动力转向装置及车辆搭载设备的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种动力转向装置和车辆搭载设备的控制装置，以提高状态量检测机构的异常检测精度。在具有多个状态量检测机构的电动动力转向装置和车辆搭载设备的控制装置中，通过将设置在繁杂系统中的状态量检测机构的检测信号彼此之间进行比较，进行状态量检测机构的异常检测，通过将该状态量检测机构的检测信号和从其它的状态量检测机构经过计算等而与同一单位系统信号合并的信号进行比较，将表示接近信号的信号数量最多的信号值作为正常值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动力转向装置及车辆搭载设备的控制装置
本专利技术涉及动力转向装置及车辆搭载设备的控制装置。
技术介绍
近年来，伴随着EPS的普及，希望进一步提高商品力。在这样的情况下，在万一发生故障时，希望保留哪怕是时间限定这样的辅助功能。为了保留EPS的辅助功能，已知的方法是，设置多个状态量检测机构(转向操纵扭矩传感器、转向操纵角传感器、马达旋转角传感器等)，通过比较这些状态量检测机构的检测信号来识别异常的状态量检测机构。现有技术文献专利文献专利文献1:(日本)特开2006－143151
技术实现思路
然而，在对状态量检测机构的检测信号进行比较时，由于需要换算或估计检测信号，所以降低了异常检测的精度。其结果是，不能检测出必须要测出的异常，或者，相反地存在将正常的检测信号误判为异常的情况。例如，在摩擦系数μ极小的路面上行驶的情况下，虽然转向操纵扭矩很小，但由于转向操纵角的改变，所以有可能做出误判。从上述说明可知，在动力转向装置和车辆搭载设备的控制装置中，提高状态量检测机构的异常检测精度成为了课题。本专利技术的特征在于，具有：第1异常检测电路，其将一对的转向操纵扭矩检测信号、一对的转向操纵角检测信号、或一对的马达旋转角检测信号的彼此进行比较，检测转向操纵扭矩传感器、转向操纵角传感器、马达旋转角传感器的异常；比较信号生成电路，其利用已比较信号以外的信号，生成或选择与已比较信号单位相同的信号；第2异常检测电路，其将由比较信号生成电路生成或选择的信号与已比较信号进行比较，将表示相同或相近的值的信号数量最多的信号值作为正常值，将其它的信号值作为异常值，以此进行检测；控制继续判断电路，当在异常确定之前计算出了正常值时，利用正常值继续进行转向操纵辅助控制，在计算出正常值之前确定了异常时，中止或限制转向操纵辅助控制。利用本专利技术，在动力转向装置和车辆搭载设备的控制装置中，能够提高状态量检测机构的异常检测精度。附图说明图1是实施方式中的动力转向装置的概略图。图2是实施方式中的动力转向装置的电气系统方框图。图3是表示转向操纵扭矩传感器和转向操纵角传感器的输入输出的图。图4是表示实施方式1中的异常信号检测处理的流程图。图5是表示实施方式1中的异常信号检测处理的方框图。图6是表示转向操纵扭矩计算信号的计算方法的说明图。图7是表示实施方式1中的异常信号检测处理的时间图。图8是表示实施方式2中的异常信号检测处理的流程图。图9是表示实施方式2中的异常信号检测处理的方框图。图10是表示转向操纵角计算信号的计算方法的说明图。图11是表示实施方式2中的异常信号检测处理的时间图。图12是表示实施方式3中的异常信号检测处理的流程图。图13是表示实施方式3中的异常信号检测处理的方框图。图14是表示马达旋转角计算信号的计算方法的说明图。图15是表示实施方式3中的异常信号检测处理的时间图。图16是表示实施方式4中的异常信号检测处理的流程图。图17是表示实施方式4中的异常信号检测处理的方框图。图18是表示实施方式5中的异常信号检测处理的流程图。图19是表示实施方式5中的异常信号检测处理的时间图。具体实施方式以下，基于图1～图19，详述本专利技术的动力转向装置和车辆搭载设备的控制装置。实施方式1图1是表示本实施方式中的动力转向装置的概略图。图1所示的动力转向装置由方向盘(省略图示)、转向轴(转向操纵轴)1、小齿轮轴2、齿条轴3构成基本的转向操纵机构。