动力转向装置及动力转向装置的控制电路制造方法及图纸

一种动力转向装置及动力转向装置的控制电路，基于电动马达的转速、操舵速度或操舵扭矩在规定频率范围内的周期性变化的有无来检测动力转向装置的异常。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动力转向装置及动力转向装置的控制电路
本专利技术涉及动力转向装置及动力转向装置的控制电路。
技术介绍
在现有的动力转向装置中，在收纳齿杆的外壳内设置雨滴传感器来检测装置的异常。在专利文献1中记载了与上述说明的技术有关的一个例子。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开2006-111032号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述现有的装置中，存在不使用用于异常检测的传感器来检测装置异常的需求。本专利技术的目的在于，在动力转向装置中，不使用用于异常检测的传感器来检测装置的异常。用于解决技术问题的技术方案根据本专利技术的一个方面，基于电动马达的转速、操舵速度或操舵扭矩在规定频率范围内的周期性变化的有无来检测装置的异常。附图说明图1是实施例1的动力转向装置1的主视图。图2是图1的部分剖视图。图3是操舵机构2的剖视图。图4是实施例1的控制单元6的控制框图。图5是表示实施例1、实施例2及实施例3的生锈异常检测控制处理的流程的流程图。图6是表示实施例1及实施例3的生锈异常检测控制处理的流程的流程图。图7是表示实施例1及实施例2的生锈异常检测控制处理的流程的流程图。图8是表示实施例1的生锈异常检测控制处理中发生锈异常时的动作的时序图。图9是实施例2的控制单元6的控制框图。图10是表示实施例2的生锈异常检测控制处理的流程的流程图。图11是表示实施例3的生锈异常检测控制处理的流程的流程图。图12是表示实施例4的生锈异常检测控制处理的流程的流程图。图13是表示实施例4的生锈异常检测控制处理的流程的流程图。具体实施方式〔实施例1〕以下，基于附图对用于实施本专利技术实施方式的实施例进行说明。[动力转向装置的结构]图1是实施例1的动力转向装置1的主视图，图2是图1的部分剖视图，图3是操舵机构2的剖视图。实施例1的动力转向装置1具备操舵机构2、电动马达3、滚珠螺杆机构4、扭矩传感器5及控制单元6。操舵机构2具有操舵轴7及齿杆8。操舵轴7具有转向轴9、小齿轮轴10及扭力杆11。转向轴9与转向轮一体旋转。小齿轮轴10经由扭力杆11与转向轴9连接。小齿轮轴10在其外周形成有小齿轮齿10a。小齿轮齿10a与在齿杆8的外周形成的齿条齿8a啮合。齿杆8随着操舵轴7的旋转而在车体宽度方向上沿轴向运动。齿杆8使用钢材等铁系金属材料形成。在齿杆8的两端连接有一对横拉杆12、12的端部。转向轴9的一部分、小齿轮轴10及齿杆8收纳于齿轮外壳13。齿轮外壳13使用铝合金形成。在齿轮外壳13中收纳有扭矩传感器5。扭矩传感器5基于扭力杆11的扭转量来检测在操舵机构2上产生的操舵扭矩(扭力杆扭矩)。在齿轮外壳13的车宽方向两端固定有防尘罩14的车宽方向内侧端。防尘罩14使用橡胶等而形成为波纹管状。防尘罩14的车宽方向外侧端固定于横拉杆12的车宽方向内侧端。电动马达3是三相无刷马达。电动马达3对操舵机构2施加操舵力，并且具有马达轴15、转子16及定子17。它们收纳于马达外壳18。马达外壳18固定于齿轮外壳13。马达轴15与转子16一体设置。在马达轴15上安装有输入带轮19。在输入带轮19上卷挂有带20。转子16能够旋转地支承于马达外壳18。定子17固定于马达外壳18。在马达外壳18中收纳有控制单元6。控制单元6为控制基板，基于扭矩传感器5所检测到的扭力杆扭矩等，对驱动控制电动马达3的马达扭矩指令(指令电流值)进行运算，实施控制电动马达3的辅助控制。滚珠螺杆机构4设置在操舵机构2与电动马达3之间。滚珠螺杆机构4是将电动马达3的旋转力传递给操舵机构2的减速机。滚珠螺杆机构4具有转舵轴侧滚珠螺杆槽21、螺母22、螺母侧滚珠螺杆槽23、滚珠24及管(循环部件)25。转舵轴侧滚珠螺杆槽21是设置在齿杆8的外周侧的螺旋状的槽。螺母22设置为包围齿杆8。螺母22使用钢材形成为环状。螺母22能够旋转且不能沿轴向移动地支承于齿轮外壳13。在螺母22的外周固定有输出带轮40。在输出带轮40上卷挂有带20。螺母侧滚珠螺杆槽23是设置在螺母22的内周的螺旋状的槽。