電動助力轉(zhuǎn)向裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種電動助力轉(zhuǎn)向裝置，具備短路判定單元，在以檢測出產(chǎn)生了通電不良的相以外的兩個相作為通電相而產(chǎn)生輔助力的期間，該短路判定單元判定檢測出產(chǎn)生了通電不良的相是否與其他的兩個相中的一相成為短路狀態(tài)，在短路判定單元判定為短路狀態(tài)的情況下，使輔助力的產(chǎn)生停止。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
電動助力轉(zhuǎn)向裝置
本專利技術(shù)涉及電動助力轉(zhuǎn)向裝置。
技術(shù)介紹
以往，在使用于電動助力轉(zhuǎn)向裝置（EPS）等的馬達控制裝置中多設(shè)置有異常檢測單元，該異常檢測單元能夠在因電力供給線的斷線、驅(qū)動電路的接點故障等而導致馬達的U、V、W相的任一相發(fā)生了通電不良的情況下，檢測出異常的產(chǎn)生。進而，一般采用在檢測出異常的產(chǎn)生的情況下，迅速停止馬達控制，實現(xiàn)失效保護的結(jié)構(gòu)。然而，在EPS中，伴隨這樣的馬達控制的停止，轉(zhuǎn)向特性大幅地變化。即、由馬達進行的輔助消失，因此要求更大的轉(zhuǎn)向力。US2008/0203963A1中公開了一種即便如上述那樣在檢測出產(chǎn)生了通電不良的相的情況下，也利用產(chǎn)生了通電不良的相以外的兩個相繼續(xù)進行馬達控制的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。進而，由此，繼續(xù)對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)賦予輔助力，能夠避免伴隨失效保護而帶來的駕駛員的負擔的增大。然而，在以產(chǎn)生了通電不良的相以外的兩個相作為通電相而繼續(xù)進行馬達控制的電動助力轉(zhuǎn)向裝置中，存在產(chǎn)生了通電不良的相與其他的兩個相中的一個相成為短路狀態(tài)的情況。進而，當電流在成為短路狀態(tài)的兩個相流動的情況下，馬達有可能鎖止。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種可靠地檢測異常、實現(xiàn)系統(tǒng)的停止、且安全的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的特征，在以產(chǎn)生了通電不良的相以外的兩個相作為通電相而產(chǎn)生輔助力時，當判定為產(chǎn)生了通電不良的相與其他的兩個相中的一相成為短路狀態(tài)的情況下，停止產(chǎn)生輔助力。結(jié)果，能夠提供一種以簡單的結(jié)構(gòu)可靠地檢測異常，并防止馬達鎖止的安全的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。通過以下參照附圖對本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式進行的詳細描述，能夠清楚本專利技術(shù)的上述以及進一步的目的、特征以及優(yōu)點，其中，相同的標號表示相同的部件。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的實施方式的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)說明圖。圖2是示出本專利技術(shù)的實施方式的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是與本專利技術(shù)的實施方式的驅(qū)動電路有關(guān)的詳細圖。圖4A～4C是示出本專利技術(shù)的實施方式的通?？刂茣r的PWM控制以及電流檢測的狀態(tài)的時序圖。圖5A是本專利技術(shù)的實施方式的正常二相驅(qū)動時的通電不良相以外的其余二相的電流波形。圖5B是二相驅(qū)動狀態(tài)下的磁場的示意圖。圖6A是本專利技術(shù)的實施方式的通電不良相以外的其余二相與通電不良相之間的短路異常時的三相電流波形。圖6B是馬達電磁鎖止狀態(tài)下的磁場的示意圖。圖7是示出本專利技術(shù)的實施方式的EPS控制的主要處理步驟的流程圖。圖8是示出本專利技術(shù)的實施方式的馬達X相通電不良判定以及控制模式選擇處理步驟的流程圖。圖9是示出本專利技術(shù)的實施方式的馬達X相通電不良相檢測的處理步驟的流程圖。圖10是示出本專利技術(shù)的實施方式的短路異常判定的處理步驟的流程圖。圖11是示出本專利技術(shù)的實施方式的短路異常判定的前提條件的處理步驟的流程圖。圖12是示出本專利技術(shù)的實施方式的短路異常判定的處理步驟的流程圖。圖13是示出本專利技術(shù)的實施方式的短路異常確定的處理步驟的流程圖。具體實施方式以下，參照附圖，說明本專利技術(shù)的實施方式。如圖1所示，在本實施方式的電動助力轉(zhuǎn)向裝置（EPS）1中，固定有方向盤2的轉(zhuǎn)向軸3經(jīng)由齒輪齒條機構(gòu)4與齒條軸5連結(jié)，伴隨轉(zhuǎn)向操作的轉(zhuǎn)向軸3的旋轉(zhuǎn)由齒輪齒條機構(gòu)4轉(zhuǎn)換為齒條軸5的往復直線運動。另外，本實施方式的轉(zhuǎn)向軸3是將轉(zhuǎn)向柱軸3a、中間軸3b、以及小齒輪軸3c連結(jié)而成的。進而，伴隨該轉(zhuǎn)向軸3的旋轉(zhuǎn)的齒條軸5的往復直線運動經(jīng)由與該齒條軸5的兩端連結(jié)的轉(zhuǎn)向橫拉桿6，傳遞給未圖示的轉(zhuǎn)向節(jié)，從而改變轉(zhuǎn)向輪7的轉(zhuǎn)向角，即、車輛的行進方向。并且，EPS1在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具備對轉(zhuǎn)向操作賦予輔助力的EPS致動器10、和對該EPS致動器10的工作進行控制的作為控制單元的ECU11。本實施方式的EPS致動器10構(gòu)成為：作為驅(qū)動源的馬達12經(jīng)由減速機構(gòu)13與轉(zhuǎn)向柱軸3a驅(qū)動連結(jié)的所謂轉(zhuǎn)向柱型的EPS致動器。另外，在本實施方式中，馬達12采用無刷DC馬達。進而，EPS致動器10形成為如下結(jié)構(gòu)：對馬達12的旋轉(zhuǎn)進行減速并傳遞給轉(zhuǎn)向柱軸3a，由此將該馬達轉(zhuǎn)矩作為輔助力賦予給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。另一方面，在ECU11連接有轉(zhuǎn)矩傳感器14、車速傳感器15以及馬達旋轉(zhuǎn)角傳感器22。進而，ECU11基于上述各傳感器的輸出信號來檢測轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩τ、車速V、以及馬達旋轉(zhuǎn)角θ。詳細說明，在本實施方式中，在轉(zhuǎn)向柱軸3a設(shè)置有扭桿16。進而，本實施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器14具備傳感器元件14a、14b，該傳感器元件14a、14b基于該扭桿16的扭轉(zhuǎn)而輸出能夠檢測經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸3傳遞的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩τ的傳感器信號Sa、Sb。另外，這樣的轉(zhuǎn)矩傳感器例如能夠通過在基于扭桿16的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生磁通變化的傳感器芯（省略圖示）的外周配置兩個磁檢測元件（在本實施方式中為霍爾IC）作為上述各傳感器元件14a、14b而形成。即、通過對作為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向軸3輸入轉(zhuǎn)矩，扭桿16扭轉(zhuǎn)，由此，通過各傳感器元件14a、14b的磁通發(fā)生變化。進而，本實施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器14形成為如下結(jié)構(gòu)：將伴隨該磁通變化而變動的各傳感器元件14a、14b的輸出電壓分別作為傳感器信號Sa、Sb輸出給ECU11。進而，ECU11形成為如下結(jié)構(gòu)：基于上述檢測出的輸出來運算目標輔助力，對朝作為驅(qū)動源的馬達12供給的驅(qū)動電力進行控制，以使EPS致動器10產(chǎn)生目標輔助力，對該EPS致動器10的工作、即朝轉(zhuǎn)向系統(tǒng)賦予的輔助力進行控制。其次，對本實施方式的EPS中的輔助控制進行說明。如圖2所示，ECU11具備輸出馬達控制信號的微機17、和基于該馬達控制信號對EPS致動器10的驅(qū)動源亦即馬達12供給驅(qū)動電力的驅(qū)動電路18。首先，使用圖3來說明驅(qū)動電路18。本實施方式的驅(qū)動電路18是以串聯(lián)連接的一對開關(guān)元件為基本單位（橋臂），并將與各相對應的3個橋臂并聯(lián)連接而形成的公知的PWM變頻器，微機17輸出的馬達控制信號是規(guī)定構(gòu)成驅(qū)動電路18的各開關(guān)元件的接通占空比的信號。進而，馬達控制信號被施加于各開關(guān)元件的柵極端子，各開關(guān)元件響應該馬達控制信號而接通/斷開，從而車載電源Vb的直流電壓被轉(zhuǎn)換為三相（U，V，W）的驅(qū)動電力，并供給至馬達12。詳細敘述，驅(qū)動電路18由與馬達12的相數(shù)對應的多個（2×3個）功率MOSFET（以下稱為FET）構(gòu)成，具體而言，通過將FET21a、21d的串聯(lián)電路、FET21b、21e的串聯(lián)電路以及FET21c、21f的串聯(lián)電路并聯(lián)連接而構(gòu)成。進而，F(xiàn)ET21a、21d的連接點22u與馬達12的U相線圈連接，F(xiàn)ET21b、21e的連接點22v與馬達12的V相線圈連接，F(xiàn)ET21c、21f的連接點22w與馬達12的W相線圈連接。從微機17輸出的馬達控制信號施加于各FET21a～FET21f的柵極端子。進而，各FET21a～FET21f響應該馬達控制信號而接通/斷開，從而從車載電源Vb供給的直流電壓被轉(zhuǎn)換為三相（U，V，W）的驅(qū)動電力，并被供給至馬達12。此外，驅(qū)動電路18具有電流傳感器18u、18v、18w，該電流傳感器18u、18v、18w用于對分別流過FET21a、21d的串聯(lián)電路、FET21b、21e的串聯(lián)電路、FET21c、21f的串聯(lián)電路的各相電流值Iu、Iv、Iw進行檢測。進而，微機17基于馬達12的各相電流值Iu、Iv、Iw和馬達旋轉(zhuǎn)角θ生成向驅(qū)動電路18輸出的馬達控制信號，上述馬達12的各相電流值Iu、Iv、本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種電動助力轉(zhuǎn)向裝置，該電動助力轉(zhuǎn)向裝置具備：轉(zhuǎn)向力輔助裝置，該轉(zhuǎn)向力輔助裝置以三相無刷電機作為驅(qū)動源來對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)賦予輔助力；電流檢測單元，該電流檢測單元檢測流經(jīng)所述三相無刷電機的實際電流；車速檢測單元，該車速檢測單元檢測車輛的速度；轉(zhuǎn)矩檢測單元，該轉(zhuǎn)矩檢測單元檢測轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩；控制單元，該控制單元對所述轉(zhuǎn)向力輔助裝置的工作進行控制，以便使所述轉(zhuǎn)向力輔助裝置產(chǎn)生與所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩對應的所述輔助力；以及異常判定單元，當在所述三相無刷電機的任一相產(chǎn)生了通電不良的情況下，該異常判定單元能夠判定為產(chǎn)生了通電不良相，在利用所述異常判定單元檢測出所述通電不良的情況下，所述控制單元以檢測出產(chǎn)生了通電不良的相以外的兩個相作為通電相而使所述轉(zhuǎn)向力輔助裝置產(chǎn)生所述輔助力，所述電動助力轉(zhuǎn)向裝置的特征在于，所述異常判定單元具備短路判定單元，在以檢測出產(chǎn)生了所述通電不良的相以外的兩個相作為通電相而使所述轉(zhuǎn)向力輔助裝置產(chǎn)生所述輔助力的期間，所述短路判定單元判定檢測出產(chǎn)生了通電不良的相是否與檢測出產(chǎn)生了所述通電不良的相以外的兩個相中的一相成為短路狀態(tài)，并且，在所述短路判定單元判定為短路狀態(tài)的情況下，所述控制單元使所述轉(zhuǎn)向力輔助裝置停止產(chǎn)生所述輔助力。...

【技術(shù)特征摘要】
2011.09.12 JP 2011-1978051.一種電動助力轉(zhuǎn)向裝置，該電動助力轉(zhuǎn)向裝置具備：轉(zhuǎn)向力輔助裝置，該轉(zhuǎn)向力輔助裝置以三相無刷電機作為驅(qū)動源來對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)賦予輔助力；馬達旋轉(zhuǎn)角檢測單元，該馬達旋轉(zhuǎn)角檢測單元檢測所述三相無刷電機的旋轉(zhuǎn)角；馬達旋轉(zhuǎn)角速度運算單元，該馬達旋轉(zhuǎn)角速度運算單元根據(jù)所述三相無刷電機的旋轉(zhuǎn)角運算馬達旋轉(zhuǎn)角速度；電流檢測單元，該電流檢測單元檢測流經(jīng)所述三相無刷電機的實際電流；車速檢測單元，該車速檢測單元檢測車輛的速度；轉(zhuǎn)矩檢測單元，該轉(zhuǎn)矩檢測單元檢測轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩；控制單元，該控制單元對所述轉(zhuǎn)向力輔助裝置的工作進行控制，以便使所述轉(zhuǎn)向力輔助裝置產(chǎn)生與所述轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩對應的所述輔助力；以及異常判定單元，當在所述三相無刷電機的任一相產(chǎn)生了通電不良的情況下，該異常判定單元能夠判定為產(chǎn)生...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：板本英則，益啟純，中曾根源平，
申請(專利權(quán))人：株式會社捷太格特，
類型：發(fā)明
國別省市：