根据该转向操纵机构，当操作者对方向盘进行旋转操作时，该方向盘的转向操纵扭矩经由转向轴1传递到小齿轮轴2，并且小齿轮轴2的旋转运动转换为齿条轴3的直线运动，使与齿条轴3的两端连结的左右转向轮(省略图示)进行转向。即，在齿条轴3上形成有与小齿轮轴2啮合的齿条齿，构成通过该齿条齿与小齿轮轴的啮合将转向轴1的旋转变换为转向动作的变换机构。另外，小齿轮轴2的壳体上设有检测方向盘的转向操纵角的转向操纵扭矩传感器TS(例如，旋转变压器等)，基于转向操纵扭矩传感器TS的输出信号、检测电动马达M的转子的旋转角的马达旋转角传感器6(例如，旋转变压器、IC等)的输出信号、车速信息，利用控制装置(以下，称为ECU)的马达控制电路(省略图示)，进行对电动马达M的驱动控制，从电动马达M经由减速器5对齿条轴3付与转向操纵辅助力。电动马达M在其输出轴上设有减速器5，电动马达M的旋转在被减速的同时变换为齿条轴3的直线运动。另外，转向轴1在轴向上被分割为方向盘侧的输入轴和齿条轴3侧的输出轴。输入轴和输出轴经由扭杆(省略图示)被相互同轴连结。由此，输入轴和输出轴通过扭杆的扭转变形能够相对旋转。转向操纵扭矩传感器TS具有检测输入轴侧的旋转角的第1角度传感器和检测输出轴侧的旋转角的第2角度传感器，基于第1角度传感器和第2角度传感器的输出信号计算所述扭杆的扭转量，由此计算转向操纵扭矩。另外，在该扭杆上设有转向操纵角传感器AS(例如，MR元件、IC等)。图2是表示电气系统的结构方框图，图3是表示转向操纵扭矩传感器TS、转向操纵角传感器AS、马达旋转角传感器6的输入输出的图。如图2，图3所示，利用分别作为所述第1、第2角度传感器的主、副两个转向操纵扭矩传感器TS1、TS2、主、副两个转向操纵角传感器AS1、AS2、主、副两个马达旋转角传感器61、62来检测转向操纵扭矩、转向操纵角、马达旋转角，分别将转向操纵扭矩检测信号Tt(主)、Tt(副)、转向操纵角检测信号θs(主)、θs(副)、马达旋转角检测信号θm(主)、θm(副)向ECU4内的扭矩信号接收部(省略图示)、转向操纵角信号接收部(省略图示)、马达旋转角信号接收部(省略图示)输出。电源电路7由传感器类、MPU9、IC关系的电源作成，进行供电。CAN通信电路8与车辆进行数据和其它信息的交换。MPU9进行EPS辅助控制的计算、马达电流的控制、功能构成部件的异常检测、向安全状态的转移处理等。当由MPU9检测出异常而判断为必须要切断系统时，失效保险电路13基于来自MPU9的指令来切断马达电流的电源。驱动电路10基于来自MPU9的指令来驱动逆变器电路12的驱动元件。逆变器电路12由驱动元件构成，基于来自驱动电路10的指令进行动作。电动马达M根据来自逆变器电路12的电流驱动，输出用于转向操纵辅助的马达扭矩。逆变器电路12的下游侧的电流由作为电流检测元件的电流传感器11进行检测。为了进行马达控制，设有进行高响应滤波处理的主、副电流检测电路14a，14b。另外，为了监视逆变器电路12的过电流，设有检测平均电流并进行低响应的滤波处理的主、副电流检测电路15a，15b。接着，基于图4所示的流程图、图5所示的方框图、图6所示的转向操纵扭矩计算信号的计算例和图7的时间图，说明本实施方式1中的异常信号检测处理。首先，在S1中，读取来自主转向操纵扭矩传感器Ts1和副转向操纵扭矩传感器Ts2的转向操纵扭矩检测信号Tt(主)、Tt(副)。接着，在S2中，通过第1异常检测电路16比较转向操纵扭矩检测信号Tt(主)、Tt(副)，判定偏差是否在异常检测阈值以上。如果偏差在阈值以上，就向S3转移，如果偏差达不到异常检测阈值，就向S22转移。在S3中，如图7所示，增加异常检测计数器的计数，并随同计数增加，设置异常信号检测开始标志。在转向操纵扭矩检测信号Tt(主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力转向装置，其特征在于，具有：转向操纵机构，其根据方向盘的转向操纵操作，使转向轮转向；电动马达，其对所述转向操纵机构付与转向操纵力；ECU，其驱动控制所述电动马达；马达控制电路，其设置在所述ECU，根据车辆的驾驶状态输出驱动控制所述电动马达的马达指令信号；转向操纵扭矩传感器，其设置在所述转向操纵机构，检测产生于所述转向操纵机构的转向操纵扭矩；转向操纵角传感器，其设置在所述转向操纵机构，检测所述方向盘的转向操纵量即转向操纵角；马达旋转角传感器，其设置在所述电动马达，检测所述电动马达的转子的旋转角；扭矩信号接收部，其设置在所述ECU，接收第1转向操纵扭矩检测信号及第2转向操纵扭矩检测信号，所述第1转向操纵扭矩检测信号及第2转向操纵扭矩检测信号是从所述转向操纵扭矩传感器输出的两个转向操纵扭矩检测信号，是由相互不同的检测元件检测的转向操纵扭矩检测信号或者由共同的检测元件检测之后经由相互不同的电路输出的转向操纵扭矩检测信号；转向操纵角信号接收部，其设置在所述ECU，接收第1转向操纵角检测信号及第2转向操纵角检测信号，所述第1转向操纵角检测信号及所述第2转向操纵角检测信号是从所述转向操纵角传感器输出的两个转向操纵角检测信号，是由相互不同的检测元件检测的转向操纵角检测信号或者由共同的检测元件检测之后经由相互不同的电路输出的转向操纵角检测信号；马达旋转角信号接收部，其设置在所述ECU，接收第1马达旋转角检测信号及第2马达旋转角检测信号，所述第1马达旋转角检测信号及所述第2马达旋转角检测信号是从所述马达旋转角传感器输出的两个马达旋转角检测信号，是由相互不同的检测元件检测的马达旋转角检测信号或者由共同的检测元件检测之后经由相互不同的电路输出的马达旋转角检测信号；第1异常检测电路，其设置在所述ECU，通过进行第1比较、第2比较、第3比较中的任一比较，检测所述转向操纵扭矩传感器、所述转向操纵角传感器、或所述马达旋转角传感器的异常，所述第1比较是所述第1转向操纵扭矩检测信号与所述第2转向操纵扭矩检测信号之间的比较，所述第2比较是所述第1转向操纵角检测信号与所述第2转向操纵角检测信号之间的比较，所述第3比较是所述第1马达旋转角检测信号与所述第2马达旋转角检测信号之间的比较；异常确定电路，其设置在所述第1异常检测电路，当通过在所述第1异常检测电路进行的所述比较检测到了异常，且所述异常的状态持续了预先设定的时间时，确定为异常；比较信号生成电路，其设置在所述ECU，利用除已比较信号之外的信号来生成或选择与所述已比较信号单位相同的信号，所述已比较信号是所述第1比较、第2比较及第3比较之中在所述第1异常检测电路中已进行了比较的信号；第2异常检测电路，其设置在所述ECU，对由所述比较信号生成电路生成或选择的信号和所述已比较信号这两个信号进行比较，将表示相同或相近的值的信号数量最多的信号值作为正常值，将其它的信号值作为异常值，以此进行检测；控制继续判断电路，其设置在所述ECU，当在所述异常确定电路中确定异常之前在所述第2异常检测电路中计算出了所述正常值时，利用所述正常值继续进行由所述马达控制电路进行的所述电动马达的驱动控制，当在所述第2异常检测电路中计算出所述正常值之前在所述异常确定电路中确定了异常时，中止或限制由所述马达控制电路进行的所述电动马达的驱动控制。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.20 JP 2013-1958881.一种动力转向装置，其特征在于，具有：转向操纵机构，其根据方向盘的转向操纵操作，使转向轮转向；电动马达，其对所述转向操纵机构付与转向操纵力；ECU，其驱动控制所述电动马达；马达控制电路，其设置在所述ECU，根据车辆的驾驶状态输出驱动控制所述电动马达的马达指令信号；转向操纵扭矩传感器，其设置在所述转向操纵机构，检测产生于所述转向操纵机构的转向操纵扭矩；转向操纵角传感器，其设置在所述转向操纵机构，检测所述方向盘的转向操纵量即转向操纵角；马达旋转角传感器，其设置在所述电动马达，检测所述电动马达的转子的旋转角；扭矩信号接收部，其设置在所述ECU，接收第1转向操纵扭矩检测信号及第2转向操纵扭矩检测信号，所述第1转向操纵扭矩检测信号及第2转向操纵扭矩检测信号是从所述