电动动力转向装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及电动动力转向装置。在转向速度ωs达到转向速度判定阈值ωsh时，将转向速度增益Gs设定为“0”。由此，最终的基本辅助控制量Ias＊为“0”，从而停止针对转向系统的辅动力的施加。因此，停止作为自激振动等非意图的转向波动的产生原因的所谓的反向辅助的反复。由此，改善了转向波动。
【专利说明】电动动力转向装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动动力转向装置。
【背景技术】
[0002]一般而言，电动动力转向装置(EPS)具备作为驱动源的马达、转矩传感器以及控制装置。转矩传感器基于设置于转向轴的中途的扭杆的扭转来生成传感器信号。控制装置以基于该传感器信号检测转向转矩，并根据该转向转矩将适当的辅动力赋予转向系统的方式来控制马达的转矩。因此，在EPS中，为了得到适当的辅动力，需要稳定且高精度地检测转向转矩。
[0003]例如在日本特开2006-248354A中，公开有具备输出两个传感器信号的转矩传感器的EPS。根据该EPS，在两个传感器信号中的一方传感器信号产生了异常的情况下，能够通过利用正常的传感器信号来持续地向转向系统赋予辅动力。
[0004]在日本特开2006-248354A的EPS中，在正常的传感器信号中也有可能产生异常的情况下，在规定时间持续怀疑该异常的状态时，确定该异常并停止针对转向系统的辅动力的赋予。但是，日本特开2006-248354A的EPS基于传感器信号的变动量来检测转矩传感器的异常，所以有时不能够检测出由其他因素引起的转矩传感器的异常。
[0005]例如，在剩余的传感器信号的异常是转向转矩的检测值成为与本来的符号正负相反的反向增益故障的情况下，在日本特开2006-248354A的EPS中不能够检测该异常，而产生与转向方向相反方向的辅动力。在日本特开2006-248354A的EPS中，担心因为该所谓的相反辅助，而产生自激振动。即，在向右进行了转向操作时，进行与本来的辅助方向相反的向左辅助。若被该辅助牵引而导致方向盘向左旋转，则这一次向右辅助。这样，由于以驾驶员的转向操作为契机而反复进行向与本来的辅助方向相反方向的辅助，从而有可能发生转向振动。这在具备输出一个传感器信号的转矩传感器的EPS中也有可能产生。
【发明内容】
[0006]本发明提供能够抑制非意图的转向波动的产生的电动动力转向装置。
[0007]根据本发明的一个例子，电动动力转向装置具备:转向力辅助装置，其向将马达作为驱动源而具备的车辆的转向系统赋予辅动力；转矩传感器，其根据转向轴的旋转来生成多个系统的传感器信号；以及控制装置，其基于从上述传感器信号获得的转向转矩来运算与应该赋予转向系统的辅动力对应的控制分量亦即辅助控制量，并根据该辅助控制量来控制马达来将辅动力赋予给转向系统，其中，上述控制装置在转向速度的绝对值为基于产生非意图的转向波动的可能性而设定的阈值以上的大小时，将上述辅助控制量设为零。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明前述和其它特点和优点得以进一步明确。其中，附图标记表示本发明的要素，其中，[0009]图1是第一实施方式的电动动力转向装置(EPS)的简要构成图。
[0010]图2是EPS的控制框图。
[0011]图3是表示辅助持续控制时的瞬发的马达转矩的施加状态的波形图。
[0012]图4是表示辅助控制部的构成的控制框图。
[0013]图5是表示与转矩传感器的异常产生模式对应的辅助控制的处理顺序的流程图。
[0014]图6是表示辅助控制的处理顺序的流程图。
[0015]图7是表示试验转矩控制量的生成处理的顺序的流程图。
[0016]图8是表示检测剩余的传感器信号的异常的处理顺序的流程图。
[0017]图9是转向速度增益的运算处理的顺序的流程图。
[0018]图10是表示第二实施方式中的辅助控制的处理顺序的流程图。
[0019]图11是表示第三实施方式中的基本辅助控制量运算部的构成的控制框图。
【具体实施方式】
[0020]以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
[0021]以下，基于图1?图7对电动动力转向装置的第一实施方式进行说明。如图1所示，电动动力转向装置(EPS) 10具备:转向机构20，其基于驾驶员的转向操作使转舵轮转舵；转向辅助机构30，其辅助驾驶员的转向操作；以及ECU (电子控制装置)40，其控制转向辅助机构30的工作。
[0022]转向机构20具备由驾驶员操作的方向盘21、以及转向轴22。转向轴22由柱轴22a、中间轴22b、以及小齿轮轴22c构成。小齿轮轴22c的下端部与齿条轴23(齿条齿23a)啮合，该齿条轴23向与小齿轮轴22c相交的方向延伸。转向轴22的旋转运动通过由小齿轮轴22c以及齿条轴23构成的齿轮齿条副机构24转换为齿条轴23的往复直线运动。通过将该往复直线运动经由分别与齿条轴23的两端连结的转向横拉杆25分别传递至左右的转舵轮26、26，来变更这些转舵轮26、26的转舵角Θ ta。通过变更转舵轮26、26的转舵角Θ ta来变更车辆的行进方向。
[0023]转向辅助机构30具备作为转向辅动力的产生源的马达31。作为马达31，采用无刷马达等三相交流马达。马达31经由减速机构32与柱轴22a连结。减速机构32对马达31的旋转进行减速，并将该减速后的旋转力传递至柱轴22a。即，通过将马达的转矩作为转向辅动力赋予转向轴22，来辅助驾驶员的转向操作。
[0024]ECU40获取设置于车辆的各种传感器的检测结果作为表示驾驶员的请求或者行驶状态的信息，并根据这些获取到的各种信息来控制马达31。作为各种传感器，例如具有车速传感器51、转向传感器52、转矩传感器53以及旋转角传感器54。车速传感器51检测车速V。
[0025]转向传感器52是磁式旋转角传感器且设置于柱轴22a。转向传感器52具备固定于柱轴22a的转动体52a、以及接近转动体52a设置的霍耳IC等传感器元件52b。传感器元件52b检测伴随转动体52a的旋转的磁通变化。E⑶40基于由传感器元件52b生成的传感器信号来检测转向角Θ S。
[0026]转矩传感器53设置于柱轴22a。转矩传感器53具备未图不的传感器核(SensorCore)、以及霍耳IC等两个传感器元件53a、53b。传感器核生成基于设置于柱轴22a的中间部的扭杆53c的扭转而变化的磁通。两个传感器元件53a、53b分别被配置于传感器核的周围。若对转向轴22施加转矩会导致扭杆53c扭转，则分别施加给两个传感器元件53a、53b的磁通发生变化。两个传感器兀件53a、53b分别生成与磁通的变化对应的传感器信号Sa、Sb。
[0027]E⑶40基于由两个传感器兀件53a、53b生成的传感器信号Sa、Sb,来检测转向转矩τ ο旋转角传感器54被设置于马达31，来检测马达31的旋转角Θ m。E⑶40基于车速V、转向角Θ S、转向转矩τ以及旋转角0m，来运算目标辅动力。E⑶40为了使转向辅助机构30产生目标辅动力，而向马达31供给驱动电力。
[0028]接下来，对E⑶的硬件构成进行说明。如图2所示，E⑶40具备驱动电路(逆变器电路)41以及微型计算机42。驱动电路41基于由微型计算机42生成的后述的马达控制信号Sc，将由电池等直流电源供给的直流电流转换为三相交流电流。该转换后的三相交流电流经由各相的供电线路43被供给至马达31。各相的供电线路43设置有电流传感器44。这些电流传感器44检测在各相的供电线路43中产生的实际的电流值I。此外，在图2中，为了方便说明，将各相的供电线路43以及各相的电流传感器44各示出一个。
[0029]微型计算机42以分别确定的取样周期来获取车速传感器51、转向传感器52、转矩传感器53、旋转角传感器54以及电流传感器44的检测结果。微型计算机42基于这些获取的检测结果，即车速V、转向角Θ S、转向转矩τ (确切而言,是两个传感器信号Sa、Sb)、旋转角Θ m以及实际的电流值I来生成马达控制信号(PWM驱动信号)Sc。
[0030]确切而言，微型计算机42通过驱动电路41的PWM驱动，来进行马达电流的矢量控制。所谓矢量控制是将马达电流分离为与磁场平行的d轴分量(励磁电流分量)、和与其正交的q轴分量(转矩电流分量)，并分别独立地对这些分离出的电流进行目标控制。通过矢量控制，能够将马达31作为与直流马达类似的处理。
[0031]接下来，对微型计算机的功能性构成进行说明。微型计算机42具有通过执行储存于未图示的存储装置的控制程序来实现的各种运算处理部。如图2所示，微型计算机42具备转向转矩运算部61作为这些运算处理部、电流指令值运算部62、马达控制信号生成部63以及异常判定部64。
[0032]转向转矩运算部61基于在转矩传感器53中生成的两个传感器信号Sa、Sb来运算转向转矩τ。如上所述，转矩传感器53在其传感器元件中使用磁检测元件。因此，转向转矩运算部61为了高精度地检测转向转矩τ，使用双系统的传感器信号Sa、Sb来进行转矩传感器53的温度特性等的修正处理。
[0033]电流指令值运算部62基于转向角Θ S、车速V以及转向转矩τ，来运算与应该使转向辅助机构30产生的目标辅动力对应的电流指令值I *。电流指令值I *是表示应该供给至马达31的电流的指令值。确切而言，电流指令值I *包含d / q坐标系中的q轴电流指令值以及d轴电流指令值。d/ q坐标系是随着马达31的旋转角Qm的旋转坐标。
[0034]马达控制信号生成部63分别获取电流指令值I *、实际的电流值I以及马达31的旋转角Θ m，并基于这些获取的信息进行电流的反馈控制以便实际的电流值I追随电流指令值I *。马达控制信号生成部63求出电流指令值I *与实际的电流值I的偏差，以消除该偏差的方式生成马达控制信号Sc。
[0035]确切而言，马达控制信号生成部63使用旋转角Θ m将马达31的三相的电流值转换为二相的矢量分量，即d / q坐标系中的d轴电流值以及q轴电流值。而且，马达控制信号生成部63分别求出d轴电流值与d轴电流指令值的偏差，以及q轴电流值与q轴电流指令值的偏差，计算出消除这些偏差的PWM占空比。马达控制信号Sc包含该PWM占空比。通过驱动电路41将与马达控制信号Sc对应的电流供给至马达31，从而马达31产生与目标辅助力(辅助指令值)对应的旋转力。
[0036]微型计算机42具有检测转矩传感器53的异常的异常检测功能。作为该功能的实现单元，微型计算机42具备异常判定部64。异常判定部64检测由转矩传感器53生成的两个传感器信号Sa、Sb、以及转矩传感器53的异常的有无。异常判定部64例如通过以下的(A)、(B)的判定处理来检测两个传感器信号Sa、Sb有无异常。
[0037](A)是两个传感器信号Sa、Sb的值是否脱离各自正常时所取得的值的判定处理。若两个传感器信号Sa、Sb的值脱离各自正常时所取得的值，则该脱离的传感器信号Sa、Sb异常。
[0038](B)是两个传感器信号Sa、Sb的值的比较判定处理，或者两个传感器信号Sa、Sb的每单位时间的变化量的比较判定处理。若两个传感器信号Sa、Sb的值分别正常，则两个传感器信号Sa、Sb的值或者每单位时间的变化量一致。若两个传感器信号Sa、Sb的至少一方异常则两个传感器信号Sa、Sb的值或者每单位时间的变化量不一致。
[0039]异常判定部64在针对两个传感器信号Sa、Sb的有无异常的判定结果表示异常时，生成异常检测信号Str。微型计算机42根据由异常判定部64检测出的转矩传感器53的异常产生的状态来执行动力辅助控制。动力辅助控制有通常的动力辅助控制(通常控制)、辅助停止控制、以及辅助持续控制这三个。微型计算机42在转矩传感器53正常，即两个传感器元件53a、53b均正常的情况下执行通常控制。
[0040]微型计算机42在两个传感器元件53a、53b均异常的情况下执行辅助停止控制。即，电流指令值运算部62基于异常检测信号Str判断出两个传感器元件53a、53b都发生故障的情况下，停止电流指令值I *的输出。
[0041]微型计算机42在两个传感器元件53a、53b的仅某一方异常的情况下，作为备份控制而执行辅助持续控制。即，转向转矩运算部61通过使用由未产生故障的另一方的传感器元件生成的正常的传感器信号，来持续进行转向转矩τ的运算。电流指令值运算部62基于使用正常的传感器信号计算出的转向转矩τ，运算电流指令值I 基于该电流指令值I *持续执行动力辅助控制。此外，在该情况下，不执行使用上述两个传感器信号Sa、Sb的修正处理。
[0042]这里，在执行辅助持续控制的情况下，即两个传感器元件53a、53b的一方发生故障的情况下，对一个正常的传感器信号，不能够进行基于与另外的传感器信号的比较的上述的异常判定。
[0043]因此微型计算机42如以下那样进行正常的传感器信号的异常判定。S卩，微型计算机42在执行辅助持续控制时，通过马达31的控制，周期性地对转向系统施加瞬发的马达转矩。虽然瞬发的马达转矩与EPS本来的功能亦即辅动力的赋予没有关系，但是扭杆53c根据瞬发的马达转矩而扭转。因此，成为当然能够预计剩余传感器信号发生变化的时间以及变化方向的情况。微型计算机42基于瞬发的马达转矩的施加是否被反映在成为辅助持续控制的基础的剩余传感器信号上，来进行该剩余传感器信号的异常检测。电流指令值运算部62运算电流指令值I *，以便产生瞬发的马达转矩。
[0044]接下来，对电流指令值运算部62进行详细叙述。如图2所示，电流指令值运算部62具备微分器71、辅助控制部72、试验转矩控制部73以及加法器74。微分器71对转向角Θ S进行微分处理来计算转向速度(OS。此外,转向速度ω S也可以通过对马达31的旋转角Qm进行微分处理来求出。
[0045]辅助控制部72基于转向速度ω8、车速V以及转向转矩τ来运算基本辅助控制量Ias * ο基本辅助控制量Ias *是用于产生与转向速度ω8、车速V以及转向转矩τ对应的适当的大小的目标辅动力的基础分量。试验转矩控制部73生成试验转矩控制量Itt *来作为用于施加瞬发的马达转矩的控制分量。
[0046]如图3所示，试验转矩控制部73在开始辅助持续控制的执行时(时刻tl)，在开始该执行以后，周期性地并且使符号(+或者一)交替反转地生成试验转矩控制量Itt SP，将瞬发的马达转矩周期性地且交替地变更其施加方向并施加给转向系统。试验转矩控制量Itt *的每一次的输出时间被设定为在施加马达转矩时方向盘21由于其惯性而几乎不动的程度。
[0047]另外，试验转矩控制部73生成指示信号Sim。指示信号Sim是对异常判定部64指示执行辅助持续控制时的剩余传感器信号的异常检测的信号。
[0048] 加法器74通过将由辅助控制部72生成的基本辅助控制量Ias *、和由试验转矩控制部73生成的试验转矩控制量Itt *加在一起，来生成电流指令值I *。此外，异常判定部64基于指示信号Sim的有无，来执行辅助持续控制时的剩余传感器信号的异常检测。在检测出剩余传感器信号的异常的情况下，成为两个传感器信号Sa、Sb的双方产生了异常的情况，所以执行辅助停止控制。
[0049]如上所述，在进行辅助持续控制时，通过施加瞬发的马达转矩来检测有无剩余传感器信号的异常(二次故障检测)。
[0050]但是，在停车时(车速V = Okm / H)，或者以极低速行驶时(车速V≤时速2km /H)，由驾驶员操作的转向转矩容易增大。因此，根据转向的情况，担心转向转矩τ超过转矩传感器53 (确切而言，传感器元件53a、53b)的检测范围(例如±10Nm)。在该情况下，有可能通过异常判定部64错误地检测出在正常的传感器信号中产生了异常。这是因为以下的理由。即，若到达了转向转矩τ达到转矩传感器53的检测范围的极限的饱和状态，则正常的传感器信号的值总是最大值且为恒定。在该饱和的状态下即使施加瞬发的马达转矩，剩余的传感器信号的值也不会变化。因此，异常判定部64无关于剩余的传感器信号是否正常而判断为异常。其结果为，微型计算机42设为两个传感器元件53a、53b这双方产生了异常，而执行上述的辅助停止控制。
[0051]这样，即使在停车时等也进行剩余传感器的异常检测处理的情况下，由于错误地检测出剩余传感器信号异常，而担心停止针对转向系统的辅动力的赋予。但是，在停车时或者极低速时特别需要辅动力的赋予，所以尽可能避免停止辅动力的赋予。
[0052]鉴于此在本实施例中，在停车时或者极低速时，停止剩余传感器信号的异常检测处理。这样，在停车时或者极低速时即使是转矩传感器53饱和的情况下，也能够避免停止对转向系统的辅动力的赋予。此外，在该情况下，虽然不能够检测出剩余传感器信号的异常，但是减少由于如果是停车时或者极极低速时就不能够检测二次故障而引起的弊害。[0053]但是，在停车时或者极低速时停止剩余传感器信号的异常检测处理的情况下，在实际剩余传感器信号产生了异常时不能够停止辅助。其结果为，有可能将非意图的辅动力赋予转向系统。如上所述，例如在转矩传感器的二次故障是所谓的反向增益故障的情况下，由于转矩检测值的正负逆转，有可能产生自激振动。
[0054]因此，在本实施例中基于转向速度来判断是否是容易产生自激振动等非意图的转向波动的情况，在是容易产生该非意图的转向波动的情况时，使基本辅助控制量Ias*低于通常时。为了实现该功能，辅助控制部72以如下的方式构成。如图4所示，辅助控制部72具备基本辅助控制量运算部81、转向速度增益运算部82、低通滤波器83以及乘法器84。
[0055]基本辅助控制量运算部81使用车速感应型的三维映射图来运算基本辅助控制量Ias *。基本辅助控制量Ias *是用于产生与转向转矩τ对应的辅动力的基础分量。基本辅助控制量运算部81以转向转矩τ (绝对值)越大，且车速V越小，则将更大的辅动力赋予转向系统的方式，运算更大的值(绝对值)的基本辅助控制量Ias *。
[0056]转向速度增益运算部82在车速V是车速判定阈值Vh以下时，基于车速V以及转向速度来运算转向速度增益Gs。车速判定阈值Vh结合剩余传感器信号的异常检测处理的执行停止条件而设定。在本例中，车速判定阈值Vh被设定为时速2km / Ho
[0057]转向速度增益Gs用于根据转向速度《S来限制基本辅助控制量Ias女。若详细叙述，转向速度增益运算部82具有规定转向速度与转向速度增益Gs的关系的转向速度增益映射图85。转向速度增益运算部82使用转向速度增益映射图85来将与转向速度ω s对应的转向速度增益Gs设定为从“ I ”到“O”的范围的值。
[0058]转向速度增益映射图85具有如下的特性。即，转向速度增益映射图85在转向速度os达到转向速度判定阈值osh的附近值ω sn之前,将转向速度增益Gs设定为“I”。另外，转向速度增益映射图85在转向速度达到转向速度判定阈值cosh的附近值Cosn以后，缓慢地将转向速度增益Gs的值设定为更小的值(O < Gs < I)。另外，转向速度增益映射图85在转向速度达到转向速度判定阈值cosh时，将转向速度增益Gs设定为“O(零)”。
[0059]转向速度判定阈值《sh基于使用了车辆模型的模拟或者实验等而设定。S卩，实际作出使转矩传感器53产生故障(二次故障)的状态，并确认上述的自激振动等非意图的转向波动是以哪种程度的转向速度《S产生的。基于确认出了非意图的转向波动时的转向速度ω s,来设定转向速度判定阈值cosh。另外,转向速度判定阈值ω sh也从还确保驾驶员的转向感的观点来设定。即，若转向速度判定阈值《sh过大，则在产生非意图的转向波动后限制辅动力所以不优选。相反，若转向速度判定阈值《sh过小，则有可能频繁地限制辅动力。考虑这样的情况，来设定转向速度判定阈值osh。低通滤波器83除去通过转向速度增益映射图85计算的转向速度增益Gs所包含的噪音等频率分量。
[0060]乘法器84使由基本辅助控制量运算部81计算出的基本辅助控制量Ias *与由转向速度增益运算部82计算出的转向速度增益Gs (确切而言，由低通滤波器83过滤出的转向速度增益Gs)相乘。
[0061]基本辅助控制量Ias *乘以转向速度增益Gs后的值成为最终的基本辅助控制量Ias 例如，在转向速度增益Gs是“I”时，由基本辅助控制量运算部81计算出的基本辅助控制量Ias *保持原样地成为最终的基本辅助控制量Ias女。另外，在转向速度增益Gs是“O”时，虽然通过基本辅助控制量运算部81计算出基本辅助控制量Ias *，但是最终的基本辅助控制量Ias *为“O”。
[0062]接下来，对像上述那样构成的电动动力转向装置的动作进行说明。首先，根据图5的流程图说明微型计算机42的动力辅助控制的处理顺序。在车辆的电源开启时以规定的取样周期执行该流程图的各处理。
[0063]如图5的流程图所示，微型计算机42通过异常判定部64判断两个传感器信号Sa、Sb有无异常(步骤SlOl)。
[0064]若微型计算机42通过异常判定部64在两个传感器信号Sa、Sb的至少一个中检测出异常(步骤SlOl，是)，则移至步骤S102进行处理。
[0065]在步骤S102中，微型计算机42基于在步骤SlOl中检测出的异常检测的结果，执行作为两个传感器信号Sa、Sb的输出要素的各传感器元件53a、53b的故障判定(步骤S103)。
[0066]微型计算机42在判定为两个传感器元件53a、53b双方产生了故障的情况(步骤S103，是)下，执行辅助停止控制。即，微型计算机42为了迅速停止动力辅助控制而实现失效保护，逐渐减少对转向系统施加的辅动力。
[0067]与此相对，微型计算机42在之前的步骤S103中，判定出只有两个传感器元件53a、53b的某一方产生故障的情况(步骤S103，否)下，执行辅助持续控制(步骤S105)。
[0068]即，微型 计算机42基于由未进行故障判定的正常的传感器元件生成的传感器信号(剩余传感器信号)来检测转向转矩τ，并基于该转向转矩τ持续动力辅助控制。
[0069]此外，微型计算机42在之前的步骤SlOl中，在两个传感器信号Sa、Sb均无异常，即判断出两个传感器信号Sa、Sb均正常的情况(步骤SlOl，否)下，执行通常的动力辅助控制(步骤S106)。
[0070]接下来，根据图6的流程图说明在执行通常的动力辅助控制或者辅助持续控制时的微型计算机42的处理顺序。在移至之前的图5的流程图中的步骤S105或者步骤S106进行处理时执行该流程图的各处理。
[0071]如图6的流程图所示，微型计算机42首先读入由车速传感器51、转向传感器52以及转矩传感器53等各种传感器生成的信号(步骤S201)。接下来微型计算机42基于由各种传感器生成的信号，来运算基本辅助控制量Ias * (步骤S202)。接下来微型计算机42基于由步骤S202计算出的基本辅助控制量Ias *来运算电流指令值I * (步骤S203)。
[0072]接下来，微型计算机42通过使用了电流指令值I *与实际的电流值I的电流反馈控制的执行，来运算马达控制信号(步骤S204)。微型计算机42通过将马达控制信号供给至驱动电路41，来驱动马达31 (步骤S205)。
[0073]接下来，根据图7的流程图说明执行辅助持续控制时的试验转矩控制量的生成处理的顺序。如图7的流程图所示，微型计算机42 (确切而言，试验转矩控制部73)在判断出是辅助持续控制的执行中时(步骤S301，是)，如之前的图3所示，生成试验转矩控制量Itt★(步骤S302)。由此，对转向系统施加与试验转矩控制量Itt *对应的瞬发的马达转矩。接下来，微型计算机42判断通过车速传感器51检测出的车速V是否是车速判定阈值Vh以下(步骤S303)。[0074]微型计算机42在判断为车速V不是车速判定阈值Vh以下时(步骤S303，否)，生成指示信号Sim (步骤S304)，之后，结束处理。
[0075]另外，微型计算机42在之前的步骤S303中，判断为车速V是车速判定阈值Vh以下时(步骤S303，是)，停止指示信号Sim的生成(步骤S305)，之后，结束处理。
[0076]此外，微型计算机42在之前的步骤S301中判断出不是辅助持续控制的执行中时(步骤S301，否)，停止试验转矩控制量Itt *的生成(步骤S306 )，之后，结束处理。
[0077]接下来，根据图8的流程图说明执行辅助持续控制时的剩余传感器信号的异常检测处理的顺序。如图8的流程图所示，微型计算机42 (确切而言，异常判定部64)判断出是辅助持续控制的执行中时(步骤S401，是)，判断有无指示信号Sim的输入(步骤S402)。
[0078]微型计算机42在未输入指示信号Sim的情况(步骤S402，否)下结束处理。S卩，停止剩余传感器信号的异常判定。与此相对，微型计算机42在被输入了指示信号Sim的情况(步骤S402，是)下，判定瞬发的马达转矩的施加是否被反映于剩余传感器信号(步骤S403)。基于在与针对转向系统的瞬发的马达转矩的施加对应的适当的时刻(规定时间内)该剩余传感器信号是否发生变化，并且该剩余传感器信号的变化的方向以及大小是否分别是适当的值来进行该判定。
[0079]微型计算机42在判断出剩余传感器信号中反映瞬发的马达转矩的施加的情况(步骤S403，是)下，判定为该剩余传感器信号正常(步骤S404)，在未反映的情况(步骤S403，否)下，判定为该剩余传感器信号异常(步骤S405)。
[0080]微型计算机42将步骤S404以及步骤S405中的剩余传感器信号是正常还是异常的判定结果返回图5所示的主程序(确切而言，步骤S101)。
[0081]接下来，根据图9的流程图说明执行辅助持续控制时的转向速度增益运算的处理顺序。如图9的流程图所示，微型计算机42 (确切而言，转向速度增益运算部82)判断出是辅助持续控制的执行中时(步骤S501，是)，判断通过车速传感器51检测出的车速V是否是车速判定阈值Vh以下(步骤S302)。
[0082]微型计算机42在判断为车速V是车速判定阈值Vh以下时(步骤S502，是)，应用转向速度增益映射图85来运算转向速度增益Gs (步骤S503)，并结束处理。顺便说一下，该步骤S502的车速判定处理也可以说是用于确认剩余传感器信号的异常检测处理的执行的有无的处理。
[0083]另外，微型计算机42在判断为车速V不是车速判定阈值Vh以下时(步骤S502，否)，不应用转向速度增益映射图85，而是将转向速度增益Gs固定为“I”(步骤S504)，并结束处理。
[0084]此外，微型计算机42在之前的步骤S501中判断为不是辅助持续控制的执行中时(步骤S501，否)，也结束处理。
[0085]这样，在执行辅助控制的情况下车速V变为车速判定阈值Vh以下时，通过应用转向速度增益映射图85而得到以下的作用。
[0086]S卩,在转向速度Os达到转向速度判定阈值cosh的附近值cosn之前，将转向速度增益Gs设定为“I”。这是因为在转向速度未达到转向速度判定阈值cosh时，产生上述的非意图的转向波动的可能性较低。此时，由基本辅助控制量运算部81计算出的基本辅助控制量Ias *保持原样地成为最终的基本辅助控制量Ias *。[0087]在转向速度os达到转向速度判定阈值osh的附近值osn以后，随着接近转向速度判定阈值ω sh,而产生上述的非意图的转向波动的可能性升高。因此,随着转向速度ω s增大而将转向速度增益Gs设定为更小的值。转向速度增益Gs越小,则基本辅助控制量Ias *越小。马达31的转矩、进而施加于转向系统的辅动力也减少基本辅助控制量Ias ★减小的量。
[0088]这里，作为非意图的转向波动，例如考虑转矩传感器53产生了反向增益故障时的转向的自激振动。该自激振动起因于将与本来的辅助方向相反方向的辅动力施加给转向系统。在产生自激振动时，转向速度《S比通常时显著提高。因此，通过监视转向速度COS能够判断是否是容易产生自激振动的情况。而且如本实施例那样，通过随着转向速度《S增大而接近容易产生自激振动等的情况来减弱施加给转向系统的辅动力使其低于通常时，能够抑制自激振动的产生。这是因为朝向与本来相反方向的辅动力减弱。
[0089]在转向速度ω s达到了转向速度判定阈值ω sh时,通过将转向速度增益Gs设定为“0”，而最终的基本辅助控制量Ias *为“O”。即，停止对转向系统的辅动力的施加。由于停止作为自激振动的产生原因的所谓的反向辅助的反复，所以也不会产生自激振动。因此,改善了转向波动。
[0090]根据本实施方式，能够得到以下的效果。
[0091](1)在转向速度Os达到转向速度判定阈值osh时,将转向速度增益Gs设定为“O”。由此，最终的基本辅助控制量Ias *为“0”，从而停止对转向系统的辅动力的施加。通过停止辅动力的施加，抑制转向速度《S的绝对值增大。因此，由于抑制作为自激振动的产生原因的所谓的反向辅助的反复，而难以产生自激振动。因此，改善了转向波动。
[0092](2)在车辆停止或者以极低速行驶时，赋予转向系统的辅动力增大所以特别容易产生非意图的转向波动。在这种情况下，在转向速度《S的绝对值成为转向速度判定阈值?sh以上时，将基本辅助控制量Ias *设为零。由此，减少赋予转向系统的辅动力，所以有效地改善了非意图的转向波动。
[0093]这里，在辅助持续控制的执行中，在车辆停止或者以极低速行驶的情况下，异常判定部64不执行剩余传感器信号的异常检测。这是因为如上所述，在车辆停止或者以极低速行驶的情况下，有可能不能正常地进行剩余传感器信号的异常检测。因此，在车辆停止或者以极低速行驶的情况下，检测剩余传感器信号的异常，在检测出该异常时不能够执行辅助停止控制。作为在该车辆停止或者以极低速行驶的情况下的失效保护，进行基于转向速度cos的基本辅助控制量Ias *的减少处理。即，通常时，通过与试验转矩控制量Itt *对应的瞬发的马达转矩的施加能够确认剩余传感器信号的异常的有无所以无需转向速度ω8的监视。与此相对，在车辆停止或者以极低速行驶的情况下不进行通过瞬发的马达转矩的施加的异常检测处理，所以优选执行基于转向速度的基本辅助控制量Ias *的减少处理。这样，能够仅在需要时，执行基于转向速度的基本辅助控制量Ias *的减少处理。
[0094]接下来，对电动动力转向装置的第二实施方式进行说明。第二实施例具备基本上与之前的图1、图2以及图4所示的第一实施方式相同的构成。
[0095]那么，根据旋转角传感器54的组装的状态，有时由旋转角传感器54检测出的马达31的旋转角0m (电角)与实际的电角不同。在该情况下，由于该检测出的旋转角0m与实际的电角之差而将与本来应该流动的电流不同的值的电流供给至马达31。而且，会有由于该电角之差产生如下的情况顾虑。
[0096]S卩，在执行上述的辅助持续控制的情况下，在转向速度达到上述的转向速度判定阈值《sh时，将转向速度增益Gs设定为“O”。其结果为，若是原来则基本辅助控制量Ias *为“0”，而理论上停止向马达31的电力的供给，但是由于上述的电角之差有可能实际上将微量电流供给至马达31。
[0097]此时，在车辆存在于通常的路面上时，即使对转向系统施加一些辅动力，而由于各轮胎与路面的摩擦而不会产生自行转向。但是，例如在车辆存在于如雪冻结的路面那样的摩擦系数较小的路面上时，或者在车辆抬起时等，针对车辆的各轮胎的负荷显著减小，从而方向盘21能够自由旋转。因此，即使对马达31只供给微量电流，方向盘21也有可能轻易地发生旋转。即，存在产生所谓的自行转向顾虑。为了抑制这样的特定的情况下的自行转向的产生，微型计算机42执行如下处理。
[0098]如图10的流程图所示，微型计算机42判断辅助持续控制是否是执行中(步骤S601)。微型计算机42在判断出是辅助持续控制的执行中时(步骤S601，是)，判断转向速度增益Gs是否被设定为“O”(步骤S602)。
[0099]微型计算机42在判断为转向速度增益Gs被设定为“O”时(步骤S602，是)，判断转向速度《S是转向速度判定阈值cosh以上的状态是否持续恒定时间以上(步骤S603)。
[0100]微型计算机42在判断为转向速度OS是转向速度判定阈值cosh以上的状态持续恒定时间以上时(步骤S603，是)，执行辅助停止控制(步骤S604)，并结束处理。即，停止基本辅助控制量Ias *的运算，进而停止电流指令值I *的运算本身。其结果为，抑制由上述的电角的误差引起的自行转向等非意图的转向波动的产生。
[0101]此外，在不是辅助控制的执行中时(步骤S601，否)，在转向速度增益Gs未被设定为“O”时(步骤S602，否)，以及在转向速度OS是转向速度判定阈值cosh以上的状态未持续恒定时间以上时(步骤S603，否)，微型计算机42结束处理。
[0102]根据第二实施方式，除了第一实施方式的(1)、(2)的效果之外，能够得到以下的效
果O
[0103](3)无关于转向速度增益Gs被设定为“0”，在转向速度《S不降低而维持在转向速度判定阈值《sh以上时，执行辅助停止控制。与将转向速度增益Gs设定“O”等，将电流指令值I *设为“O”的情况不同，停止基本辅助控制量Ias *，进而停止电流指令值I *的运算本身，所以能够适当地停止向马达31的电力的供给。因此，通过停止辅助控制本身，能够抑制起因于上述的电角的误差的自行转向等非意图的转向波动的产生。
[0104]接下来，对电动动力转向装置的第三实施方式进行说明。第三实施例也具备基本上与之前的图1、图2以及图4所示的第一实施方式相同的构成。第三实施例的施加给转向系统的辅动力在上述的辅助持续控制时和通常控制时不同。
[0105]如图11所示，基本辅助控制量运算部81具有通常控制用的第一辅助映射图91、辅助持续控制用的第二辅助映射图92、以及基本辅助控制量切换部93。
[0106]第一以及第二辅助映射图91、92是用于基于任意的转向转矩τ以及车速V来运算基本辅助控制量Ias *的车速感应型的三维映射图。另外，第一以及第二辅助映射图91、92以任意的转向转矩τ (绝对值)越大，而且车速V越小，则将更大的辅动力赋予转向系统的方式，来运算具有更大的值(绝对值)的基本辅助控制量Ias *。其中，在是相同的转向转矩τ以及相同的车速V的情况下，通过第一辅助映射图91得到的基本辅助控制量Ias *为通过第二辅助映射图92得到的基本辅助控制量Ias *的2倍以上的大小。
[0107]基本辅助控制量切换部93基于异常检测信号Str，判断为两个传感器元件14a、14b的双方正常的情况下，连接接点93c与接点93a，来将通过第一辅助映射图91得到的基本辅助控制量Ias *供给至乘法器84。
[0108]另外，基本辅助控制量切换部93基于异常检测信号Str，判断为只有两个传感器元件14a、14b中的某一方产生故障的情况下，连接接点93c与接点93b，来将通过第二辅助映射图92得到的基本辅助控制量Ias *供给至乘法器84。
[0109]因此，根据第三实施方式，能够得到以下的效果。
[0110](4)如第三实施例那样，采用在辅助持续控制的执行中，减弱施加给转向系统的辅动力使其低于通常控制时的构成的情况下，在停车时或者以极低速行驶时，由驾驶员进行的转向转矩特别容易增大。即，容易产生上述的自激振动等非意图的转向波动。第一以及第二实施方式适合如第三实施例那样的电动动力转向装置10。
[0111]此外，上述各实施方式也可以如下变更来实施。
[0112]在第二实施方式中，在图10的流程图中的步骤S603的判断中，将转向速度(OS与转向速度判定阈值《sh进行了比较，但该转向速度判定阈值OSh也可以与在转向速度增益映射图85中使用的值不同。
[0113]在各实施方式中，辅助控制部72也可以执行各种补偿控制，例如转矩微分控制。在该情况下，辅助控制部72运算基于转向转矩τ的微分值的补偿分量(转矩微分控制量)，将该补偿分量与基本辅助控制量Ias *相加。由此，提高相对于转向转矩τ的变化赋予辅动力的响应性。此外，在产生了所谓的反向增益故障时，转矩微分控制中的补偿分量的符号也正负逆转。这也成为上述的自激振动的一个因素。
[0114]在第一实施例中，在检测出两个传感器信号Sa、Sb中的某一个异常时,通过将瞬发的马达转矩施加给转向系统，来检测正常的传感器信号的异常的有无，但也可以不进行该正常的传感器信号的异常检测。即使在这种情况下，在检测出两个传感器信号Sa、Sb中的某一个异常以后，有可能产生上述的自激振动等非意图的转向波动。该情况下，通过转向速度《S的监视，判断为产生非意图的转向波动的可能性较高时，通过将与转向速度cos对应的转向速度增益Gs与基本辅助控制量Ias *相乘，来减少施加给转向系统的辅动力。由此改善转向波动。此外，在该情况下，也可以省略之前的图2所示的试验转矩控制部73。
[0115]在各实施方式中，米用了生成双系统的传感器信号Sa、Sb的转矩传感器53,但也可以采用生成三系统或者其以上的传感器信号。在多个系统的传感器信号中正常的传感器信号为一系统的情况下，在转向速度《S的绝对值为转向速度判定阈值osh以上的大小时，通过将转向速度增益Gs设为“0”，使基本辅助控制量Ias *为零。其结果，抑制了上述的非意图的转向波动的产生。
[0116]在各实施方式中,米用了生成双系统的传感器信号Sa、Sb的转矩传感器53,但也可以采用生成一系统的传感器信号的传感器。在转向速度《S的绝对值成为了转向速度判定阈值osh以上的大小时，通过将转向速度增益Gs设为“0”，使基本辅助控制量Ias ~k为零。其结果，抑制了上述非意图的转向波动的产生。
【权利要求】
1.一种电动动力转向装置，具备: 转向力辅助装置，其向将马达作为驱动源而具备的车辆的转向系统赋予辅动力； 转矩传感器，其生成与作用于转向轴的转向转矩对应的传感器信号；以及 控制装置，其基于从所 述传感器信号获得的转向转矩来运算与应该赋予转向系统的辅动力对应的控制分量亦即辅助控制量，并根据该辅助控制量来控制马达， 所述控制装置在转向速度的绝对值成为基于产生非意图的转向波动的可能性而设定的阈值以上的大小时，将所述辅助控制量设为零。
2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其中 所述控制装置在车辆停止或者以极低速行驶的情况下，在所述转向速度的绝对值为所述阈值以上的大小时，将所述辅助控制量设为零。
3.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其中， 所述转矩传感器是生成多个系统的传感器信号的传感器， 所述控制装置在所述多个系统的传感器信号中正常的传感器信号为一系统的情况下，通过使用正常的传感器信号进行所述辅助控制量的运算来对转向系统持续地赋予辅动力，并且运算所述辅助控制量，以便与正常的传感器信号成为一系统之前相比减小辅动力。
4.根据权利要求3所述的电动动力转向装置，其中， 所述控制装置在所述多个系统的传感器信号中正常的传感器信号为一系统的情况下，运算所述辅助控制量以便将瞬发性的马达转矩施加给转向系统，并基于该瞬发性的马达转矩的施加是否反映在正常的传感器信号上来判定所述正常的传感器信号的异常，在该判定结果示出所述正常的传感器信号产生了异常时停止所述辅助控制量的生成， 并且所述控制装置在车辆停止或者以极低速行驶的情况下，停止所述正常的传感器信号的异常判定。
5.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其中， 具备旋转角传感器，该旋转角传感器检测所述马达的旋转角， 所述控制装置通过基于所述旋转角的电流反馈控制来控制所述马达，并且尽管已将所述辅助控制量设为零，在转向速度的绝对值都成为所述阈值或者被设定为与所述阈值不同的值的其他阈值以上的状态持续规定时间时，停止所述辅助控制量的生成。
【文档编号】B62D101/00GK103895693SQ201310717338
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2012年12月25日
【发明者】板本英则, 中曾根源平, 光原卓, 池野慎 申请人:株式会社捷太格特