[發(fā)明專利]轉(zhuǎn)向裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010574074.1
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN112124414A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 東真康;三木大輔;羅伯特·富克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社捷太格特
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D137/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 高巖;楊林森

1.一種轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，包括：

轉(zhuǎn)向構(gòu)件(2)；

齒條軸(14)，被配置成通過所述齒條軸(14)的軸向運動來使轉(zhuǎn)向輪(3)轉(zhuǎn)向；

轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測器(11)，被配置成檢測作用在所述轉(zhuǎn)向構(gòu)件(2)上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩；

柱軸(9)，耦接至所述轉(zhuǎn)向構(gòu)件(2)；

小齒輪軸(13)，所述小齒輪軸(13)與所述齒條軸(14)一起構(gòu)成齒條和小齒輪機構(gòu)；

中間軸(7)，所述中間軸(7)將所述柱軸(9)與所述小齒輪軸(13)彼此耦接；

電機(18)；

減速器(19)，被配置成以降低的旋轉(zhuǎn)速度將所述電機(18)的旋轉(zhuǎn)輸出至所述柱軸(9)；

角度檢測器(25)，被配置成檢測所述電機(18)的旋轉(zhuǎn)角度；

電流檢測器(33)，被配置成檢測流過所述電機(18)的電機電流；以及

電子控制單元(12)，被配置成控制所述電機(18)，其中，

所述電子控制單元(12)包括第一摩擦轉(zhuǎn)矩計算電路(44)、第二摩擦轉(zhuǎn)矩計算電路(48；48A)、第一負載轉(zhuǎn)矩柱角估計電路(43)、小齒輪角度估計電路(45)、第二負載轉(zhuǎn)矩估計電路和軸向力估計電路；

所述第一摩擦轉(zhuǎn)矩計算電路(44)被配置成計算第一摩擦轉(zhuǎn)矩，所述第一摩擦轉(zhuǎn)矩是在所述減速器(19)中生成的摩擦轉(zhuǎn)矩；

所述第二摩擦轉(zhuǎn)矩計算電路(48；48A)被配置成計算第二摩擦轉(zhuǎn)矩，所述第二摩擦轉(zhuǎn)矩是在所述齒條和小齒輪機構(gòu)中生成的摩擦轉(zhuǎn)矩；

所述第一負載轉(zhuǎn)矩柱角估計電路(43)被配置成：基于所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、所述電機電流、所述第一摩擦轉(zhuǎn)矩和所述電機的所述旋轉(zhuǎn)角度，來估計第一負載轉(zhuǎn)矩和柱角，所述第一負載轉(zhuǎn)矩是在所述減速器(19)中生成的負載轉(zhuǎn)矩，所述柱角是所述柱軸的旋轉(zhuǎn)角度；

所述小齒輪角度估計電路(45)被配置成：基于所述第一負載轉(zhuǎn)矩、所述柱角的估計值和所述中間軸(7)的剛性系數(shù)來估計小齒輪角估計值，所述小齒輪角估計值是所述小齒輪軸(13)的旋轉(zhuǎn)角度的估計值；

所述第二負載轉(zhuǎn)矩估計電路被配置成：基于所述第一負載轉(zhuǎn)矩、所述第二摩擦轉(zhuǎn)矩和所述小齒輪角估計值來估計第二負載轉(zhuǎn)矩，所述第二負載轉(zhuǎn)矩是在所述齒條和小齒輪機構(gòu)中生成的負載轉(zhuǎn)矩；以及

所述軸向力估計電路被配置成：基于所述第二負載轉(zhuǎn)矩來估計作用在所述齒條軸(14)上的軸向力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，

所述第一摩擦轉(zhuǎn)矩計算電路(44)包括：第一滑動速度計算電路(71)，被配置成計算作為所述減速器(19)的滑動速度的第一滑動速度；第一摩擦系數(shù)計算電路(72)，被配置成基于所述第一滑動速度來計算作為所述減速器(19)的摩擦系數(shù)的第一摩擦系數(shù)；第一力計算電路，被配置成計算作為所述減速器(19)的齒表面法向力的第一齒表面法向力；以及第一轉(zhuǎn)矩計算電路，被配置成使用所述第一摩擦系數(shù)和所述第一齒表面法向力來計算所述第一摩擦轉(zhuǎn)矩。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，

所述第一力計算電路包括：第一單點接觸力計算電路(74)，被配置成基于所述電機電流、所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和所述柱角來計算第一單點接觸齒表面法向力，所述第一單點接觸齒表面法向力是所述減速器(19)在單點接觸狀態(tài)下的齒表面法向力；第一兩點接觸力計算電路(73)，被配置成計算第一兩點接觸齒表面法向力，所述第一兩點接觸齒表面法向力是所述減速器(19)在兩點接觸狀態(tài)下的齒表面法向力；以及第一最大值選擇電路(75)，被配置成：選擇所述第一單點接觸齒表面法向力和所述第一兩點接觸齒表面法向力中絕對值較大的一個作為所述第一齒表面法向力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，

所述第二摩擦轉(zhuǎn)矩計算電路(48)包括：第二滑動速度計算電路(81)，被配置成計算作為所述齒條和小齒輪機構(gòu)的滑動速度的第二滑動速度；第二摩擦系數(shù)計算電路(82)，被配置成基于所述第二滑動速度來計算作為所述齒條和小齒輪機構(gòu)的摩擦系數(shù)的第二摩擦系數(shù)；第二力計算電路，被配置成計算作為所述齒條和小齒輪機構(gòu)的齒表面法向力的第二齒表面法向力；以及第二轉(zhuǎn)矩計算電路，被配置成使用所述第二摩擦系數(shù)和所述第二齒表面法向力來計算所述第二摩擦轉(zhuǎn)矩。