电动助力转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置将旋转角度检测系统设置成3个系统以便进行异常检测，并且，即使3个旋转角度检测系统中的某一个系统发生了异常，也能够瞬时确定出发生了异常的系统，利用余下的正常的角度检测信号来进行高可靠性的角度检测，继续进行辅助控制。本发明专利技术的电动助力转向装置至少基于转向扭矩运算出电流指令值，基于电流指令值并通过逆变器对无刷电动机进行PWM控制，并且，检测出无刷电动机的旋转角度进行电流控制，对转向系统进行辅助控制，其具备3个系统的旋转角度检测系统和角度诊断单元，3个系统的旋转角度检测系统检测出无刷电动机的旋转角度；角度诊断单元通过将从3个系统的旋转角度检测系统输出的各个角度的差的绝对值与阈值进行比较，以便诊断出旋转角度检测系统的正常或异常并进行处理，使用被角度诊断单元诊断为正常的系统的输出角度来继续进行辅助控制。

Electric Power Steering

The invention provides an electric power steering device, the electric power steering device of rotation angle measurement system to set up 3 systems for anomaly detection, and even a 3 rotation angle in the detection system is abnormal, can determine the instantaneous abnormal system, use of the remaining normal the angle detection signal to the high reliability of the angle detection, continue auxiliary control. The invention of the electric power steering device at least the steering torque is calculated based on the current command value, current command value and through the inverter for brushless DC motor PWM control, and based on the detected current control rotation angle of brushless motor, the steering system of the auxiliary control, the rotation angle of the 3 systems detection system and the angle of the diagnostic unit, the rotation angle of the 3 systems detection system detect the rotation angle of the brushless motor; diagnostic point of view cell through each angle detection system output from the angle of rotation of the 3 systems of the absolute value of the difference compared with the threshold, in order to diagnose the rotation angle measurement system of normal or abnormal and processed the use of the output angle, was diagnosed as normal angle diagnostic unit system to assist control.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动助力转向装置
本专利技术涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置基于电流指令值并通过逆变器对无刷电动机进行PWM控制，并且，检测出无刷电动机的旋转角度进行电流控制，对转向系统进行辅助控制。本专利技术特别是涉及一种高可靠性的电动助力转向装置，该高可靠性的电动助力转向装置通过3个系统的旋转角度检测系统来检测出无刷电动机的旋转角度，并且，诊断出各个系统的正常或异常(包括故障)，在只有1个系统为异常的情况下，使用其他的2个系统的旋转角度检测系统的检测角度来继续进行辅助控制。
技术介绍
电动助力转向装置利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助力)，其将电动机的驱动力经由减速机构并通过诸如齿轮或传送带之类的传送机构向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，这样的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之间的差变小，电动机外加电压的调整一般通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty)来进行。参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构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上设置有用于检测出转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10和用于检测出转向角θ的转向角传感器14，对转向盘1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对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30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30。控制单元30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，进行作为辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，基于通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值Vref来控制供应给电动机20的电流。此外，转向角传感器14不是必须的，可以不设置转向角传感器14。另外，收发车辆的各种信息的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)50被连接到控制单元30，车速Vel也能够从CAN50处获得。此外，收发CAN50以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN51也可以被连接到控制单元30。