电动助力转向装置制造方法及图纸

提供如下电动助力转向装置：在转向轴上除了搭载有夹有齿轮机构的角度传感器之外，还搭载有多个角度传感器，通过学习齿轮机构的特性，并使用其学习结果和夹有齿轮机构的角度传感器的信号来估计其他的角度传感器的信号，从而进行监视和诊断，并能够进行备份。电动助力转向装置至少具有第1角度传感器和第2角度传感器，该第1角度传感器经由齿轮机构检测第1转向角，该第2角度传感器不经由齿轮机构而检测第2转向角，其中，该电动助力转向装置具有：校正用偏移计算部，其学习齿轮机构的特性而计算校正用偏移；以及转向角估计部，其使用校正用偏移估计第2转向角。

Electric Power Steering

The following electric power steering system is provided: in addition to the angle sensor on the steering shaft, besides carrying the angle sensor with a gear mechanism, it is also loaded with multiple angle sensors, by learning the characteristics of the gear mechanism, and using its learning results and the letter number of the angle sensor with the gear mechanism to estimate the other angle sensor's letter. So that it can monitor and diagnose and backup. The electric power steering system has at least first angle sensors and second angle sensors. The first angle sensor detects the first steering angle via the gear mechanism, and the second angle sensor does not detect the second steering angle via the gear mechanism, in which the electric power steering device is equipped with the offset calculation unit, which is used to learn the gear. The characteristic of the mechanism is to calculate and correct the offset; and the steering angle estimation part uses the correction offset estimation second steering angle.

