專利名稱：在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置的制作方法
在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置，尤其涉及一種在系
統(tǒng)處于非正常狀態(tài)下通過執(zhí)行連鎖功能抑制電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作以確保駕駛者的安全。背景技術(shù)：
附圖l所示是用于車輛的電動助力轉(zhuǎn)向(EPS :electric power steering)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一扭矩傳感器(torque sensor) 110， 一電子控制單元120以及一電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130。電子控制單元120包括一微控制單元122， 一馬達(dá)驅(qū)動器124、一傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置126以及一電流傳感器128。在上述部件中，傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置126在系統(tǒng)處于非正常狀態(tài)的情況下將阻止電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)以確保駕駛者的安全。 具體地說，傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置126用于監(jiān)視微控制單元122對電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130的控制是否處于正常狀態(tài)(控制允許區(qū)間)。如附圖2所示為扭矩傳感器輸出電流值和從電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130反饋的電流值之間所進(jìn)行的比較，能夠看出當(dāng)電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130輸出電流值與扭矩傳感器的輸出電流值之間的比值處于異常范圍(控制禁止區(qū)間)的情況下，傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置126將不再顧及微控制單元122的控制而將電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130的輸出扭矩調(diào)整到正常的范圍。 如果電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130具有三個相位，即使輸出扭矩保持不變，電流傳感器128探測到的反饋電流值仍然表現(xiàn)出隨著馬達(dá)的轉(zhuǎn)子處于不同的位置而發(fā)生變化的特點(diǎn)。
傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置126被設(shè)定用于監(jiān)視電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130的輸出扭矩。三相馬達(dá)的相電流值包括ia、 ib和i。，如附圖3所示，采用以轉(zhuǎn)子的精確位置"9 "為變量的克拉克(Clark)變換和帕克(Park)變換將這些電流的反饋電流轉(zhuǎn)化成兩種電流值或者具有實部和虛部的一個復(fù)數(shù)電流值，分別是輸出扭矩電流值(參見附圖3中的iq)和無功電流值(id)。據(jù)此，輸出扭矩電流值被用來表示電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130的輸出扭矩，與此同時無功電流值保持不變。此處，輸出扭矩電流值表示施加在電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130的電流中能夠轉(zhuǎn)化成輸出扭矩的有效電流的數(shù)值，而無功電流則表示施加在電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130的電流中不對輸出扭矩做出貢獻(xiàn)的部分。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置126必須能夠執(zhí)行附圖3中所示的運(yùn)算，并能夠處理高精度馬達(dá)定位傳感器(例如一角度位移傳感器)的信號。因此必須具有一高性能的處理器，以實現(xiàn)附圖3中所示的運(yùn)算，并能夠?qū)_的馬達(dá)定位傳感器信號進(jìn)行處理。
因此，必須采用高性能處理器的傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置126提高了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的單位制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明嘗試提供了一種在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置，所述裝置僅需要在三相反饋電流值中選取兩相電流值，并從用于三相反饋電流值的三字段整流定位值中選取單一字段的整流定位值，即能夠產(chǎn)生輸出扭矩電流實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的互鎖功能。 本發(fā)明提供了一種在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置，包括一數(shù)據(jù)接口，用于獲得來自于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中扭矩傳感器的輸出信號、來自于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電流傳感器的三相反饋電流Ia、Ib與Ic、以及來自于電子助力系統(tǒng)整流定位傳感器的用于三相反饋電流的整流定位值；一存儲器，用于存儲能夠在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中實現(xiàn)聯(lián)鎖功能的程序；一控制器，用于通過執(zhí)行在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中實現(xiàn)聯(lián)鎖功能的程序，執(zhí)行電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可控聯(lián)鎖過程，采用三相反饋電流Ia、Ib和Ic的值計算出輸出扭矩電流的絕對值，通過考察用于三相反饋電流中的某一相的整流定位值和與上述與用于該相的整流定位值所對應(yīng)的三相反饋電流中的此相反饋電流的符號，決定輸出扭矩電流的方向，進(jìn)而將扭矩傳感器的輸出值與輸出扭矩電流相比較。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)從電流傳感器接收到三相反饋電流值，并從整流定位傳感器接收到用于三字段三相電流反饋電流值的整流定位值時，其中的兩相電流值和用于單字段單相反饋電流的整流定位值被采用了相對廉價處理器的聯(lián)鎖裝置采集并用于生成輸出扭矩電流值，借此獲得降低用于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制單元制造成本的技術(shù)效果。


附圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用于車輛的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖； 附圖2是電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)的控制允許區(qū)域和控制禁止區(qū)域的示意圖； 附圖3是傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置中用于計算輸出扭矩電流值的方程式； 附圖4是本發(fā)明的一種具體實施方式
中于車輛的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的
框圖； 附圖5是某一相反饋電流值的符號和與用于對該相反饋電流進(jìn)行整流的定位值之間的關(guān)系。
具體實施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的具體實施方式
。在接下來的敘述中，盡管同樣的元件會在不同的附圖中出現(xiàn)，這些元件也將會被分配以同樣的編號。進(jìn)一步地說，在接下來對所揭露內(nèi)容的敘述中，對于公知的功能和構(gòu)造及其組合的敘述將會被省略，這可能會使得本發(fā)明所揭露的主題內(nèi)容在一定程度上顯得不夠清楚。 附圖4所示是本具體實施方式
所述的聯(lián)鎖裝置400的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意框圖。
與傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置126不同的是，聯(lián)鎖裝置400具有在扭矩傳感器110、馬達(dá)驅(qū)動器124以及電流傳感器128之間適時地進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。本具體實施方式
所述的互鎖裝置400包括數(shù)據(jù)接口 410、存儲器430以及控制器420。 數(shù)據(jù)接口 410執(zhí)行向電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中多個傳感器收發(fā)數(shù)據(jù)的工作，以及向馬達(dá)驅(qū)動器124收發(fā)數(shù)據(jù)的工作。所述多個傳感器包括扭矩傳感器110、電流傳感器128和整流定位傳感器(圖中未示出)。 總之，數(shù)據(jù)接口 410接收到來自于扭矩傳感器110的扭矩傳感輸出信號，來自于電流傳感器128的三相反饋電流值以及來自于整流定位傳感器(圖中未示出)的用于修正三相反饋電流的定位信息，所述整流定位傳感器包括一霍爾傳感器。此外，數(shù)據(jù)接口 410還可以傳輸給馬達(dá)驅(qū)動器124 —個由控制器430發(fā)出的聯(lián)鎖信號，以下將對此給予詳細(xì)敘述。
上面的整流定位傳感器用于輸出整流定位值，所述定位值用于對三相反饋電流(例如三相電流霍爾傳感器的信號數(shù)值Ha、 Hb與He)進(jìn)行整流，并向聯(lián)鎖裝置400以及車輛的其他部件提供這些值。整流定位值可以具有三個字段，也可以只具有單一字段(對應(yīng)于Ha、Hb與Hc中的一個，例如是Ha)，該單一字段用于代表單一相的反饋電流值，該反饋電流值與三相反饋電流中的某一個相的電流值相對應(yīng)。
存儲器420用于存儲電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的聯(lián)鎖執(zhí)行程序。 控制器430用于運(yùn)行電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的聯(lián)鎖執(zhí)行程序，以采用包括Ia、 Ib與Ic在內(nèi)的三相反饋電流中的Ia與Ib值計算輸出扭矩電流的絕對值，并通過考察用于三相反饋電流中的某一相的整流定位值和與上述與用于該相的整流定位值所對應(yīng)的三相反饋電流中的此相反饋電流的符號，決定輸出扭矩電流的方向，進(jìn)而將扭矩傳感器的輸出值與輸出扭矩電流相比較，以實現(xiàn)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制功能。 與此同時，如果扭矩傳感器輸出值中的輸出扭矩電流值處于附圖2所示的異常范圍(控制禁止區(qū)間)，則控制器430產(chǎn)生一個用于操控馬達(dá)驅(qū)動器124的聯(lián)鎖信號，并通過數(shù)據(jù)接口 410將該信號傳輸?shù)今R達(dá)驅(qū)動器124。
以下給出本具體實施方式
用到的公式(1)《+《+《=魯(《+《) |《if吣二0|、|= V魯=V魯(《+ ""), ^+"+" = 0 為了計算輸出扭矩電流的絕對值，控制器430利用了公式(1)所示的三相反饋電流平方和與輸出扭矩電流(附圖5中的Iq)平方與無功電流(附圖5中的Id)平方之和的3/2倍相等的等式關(guān)系。在三相彼此之間相互平行的情況下，三相電流之和為零，并且微控制單元122將無功電流始終控制為零以保證電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)130能夠產(chǎn)生最大的輸出扭矩。在此情況下，輸出扭矩電流的絕對值的平方等于Ia的平方、Ib的平方與Ia、Ib乘積三者之和的4/3倍。 另一方面，控制器430采用本發(fā)明附圖5所示的方法決定輸出扭矩電流值的方向。
