[發明專利]轉向裝置

在審

• 申請號: 202010574074.1
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN112124414A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 東真康;三木大輔;羅伯特·富克斯
• 申請（專利權）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: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高巖;楊林森

本發明涉及一種轉向裝置。該轉向裝置(1)包括電機(18)，并且電子控制單元(12)控制電機(18)。電子控制單元(12)包括第一摩擦轉矩計算電路(44)、第二摩擦轉矩計算電路(48；48A)、第一負載轉矩柱角估計電路(43)、小齒輪角度估計電路(45)、第二負載轉矩估計電路和軸向力估計電路。第一摩擦轉矩計算電路(44)計算第一摩擦轉矩。第二摩擦轉矩計算電路(48；48A)計算第二摩擦轉矩。第一負載轉矩柱角估計電路(43)估計第一負載轉矩和柱角。小齒輪角度估計電路(45)估計所估計的小齒輪角值。第二負載轉矩估計電路估計第二負載轉矩。軸向力估計電路估計作用在齒條軸(14)上的軸向力。

背景技術

1.技術領域

本發明涉及轉向裝置。

2.相關技術的說明

在針對電動助力轉向系統(EPS)的輔助轉矩控制或者針對線控轉向系統的反作用力轉矩控制中，已經開發出下述技術，該技術使用來自安裝在電動助力轉向系統(EPS)或車輛上的傳感器的信號來估計路面反作用力或齒條軸向力，以通過將路面信息傳遞至駕駛員來改善轉向性能。例如，日本專利申請公開第2017-226318號(JP 2017-226318A)公開了下述技術，該技術使用來自安裝在EPS上的傳感器的信息(電機電流、電機角度和轉向轉矩)和來自安裝在車輛上的傳感器的信息(車速)來估計齒條軸向力。

發明內容

通過JP 2017-226318 A中描述的技術，無法精確地估計摩擦轉矩，并且因此估計齒條軸向力的精度可能會根據路面或輪胎的狀態而降低。本發明使得能夠實現對齒條軸向力的精確估計。

本發明的一方面提供了一種轉向裝置。該轉向裝置包括：轉向構件；齒條軸，被配置成通過齒條軸的軸向運動來使轉向輪轉向；轉向轉矩檢測器，被配置成檢測作用在轉向構件上的轉向轉矩；柱軸，耦接至轉向構件；小齒輪軸，該小齒輪軸與齒條軸一起構成齒條和小齒輪機構；中間軸，該中間軸將柱軸與小齒輪軸彼此耦接；電機；減速器，被配置成以降低的旋轉速度將電機的旋轉輸出至柱軸；角度檢測器，被配置成檢測電機的旋轉角度；電流檢測器，被配置成檢測流過電機的電機電流；以及電子控制單元，被配置成控制電機。電子控制單元包括第一摩擦轉矩計算電路、第二摩擦轉矩計算電路、第一負載轉矩柱角估計電路、小齒輪角度估計電路、第二負載轉矩估計電路和軸向力估計電路。第一摩擦轉矩計算電路被配置成計算第一摩擦轉矩，該第一摩擦轉矩是在減速器中生成的摩擦轉矩。第二摩擦轉矩計算電路被配置成計算第二摩擦轉矩，該第二摩擦轉矩是在齒條和小齒輪機構中生成的摩擦轉矩。第一負載轉矩柱角估計電路被配置成：基于轉向轉矩、電機電流、第一摩擦轉矩和電機的旋轉角度來估計第一負載轉矩和柱角，該第一負載轉矩是在減速器中生成的負載轉矩，該柱角是柱軸的旋轉角度。小齒輪角度估計電路被配置成：基于第一負載轉矩、柱角的估計值和中間軸的剛性系數來估計小齒輪角估計值，該小齒輪角估計值是小齒輪軸的旋轉角度的估計值。第二負載轉矩估計電路被配置成：基于第一負載轉矩、第二摩擦轉矩和小齒輪角估計值來估計第二負載轉矩，該第二負載轉矩是在齒條和小齒輪機構中生成的負載轉矩。軸向力估計電路被配置成：基于第二負載轉矩來估計作用在齒條軸上的軸向力。

通過上面描述的配置，設置了第一摩擦轉矩計算電路，并且因此能夠精確地估計在減速器中生成的第一摩擦轉矩。另外，通過上面描述的配置，設置了第二摩擦轉矩計算電路，并且因此能夠精確地估計在齒條和小齒輪機構中生成的第二摩擦轉矩。因此，可以精確地估計齒條軸向力。

在轉向裝置中，第一摩擦轉矩計算電路可以包括：第一滑動速度計算電路，被配置成計算作為減速器的滑動速度的第一滑動速度；第一摩擦系數計算電路，被配置成基于第一滑動速度來計算作為減速器的摩擦系數的第一摩擦系數；第一力計算電路，被配置成計算作為減速器的齒表面法向力的第一齒表面法向力；以及第一轉矩計算電路，被配置成使用第一摩擦系數和第一齒表面法向力來計算第一摩擦轉矩。