【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，其通过电流指令值对电动机进行驱动控制，通过电动机的驱动控制对车辆的转向系统进行辅助控制，本专利技术尤其涉及一种电动助力转向装置，其在转向轴上至少搭载有2个角度传感器，在其中存在夹有齿轮机构的角度传感器，在正常时，通过学习齿轮机构的特性，并使用其学习结果和夹有齿轮机构的角度传感器的信号来估计其他的角度传感器的信号，从而进行监视和诊断，在其他的角度传感器发生故障的情况下，能够使用估计信号进行备份。
技术介绍
通过电动机的旋转力对车辆的转向系统进行辅助控制的电动助力转向装置(EPS)借助电动机的驱动力经由减速机通过齿轮或者皮带等传递机构向转向轴或者齿条轴赋予转向辅助力(辅助力)。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，该以往的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机施加电压，使得转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之差变小，一般情况下，通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比来进行电动机施加电压的调整。当将电动助力转向装置的一般结构在图1中示出并进行说明时，方向盘1的柱轴(转向轴、方向轴)2经由减速齿轮3、万向接头4a和4b、小齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a、6b，再经由轮毂单元7a、7b与转向车轮8L、8R连结。此外，在柱轴2上设置有检测方向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10以及检测转向角θ的转向角传感器14，辅助方向盘1的转向力的电动机20经由减速齿轮3与柱轴2连结。控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30从电池13供给电力并且经由点火开关11输入点火开关信号。控制单元30根据扭矩传感器10所检测到的转向扭矩Th和车速传感器12所检测到的车速Vel来进行辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，通过对电流指令值实施补偿等的电压控制指令值Vref来控制供给到EPS用电动机20的电流。控制单元30连接有发送或接收车辆的各种信息的CAN(ControllerAreaNetwork：控制器局域网络)40，车速Vel也能够从CAN40接收。此外，控制单元30也能够连接有发送或接收CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41。控制单元30主要由MCU(也包含CPU、MPU等)构成，但在该MCU内部通过程序执行的一般的功能如图2所示。参照图2对控制单元30的功能以及动作进行说明，扭矩传感器10所检测到的转向扭矩Th以及车速传感器12所检测到的(或者来自CAN40的)车速Vel被输入到运算电流指令值Iref1的电流指令值运算部31。电流指令值运算部31根据所输入的转向扭矩Th以及车速Vel并使用辅助图等来运算供给到电动机20的作为电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经由加法部32A输入到电流限制部33，被限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法部32B，减法部32B运算电流指令值Irefm与被反馈的电动机电流值Im的偏差I(Irefm-Im)，并将该偏差I输入到用于改善转向动作的特性的PI(比例积分)控制部35。通过PI控制部35而改善了特性的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制部36，进而经由作为驱动部的逆变器37对电动机20进行PWM驱动。通过电动机电流检测器38检测电动机20的电流值Im并反馈到减法部32B。逆变器37使用FET(场效应晶体管)作为驱动元件，由FET的电桥电路构成。在加法部32A中对来自补偿信号生成部34的补偿信号CM进行相加，通过补偿信号CM的加法进行转向系统统系的特性补偿，来改善收敛性和惯性特性等。补偿信号生成部34通过加法部344将自动对准扭矩(SAT)343与惯性342相加，进而通过加法部345将其加法结果与收敛性341相加，并将加法部345的加法结果作为补偿信号CM。在上述那样的电动助力转向装置中，近年来，考虑可靠性和操作性的提高和功能冗长化等要求，有时使各种传感器多重来进行搭载。但是，由于也存在电动助力转向装置的成本降低和小型化的要求，因此，不容易使多个传感器多重。因此，期望最大限地利用目前搭载的有限的传感器，并且能够对传感器彼此进行监视和诊断的方法。但是，根据传感器的安装位置，有时夹有齿轮，在该情况下，为了监视和诊断传感器彼此，需要降低齿轮的松动的影响。作为现有技术，在国际公开第2004/022414号(专利文献1)中公开了用于测定具有机电式转向系统的车辆的扭矩的方法，并将该方法考虑为扭矩传感器的备用。机电式转向装置的整体结构具有：输入轴部和输出轴部，它们与驱动转向机构连接；以及转向单元，其具有伺服电动机并且经由扭力杆而连接。该结构是根据驱动用转向机构的输入轴部与输出轴部之间的相对旋转位移来进行扭矩检测的机电式转向装置(数字电路或者模拟电路)，但形成了通过转向角(δ)传感器的输出和伺服电动机的旋转角度这2个输入来检测假想扭矩的传感器，并根据假想扭矩来确定转向扭矩。此外，在日本特开2005-274484号公报(专利文献2)中，搭载多个(3个)转向角传感器而构成冗长系统。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2004/022414号专利文献2：日本特开2005-274484号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在专利文献1的装置中，作为备份的系统，对于转向角传感器的故障，能够通过伺服电动机的转子旋转信息来进行备份，但无法对两个传感器进行相互的故障诊断和备份。此外，在专利文献2的例子中，转向系统周围大型化，因此，装置的车辆搭载性变差，一般情况下，存在成本增加的问题。本专利技术是鉴于上述那样的情况而完成的，本专利技术的目的在于提供如下廉价且高性能的电动助力转向装置：在转向轴上除了搭载有夹有齿轮机构的角度传感器之外，还搭载有多个角度传感器，通过学习齿轮机构的特性，并使用其学习结果和夹有齿轮机构的角度传感器的信号来估计其他的角度传感器的信号，从而进行监视和诊断，不会为了备份用而进行角度传感器的进一步多重，能够进行备份。用于解决课题的手段本专利技术涉及一种电动助力转向装置，其至少具有第1角度传感器和第2角度传感器，该第1角度传感器经由齿轮机构检测第1转向角，该第2角度传感器不经由所述齿轮机构而检测第2转向角，本专利技术的上述目的通过具有如下部分而达成：校正用偏移计算部，其学习所述齿轮机构的特性而计算校正用偏移；以及转向角估计部，其使用所述校正用偏移估计所述第2转向角。本专利技术的上述目的通过如下方法而更有效地达成：具有使所述第1转向角和所述第2转向角变为相对转向角的相对转向角化部，所述校正用偏移计算部根据所述变为相对转向角后的第1转向角和第2转向角计算所述校正用偏移，或者具有判定转向方向的转向判定部，所述校正用偏移计算部计算与所述判定的转向方向对应的所述校正用偏移，或者所述第2角度传感器是多重系统，在所述第2角度传感器的1个系统发生故障的情况下，使用所述第2转向角的实测值和估计值进行所述第2角度传感器的备份，或者根据所述第2转向角的实测值和估计值进行所述第2角度传感器的监视和诊断，或者所述校正用偏移计算部学习所述第1转向角以及所述第2转向角的偏差而计算校正用偏移，或者所述校正用偏移计算部学习在所述第1角度传感器的角度周期的范围内以规定的间隔计算的多个所述偏差，并将学习的所述多个偏差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动助力转向装置，其至少具有第1角度传感器和第2角度传感器，该第1角度传感器经由齿轮机构检测第1转向角，该第2角度传感器不经由所述齿轮机构而检测第2转向角，其中，该电动助力转向装置的特征在于，具有：校正用偏移计算部，其学习所述齿轮机构的特性而计算校正用偏移；以及转向角估计部，其使用所述校正用偏移估计所述第2转向角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.10 JP 2015-2410481.一种电动助力转向装置，其至少具有第1角度传感器和第2角度传感器，该第1角度传感器经由齿轮机构检测第1转向角，该第2角度传感器不经由所述齿轮机构而检测第2转向角，其中，该电动助力转向装置的特征在于，具有：校正用偏移计算部，其学习所述齿轮机构的特性而计算校正用偏移；以及转向角估计部，其使用所述校正用偏移估计所述第2转向角。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其中，该电动助力转向装置具有相对转向角化部，该相对转向角化部使所述第1转向角和所述第2转向角变为相对转向角，所述校正用偏移计算部根据变为所述相对转向角后的第1转向角和第2转向角计算所述校正用偏移。3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置，其中，该电动助力转向装置具有判定转向方向的转向判定部，所述校正用偏移计算部计算与所述判定的转向方向对应的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽田英树，菅原孝义，皆木亮，
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