2與經(jīng)校正的第一輔助分量Tal’相加以獲得輔助指令值Tas，并且將輔助指令值Tas輸出到電流指令值計(jì)算單元50。
[0055]電流指令值計(jì)算單元50基于輔助指令值Tas來計(jì)算d/q坐標(biāo)系統(tǒng)的q軸上的電流指令值Iq*，并且將電流指令值Iq*輸出到PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元60。在本實(shí)施例中，將d軸上的電流指令值Id*固定為零。電流指令值計(jì)算單元50進(jìn)一步將電流指令值Id*輸出到PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元60。
[0056]PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元60捕獲電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角Θ m和除來自電流指令值計(jì)算單元50的電流指令值Id*和電流指令值Iq*之外的每個(gè)相的電流值I。PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元60使用電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角Θ m將每個(gè)相的電流值I轉(zhuǎn)換成d/q坐標(biāo)系統(tǒng)的d軸電流值和q軸電流值。然后，PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元60基于d軸電流值與電流指令值Id*之間的差異以及q軸電流值與電流指令值Iq*之間的差異來執(zhí)行反饋控制以使d軸電流值與電流指令值Id* —致并且使q軸電流值與電流指令值Iq* —致，從而生成PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該P(yáng)麗對(duì)反相器電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以使電動(dòng)機(jī)20將輔助轉(zhuǎn)矩施加到轉(zhuǎn)向軸11。這樣，執(zhí)行輔助控制以輔助轉(zhuǎn)向操作。
[0057]根據(jù)前述配置，輔助指令值Tas包括被生成以作為轉(zhuǎn)向角反饋控制的結(jié)果的第二輔助分量Ta2。此外，將基于第二輔助分量Ta2確定的輔助轉(zhuǎn)矩從電動(dòng)機(jī)20施加到轉(zhuǎn)向軸
11。結(jié)果是，可轉(zhuǎn)向輪15的轉(zhuǎn)向角θ P被控制為跟隨轉(zhuǎn)向角指令值θρ*。轉(zhuǎn)向角反饋控制將可轉(zhuǎn)向輪15的轉(zhuǎn)向角θρ保持為轉(zhuǎn)向角指令值θ ρ*，以使得能夠可靠地抑制由于干擾而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)I的振動(dòng)。此外，借助于不取決于電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備安裝在其上的車輛的實(shí)際特征的控制適當(dāng)?shù)卣{(diào)整理想模型形成了任意特征。具體地，實(shí)現(xiàn)了期望的轉(zhuǎn)向感覺。
[0058]在本實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，執(zhí)行轉(zhuǎn)向角反饋控制在從電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備作用到可轉(zhuǎn)向輪15上的軸向力F印s與從可轉(zhuǎn)向輪15行駛于其上的路面作用到可轉(zhuǎn)向輪15上的路面反作用力Frd之間建立平衡。軸向力F印s可以通過將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th、基于第一輔助分量Tal確定的第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl以及基于第二輔助分量Ta2確定的第二輔助轉(zhuǎn)矩T2的總數(shù)除以轉(zhuǎn)向軸11的半徑R來獲得。因此，建立了下述表達(dá)式(I):
[0059]Frd=(Th+Tl+T2)/R…(I)
[0060]路面反作用力Frd與可轉(zhuǎn)向輪15行駛于其上的路面上的可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)相關(guān)。這使得能夠基于表達(dá)式(I)的右方的總數(shù)來估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)。抓握因數(shù)是限定在可轉(zhuǎn)向輪15與可轉(zhuǎn)向輪15行駛于其上的路面之間確定的抓握狀況的索引值?？赊D(zhuǎn)向輪15的較高的抓握因數(shù)表明可轉(zhuǎn)向輪15的較好的抓握狀況而可轉(zhuǎn)向輪15的較低的抓握因數(shù)表明可轉(zhuǎn)向輪15的較差的抓握狀況。下述具體地描述了對(duì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)的估計(jì)。