控制单元30主要由CPU(也包含MCU、MPU和类似装置)构成，该CPU内部由程序执行的一般功能，如图2所示。参照图2对控制单元30的功能和动作进行说明。如图2所示，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(或来自CAN50的)车速Vel被输入到用于运算出电流指令值Iref1的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩Th和车速Vel并使用辅助图(アシストマップ)等，运算出作为供应给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经由加法单元32A被输入到电流限制单元33中；被限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中；减法单元32B运算出电流指令值Irefm与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差I(Irefm-Im)；该偏差I被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI控制单元35中。在PI控制单元35中经过了特性改善后的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36，然后再经由作为驱动单元的逆变器37来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电流值Im；由电动机电流检测器38检测出的电流值Im被反馈到减法单元32B。逆变器37由作为驱动元件的FET(场效应晶体管)的电桥电路构成。还有，在电动机20为无刷电动机的情况下，因为需要根据电动机的旋转角度来对电动机线圈进行通电，所以需要使用分解器或磁电阻元件(MR传感器)的旋转传感器21。旋转传感器21的输出信号被输入到角度检测电路22中以便对其进行处理，角度检测电路22检测出旋转角度θ，然后再通过角速度运算单元23来运算出电动机角速度ω。另外，在加法单元32A对来自补偿信号生成单元34的补偿信号CM进行加法运算，通过补偿信号CM的加法运算来进行转向系统的特性补偿，以便改善收敛性和惯性特性等。补偿信号生成单元34先在加法单元344将自对准扭矩(SAT)343与惯性342相加，然后，在加法单元345再将在加法单元344得到的加法结果与收敛性341相加，最后，将在加法单元345得到的加法结果作为补偿信号CM。在要求这样的电动助力转向装置具有高操作性和高可靠性的情况下，被要求旋转角检测装置具有高精度和高故障可检测性。因此，角度检测装置的双系统化(配置2个系统的角度检测装置)、从传感器模块到ECU的信号传送装置的数字化(因为SENT(SingleEdgeNibbleTransmission)标准抗噪声性强)的要求变得越来越强。例如，日本特开2004-194490号公报(专利文献1)公开了一种通过赋予冗余性来提高可靠性的无刷电动机的控制方法。也就是说，在专利文献1所公开的无刷电动机的控制方法中，设置了第一传感器组和第二传感器组，其中，第一传感器组由多个霍尔传感器构成，通过检测到转子磁铁的磁力来检测出转子旋转位置；第二传感器组由多个被配置成霍尔传感器之间只隔开偏移角的霍尔传感器构成，并且，在霍尔传感器正常地工作的时候，使用两个传感器组来进行重叠通电控制；在霍尔传感器发生了故障的情况下，使用不包括故障传感器的传感器组来实施矩形波控制。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-194490号公报专利文献2：日本特开2011-244678号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，在基于双重化的比较的故障(异常)检测中，当1个系统发生了故障之后，因为缺乏用于使用正常的系统的旋转传感器来继续进行辅助控制的场合的异常检测方法，所以不能实施高可靠性的电动机控制。因此，在电动助力转向装置中，采用当1个系统发生了故障之后就停止辅助控制的方法，这样就存在会给驾驶员带来负担的技术问题。因此，本专利技术是鉴于上述情况而完成的，本专利技术的目的在于提供一种电动助力转向装置，其具备这样一种功能，即，将旋转角度检测系统设置成3个系统以便通过3个检测信号的多数决定来进行异常(包括故障)检测，并且，即使3个旋转角度检测系统中的某一个系统发生了异常，也能够瞬时确定出发生了异常的系统，利用余下的正常的角度检测信号来进行高可靠性的角度检测，从而能够继续进行辅助控制。解决技术问题的手段本专利技术涉及一种电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩运算出电流指令值，基于所述电流指令值并通过逆变器对无刷电动机进行PWM控制，并且，检测出所述无刷电动机的旋转角度进行电流控制，对转向系统进行辅助控制，本专利技术的上述目的可以通过下述这样实现，即：具备3个系统的旋转角度检测系统和角度诊断单元，所述3个系统的旋转角度检测系统检测出所述无刷电动机的旋转角度；所述角度诊断单元通过将从所述3个系统的旋转角度检测系统输出的各个角度的差的绝对值与阈值进行比较，以便诊断出所述旋转角度检测系统的正常或异常并进行处理，使用被所述角度诊断单元诊断为正常的系统的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩运算出电流指令值，基于所述电流指令值并通过逆变器对无刷电动机进行PWM控制，并且，检测出所述无刷电动机的旋转角度进行电流控制，对转向系统进行辅助控制，其特征在于：具备3个系统的旋转角度检测系统和角度诊断单元，所述3个系统的旋转角度检测系统检测出所述无刷电动机的旋转角度；所述角度诊断单元通过将从所述3个系统的旋转角度检测系统输出的各个角度的差的绝对值与阈值进行比较，以便诊断出所述旋转角度检测系统的正常或异常并进行处理，使用被所述角度诊断单元诊断为正常的系统的输出角度来继续进行所述辅助控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩运算出电流指令值，基于所述电流指令值并通过逆变器对无刷电动机进行PWM控制，并且，检测出所述无刷电动机的旋转角度进行电流控制，对转向系统进行辅助控制，其特征在于：具备3个系统的旋转角度检测系统和角度诊断单元，所述3个系统的旋转角度检测系统检测出所述无刷电动机的旋转角度；所述角度诊断单元通过将从所述3个系统的旋转角度检测系统输出的各个角度的差的绝对值与阈值进行比较，以便诊断出所述旋转角度检测系统的正常或异常并进行处理，使用被所述角度诊断单元诊断为正常的系统的输出角度来继续进行所述辅助控制。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述角度诊断单元在各个角度差的绝对值小于所述阈值的时候诊断为正常，...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓜生恭正，熊谷绅，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP