控制设备制造技术

本申请涉及一种控制设备，该控制设备控制电动助力转向系统(1)的电动机(15)，该电动助力转向系统包括：输入轴(11)，连接至转向构件(10)；柱轴(12)，连接至输入轴；转动装置(17)，包括齿条与小齿轮机构并转动车轮(20)；以及电动机(15)。该控制设备包括：可靠度计算部(53,63,73)，根据与电流传感器(31)、转矩传感器(32)和旋转角传感器(33)中的至少一个有关的异常检测状态来计算可靠度；转向轴负荷估计部(81)，估计转向轴负荷、转矩对应值和旋转角对应值；以及权重改变部(55,65,75,155,165)，根据可靠度来改变电流对应值、转矩对应值或旋转角对应值的权重。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及控制电动助力转向装置的控制设备。
技术介绍
专利文献1：JP2013-126822A传统上，公开了使用电动机作为驱动源的电动助力转向装置。例如，专利文献1公开了一种电动助力转向装置(也称为电动机驱动的动力转向装置)。在该电动助力转向装置中，基于来自转矩传感器、电流传感器和电动机旋转角速度检测装置的值来估计施加至转向轴的轴向力，并且在用于改善转向感觉的程序中使用所估计的轴向力。本公开内容的专利技术人发现了以下问题。当检测到包括转矩传感器、电流传感器或旋转角传感器的异常的传感器异常时，需要在异常的初始检测之后将异常确认为故障所用的预定时间以避免错误确定。在专利文献1中的电动助力转向装置中，没有将传感器异常纳入考虑。因而，在从检测到异常直到确认故障的时间段期间，使用低可靠度传感器值来估计轴向力。
技术实现思路
本公开内容的目的是提供一种如下控制设备：该控制设备能够根据传感器的异常的检测状态来适当地估计转向轴负荷。根据本公开内容的一方面，提供了一种控制电动助力转向系统的电动机的控制设备，该电动助力转向系统包括：输入轴，连接至驾驶者转动的转向构件；柱轴(columnshaft)，在与转向构件相对的位置处连接至输入轴；转动装置，包括将柱轴的旋转运动转换成往复运动的齿条与小齿轮机构，并且转动车轮；以及电动机，产生辅助转向构件的转动的辅助转矩。控制设备包括：可靠度计算部，其根据对于以下传感器中的至少一个的异常检测状态来计算可靠度：(i)检测至电动机的激励电流的电流传感器、(ii)检测转向转矩的转矩传感器、以及(iii)检测电动机的旋转角的旋转角传感器；转向轴负荷估计部，使用如下值来估计转向轴负荷：(i)与来自电流传感器的检测值对应的电流对应值、(ii)与来自转矩传感器的检测值对应的转矩对应值、以及(iii)与来自旋转角传感器的检测值对应的旋转角对应值；以及权重改变部，根据可靠度来改变与被检测到异常的传感器对应的电流对应值、转矩对应值或旋转角对应值的权重，该权重用于估计转向轴负荷。在从检测到传感器的异常直到传感器被确认为发生故障或者返回到正常状态的时间段期间，传感器可检测不适当的值。例如，当检测值由于传感器的异常而快速地改变时，使用检测值算出的转向轴负荷也快速地改变。相反，在本公开内容中，根据异常检测状态来计算传感器的可靠度值，以及根据可靠度值来改变用于计算转向轴负荷的值的权重。因此，可以根据异常检测状态适当地估计转向轴负荷。可以在基于转向轴负荷计算辅助转矩命令值时适当地计算辅助转矩命令值。因此，由传感器异常引起的传感器值的快速改变可能不太可能影响所算出的辅助转矩命令值，因而，可以减小传感器异常对车辆行为的影响。附图说明从以下参照附图进行的详细描述来看，本公开内容的以上和其它目的、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：图1是示出了第一实施例中的控制设备的示意性配置的图；图2是示出了第一实施例中的可靠度计算处理的流程图；图3是示出了第一实施例中的电动助力转向系统的模型的图；图4是示出了第二实施例中的控制设备的示意性配置的图；图5是示出了第三实施例中的控制设备的示意性配置的图；图6是示出了第四实施例中的控制设备的示意性配置的图；以及图7是示出了第五实施例中的控制设备的示意性配置的图。具体实施方式将参照附图来描述本公开内容的控制设备。在要描述的多个实施例中，将为基本上相同的配置元件指定相同的附图标记，并且将省略描述。(第一实施例)将参照图1至图3来描述本公开内容的第一实施例中的控制设备。如图1所示，本实施例中的控制设备41控制用在电动助力转向系统1中的电动机15的驱动。顺便提及，电动助力转向系统可被称为电动机驱动的动力转向系统。电动助力转向系统1包括对应于转向构件的转向盘10、输入轴11、柱轴12、中间轴13、扭力杆14、电动机15、蜗轮(wormgear)16、转动装置17、电流传感器31、转矩传感器32、电动机旋转角传感器(下文中，称为旋转角传感器)33等。驾驶者操作转向盘10。转向盘10连接至输入轴11的一端。输入轴11经由扭力杆14连接至柱轴12。柱轴12经由扭力杆14连接至输入轴11的另一端，其中，该另一端的位置与转向盘10相对。柱轴12经由蜗轮16连接至电动机15。电动机15是三相交流电动机。从电动机15输出的转矩具有辅助转矩检测值Tm，经由蜗轮16传送至柱轴12，并且辅助柱轴12的旋转。本实施例中的电动助力转向系统1是通过加上电动机15的转矩(具有辅助转矩检测值Tm)来辅助柱轴12的旋转的柱辅助式(columnassist)电动助力转向系统。中间轴13将柱轴12连接至转动装置17。因而，中间轴13将柱轴12的旋转传送至转动装置17。转动装置17包括具有齿条和小齿轮的齿条与小齿轮机构(未示出)。转动装置17将柱轴12的旋转运动转换为齿条的往复运动，其中旋转运动经由中间轴13传送。横拉杆(tierod)18分别设置在齿条的两端上。横拉杆18连同齿轮在左右方向上一起往复运动，并且推动或拉起分别设置在横拉杆18与车轮20之间的转向节臂(knucklearm)19。因此，与道路表面rd接触的车轮20转动。电流传感器31检测对电动机15的各相激励的相电流lu、lv、lw。转矩传感器32基于扭力杆14的扭转角来检测扭矩。在本实施例中，转矩传感器32检测到的扭矩将被称为转向转矩。旋转角传感器33检测电动机15的机械角θm。机械角θm将被称为电动机旋转角θm。控制设备41接收指示电流传感器31检测到的相电流lu、lv、lw的检测信号、指示转矩传感器32检测到的转向转矩的检测信号以及指示旋转角传感器33检测到的电动机旋转角θm的检测信号。控制设备41包括微计算机，并且包括CPU、ROM、RAM、I/O、将这些构成元件连接在一起的总线。由控制设备41执行的每种处理可以是由专用电子电路执行的硬件处理，或者可以是其中CPU执行预先存储的程序的软件处理，或者可以是硬件处理与软件处理的组合。控制设备41包括第一输入值计算部50、第二输入值计算部60、第三输入值计算部70和命令值计算部80。第一输入值计算部50包括辅助转矩计算部51、第一可靠度计算部53和第一权重计算部55。辅助转矩计算部51基于电流传感器31获取的相电流lu、lv、lw来计算辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电动助力转向系统(1)的电动机(15)的控制设备，所述电动助力转向系统(1)包括：输入轴(11)，连接至由驾驶者转动的转向构件(10)；柱轴(12)，在与所述转向构件相对的位置处连接至所述输入轴；转动装置(17)，包括将所述柱轴的旋转运动转换成往复运动的齿条与小齿轮机构，并转动车轮(20)；以及所述电动机(15)，产生辅助所述转向构件的转动的辅助转矩，所述控制设备包括：可靠度计算部(53,63,73)，根据如下传感器中的至少一个的异常检测状态来计算可靠度：电流传感器(31)，检测至所述电动机的激励电流，转矩传感器(32)，检测转向转矩，以及旋转角传感器(33)，检测所述电动机的旋转角；转向轴负荷估计部(81)，使用如下值来估计转向轴负荷：与来自所述电流传感器的检测值对应的电流对应值，与来自所述转矩传感器的检测值对应的转矩对应值，以及与来自旋转角传感器的检测值对应的旋转角对应值；以及权重改变部(55,65,75,155,165)，根据所述可靠度来改变包括如下值的三个值的权重：所述电流对应值，所述转矩对应值，以及所述旋转角对应值，所述三个值的权重对应于被检测到其异常的传感器，所述权重用于估计所述转向轴负荷。...

