CN102381351B - 电动转向装置 - Google Patents

Abstract

一种电动转向装置，包括转向力矩传感器，用于检测施加于方向盘的转向力矩，且输出对应转向力矩的转向力矩信号；速度传感器，用于检测车辆的速度，且输出对应车辆的速度的速度信号；辅助转向力设定单元，用于输出表示渐增或渐减的线性变化的信号；转换调节器，用于接收自辅助转向力设定单元所输出的信号，且设定辅助转向力转换，其中在特定的速度时，最大转向力矩、最大目标马达电流，或目标马达电流与转向力矩的比例是渐增或渐减；电流信号供给器，用于依据辅助转向力转换，输出转向力矩信号与对应速度信号的目标马达电流信号；以及马达驱动单元，用于供给马达对应目标马达电流信号的电流。

Description

电动转向装置

技术领域

本发明涉及一种电动转向装置。

背景技术

如众所周知，车辆转向装置是车辆驾驶者操控车辆方向的手段。车辆转向装置能让驾驶者自由地改变车辆前轮的转动中心，以使驾驶者能随心驾驭。

当驾驶者操控车辆的方向盘，车辆的动力转向装置利用增强器（booster）增补驾驶者的方向盘操控力，使驾驶者能轻松地改变车辆的行进方向。

近来的动力转向装置能使方向盘在车辆高速行驶时产生沉重感，而在车辆低速行驶时，又变得轻盈。是以，确有提供能适合于驾驶者的辅助转向力的必要。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本发明的主要目的在于提供一种电动转向装置，以提供适合于驾驶者的辅助转向力。

为了实现前述目的，本发明的电动转向装置包括：一转向力矩传感器，用于检测施加于一方向盘的一转向力矩，且输出对应所述转向力矩的一转向力矩信号；一速度传感器，用于检测一车辆的速度，且输出对应所述车辆的速度的速度信号；一辅助转向力设定单元，用于输出表示一渐增或渐减的线性变化的一信号；一转换调节器（map setter），用于接收自所述辅助转向力设定单元所输出的所述信号，且设定一辅助转向力转换，其中在一特定的速度时，一最大转向力矩、一最大目标马达电流，或一目标马达电流与一转向力矩的一比例是渐增或渐减；一电流信号供给器，用于依据所述辅助转向力转换，输出所述转向力矩信号与对应所述速度信号的一目标马达电流信号；以及一马达驱动单元，用于供给所述马达对应所述目标马达电流信号的一电流。

所述辅助转向力设定单元可依据一驾驶者的操控，输出表示所述渐增或渐减的线性变化的所述信号。

所述辅助转向力设定单元可包括显示一连续调整的一无段调整开关、一无段调整旋钮或一触控面板。

所述电动转向装置可更进一步包括：一反馈单元，用于输出得自所述电流信号供给器所输入的所述目标马达电流信号的一电流差信号，且输出对应流经所述马达的一实际电流的一实际马达电流信号；一马达电流控制器，用于自所述反馈单元接收所述电流差信号，且输出一控制信号，以补偿所述目标马达电流与所述实际马达电流之间的差；以及一电流检测单元，用于检测流经所述马达的一马达电流，且输出对应检测到的所述马达电流的所述实际马达电流信号至所述反馈单元。

所述电动转向装置可更进一步包括一界限值比较器，用于判断是否所述最大转向力矩、所述最大目标马达电流，或所述比例在一界限值内。

本发明的另一目的在于提供一种电动助力方法，通过具有一马达的一电动转向装置实施，所述方法包括：检测施加于一方向盘的一转向力矩，且输出对应所述转向力矩的一转向力矩信号；检测一车辆的速度，且输出对应所述车辆的速度的速度信号；输出表示一渐增或渐减的线性变化的一信号；接收自所述辅助转向力设定单元所输出的所述信号，且设定一辅助转向力转换，其中在一特定的速度时，一最大转向力矩、一最大目标马达电流，或一目标马达电流与一转向力矩的一比例是渐增或渐减；依据所述辅助转向力转换，输出所述转向力矩信号与对应所述速度信号的一目标马达电流信号；以及供给所述马达，对应所述目标马达电流信号的一电流。

如前所述，依据本发明，驾驶者能线性地改变辅助转向力，其能判断驾驶者是否在性能极限内操作电动转向装置，是以能稳定地设定所述辅助转向力。

附图说明

图1是表示依据本发明实施例的电动转向装置的示意图。

图2至图4是表示依据本发明实施例的辅助转向力设定单元的示意图。

图5是表示依据本发明实施例的控制单元的示意图。

图6是表示使用于本发明实施例中辅助转向力转换的实例。

具体实施方式

 下面结合附图对本发明提供的具体实施方式做详细说明。在后续说明当中，不同图示中相似的元件将采用同样的元件符号。并且，后续说明当中，省略了所属领域中为具有通常知识者所周知的功能与特征，以避免对本发明的主体造成混淆。

