电动动力转向装置制造方法
【专利摘要】提供电动动力转向装置,在扭矩异常发生时,能够不受扭矩异常信号影响地进行不会对驾驶员造成不适感的异常时处理。在主ECU钳位器(34)与次ECU互锁器(62)中,采取双重检测结构来进行转向辅助指令值的异常检测。并且,当检测到由扭矩传感器(3)检测出的转向扭矩Ti的异常时,将主ECU钳位器(34)与次ECU互锁器(62)的输入值从由扭矩传感器(3)检测出的转向扭矩Ti切换成扭矩取代值。此处,扭矩取代值设为基于在未检测到由扭矩传感器(3)检测出的转向扭矩Ti的异常时,由扭矩传感器(3)检测出的正常的转向扭矩Ti运算的过去扭矩值。
【专利说明】电动动力转向装置
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及具备产生对转向机构赋予的转向辅助扭矩的电动机的电动动力转向
>J-U ρ?α装直。
【【背景技术】】
[0002]以往，作为转向装置，电动动力转向装置受到普及，该电动动力转向装置根据驾驶员转动方向盘的转向扭矩来驱动电动机，从而对转向机构赋予转向辅助力。
[0003]作为此种电动动力转向装置，例如有专利文献I公开的技术。该技术是当检测到扭矩传感器的输出值的异常时，使用基于过去的扭矩传感器的输出值算出的取代值来控制电动机。由此，使扭矩传感器产生异常时的急遽的辅助变化得到缓和。
[0004]但是，近年来，电动动力转向装置中，由于转向功能的冗余系统的要求，期望采用双重安全结构。作为此种电动动力转向装置，例如有专利文献2公开的技术。该技术是在次微电脑中设置异常检测功能，主微电脑仅在驱动允许区域内驱动电动机时允许动力转向动作，相反在禁止区域内禁止动力转向动作。由此，防止转向方向与产生的辅助扭矩值不同的重大异常。
[0005]【现有技术文献】
[0006]【专利文献】
[0007]【专利文献I】:日本专利公开公报特开2005-75026号
[0008]【专利文献2】:日本专利公开公报第3923957号
【
【发明内容】
】
[0009]【发明要解决的问题】
[0010]但是，在专利文献2所公开的技术中，直接将来自扭矩传感器的扭矩信号导入次微电脑，因此扭矩传感器信号在引起短路/接地时，将使用其异常扭矩值来使异常检测发挥功能。因此，该结构中，在异常发生时将立即禁止动力转向动作，从而对驾驶员造成不适感，例如导致驾驶员的转向负担剧增等。
[0011 ] 因此，本发明的课题在于提供一种电动动力转向装置，在扭矩异常发生时，能够不受扭矩异常信号影响地进行不会对驾驶员造成不适感的异常时处理。
[0012]【解决问题的手段】
[0013]为了解决上述课题，本发明所涉及的电动动力转向装置的第一方案包括:电动机，对转向系统赋予减轻驾驶员的转向负担的转向辅助力；扭矩检测部，检测转向扭矩；转向辅助指令值运算部，至少基于由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩来运算转向辅助指令值。还包括:钳位部，基于由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩，使用指定的限制值来进行限制，以免由所述转向辅助指令值运算部运算出的转向辅助指令值超过允许范围；电动机控制部，基于由所述钳位部限制后的转向辅助指令值，驱动控制所述电动机；互锁部，具有基于由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩来允许或禁止所述电动机控制部对所述电动机的驱动控制的监控功能。而且，包括:扭矩异常检测部，检测由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩的异常；扭矩取代值运算部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，基于未检测到该异常时由所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩来运算转向扭矩取代值。还包括:输入切换部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，将所述钳位部及所述互锁部的输入值从由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩切换成由所述扭矩取代值运算部运算出的转向扭矩取代值。
[0014]这样，由钳位部与互锁部控制及监控转向辅助指令值，因此成为双重系统的安全结构，能够提高系统的可靠性。而且，在扭矩系统异常发生时，将钳位部及互锁部的输入值切换成过去扭矩值，因此能够避免对异常扭矩值的控制及监控，能够适当地实施异常时处理。
[0015]而且，第二方案中，较为理想的是，所述扭矩取代值运算部将在所述扭矩异常检测部检测到异常之前的指定期间内由所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩中的最小的值作为所述转向扭矩取代值进行运算。由此，即使在异常发生时，也能够更安全地设定系统并实施异常时处理。
[0016]此外，第三方案中，较为理想的是包括:第二扭矩取代值运算部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，基于未检测到该异常时由所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩来运算第二转向扭矩取代值；以及第二输入切换部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，将所述转向辅助指令值运算部的输入值从由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩切换成由所述第二扭矩取代值运算部运算出的第二转向扭矩取代值。
[0017]这样，在异常发生时，取代异常扭矩值而使用正常时的过去扭矩值来运算转向辅助指令值，因此能确保扭矩传感器故障的判定时间长到能够防止急遽的转向力变化的程度，即使在扭矩传感器异常时也能确保正确的扭矩输出。
[0018]而且，第四方案中，较为理想的是，所述钳位部包括:渐变部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，将所述限制值逐渐变更为零。
[0019]由此，在异常发生时，无须实时关闭辅助而能够缓慢地限制辅助，因此既能抑制对驾驶员造成不适感，又能安全地停止系统。
[0020]而且，第五方案中，较为理想的是，所述互锁部在所述扭矩异常检测部检测到异常时，停止所述监控功能。
[0021]由此，能够切实地防止在异常发生时互锁器功能工作而无法实施异常时处理。因此，能够切实地实施不会对驾驶员造成不适感的异常时处理而不会使辅助突然停止。
[0022]而且，第六方案中，较为理想的是包括:异常检测结果判定部，基于由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩、与由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩及由所述扭矩取代值运算部运算出的转向扭矩取代值中的输入所述钳位部的转向扭矩的比较结果，判定所述扭矩异常检测部的异常检测结果的正当性。由此，能够进一步提高系统的可靠性。
[0023]【发明的效果】
[0024]根据本发明，在发生扭矩异常时，能够不受异常扭矩值影响地进行异常时处理。因此，在扭矩异常发生时，能够不对驾驶员造成不适感地安全停止系统，而不会使辅助突然停止。【【专利附图】
【附图说明】】
[0025]图1是表示本发明所涉及的电动动力转向装置的整体结构图。
[0026]图2是表示控制器的具体结构的方块图。
[0027]图3是扭矩特性线图。
[0028]图4是扭矩特性线图(3倍)。
[0029]图5是表示过去扭矩控制处理流程的流程图。
[0030]图6是表示过去扭矩监控运算处理流程的流程图。
[0031]图7是说明斜降处理的图。
[0032]图8是表示过去扭矩监控/比较运算处理流程的流程图。
【【具体实施方式】】
[0033]以下，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0034]图1是表示本发明所涉及的电动动力转向装置的整体结构图。
[0035]图中，符号I为车辆的方向盘，从驾驶员作用于该方向盘I的转向力被传递到具有输入轴2a与输出轴2b的转向轴2。该转向轴2中，输入轴2a的一端连结于方向盘1，另一端经由转向扭矩传感器3连结于输出轴2b的一端。
[0036]并且，传递至输出轴2b的转向力经由万向节4传递至中间轴5,进一步经由万向节6传递至小齿轮轴7。传递至该小齿轮轴7的转向力经由转向齿轮8传递至拉杆9，使未图示的转向轮转向。此处，转向齿轮8构成为具有连结于小齿轮轴7的小齿轮8a与啮合于该小齿轮8a的齿条8b的齿条和小齿轮形式,利用齿条8b将传递至小齿轮8a的旋转运动转换成径直运动。
[0037]将转向辅助力传递至输出轴2b的转向辅助机构10连结于转向轴2的输出轴2b。该转向辅助机构10具备连结于输出轴2b的减速齿轮11、及连结于该减速齿轮11而对转向系统产生辅助转向力的电动机13。
[0038]转向扭矩传感器3检测对方向盘I赋予并传递至输入轴2a的转向扭矩，例如将转向扭矩转换成介插在输入轴2a及输出轴2b间的未图示的扭杆的扭转角位移，以磁信号来检测该扭转角位移，并将其转换成电信号。
[0039]转向扭矩传感器3用于检测对方向盘I赋予并传递至输入轴2a的转向扭矩，使利用未图示的扭杆连结的输入轴2a与输出轴2b的相对位移(旋转位移)对应于线圈对的阻抗变化来进行检测。从该转向扭矩传感器3输出的扭矩检测值T被输入控制器(ECU) 14。
[0040]控制器14通过从车载电源即电池15受到电源供应而工作。电池15的负极接地，其正极经由进行发动机启动的点火开关16连接于控制器14，并且不经由点火开关16而直接连接于控制器14。
[0041]对于控制器14，除了扭矩检测值T以外，还输入由车速传感器17检测出的车速检测值Vs。并且，进行将与这些检测值相应的转向辅助力赋予至转向系统的转向辅助控制。具体而言，利用公知的流程算出用于使电动机13产生上述转向辅助力的转向辅助指令值(转向辅助扭矩指令值)，并基于算出的转向辅助指令值算出电动机13的电流指令值。并且，根据算出的电流指令值与电动机电流检测值，对供应给电动机13的驱动电流进行反馈控制。
[0042]接下来，对控制器14的具体结构进行说明。
[0043]控制器14如图2所示，具备主CPU14A及次CPU14B。主CPU14A具备运算转向辅助指令值(转向辅助扭矩指令值)的指令值运算部21、补偿转向辅助指令值的指令值补偿部22、及基于经指令值补偿部22补偿的转向辅助指令值来驱动控制电动机13的电动机控制部23。
[0044]指令值运算部21具备扭矩系统异常检测部31、过去扭矩控制部32、转向辅助指令值运算部33、主E⑶钳位器(q轴电流钳位器)34、过去扭矩监控运算部35、相位补偿部36、加法器37、稳定化补偿部38、响应性补偿部39及加法器40。
[0045]扭矩系统异常检测部31检测扭矩传感器3的输出值异常，并将结果作为扭矩系统异常发生标记而输出。此处，扭矩传感器3的输出值如图3所示，在正常时主扭矩信号与次扭矩信号具有交叉特性。扭矩传感器3的额定范围是以符号α表示的OV?5V，通常的使用区域是被机械限制器(扭杆的扭转范围等)设定在上述额定范围内侧的以符号β表示的IV?4V。
[0046]当扭矩传感器3引起短路/接地时，主扭矩信号及次扭矩信号达到扭矩传感器3的额定范围的上下限(0V、5V)。因此，当主扭矩信号及次扭矩信号为OV附近的指定值(例如0.3V)以下或5V附近的指定值(例如4.7V)以上时，视为主扭矩信号及次扭矩信号偏离正常的交叉特性，将扭矩系统异常发生标记设为表示发生了异常的ON状态。并且，当主扭矩信号及次扭矩信号呈正常的交叉特性时，将扭矩系统异常发生标记设为表示未发生异常的OFF状态。
[0047]另外，近年来，对于实际的转向，要求与路面反作用力的关系、收敛性、转向响应性等高度控制，为了提高扭矩信号的分辨率，考虑如图4所示般附加增益(此处为3倍)。但是，若将扭矩增益设为3倍，则异常判定值也必须设为3倍，运算负荷增加而没有效率。
[0048]返回图2，过去扭矩控制部32输入由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti (时刻i时的转向扭矩T)，输出与扭矩系统异常检测部31输出的扭矩系统异常发生标记相应的转向扭矩Ta。此处，过去扭矩控制部32在扭矩系统异常发生标记为OFF时输出转向扭矩Ti作为转向扭矩Ta，在扭矩系统异常发生标记为ON时，输出在扭矩系统异常发生前由扭矩传感器3检测出的正常时的转向扭矩(过去扭矩值)作为转向扭矩Ta。
[0049]图5是表示由过去扭矩控制部32执行的过去扭矩控制处理流程的流程图。
[0050]首先，在步骤SI中，过去扭矩控制部32判定扭矩系统异常发生标记是否为0N。并且，在扭矩系统异常发生标记为OFF时，判断为扭矩系统未发生异常并跳转到步骤S2，当扭矩系统异常发生标记为ON时，判断为扭矩系统发生了异常并跳转到后述的步骤S4。
[0051]在步骤S2中，过去扭矩控制部32从扭矩传感器3获取转向扭矩Ti，将其设定为转向扭矩Ta并输出后，跳转到步骤S3。
[0052]步骤S3中，过去扭矩控制部32更新过去扭矩值后，跳转到所述步骤SI。此处，过去扭矩值是指之前η个样本(例如6个样本)的转向扭矩检测值(过去扭矩检测值)的平均值。在以下的说明中，将6个样本前的过去扭矩检测值设为T (1-6)，5个样本前的过去扭矩检测值设为T(1-5)、……、1个样本前的过去扭矩检测值设为T(1-l)。
