[发明专利]电动助力转向装置

说明书

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。

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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(Controller AreaNetwork：控制器局域网络)40，车速Vel也能够从CAN 40接收。此外，控制单元30也能够连接有发送或接收CAN 40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CAN 40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。