專利名稱：電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
本申請請求2009年7月13日申請的日本專利申請?zhí)?009-165014的優(yōu)先權(quán)的權(quán) 利，在本申請中援引其日本專利申請的說明書、附圖以及摘要的全部內(nèi)容。在車輛用的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中有以馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)，該 EPS具有布局自由度高且能耗小的特征。因此，近年來，在從小型車輛到大型車輛的幅寬的 車種中，對之的采用被推進(jìn)。EPS中，在執(zhí)行該動(dòng)力助推控制的信息處理裝置(微型計(jì)算機(jī)等)中，執(zhí)行有數(shù) 量較多的異常判定處理(診斷處理)。例如、微型計(jì)算機(jī)由CPU及存儲(chǔ)器(RAM及ROM)、以 及各種電子電路(A/D變換器等)構(gòu)成，但在其起動(dòng)時(shí)(點(diǎn)火系ON時(shí))，執(zhí)行用于確認(rèn)作 為執(zhí)行程序及其作業(yè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域的存儲(chǔ)器正常與否的初始檢查。例如、參照日本特開 2006-331086號公報(bào)。另外，在起動(dòng)后，仍監(jiān)視該微型計(jì)算機(jī)及其控制下的各種電子電路是 否正常發(fā)揮作用。此外，該異常判定處理中，當(dāng)檢測到某處異常時(shí)，迅速實(shí)現(xiàn)故障保險(xiǎn)，由此 來確保高信賴性及安全性。然而，近年來在EPS中，為了實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的操舵感，而執(zhí)行有各種各樣的補(bǔ)償控 制，隨之存儲(chǔ)器的容量增大，導(dǎo)致上述初始檢查所需的時(shí)間加長。另外，起動(dòng)后的功能檢查 例如通過設(shè)置從執(zhí)行動(dòng)力助推控制的主微型計(jì)算機(jī)中獨(dú)立出來的監(jiān)視用微型計(jì)算機(jī)來進(jìn) 行，但該情況下，主微型計(jì)算機(jī)必須實(shí)時(shí)執(zhí)行從該監(jiān)視用微型計(jì)算機(jī)輸送來的試驗(yàn)運(yùn)算。而 且包括該監(jiān)視用微型計(jì)算機(jī)在內(nèi)，設(shè)置新的監(jiān)視電路(異常判定電路)使得主微型計(jì)算機(jī) 中產(chǎn)生需要監(jiān)視該監(jiān)視電路是否發(fā)揮正常作用等、導(dǎo)致為執(zhí)行該異常判定所需要的處理能 力被進(jìn)一步增大、這也進(jìn)一步助長了制造成本的增加。此外，設(shè)置多個(gè)監(jiān)視電路，使得故障發(fā)生率隨著該構(gòu)成要素的增加而顯著上升，進(jìn) 而遍布多支的異常判定的執(zhí)行也有可能會(huì)將本來在EPS運(yùn)用上不帶來任何影響的細(xì)微的 事件判定為異常。此外，將之作為故障進(jìn)行計(jì)數(shù)，會(huì)引起該故障發(fā)生率被進(jìn)一步拉升等的問 題，就該點(diǎn)而言，仍有改善的余地。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供可解決上述課題的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置具有以馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)源對操舵系賦予用 于輔助轉(zhuǎn)向操作的助力的操舵力輔助裝置、和控制上述操舵力輔助裝置的動(dòng)作的控制器。 上述控制器具有為了產(chǎn)生與上述助力對應(yīng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩而輸出馬達(dá)控制信號的控制信號輸 出器、和根據(jù)上述馬達(dá)控制信號向上述馬達(dá)供給驅(qū)動(dòng)電力的驅(qū)動(dòng)電路。上述控制信號輸出 器根據(jù)檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩運(yùn)算與目標(biāo)助力相當(dāng)?shù)碾娏髦噶钪?，并為使?shí)際電流值追隨于該 電流指令值而執(zhí)行電流反饋運(yùn)算，由此生成上述馬達(dá)控制信號。上述驅(qū)動(dòng)電路通過將開關(guān)
3臂并聯(lián)連接而構(gòu)成，所述開關(guān)臂由將根據(jù)上述馬達(dá)控制信號而進(jìn)行0N/0FF的一對開關(guān)元 件串聯(lián)連接而成。上述控制器具有執(zhí)行同一上述電流反饋運(yùn)算的獨(dú)立的兩個(gè)上述控制信號 輸出器，根據(jù)該各控制信號輸出器所輸出的馬達(dá)控制信號使與馬達(dá)端子對應(yīng)的二列的上述 各開關(guān)臂獨(dú)立地動(dòng)作，由此來執(zhí)行上述驅(qū)動(dòng)電力對于上述馬達(dá)的供給，并且上述控制器具 有異常判定器，該異常判定器在上述各控制信號輸出器的至少任意一方中的上述電流指令 值和實(shí)際電流值的電流偏差超出規(guī)定的閾值時(shí)判定發(fā)生了異常。根據(jù)上述構(gòu)成，各控制信號輸出器所執(zhí)行的電流反饋運(yùn)算相同，且作為該基礎(chǔ)的 狀態(tài)量的檢測對象物也共通。因此，只要該雙系統(tǒng)的控制系中不出現(xiàn)異常，兩者的運(yùn)算結(jié)果 也會(huì)相同。根據(jù)該各控制信號輸出器所輸出的馬達(dá)控制信號各開關(guān)臂同步地進(jìn)行動(dòng)作，由 此能夠供給與假定該各控制信號輸出器單獨(dú)進(jìn)行控制的情況同樣的電力。在各控制信號輸出器所形成的獨(dú)立的兩個(gè)控制系的至少一方發(fā)生異常時(shí)，會(huì)在該 電流反饋運(yùn)算的結(jié)果中產(chǎn)生差異。結(jié)果，馬達(dá)的實(shí)際電流將不管結(jié)果的正誤而追隨于表示 較少通電量的一方的馬達(dá)控制信號。也就是，會(huì)在輸出應(yīng)該產(chǎn)生更大的實(shí)際電流的馬達(dá)控 制信號的一側(cè)產(chǎn)生電流偏差。尤其當(dāng)在各控制信號輸出器中產(chǎn)生的異常未給動(dòng)力助推控制的執(zhí)行帶來影響時(shí)， 該異常會(huì)在任何一方的上述電流偏差中顯現(xiàn)。在測得該異常后，如果停止動(dòng)力助推控制的 執(zhí)行，會(huì)廢棄上述的起動(dòng)時(shí)的存儲(chǔ)器的初始檢查等、關(guān)于構(gòu)成控制信號輸出器的電子電路 的其他異常判定控制，也能夠代替基于該電流偏差的異常判定。此外，該起動(dòng)時(shí)間由此而縮 短，對于控制信號輸出單元要求的處理能力降低，由此能夠?qū)崿F(xiàn)削減成本、并因電路規(guī)模的 縮小而實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生率的降低。如上所述，即便在異常發(fā)生時(shí)，由于馬達(dá)的實(shí)際電流值會(huì)追隨于表示較少通電量 的一方的馬達(dá)控制信號，因此能夠避免異常時(shí)發(fā)生過大的助推。在一個(gè)馬達(dá)控制信號表示 應(yīng)該向反方向賦予助力的信息的情況下，各開關(guān)臂的高電位側(cè)的各開關(guān)元件、及低電位側(cè) 的各開關(guān)元件分別同時(shí)進(jìn)行0N/0FF，即上段全ON、下段全0N，由此避免該反向助推的產(chǎn)生。 結(jié)果能夠確保更高的信賴性及安全性。上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置亦可具備獨(dú)立的兩個(gè)電流傳感器，上述各控制信號 輸出器根據(jù)由對應(yīng)的上述電流傳感器檢測出的實(shí)際電流值來執(zhí)行上述電流反饋運(yùn)算。另外，亦可在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，對上述控制器輸入能夠檢測出上 述操舵轉(zhuǎn)矩的獨(dú)立的雙系統(tǒng)的傳感器信號，并且上述各控制信號輸出器根據(jù)由對應(yīng)的上述 傳感器信號檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩而分別獨(dú)立地運(yùn)算上述電流指令值。根據(jù)上述構(gòu)成，各電流傳感器中產(chǎn)生的異常也會(huì)顯現(xiàn)為上述電流偏差。因此，對于 該電流傳感器的異常判定，亦能代替為基于該電流偏差的異常判定，結(jié)果能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) 構(gòu)成的簡單化及信賴性的提高。另外，根據(jù)上述構(gòu)成，在轉(zhuǎn)矩傳感器產(chǎn)生的異常也會(huì)顯現(xiàn)為上述電流偏差。對于該 轉(zhuǎn)矩傳感器的異常判定，亦能代替為基于該電流偏差的異常判定，結(jié)果能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)構(gòu) 成的簡單化及信賴性的提高。本發(fā)明的上述以及其它的特征和優(yōu)點(diǎn)能夠通過參照附圖的以下對實(shí)施方式的說 明變得明確，對于相同或相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)注相同或相似的符號。
圖1是電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)的簡略構(gòu)成圖。圖2是表示EPS的電氣構(gòu)成的框圖。圖3是表示動(dòng)力助推控制的處理順序的流程圖。圖4是本實(shí)施方式的EPS中的馬達(dá)控制的方框圖。圖5是表示異常判定的處理順序的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下、根據(jù)附圖對將本發(fā)明具體化的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖1所示，本實(shí)施方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)I中，固定有轉(zhuǎn)向盤2的轉(zhuǎn)向 軸3經(jīng)由齒輪齒條機(jī)構(gòu)4與齒條軸5連結(jié)，伴隨著轉(zhuǎn)向操作的轉(zhuǎn)向軸3的旋轉(zhuǎn)通過齒輪齒 條機(jī)構(gòu)4變換成齒條軸5的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向軸3是通過連結(jié)轉(zhuǎn)向柱軸3a、中間軸3b、 及小齒輪軸3c而成的。