專利名稱：電動動力轉向裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及搭載于汽車等車輛上，基于轉向轉矩通過馬達產生轉向輔助力的電動動力轉向裝置。
背景技術：
電動動力轉向裝置是從馬達經由減速機構向轉向機構傳遞轉向輔助力的構成。減速機構具備驅動齒輪以及與其嚙合的從動齒輪。在齒輪彼此的嚙合部分為了順利的嚙合，而存在齒隙。在從路面向轉向機構施加逆輸入時，往往因該齒隙引起，由齒輪的齒彼此的碰撞而產生令人不舒服的嘎嘎聲。特別是在齒輪不是合成樹脂制而是金屬制的情況下，容易產生較大的嘎嘎聲。專利文獻I以及專利文獻2公開了為了防止這樣的嘎嘎聲的產生，而在齒輪周邊施加了特別的方法的電動動力轉向裝置。專利文獻I :日本特開2008-189172號公報專利文獻2 日本特開2008-254624號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種不使構造變得復雜就能夠抑制嘎嘎聲的產生的電動動力轉向裝置。本發(fā)明的特征之一在于，在電動動力轉向裝置中具備設為在減速機構的驅動齒輪以及從動齒輪間在一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)，并且，在規(guī)定條件下使旋轉轉矩的方向反轉，并切換為在另一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)的控制裝置。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電動動力轉向裝置的概略結構的圖。圖2A是表示在兩個方向上存在齒隙BL的狀態(tài)的減速機構的齒輪的略圖(示意圖)。圖2B是表示在一個方向上沒有齒隙BL的狀態(tài)的減速機構的齒輪的略圖(示意圖)。圖2C是表示在另一個方向上沒有齒隙BL的狀態(tài)的減速機構的齒輪的略圖(示意圖)。圖3是與通過第一實施方式的ECU而執(zhí)行的轉向相關的控制的流程圖。圖4是用于說明定義盲區(qū)的轉向轉矩的范圍內的轉向角變化的圖。圖5是與通過第二實施方式的ECU而執(zhí)行的轉向相關的控制的流程圖。圖6是與通過第三實施方式的ECU而執(zhí)行的轉向相關的控制的流程圖。圖7A是表示在沒有添加振動成分的情況下，驅動齒輪的齒對從動齒輪的齒進行擊打的聲壓級的圖表。圖7B是表示在添加了振動成分的情況下，驅動齒輪的齒對從動齒輪的齒進行擊打的聲壓級的圖表。圖8A是表示轉向角的移動例的圖表。圖8B是表示轉向角的移動例的圖表。圖9是表示對轉向角的移動的累計的概念的圖表。圖10是與通過第四實施方式的ECU而執(zhí)行的轉向相關的控制的流程圖。
圖11是表示轉向轉矩和轉向輔助力的關系的一個例子的圖表。
具體實施例方式圖I是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電動動力轉向裝置的概略結構的圖。在圖中，轉向盤I與第一轉向軸2連接。第一轉向軸2經由扭桿3與第二轉向軸4連接。由馬達6的旋轉帶來的轉向輔助力經由減速機構5被賦予給第二轉向軸4。減速機構5具有通過馬達6而被旋轉驅動的驅動齒輪5a，和與該驅動齒輪5a嚙合并向轉向機構施加轉向輔助力的從動齒輪5b。在此，兩齒輪5a、5b是金屬制的。在第二轉向軸4的下端形成有小齒輪7。該小齒輪7與齒條8嚙合。通過齒條8沿其軸向(紙面的橫方向)轉動，能夠向轉向車輪(一般為前輪)9賦予轉轉向角。轉向機構100具有轉向盤
I、第一轉向軸2、扭桿3、第二轉向軸4、小齒輪I以及齒條8。扭桿3的扭轉(第一轉向軸2和第二轉向軸4的相對旋轉角度差)，即轉向轉矩是通過轉矩檢測裝置10檢測出的。轉矩檢測裝置10的輸出，被輸入給作為控制裝置的E⑶(電子控制單元)12。另外，設置有檢測第二轉向軸4的轉向角的轉向角檢測裝置11，其輸出被輸入到E⑶12。此外，以下，轉向角是指轉向角檢測裝置11的輸出的意思。另外，轉向角也是指與轉向車輪9的轉轉向角對應的角度。另外還向ECU12輸入來自車速傳感器13的車速信號。ECU12為了基于轉向轉矩和車速產生必要的轉向輔助力，而驅動馬達6。圖2A 圖2C是減速機構5的齒輪的略圖(示意圖)。