【技术特征摘要】
2014.12.03 JP 2014-2450521.一种控制电动助力转向系统(1)的电动机(15)的控制设备，所
述电动助力转向系统(1)包括：输入轴(11)，连接至由驾驶者转动的转
向构件(10)；柱轴(12)，在与所述转向构件相对的位置处连接至所述输
入轴；转动装置(17)，包括将所述柱轴的旋转运动转换成往复运动的齿
条与小齿轮机构，并转动车轮(20)；以及所述电动机(15)，产生辅助所
述转向构件的转动的辅助转矩，所述控制设备包括：
可靠度计算部(53,63,73)，根据如下传感器中的至少一个的异常检
测状态来计算可靠度：
电流传感器(31)，检测至所述电动机的激励电流，
转矩传感器(32)，检测转向转矩，以及
旋转角传感器(33)，检测所述电动机的旋转角；
转向轴负荷估计部(81)，使用如下值来估计转向轴负荷：
与来自所述电流传感器的检测值对应的电流对应值，
与来自所述转矩传感器的检测值对应的转矩对应值，以及
与来自旋转角传感器的检测值对应的旋转角对应值；以及
权重改变部(55,65,75,155,165)，根据所述可靠度来改变包括如下
值的三个值的权重：
所述电流对应值，
所述转矩对应值，以及
所述旋转角对应值，
所述三个值的权重对应于被检测到其异常的传感器，所述权重用于
估计所述转向轴负荷。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其中：
在从检测到所述电流传感器、所述转矩传感器和所述旋转角传感器中
的至少一个的异常直到所述异常被确认为故障的时间段期间，根据所述可
靠度，所述权重改变部转矩逐渐减小所述电流对应值、所述转矩对应值或
所述旋转角对应值，所述电流对应值、所述转矩对应值或所述旋转角对应
值对应于被检测到异常的传感器并用于估计所述转向轴负荷。
3.根据权利要求1所述的控制设备，其中：
当检测到所述电流传感器、所述转矩传感器和所述旋转角传感器中的
至少一个的异常时，当经过了预定时间量而未确认故障时，以及当...

【专利技术属性】
技术研发人员：仓光修司，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP