[发明专利]电动助力转向系统及处理电子控制单元的故障安全的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向系统以及一种处理电子控制单元的故障安全（fail-safe）的方法。

背景技术

随着汽车技术的快速进步，对于各种以驾驶员的便利为目的的装置进行了技术开发。

在此其中，一电动助力转向系统在驾驶员操作车辆方向盘时通过驱动一电动机(electric motor)以提供一转向助力，从而减少驾驶员的转向负担。

为了控制电动机，电动助力转向系统的电子控制单元（electronic control unit, 简称ECU）应该会接收到来自一扭矩传感器的一转向扭矩信号（steering torque signal），亦即通过测量用户所产生的转向扭矩而产生的一信号，以操作方向盘。

所述扭矩传感器是指一种用于将根据驾驶员的转向意图所产生的方向盘转向扭矩转换为电信号的装置。所述扭矩传感器安装在所述电动助力转向系统内，以便于测量所述方向盘的扭矩。

在现有电动助力转向系统中，一种用于防止扭矩传感器发生故障的故障安全方法是当所述扭矩传感器发生故障时，停止所述电动助力转向系统的运行，接着，例如将所述电动助力转向系统切换至一手动模式。

然而，当所述扭矩传感器发生故障而使得所述电动助力转向系统切换至手动模式时，转向助力瞬间消失，其会导致驾驶员的转向稳定性劣化。

尤其特别地，在低速行驶的情况下会存有一问题：当转向助力消失时，将会成为驾驶员负担的转向力急剧地增加。

发明内容

在这样的背景下，本发明的一目的在于提供一电动助力转向系统及方法，其中，当扭矩传感器发生故障时，通过使用转向角度信息和电机旋转角度信息以估计所述电动机的目标角速度，并且通过一电机驱动电流以产生一转向助力，从而使得一当前电机角速度收敛于（converge to）所估计的目标角速度。

为了达到上述目的，本发明的一方面在于提供一种电动助力转向系统。所述系统包括：一扭矩传感器，所述扭矩传感器用于检测一方向盘的的一转向扭矩值；一转向角度传感器，所述转向角度传感器用于检测所述方向盘的一转向角度值；一电机位置传感器，所述电机位置传感器用于检测一电机旋转角度值，所述电机旋转角度值为一电动机的传动轴（driving shaft）的旋转角度；以及一电子控制单元，一电子控制单元，在所述扭矩传感器正常时，所述电子控制单元被配置为通过使用所述转向扭矩值以产生一第一转向辅助电流，用于控制所述电动机的驱动力；在所述扭矩传感器发生故障时，所述电子控制单元被配置为通过使用所述转向角度值及所述电机旋转角度值以估计所述电动机的一目标电机角速度，并且产生一第二转向辅助电流，以便使得所述电动机的当前电机角速度收敛于所述目标电机角速度。

本发明的另一方面在于提供一种处理电动助力转向系统内电子控制单元的故障安全的方法。所述方法包括：一基本控制执行步骤，通过使用一扭矩传感器所检测到的转向扭矩值以产生一第一转向辅助电流；一传感器故障检测步骤，在执行所述基本控制步骤的同时检测所述扭矩传感器是否发生故障；一目标电机角速度估计步骤，通过使用一方向盘的转向角度值和一电动机的电机旋转角度值以估计所述电动机的一目标电机角速度；以及一故障安全控制步骤，计算所述电动机的一当前电机角速度并产生一第二转向辅助电流以至使得所述当前电机角速度收敛于所述目标电机角速度。

如上所述，根据本发明的实施例，当所述扭矩传感器发生故障时，所述电动助力转向系统并不像现有一样切换至手动模式，而是通过控制所述电动机的电机角速度以提供转向助力。因此，当所述扭矩传感器发生故障时，本发明能够防止转向助力瞬间消失。

另外，在本发明中，当所述扭矩传感器发生故障时，例如通过使用一电机角速度以控制所述电动机的电机角速度而处理故障安全，其中所述电机角速度为电机旋转角度的差值（differential value）。因此，所述电机旋转角度可以被控制，这样，目标旋转角度不会发生过冲 (overshoot)，其可以防止因电机旋转角度的过冲所引起的自动转向的发生。

附图说明

结合参考以下的附图和详细说明将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：

图1是绘示了根据本发明一实施例的一电动助力转向系统的配置的框图；

图2是绘示了根据本发明所述实施例的包含在所述电动助力转向系统内的一电子控制单元的配置的框图；