[發明專利]車輛用轉向角檢測裝置以及搭載了該車輛用轉向角檢測裝置的電動助力轉向裝置

有效

• 申請號: 201680053962.0
• 申請日: 2016-09-16
• 公開（公告）號: CN108025762B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 皆木亮;澤田英樹;菅原孝義
• 申請（專利權）人: 日本精工株式會社
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D5/04;H02P23/00;B62D113/00;B62D137/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;謝順星

本發明提供一種價格低廉的車輛用轉向角檢測裝置以及搭載了該車輛用轉向角檢測裝置的電動助力轉向裝置。該車輛用轉向角檢測裝置通過一邊學習非線性要素，一邊高精度地估計出電動機軸角度和轉向軸角度，并且利用雙方的角度傳感器估計值，就能夠備份雙方的角度傳感器。在本發明的車輛用轉向角檢測裝置中，用于對車輛的轉向系統進行輔助控制的電動機通過減速機構與轉向軸相連接，本發明的車輛用轉向角檢測裝置具有用于檢測出轉向軸的轉向軸角度的第1角度傳感器和用于檢測出電動機的電動機軸角度的第2角度傳感器，其一邊重復學習包括減速機構在內的非線性要素的靜態特性以及動態特性，一邊更新靜態特性圖以及動態特性圖，并且，通過使用靜態特性圖以及動態特性圖，來相互估計出轉向軸角度以及電動機軸角度。將本發明的車輛用轉向角檢測裝置搭載在電動助力轉向裝置中。

技術領域

本發明涉及一種電動助力轉向裝置以及被搭載在該電動助力轉向裝置上的車輛用轉向角檢測裝置，該電動助力轉向裝置通過電流指令值(轉向輔助指令值)對電動機進行驅動控制，通過電動機的驅動控制對車輛的轉向系統進行輔助控制。本發明尤其涉及一種車輛用轉向角檢測裝置以及搭載了該車輛用轉向角檢測裝置的電動助力轉向裝置，該車輛用轉向角檢測裝置在轉向軸(小齒輪側)和電動機軸上分別搭載雙重系統的角度傳感器，一邊按照需要學習包括減速機構在內的機構系統和轉向系統的非線性要素，一邊高精度地估計出電動機軸角度和轉向軸角度，并且，通過對實測值和估計值進行比較來判定出異常(包括故障)，在雙方中某一方的角度傳感器產生了異常的情況下，通過利用一方的角度傳感器的檢測角度，使得能夠備份另一方的角度傳感器。

還有，本發明涉及一種車輛用轉向角檢測裝置以及搭載了該車輛用轉向角檢測裝置的電動助力轉向裝置，在該車輛用轉向角檢測裝置中，將非線性要素分成靜態特性(角度誤差)、動態特性(角度誤差) 和延遲(相位誤差)這三種成分，或者，將這些成分適當地結合起來后進行學習，基于學習的結果能夠判定出非線性要素的異常或傳感器系統的異常，能夠針對保持轉向盤不動的場合或者從緩慢地轉動轉向盤的場合到快速轉動轉向盤的場合，來進行廣泛的對應。

背景技術

利用電動機的旋轉力將轉向輔助力(輔助扭矩)賦予給車輛的轉向系統的電動助力轉向裝置，將電動機的驅動力經由減速機構由諸如齒輪或皮帶之類的傳送機構，向轉向軸或齒條軸施加轉向輔助力，以便進行輔助控制。為了正確地產生輔助扭矩，這樣的現有的電動助力轉向裝置(EPS)進行電動機電流的反饋控制。反饋控制調整電動機外加電壓，以便使轉向輔助指令值(電流指令值)與電動機電流檢測值之間的差變小，一般來說，通過調整PWM(脈沖寬度調制)控制的占空比(duty ratio)來進行電動機外加電壓的調整。

參照圖1對電動助力轉向裝置的一般結構進行說明。如圖1所示，轉向盤(方向盤)1的轉向軸(柱軸或方向盤軸)2經過用來構成減速機構的減速齒輪(蝸輪和蝸桿)3、萬向節4a和4b、齒輪齒條機構5、轉向橫拉桿6a和6b，再通過輪轂單元7a和7b，與轉向車輪 8L和8R連接。另外，扭力桿被插入到轉向軸2，并且，作為車輛用轉向角檢測裝置，在轉向軸2上設有根據扭力桿的扭轉角來檢測出轉向盤1的轉向角θ的轉向角傳感器14和用于檢測出轉向扭矩Th的扭矩傳感器10，對轉向盤1的轉向力進行輔助的電動機20通過減速齒輪3與轉向軸2連接。電池13對用于控制電動助力轉向裝置的控制單元(ECU)30進行供電，并且，經過點火開關11，點火信號被輸入到控制單元30中。控制單元30基于由扭矩傳感器10檢測出的轉向扭矩Th和由車速傳感器12檢測出的車速Vel，進行輔助控制指令的電流指令值的運算，由通過對電流指令值實施補償等而得到的電壓控制值Vref來控制供應給電動機20的電流。此外，車速Vel也可以從CAN(Controller Area Network，控制器局域網絡)處獲得。

另外，用于收發車輛的各種信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域網絡)40被連接到控制單元30，車速VVel也能夠從CAN40處獲得。此外，用于收發CAN40以外的通信、模擬/ 數字信號、電波等的非CAN41也可以被連接到控制單元30。