[发明专利]电动助力转向系统

说明书

一种电动助力转向装置，包括：组合的角位置和转矩传感器组件，其包括在使用中操作地连接至车辆的转向盘的上柱轴、在使用中操作地连接至车辆的车轮的下柱轴、使上柱轴和下柱轴互连的扭力杆；第一和第二转矩信号产生器件，其每一个根据扭力杆的角偏转产生第一转矩信号；绝对位置信号产生器件，其在使用中产生指示上柱轴的角位置的上柱绝对位置信号；电动机，其连接至转矩传感器组件的下柱轴；以及由电动机承载的电动机位置传感器，其根据电动机转子的角位置提供电动机位置信号。所述装置还包括虚拟转矩信号产生器件，其在使用中适于从电动机位置信号和由处理器件产生的绝对角位置信号的组合产生第三转矩信号。

技术领域

本发明涉及对电动助力转向系统的改进。

背景技术

在典型的电动助力转向系统中，电动机(比如三相直流电动机) 连接至转向机构的一部分，特别地连接至转向轴，所述转向轴将车辆的转向盘连接至车轮。传感器(比如转矩传感器)产生指示由驾驶员施加至转向盘上的转矩的信号，并且该信号被馈送到微处理器中。微处理器使用该信号以产生用于电动机的控制信号，所述控制信号指示电动机所需的转矩或电流。这些控制信号在微处理器中被转化成用于电动机的每一相的电压波形，这些电压波形进而被从微处理器传输至电动机侧桥驱动器。

电动机侧桥驱动器将控制信号(其通常为低电平电压波形)转化成施加至电动机侧的桥的各相上的更高电平的电压驱动信号。典型的桥包括一组开关，所述一组开关根据从桥驱动器电路施加至开关的高电平电压驱动信号选择性地将来自电源的电流施加至电动机的各相。通过控制开关，能够相对于电动机的转子位置控制电动机中的电流，从而允许控制由电动机产生的转矩。电动机在使用中因此导致将辅助转矩施加至转向系统，所述辅助转矩帮助或有助于驾驶员转动转向盘。由于该转矩影响转矩传感器的输出，因此这形成了一种闭环控制，该闭环控制允许准确控制电动机转矩。

转矩传感器通常包括扭力杆和两个角位置传感器，所述两个角位置传感器中的一个角位置传感器提供表示转向系统在扭力杆的一侧上的角位置的输出信号，而另一个角位置传感器提供表示转向系统在扭力杆的另一侧上的角位置的输出信号。当没有施加转矩时，两个输出信号将是对准的，但是当施加了转矩时，扭力杆扭动，导致两个角位置传感器运动成不对准。该输出信号的相对变化提供了对所需转矩的测量。

为了在发生故障的情况下提供额外的安全裕度，通常使用双通道转矩传感器，其产生两个信息通道，每个通道各自提供转矩测量。在使用中，由每个通道显示的转矩用另一个通道的转矩进行校验，如果它们是一致的，则能够认为转矩值是可靠的。如果它们不一致，则一个或两个通道可能发生了故障且能够建立一错误标记。通常来说，当该情况发生时，电动机不施加辅助转矩。

尽管双通道转矩传感器给予了增大的安全度，但是在一个通道发生故障的情况下，即使另一个通道未发生故障，也不可能继续安全地施加辅助转矩，这部分是因为可能不能够辨别哪个通道有故障、哪个通道是可靠的，并且还因为没有办法提供保护以使那个仍然良好的通道随后不发生故障。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电动助力转向装置，所述电力助力转向装置改进了在检测到故障时与现有系统有关的问题。

根据第一方面，本发明提供了一种电动助力转向装置，包括：

组合的角位置和转矩传感器组件，所述组合的角位置和转矩传感器组件包括：上柱轴，所述上柱轴在使用中操作地连接至车辆的转向盘；下柱轴，所述下柱轴在使用中操作地连接至车辆的车轮；扭力杆，所述扭力杆使上柱轴和下柱轴互连；

第一转矩信号产生器件，所述第一转矩信号产生器件根据扭力杆的角偏转产生第一转矩信号；

第二转矩信号产生器件，所述第二转矩信号产生器件根据扭力杆的角偏转产生第二转矩信号；

绝对位置信号产生器件，所述绝对位置信号产生器件在使用中产生指示上柱轴的角位置的上柱轴绝对位置信号；