[发明专利]车辆用转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及对为了转向而被操作的操作部件和转向机构不进行机械耦合，而通过转舵用马达来驱动转向机构的车辆用转向装置。

背景技术

提出取消作为操作部件的转向盘和转向机构的机械耦合，通过角度传感器检测转向盘的操作角，且将根据该传感器输出进行控制的转舵用马达的驱动力传递至转向机构的线控转向系统。

由于在线控转向系统中没有转向盘和转向机构的机械连结，所以能够防止车辆碰撞时的转向盘的顶出，且能够使转向机构的构成简单化以及轻型化。另外，转向盘的配置位置的自由度增加，而且，除了转向盘以外，也能够将操作杆或者踏板等作为操作部件使用。

在上述线控转向系统中，由于转向盘和转向机构不进行机械耦合，所以若转舵用马达、用于控制转舵用马达所需的传感器等电气设备发生故障，则不能够进行转向控制。在转舵用马达由无刷马达构成的情况下，控制转舵用马达所需的传感器包含用于检测转舵用马达的旋转角的旋转角传感器。

因此，提出设置多个转舵用马达、传感器等电气设备，在某个电气设备故障时，通过替换该电气设备而使用其他的未故障的电气设备，来避免不能够转向的线控转向系统。然而，在这样的构成中，由于需要设置多个各电气设备，所以成本变高。

发明内容

本发明的目的之一在于提供即便在用于检测转舵用马达的旋转角的旋转角传感器故障的情况下，也不使用用于检测转舵用马达的旋转角其他的旋转角传感器，就能够进行转向控制的车辆用转向装置。

本发明的一实施方式的车辆用转向装置中，为了转向而被操作的操作部件和转向机构不进行机械耦合，而通过由无刷马达构成的转舵用马达来驱动转向机构。上述车辆用转向装置包括：旋转角传感器，其用于检测上述转舵用马达的转子的旋转角；转子角推断器，其基于上述转舵用马达的感应电压，推定上述转舵用马达的转子的旋转角；目标转子角运算器，其根据转向状况，对上述转舵用马达的转子旋转角的目标值亦即目标转子角（θ_SM^＊）进行运算；信号重叠器，其用于将使上述转舵用马达继续旋转用的旋转维持用指令信号重叠于通过上述目标转子角运算器运算出的目标转子角；故障检测器，其检测上述旋转角传感器发生故障；切换器，在通过上述故障检测器检测出上述旋转角传感器的故障时，其将控制模式从基于通过上述目标转子角运算器运算出的目标转子角或者由上述信号重叠器重叠旋转维持用指令信号后的目标转子角和上述旋转角传感器的检测值来控制上述转舵用马达的第1控制模式，切换为由上述信号重叠器重叠旋转维持用指令信号后的目标转子角和通过上述转子角推断器推断出的转子旋转角来控制上述转舵用马达的第2控制模式。

在该构成中，在未检测出旋转角传感器的故障时，进行基于第1控制模式的马达控制。换句话说，基于通过目标转子角运算器运算出的目标转子角或者由信号重叠器重叠旋转维持用指令信号后的目标转子角和旋转角传感器的检测值来控制转舵用马达。

另一方面，若检测出旋转角传感器的故障，则进行基于第2控制模式的马达控制。换句话说，基于由信号重叠器重叠旋转维持用指令信号后的目标转子角和通过转子角推断器推断出的转子旋转角来控制转舵用马达。由于转子角推断器基于转舵用马达的感应电压来推断转舵用马达的转子旋转角，所以为了通过转子角推断器来推断转子旋转角，需要转舵用马达旋转。在第2控制模式中，由于能够与通过目标转子角运算部运算出的目标转子角无关地使转舵用马达继续旋转，所以通常能够进行基于转子角推断器的转子旋转角的推断。其结果，即便在旋转角传感器故障的情况下，也能够不使用用于检测转舵用马达的旋转角的其他的旋转角传感器，进行与转向状况对应的转向控制。

上述旋转维持用指令信号可以是交流信号。例如，上述旋转维持用指令信号可以是正弦波信号。在旋转维持用指令信号为正弦波信号等交流信号的情况下，在通过目标转子角运算部运算出的目标转子角例如恒定时，能够使转舵用马达沿正方向以及反方向交替地旋转。

在旋转维持用指令信号为正弦波信号的情况下，上述车辆用转向装置可以包括根据车辆的行驶状态，对旋转维持用指令信号的振幅以及频率中的至少一方进行变更的变更器。另外，上述车辆用转向装置还可以构成为还包括检测车速的车速检测器，上述变更器根据通过上述车速检测器检测出的车速，变更上述旋转维持用指令信号的振幅以及频率中的至少一方。该情况下，变更器例如可以以车速越大旋转维持用指令信号的振幅以及频率越小的方式进行变更。

附图说明

根据以下参照附图对实施例进行的描述可知本发明的上述以及其他特征和优点，其中，对相同的元素标注相同的附图标记，