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通过冗余系统提高可靠性，其通过进行各自独立的检测信号彼此之间的比较诊断，并且还进行各个检测信号的个别诊断，以便既不会损害可靠性又能够使功能继续维持下去。本发明专利技术的电动助力转向装置对转向系统进行辅助控制，其具备至少两个各自独立的扭矩传感器和至少两个各自独立的角度传感器，具有从扭矩传感器和角度传感器分别运算出转向角并利用运算出的转向角的功能，进行各自独立的信号彼此之间的比较诊断，并且还进行各个个别信号的个别诊断，在通过比较诊断而被判定为异常的情况下，不使用角度传感器的信号，在被判定为个别诊断中的至少一个个别诊断为异常的情况下，将角度传感器的信号当作降级后的信号来处理，在被判定为个别诊断中的两个或两个以上的个别诊断为异常的情况下，不使用角度传感器的信号。
【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具有冗余系统结构的电动助力转向装置。本专利技术尤其涉及一种电动助力转向装置。该电动助力转向装置为从各自独立的两个扭矩传感器和两个角度传感器分别运算出转向角的结构，其通过进行各自独立的检测信号彼此之间的比较诊断，并且还进行各个检测信号的个别诊断，以便既不会损害可靠性又能够使诸如辅助之类的功能继续维持下去。
技术介绍
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)的电动助力转向装置，将电动机的驱动力经由减速装置由诸如齿轮或皮带之类的传送机构，向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了正确地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之间的差变小，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(Duty)来进行。如图1所示，对电动助力转向装置(EPS)的一般结构进行说明。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上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩Th的扭矩传感器10，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。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向角θ的转向角传感器14。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中。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，由通过对运算出的电流指令值实施补偿等而得到的电压控制值Vref来控制供应给电动机20的电流。另外，收发车辆的各种信息的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vel也能够从CAN40处获得。此外，收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也可以被连接到控制单元30。在这样的电动助力转向装置中，控制单元30主要由CPU(也包含MPU、MCU等)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，来自扭矩传感器10的转向扭矩Th和来自车速传感器12的车速Vel被输入到电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于转向扭矩Th和车速Vel并利用辅助图(アシストマップ)等来运算出电流指令值Iref1。运算出的电流指令值Iref1在加法单元32A与来自用于改善特性的补偿单元34的补偿信号CM相加；相加后得到的电流指令值Iref2在电流限制单元33中被限制了最大值；被限制了最大值的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中以便对其和电动机电流检测值Im进行减法运算。PI控制单元35对在减法单元32B得到的减法结果I(＝Irefm－Im)进行PI控制；经过PI控制后得到的电压控制值Vref被输入到PWM控制单元36中，以便使其与载波信号CF同步，从而运算出占空比；由被运算出占空比的PWM信号经过逆变器37对电动机20进行PWM控制。电动机电流检测器38检测出电动机20的电动机电流值Im，检测出的电动机电流值Im被反馈输入到减法单元32B。另外，补偿单元34先在加法单元344将检测出或估计出的自对准扭矩(SAT)343与惯性补偿值342相加，然后在加法单元345将在加法单元344得到的加法结果与收敛性控制值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输入到加法单元32A以便进行特性改善。在具备扭力杆的电动助力转向装置中，需要在复数个位置检测出角度，例如图3所示那样的传感器被安装在柱轴2上，各种检测信号被输出。也就是说，作为角度传感器的霍尔IC传感器21和作为输入一侧的扭矩传感器的20°转子传感器22被安装在柱轴2的转向盘1一侧的输入轴2A上。霍尔IC传感器21输出296°周期的AS_IS角度θh，AS_IS角度θh被输入到转向角运算单元40中。没有被安装在扭力杆23上而是被安装在转向盘1一侧的20°转子传感器22输出20°周期的TS_IS角度θs1(主)和θs2(副)，TS_IS角度θs1被输入到转向角运算单元40中。还有，作为输出一侧的扭矩传感器的的40°转子传感器24被安装在柱轴2的输出轴2B上，40°转子传感器24输出TS_OS角度θr1(主)和θr2(副)，TS_OS角度θr1被输入到转向角运算单元40中。转向角运算单元40基于AS_IS角度θh、TS_IS角度θs1、TS_OS角度θr1和转向角速度ω，运算出绝对值的转向角θab并将其输出。图4示出了各个传感器的检测信号的信号周期的一个示例，其中，图4(A)示出了作为来自霍尔IC传感器21的检测信号的AS_IS角度θh的信号周期(296°)，图4(B)示出了作为来自20°转子传感器22的检测信号的TS_IS角度θs1的信号周期(20°)，图4(C)示出了作为来自40°转子传感器24的检测信号的TS_OS角度θr1的信号周期(40°)。关于这三个传感器的零点调整(0点调整)，在组装时通过校准来调整。在这样的电动助力转向装置中，因为近年来要求更进一步提高可靠性，所以实施装置和部件的冗余化。作为这样的冗余化装置，例如有日本特开平6-32240号公报(专利文献1)中所公开的检测信号处理方法，该检测信号处理方法被应用在汽车的转向系统中。还有，日本专利第4863953号公报(专利文献2)公开了一种具备被连接到输出端子的第一变换处理部和第二变换处理部的物理量传感器，该第一变换处理部将由第一传感器元件输出的第一信号变换成第一物理量，并且，被配置在第一封装组件内；该第二变换处理部将由第二传感器元件输出的第二信号变换成第二物理量，并且，被配置在第二封装组件内。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-32240号公报专利文献2：日本专利第4863953号公报专利文献3：日本特开2006-76333号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题但是，在专利文献1的检测信号处理方法中，因为在冗余系统中按照函数进行处理并在外部的计算机中进行比较，所以在将该检测信号处理方法应用在电动助力转向装置的情况下，必须确保为了在外部的计算机中进行比较而需要的通信线路。还有，在专利文献2的物理量传感器中，输出端子分别从传感器元件突出，第一变换处理部被配置在第一封装组件内，第二变换处理部被配置在第二封装组件内。所以，装置整体变得大型化，从而不适合用于被要求实现小型化和轻量化的电动助力转向装置。另外，尽管为冗余系统结构，但并没有公开用于使功能继续维持下去的诊断方法和功能限制方法。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，该电动助力转向装置通过冗余系统提高可靠性，其通过进行各自独立的检测信号彼此之间的比较诊断，并且还进行各个检测信号的个别诊断，以便既不会损害可靠性又能够使功能继续维持下去。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，其通过至少使用转向扭矩来运算出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动助力转向装置，其通过至少使用转向扭矩来运算出电流指令值并基于所述电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其特征在于：具备至少两个各自独立的扭矩传感器和至少两个各自独立的角度传感器，具有从所述扭矩传感器和所述角度传感器分别运算出转向角并利用运算出的转向角的功能，进行各自独立的信号彼此之间的比较诊断，并且还进行各个个别信号的个别诊断，在通过所述比较诊断而被判定为异常的情况下，不使用所述角度传感器的信号，在被判定为所述个别诊断中的至少一个个别诊断为异常的情况下，将所述角度传感器的信号当作降级后的信号来处理，在被判定为所述个别诊断中的两个或两个以上的个别诊断为异常的情况下，不使用所述角度传感器的信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.17 JP 2014-2127271.一种电动助力转向装置，其通过至少使用转向扭矩来运算出电流指令值并基于所述电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其特征在于：具备至少两个各自独立的扭矩传感器和至少两个各自独立的角度传感器，具有从所述扭矩传感器和所述角度传感器分别运算出转向角并利用运算出的转向角的功能，进行各自独立的信号彼此之间的比较诊断，并且还进行各个个别信号的个别诊断，在通过所述比较诊断而被判定为异常的情况下，不使用所述角度传感器的信号，在被判定为所述个别诊断中的至少一个个别诊断为异常的情况下，将所述角度传感器的信号当作降级后的信号来处理，在被判定为所述个别诊断中的两个或两个以上的个别诊断为异常的情况下，不使用所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：久永智宗，中村文俊，
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
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