此外，齒輪的直徑、形狀、齒數(shù)等并不是與實物忠實地對應的。例如在車輛直線行駛的狀態(tài)下，駕駛員未進行轉向時，如圖2A所示，多為在驅動齒輪5a和從動齒輪5b之間，相互的齒彼此不抵接，在驅動齒輪5a的齒的兩個方向上存在齒隙BL的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，若從路面將逆輸入傳遞到從動齒輪5b，則從動齒輪5b的齒對驅動齒輪5a的齒進行擊打，產生嘎嘎聲。于是，如圖2B所示，在車輛直線行駛時，E⑶12控制馬達6以便使驅動齒輪5a的齒與從動齒輪5b的齒輕輕抵接。在此，“輕輕”是指馬達6不驅動從動齒輪5b的程度。E⑶12如圖2B所示那樣，以為了驅動從動齒輪5b而使馬達6按順時針方向產生不充分的微小的旋轉轉矩的方式進行控制。因此，可實現(xiàn)這樣的狀態(tài)，即，在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間在一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，驅動齒輪5a的旋轉轉矩比用于轉動從動齒輪5b的靜摩擦轉矩小。然而，在圖2B中，若因來自路面的影響等，與上述靜摩擦轉矩同等以上的轉矩沿逆時針方向作用于從動齒輪5b,貝U從動齒輪5b往往向該方向微動。此時的驅動齒輪5a以推動從動齒輪5b的微動，或者隨著微動的從動齒輪5b的方式沿順時針方向轉動。若發(fā)生這樣的現(xiàn)象，則從動齒輪5b緩緩地轉動，從而存在車輛偏移的可能性。于是，在E⑶12中，如圖2C所示，設定在規(guī)定條件下使馬達6的旋轉轉矩的方向反轉并進行切換為在另一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)的控制。以下，說明關于這樣的控制動作的ECU12的實施方式。
<第一實施方式>說明第一實施方式所涉及的E⑶12的控制動作。圖3是與通過E⑶12而執(zhí)行的轉向相關的控制的流程圖。在圖中，若開始控制，則E⑶12首先進行是否是轉向中的判斷(步驟SI)。具體地說，E⑶12基于轉矩檢測裝置10的輸出，如果基于駕駛員的轉向轉矩處于非轉向相應的規(guī)定范圍內則判定為未轉向，如果在規(guī)定范圍外則判定為轉向中。上述的非轉向相應的規(guī)定范圍內是指，馬達6不產生轉向輔助力的范圍內，所謂的控制的盲區(qū)的范圍內。圖11是表示轉向轉矩(轉矩檢測裝置10的輸出)和轉向輔助力的關系的一個例子的圖表。在轉向轉矩(轉矩檢測裝置1 0的輸出的絕對值)處于規(guī)定值以下即盲區(qū)的范圍內時，不產生驅動從動齒輪5b那樣的實際性的轉向輔助力。其中，在該盲區(qū)的范圍內，能夠為了驅動從動齒輪5b而使馬達產生不充分的微小的旋轉轉矩。在判定為駕駛員正在進行轉向的情況下(步驟SI :是)，ECU12基于轉向轉矩、車速，進行通常運算處理(步驟S2)，驅動馬達6以便產生必要的操舵輔助力(步驟S3)。在轉向中，反復執(zhí)行基于上述的步驟SI S3的輔助控制，而向小齒輪7賦予必要的轉向輔助力。另一方面，在判定為駕駛員未進行轉向的情況下(步驟SI :否)，E⑶12執(zhí)行與通常的輔助控制不同的用于抑制嘎嘎聲的處理(步驟S4 S9)。首先，在步驟S4中，ECU12對該步驟S4的執(zhí)行是否是初次，或者，是否是前次是轉向中而這次才成為非轉向的狀態(tài)進行判斷。在此，作為是初次(在步驟S4為是)，ECU12進到步驟S7，開始時間的計測。接下來，E⑶12判定是否經過了規(guī)定時間(例如5秒左右)(步驟S5)。最初當然是“否”，E⑶12進行微小電流的設定(步驟S6)。此外，從前次持續(xù)非轉向(在步驟S4為否)，在未經過規(guī)定時間的情況下(在步驟S5為否)，ECU12維持微小電流(步驟S6)。在此，微小電流是指，如上所述，用于為驅動從動齒輪5b而使馬達6產生不充分的微小的旋轉轉矩用的電流。ECU12以所設定的微小電流驅動馬達6(步驟S3)，并返回步驟SI。在此，如果非轉向的狀態(tài)沒有變化，則ECU12執(zhí)行步驟S4、S5、S6，維持微小電流下的馬達驅動(步驟S3)。這樣一來，成為在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間，在一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)(圖2B或者圖2C)。若在反復執(zhí)行上述步驟S1、S4、S5、S6、S3的期間經過規(guī)定時間(步驟S5的“是”)，則ECU12將微小電流的符號設定為相反，而反轉旋轉轉矩的方向(步驟S8)。然后，ECU12進行時間的復位、開始(步驟S9)，驅動馬達6(步驟S3)，并返回步驟SI。在此，如果非轉向的狀態(tài)沒有改變，則E⑶12執(zhí)行步驟S4、S5、S6，以微小電流維持馬達驅動(步驟S3)。這樣一來，成為在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間,在與上述的一個方向相反的另一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)(圖2C或者圖2B)。以下同樣，只要持續(xù)非轉向的狀態(tài)，就周期性地進行因每隔規(guī)定時間使馬達6的旋轉轉矩的方向逆轉而引起的狀態(tài)的切換。由于在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b之間在任一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)下，即使從路面施加逆輸入，兩齒輪也能夠維持相互抵接的狀態(tài)，所以嘎嘎聲的產生被抑制。另外，通過不是單單持續(xù)該狀態(tài)，而是每隔規(guī)定時間使旋轉轉矩的方向反轉而切換為在另一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)，從而能夠防止從動齒輪5b緩緩向一個方向轉動。
另外，從非轉向轉為轉向的狀態(tài)的情況下，E⑶12立即從步驟SI進到步驟S2，進行通常的運算處理(步驟S2)，并驅動馬達6 (步驟S3)。然后，在再次從轉向轉為非轉向的狀態(tài)時，ECU12從步驟S4進到步驟S7，對時間進行復位、開始。以下，同樣，進行上述的處理。這樣一來，不對減速機構5的構造進行調整，僅基于E⑶12的控制就抑制嘎嘎聲的產生。即，能夠提供一種不會使構造變得復雜就能夠抑制嘎嘎聲的產生的電動動力轉向裝置。另外，由于通過抑制嘎嘎聲的產生，能夠使減速機構5采用金屬制的齒輪，所以能夠實現(xiàn)齒輪的高強度化、小型化。<第二實施方式>
接下來，對第二實施方式所涉及的ECU12的控制動作進行說明。圖4是用于說明定義圖11的盲區(qū)的轉向轉矩、即扭桿3的扭轉量的范圍內的轉向角(轉向角檢測裝置11的輸出值)的變化的線圖。以中心位置(0)為中心，用左右相互用相反的符號(右為正，左為負)來表示轉向角。0 N、-0 N是在后述的處理中使用的邊界值。圖5是與通過E⑶12而執(zhí)行的轉向相關的控制的流程圖。在圖中，步驟S11、S12、S13分別進行與圖3的步驟SI、S2、S3同樣的處理，從而省略說明。另一方面，在步驟Sll中，在判斷為駕駛員未進行轉向的情況下，E⑶12執(zhí)行與通常的輔助控制不同的用于抑制嘎嘎聲的處理(步驟S14 S21)。首先，ECU12對轉向角方向標志被設置為0 :左、I :右中的哪個進行判斷(步驟S14)。轉向角方向標志是指表示之前存儲為轉向角處于左右哪個區(qū)域的信息。未轉向時的轉向角是指，通過來自路面的逆輸入而旋轉第二轉向軸4時的轉向角檢測裝置11的輸出值。在此，若例如設為轉向角方向標志為0 :左，則E⑶12判斷當前的轉向角是否處于比圖4的0N靠右(大)(步驟S15)。然后ECU12在當前的轉向角處于比9 N靠右時將轉向角方向標志設置為I:右(步驟S17)。反之如果轉向角為0 N或者比其靠左，則E⑶12就不進行轉向角方向標志的變更。上述步驟S14、S15、S17所指的是如下那樣的情況如果即使轉向角從左越過中心位置，但轉向角沒有處于越過0 N的右，則ECUl2依然將轉向角方向標志作為0 :左來進行處理，如果轉向角成為越過0 N的右之后ECU12將轉向角方向標志作為I :右進行處理。即，0 0 N的范圍是轉向角為右的區(qū)域，但在轉向角是從左變化而來時，是ECU12將轉向角方向標志仍作為不是右的區(qū)域進行處理的滯后區(qū)域。反之，若在步驟S14中設為轉向角方向標志為I :右，則E⑶12對當前轉向角是否處于比圖4的-0 N靠左進行判斷(步驟S16)。然后E⑶12在當前的轉向角處于比-e N靠左時將轉向角方向標志設置為0 :左(步驟S18)。反之如果轉向角為-0 N或者比其靠右，則ECU12不進行轉向角方向標志的變更。上述的步驟S14、S16、S18所指的是如下那樣的情況即使轉向角從右越過中心位置，轉向角不處于越過-0 N的左，則E⑶12依然將轉向角方向標志作為I :右進行處理，轉向角處于越過-9 N的左后，E⑶12才將轉向角方向標志作為0 :左進行處理。即，0 -0 N的范圍是轉向角為左的區(qū)域，但在轉向角是從右變化而來時，是ECU12仍將轉向角方向標志作為不是0 :左的區(qū)域進行處理的滯后區(qū)域。接下來，E⑶12對經過了上述的處理的轉向角方向標志被設定為0 :左、I :右中的哪個進行判斷(步驟S19)。在此，如果轉向角方向標志為0 :左，則ECU12在步驟S20中進行微小電流的設定。ECU12設定為因微小電流帶來的旋轉轉矩的方向為右轉向的方向之后，驅動馬達6(步驟S13)。反之，在步驟S19中，如果轉向角方向標志為I :右，則E⑶12在步驟S21中進行微小電流的設定。ECU12設定成馬達6的旋轉轉矩的方向為左轉向的方向之后，驅動馬達6(步驟S13)。通過微小電流，能夠使馬達6產生微小的旋轉轉矩，由此成為在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間，在一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)(圖2B或者圖2C)。另外，如果轉向角越過滯后區(qū)域從左到右，或者轉向角與其相反地發(fā)生變化，則成為在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間，在與上述的一個方向相反的另一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)(圖2C或者圖2B)。以下同樣，只要非轉向的狀態(tài)持續(xù)，就進行由根據(jù)轉向角的變化通過E⑶12使馬達6的旋轉轉矩的方向反轉引起的狀態(tài)的切換，進行朝向中心位置的控制。
在如上述那樣的第二實施方式中，馬達6的旋轉轉矩被ECUl2控制以便轉向角朝向中心位置。通過轉向角從被當作左右的一側的區(qū)域越過邊界值而成為另一側的值，旋轉轉矩的方向通過E⑶12被反轉。由此，通過E⑶12抑制從動齒輪5b以離開轉向角的中心位置的方式緩緩地轉動，而能夠使之總是朝向中心位置。這樣一來，不對減速機構5的構造進行調整，僅通過基于E⑶12的控制就可抑制嘎嘎聲的產生。即，能夠提供不使構造變得復雜就能夠抑制嘎嘎聲的產生的電動動力轉向裝置。另外，通過抑制嘎嘎聲的產生，能夠使減速機構采用金屬制的齒輪，因此能夠實現(xiàn)齒輪的高強度化、小型化。另外，上述的被當作左右的一側的區(qū)域是除了一側的區(qū)域之外，還包含作為從處于一側的區(qū)域的過去的狀態(tài)起的持續(xù)性的現(xiàn)象(從左來到右、或者從右來到左的情況)從中心位置向另一側處于規(guī)定范圍的滯后區(qū)域。通過設定這樣的滯后區(qū)域，防止在中心位置附近頻繁地進行旋轉轉矩的方向反轉的擺動。〈第三實施方式〉接下來，對第三實施方式所涉及的ECU12的控制動作進行說明。圖6是與通過E⑶12執(zhí)行的轉向相關的控制的流程圖。在圖中，若開始控制，則E⑶12首先進行是否是轉向中的判斷(步驟S31)。具體地說，E⑶12基于轉矩檢測裝置10的輸出，如果基于駕駛員的轉向轉矩處于非轉向相應的規(guī)定范圍內則判斷為未轉向，如果在規(guī)定范圍外就判斷為轉向。在判斷為駕駛員正在進行轉向的情況下，ECU12進行是否是將之前的非轉向的狀態(tài)轉變?yōu)檗D向的狀態(tài)的判斷(步驟S32)。之前也為轉向的狀態(tài)(在步驟S32為否)時，E⑶12基于轉向轉矩、車速進行通常運算處理(步驟S33)，并驅動馬達6以便產生必要的轉向輔助力(步驟S34)。在轉向中，通過反復執(zhí)行基于上述的步驟S31 S34的輔助控制，將必要的轉向輔助力賦予給小齒輪7。(抑制非轉向時的嘎嘎聲)另一方面，在步驟S31中判斷為駕駛員未進行轉向的情況下，E⑶12執(zhí)行與通常的輔助控制不同的用于抑制嘎嘎聲的處理(步驟S37 S42)。首先，E⑶12在步驟S37中，對該步驟S37的執(zhí)行是否是初次、或者是否是前次是轉向中而這次才成為非轉向的狀態(tài)進行判斷。在此作為是初次(在步驟S37為是)，ECU12進到步驟S40，開始時間的計測。接下來，E⑶12判斷是否經過了規(guī)定時間(例如5秒左右)(步驟S38)。最初當然是“否”，E⑶12進行微小電流的設定(步驟S39)。此外，從前次持續(xù)非轉向(在步驟S37為否)，在沒有經過規(guī)定時間的情況下(在步驟S38為否)，ECU12進行微小電流的維持(步驟S39)。
在此,若將微小電流設為II，則指示給馬達6的驅動電流I_obj為I_obj = II。E⑶12以該電流驅動馬達6(步驟S34)，并返回步驟S31。在此，如果非轉向的狀態(tài)沒有改變，則E⑶12執(zhí)行步驟S37、S38、S39，以微小電流維持馬達驅動(步驟S34)。這樣一來，成為在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間，在一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)(圖2B或者圖2C)。若在反復執(zhí)行上述步驟S31、S37、S38、S39、S34的期間經過規(guī)定時間(步驟S38的“是”)，則ECU12使微小電流的符號變?yōu)橄喾矗崔D旋轉轉矩的方向，并且施加振動成分(步驟S41)。具體地說，將Il置換為-11。振動成分I2_f的頻率例如是40Hz。S卩，此時的驅動電流I_obj在進行了 Il = -Il的置換的基礎上，成為下式。I_obj = Il+I2_f. . . (I) 此外，若列舉II、12的數(shù)值例(有效值)，則是11=0. 9A，12 = 0. 4A。然后，E⑶12進行時間的復位、開始(步驟S42)，并驅動馬達6 (步驟S34)。由此，馬達6的旋轉轉矩的方向發(fā)生反轉，成為在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間，在與上述一個方向相反的另一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)(圖2C或者圖2B)。另外，通過添加振動成分12_f,驅動齒輪5a的齒產生振動并且與從動齒輪5b的齒抵接。由此，在驅動齒輪5a從沒有齒隙向有齒隙反轉轉動時的、齒和齒的第一次的擊打聲被振動成分緩和。然后，如果非轉向的狀態(tài)沒有變化，則￡(^12執(zhí)行步驟537、538、539。在步驟S39中，驅動電流為I_obj = II，成為從上述(I)式的右邊除去振動成分的形式。以后，只要是非轉向，就維持I_ob j = 11下的馬達驅動(步驟S34)。這樣一來，能夠維持在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間,在與上述的一個方向相反的另一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)(圖2C或者圖2B)。以下同樣，只要非轉向的狀態(tài)持續(xù)，就周期性地進行因每隔規(guī)定時間使馬達6的旋轉轉矩的方向反轉而引起的狀態(tài)的切換。與第一實施方式同樣，能夠抑制嘎嘎聲的產生，而且能夠防止從動齒輪5b緩緩地向一個方向轉動。(抑制從非轉向轉為轉向時的嘎嘎聲)另一方面，本實施方式中，在從非轉向的狀態(tài)轉為轉向中的狀態(tài)時，也執(zhí)行用于抑制嘎嘎聲的處理(步驟S32、S35、S36)。即，從非轉向的狀態(tài)轉為轉向中的狀態(tài)時，E⑶12從步驟S31進到S32，在此通過“是”的判斷而執(zhí)行步驟S35。在步驟S35中，E⑶12對使驅動齒輪5a的齒與從動齒輪5b的齒抵接的方向(按壓方向)、和轉向轉矩的方向相互是相同還是相反進行判斷。該判斷能夠基于例如轉向轉矩T(轉矩檢測裝置10的輸出值)乘以馬達6的前一個驅動電流I_obj而得到的(TXI_obj)的符號來進行。即，如果按壓方向和轉向轉矩的方向相互為同一方向，貝1J (TX I_obj)的符號為正,在相反方向時，(TXI_obj)的符號為負。于是，如果是(TXI_obj)彡0，則作為是相同方向，E⑶12進到步驟S33，進行通常的運算處理。另一方面，如果是(TXI_obj) < 0，則作為是相反方向，E⑶12執(zhí)行步驟S36。該步驟S36的處理與上述的步驟S41相同。由此，通過駕駛員進行的轉向，在驅動齒輪5a從沒有齒隙反轉轉動到有齒隙而驅動從動齒輪5b時產生的、齒和齒的第一次的擊打聲被振動成分緩和。此外，然后即使轉向持續(xù)，也由于在步驟S32為“否”，所以結果，步驟S36的處理僅進行I次。這樣一來，不對減速機構5的構造進行調整，僅通過基于E⑶12的控制來抑制嘎嘎聲的產生。即，提供不使構造變得復雜就能夠抑制嘎嘎聲的產生的電動動力轉向裝置。另夕卜，由于通過抑制嘎嘎聲的產生，能夠使減速機構采用金屬制的齒輪，所以能夠實現(xiàn)齒輪的高強度化、小型化。另外，在驅動齒輪5a從沒有齒隙反轉轉動到有齒隙時產生的、齒和齒的第一次的擊打聲通過振動成分被緩和。圖7A是表示在沒有添加上述那樣的振動成分的情況下，驅動齒輪5a的齒對從動齒輪5b的齒進行擊打的聲壓級的圖表。另外，圖7B是表示在添加了上述那樣的振動成分的情況下，驅動齒輪5a的齒對從動齒輪5b的齒進行擊打的聲壓級的圖表。根據(jù)圖7A與圖7B的比較可知，通過添加振動成分而群發(fā)性地產生聲音，峰值大幅度地降低，這帶來擊打聲的緩和。 此外，關于振動頻率，若頻率過低則擊打音減少的效果減弱，反之，若頻率過高則馬達6的工作聲增大。因此，作為不過低并且也不過高的值，優(yōu)選在40Hz附近?！吹谒膶嵤┓绞健到酉聛?，對第四實施方式所涉及的ECU12的控制動作進行說明。圖8A、圖SB是表示轉向角的移動例的圖表。例如，作為進行第二實施方式的控制動作，如圖8A所示，即使轉向角在滯后區(qū)域的范圍內(-0N 0N)移動，也不進行基于旋轉轉矩的方向反轉的切換。反之，如圖SB所示，若從左右的一個方向超過另一個方向的滯后區(qū)域的邊界值的轉向角的變化頻繁地發(fā)生，則頻繁地進行切換。上述圖8A或者圖8B那樣的轉向角的移動在路況差的道路上行駛時容易出現(xiàn)。圖SB的情況例如若與第一實施方式那樣在5秒左右周期性地進行基于旋轉轉矩的方向反轉的切換的情況相比，則頻繁地進行切換。另外，在圖8A的情況下，保持不進行切換的狀態(tài)，存在車輛持續(xù)偏向道路的左右的任意一方的可能性。于是，在本實施方式中，設為導入轉向角的累計(積分)之類的概念，基于此進行控制動作。圖9是表示對作為一個例子的轉向角的移動的累計的概念的圖表。對轉向角的積分，即，對在轉向角的正側(右側)和負側(左側)分別圖示的斜線的面積進行累計。然后，若該累計值達到設定值，則實施基于旋轉轉矩的方向反轉的切換。圖10是與通過E⑶12執(zhí)行的轉向相關的控制的流程圖。在圖中，E⑶12通過開始控制，首先進行是否是轉向中的判斷(步驟S51)。具體地說，ECU12基于轉矩檢測裝置10的輸出，如果基于駕駛員的轉向轉矩處于非轉向相應的規(guī)定范圍內則判斷為未轉向，如果在規(guī)定范圍外則判斷為轉向中。在判斷為駕駛員正在進行轉向的情況下(在步驟S51為是)，E⑶12進行對累計值進行復位的處理(步驟S52)之后，基于轉向轉矩、車速進行通常運算處理(步驟S53)，并使馬達6驅動以便產生必要的轉向輔助力(步驟S54)。在轉向中，反復執(zhí)行基于上述的步驟S51 S54的輔助控制，而將必要的轉向輔助力賦予給小齒輪7。另一方面，在判斷為駕駛員未進行轉向的情況下(在步驟S51為否)，ECU12執(zhí)行與通常的輔助控制不同的用于抑制嘎嘎聲的處理(步驟S55 S61)。首先，ECU12進行轉向角的累計(步驟S55)。具體地說，通過對基于轉向角檢測裝置11的輸出的當前的轉向角
0(t)進行累計，而求出累計值S=E e (t)。在此，t是指執(zhí)行步驟S55的時刻的意思，由于ECU12的處理速度與轉向角的變化相比是快速的，所以轉向角的累計值S與圖9的面積相當。E⑶12在轉向角的正側和負側分別求出累計值Sp、Sm。接著，E⑶12對累計值Sp或者Sm是否達到了設定值進行判斷(步驟S56)。在累計值Sp或者Sm未達到設定值的情況下(在步驟S56為否)，ECU12進行微小電流的設定、維持(最初是設定，第二次以后為維持)(步驟S57)。在此，E⑶12對通過設定微小電流而要將驅動齒輪5a的齒按壓在從動齒輪5b的齒的方向，是否是與左右的轉向角累計值中較大的轉向角的方向相同進行判斷(步驟S60)。然后，如果是相同的，ECU12進到步驟S54，在相反的情況下，將該累計值(大的一方)限制在規(guī)定的上限值(步驟S61)。S卩，該累計值小于上限值時，該累計值作為保持原樣的值，但如果該累計值在上限值以上則強制性地設定為上限值，阻止累計值大于上限值。 接下來，E⑶12以所設定的微小電流驅動馬達6 (步驟S54)，并返回步驟S51。在此，如果非轉向的狀態(tài)沒有改變，則E⑶12執(zhí)行步驟S55、S56、S57，維持微小電流下的馬達驅動(步驟S54)。這樣一來，成為在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間，在一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)(圖2B或者圖2C)。若在反復執(zhí)行上述步驟S51、S55、S56、S57、S60、S54的期間，當前，將驅動齒輪5a的齒按壓在從動齒輪5b的齒的方向的累計值Sp或者Sm達到設定值(步驟S56的“是”)，則ECU12將微小電流的符號設為相反，反轉旋轉轉矩的方向(步驟S58)。然后，ECU12進行累計值Sp以及Sm的復位(步驟S59)，驅動馬達6(步驟S54)，返回步驟S51。在此，如果非轉向的狀態(tài)沒有變化，則ECU12執(zhí)行步驟S55、S56、S57，維持微小電流下的馬達驅動(步驟S54)。這樣一來,成為在驅動齒輪5a以及從動齒輪5b間,在與上述的一個方向相反的另一個方向上沒有齒隙的狀態(tài)(圖2C或者圖2B)。以下同樣，只要持續(xù)非轉向的狀態(tài)，每當驅動齒輪5a的按壓方向的累計值Sp或者Sm達到設定值就使馬達6的旋轉轉矩的方向反轉。由此，沒有齒隙的狀態(tài)在一個方向以及另一個方向之間進行切換。這樣一來，抑制嘎嘎聲的產生。另外，能夠防止從動齒輪5b緩緩地向一個方向轉動。另外，在從非轉向轉為轉向的狀態(tài)時，E⑶12立即從步驟S51進到步驟S52，在對累計值進行了復位后，進行通常的運算處理(步驟S53)，并驅動馬達6(步驟S54)。然后，再次從轉向轉為非轉向的狀態(tài)時，ECU12從步驟S51進到步驟S55，開始轉向角的累計。以下，同樣，進行上述的處理。此外，例如在存在路面的傾斜(向道路寬度方向的傾斜)的情況下，產生向與驅動齒輪5a的按壓方向相反的方向轉向角被累計這樣的現(xiàn)象。此時，即使向該相反方向的累計值達到設定值，由于與按壓的方向不同所以不成為方向反轉的對象。于是，在該情況下，如上所述，設為將累計值限制在規(guī)定的上限值(步驟S61)。即，在按壓方向是與左右的轉向角累計值中較大的轉向角的方向相反這樣的狀態(tài)持續(xù)的情況下，不進行方向反轉。這樣一來，對減速機構5的構造不進行調整，僅通過基于E⑶12的控制來抑制嘎嘎聲的產生。即，能夠提供不使構造變得復雜就能夠抑制嘎嘎聲的產生的電動動力轉向裝置。另外，由于通過抑制嘎嘎聲的產生，而能夠使減速機構采用金屬制的齒輪，所以能夠實現(xiàn)齒輪的高強度化、小型化。另外，通過轉向角的累計值達到設定值，會使旋轉轉矩的方向反轉，因此能夠防止實際的車輛從駕駛員要使車輛行進的方向移向左右的哪一方的現(xiàn)象。
《其它》此外，上述各實施方式的控制動作在以什么為條件進行旋轉轉矩的方向反轉這一點相互不同，在第一、第三實施方式中是經過時間，在第二實施方式中是轉向角越過中心位置而產生左右變化、在第四實施方式中是轉向角的累計值達到設定值。上述的條件既可以任意組合，也可以在該情況下在任意一種最初成立的條件下能夠進行方向反轉。另外，第三實施方式的振動成分的添加也能夠在第二、第四實施方式中應用。此外，圖I的構成是從減速機構5向第二轉向軸4以及小齒輪7施加轉向輔助力的小齒輪輔助的構成。然而，即使是從減速機構 5向齒條8施加轉向輔助力的齒條輔助的構成，也能夠應用與上述同樣的控制。附圖標記說明5 :減速機構，5a :驅動齒輪，5b :從動齒輪，6 :馬達，11 :轉向角檢測裝置，12 ECU(控制裝置)，100 :轉向機構，BL :齒隙。
權利要求
1.一種電動動カ轉向裝置,其具備 轉向機構； 馬達，其向上述轉向機構施加轉向輔助力； 減速機構構成為，其具有被上述馬達旋轉驅動的驅動齒輪，以及安裝在上述轉向機構并且與上述驅動齒輪嚙合的從動齒輪；以及 控制裝置，其對上述馬達進行控制， 該電動動カ轉向裝置的特征在于， 上述控制裝置，在上述馬達未產生上述轉向輔助力的范圍內，為驅動上述從動齒輪而使上述馬達產生不充分的微小旋轉轉矩，并且，以規(guī)定條件切換上述微小旋轉轉矩的方向。
2.根據(jù)權利要求I所述的電動動カ轉向裝置，其特征在干， 上述控制裝置構成為，每當在ー個方向上產生了上述微小旋轉轉矩的狀態(tài)下經過規(guī)定時間，則使上述微小旋轉轉矩的方向反轉，并且，周期性地進行該反轉。
3.根據(jù)權利要求I所述的電動動カ轉向裝置，其特征在干， 具備檢測轉向角的轉向角檢測裝置， 上述控制裝置構成為，每當在上述規(guī)定范圍內通過上述轉向角檢測裝置檢測到的轉向角的累計值達到設定值，則使上述微小旋轉轉矩的方向反轉。
4.根據(jù)權利要求2所述的電動動カ轉向裝置，其特征在干， 具備檢測轉向角的轉向角檢測裝置， 上述控制裝置構成為，每當在上述規(guī)定范圍內通過上述轉向角檢測裝置檢測到的轉向角的累計值達到設定值，則使上述微小旋轉轉矩的方向反轉。
5.根據(jù)權利要求I所述的電動動カ轉向裝置，其特征在干， 具備檢測轉向角的轉向角檢測裝置， 上述控制裝置構成為，使上述馬達產生朝向通過上述轉向角檢測裝置檢測到的轉向角的中心位置的微小旋轉轉矩，通過上述檢測到的轉向角從被視為左右的ー側的區(qū)域越過邊界值而成為另ー側的值，而使上述微小旋轉轉矩的方向反轉。
6.根據(jù)權利要求4所述的電動動カ轉向裝置，其特征在干， 被視為上述ー側的區(qū)域是指，除了ー側的區(qū)域之外，還包括作為從處于ー側的區(qū)域的過去狀態(tài)起的繼續(xù)性現(xiàn)象而從上述轉向角中心位置向另ー側變化以致處于規(guī)定范圍的滯后區(qū)域。
7.根據(jù)權利要求5所述的電動動カ轉向裝置，其特征在干， 上述控制裝置構成為，每當在上述規(guī)定范圍內檢測到的轉向角的累計值達到設定值，則使上述微小旋轉轉矩的方向反轉。
8.根據(jù)權利要求6所述的電動動カ轉向裝置，其特征在干， 上述控制裝置構成為，每當在上述規(guī)定范圍內檢測到的轉向角的累計值達到設定值，則使上述微小旋轉轉矩的方向反轉。
9.根據(jù)權利要求I 8中任一項所述的電動動カ轉向裝置，其特征在干， 上述控制裝置構成為，在上述微小旋轉轉矩的方向反轉時以及伴隨旋轉轉矩的方向反轉的轉向輔助動作開始時，使上述馬達的驅動電流包含振動成分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不使構造變得復雜就能夠抑制嘎嘎聲的產生的電動電力轉向裝置。處于馬達不產生轉向輔助力的規(guī)定范圍內時，控制裝置也對減速機構的驅動齒輪(5a)施加微小的旋轉轉矩。即，為驅動從動齒輪(5b)而使馬達產生不充分的微小的旋轉轉矩，且在規(guī)定條件下使旋轉轉矩的方向反轉。由此，成為在驅動齒輪(5a)和從動齒輪(5b)間沒有齒隙(BL)的狀態(tài)。
文檔編號B62D119/00GK102803047SQ201080027900
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權日2009年6月25日
發(fā)明者寺田真介, 東頭秀起, 吉井康之, 前田直樹, 中野史郎 申請人:株式會社捷太格特