此外，伴隨著該轉(zhuǎn)向軸3的旋轉(zhuǎn)的齒條軸5的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)由連 結(jié)在該齒條軸5的兩端的橫拉桿6傳遞至未圖示的轉(zhuǎn)向節(jié)，由此來改變轉(zhuǎn)向輪7的舵角、即 車輛的行進(jìn)方向。另外，EPSl具備對操舵系賦予用于輔助轉(zhuǎn)向操作的助力的作為操舵力輔助裝置的 EPS致動(dòng)器10、和控制該EPS致動(dòng)器10的動(dòng)作的作為控制器的E⑶11。EPS致動(dòng)器10構(gòu)成為將作為驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)12經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)13與轉(zhuǎn)向柱軸3a進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)連結(jié)的轉(zhuǎn)向柱助推型的EPS致動(dòng)器。對于減速機(jī)構(gòu)13采用公知的蝸桿&蝸輪。對 于馬達(dá)12采用帶刷的直流馬達(dá)，該馬達(dá)12基于從E⑶11供給來的驅(qū)動(dòng)電力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。EPS 致動(dòng)器10形成為下述構(gòu)成，使馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)減速而傳遞至轉(zhuǎn)向柱軸3a，由此以該馬達(dá)轉(zhuǎn)矩 作為助力賦予給操舵系。轉(zhuǎn)矩傳感器14及車速傳感器15與E⑶11連接。轉(zhuǎn)矩傳感器14具備設(shè)置在轉(zhuǎn)向 柱軸3a的中途的扭桿16、根據(jù)該扭桿16的扭轉(zhuǎn)輸出能夠檢測出經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸3傳遞的操舵 轉(zhuǎn)矩τ的傳感器信號(Sa，Sb)的獨(dú)立的兩個(gè)傳感器單元14a、14b。該轉(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 (圖示略)的外周配置多個(gè)霍爾集成電路作為成為檢測要素的各傳感器單元14a、14b來形 成。例如、參照日本特開2003-149062號公報(bào)。E⑶11根據(jù)由該轉(zhuǎn)矩傳感器14檢測出的操 舵轉(zhuǎn)矩τ (τ 1, τ2)及由車速傳感器15檢測出的車速V來控制作為EPS致動(dòng)器10的驅(qū)動(dòng) 源的馬達(dá)12所產(chǎn)生的助推轉(zhuǎn)矩，由此執(zhí)行該動(dòng)力助推控制。接著，對本實(shí)施方式的EPS的電氣構(gòu)成進(jìn)行說明。圖2是EPS的控制框圖。如同圖所示，E⑶11具有輸出馬達(dá)控制信號的作為馬達(dá) 控制信號輸出器的微型計(jì)算機(jī)17 (17a、17b)、和根據(jù)該微型計(jì)算機(jī)17所輸出的馬達(dá)控制信 號對馬達(dá)12供給驅(qū)動(dòng)電力的驅(qū)動(dòng)電路18。 驅(qū)動(dòng)電路18通過將FET18a、18c及FET18b、18d各組的串聯(lián)電路并聯(lián)連接而形成， 并且FET18a、18c及FET18b、18d的各連接點(diǎn)分別構(gòu)成為形成該輸出端子19a，19b的公知的 H橋型PWM逆變器。 驅(qū)動(dòng)電路18通過以被串聯(lián)連接的一對開關(guān)元件為基本單位(開關(guān)臂)將二列的 開關(guān)臂20a、20b并聯(lián)連接而形成，該兩個(gè)輸出端子19a、19b分別經(jīng)由動(dòng)力布線21a，21b與對應(yīng)的各馬達(dá)端子12a、12b連接。微型計(jì)算機(jī)17 (17a、17b)所輸出的馬達(dá)控制信號成為規(guī) 定構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路18的各FETlSa 18d的開關(guān)狀態(tài)的柵極0N/0FF信號。驅(qū)動(dòng)電路18響應(yīng)作為柵極0N/0FF信號輸入的馬達(dá)控制信號使各FETlSa 18d 進(jìn)行0N/0FF，由此將電池22的電源電壓變換成與該馬達(dá)控制信號所示的占空比相對應(yīng)的 電壓，并將該電壓輸出。之后，該經(jīng)過控制的電壓被施加在馬達(dá)端子12a、12b上，由此使具 有所需的通電方向的驅(qū)動(dòng)電力向馬達(dá)12供給。E⑶11具有獨(dú)立的兩個(gè)微型計(jì)算機(jī)17a、17b作為控制信號輸出器。此外，構(gòu)成上述 驅(qū)動(dòng)電路18的各開關(guān)臂20a、20b構(gòu)成為基于其對應(yīng)的微型計(jì)算機(jī)17a、17b所輸出的馬達(dá) 控制信號分別獨(dú)立地進(jìn)行動(dòng)作的構(gòu)成。各微型計(jì)算機(jī)17a、17b首先根據(jù)由上述轉(zhuǎn)矩傳感器14及車速傳感器15檢測出的 操舵轉(zhuǎn)矩τ及車速V運(yùn)算應(yīng)該賦予給該操舵系的目標(biāo)助力。