[发明专利]转向系统

说明书

提供了一种转向系统(1)，其包括对电动马达(18)进行控制的控制器(12)。控制器(12)具有对合成了在包括第一传动装置的各传动装置中产生的摩擦扭矩的合成摩擦扭矩进行估算的合成摩擦扭矩估算单元(48)。合成摩擦扭矩估算单元(48)具有：基于电动马达(18)的角速度计算第一传动装置的滑移速度的滑移速度计算部(81)；基于滑移速度计算第一传动装置的摩擦系数的摩擦系数计算部(82)；计算作用在第一传动装置的齿面上的法向力的齿面法向力计算部(84、86)；以及利用摩擦系数、齿面法向力和预先设定的一个或更多个修正因子计算合成摩擦扭矩的摩擦扭矩计算部(83、85、87、88、89、90、91)。

技术领域

本发明涉及一种转向系统。

背景技术

在控制电动助力转向系统(EPS)中的辅助扭矩和控制线控转向系统中的反作用力扭矩的领域中，已经开发了一种技术，该技术利用来自安装在EPS和车辆中的传感器的信号估算来自路面的反作用力以及齿条轴向力，以将关于路面的信息传递给驾驶员，从而改善转向性能。例如，日本专利申请公开2017-226318(JP2017-226318A)号公开了一种利用来自安装在EPS中的传感器的信息(马达电流，马达角度和转向扭矩)以及来自安装在车辆中的传感器的信息(车速)来估算齿条轴向力的技术。

发明内容

JP2017-226318A中描述的技术存在下述缺点：其不能精确地估算摩擦扭矩，因此在根据路面的状况或轮胎的状况估算齿条轴向力时精度较低。本发明提供了一种转向系统，其能够精确地估算在转向系统中产生的摩擦扭矩。

根据本发明的一方面的转向系统包括：电动马达；车轮转向轴，该车轮转动轴通过电动马达的扭矩沿轴向方向移动从而使待转向车轮转向；多个传动装置；角速度检测单元，该角速度检测单元检测或估算电动马达的角速度；以及控制电动马达的控制器。所述传动装置中的一个传动装置是第一传动装置，该第一传动装置将电动马达的旋转以减小的速度输出。控制器具有合成摩擦扭矩估算单元，该合成摩擦扭矩估算单元对合成了在各传动装置中产生的摩擦扭矩的合成摩擦扭矩进行估算。合成摩擦扭矩估算单元具有：滑移速度计算部，其基于角速度计算第一传动装置的滑移速度；摩擦系数计算部，其基于滑移速度计算第一传动装置的摩擦系数；齿面法向力计算部，其计算作用在第一传动装置的齿面上的法向力；以及摩擦扭矩计算部，其利用第一传动装置的摩擦系数、第一传动装置的齿面法向力以及预先设定的一个或更多个修正因子计算合成摩擦扭矩。

在该方面中，利用计算作用在第一传动装置的齿面上的法向力的齿面法向力计算部、第一传动装置的摩擦系数和齿面法向力以及预先设定的一个或更多个修正因子计算合成摩擦扭矩。因此，能够精确地估算在转向系统中产生的摩擦扭矩。此外，与利用各自的啮合模型分别计算在各个传动装置中产生的摩擦扭矩然后将计算的各摩擦扭矩进行合成的情况相比，简化了合成摩擦扭矩的计算。

在上述方面中，摩擦扭矩计算部可以被配置为基于合成摩擦系数和合成齿面法向力计算合成摩擦扭矩。合成摩擦系数是通过将摩擦系数乘以预定的第一修正因子而获得的值，而合成齿面法向力是通过将齿面法向力乘以预定的第二修正因子而获得的值。在上述方面中，摩擦扭矩计算部可以被配置成通过基于摩擦系数和齿面法向力计算在第一传动装置中产生的第一摩擦扭矩、然后将所获得的一摩擦扭矩乘以预定的第三修正因子以计算合成摩擦扭矩。

在上述方面中，转向系统还可包括转向构件以及与转向构件一体地旋转的转向轴。第一传动装置可以是将电动马达的扭矩输出到转向轴或车轮转向轴的传动装置。所述传动装置中的另一传动装置可以是第二传动装置，该第二传动装置将转向轴的旋转变换成车轮转向轴的轴向运动。