[0061]基于輔助控制確定的第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl作用在轉(zhuǎn)向軸11上以輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。因此，如圖6 (a)和圖6 (b)所示，第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl在與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的方向基本相同的方向上進(jìn)行作用。同時(shí)，基于轉(zhuǎn)向角反饋控制確定的第二輔助轉(zhuǎn)矩T2可以在與如圖6(a)所示的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th相同的方向上或在與如圖6 (b)所示的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的方向相反的方向上進(jìn)行作用。當(dāng)?shù)诙o助轉(zhuǎn)矩T2在與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的方向相反的方向上進(jìn)行作用時(shí)，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl的總和與第二輔助轉(zhuǎn)矩T2的大小越接近，在表達(dá)式(I)的右方定義的大小變得越小。換言之，減小了路面反作用力Frd的大小，并且這表明可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)的減小。特別地，表達(dá)式(I)的右方為零表明路面反作用力Frd為零。在這種情況下，可以確定可轉(zhuǎn)向輪15處發(fā)生打滑。因此，可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)的減小將給予第二輔助轉(zhuǎn)矩T2與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl的符號(hào)相反的符號(hào)，同時(shí)使第二輔助轉(zhuǎn)矩T2的絕對(duì)值接近轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th與第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl的總和的絕對(duì)值。
[0062]因此,在本實(shí)施例中，通過下述表達(dá)式(2)獲得的反作用力量比(reactive forcequantity ratio) Rf用于確定是否減小了可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù):
[0063]Rf=T2/(Tl+Th)— (2)
[0064]估計(jì)出反作用力量比Rf的值越接近-1，可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)變得越低。相反地，估計(jì)出反作用力量比Rf的值正向地相對(duì)于-1增加地越多，具體地反作用力量比Rf與-1相距越多，可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)變得越高。這樣，在本實(shí)施例中基于反作用力量比Rf來估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)。本實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備基于反作用力量比Rf來調(diào)整包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2。下面將詳細(xì)地描述這種調(diào)整。
[0065]如圖3所示，本實(shí)施例的輔助指令值計(jì)算單元40包括基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和第一輔助分量Tal以及第二輔助分量Ta2來計(jì)算校正值Tr的道路信息補(bǔ)償單元45。
[0066]如圖7所示，道路信息補(bǔ)償單元45由反作用力量比計(jì)算單元45a和增益計(jì)算單元45b組成。
[0067]反作用力量比計(jì)算單元45a分別根據(jù)第一輔助分量Tal和第二輔助分量Ta2來計(jì)算第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl和第二輔助轉(zhuǎn)矩T2，然后基于上述表達(dá)式(2)根據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl以及第二輔助轉(zhuǎn)矩T2來計(jì)算反作用力量比Rf。反作用力量比計(jì)算單元45a將所計(jì)算的反作用力量比Rf 輸出到增益計(jì)算單元45b。
[0068]如圖7中的圖表所示，增益計(jì)算單元45b以下述的項(xiàng)(al)至項(xiàng)(a3)中示出的方式來計(jì)算增益Gr。下面描述的第一閾值Rfl是可能引起可轉(zhuǎn)向輪15的打滑的反作用力量比Rf的值。第一閾值Rfl大于-1。下面描述的第二閾值Rf2大于第一閾值Rf!。例如，預(yù)先實(shí)驗(yàn)地確定閾值Rfl和閾值Rf2 二者。
[0069](al)如果反作用力量比Rf滿足-1 ^ Rf ^ Rfl，具體地如果可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)低到使得在可轉(zhuǎn)向輪15處很有可能發(fā)生打滑，那么將增益Gr設(shè)定為I。
[0070](a2)如果反作用力量比Rf滿足Rfl〈Rf〈Rf2，那么響應(yīng)于反作用力量比Rf的增大將增益Gr從I逐漸地減小到零。
[0071](a3)如果反作用力量比Rf滿足Rf2 ( Rf，具體地如果可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)高到使得在可轉(zhuǎn)向輪15處不大可能發(fā)生打滑，那么將增益Gr設(shè)定為O。
[0072]道路信息補(bǔ)償單元45通過將第二輔助分量Ta2乘以由增益計(jì)算單元45b計(jì)算的增益Gr來計(jì)算校正值Tr。增益Gr在O < Gr < I范圍內(nèi)改變。這使得在O < Tr < Ta2范圍內(nèi)改變校正值Tr。結(jié)果是，將經(jīng)校正的第一輔助分量Tal’確定為Tal-Gr *Ta2，從而將輔助指令值Tas確定為Tal+(1-Gr) Ta2。這樣，道路信息補(bǔ)償單元45用作為基于反作用力量比Rf來調(diào)整包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2的絕對(duì)值的調(diào)整單元。
[0073]下面描述本實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的操作。
[0074]在本實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中，如果反作用力量比Rf小于或等于第一閾值RH，具體地如果可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)低到使得在可轉(zhuǎn)向輪15處很有可能發(fā)生打滑，那么道路信息補(bǔ)償單元45使校正值Tr與第二輔助分量Ta2的值相等。具體地，道路信息補(bǔ)償單元45從輔助指令值Tas中完全消除第二輔助分量Ta2。因此，不向轉(zhuǎn)向軸11給予基于轉(zhuǎn)向角反饋控制所確定的輔助轉(zhuǎn)矩，以使得根據(jù)路面狀況來轉(zhuǎn)向可轉(zhuǎn)向輪15。這使得當(dāng)駕駛員在低μ道路上行駛時(shí)駕駛員能夠獲得響應(yīng)于低μ道路的轉(zhuǎn)向感覺，在低μ道路中在可轉(zhuǎn)向輪15處很有可能發(fā)生打滑。此外，由于駕駛員可以基于轉(zhuǎn)向感覺注意到在可轉(zhuǎn)向輪15處很有可能發(fā)生打滑的情況，所以給駕駛員警告了該情況。這增加了車輛行駛的安全性。[0075]如果反作用力量比Rf大于或等于第二閾值Rf2，具體地如果可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)高到使得在可轉(zhuǎn)向輪15處不大可能發(fā)生打滑，那么道路信息補(bǔ)償單元45將校正值Tr設(shè)定為O。具體地，道路信息補(bǔ)償單元45不調(diào)整包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2。這樣，向轉(zhuǎn)向軸11給予基于轉(zhuǎn)向角反饋控制確定的輔助轉(zhuǎn)矩。這抵消了來自在可轉(zhuǎn)向輪15處不大可能發(fā)生打滑的普通道路上的可轉(zhuǎn)向輪15的反向輸入振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了良好的轉(zhuǎn)向感覺。
[0076]如果反作用力量比Rf處于第一閾值Rfl與第二閾值Rf2之間的范圍中，那么道路信息補(bǔ)償單元45在Ta2與零的范圍中改變校正值Tr。這逐漸地改變包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2，從而防止了輔助轉(zhuǎn)矩的急劇變化。這防止了轉(zhuǎn)向感覺的急劇變化，以使得能夠緩解駕駛員感受到的不適感覺。
[0077]如上所述，本實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備實(shí)現(xiàn)了下述優(yōu)點(diǎn)。