螺母侧滚珠螺杆槽23与转舵轴侧滚珠螺杆槽21一起构成滚珠循环槽26。滚珠24在滚珠循环槽26内设置有多个。滚珠24使用钢材形成。管25设置在螺母22的外周侧，到达滚珠循环槽26的一端侧或另一端侧的滚珠24经由管25向滚珠循环槽26的另一端侧或一端侧返回。实施例1的动力转向装置1将电动马达3的旋转力经由输入带轮19、带20、输出带轮40传递给滚珠螺杆机构4，通过对齿杆8施加轴向驱动力而对驾驶者的操舵进行辅助。图4是实施例1的控制单元6的控制框图。控制单元6具有辅助控制部(马达控制电路)29、马达控制部30、锈检测部(异常检测电路)31及电源切断装置32。辅助控制部29输入有来自车速传感器27的车速、来自扭矩传感器5的扭力杆扭矩以及来自舵角传感器28的舵角。辅助控制部29基于车速、扭力杆扭矩及舵角对马达扭矩指令进行运算，将其输出至马达控制部30。马达控制部30基于马达扭矩指令来对向电动马达3的各相的电流指令值进行运算。马达控制部30对电动马达3的电流进行控制，以使向电动马达3的各相流动的马达电流值与电流指令一致。马达电流值通过电流传感器34来检测。锈检测部31基于马达转速、扭力杆扭矩以及舵角(根据舵角求出的舵角速度)，来检测出在滚珠螺杆机构4中由于生锈而引起的异常(以下也称为生锈异常)，具体地说，检测出伴随着滚珠螺杆机构4工作负荷的周期性变化的操舵不畅。此外，在滚珠螺杆机构4的破损或异物混入齿轮外壳13内时，也会与生锈时同样地发生滚珠螺杆机构4工作负荷的周期性变化。因此，对于锈检测部31，也能够检测这些异常。马达转速通过转速传感器35来检测。锈检测部31具有对马达转速信号及扭力杆扭矩信号进行低通滤波处理的低通滤波器31a。在锈检测部31检测到异常的情况下，向警告装置(车载搭载设备)33输出警告要求。警告装置33例如使警告灯点亮而向驾驶者通知异常。也可以发出警告音。另外，在锈检测部31检测到异常的情况下，在下一次打开点火开关时，向电源切断装置32输出电源切断要求，使辅助控制中止。电源切断装置32在收到电源切断要求的情况下，切断向电动马达3的电力供给。[生锈异常检测控制处理]图5、图6及图7是表示实施例1的锈检测部31所执行的生锈异常检测控制处理的流程的流程图。在步骤S1中，驾驶者打开点火开关。在步骤S2中，判定在上一次之前(在步骤S1中打开点火开关之前)是否确定了生锈异常。在是的情况下进入步骤S3，在否的情况下进入步骤S4。是否确定了生锈异常是通过从EEPROM数据来读取生锈异常确定标记，在设置了生锈异常确定标记的情况下判定为确定了生锈异常。在步骤S3中，向电源切断装置32输出电源切断要求，使辅助控制中止(人力转向)。在步骤S4中，判定是否设置了方向判断标记。在是的情况下进入步骤S5，在否的情况下进入步骤S9。在步骤S5中，判定马达转速是否正在上升。在是的情况下进入步骤S6，在否的情况下进入步骤S18。马达转速的增加是通过上一运算周期中的马达转速与本次运算周期中的马达转速的比较而进行的。在步骤S6中，重置方向判断标记。在步骤S7中，使方向判断标记的重置侧频率检测计数器累加。在步骤S8中，使方向判断标记的设置侧频率检测计数器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力转向装置，其特征在于，具有：操舵机构，其具有操舵轴和齿杆，所述操舵轴伴随着转向轮的旋转而旋转，所述齿杆由铁系金属材料形成，并且随着所述操舵轴的旋转而进行轴向运动；电动马达，其对所述操舵机构施加操舵力；减速机，其设置在所述操舵机构与所述电动马达之间，将所述电动马达的旋转力传递给所述操舵机构，该减速机具备滚珠螺杆机构，所述滚珠螺杆机构具有转舵轴侧滚珠螺杆槽、螺母、螺母侧滚珠螺杆槽、多个滚珠以及循环部件，所述转舵轴侧滚珠螺杆槽设置在所述齿杆的外周侧并且具有螺旋状的槽形状，所述螺母利用铁系金属材料形成为环状而包围所述齿杆，并且转动自如地设置于所述齿杆，所述螺母侧滚珠螺杆槽设置在所述螺母的内周侧且具有螺旋状的槽形状，并且与所述转舵轴侧滚珠螺杆槽一起构成滚珠循环槽，所述多个滚珠由铁系金属材料形成且设置在所述滚珠循环槽内，所述循环部件在相对于所述螺母的旋转轴的径向上设置在所述螺母的外侧，连接所述滚珠循环槽的一端侧与另一端侧以使所述多个滚珠能够从所述滚珠循环槽的一端侧向另一端侧循环；扭矩传感器，其检测在所述操舵机构产生的操舵扭矩；控制单元，其基于所述操舵扭矩，运算对所述电动马达进行驱动控制的指令电流值，将其输出至所述电动马达；异常检测电路，其设置于所述控制单元，并且基于所述电动马达的转速、所述操舵轴的转速即操舵速度或所述操舵扭矩在规定频率范围内的周期性变化的有无来检测所述动力转向装置的异常。