具體而言，對微型計(jì)算機(jī)17a輸入構(gòu)成轉(zhuǎn)矩傳感器14的兩個(gè)傳感器單元14a、14b 之中的傳感器單元14a所輸出的傳感器信號Sa，對微型計(jì)算機(jī)17b輸入傳感器單元14b所 輸出的傳感器信號Sb。各微型計(jì)算機(jī)17a、17b根據(jù)從其對應(yīng)的傳感器單元14a、14b輸入的 傳感器信號Sa，Sb分別獨(dú)立地檢測操舵轉(zhuǎn)矩τ ，τ 2。各微型計(jì)算機(jī)17a、17b具有將車速V及操舵轉(zhuǎn)矩τ與目標(biāo)助力對應(yīng)建立關(guān)聯(lián)的 映象表(圖示略)，各微型計(jì)算機(jī)17a、17b根據(jù)該映象表運(yùn)算目標(biāo)助力。在本實(shí)施方式中， 對于車速V而言，向各微型計(jì)算機(jī)17a、17b輸入共通的值。各微型計(jì)算機(jī)17a、17b根據(jù)檢 測出的車速V及操舵轉(zhuǎn)矩τ (τ ，τ 2)，對隨著該車速V降低而變大，又隨著該操舵轉(zhuǎn)矩τ 的增大而變大的上述目標(biāo)助力進(jìn)行運(yùn)算。用于檢測馬達(dá)12的實(shí)際電流值I的電流傳感器23與E⑶11連接。各微型計(jì)算機(jī) 17a、17b為使該檢測出的實(shí)際電流值I追隨于與上述目標(biāo)助力相當(dāng)?shù)碾娏髦噶钪?I ，通 過執(zhí)行電流反饋運(yùn)算來對上述馬達(dá)控制信號進(jìn)行運(yùn)算。在連接上述各開關(guān)臂20a、20b的各輸出端子19a和各馬達(dá)端子12a、12b的二根動(dòng) 力布線21a，21b上以1對1的關(guān)系設(shè)置共計(jì)兩個(gè)電流傳感器23a、23b。對微型計(jì)算機(jī)17a輸入該兩個(gè)電流傳感器23a、23b中的設(shè)置在動(dòng)力布線21a的電 流傳感器23a的輸出信號，此外對微型計(jì)算機(jī)17b輸入設(shè)置在動(dòng)力布線21b的電流傳感器 23b的輸出信號。各微型計(jì)算機(jī)17a、17b根據(jù)其對應(yīng)的電流傳感器23a、23b的輸出信號分別獨(dú)立地 檢測馬達(dá)12的實(shí)際電流值11、12。之后，各微型計(jì)算機(jī)17a、17b為了執(zhí)行上述動(dòng)力助推控 制，根據(jù)該實(shí)際電流值II、12分別獨(dú)立地執(zhí)行同一電流反饋運(yùn)算。具體而言，如圖3的流程圖所示，微型計(jì)算機(jī)17(17a、17b)首先取得操舵轉(zhuǎn)矩 τ (τ ，τ 2)及車速V (步驟101)，根據(jù)上述的車輛狀態(tài)量執(zhí)行目標(biāo)助力的運(yùn)算(步驟102) 及與該目標(biāo)助力相當(dāng)?shù)碾娏髦噶钪礗*的運(yùn)算(步驟103)。之后，取得馬達(dá)12的實(shí)際電流 值I (步驟104)，執(zhí)行后述的異常判定處理(步驟105)。微型計(jì)算機(jī)17為使檢測出的實(shí)際電流值I追隨于與目標(biāo)助力相當(dāng)?shù)碾娏髦噶钪?I *，執(zhí)行電流反饋運(yùn)算(步驟106)。該電流反饋運(yùn)算是通過基于對上述步驟103中運(yùn)算得 出的電流指令值I *和上述步驟104中取得的實(shí)際電流值I的電流偏差乘以比例增益的比 例項(xiàng)、及對該積分值乘以積分增益的積分項(xiàng)的比例、積分控制來進(jìn)行的。通過PWM控制運(yùn)算的執(zhí)行(步驟107)，算出與上述電流反饋運(yùn)算的結(jié)果(電壓指令值)對應(yīng)的占空比，并將具 有該占空比的柵極0N/0FF信號作為馬達(dá)控制信號輸出(步驟108)。像這樣，各微型計(jì)算機(jī)17a、17b具有對原本各自獨(dú)立并構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路18的所有 FETlSa 18d輸出馬達(dá)控制信號，及控制其動(dòng)作的能力。然而，如圖2所示，EPSl中，微型計(jì)算機(jī)17a僅對構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路18的二列開關(guān)臂 20a、20b中的開關(guān)臂20a的各FET18a、18c輸出其馬達(dá)控制信號。另外，微型計(jì)算機(jī)17b僅對 開關(guān)臂20b的各FET18b、18d輸出其馬達(dá)控制信號。即，構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路18的各開關(guān)臂20a、 20b分別根據(jù)各自對應(yīng)的各微型計(jì)算機(jī)17a、17b的輸出馬達(dá)控制信號而獨(dú)立進(jìn)行動(dòng)作。如圖4的方框圖所示，EPSl中，形成為到用來執(zhí)行該動(dòng)力助推控制的電流反饋運(yùn) 算中使用的主要狀態(tài)量(τ，I)的檢測及該電流反饋運(yùn)算的執(zhí)行、以及對各馬達(dá)端子12a、 12b施加電壓為止的過程是獨(dú)立的二重系(同圖中被虛線L1、L2包圍的部分)。此外，同圖 中的各符號及狀態(tài)量是馬達(dá)控制的方框圖中使用的一般的符號及狀態(tài)量，因此這里省略詳 細(xì)的說明。這兩個(gè)控制系分別獨(dú)立，而作為其基礎(chǔ)的狀態(tài)量的檢測對象物(扭桿16及馬達(dá) 12)卻為共通，且其所執(zhí)行的電流反饋運(yùn)算相同。