[0078](I)控制裝置3基于通過將第二輔助轉(zhuǎn)矩T2除以轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th與第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl的總和而獲得的反作用力量比Rf來估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)。因此，可以容易地估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)。如果車輛被頂起并且可轉(zhuǎn)向輪15懸架在空中，那么作用在可轉(zhuǎn)向輪15上的路面反作用力Frd變?yōu)榱恪Ｒ虼?，在可轉(zhuǎn)向輪15處發(fā)生打滑的情況下，反作用力量比Rf的值變?yōu)?1。因此，反作用力量比Rf也可以用于確定車輛被頂起并且可轉(zhuǎn)向輪15懸架在空中。
[0079](2)控制裝置3包括基于反作用力量比Rf來調(diào)整包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2的道路信息補(bǔ)償單元45。道路信息補(bǔ)償單元45限定第一閾值Rfl作為可能引起可轉(zhuǎn)向輪15的打滑的反作用力量比Rf的值。如果反作用力量比Rf滿足-1 < Rf < Rfl,那么道路信息補(bǔ)償單 元45從輔助指令值Tas中完全消除第二輔助分量Ta2。這使得當(dāng)在可轉(zhuǎn)向輪15處很有可能發(fā)生打滑時(shí)能夠根據(jù)路面狀況來轉(zhuǎn)向可轉(zhuǎn)向輪15。結(jié)果是，駕駛員可以基于轉(zhuǎn)向感覺認(rèn)識(shí)到路面處于在可轉(zhuǎn)向輪15處很有可能發(fā)生打滑的狀況中。
[0080](3)如果反作用力量比Rf大于或等于第二閾值Rf2，那么道路信息補(bǔ)償單元45不調(diào)整輔助指令值Tas。這抵消了來自處于在可轉(zhuǎn)向輪15處不大可能發(fā)生打滑的情況下的可轉(zhuǎn)向輪15的反向輸入振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了良好的轉(zhuǎn)向感覺。
[0081](4)如果反作用力量比Rf處于第一閾值Rfl與第二閾值Rf2之間的范圍中，那么道路信息補(bǔ)償單元45逐漸地改變包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2。這防止了轉(zhuǎn)向感覺的急劇變化，以使得能夠緩解駕駛員感受到的不適感覺。
[0082]可以將上述實(shí)施例修改為如下。
[0083]在上述實(shí)施例中，通過將第二輔助分量Ta2乘以與反作用力量比Rf對(duì)應(yīng)的增益Gr來計(jì)算校正值Tr。例如，如果方向盤10處于或接近中性位置，那么轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和第一輔助分量Tal為零。在這種情況下，如果第二輔助轉(zhuǎn)矩T2在與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的方向相反的方向上進(jìn)行作用，那么反作用力量比Rf變?yōu)?①。這可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)的錯(cuò)誤確定。為了防止這種錯(cuò)誤確定，如圖8所示，道路信息補(bǔ)償單元45可以包括抗錯(cuò)誤確定增益計(jì)算單元45c。
[0084]如圖8中的圖表所示，抗錯(cuò)誤確定增益計(jì)算單元45c響應(yīng)于方向盤10的轉(zhuǎn)向角Θ s來計(jì)算抗錯(cuò)誤確定增益Gp?？瑰e(cuò)誤確定增益計(jì)算單元45c從旋轉(zhuǎn)角傳感器5捕獲電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角em，并且基于電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角0 m來計(jì)算轉(zhuǎn)向角0S。如果轉(zhuǎn)向角Θ s的絕對(duì)值小于被設(shè)定在處于或接近方向盤10的中性位置的閾值Θ I，那么將抗錯(cuò)誤確定增益Gp設(shè)定為零。如果轉(zhuǎn)向角Θ s的絕對(duì)值超過比閾值Θ I更大的閾值Θ 2，那么將抗錯(cuò)誤確定增益Gp設(shè)定為I。如果轉(zhuǎn)向角Θ s滿足Θ I≤I Θ s|≤Θ 2，那么出于防止輔助轉(zhuǎn)矩的急劇變化的意圖，響應(yīng)于轉(zhuǎn)向角Θ s的絕對(duì)值的增大將抗錯(cuò)誤確定增益Gp從O逐漸地增大到I。
[0085]道路信息補(bǔ)償單元45通過將第二輔助分量Ta2乘以增益Gr和抗錯(cuò)誤確定增益Gp來計(jì)算校正值Tr。如果轉(zhuǎn)向角Θ s的絕對(duì)值小于閾值Θ 1，具體地如果估計(jì)出轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和第一輔助分量Tal變?yōu)榱悴⑶夜烙?jì)出很有可能發(fā)生對(duì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)的錯(cuò)誤確定，那么將抗錯(cuò)誤確定增益Gp設(shè)定為零并且因此將校正值Tr設(shè)定為零。