[0053]该步骤S3中，过去扭矩控制部32先更新存储在存储器中的过去扭矩检测值
T(1-6)、T(1-5)、......、T(1-l)。SP，进行 T(1-6) = T(1-5)、T(1-5) =T(i_4)、......、T(i_l)
=Ti的设定，改写存储器内的过去扭矩检测值。接下来，算出这些过去扭矩检测值的平均值，将算出的平均值((T(1-6) +T(1-5) +……+T(1-1))/6)作为过去扭矩值存储到存储器中。
[0054]另外，此处，将之前的η个样本的平均值作为过去扭矩值，但例如也能够将之前的η个样本的加权平均值、或从之前的η个样本中以最小平方法算出的值、或由之前的η个样本作成(η-1)次式而预测当前值所得的值设定为过去扭矩值。
[0055]而且，步骤S4中，过去扭矩控制部32将存储在存储器中的过去扭矩值设定为转向扭矩Ta并输出后，结束过去扭矩控制处理。
[0056]转向辅助指令值运算部33同时参照转向扭矩Ta及车速Vs与转向辅助指令值计算映射图等来运算转向辅助指令值。此处，转向辅助指令值计算映射图由横轴取转向扭矩Ta，纵轴取转向辅助指令值，且将车速Vs作为参数的特性线图构成。转向辅助指令值被设定成，相对于转向扭矩Ta的增加，最初相对较缓慢地增加，然后，当转向扭矩Ta增加时，相对于其增加，转向辅助指令值急遽增加。该特性曲线的斜率被设定成，随着车速Vs的增加而变小。而且，对于各特性曲线，分别设有上限值。
[0057]主E⑶钳位器34进行如下处理:使用指定的限制值(上下限值)来实施限制，以免由转向辅助指令值运算部33运算出的转向辅助指令值超过允许范围。此处，转向辅助指令值的限制值是根据后述的过去扭矩监控运算部35所输出的转向扭矩Ta'来决定。该主ECU钳位器34用于检测转向辅助指令值的异常、与因扭矩传感器3的缺陷(短路、接地)引起的转向方向的异常。
[0058]过去扭矩监控运算部35输入扭矩系统异常检测部31所输出的扭矩系统异常发生标记、与过去扭矩控制部32所输出的转向扭矩Ta。并且，过去扭矩监控运算部35在通常时将从过去扭矩控制部32输入的转向扭矩Ta作为转向扭矩Ta'而输出，在扭矩系统异常发生时将过去扭矩值作为转向扭矩Ta'而输出。
[0059]图6是表示由过去扭矩监控运算部35执行的过去扭矩监控运算处理流程的流程图。
[0060]首先，在步骤Sll中，过去扭矩监控运算部35判定扭矩系统异常发生标记是否为0Ν。并且，当扭矩系统异常发生标记为OFF时，判断为扭矩系统未发生异常并跳转到步骤S12，当扭矩系统异常发生标记为ON时，判断为扭矩系统发生了异常并跳转到后述的步骤S14。
[0061]步骤S12中，过去扭矩监控运算部35将过去扭矩控制部32输出的转向扭矩Ta设定为转向扭矩Ta'，并跳转到步骤S13。此处，当扭矩系统异常发生标记为OFF时，转向扭矩Ta等于由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti。因此，该步骤S12中设定的转向扭矩Ta'变得与转向扭矩Ti相等。
[0062]步骤S13中，过去扭矩监控运算部35先更新过去扭矩检测值(T(i_6)、T(i_5)、…
…、T(1-l))。gp，进行 T(1-6) = T(1-5)、T(1-5) =T(1-4)、......、T(i_l) = Ta 的设定。
然后，从这些过去扭矩检测值中选择最小值，将选择的最小值(min(T(1-6)、T(1-5)、……、T(1-Ι)))作为过去扭矩值存储到存储器中。
[0063]步骤S14中，过去扭矩监控运算部35将存储在存储器中的过去扭矩值设定为转向扭矩Ta ^，并跳转到步骤S15。
[0064]步骤S15中，过去扭矩监控运算部35对于转向扭矩Ta'实施图7所示的斜降处理。即，将由转向扭矩Ta决定的扭矩系统异常发生时刻的转向扭矩Ta,作为基准，耗费指定时间N[sec]使转向扭矩Ta'渐减到O。
[0065]并且，当转向扭矩Ta'达到O时，跳转到步骤S16，过去扭矩监控运算部35停止转向辅助控制的转向辅助(停止电动机13)，结束过去扭矩监控运算处理。
[0066]返回图2，相位补偿部36对经主ECU钳位器34钳位后的转向辅助指令值进行相位补偿，将相位补偿后的转向辅助指令值输出给加法器37。此处，例如使(Tls+l)/(T2s+l)的传递特性作用于转向辅助指令值。
[0067]加法器37将相位补偿部36输出的相位补偿后的转向辅助指令值、与后述的反作用力/迟滞补偿部45输出的自调准扭矩(SAT)相加，并将其结果输出给稳定化补偿部38。
[0068]稳定化补偿部38去除检测扭矩中所含的包含惯性要素与弹簧要素的共振系统的共振频率的峰值，对阻碍控制系统的稳定性和响应性的共振频率的相位偏移进行补偿。例如，具有将s作为拉普拉斯算子的特性式G(s) = (s2+al.8+&2)/(82+Μ *s+b2)。另外，特性式G(S)的al、a2、bl、b2是由共振系统的共振频率决定的参数。
[0069]响应性补偿部39输入转向扭矩Ta，并对加法器40输出响应性补偿指令值。该响应性补偿部39进行辅助特性死区的稳定性的确保、静摩擦的补偿。
[0070]加法器40将稳定化补偿部38输出的稳定化补偿后的转向辅助指令值、响应性补偿部39输出的响应性补偿指令值、与后述的减法器46输出的指令补偿值相加，并将其结果作为指令值运算部21的输出结果即转向辅助指令值而输出给后述的电流指令值运算部47。
[0071]而且，指令值补偿部22具备角速度运算部41、角加速度运算部42、摩擦/惯性补偿部43、收敛性补偿部44、反作用力/迟滞补偿部45及减法器46。
[0072]角速度运算部41对由旋转角检测部13a检测出的电动机旋转角进行微分，以运算出电动机角速度ω。
[0073]角加速度运算部42对由角速度运算部41运算出的电动机角速度ω进行微分，以运算出电动机角加速度α。
[0074]摩擦/惯性补偿部43基于由角加速度运算部42运算出的电动机角加速度α，对因电动机13的惯性产生的扭矩相当量进行补偿，并输出用于防止惯性感或控制响应性的恶化的惯性补偿值。
[0075]收敛性补偿部44基于由角速度运算部41运算出的电动机角速度ω，输出对偏航角速度的收敛性进行补偿的收敛性补偿值。即，收敛性补偿部44算出收敛性补偿值，以对为了改善车辆的偏航的收敛性而方向盘I抖动的动作实施制动。
[0076]反作用力/迟滞补偿部45输入转向扭矩T1、车速Vs、电动机角速度ω、电动机角加速度α及由转向辅助指令值运算部33运算出的转向辅助指令值，基于它们来推定运算自调准扭矩(SAT)，并将其结果输出给上述加法器37。
[0077]减法器46从由摩擦/惯性补偿部43运算出的惯性补偿值中减去由收敛性补偿部44运算出的收敛性补偿值，并将其结果作为指令值补偿部22的输出结果即指令补偿值而输出给上述加法器40。
[0078]而且，电动机控制部23具备电流指令值运算部47、减法器48、电流控制部49及电动机驱动部50。
[0079]电流指令值运算部47由指令值运算部21输出的转向辅助指令值(转向辅助扭矩指令值)运算电动机13的电流指令值。
[0080]减法器48运算由电流指令值运算部47运算出的电流指令值、与由电动机电流检测部13b检测出的电动机电流检测值的电流偏差，并将其输出给电流控制部49。
[0081]电流控制部49进行对上述电流偏差进行比例积分运算并输出电压指令值E的反馈控制。此处，对电流控制部49输入后述的次E⑶互锁器62输出的辅助禁止信号，基于该辅助禁止信号进行将电流指令值E设为O的辅助禁止处理。
[0082]电动机驱动部50基于电流控制部49输出的电压指令值E进行占空运算，运算出成为电动机13的驱动指令的占空比。并且，基于该占空比来驱动电动机13。
[0083]而且，次CPU14B具备过去扭矩监控/比较运算部61及次E⑶互锁器(q轴电流互锁器)62。该次CPU14B能够使用CPU间通信来与主CPU14A进行数据的收发。
[0084]过去扭矩监控/比较运算部61输入由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti作为转向扭矩Tisub，并且输入扭矩系统异常检测部31所输出的扭矩系统异常发生标记及过去扭矩监控运算部35所输出的转向扭矩Ta'。所述各种信号通过主CPU14A与次CPU14B之间的CPU间通信而输入。并且，过去扭矩监控/比较运算部61基于这些输入信号，执行图8所示的过去扭矩监控/比较运算处理。
[0085]首先，在步骤S21中，过去扭矩监控/比较运算部61判定扭矩系统异常发生标记是否为0N。并且，当扭矩系统异常发生标记为OFF时，判断为扭矩系统未发生异常并跳转到步骤S22，当扭矩系统异常发生标记为ON时，判断为扭矩系统发生了异常并跳转到后述的步骤S26。
[0086]步骤S22中，过去扭矩监控/比较运算部61判定转向扭矩Ti sub是否等于转向扭矩Ta'。在未发生扭矩系统异常的通常时，过去扭矩控制部32及过去扭矩监控运算部35若正常发挥功能，则转向扭矩Ta'等于转向扭矩Ti。因此，若扭矩系统异常发生标记为OFF而转向扭矩Tisub等于转向扭矩Ta'，则判断为扭矩系统异常检测部31的异常检测结果适当。
[0087]因此，当判定为Tisub = Ta'时，跳转到步骤S23，将输入的转向扭矩Tisub设定为转向扭矩Tasub并输出给后述的次ECU互锁器62后，跳转到所述步骤S21。
[0088]另一方面，当在步骤S22中判定为Tisub ? Ta,时，跳转到步骤S24，判断为扭矩系统异常检测部31的异常检测结果不适当并跳转到步骤S25。步骤S25中，过去扭矩监控/比较运算部61停止转向辅助控制的转向辅助，并结束过去扭矩监控/比较运算处理。
[0089]而且，步骤S26中，过去扭矩监控/比较运算部61判定转向扭矩Tisub是否等于转向扭矩Ta'。在扭矩系统异常发生时，若过去扭矩控制部32及过去扭矩监控运算部35正常发挥功能，则转向扭矩Ta'将成为不同于转向扭矩Ti的值。因此，当转向扭矩Tisub等于转向扭矩Ta ^时，跳转到所述步骤S24。
[0090]另一方面，当在步骤S26中判定为Tisub ? Tai时，判断为扭矩系统异常检测部31的异常检测结果不适当，并跳转到步骤S27。步骤S27中，过去扭矩监控/比较运算部61将从主CPU14A输入的转向扭矩Ta'设定为转向扭矩Tasub，并将其输出给次E⑶互锁器62，然后跳转到步骤S28。
[0091]步骤S28中，过去扭矩监控/比较运算部61在由前述的主E⑶钳位器35开始斜降处理时，停止次E⑶互锁器62的动作并跳转到步骤S29。
[0092]步骤S29中，过去扭矩监控/比较运算部61待机到主E⑶钳位器35的斜降处理结束为止，然后跳转到所述步骤S25。
[0093]这样，过去扭矩监控/比较运算部61在未发生扭矩系统异常的通常时，将由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti作为次ECU互锁器62的输入值Tasub而输出，在发生了扭矩系统异常时，将次ECU互锁器62的输入值Tasub切换成过去扭矩值。而且，此时，过去扭矩监控/比较运算部61判定扭矩系统异常检测部31的异常检测结果的正当性，当判定为异常检测结果不适当时，采取停止辅助的措施。
[0094]返回图2，次E⑶互锁器62输入过去扭矩监控/比较运算部61所输出的转向扭矩Tasub与主E⑶钳位器34所输出的限制后的转向辅助指令值。并且，基于这些参数，进行允许或禁止电动机13的驱动控制的互锁监控。
[0095]S卩，次ECU互锁器62判定转向扭矩Tasub与转向辅助指令值是否处于预先设定的电动机13的驱动禁止区域内。并且，当判定为处于驱动禁止区域内时，使计时器运行并经过一定时间后，对电流控制部49输出辅助禁止信号，强制性地停止电动机13的驱动。
[0096]这样，利用主CPU14A的q轴电流钳位器与次CPU14B的q轴电流互锁器来双重监控由转向扭矩Ti生成的电流指令值与因扭矩传感器的缺陷(短路、接地)引起的转向方向的异常。
[0097]而且，当发生了扭矩传感器异常时，将过去扭矩值作为转向扭矩检测值的取代值来生成电流指令值。此时，向次CPU14B的q轴电流互锁器输入的扭矩值也切换成过去扭矩值。并且，在由主CPU14A进行斜降处理的期间，停止q轴电流互锁器。
[0098]另外，扭矩传感器3对应于扭矩检测部。而且，在图2中，电动机控制部23对应于电动机控制部，转向辅助指令值运算部33对应于转向辅助指令值运算部，主E⑶钳位器34对应于钳位部，次ECU互锁器62对应于互锁部。此外，在图5中，步骤S3对应于第二扭矩取代值运算部，步骤S4对应于第二输入切换部。
[0099]而且，在图6中，步骤S13对应于扭矩取代值运算部，步骤S15对应于渐变部。此夕卜，图6的步骤S14及图8的步骤S27对应于输入切换部。而且，在图8中，步骤S21、S22及S26对应于异常检测结果判定部。
[0100]接下来，对本实施方式的动作及效果进行说明。
[0101]当驾驶员将点火开关16设为开启状态时，从电池15对控制器14供应控制电力，该控制器14成为工作状态。此时，控制器14基于驾驶员的转向操作来进行转向辅助控制。
[0102]例如，当驾驶员发动车辆在弯路进行回转行驶时，控制器14基于转向扭矩Ta(=Ti)及车速Vs算出转向辅助指令值，基于转向辅助指令值算出电动机13的电流指令值。接下来，基于算出的电流指令值与电动机电流检测值算出电压指令值E。并且，当根据算出的电压指令值E来驱动控制电动机13时，电动机13的产生扭矩经由减速齿轮11而转换成转向轴2的旋转扭矩，从而辅助驾驶员的转向力。这样，驾驶员的转向负担得以减轻。
[0103]此时，利用主CPU 14A的主E⑶钳位器34来监控将转向扭矩Ta转换成转向辅助指令值的值相对于转向方向、检测扭矩量是否适当。并且，此处实施限制，以免转向辅助指令值超过允许范围。此外，限制后的转向辅助指令值被输入至次CPU14B的次ECU互锁器62，此处，监控限制后的转向辅助指令值相对于转向方向、检测扭矩量是否适当。这样，采取主CPU14A与次CPU14B的双重检测结构来进行异常检测，因此能够提高系统的可靠性。
[0104]这样，在转向辅助指令值运算部33的后段设置主E⑶钳位器34，监控电流指令值与转向扭矩的相关，主要检测扭矩的反相位。当进行相位补偿或响应性补偿、收敛性补偿时，有时进行与扭矩检测值反相位的输出，因此主ECU钳位器34在转向辅助指令值运算部33的之后主要检测系统的异常，以免对这些补偿造成妨碍。
[0105]并且，当从该状态开始因扭矩传感器3的缺陷发生扭矩系统异常时，在主CPU14A中，取代由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti而使用过去扭矩值来进行转向辅助控制。即，将转向辅助指令值运算部33的输入值Ta从转向扭矩Ti切换成过去扭矩值(η个样本的平均值)，并且将主ECU钳位器34的输入值Ta'从转向扭矩Ti切换成过去扭矩值(η个样本的最小值)。
[0106]而且，此时，主CPU14A中，实施使主E⑶钳位器34的输入值即转向扭矩Ta'渐减的斜降控制。通过使转向扭矩Ta'渐减，能够使主ECU钳位器34中使用的转向辅助指令值的限制值(上下限值)逐渐变化到0，作为结果，能够逐渐地限制辅助。并且，在从开始该斜降控制经过指定时间(N[sec])后,完全停止辅助。
[0107]这样，当扭矩传感器3的输出值发生了异常时，切换成基于过去扭矩值的转向辅助控制，因此能够防止使用异常扭矩值来进行转向辅助控制，能够使急遽的辅助变化得到缓和。而且，由于在异常发生时实施斜降控制，因此无须实时关闭辅助而能够缓慢地限制辅助。此外，在斜降控制时，使输入至主E⑶钳位器34的转向扭矩Ta'渐减，因此能够以相对较简易的结构来进行辅助的渐减处理。
[0108]而且，在该异常发生时，次CPU14B中，将对次E⑶互锁器62的输入值Tasub从由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti (Tisub)切换成过去扭矩值。此时，输入至次E⑶互锁器62的过去扭矩值与在异常发生时输入至主E⑶钳位器34的过去扭矩值相同。由此，能够防止基于异常扭矩值的互锁器的监控，能够防止在异常发生时立即停止辅助。
[0109]此外，次CPU14B中，比较对主CPU14A的主ECU钳位器34输入的转向扭矩Ta'、与由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti，并基于该比较结果来判定扭矩系统异常发生标记是否为正确的状态(扭矩系统异常检测部31的异常检测结果的正当性)。并且，当判定为扭矩系统异常发生标记并非正确的状态时，停止辅助。因此，能够防止转向辅助控制的误工作。
[0110]而且，由于在异常发生时停止次E⑶互锁器62的监控功能，因此能够不受异常扭矩值影响而切实地实施主CPU14A的异常时处理(斜降控制)。
[0111]如上所述，本实施方式中，当发生了扭矩系统异常时，能够不使用异常扭矩值而进行异常时处理。在异常发生时无须实时关闭辅助而能够缓慢地限制，因此既能抑制对驾驶员造成不适感，又能安全地停止系统。
[0112]【产业上的可利用性】
[0113]根据本发明所涉及的电动动力转向装置，当发生了扭矩异常时，能够不使用异常扭矩值而进行异常时处理。因此，在扭矩异常发生时，能够不对驾驶员造成不适感地安全停止系统，而不会使辅助突然停止。
[0114]【符号的说明】
[0115]I…方向盘、2…转向轴、3…转向扭矩传感器、8…转向齿轮、10...转向辅助机构、13…电动机、14…控制器、15…电池、16...点火开关、17…车速传感器、21...指令值运算部、22…指令值补偿部、23...电动机控制部、31...扭矩系统异常检测部、32…过去扭矩控制部、33…转向辅助指令值运算部、34...主ECU钳位器(q轴电流钳位器)、35…过去扭矩监控运算部、36...相位补偿部、37…加法器、38...稳定化补偿部、39…响应性补偿部、40...加法器、41…角速度运算部、42...角加速度运算部、43...摩擦/惯性补偿部、44…收敛性补偿部、45...反作用力/迟滞补偿部、46...减法器、47...电流指令值运算部、48...减法器、49...电流控制部、50…电动机驱动部、61…过去扭矩监控/比较运算部、62...次E⑶互锁器(q轴电流互锁器)
【权利要求】
1.一种电动动力转向装置，其特征在于包括: 电动机，对转向系统赋予减轻驾驶员的转向负担的转向辅助力； 扭矩检测部，检测转向扭矩； 转向辅助指令值运算部，至少基于由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩来运算转向辅助指令值； 钳位部，基于由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩，使用指定的限制值来进行限制，以免由所述转向辅助指令值运算部运算出的转向辅助指令值超过允许范围； 电动机控制部，基于由所述钳位部限制后的转向辅助指令值，驱动控制所述电动机；互锁部，具有基于由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩来允许或禁止所述电动机控制部对所述电动机的驱动控制的监控功能； 扭矩异常检测部，检测由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩的异常； 扭矩取代值运算部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，基于未检测到该异常时由所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩来运算转向扭矩取代值；以及 输入切换部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，将所述钳位部及所述互锁部的输入值从由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩切换成由所述扭矩取代值运算部运算出的转向扭矩取代值。
2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于: 所述扭矩取代值运算部将在所述扭矩异常检测部检测到异常之前的指定期间内所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩中的最小的值作为所述转向扭矩取代值进行运算。
3.根据权利要求1或2所述的电动动力转向装置，其特征在于包括: 第二扭矩取代值运算部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，基于未检测到该异常时由所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩来运算第二转向扭矩取代值；以及 第二输入切换部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，将所述转向辅助指令值运算部的输入值从由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩切换成由所述第二扭矩取代值运算部运算出的第二转向扭矩取代值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述钳位部包括:渐变部，当所述扭矩异常检测部检测到异常时，将所述限制值逐渐变更为零。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动动力转向装置，其特征在于: 所述互锁部在所述扭矩异常检测部检测到异常时，停止所述监控功能。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动动力转向装置，其特征在于包括: 异常检测结果判定部，基于由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩、与由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩及由所述扭矩取代值运算部运算出的转向扭矩取代值中的输入所述钳位部的转向扭矩的比较结果，判定所述扭矩异常检测部的异常检测结果的正当性。
【文档编号】B62D5/04GK104245479SQ201380014875
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年3月27日
【发明者】角田干彦, 大久保光范, 泽田直树 申请人:日本精工株式会社