再者，用于说明本发明的元件时，使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。所有的用词仅以明辨各元件，并非定义对应元件的本质、排列或次序。在通篇说明书中一元件“结合”、“连接”、“接合”于另一元件，或者即便第一元件直接“结合”、“连接”、“接合”于第二元件，一第三元件仍可“结合”、“连接”、“接合”于第一元件与第二元件之间。

图1是表示依据本发明实施例的电动转向装置的示意图。如图1所示，电动转向装置100包括齿条/齿轮传动机构105、支撑杆106、车轮107以及产生辅助转向力的马达108。齿条/齿轮传动机构105包括方向盘102、转向轴103、准双曲面齿轮104（hypoid gear）、齿轮105a、以及齿条轴 105b。

电动转向装置100包括转向力矩传感器 110、速度传感器 111、控制单元 112、马达驱动单元 113、以及马达电流检测单元 114。

转向力矩传感器110检测施加于方向盘102的转向力矩，且输出对应转向力矩的转向力矩信号。速度传感器111检测车辆的速度，且输出对应车辆的速度的速度信号。控制单元 112依据转向力矩信号及速度信号，设定驱动马达108的目标马达电流信号，且产生对应目标马达电流信号的一信号。马达驱动单元 113依据控制单元112所输出的信号，以一电压驱动马达108。马达电流检测单元 114检测对应马达108的正逆转的实际马达电流，且将实际马达电流转换成一实际马达电流信号。

电动转向装置100包括辅助转向力设定单元 115，以使控制单元112能通过辅助转向力设定单元 115控制目标马达电流信号的特性。本发明实施例中的辅助转向力设定单元 115不是非连续性地，而是线性地改变辅助转向力。本发明实施例中的辅助转向力设定单元 115包括显示一连续调整的一无段调整开关、一无段调整旋钮或一触控面板。 

如图2所示，本发明实施例的辅助转向力设定单元 115并非通过开关或旋钮选择正常、模式1或模式2，而输出对应非连续改变的一信号。本发明实施例的辅助转向力设定单元 115是输出表示线性变化，亦即渐增或渐减的一信号。例如图3所示，当驾驶者逐渐将旋钮向顺时针方向旋转时，在一特定速度条件下，辅助转向力设定单元 115可随着旋钮旋转，输出逐渐增加辅助转向力的一信号。并且，当驾驶者逐渐将旋钮向逆时针方向旋转时，在一特定速度条件下，辅助转向力设定单元 115可随着旋钮旋转，输出逐渐减少辅助转向力的一信号。

图4是表示使用者通过具有触控面板的辅助转向力设定单元，设定辅助转向力。

当驾驶者操控方向盘102时，安装在转向轴103的转向力矩传感器 110检测施加于方向盘102的转向力矩，且将检测到的转向力矩输出至控制单元 112。

因施加于转向轴103的转向力矩，齿轮105a的旋转被转换成齿条轴 105b的线性轴向移动。齿条轴 105b是用来通过支撑杆106改变车轮107的行进方向。

控制单元 112包括用以处理多方面的操作一微处理器与记忆体等。如图5所示，控制单元 112包括转换调节器 112a（map setter）、界限值比较器 112b、及电流信号供给器 112c。

转换调节器 112a接收接收自辅助转向力设定单元所输出的信号，且逐渐增加或减少一最大转向力矩，一最大目标马达电流，或目标马达电流与转向力矩的一比例，以设定辅助转向力转换。

例如，当驾驶者如图3所示地逐渐将旋钮向顺时针方向旋转时，转换调节器 112a接收自辅助转向力设定单元 115输出的一信号，且在一特定速度的条件下，逐渐增加最大转向力矩，最大目标马达电流，或目标马达电流与转向力矩的比例。当驾驶者停止旋转旋钮，即完成对应该停止位置的辅助转向力转换的设定。

图6是表示使用于本发明实施例中辅助转向力转换的实例。图6的水平轴代表转向力矩，图6的右侧垂直轴代表车辆的速度，左侧垂直轴代表目标马达电流。如图6所示，当车辆高速行驶时，由于在高速时马达电流与转向力矩的比例小，因此驾驶者需要较大的力量来操控方向盘。并且，当车辆低速行驶时，由于在低速时马达电流与转向力矩的比例大，因此驾驶者仅需相对较小的力量来操控方向盘。

如图6所示，最大转向力矩与最大目标马达电流是为特定速度所设定的。例如，当车辆速度为时速8公里（8kph）时，最大转向力矩为45 kgf-cm，最大目标马达电流则由负荷比93%的信号所设定。辅助转向力的特性能通过调整最大转向力矩与最大目标马达电流而改变。

界限值比较器 112b判断最大转向力矩、最大目标马达电流，或由转换调节器 112a所设定的辅助转向力转换的目标马达电流与转向力矩的比例是否在一界限值内。界限值所表示的是转向装置的性能极限。当最大转向力矩、最大目标马达电流、或目标马达电流与转向力矩的比例小于界限值时，车辆的转向装置能正常地操控。

当代表最大转向力矩、最大目标马达电流、或目标马达电流与转向力矩的比例小于界限值的信号自界限值比较器 112b输入时，依据辅助转向力转换，电流信号供给器 112c输出自转向力矩传感器 110所接收的转向力矩信号，以及自速度传感器 111所接收的，对应速度信号的目标马达电流信号。

马达驱动单元 113供给马达108对应目标马达电流信号的电流。

本发明实施例的电动转向装置100可更进一步包括反馈单元112d、马达电流控制器112e、以及电流检测单元114，用以减少或消除目标马达电流与实际马达电流之间的错误。

反馈单元112d输出得自电流信号供给器112c所输入的目标马达电流信号的一电流差信号，且输出对应流经马达108的实际电流的一实际马达电流信号。 

马达电流控制器112e自反馈单元112d接收电流差信号，且输出一控制信号，以补偿目标马达电流与实际马达电流之间的差。例如，当电流差信号表示实际马达电流大于目标马达电流，马达电流控制器112e输出控制信号，以使实际马达电流减少该差量。并且，当电流差信号表示实际马达电流小于目标马达电流，马达电流控制器112e则输出控制信号，以使实际马达电流增加该差量。

已接收前述控制信号的马达驱动单元 113供给马达108对应前述控制信号的电流，以驱动马达108。

电流检测单元 114检测流经马达108的一马达电流，且输出对应检测到的马达电流的实际马达电流信号至反馈单元112d。

如图2所示，当驾驶者选择众多模式之一时，因选择有限，因此很难满足驾驶者的要求。再者，由于需要对应模式数量的辅助转向力转换，以增加模式的选择，因此控制单元的记忆体大小必须增加。

反之，依据本发明实施例，驾驶者能够连续性地，且是线性地改变辅助转向力。并且，因判断驾驶者的操控是否在转向装置的性能范围，亦即在界限值之内，是以能稳定地设定辅助转向力。

由于在车辆驾驶期间，驾驶者所感受到的辅助转向力是非常主观的，仅通过选择众多模式之一的方式并不能满足所有的驾驶者。而依据本发明实施例，由于辅助转向力的设定不是非连续性，而是线性的，因此能满足所有的驾驶者。

即便前述当中，本发明实施例的所有元件连接为一单一单元，或连接作为单一单元操作，本发明不应受限于单一实施例。亦即，所有元件中，至少一个元件能选择性地连接而成为一个或多个单元。此外，虽每一元件以单独的硬件实现，部分或全部的元件亦能选择性地相互结合，使其作为具备至少一个程序模块的计算机程序，用以结合一个或多个硬件，执行部分或全部的功能。对于本发明相关该领域的普通技术人员，形成计算机程序的编码或者码段亦能轻易的实现。能实现本发明实施例的计算机程序可储存在计算机可读取媒体中，而为计算机所存取。磁记录媒体、光记录媒体、载波媒体等均能用以实现储存媒体。

此外，“结合”、“连接”、“接合”等词若无特例，系指存在至少一个对应的元件，可视为包括一个或多个元件。所有的技术用语除另行定义外，皆具备本领域的普通技术人员所认知的相同定义。除在本说明书中明确的定义外，一般使用的用语可等同于字典或如相关描述内容所定义，且不应过度限定为其单纯字义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种电动助力方法，通过具有一马达的一电动转向装置实施，其特征在于，所述方法包括：

检测施加于一方向盘的一转向力矩，且输出对应所述转向力矩的一转向力矩信号；

检测一车辆的速度，且输出对应所述车辆的速度的速度信号；

自一辅助转向力设定单元输出表示一渐增或渐减的线性变化的一信号；

接收自所述辅助转向力设定单元所输出的信号，且设定一辅助转向力转换，其中在一特定的速度时，一最大转向力矩、一最大目标马达电流，或一目标马达电流与一转向力矩的一比例是渐增或渐减；

依据所述辅助转向力转换，输出所述转向力矩信号与对应所述速度信号的一目标马达电流信号；以及

供给所述马达对应所述目标马达电流信号的一电流。

2.根据权利要求1所述的电动助力方法，其特征在于，表示自所述辅助转向力设定单元所输出所述渐增或渐减的线性变化的信号是依据一驾驶者的操控。

3.     根据权利要求1所述的电动助力方法，其特征在于，表示自所述辅助转向力设定单元所输出所述渐增或渐减的线性变化的信号是依据一无段调整开关、一无段调整旋钮或一触控面板以显示一连续调整。

4.     根据权利要求1所述的电动助力方法，其特征在于，更进一步包括：

输出得自一电流信号供给器所输出的所述目标马达电流信号的一电流差信号，且输出对应流经所述马达的一实际马达电流的一实际马达电流信号；

通过接收所述电流差信号，输出一控制信号，以补偿所述目标马达电流与所述实际马达电流之间的差；

检测流经所述马达的一马达电流，且输出对应检测到的所述马达电流的所述实际马达电流信号。

5. 根据权利要求1所述的电动助力方法，其特征在于，更进一步包括判断所述最大转向力矩、所述最大目标马达电流，或所述比例是否在一界限值内。

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