因此，只要該各控制系正常，即便將各微型計(jì)算機(jī)17a、17b的控制對象限定在各 自所對應(yīng)的各開關(guān)臂20a、20b (各FET18a、18c、18b、18d)中的一方，仍能夠與假定各微型計(jì) 算機(jī)17a、17b單獨(dú)進(jìn)行控制的情況相同地對驅(qū)動(dòng)電路18的動(dòng)作進(jìn)行控制。ECUll據(jù)此來進(jìn) 行對該馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)電力的供給。在如此利用兩個(gè)微型計(jì)算機(jī)17a、17b來獨(dú)立地控制各開關(guān)臂20a、20b的動(dòng)作的構(gòu) 成中，當(dāng)在該各微型計(jì)算機(jī)17a、17b所執(zhí)行的電流反饋運(yùn)算的結(jié)果上產(chǎn)生差異時(shí)，馬達(dá)12 的實(shí)際電流值I將不管該結(jié)果的正誤而追隨于表示較少通電量的一方的馬達(dá)控制信號。此 外，ECUll具有對之進(jìn)行利用的系統(tǒng)的異常判定功能。例如當(dāng)從馬達(dá)端子12a側(cè)向馬達(dá)端子12b側(cè)進(jìn)行通電時(shí)，微型計(jì)算機(jī)17a輸出使 開關(guān)臂20a中的高電位側(cè)的FETlSa為ON的馬達(dá)控制信號，微型計(jì)算機(jī)17b輸出使開關(guān)臂 20b中的低電位側(cè)的FETlSd為ON的馬達(dá)控制信號。此時(shí)，為了防止穿透電流的發(fā)生，使開 關(guān)臂20a的低電位側(cè)的FET18c及開關(guān)臂20b的高電位側(cè)的FET18b為OFF。這里，如上所述，各微型計(jì)算機(jī)17a、17b所執(zhí)行的電流反饋運(yùn)算相同、且作為其基 礎(chǔ)的狀態(tài)量的檢測對象物也共通。只要在這兩個(gè)控制系(參照圖4)中不出現(xiàn)異常，該運(yùn)算 結(jié)果即相同。與該各微型計(jì)算機(jī)17a、17b對應(yīng)的各開關(guān)臂20a、20b基于所輸入的馬達(dá)控制 信號進(jìn)行同步動(dòng)作，由此進(jìn)行與假設(shè)該各微型計(jì)算機(jī)17a、17b單獨(dú)進(jìn)行控制的情況相同的 電力供給。當(dāng)在這兩個(gè)控制系中的一方產(chǎn)生某種異常時(shí)，會(huì)在各微型計(jì)算機(jī)17a、17b所執(zhí)行 的電流反饋運(yùn)算的結(jié)果中產(chǎn)生差異。例如、當(dāng)微型計(jì)算機(jī)17a輸出應(yīng)該使馬達(dá)12產(chǎn)生X作 為實(shí)際電流值I的馬達(dá)控制信號，微型計(jì)算機(jī)17b輸出表示應(yīng)該產(chǎn)生上述Y作為實(shí)際電流 值I的馬達(dá)控制信號時(shí)(X > Y)，馬達(dá)12的實(shí)際電流值I會(huì)追隨于更少的一方Y(jié)。也就是，對于與高電位側(cè)的馬達(dá)端子12a對應(yīng)的開關(guān)臂20a側(cè)、即利用微型計(jì)算機(jī) 17a的馬達(dá)控制信號輸出而動(dòng)作的FETlSa而言，確保了允許與上述X相當(dāng)?shù)鸟R達(dá)電流的發(fā) 生的ON時(shí)間。然而，對于與馬達(dá)端子12b對應(yīng)的開關(guān)臂20b、即利用微型計(jì)算機(jī)17a的馬達(dá)
7控制信號輸出而動(dòng)作的FETlSd的ON時(shí)間而言，只達(dá)到允許與小于上述X的Y相當(dāng)?shù)鸟R達(dá) 電流的通電的程度。像這樣當(dāng)各微型計(jì)算機(jī)17a、17b所執(zhí)行的電流反饋運(yùn)算的結(jié)果出現(xiàn)差 異時(shí)，ECUll會(huì)根據(jù)在輸出應(yīng)該產(chǎn)生更大的實(shí)際電流值I的馬達(dá)控制信號一側(cè)產(chǎn)生的電流 偏差來執(zhí)行系統(tǒng)的異常判定。更詳細(xì)而言，各微型計(jì)算機(jī)17a、17b如上所述，分別獨(dú)立地運(yùn)算電流指令值I *，以 及對馬達(dá)12的實(shí)際電流值I (II、12)進(jìn)行檢測。根據(jù)該電流指令值I *和實(shí)際電流值I的 電流偏差來執(zhí)行該異常判定處理(參照圖3、步驟104 步驟106)。具體而言，如圖5的流程圖所示，異常判定器判定各微型計(jì)算機(jī)17a、17b的電流指 令值I *和實(shí)際電流值I (11、12)的電流偏差的絕對值是否超出規(guī)定的閾值Ith (步驟201)。 當(dāng)該電流偏差超出閾值Ith時(shí)(|1、1| > Ith、步驟201 :YES)，會(huì)對另一微型計(jì)算機(jī)輸出 表示檢測到系統(tǒng)異常的異常測得信號Str (步驟202)，并停止該動(dòng)力助推控制的執(zhí)行(步驟 203)。上述步驟201中，當(dāng)判定電流指令值I*與實(shí)際電流值I (II、12)的電流偏差的絕 對值在規(guī)定的閾值Ith以下時(shí)(I I*-ι I彡Ith、步驟201 :N0)，微型計(jì)算機(jī)17判定是否從 另一微型計(jì)算機(jī)輸入了上述異常測得信號Str (步驟204)。在存在該異常測得信號Str的 輸入的情況下(步驟204 :YES)，亦停止該動(dòng)力助推控制的執(zhí)行(步驟203)。此外，上述步驟204中，在判定為未輸入上述異常測得信號Str時(shí)(步驟204 :N0), 判定為正常，從而繼續(xù)該動(dòng)力助推控制(步驟205)。根據(jù)本實(shí)施方式能夠得到以下的作用、效果。(I)E⑶11具備獨(dú)立的兩個(gè)微型計(jì)算機(jī)17a、17b作為馬達(dá)控制信號輸出器，并且該 各微型計(jì)算機(jī)17a、17b執(zhí)行同一電流反饋運(yùn)算。此外，構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路18的各開關(guān)臂20a、 20b根據(jù)所對應(yīng)的微型計(jì)算機(jī)17a、17b輸出的馬達(dá)控制信號，分別獨(dú)立地進(jìn)行動(dòng)作。各微型 計(jì)算機(jī)17a、17b判定電流指令值I*與實(shí)際電流值I(I1、I2)的電流偏差(的絕對值)是否 超出規(guī)定的閾值Ith。當(dāng)該電流偏差超出閾值Ith時(shí)，判定在系統(tǒng)中發(fā)生了某種異常。各微型計(jì)算機(jī)17a、17b所執(zhí)行的電流反饋運(yùn)算相同，且作為該基礎(chǔ)的狀態(tài)量的檢 測對象物也共通。因此，只要在該兩個(gè)控制系中不出現(xiàn)異常，該運(yùn)算結(jié)果也相同。根據(jù)該各 微型計(jì)算機(jī)17a、17b的馬達(dá)控制信號輸出使各開關(guān)臂20a、20b同步動(dòng)作，能夠與假設(shè)該各 微型計(jì)算機(jī)17a、17b單獨(dú)進(jìn)行控制的情況相同的電力供給。當(dāng)在該各微型計(jì)算機(jī)17a、17b所形成的獨(dú)立的兩個(gè)控制系中的至少一個(gè)出現(xiàn)異 常時(shí)，會(huì)在該電流反饋運(yùn)算的結(jié)果中產(chǎn)生差異。結(jié)果，馬達(dá)12的實(shí)際電流I將不管結(jié)果的 正誤而追隨于表示較少通電量的一方的馬達(dá)控制信號，從而會(huì)在輸出應(yīng)該產(chǎn)生更大的實(shí)際 電流I的馬達(dá)控制信號的一側(cè)產(chǎn)生電流偏差。根據(jù)上述構(gòu)成，通過監(jiān)視該電流偏差，能夠利 用簡單的構(gòu)成進(jìn)行信賴性頗高的異常判定。尤其當(dāng)在各微型計(jì)算機(jī)17a、17b中產(chǎn)生的異常未給動(dòng)力助推控制的執(zhí)行帶來影 響時(shí)，該異常會(huì)在任何一方的上述電流偏差中出現(xiàn)。在測得該異常后，如果停止動(dòng)力助推控 制的執(zhí)行，會(huì)廢棄上述的起動(dòng)時(shí)的存儲(chǔ)器的初始檢查等、關(guān)于各微型計(jì)算機(jī)17a、17b的其 他異常判定控制(監(jiān)視電路)，能夠代替基于該電流偏差的異常判定。該起動(dòng)時(shí)間由此而縮 短，對于各微型計(jì)算機(jī)17a、17b要求的處理能力降低，由此能夠?qū)崿F(xiàn)削減成本、并因電路規(guī) 模的縮小而實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生率的降低。
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如上所述，即便在異常發(fā)生時(shí)，由于馬達(dá)12的實(shí)際電流值I會(huì)追隨于表示較少通 電量的一方的馬達(dá)控制信號，因此能夠避免異常時(shí)發(fā)生過大的助推。而且在一個(gè)馬達(dá)控 制信號表示應(yīng)該向反方向賦予助力的信息的情況下，各開關(guān)臂20a、20b的高電位側(cè)的各 FET18a、18b、及低電位側(cè)的各FET18c、18d分別同時(shí)進(jìn)行0N/0FF，即上段全ON、下段全0N，由 此避免該反向助推的產(chǎn)生。結(jié)果能夠確保更高的信賴性及安全性。(2)各微型計(jì)算機(jī)17a、17b分別根據(jù)所對應(yīng)的電流傳感器23a、23b的輸出信號來 分別獨(dú)立地檢測馬達(dá)12的實(shí)際電流值II、12。根據(jù)上述構(gòu)成，各電流傳感器23a、23b中產(chǎn)生的異常也會(huì)表現(xiàn)為上述電流偏差。 因此，對于該電流傳感器23a、23b的異常判定，亦能代替為基于該電流偏差的異常判定，結(jié) 果能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)構(gòu)成的簡單化及信賴性的提高。(3)各電流傳感器23a、23b分別一對一地配置在連接構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路18的各開關(guān)臂 20a、20b的各輸出端子19a和各馬達(dá)端子12a、12b的二根動(dòng)力布線21a，21b上。根據(jù)上述構(gòu)成，各動(dòng)力布線21a，21b中產(chǎn)生的異常也表現(xiàn)為上述電流偏差。結(jié)果， 能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)構(gòu)成的簡單化及信賴性的提高。(4)各微型計(jì)算機(jī)17a、17b根據(jù)從轉(zhuǎn)矩傳感器14輸入的獨(dú)立的雙系統(tǒng)的傳感器信 號Sa，Sb分別獨(dú)立地對操舵轉(zhuǎn)矩τ 1，τ 2進(jìn)行檢測。此外，根據(jù)該操舵轉(zhuǎn)矩τ ( τ 1，τ 2) 對與目標(biāo)助力相當(dāng)?shù)碾娏髦噶钪礗 *進(jìn)行運(yùn)算。根據(jù)上述構(gòu)成，在轉(zhuǎn)矩傳感器14中產(chǎn)生的異常也表現(xiàn)為上述電流偏差。因此，對 于該轉(zhuǎn)矩傳感器14的異常判定而言，仍能夠代替為基于該電流偏差的異常判定，結(jié)果，能 夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)構(gòu)成的簡單化及信賴性的提高。(5)轉(zhuǎn)矩傳感器14具有設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱軸3a的中途的扭桿16、和輸出能夠檢測出 該扭桿16的扭轉(zhuǎn)、即經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸3傳遞的操舵轉(zhuǎn)矩τ的傳感器信號Sa，Sb的獨(dú)立的兩個(gè) 傳感器單元14a、14b。S卩，含有扭桿的轉(zhuǎn)矩傳感器的機(jī)械的構(gòu)成多極為牢固。因此，使用僅將其電氣構(gòu)成 設(shè)為二重系的轉(zhuǎn)矩傳感器，能夠確保信賴性且使其構(gòu)成簡單化。此外，上述實(shí)施方式亦可進(jìn)行以下的變更。上述實(shí)施方式中，將本發(fā)明具體化為轉(zhuǎn)向柱助推型EPS。然而，并不局限于此，亦可 具體化為小齒輪助推型、齒條助推型的EPS。上述實(shí)施方式中，在二根動(dòng)力布線21a，21b上分別一對一地設(shè)置電流傳感器 23 (23a、23b)，各微型計(jì)算機(jī)17a、17b分別獨(dú)立地根據(jù)所對應(yīng)的電流傳感器23a、23b的輸出 信號對馬達(dá)12的實(shí)際電流值II、12進(jìn)行檢測。然而，并不局限于此，只要電流檢測的信賴 性得到擔(dān)保，各微型計(jì)算機(jī)17a、17b亦可構(gòu)成為使用共通的實(shí)際電流值I，另外，此時(shí)的電 流傳感器亦可為一個(gè)。而且，對于電流傳感器的設(shè)置而言，也并不局限為設(shè)置在各動(dòng)力布線 21a，2 Ib上，亦可構(gòu)成為與驅(qū)動(dòng)電路18串聯(lián)連接。另外，上述實(shí)施方式中，使用具備輸出能夠檢測操舵轉(zhuǎn)矩τ的傳感器信號Sa，Sb 的獨(dú)立的兩個(gè)傳感器單元14a、14b的轉(zhuǎn)矩傳感器14，并且各微型計(jì)算機(jī)17a、17b根據(jù)所對 應(yīng)的各傳感器信號Sa，Sb分別獨(dú)立地對操舵轉(zhuǎn)矩τ ，τ 2進(jìn)行檢測。然而，并不局限于此， 亦可設(shè)置獨(dú)立的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩傳感器，將各自的信號輸入到對應(yīng)的各微型計(jì)算機(jī)中。而且，只 要轉(zhuǎn)矩檢測的信賴性得到擔(dān)保，亦可使各微型計(jì)算機(jī)17a、17b使用共通的值作為操舵轉(zhuǎn)矩
此外，如果利用基于電流偏差的異常判定來進(jìn)行系統(tǒng)的異常判定，則如上述實(shí)施 方式所示，設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立的電流傳感器23a、23b，對各微型計(jì)算機(jī)17a、17b分別輸入能夠檢 測出所對應(yīng)的輸出信號、及操舵轉(zhuǎn)矩τ的獨(dú)立的雙系統(tǒng)的傳感器信號Sa，Sb。此外，最好構(gòu) 成為各微型計(jì)算機(jī)17a、17b分別根據(jù)基于該傳感器信號Sa，Sb而檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩τ 1， 12獨(dú)立地運(yùn)算電流指令值，以及根據(jù)由各電流傳感器23^2313檢測出的實(shí)際電流值11、12 獨(dú)立地執(zhí)行電流反饋控制。S卩，像這樣，通過形成使到用來執(zhí)行動(dòng)力助推控制的電流反饋運(yùn)算中使用的主要 狀態(tài)量(τ，I)的檢測、及其執(zhí)行、以及對各馬達(dá)端子12a、12b施加電壓為止的過程為獨(dú)立 的二重系(參照圖4)，在執(zhí)行助力賦予后成為主要的構(gòu)成中所產(chǎn)生的異常會(huì)全部表現(xiàn)為電 流偏差。結(jié)果，能夠廢棄其他異常判定控制(監(jiān)視電路)而實(shí)現(xiàn)構(gòu)成簡單，又確保了高信賴 性。上述實(shí)施方式中，雖然以各微型計(jì)算機(jī)17a、17b構(gòu)成異常判定器，但亦可獨(dú)立地 設(shè)置該異常判定器。只是從構(gòu)成的簡單化及相伴的利益、電路規(guī)模縮小所引發(fā)的故障發(fā)生 率的降低等觀點(diǎn)出發(fā)，上述實(shí)施方式所示的構(gòu)成更為合適。接著，將從以上的實(shí)施方式中能夠把握的技術(shù)思想與效果一起進(jìn)行記載。電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，特征是上述各電流傳感器分別設(shè)置在連接上述各馬達(dá)端子 和上述各開關(guān)臂的各動(dòng)力布線的中途。由此各動(dòng)力布線上產(chǎn)生的異常也表現(xiàn)為上述電流偏 差。結(jié)果能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)構(gòu)成的簡單化及信賴性的提高。電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，具有轉(zhuǎn)矩傳感器，其輸出能夠基于設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸的中途的 扭桿的扭轉(zhuǎn)來檢測上述操舵轉(zhuǎn)矩的獨(dú)立的雙系統(tǒng)的傳感器信號。即，含有扭桿的轉(zhuǎn)矩傳感 器的機(jī)械的構(gòu)成多極為牢固。因此，使用僅將其電氣構(gòu)成設(shè)為二重系的轉(zhuǎn)矩傳感器，能夠確 保信賴性且使其構(gòu)成簡單化。
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權(quán)利要求
一種電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，具有以馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)源對操舵系賦予用于輔助轉(zhuǎn)向操作的助力的操舵力輔助裝置；和控制上述操舵力輔助裝置的動(dòng)作的控制器，上述控制器具有為了產(chǎn)生與上述助力對應(yīng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩而輸出馬達(dá)控制信號的控制信號輸出器；和根據(jù)上述馬達(dá)控制信號向上述馬達(dá)供給驅(qū)動(dòng)電力的驅(qū)動(dòng)電路，上述控制信號輸出器根據(jù)檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩對與目標(biāo)助力相當(dāng)?shù)碾娏髦噶钪颠M(jìn)行運(yùn)算，并為使實(shí)際電流值追隨于該電流指令值而執(zhí)行電流反饋運(yùn)算，由此生成上述馬達(dá)控制信號，上述驅(qū)動(dòng)電路通過將開關(guān)臂并聯(lián)連接而形成，所述開關(guān)臂由將根據(jù)上述馬達(dá)控制信號而進(jìn)行ON/OFF的一對開關(guān)元件串聯(lián)連接而成，上述控制器具有執(zhí)行相同上述電流反饋運(yùn)算的獨(dú)立的兩個(gè)上述控制信號輸出器，根據(jù)該各控制信號輸出器所輸出的馬達(dá)控制信號使與馬達(dá)端子對應(yīng)的二列的上述各開關(guān)臂獨(dú)立地動(dòng)作，由此來執(zhí)行上述驅(qū)動(dòng)電力向上述馬達(dá)的供給，并且上述控制器具有異常判定器，當(dāng)在上述各控制信號輸出器的至少任意一方，上述電流指令值和實(shí)際電流值的電流偏差超出規(guī)定的閾值時(shí)，該異常判定器判定發(fā)生了異常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 還具備獨(dú)立的兩個(gè)電流傳感器，上述各控制信號輸出器根據(jù)由對應(yīng)的上述電流傳感器檢測出的實(shí)際電流值來執(zhí)行上 述電流反饋運(yùn)算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，對上述控制器輸入能夠檢測出上述操舵轉(zhuǎn)矩的獨(dú)立的雙系統(tǒng)的傳感器信號，并且 上述各控制信號輸出器根據(jù)由對應(yīng)的上述傳感器信號檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩而分別獨(dú)立 地對上述電流指令值進(jìn)行運(yùn)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，對上述控制器輸入能夠檢測出上述操舵轉(zhuǎn)矩的獨(dú)立的雙系統(tǒng)的傳感器信號，并且 上述各控制信號輸出器根據(jù)由對應(yīng)的上述傳感器信號檢測出的操舵轉(zhuǎn)矩而分別獨(dú)立 地對上述電流指令值進(jìn)行運(yùn)算。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其ECU(11)具備獨(dú)立的兩個(gè)微型計(jì)算機(jī)(17a、17b)作為馬達(dá)控制信號輸出器，并且該各微型計(jì)算機(jī)(17a、17b)執(zhí)行同一電流反饋運(yùn)算。構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路(18)的各開關(guān)臂(20a、20b)根據(jù)所對應(yīng)的微型計(jì)算機(jī)(17a、17b)輸出的馬達(dá)控制信號，分別獨(dú)立地進(jìn)行動(dòng)作。各微型計(jì)算機(jī)(17a、17b)判定電流指令值與實(shí)際電流值I(I1、I2)的電流偏差的絕對值是否超出規(guī)定的閾值。當(dāng)該電流偏差超出閾值時(shí)，判定在系統(tǒng)中發(fā)生了某種異常。
文檔編號B62D5/04GK101954925SQ20101022454
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者里則岳 申請人:株式會(huì)社捷太格特