如果轉(zhuǎn)向角θ8的絕對(duì)值大于閾值Θ 2，具體地如果估計(jì)出轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和第一輔助分量Tal變?yōu)榱悴⑶夜烙?jì)出不大可能發(fā)生對(duì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)的錯(cuò)誤確定，那么將抗錯(cuò)誤確定增益Gp設(shè)定為I。在這種情況下，校正值Tr變得與上述實(shí)施例中的校正值相同。因此，提供抗錯(cuò)誤確定增益計(jì)算單元45c使得能夠以更高的精度來估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)。這減少了對(duì)輔助指令值Tas的不適當(dāng)調(diào)整的可能性,從而進(jìn)一步改善轉(zhuǎn)向感覺。
[0086]可以將抗錯(cuò)誤確定增益計(jì)算單元45c配置成響應(yīng)于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th而不是轉(zhuǎn)向角Θ s來確定抗錯(cuò)誤確定增益Gp。
[0087]在上述實(shí)施例中，基于反作用力量比Rf來調(diào)整包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2的絕對(duì)值以使駕駛員能夠基于轉(zhuǎn)向感覺來確定路面狀況。然而，這不是本發(fā)明的唯一配置。作為示例，它可以包括如圖4所示的對(duì)與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th對(duì)應(yīng)的第一輔助分量Tal的不同大小進(jìn)行限定的映射?；诜醋饔昧α勘萊f來從映射中選擇要被用于計(jì)算第一輔助分量Tal的映射。更具體地，如果估計(jì)出可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)減小了，那么選擇要使用的映射以使得與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的絕對(duì)值對(duì)應(yīng)的第一輔助分量Tal的絕對(duì)值變得比通常更大。換言之，從映射 中選擇要使用的映射以使得隨著反作用力量比Rf變得更接近于引起可轉(zhuǎn)向輪15的打滑的值，與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的絕對(duì)值對(duì)應(yīng)的第一輔助分量Tal的絕對(duì)值增大。這增大了輔助轉(zhuǎn)矩以減輕轉(zhuǎn)向，以使駕駛員能夠可靠地注意到可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)的減小。
[0088]在上述實(shí)施例中，如果反作用力量比Rf小于或等于第一閾值RH，那么將增益Gr設(shè)定為I。然而，可以將增益Gr設(shè)定為小于I的值。換言之，如果反作用力量比Rf小于或等于第一閾值Rfl，那么可以減少包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2的絕對(duì)值，而不是從輔助指令值Tas中消除第二輔助分量Ta2。這種配置還使得在可轉(zhuǎn)向輪15處很有可能發(fā)生打滑的低μ道路上行駛期間基于轉(zhuǎn)向角反饋控制確定的輔助轉(zhuǎn)矩難以作用到轉(zhuǎn)向軸11上。這使駕駛員能夠獲得響應(yīng)于低μ道路的轉(zhuǎn)向感覺。
[0089]在上述實(shí)施例中，將第一閾值Rfl設(shè)定為可能引起可轉(zhuǎn)向輪15的打滑的值。也可以將第一閾值Rfl設(shè)定為更大的值。這在早期階段從輔助指令值Tas中完全消除了第二輔助分量Ta2。結(jié)果是，駕駛員感受到的轉(zhuǎn)向感覺在路面狀況變成低μ道路的路面狀況之前改變，以使駕駛員能夠基于轉(zhuǎn)向感覺的變化較早地注意到路面狀況正在接近低μ道路的路面狀況。這進(jìn)一步增加了車輛行駛的安全性。
[0090]如圖9所示，增益計(jì)算單元45b可以僅當(dāng)反作用力量比Rf為-1時(shí)將增益Gr設(shè)定為I。這種配置使得基于轉(zhuǎn)向角反饋控制確定的輔助轉(zhuǎn)矩在緊接可轉(zhuǎn)向輪15處發(fā)生打滑之前作用到轉(zhuǎn)向軸11上，從而相比前述實(shí)施例增大了對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)I的振動(dòng)進(jìn)行抑制的效果。[0091]在上述實(shí)施例中，如果反作用力量比Rf處于第一閾值Rfl與第二閾值Rf2之間的范圍中，那么逐漸地改變包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2。然而，可以省略這種逐漸地改變的地帶。更具體地，如圖10所示，將大于-1的值(如-0.9)確定為閾值Rf3。如果反作用力量比Rf小于閾值Rf3，那么將增益Gr設(shè)定為I。如果反作用力量比Rf大于或等于閾值Rf3，那么將增益Gr設(shè)定為零。重要的是，基于反作用力量比Rf來調(diào)整包括在輔助指令值Tas中的第二輔助分量Ta2的大小。
[0092]在上述實(shí)施例中，可以使用下述表達(dá)式(3)而不是表達(dá)式(2)來確定反作用力量比Rf:
[0093]Rf= I Ta2/ (Tal+Th) | …(3)
[0094]在這種情況下，可以確定隨著反作用力量比Rf變得接近1，可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)變得較低。當(dāng)反作用力量比Rf為I時(shí)，可以檢測(cè)可轉(zhuǎn)向輪15的打滑。
[0095]可以基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th與第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl以及第二輔助轉(zhuǎn)矩T2的總數(shù)來估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)。當(dāng)該總數(shù)為零時(shí)可以檢測(cè)可轉(zhuǎn)向輪15的打滑。重要的是基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th與第一輔助轉(zhuǎn)矩Tl以及第二輔助轉(zhuǎn)矩T2來估計(jì)可轉(zhuǎn)向輪15的抓握因數(shù)。
[0096]在上述實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元42使用基于第一輔助分量Tal與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的總和來設(shè)定轉(zhuǎn)向角指令值ΘΡ*的理想模型?；蛘?，轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元42可以使用僅基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th來設(shè)定轉(zhuǎn)向角指令值θ ρ*的理想模型。
[0097]轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元42并不總是使用理想模型來計(jì)算轉(zhuǎn)向角指令值θρ*。例如，如基本輔助分量計(jì)算單元41那樣，轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元42可以使用映射來計(jì)算轉(zhuǎn)向角指令值θ ρ*。
[0098]上述實(shí)施例中的基本輔助分量計(jì)算單元41基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th和車速V來設(shè)定第一輔助分量Tal。或者，例如，基本輔助分量計(jì)算單元41可以僅基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th來設(shè)定第一輔助分量Tal?；据o助分量計(jì)算單元41可以執(zhí)行所謂的相位補(bǔ)償控制，通過所謂的相位補(bǔ)償控制基于第一輔助分量Tal相對(duì)于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的變化的梯度(輔助梯度)來改變由轉(zhuǎn)矩傳感器4檢測(cè)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Th的相位。基本輔助分量計(jì)算單元41也可以執(zhí)行所謂的轉(zhuǎn)矩微分控制，通過所謂的轉(zhuǎn)矩微分控制，隨著第一輔助分量Tal的時(shí)間微分值的增大來增大第一輔助分量Tal。
[0099]在上述實(shí)施例中，本發(fā)明適用于向轉(zhuǎn)向軸11施加輔助轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備。本發(fā)明也適用于向齒條軸13施加輔助轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備,其特征在于: 輔助機(jī)構(gòu)，所述輔助機(jī)構(gòu)從電動(dòng)機(jī)向車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加輔助轉(zhuǎn)矩；以及 控制器，所述控制器基于輔助指令值來控制所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，其中 所述控制器包括: 第一輔助分量計(jì)算單元，所述第一輔助分量計(jì)算單元基于傳送到所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來計(jì)算第一輔助分量； 轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元，所述轉(zhuǎn)向角指令值計(jì)算單元基于所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來計(jì)算作為可轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的目標(biāo)值的轉(zhuǎn)向角指令值； 