转向操纵扭矩传感器输出的两个转向操纵扭矩检测信号，是由相互不同的检测元件检测的转向操纵扭矩检测信号或者由共同的检测元件检测之后经由相互不同的电路输出的转向操纵扭矩检测信号；转向操纵角信号接收部，其设置在所述ECU，接收第1转向操纵角检测信号及第2转向操纵角检测信号，所述第1转向操纵角检测信号及所述第2转向操纵角检测信号是从所述转向操纵角传感器输出的两个转向操纵角检测信号，是由相互不同的检测元件检测的转向操纵角检测信号或者由共同的检测元件检测之后经由相互不同的电路输出的转向操纵角检测信号；马达旋转角信号接收部，其设置在所述ECU，接收第1马达旋转角检测信号及第2马达旋转角检测信号，所述第1马达旋转角检测信号及所述第2马达旋转角检测信号是从所述马达旋转角传感器输出的两个马达旋转角检测信号，是由相互不同的检测元件检测的马达旋转角检测信号或者由共同的检测元件检测之后经由相互不同的电路输出的马达旋转角检测信号；第1异常检测电路，其设置在所述ECU，通过进行第1比较、第2比较、第3比较中的任一比较，检测所述转向操纵扭矩传感器、所述转向操纵角传感器、或所述马达旋转角传感器的异常，所述第1比较是所述第1转向操纵扭矩检测信号与所述第2转向操纵扭矩检测信号之间的比较，所述第2比较是所述第1转向操纵角检测信号与所述第2转向操纵角检测信号之间的比较，所述第3比较是所述第1马达旋转角检测信号与所述第2马达旋转角检测信号之间的比较；异常确定电路，其设置在所述第1异常检测电路，当通过在所述第1异常检测电路进行的所述比较检测到了异常，且所述异常的状态持续了预先设定的时间时，确定为异常；比较信号生成电路，其设置在所述ECU，利用除已比较信号之外的信号来生成或选择与所述已比较信号单位相同的信号，所述已比较信号是所述第1比较、第2比较及第3比较之中在所述第1异常检测电路中已进行了比较的信号；第2异常检测电路，其设置在所述ECU，对由所述比较信号生成电路生成或选择的信号和所述已比较信号这两个信号进行比较，将表示相同或相近的值的信号数量最多的信号值作为正常值，将其它的信号值作为异常值，以此进行检测；控制继续判断电路，其设置在所述ECU，当在所述异常确定电路中确定异常之前在所述第2异常检测电路中计算出了所述正常值时，利用所述正常值继续进行由所述马达控制电路进行的所述电动马达的驱动控制，当在所述第2异常检测电路中计算出所述正常值之前在所述异常确定电路中确定了异常时，中止或限制由所述马达控制电路进行的所述电动马达的驱动控制。2.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，所述转向操纵机构具有：转向操纵轴，其与所述方向盘连接；扭杆，其设置在所述转向操纵轴的中途，将所述转向操纵轴的所述方向盘侧与所述转向轮侧能够相对旋转地连接，所述转向操纵扭矩传感器具有检测所述转向操纵轴中的所述方向盘侧的旋转角的第1角度传感器和检测所述转向操纵轴中的所述转向轮侧的旋转角的第2角度传感器，基于所述第1角度传感器和所述第2角度传感器的输出信号来计算所述扭杆的扭转量，由此检测所述转向操纵扭矩，所述第1转向操纵扭矩检测信号是所述第1角度传感器的输出信号，所述第2转向操纵扭矩检测信号是所述第2角度传感器的输出信号，所述第1异常检测电路通过进行所述第1比较，检测所述扭矩传感器的异常。3.如权利要求2所述的动力转向装置，其特征在于，所述转向操纵角传感器检测在所述转向操纵轴中比所述扭杆更靠向所述方向盘侧的所述转向操纵轴的旋转角，所述电动马达与所述转向操纵机构中的比所述扭杆更靠向所述转向轮侧连接，所述比较信号生成电路基于所述第1转向操纵角检测信号和所述第1马达旋转角检测信号来计算与所述转向操纵扭矩相当的第1转向操纵扭矩计算信号，并且基于所述第2转向操纵角检测信号和所述第2马达旋转角检测信号来计算与所述转向操纵扭矩相当的第2转向操纵扭矩计算信号，所述第2异常检测电路利用所述第1转向操纵扭矩检测信号、所述第2转向操纵扭矩检测信号、所述第1转向操纵扭矩计算信号及所述第2转向操纵扭矩计算信号来计算所述正常值。4.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，所述第1异常检测电路通过进行所述第2比较来检测所述转向操纵角传感器的异常。5.如权利要求4所述的动力转向装置，其特征在于，所述比较信号生成电路基于所述第1马达旋转角检测信号来计算与所述转向操纵角相当的第1转向操纵角计算信号，并且基于所述第2马达旋转角检测信号来计算与所述转向操纵角相当的第2转向操纵角计算信号，所述第2异常检测电路利用所述第1转向操纵角检测信号、所述第2转向操纵角检测信号、所述第1转向操纵角计算信号和所述第2转向操纵角计算信号来计算所述正常值。6.如权利要求5所述的动力转向装置，其特征在于，所述转向操纵机构具有：转向操纵轴，其与所述方向盘连接；扭杆，其设置在所述转向操纵轴的中途，将所述转向操纵轴的所述方向盘侧与所述转向轮侧能够相对旋转地连接，所述转向操纵角传感器检测所述转向操纵轴中的比所述扭杆更靠向所述方向盘侧的所述转向操纵轴的旋转角，所述电动马达与所述转向操纵机构中的比所述扭杆更靠向所述转向轮侧连接，所述比较信号生成电路基于所述第1马达旋转角检测信号及所述扭杆的扭转量来计算所述第1转向操纵角计算信号，并且基于所述第2马达旋转角检测信号及所述扭杆的扭转量来计算所述第2转向操纵角计算信号。7.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，在所述第1异常检测电路中进行的比较所采用的信号是从相互不同的检测元件检测的检测信号。8.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，所述异常确定电路进行修正，以使在所述第1异常检测电路的所述比较中所采用的一对信号彼此之间的差越大，异常确定时间越短。9.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，当在所述异常确定电路中确定异常之前在所述第2异常检测电路中计算出了所述正常值时，所述控制继续判断电路继续进行由所述马达控制电路进行的所述电动马达的驱动控制，直至车辆的点火开关被切断为止，并且，当在所述点火开关被切断后再次接通所述点火开关时，所述控制继续判断电路中止由所述马达控制电路进行的所述电动马达的驱动控制。10.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，当在所述异常确定电路中确定异常之前在所述第2异常检测电路中计算出了所述正常值时，所述控制继续判断电路随着时间的经过而逐渐减少由所述马达控制电路进行的所述电动马达的驱动控制中的向所述电动马达的通电量。11.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，当在所述异常确定电路中确定异常之前在所述第2异常检测电路中计算出了所述正常值时，所述控制继续判断电路继续进行由所述马达控制电路进行的所述电动马达的驱动控制，直至车速变为规定车速以下为止。12.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，当在所述异常确定电路中确定异常之前在所述第2异常检测电路中计算出了所述正常值，且车速为规定值以下时，所述控制继续判断电路继续进行由所述马达控制电路进行的所述电动马达的驱动控制。13.一种动力转向装置，其特征在于，转向操纵机构，其根据方向盘的转向操纵操作，使转向轮转向；电动马达，其对所述转向操纵机构付与转向操纵力；ECU，其驱动控制所述电动马达；马达控制电路，其设置在所述ECU，根据车辆的驾驶状态输出驱动控制所述电动马达的马达指令信号；转向操纵扭矩传感器，其设置在所述转向操纵机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木光雄，久积巧，
申请(专利权)人：日立汽车系统转向器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP