BR112016003522B1

BR112016003522B1 - Aparelho de direção elétrica assistida

Info

Publication number: BR112016003522B1
Application number: BR112016003522-4A
Authority: BR
Inventors: Fumitoshi Nakamura; Tomonori HISANAGA
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2022-04-05
Also published as: JPWO2016035136A1; EP3031700A1; CN105593105B; WO2016035136A1; BR112016003522A2; EP3031700A4; US20160257336A1; EP3031700B1; US9650066B2; CN105593105A

Abstract

aparelho de direção elétrica assistida. um objeto da presente invenção é fornecer um aparelho de direção de energia elétrica que é capaz de tomar uma sincronização exata e suprimir um erro de ângulo de ângulo por atribuição de registro de data e hora cada vez que um sinal de detecção a partir de cada sensor é recebido, e aumentar uma velocidade de direção que uma detecção de ângulo de direção é estabelecida. [meios para resolver o problema] um aparelho de direção energia elétrica tendo uma função para detectar uma velocidade de direção, compreende uma seção de atribuição de registro de data e hora que atribui um registro de data e hora ati a um sinal de detecção ai e atribui um registro de data e hora btj a um sinal de detecção bj; uma seção de armazenamento que armazena o sinal de detecção bj ao qual o registro de data e hora btj está atribuído; uma seção de busca de sinal síncrono que busca o sinal de detecção bj mais sincronizado com o sinal de detecção ai com base em registros de tempo ati e btj; uma seção de cálculo vernier que realiza um cálculo de uma diferença de ângulo entre sinais síncronos buscados pela seção de busca de sinal síncrono e um cálculo vernier e emite um ângulo de direção absoluto de um sensor de referência; uma seção de cálculo de ângulo de direção inicial que calcula um valor de ângulo de direção inicial do ângulo de direção absoluto; e uma seção de emissão do ângulo de direção que obtém um ângulo de direção. [figuras designadas] fig. 3

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho de direção de elétrica assistida que fornece um sistema de direção de um veículo com uma força auxiliar gerada por um motor, e em particular a um aparelho de direção elétrica assistida que é capaz de tomar uma sincronização exata e suprimir um erro angular proporcional para uma velocidade de direção, anexando (amarrando) um carimbo de tempo a cada sinal de detecção de sensores plurais, e levanta uma velocidade de direção em que uma detecção de ângulo de direção é estabelecida.

Fundamentos da Técnica

[0002] Um aparelho de direção elétrica assistida que fornece um mecanismo de direção de um veículo com um torque auxiliar de direção (um torque auxiliar) por meio de um torque de rotação de um motor, aplica uma força de acionamento do motor como o torque auxiliar de direção para um eixo de direção ou um eixo de cremalheira por meio de um mecanismo de transmissão como as engrenagens ou uma correia através de um mecanismo de redução. A fim de gerar com precisão o torque auxiliar de direção, tal aparelho de direção elétrica convencional (EPS) realiza um controle de retroalimentação de uma corrente do motor. O controle de retroalimentação ajusta uma tensão fornecida ao motor de modo a que a diferença entre um valor de comando auxiliar de direção (um valor de comando de corrente) e um valor de corrente de motor detectado se torna pequeno, e o ajuste da tensão aplicada ao motor é geralmente realizado por um ajuste dos valores de comando de serviço de um controle de modulação de largura de pulso (PWM).

[0003] Uma configuração geral do aparelho de direção elétrica assistida convencional será descrita com referência à figura 1. Como mostrado na figura 1, um eixo de coluna (um eixo de direção ou um eixo alça) 2 conectado a um volante 1, é conectado às rodas de direção 8L a 8R através de engrenagens de redução 3, juntas universais 4a e 4b, um mecanismo cremalheira e pinhão 5, e tirantes 6a e 6b, ainda por meio de unidades de cubo 7a e 7b. Além disso, o eixo da coluna 2 é fornecido com um sensor de torque 10 para a detecção de um torque de direção do volante 1, e um motor 20 para auxiliar a força de direção do volante 1 está conectado ao eixo da coluna 2 através das engrenagens de redução 3. A energia elétrica é fornecida a uma unidade de controle (ECU) 30 para controlar o aparelho de direção elétrica assistida a partir de uma bateria 13, e um sinal da chave de ignição é inserido na unidade de controle 30 por meio de uma chave de ignição 11. A unidade de controle 30 calcula um valor de comando de corrente de um comando auxiliar (direção assistida) com base em um torque de direção Th detectado pelo sensor de torque 10 e uma velocidade do veículo Vel detectada por um sensor de velocidade do veículo 12, e controla uma corrente fornecida ao motor 20 com base em um valor de controle de corrente E obtido através da realização de compensação e assim por diante no que diz respeito ao valor de comando de corrente. Além disso, também é possível receber a velocidade do veículo Vel a partir de uma rede de área de controle (CAN) e assim por diante.

[0004] A unidade de controle 30 compreende principalmente uma CPU (também incluindo uma MPU) e funções gerais executadas por programas dentro da CPU são mostrados na figura 2.

[0005] As funções e operações da unidade de controle 30 serão descritas com referência à figura 2. Como se mostra na figura 2, o torque de direção Th detectado pelo sensor de torque 10 e a velocidade do veículo Vel detectada pelo sensor de velocidade do veículo 12 são introduzidos em uma seção de cálculo de valor de comando de corrente 31 para calcular um valor de comando de corrente Iref1. A seção de cálculo de valor de comando de corrente 31 calcula o valor de comando de corrente Iref1 que é um valor alvo de controle de uma corrente fornecida ao motor 20 com base no torque de direção Th sendo introduzido e a velocidade do veículo Vel sendo introduzida e por meio de um mapa auxiliar ou semelhantes. O valor de comando de corrente Iref1 é introduzido em uma seção limitadora de corrente 33 através de uma seção de adição 32A. Um valor de comando de corrente Irefm que uma corrente máxima é limitada, é introduzido em uma seção de subtração 32B, e um desvio I (= Irefm- Im) entre o valor de comando de corrente Irefm e um valor de corrente do motor Im sendo alimentado de volta, é calculado. O desvio I é introduzido em uma seção de controle PI 35 para a melhoria característica das operações de direção. Um valor de comando de controle de tensão Vref cuja melhoria característica é executada pela seção de controle PI 35, é introduzido numa seção de controle de PMW 36. Além disso, o motor 20 é acionado por PWM através de um circuito inversor 37 que serve como uma seção de acionamento. O valor da corrente Im do motor 20 é detectado por um detector de corrente do motor 38 e alimentado de volta para a seção de subtração 32B. O circuito inversor 37 utiliza EFTs como elementos de acionamento e é composto por um circuito de ponte de FETs.

[0006] Além disso, um sinal de compensação CM a partir de uma seção de compensação 34 é adicionada na seção de adição 32A, e a compensação do sistema é realizada por meio da adição do sinal de compensação CM de modo a melhorar uma convergência, uma característica de inércia e assim por diante. A seção de compensação 34 adiciona um torque de auto alinhamento (SAT) 343 e uma inércia 342 numa seção de adição 344, aumenta ainda mais o resultado de adição realizado na seção de adição 344 e uma convergência 341 numa seção de adição 345, e, em seguida, emite o resultado da adição realizada na seção de adição 345 como o sinal de compensação CM.

[0007] Tal aparelho de direção elétrica assistida inclui vários sensores para detectar o ângulo de direção do eixo da coluna (o eixo de direção ou o eixo de alça) e para detectar um ângulo de rotação do motor e assim por diante.

[0008] Convencionalmente, de modo a levantar uma precisão de detecção (resolução de detecção) de uma posição de rotação por um sensor de ângulo de rotação, um aparelho que detecta a posição de rotação que combina sensores plurais tendo características de deslocamento e detecta a posição de rotação por um método de Vernier (subescala), é proposto (por exemplo, Pedido de Patente Examinado Publicado Japonês No.H6-65967 B2: (ou o seu pedido EP correspondente, EP 0 212 662 A2): Documento de Patente 1). Isto é, o aparelho de detecção da posição de rotação do Documento de Patente 1 é uma configuração que compreende um sensor que tem um primeiro padrão de 1-passo por rotação e um sensor tendo um segundo padrão que divide uma circunferência do primeiro padrão em “n” com base em uma referência, e detecta uma posição de rotação absoluta.

[0009] A Lista de Documentos da Técnica Anterior

[00010] Documentos de Patente

[00011] Documento de Patente 1: Pedido de Patente Examinado Publicado japonês No.H6-65967 B2

Sumário da invenção Problemas a Serem Resolvidos pela Invenção

[00012] No entanto, no caso de aplicação do aparelho de detecção da posição de rotação descrito no Documento de Patente 1 para o aparelho de direção elétrica assistida, quando uma combinação de um sensor de torque de direção que detecta o torque de direção por meio de uma barra de torção e um sensor de ângulo de direção que detecta um ângulo da direção absoluto é usada, é necessário combinar ainda com um outro sensor do aparelho do Documento de Patente 1 através de uma barra de torção para constituir o sensor de torque e detectar o torque de direção.

[00013] Além disso, em geral, uma faixa de ângulo de direção da direção é de cerca de 1080° (um lado 540°), no caso de realizar a detecção do ângulo da direção, usando um único sensor do ângulo de direção, existe um problema de que a resolução angular se torna irregular. Portanto, é necessário detectar o ângulo, utilizando o cálculo de Vernier com base em uma combinação de sensores plurais. Neste caso, se torna necessário sincronizar dois sensores, e uma precisão de sincronização é fortemente solicitada.

[00014] Além disso, no caso de utilizar os sensores combinados acima, uma vez que são sensores respectivamente independentes, existe um problema de que o erro do ângulo se torna grande, dependendo da velocidade de direção. Em particular, no caso da comunicação digital, uma vez que um erro devido a comunicação também está incluído, o erro de ângulo torna- se maior.

[00015] A presente invenção foi desenvolvida tendo em conta as circunstâncias acima descritas, e o objeto da presente invenção consiste em proporcionar um aparelho de direção elétrica assistida de alta função que é capaz de tomar uma sincronização precisa e suprimir um erro de ângulo proporcional a uma velocidade de direção, anexando (amarrando) um carimbo de tempo cada vez que um sinal de detecção de cada sensor é recebido, e aumenta a velocidade da direção que a detecção de um ângulo de direção é estabelecida.

Meios para Resolver os Problemas

[00016] A presente invenção refere-se a um aparelho de direção elétrica assistida que realiza um controle de direção assistida acionando um motor por meio de um valor de comando de corrente calculado em uma base de pelo menos um torque da direção, compreende, pelo menos, os sensores A e B sendo diferentes em períodos, e tem uma função de detectar uma velocidade de direção, o objetivo acima descrito da presente invenção é alcançado pelo fato de que compreende: uma seção de fixação de carimbo de tempo que anexa um carimbo de tempo ATi a um sinal de detecção Ai do referido sensor A e anexa um carimbo de tempo BTj a um sinal de detecção Bj do referido sensor B; uma seção de armazenamento que armazena o referido sinal de detecção Bj para o qual o referido carimbo de tempo BTj está ligado; uma seção de busca de sinal síncrono que busca o referido sinal de detecção Bj mais sincronizado com o referido sinal de detecção Ai a partir da referida seção de armazenamento baseada nos referidos carimbos de tempo ATi e BTj; uma seção de cálculo de Vernier que realiza um cálculo de uma diferença angular entre sinais síncronos pesquisados pela referida seção de busca de sinal síncrono e um cálculo de vernier e emite um ângulo de direção absoluta pf uma referência do sensor; uma seção de cálculo do ângulo da direção inicial que calcula um valor de ângulo de direção inicial a partir do referido ângulo de direção absoluta; e uma seção de saída do ângulo de direção que obtém um ângulo de direção em uma base de um ângulo de direção relativa do referido sensor B e referido valor de ângulo de direção inicial.

[00017] Além disso, o objetivo acima descrito da presente invenção é mais eficientemente alcançado por aquele em que compreende uma seção de comparação que compara a referida velocidade de direção com um limiar, e quando a referida velocidade de direção é menor do que ou igual ao referido limiar, busca os referidos sinais síncronos, o referido cálculo da referida diferença angular e referido cálculo de vernier são realizados; ou em que o referido limite é uma velocidade de direção prática; ou em que a referida busca da referida seção de busca de sinal síncrono é uma pesquisa binária.

Efeitos da Invenção

[00018] Uma vez que o erro de ângulo que a detecção do ângulo de direção (Vernier) é estabelecida depende do sensor, o erro de ângulo de que a detecção do ângulo de direção (Vernier) é estabelecida torna- se um valor constante, o erro de ângulo deste caso torna-se o valor de multiplicação de uma velocidade de ângulo de direção e um erro de tempo. De acordo com um aparelho de direção elétrica assistida da presente invenção, é possível reduzir o erro de tempo e reduzir o erro de ângulo proporcional ao erro de tempo implementando a sincronização dos sinais de detecção do sensor. Além disso, uma vez que é possível suprimir e reduzir o erro de ângulo, é possível aumentar a velocidade de direção para que a detecção do ângulo de direção seja possível.

Breve descrição dos Desenhos

[00019] Nos desenhos anexos:

[00020] A figura 1 é um diagrama de configuração ilustrando um esboço geral de um aparelho de direção elétrica assistida;

[00021] A figura 2 é um diagrama de blocos, mostrando um exemplo de configuração de um sistema de controle do aparelho de direção elétrica assistida;

[00022] A figura 3 é um diagrama, mostrando um fator de erro de sinais de detecção dos dois sensores (A, B) e um método de melhoria;

[00023] A figura 4 é um diagrama de blocos que mostra uma configuração básica da presente invenção;

[00024] A figura 5 é um fluxograma que mostra um exemplo de operação do cálculo do ângulo de direção;

[00025] A figura 6 é um fluxograma que mostra um exemplo de operação de detecção do ângulo de direção;

[00026] A figura 7 é um diagrama, mostrando uma relação entre o aparelho de direção elétrica assistida, um exemplo de montagem de sensores e esses sinais de detecção;

[00027] A figura 8 é um diagrama de forma de onda mostrando um exemplo de período de sinal de cada sensor;

[00028] A figura 9 é um diagrama de blocos mostrando um exemplo de configuração de um aparelho de detecção de ângulo de direção;

[00029] A figura 10 é um diagrama de forma de onda mostrando sinais angulares de período 40° e período 296°; e

[00030] A figura 11 é um diagrama que mostra os efeitos da presente invenção (a velocidade de direção que a detecção do ângulo de direção é estabelecida torna-se elevada, reduzindo o erro de ângulo).

Modo de Realizar a Invenção

[00031] Um aparelho de direção elétrica assistida da presente invenção detecta (calcula) um ângulo de direção a partir de sinais de ângulo de sensores de ângulo respectivamente independentes A e B, que estão montados no aparelho de direção elétrica assistida, utilizando um princípio de Vernier (subescala), incluindo um cálculo de uma diferença de ângulo. Na presente invenção, o período do sensor de ângulo A é longo, e o sensor de ângulo B é um sensor do lado de saída do sensor de torque e um período do sensor de ângulo B se torna pequeno (curto). Uma vez que o sensor de ângulo A e o sensor de ângulo B são sensores independentes, a sincronização dos mesmos não é tomada. Além disso, a fim de estabelecer a detecção do ângulo de direção, no princípio de um cálculo de Vernier, é necessário que um erro de ângulo do sensor de ângulo A e o sensor de ângulo B seja menor do que ou igual a um valor constante (o máximo divisor comum do intervalo de ângulo de detecção de cada sensor).

[00032] No caso em que a sincronização de sensores plurais não é tomada, o tempo de detecção de cada sensor se desvia. Além disso, quando o sensor é girado (direcionado), ocorre um erro em um ângulo detectado, e o erro de ângulo aumenta em proporção ao número de rotações (a velocidade de direção). Por conseguinte, uma condição de restrição “do ângulo de direção é detectável apenas no caso de ser menor do que ou igual a uma velocidade de direção constante” para a direção na detecção do ângulo de direção é trazida. Devido à condição de restrição acima, as partidas de um sistema de suporte de direção para um motorista baseado no controle do ângulo de direção ou similar e do controle do ângulo de direção (EPS ou semelhantes) de lado do veículo são atrasados.

[00033] A este respeito, a presente invenção atribui um carimbo de tempo em cada momento em que cada sinal de detecção a partir de sensores plurais é recebido, liga o carimbo de tempo ao sinal de detecção, e armazena uma duração de tempo predeterminada em uma memória buffer. Em seguida, a presente invenção busca um sinal (um sinal síncrono) mais próximo dos tempos de detecção de ângulo do sensor de ângulo A e sensor de ângulo B da memória buffer, e permite o cálculo do ângulo de direção com um erro de ângulo mínimo. Assim, uma vez que se torna possível suprimir o aumento do erro de ângulo proporcional à velocidade de ângulo de direção, mesmo no caso de velocidade de direção rápida, o cálculo de Vernier é estabelecido.

[00034] A seguir, modalidades da presente invenção serão descritas em detalhes com referência aos desenhos anexos.

[00035] A figura 3 é um diagrama de tempo que ilustra o princípio de sincronização de sinal de acordo com a presente invenção, e mostra fatores de erro de sinais de detecção a partir de dois sensores A e B e um método de melhora do mesmo. Ao completar a recepção de um sinal A1 do sensor A, no caso da escolha de um sinal B1 a partir do sensor de B como um sinal utilizado no cálculo de Vernier, um erro de tempo dos tempos de detecção de ângulo do sensor A e o sensor B se torna Δt1 e inclui um grande erro de tempo. Por conseguinte, a presente invenção sincroniza um sinal Ai (i = 1, 2, --- ) do sensor A e um sinal Bj (j = 1, 2, ---) a partir do sensor B por meio de atribuição do carimbo de tempo e a busca de sinal. Neste caso, por exemplo, a presente invenção busca o sinal Bj mais próximo do tempo de detecção do sinal A1 a partir da memória buffer do sinal Bj. Como resultado, no presente exemplo, no que diz respeito ao sinal A1, o sinal B7 é escolhido. Ao sincronizar o sinal de A e o sinal B, o erro de tempo é melhorado a partir de Δt1 para Δt2. Daqui por diante, a presente invenção realiza o cálculo de Vernier, utilizando os sinais sincronizados (o sinal A1, o sinal B7) e calcula o ângulo de direção.

[00036] Além disso, na figura 3, “Δt” é um erro de tempo do tempo de detecção de ângulo do sinal Ai e o sinal Bj, “Δt1” é um erro de tempo antes da sincronização, e “Δt2” é um erro de tempo após a sincronização. Além disso, “Δai” é “um tempo de processamento interno do sensor A (o sinal de Ai) + um tempo de comunicação”, e “Δbj” é “um tempo de processamento interno do sensor B (o sinal Bj) + um tempo de comunicação”.

[00037] A figura 4 mostra um exemplo de configuração básica da presente invenção (um aparelho de cálculo do ângulo de direção). Como mostrado na figura 4, um sinal de detecção SN1 de um sensor 201 (o sensor A) do lado do veículo e um sinal de detecção SN2 de um sensor 202 (o sensor B) do lado do veículo são introduzidos em uma seção de recepção de sinal 300 do lado ECU devido à comunicação. O sinal de detecção SN1 do sensor 201 está ligado ao carimbo de tempo, introduzido em uma seção de recepção de ângulo 301 e recebidos, e, em seguida, introduzido em uma seção de busca de sinal síncrono 310. Além disso, o sinal de detecção SN2 do sensor 202 está ligado ao carimbo de tempo, introduzido em uma seção de recepção de ângulo 302 e recebido, e, em seguida, uma vez armazenado em uma memória buffer 303. Um sinal de detecção armazenado SN2b é lido a partir da memória buffer 303 e introduzido na seção de busca de sinal síncrono 310. Sinais de detecção do sensor SN1s e SN2s que são buscados pela seção de busca do sinal síncrono 310 como o sinal síncrono, são introduzidos em uma seção de cálculo de Vernier 320 que executa o cálculo da diferença de ângulo e o cálculo de Vernier. Um ângulo de direção que o cálculo de Vernier é realizado pela seção de cálculo de Vernier 320 e usando cálculo, incluindo o cálculo da diferença de ângulo (um ângulo de direção absoluta do sensor de referência (padrão)), é transmitido a partir da seção de cálculo de Vernier 320. Além disso, uma velocidade de direção w é introduzida na ECU.

[00038] Um exemplo de operação de um referido aparelho de cálculo de um ângulo de direção será descrito com referência a um fluxograma mostrado na figura 5.

[00039] A figura 5 mostra o exemplo de operação do cálculo do ângulo de direção. Como mostrado na figura 5, o sinal de detecção SN1 do sensor 201 (o sensor A) é recebido pela seção de recepção de ângulo 301 (Etapa S10), ligada a um carimbo de tempo A1 pela seção de recepção do ângulo 301 e introduzido na seção de busca de sinal síncrono 310 (etapa S11). Um sinal de detecção Sn1a que é introduzido na seção de busca do sinal síncrono 310, é “SN1 + o carimbo de tempo A1”. Além disso, o sinal de detecção SN2 do sensor 202 (o sensor B) é recebido pela seção de recepção de ângulo 302 (etapa S12), ligado a um carimbo de tempo B1 pela seção de recepção de ângulo 302 (etapa S13), em outras palavras, e sequencialmente armazenado na memória buffer 303 como “SN2 + o carimbo de tempo B1” (Etapa S14). Depois de sinais de detecção SN2a1, SN2a2, SN2a3, --- aos quais os carimbos de tempo B1, B2, B3, --- são ligados, são armazenados na memória buffer 303, os sinais de detecção SN2b1 (SN2a1 + o carimbo de tempo B1), SN2b2 (SN2a2 + o carimbo de tempo B2), SN2b3 (SN2a3 + o carimbo de tempo B3), --- que são lidos a partir da memória buffer 303, são introduzidos na seção de busca de sinal síncrono 310.

[00040] Depois disso, a velocidade de direção w é introduzida (etapa S15), seja ou não a velocidade de direção w é menor do que ou igual a uma velocidade de direção limitante w0 como um limiar, é avaliada (etapa S20). Quando a velocidade de direção w é muito rápida, o erro de ângulo se torna muito grande, por conseguinte, o limite é realizado em um intervalo prático da direção. No caso em que a velocidade de direção w é menor do que ou igual à velocidade de direção limitante w0, a leitura de carimbos de tempo (A1, B1, B2, B3, ---) é executada (etapa S21), a busca do sinal síncrono (o carimbo de tempo A1 e o carimbo de tempo Bj) é realizada por, por exemplo, uma busca binária (Etapa S22). Com base no resultado da busca, os sinais de detecção, isto é, o sinal de detecção A1 após a sincronização e o sinal de detecção Bj após a sincronização são lidos (Etapa S23), o cálculo da diferença angular é executado (etapa S24), ainda, a seção de cálculo de Vernier 320 realiza o cálculo de Vernier publicamente conhecido e emite o ângulo de direção absoluto do sensor de referência (Etapa S25). Em seguida, com base em um ângulo de direção absoluto, um ângulo de direção relativo e uma posição neutra de veículo (armazenada em uma EEPROM), o cálculo de um ângulo de direção inicial é realizado, e um valor de ângulo de direção inicial é emitido (Etapa S26).

[00041] A figura 6 mostra um exemplo de operação de detecção do ângulo de direção. Como mostrado na figura 6, com base em um sinal de ângulo TS_OS a partir do sensor, o cálculo do ângulo de direção relativo é executado (etapa S30), o valor do ângulo de direção inicial obtido como foi referido acima é adicionado ao ângulo de direção relativo (etapa S31), e o ângulo de direção é emitido.

[00042] Em seguida, uma modalidade que se aplica à sincronização dos sinais de detecção A e B, e a detecção do ângulo de direção tal como descrito acima para o aparelho de direção elétrica assistida será descrito.

[00043] No aparelho de direção elétrica assistida com a barra de torção, é necessário detectar o ângulo em uma pluralidade de locais, por exemplo, como mostrado na figura 7, os sensores são montados no eixo da coluna (o eixo de alça) 2 e várias sinais de detecção são emitidos. Isto quer dizer, um sensor de Hall-IC 21 como um sensor de ângulo e um sensor de rotor de 20° 22 de um rotor do lado da entrada de um sensor de torque são montados sobre um eixo de entrada 2A do lado do volante 1 do eixo de alça 2. O sensor Hall-IC 21 emite um ângulo AS_IS θh de período 296°, e o ângulo AS_IS θh é introduzido em uma seção de cálculo do ângulo de direção 40. O sensor rotor de 20° 22 que é montado no lado do volante 1 do que uma barra de torção 23, emite ângulos TS_IS θs1 (principal) e θs2 (sub) de períodos de 20°, e o ângulo TS_IS θs1 é introduzido na seção de cálculo de ângulo de direção 40. Além disso, um sensor rotor de 40° 24 de um rotor do lado de fora do sensor de torque está montado sobre um eixo de saída 2b do eixo de alça 2, ângulos TS_OS θr1 (principal) e θr2 (sub) são emitidos a partir do sensor rotor de 40° 24, e o ângulo TS_OS θr1 é introduzido na seção de cálculo do ângulo de direção 40. A seção de cálculo do ângulo de direção 40 calcula um ângulo de direção θab do valor absoluto com base no ângulo AS_IS θh, o ângulo TS_IS θs1 e o ângulo TS_OS θr1 e emite o ângulo de direção θab.

[00044] A figura 8 mostra um exemplo de períodos de sinal dos sinais de detecção dos respectivos sensores. A figura 8(A) mostra o período de sinal (296°) do ângulo AS_IS θh sendo o sinal de detecção do sensor Hall IC-21, a figura 8(B) mostra o período de sinal (20°) do ângulo TS_IS θs1 sendo o sinal de detecção do sensor rotor de 20° 22, e a figura 8 (C) mostra o período de sinal (40°) do ângulo TS_OS θr1 sendo o sinal de detecção do sensor rotor de 40° 24. Um “ponto de ajuste 0” destes três sensores é ajustado pela calibração na montagem.

[00045] A figura 9 mostra um exemplo de configuração da seção de cálculo do ângulo de direção 40. Tal como mostrado na figura 9, a velocidade de direção w é introduzida em uma seção de avaliação de execução 41, e uma velocidade de direção w1 avaliada pela seção de avaliação de execução 41 é introduzida em uma seção de cálculo 50. O ângulo AS_IS θh a partir do sensor Hall-CI 21 correspondente ao sensor A é introduzido adicionado- introduzido em uma seção 46A no interior da seção de cálculo 50, o ângulo TS_IS θs1 a partir do sensor rotor de 20° 22 correspondente ao sensor B e o ângulo TS_OS θr1 do sensor rotor de 40° 24 correspondente ao sensor B são inseridos em uma seção de cálculo de diferença de ângulo 42 e uma diferença de ângulo (= θs1-θr1) é calculada pela seção de cálculo da diferença de ângulo 42 e subtraída-introduzida na seção de subtração 46A. Um ângulo de subtração AS_OS (= θh- (θs1-θr1)) obtido pela seção de subtração 46A é introduzido em uma seção de cálculo de Vernier 43. Um meio de cálculo de Vernier compreende a seção de cálculo da diferença angular 42, a seção de subtração 46A e a seção de cálculo de Vernier 43. Além disso, o ângulo TS_OS θr1 do sensor de rotor de 40° 24, correspondente ao sensor B, é introduzido na seção de cálculo de Vernier 43 e também inserido em uma seção de cálculo de ângulo de direção relativo 45.

[00046] Um ângulo de direção θbr (o ângulo de direção absoluto do sensor de referência) calculado pela seção de cálculo de Vernier 43 é introduzido em uma seção de cálculo de ângulo de direção inicial 44, e um valor de ângulo de direção inicial θint calculado é emitido. A seção de cálculo 50 realiza o cálculo acima uma vez no tempo de início e emite o valor inicial de ângulo de direção θint. O valor do ângulo de direção inicial θint da seção de cálculo 50 é introduzido em uma seção de adição 46B, e um ângulo de direção relativo Re1_OS, calculado pela seção de cálculo do ângulo de direção relativo 45, também é introduzido na seção de adição 46B. Um ângulo de direção θab (= θint + Re1_OS) obtido pela adição da seção de adição 46B é transmitido a partir da seção de adição 46B que compreende uma seção de saída do ângulo de direção.

[00047] Uma vez que a seção de cálculo do ângulo de direção 40 constantemente emite o ângulo de direção θab que define a posição neutra do veículo como o “ponto 0”, a seção de cálculo de ângulo de direção 40 realiza o cálculo de Vernier uma vez pela seção de cálculo de Vernier 43 no tempo inicial do ângulo de subtração AS_OS e o ângulo TS_OS θr1, e obtém um valor de correção para corrigir o ângulo de direção relativo do ângulo TS_OS θr1 para o ângulo de direção absoluto do sensor de referência. Além disso, a seção de cálculo de ângulo de direção 40 obtém o valor do ângulo de direção inicial θint do valor de correção e a posição neutra do veículo. Após a obtenção do valor de ângulo de direção inicial θint, adicionando o ângulo de direção relativa do ângulo TS_OS θr1 ao valor do ângulo de direção inicial θint, é possível constantemente emitir o ângulo de direção θab do valor absoluto a partir da seção de adição 46B compreendendo a seção de saída de ângulo de direção.

[00048] O cálculo de Vernier é um cálculo que obtém posições de período “0~36” (o número de rotações contadas a partir do ângulo de direção 0°) do sensor rotor de 40° 24 no lado do eixo de saída, utilizando uma diferença de fase entre os sinais de sensor que são diferentes no período (por exemplo, período 40°, período 296°). Deste modo, é possível avaliar qual a posição de uma região do ângulo de direção “0~1480°” o sensor de rotor de 40° 24 está. Além disso, o ângulo de subtração AS_OS (um ângulo do lado de eixo de saída de período 296°) é gerado para o cálculo de Vernier. Isto é, a quantidade de um ângulo de torção da barra de torção 23 (a diferença angular entre o ângulo TS_IS θs1 e o ângulo TS_OS θr1) é subtraído do ângulo AS_IS θh sendo o sinal de detecção do sensor de Hall-IC 21 em uma entrada ao lado do eixo.

[00049] Em geral, no caso de realizar o cálculo de Vernier, quando uma diferença entre um período grande que se torna referência e um período pequeno é pequena, o erro torna-se pequeno. Quando o período de um pequeno ciclo é muito fino (uma diferença entre um ciclo grande e o ciclo pequeno é grande), acredita-se que ele reconhece falsamente um valor vizinho de um ciclo pequeno. Além disso, uma vez que o aparelho EPS compreende a barra de torção, um ângulo de rotação do próprio volante e o ângulo de direção do veículo causam um deslocamento da quantidade de características de torção da barra de torção.

[00050] Por conseguinte, a presente invenção emprega uma configuração que executa o cálculo de Vernier entre o sensor (24) do lado da cremalheira-e-pinhão do que a barra de torção (23) e os sensores (21, 22) do lado do volante do que a barra de torção (23), fornece o sensor (22) do lado do volante do que a barra de torção (23) e corrige a quantidade de torção usando os sensores na parte dianteira/traseira da barra de torção.

[00051] A figura 11 mostra os efeitos da presente invenção, como um pré-requisito, uma vez que um erro de ângulo Δθ’ que a detecção do ângulo de direção (Vernier) é estabelecida depende do sensor, o erro de ângulo Δθ’ torna-se um valor constante. Neste caso, no que se refere ao erro de ângulo Δθ, a seguinte expressão 1 é válida. Isto é, o ângulo de erro Δθ aumenta e diminui em proporção à velocidade de direção w.

[00052] Como medida preventiva, mediante a aplicação da sincronização dos sinais, o erro de tempo Δt do tempo de detecção entre os sinais do sensor de A e o sensor B é reduzido. Isto é, ao sincronizar os sinais de detecção, o erro de ângulo se torna pequeno. Como resultado, a velocidade de direção w que a detecção de ângulo de direção é estabelecida torna-se alta como “w1 ^ w2”. Deste modo, quando a velocidade de direção que a detecção do ângulo de direção é estabelecida é melhorada de w1 (por exemplo, 20°/s) para w2 (por exemplo, 200°/s), a função de detecção do ângulo de direção é suficientemente estabelecida como o EPS.

[00053] Além disso, nas modalidades acima, embora apenas o sensor B que o período é pequeno, é buscado, se é possível ganhar a capacidade aritmética de CPU e a capacidade da memória buffer, de modo semelhante, também é possível armazenar os dados com carimbo de tempo e buscar o sensor a que o período é grande.

[00054] Explicação dos numerais de referência 1: volante 2: eixo de coluna (eixo de direção, eixo de alça) 10: sensor de torque 12: sensor de velocidade do veículo 13: bateria 20: motor 21: sensor Hall-IC 22: sensor de rotor de 20° 23: barra de torção 24: sensor de rotor de 40° 30: unidade de controle (ECU) 31: seção de cálculo de comando de corrente 33: seção limitante de corrente 34: seção de compensação 35: seção de controle PI 36: seção de controle PWM 37: circuito inversor 40: seção de cálculo de ângulo de direção 41: seção de julgamento de execução 42: seção de cálculo de diferença de ângulo 43: seção de cálculo de vernier 44: seção de cálculo de ângulo de direção inicial 45: seção de cálculo de ângulo de direção relativo 200: seção de controle do ângulo de direção 201: sensor (A) 202: sensor (B) 300: seção de recepção de sinal 301,302: seção de recepção de ângulo 303: memória buffer 310: seção de busca de sinal síncrono 320: seção de cálculo de Vernier

Claims

1. Aparelho de direção elétrica assistida que executa um controle de direção assistida, dirigindo um motor (20) por meio de um valor de comando de corrente calculado com base em pelo menos um torque de direção, compreende pelo menos os sensores A e B sendo diferentes em períodos e tem uma função para detectar uma velocidade de direção, caracterizado pelo fato de que o referido aparelho de direção elétrica compreende: uma seção de fixação de carimbo de tempo (301, 302) que anexa um carimbo de tempo ATi a um sinal de detecção Ai do referido sensor A e anexa um carimbo de tempo BTj a um sinal de detecção Bj do referido sensor B; uma seção de armazenamento (303) que armazena o referido sinal de detecção Bj ao qual o referido carimbo de tempo BTj é anexado; uma seção de busca de sinal síncrono (310) que busca o referido sinal de detecção Bj mais sincronizado com o referido sinal de detecção Ai da referida seção de armazenamento com base nos referidos carimbos de tempo ATi e BTj; uma seção de cálculo de vernier (320) que executa um cálculo de uma diferença de ângulo entre sinais síncronos pesquisados pela referida seção de pesquisa de sinal síncrono (310) e um cálculo de vernier e fornece um ângulo de direção absoluto de uma referência de sensor; uma seção de cálculo do ângulo de direção inicial (44) que calcula um valor do ângulo de direção inicial a partir do referido ângulo de direção absoluto; e uma seção de saída do ângulo de direção (46B) que obtém um ângulo de direção com base em um ângulo de direção relativo do referido sensor B e do referido valor do ângulo de direção inicial.

2. Aparelho de direção elétrica assistida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda uma seção de comparação que compara a referida velocidade de direção com um limite, e quando a referida velocidade de direção é menor ou igual ao referido limite, a busca dos referidos sinais síncronos, o referido cálculo da referida diferença de ângulo e o referido cálculo de vernier são realizados.

3. Aparelho de direção elétrica assistida, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido limite é uma velocidade de direção prática.

4. Aparelho de direção elétrica assistida, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a referida busca da referida seção de busca de sinal síncrono (310) é uma pesquisa binária.