第二輔助分量計(jì)算單元，所述第二輔助分量計(jì)算單元執(zhí)行轉(zhuǎn)向角反饋控制以使所述可轉(zhuǎn)向輪的所述轉(zhuǎn)向角與所述轉(zhuǎn)向角指令值一致，從而計(jì)算第二輔助分量；以及 輔助指令值計(jì)算單元，所述輔助指令值計(jì)算單元基于通過將所述第一輔助分量與所述第二輔助分量相加而獲得的值來計(jì)算所述輔助指令值，并且 所述控制器基于所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、基于所述第一輔助分量確定的第一輔助轉(zhuǎn)矩以及基于所述第二輔助分量確定的第二輔助轉(zhuǎn)矩來估計(jì)在所述可轉(zhuǎn)向輪行駛于其上的路面上的所述可轉(zhuǎn)向輪的抓握因數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中，所述控制器基于通過將所述第二輔助轉(zhuǎn)矩除以所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和所述第一輔助轉(zhuǎn)矩的總和而獲得的反作用力量比來估計(jì)所述可轉(zhuǎn)向輪的所述抓握因數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中，如果所述反作用力量比為-1，則所述控制器估計(jì)出所述可轉(zhuǎn)向輪的所述抓握因數(shù)已經(jīng)達(dá)到了引起所述可轉(zhuǎn)向輪的打滑的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中，所述控制器還包括調(diào)整單元，隨著所述反作用力量比變得更接近于引起所述可轉(zhuǎn)向輪的打滑的值，所述調(diào)整單元減小包括在所述輔助指令值中的所述第二輔助分量的絕對(duì)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中，如果所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩被檢測(cè)或估計(jì)為零，那么所述調(diào)整單元不減小包括在所述輔助指令值中的所述第二輔助分量的絕對(duì)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中，所述調(diào)整單元響應(yīng)于所述反作用力量比的變化來逐漸地改變包括在所述輔助指令值中的所述第二輔助分量。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中， 所述調(diào)整單元將能夠引起所述可轉(zhuǎn)向輪的打滑的所述反作用力量比的值設(shè)定作為第一閾值，并且 如果所述反作用力量比小于或等于所述第一閾值，則所述調(diào)整單元從所述輔助指令值中消除所述第二輔助分量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中， 所述調(diào)整單元設(shè)定比所述第一閾值更大的第二閾值，并且 如果所述反作用力量比大于或等于所述第二閾值，則所述調(diào)整單元不調(diào)整包括在所述輔助指令值中的所述第二輔助分量。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中， 所述控制器使用映射來計(jì)算基于所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩確定的所述第一輔助分量， 所述映射是對(duì)與所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的所述第一輔助分量的不同大小進(jìn)行限定的多個(gè)映射中的一個(gè)映射，并且 所述控制器從所述映射中選擇要被用于計(jì)算所述第一輔助分量的映射，以使得隨著所述反作用力量比變得更接近于引起所述可轉(zhuǎn)向輪的打滑的值，與所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值對(duì)應(yīng)的所述第一輔助分量的絕對(duì)值增大。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中，如果所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、基于所述第一輔助分量確定的所述第一輔助轉(zhuǎn)矩以及基于所述第二輔助分量確定的所述第二輔助轉(zhuǎn)矩的總數(shù)為零，則所述控制器估計(jì)出所述可轉(zhuǎn)向輪的所述抓握因數(shù)已經(jīng)達(dá)到了引起所述可轉(zhuǎn)向 輪的打滑的值。
【文檔編號(hào)】B62D137/00GK104015799SQ201410066811
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】并河勛, 玉泉晴天 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特