從附圖5可以看出，如果某一相反饋電流的值是正的，并且對應(yīng)于該相反饋電流的整流定位值是l，而隨著該項反饋電流值轉(zhuǎn)為負(fù)，與之對應(yīng)的整流定位值變?yōu)镺，則該輸出扭矩電流值被定義為是順時針方向；反之如果某一相反饋電流的值是負(fù)的，并且對應(yīng)于該相反饋電流的整流定位值是l，隨著該項反饋電流值轉(zhuǎn)為正，與之對應(yīng)的整流定位值變?yōu)镺，則該輸出扭矩電流值被定義為是逆時針方向。 換而言之，如果當(dāng)某一相反饋電流的符號為正與對應(yīng)于該相反饋電流的整流定位值是1這兩個事件同時發(fā)生，并且某一相反饋電流的符號為負(fù)與對應(yīng)的整流定位值是0這兩個事件也同時發(fā)生，則電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130的轉(zhuǎn)動被認(rèn)為是順時針方向的；反之如果當(dāng)某一相反饋電流的符號為負(fù)與對應(yīng)于該相反饋電流的整流定位值是1這兩個事件同時
5發(fā)生，并且某一相反饋電流的符號為正與對應(yīng)的整流定位值是0這兩個事件也同時發(fā)生， 則電動助力轉(zhuǎn)向馬達(dá)130的轉(zhuǎn)動被認(rèn)為是逆時針方向的。 如上所述，本發(fā)明所述具體實施方式
中的聯(lián)鎖裝置400僅需要在從電流傳感器 128中獲得的三相反饋電流值中選取兩相電流值，并從整流定位傳感器(未示出)中獲得的 用于三相反饋電流值的三字段整流定位值中選取用于單相反饋電流的單一字段整流定位 值，即能夠計算出輸出扭矩電流值。 因此，對于傳統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置126而言，上述揭露的聯(lián)鎖裝置400使電動助力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)成功地采用了相對低性能的處理器而達(dá)到同樣的技術(shù)目的，其結(jié)果是降低電動助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)電子控制單元制造成本。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人
員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干修改、添加以及替換。本發(fā)明的保護(hù)范
圍不應(yīng)限制于具體實施方式
，而應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所述的范圍為準(zhǔn)。 如上所述，所提供的技術(shù)內(nèi)容可以被應(yīng)用于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域。 當(dāng)從電流傳感器接收到三相反饋電流值，并從整流定位傳感器接收到用于三字段
三相電流反饋電流值的整流定位值時，其中的兩相電流值和用于單字段單相反饋電流的整
流定位值被采用了相對廉價的處理器的聯(lián)鎖裝置采集并用于生成輸出扭矩電流值，借此獲
得降低用于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制單元制造成本的技術(shù)效果。
權(quán)利要求
一種在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置，其特征在于，包括一數(shù)據(jù)接口，用于獲得來自于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中扭矩傳感器的輸出信號、來自于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電流傳感器的三相反饋電流Ia、Ib與Ic、以及來自于電子助力系統(tǒng)整流定位傳感器的用于三相反饋電流的整流定位值；一存儲器，用于存儲能夠在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中實現(xiàn)聯(lián)鎖功能的程序；以及一控制器，用于通過執(zhí)行在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中實現(xiàn)聯(lián)鎖功能的程序，執(zhí)行電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可控聯(lián)鎖過程，采用三相反饋電流Ia、Ib和Ic的值計算出輸出扭矩電流的絕對值，通過考察用于三相反饋電流中的某一相的整流定位值和與上述與用于該相的整流定位值所對應(yīng)的三相反饋電流中的此相反饋電流的符號，決定輸出扭矩電流的方向，進(jìn)而將扭矩傳感器的輸出值與輸出扭矩電流相比較。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置，其特征在于， 所述輸出扭矩電流的絕對值由控制器采用如下等式關(guān)系算出三相反饋電 流平方和與輸出 扭矩電流平方與無功電流平方之和的3/2倍相等；在三相彼此之間相互平行的情況下，三 相電流之和為零；以及微控制單元將無功電流始終控制為零以保證電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠 產(chǎn)生最大的輸出扭矩。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置，其特征在于， 如果某一相反饋電流的值是正的，并且對應(yīng)于該相反饋電流的整流定位值是l，而隨著該項 反饋電流值轉(zhuǎn)為負(fù)，與之對應(yīng)的整流定位值變?yōu)镺，則該輸出扭矩電流值被定義為是順時針 方向；反之如果某一相反饋電流的值是負(fù)的，并且對應(yīng)于該相反饋電流的整流定位值是1， 隨著該項反饋電流值轉(zhuǎn)為正，與之對應(yīng)的整流定位值變?yōu)?，則該輸出扭矩電流值被定義為 是逆時針方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置，其特征在于， 所述輸出扭矩電流的絕對值的平方等于Ia的平方、Ib的平方與Ia、Ib乘積三者之和的4/3 倍。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中執(zhí)行聯(lián)鎖功能的裝置。所述聯(lián)鎖裝置僅需要在三相反饋電流值中選取兩相電流值，并從用于三相反饋電流值的三字段整流定位值中選取單一字段的整流定位值，即能夠產(chǎn)生輸出扭矩電流實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的互鎖功能。本發(fā)明所述聯(lián)鎖裝置從電流傳感器接收到三相反饋電流值，并從整流定位傳感器接收到用于三字段三相電流反饋電流值的整流定位值，其中的兩相電流值和用于單字段單相反饋電流的整流定位值被采用了相對廉價處理器的聯(lián)鎖裝置采集并用于生成輸出扭矩電流值。
文檔編號B62D6/08GK101722985SQ20091017362
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者陳鐘學(xué) 申請人:萬都株式會社