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.24 JP 2014-1939021.一种动力转向装置，其特征在于，具有：操舵机构，其具有操舵轴和齿杆，所述操舵轴伴随着转向轮的旋转而旋转，所述齿杆由铁系金属材料形成，并且随着所述操舵轴的旋转而进行轴向运动；电动马达，其对所述操舵机构施加操舵力；减速机，其设置在所述操舵机构与所述电动马达之间，将所述电动马达的旋转力传递给所述操舵机构，该减速机具备滚珠螺杆机构，所述滚珠螺杆机构具有转舵轴侧滚珠螺杆槽、螺母、螺母侧滚珠螺杆槽、多个滚珠以及循环部件，所述转舵轴侧滚珠螺杆槽设置在所述齿杆的外周侧并且具有螺旋状的槽形状，所述螺母利用铁系金属材料形成为环状而包围所述齿杆，并且转动自如地设置于所述齿杆，所述螺母侧滚珠螺杆槽设置在所述螺母的内周侧且具有螺旋状的槽形状，并且与所述转舵轴侧滚珠螺杆槽一起构成滚珠循环槽，所述多个滚珠由铁系金属材料形成且设置在所述滚珠循环槽内，所述循环部件在相对于所述螺母的旋转轴的径向上设置在所述螺母的外侧，连接所述滚珠循环槽的一端侧与另一端侧以使所述多个滚珠能够从所述滚珠循环槽的一端侧向另一端侧循环；扭矩传感器，其检测在所述操舵机构产生的操舵扭矩；控制单元，其基于所述操舵扭矩，运算对所述电动马达进行驱动控制的指令电流值，将其输出至所述电动马达；异常检测电路，其设置于所述控制单元，并且基于所述电动马达的转速、所述操舵轴的转速即操舵速度或所述操舵扭矩在规定频率范围内的周期性变化的有无来检测所述动力转向装置的异常。2.根据权利要求1所述的动力转向装置，所述操舵机构具备设置于所述操舵轴的扭力杆，所述扭矩传感器基于所述扭力杆的扭转量来检测所述操舵扭矩，所述异常检测电路中的所述规定频率设定为没有达到所述扭力杆的共振频率。3.根据权利要求2所述的动力转向装置，所述异常检测电路中的所述规定频率设定为5赫兹以下。4.根据权利要求2所述的动力转向装置，所述异常检测电路中的所述规定频率设定为1赫兹以上。5.根据权利要求1所述的动力转向装置，所述异常检测电路基于所述操舵扭矩及所述马达转速、或所述操舵速度，来检测所述动力转向装置的异常。6.根据权利要求1所述的动力转向装置，所述异常检测电路基于所述电动马达的转速与第一规定值相比下降的周期、所述操舵速度与第二规定值相比下降的周期或所述操舵扭矩与第三规定值相比上升的周期，来检测所述动力转向装置的异常。7.根据权利要求1所述的动力转向装置，所述异常检测电路在所述操舵速度在第四规定值以上且在比所述第四规定值大的第五规定值以下时，检测所述动力转向装置的异常。8.根据权利要求1所述的动力转向装置，所述异常检测电路在所述马达转速或所述操舵速度越高时，将所述规定频率的值修正为更高的值。9.根据权利要求1所述的动力转向装置，具备设置于所述控制单元的低通滤波器，所述异常检测电路基于利用所述低通滤波器进行了滤波处理的所述电动马达的转速、所述操舵速度或所述操舵扭矩的信号，来检测所述动力转向装置的异常。10.根据权利要求1所述的动力转向装置，所述异常检测电路在所述操舵扭矩的规定期间内的平均值比规定值高时，检测所述动力转向装置的异常。11.根据权利要求10所述的动力转向装置，所述控制单元具备气压信号输入部，该气压信号输入部输入有与轮胎的气压的降低有关的信号即气压警告信号，所述异常检测电路在输入有所述气压警告信号时，将与所述操舵扭矩的规定期间内的平均值进行比较的所述规定值修正为比没有输入所述气压警告时高的值。12.根据权利要求1所述的动力转向装置，所述异常检测电路在所述动力转向装置的所述异常的检测中不使用所述齿杆移动到行程末端附近的状态下的所述马达转速、所述操舵速度或所述操舵扭矩的信息。13.根据权利要求1所述的动力转向装置，所述异常检测电路在对所述动力转向装置的异常进行检测时，将与所述动力转向装置的异常有关的信号输出至向驾驶者通知异常的车辆搭载设备。14.根据权利要求1所述的动力转向装置，所述异常检测电路在所述动力转向装置的所述异常的检测中不使用在...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木光雄，后藤信，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP