[发明专利]电动助力转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向装置，其将电动机产生的辅助扭矩赋予给车辆的转向系统。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置。该电动助力转向装置通过对复数个传感器的各个检测信号赋予时间戳(即，通过使时间戳与复数个传感器的各个检测信号相关联)来实现正确的同步，以便能够抑制与转向速度成比例的角度误差并提高操舵转向角(操舵角)的检测成立的转向速度。

背景技术

利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助扭矩)的电动助力转向装置，将电动机的驱动力经由减速装置由齿轮或皮带等传送机构，向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，现有的电动助力转向装置(EPS)进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，电动机外加电压的调整通常用调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty)来进行。

如图1所示，对电动助力转向装置的一般结构进行说明。转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴、方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2连接。电池13对控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，同时，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30中。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，通过对电流指令值实施补偿等得到的电流控制值E，来控制供给电动机20的电流。此外，车速Vel也能够从CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)等处获得。

控制单元30主要由CPU(也包含MPU等)构成，该CPU内部由程序执行的一般功能如图2所示。

参照图2来说明控制单元30的功能和动作。如图2所示，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel被输入到用于运算出电流指令值Iref1的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩Th和车速Vel，利用辅助图表(アシストマップ)等来运算出作为供给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经过加法单元32A后被输入到电流限制单元33中，被限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中，减法单元32B运算出电流指令值Irefm与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差I(Irefm-Im)，该偏差I被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI控制单元35中。在PI控制单元35中被改善了特性的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36，然后，再经过作为驱动单元的逆变器电路37对电动机20进行PWM控制。电动机电流检测器38检测出电动机20的电流值Im，检测出的电流值Im被反馈到减法单元32B。逆变器电路37作为驱动元件使用场效应晶体管(FET)，由FET的电桥电路构成。

另外，加法单元32A进行来自补偿单元34的补偿信号CM的加法运算，通过补偿信号CM的加法运算来进行系统的补偿，以便改善收敛性和惯性特性等。补偿单元34先在加法单元344将自对准扭矩(SAT)343与惯性342相加，然后，在加法单元344得到的加法结果在加法单元345再与收敛性341相加，最后，将在加法单元345得到的加法结果作为补偿信号CM。

在这样的电动助力转向装置中，具备用于检测出柱轴(转向轴、方向盘轴)的操舵角、电动机旋转角等的各种传感器。

在现有技术中，为了提高旋转角传感器的旋转位置的检测精度(检测分解能)，提出了一种旋转位置检测装置，其将具有位移特性的复数个传感器组合到一起，利用游标方式来检测出旋转位置(例如，日本特公平6-65967号公报：专利文献1)。也就是说，专利文献1的旋转位置检测装置为这样一种结构，即，其具备具有一次旋转、一个节距的第1模式(1回転、1ピッチの第1パターン)的传感器和具有以第1模式的一个圆周为基准分割成n个部份的第2模式(第1パターンの1円周を基準にn分割した第2パターン)的传感器；其检测出绝对旋转位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平6-65967号公报

发明内容

发明要解决的技术问题