电动助力转向装置的制作方法
1.本发明涉及设置于汽车等车辆的电动助力转向装置。
背景技术：
2.设置于汽车等车辆的电动助力转向装置由马达等电动致动器向使方向盘转向的转向装置给与辅助力。
3.作为与电动助力转向装置有关的技术，例如在专利文献1中记载有如下内容，即，在通常时，从点火开关处于开启时通电的第二电力系统向电动助力转向系统中的对辅助马达进行驱动控制的车辆用驱动控制装置供应电力，并且在点火开关关闭后到预定的结束处理完成为止的期间，从第一电力系统向所述车辆用驱动控制装置供应电力。
4.在专利文献2中记载有如下内容，即，在基于转向扭矩驱动控制电动马达的控制运算部的电源电压为低电压状态时，选择蓄电池电压及点火电压作为向控制运算部供应的电源，在未检测到低电压状态时，仅选择蓄电池电压作为向控制运算部供应的电源。
5.在专利文献3中记载有如下的内容，即，为了在点火系统继电器的打开和卡住异常时确保向电动助力转向装置等供电，设置复位用继电器。
6.专利文献1：日本特开2008-184084号公报
7.专利文献2：日本特开2009-12665号公报
8.专利文献3：日本特开2016-72764号公报
技术实现要素：
9.电动助力转向装置的马达的驱动电流被要求在宽的范围准确地控制，例如从100a左右的大电流区域到如直线行驶中的修正转向等那样例如几ma左右的微小电流区域。
10.尤其，微小电流区域在车辆通常行驶时常用，所以是驾驶者易于感觉到转向感的区域，成为转向感的好坏印象深刻的点。
11.但是，具有难以在形成为能够覆盖大电流的电路结构的基础上稳定地控制微小电流区域的情况。
12.例如，在监测马达的工作电流的传感器中，如果覆盖大电流，则分辨能力较粗，对于微小电流区域的控制指示，传感性能不足，有损控制的稳定性和精度，带来使转向感产生别扭感等不利影响。
13.鉴于上述的问题，本发明的课题在于提供马达的工作电流微小的区域的转向感提升的电动助力转向装置。
14.为了解决上述的课题，本发明的第一方式的电动助力转向装置具备：马达，对使车辆的方向盘转向的转向装置给与辅助力；马达控制部，控制所述马达的输出；第一电源电路，在所述车辆的主电源处于接通时，从电源向所述马达控制部以外的至少一个电负载供应电力；以及第二电源电路，始终从所述电源向所述马达供应电力，其特征在于，所述电动助力转向装置具备：电源切换电路，在第一状态与第二状态之间进行切换，所述第一状态为
从所述第一电源电路向所述马达控制部供应电力并且将所述第二电源电路和所述马达控制部切断的状态，所述第二状态为从所述第二电源电路向所述马达控制部供应电力并且将所述第一电源电路和所述马达控制部切断的状态；以及电压检测部，检测所述第一电源电路的电压，所述电源切换电路在所述第一电源电路的电压为预定值以下的情况下选择所述第二状态，在其他情况下选择所述第一状态。
15.在向马达控制部供应电力的电源电路因马达控制部自身所消耗的电力的变动而无法避免电压变化，尤其是该电源电路也向其他电负载供应电力的情况下，伴随着该电负载所消耗的电力的变动、多个控制部和传感器相互进行通信时的信号的生成等，电压变化更加显著。
16.在从如此发生电压变化的电源电路向电动助力转向装置的马达供应电力的情况下，微小电流区域的控制稳定性变差，成为转向感变差的主要原因。
17.关于这一点，根据本发明，能够构成为在第一电源电路的电压大于预定值而对马达控制部的驱动没有障碍的情况下，第二电源电路仅向马达供应电力，从而抑制由马达控制部、其他电负载引起的电压变动的影响，提高微小电流区域的控制稳定性，能够提高常用区域的转向感，提高车辆的质感和商品性。
18.另外，在第一电源电路的电压降低至预定值以下而对马达控制部的驱动产生障碍的情况下，从第二电源电路向马达控制部供应电力，从而例如即使在车辆的主电源断开(典型地为点火开关关闭)的情况下，也能够确保电动助力转向装置的功能。
19.为了解决上述课题，本发明的第二方式的电动助力转向装置具备：马达，向使车辆的方向盘转向的转向装置给与辅助力；马达控制部，控制所述马达的输出；第一电源电路，在所述车辆的主电源处于接通时，从电源向所述马达控制部以外的至少一个电负载供应电力；以及第二电源电路，始终从所述电源向所述马达供应电力，其特征在于，所述电动助力转向装置具备：电源切换电路，在第一状态与第二状态之间进行切换，所述第一状态为从所述第一电源电路向所述马达控制部供应电力并且将所述第二电源电路和所述马达控制部切断的状态，所述第二状态为从所述第二电源电路向所述马达控制部供应电力并且将所述第一电源电路和所述马达控制部切断的状态；以及电流检测部，检测所述马达的工作电流，所述电源切换电路在所述马达的工作电流为预定值以下的情况下选择所述第一状态，在其他情况下选择所述第二状态。
20.据此，在马达的工作电流为预定值以下的情况下，能够从第二电源电路仅向马达供应电力，抑制由马达控制部、其他的电负载引起的电压变动的影响，提高微小电流区域的控制稳定性，能够提高常用区域的转向感。
21.在该情况下，能够形成为如下的构成，所述电动助力转向装置具备检测所述第一电源电路的电压的电压检测部，所述电源切换电路在所述第一电源电路的电压为预定值以下的情况下，无论所述马达的工作电流如何都选择所述第二状态。
22.据此，在第一电源电路的电压降低至预定值以下而对马达控制部的驱动产生障碍的情况下，从第二电源电路向马达控制部供应电力，由此例如即使在车辆的主电源断开的情况下，也能够确保电动助力转向装置的功能。
23.如以上所说明那样，根据本发明，能够提供马达的工作电流微小的区域的转向感提升的电动助力转向装置。
附图说明
24.图1是示意性地示出适用本发明的电动助力转向装置的第一实施方式的构成的图。
25.图2是示意性地示出第一实施方式的电动助力转向装置的电路结构的图。
26.图3是示意性地示出本发明的比较例1的电动助力转向装置的电路结构的图。
27.图4是示意性地示出本发明的比较例2的电动助力转向装置的电路结构的图。
28.(附图标记说明)
29.1电动助力转向装置
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10方向盘
30.20转向轴
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21中间轴
31.22小齿轮轴
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23、24万向节
32.30齿条轴
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31齿条轴
33.40齿条壳体
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41齿条防护罩
34.50横拉杆
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51、52球形接头
35.60壳体
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61转向节臂
36.70扭矩传感器
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80致动器单元
37.81马达
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82齿轮箱
38.90电动助力转向控制单元(eps控制单元)
39.91信号线
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100蓄电池
40.110第一电源电路
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111正极电源线
41.112点火继电器
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120第二电源电路
42.121正极电源线
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122负极电源线
43.130车辆系统
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131信号线
44.140电源切换电路
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141信号线
45.151、152整流元件
具体实施方式
46.＜第一实施方式＞
47.以下，说明适用本发明的电动助力转向装置的第一实施方式。
48.实施方式的电动助力转向装置例如由电动马达向使轿车等汽车的前轮转向的转向装置给与转向辅助力。
49.图1是示意性地示出第一实施方式的电动助力转向装置的构成的图。
50.电动助力转向装置1具有方向盘10、转向轴20、中间轴21、小齿轮轴22、齿条轴30、齿条壳体40、横拉杆50、壳体60、扭矩传感器70、致动器单元80和电动助力转向控制单元(eps控制单元)90等而构成。
51.方向盘10是驾驶者使其转动来输入转向操作的圆环状的操作部件。
52.方向盘10在车辆的车室内与驾驶座相向配置。
53.转向轴20是一个端部安装于方向盘10的旋转轴，是将方向盘10的旋转动作传递至变换为车宽方向的平移运动的齿条齿轮机构的旋转轴。
54.在转向轴20的与方向盘10侧相反的一侧的端部依次连接有中间轴21、小齿轮轴
22。
55.在转向轴20与中间轴21之间，以及中间轴21与小齿轮轴22之间分别设置有能够在各轴弯曲的状态下传递旋转的万向节(cardan joint)23、24。
56.在小齿轮轴22的顶端部形成有与齿条轴30的齿条31啮合来驱动齿条轴30的小齿轮。
57.齿条轴30是以长度方向(轴方向)沿着车宽方向的方式配置的柱状部件。
58.齿条轴30被支承为能够相对于车体在车宽方向上平移。
59.在齿条轴30的一部分形成有与小齿轮轴22的小齿轮啮合的齿条31。
60.响应于转向轴20的旋转，齿条31被小齿轮驱动，齿条轴30沿着车宽方向平移(直线前进)。
61.齿条31在车宽方向上向左右任一方向(通常为驾驶座侧)偏移配置。
62.例如，在车辆是以右侧前坐席作为驾驶座的所谓右舵车的情况下，齿条31比中立时的中央向右侧偏移配置。
63.齿条壳体40是将齿条轴30支承为能够沿着车宽方向相对位移且容置齿条轴30的实质上为圆筒状的部件。
64.在齿条壳体40的两端部设置有齿条防护罩41。
65.齿条防护罩41是允许横拉杆50相对于齿条壳体40相对位移并且防止灰尘等异物侵入齿条壳体40内的部件。
66.齿条防护罩41例如由弹性体等树脂类材料形成为具有挠性的蛇纹管筒状。
67.横拉杆50是将齿条轴30的端部和壳体60的转向节臂61连结，使壳体60与齿条轴30的平移方向的运动连动地绕主销轴转动的轴状连动部件。
68.横拉杆50的车宽方向内侧的端部借助球形接头51能够摆动地与齿条轴30的端部连结。
69.横拉杆50的车宽方向外侧的端部借助球形接头52与壳体60的转向节臂61连结。
70.在横拉杆50与球形接头52的连接部设置有前束调整用的螺丝扣机构。
71.壳体(铰链)60是能够容置轮毂轴承的部件，该轮毂轴承将车轮w支承为能够绕车轴旋转。
72.壳体60具有相对于车轴向前方侧或后方侧凸出形成的转向节臂61。
73.壳体60被支承为能够绕作为预定的旋转中心轴的主销轴转动。
74.例如，在车辆的前悬架为麦弗森支柱式的情况下，主销轴是将支柱顶部安装件的轴承中心与球形接头的中心连接的虚拟轴，该球形接头连接壳体60下部和横向连杆(下臂)。
75.壳体60借助横拉杆50被齿条轴30在车宽方向推拉，由此绕主销轴转动，使车轮w转向。
76.扭矩传感器70是对作用于小齿轮轴22的扭矩进行检测的传感器。
77.扭矩传感器70设置于小齿轮轴22上的比致动器单元80靠中间轴21侧的部分。
78.扭矩传感器70的输出传递至电动助力转向控制单元90。
79.致动器单元80是驱动小齿轮轴22旋转而进行手动驾驶时的助力辅助和自动驾驶时的转向动作的驱动装置。
80.致动器单元80具有马达81、齿轮箱82等而构成。
81.马达81是产生向转向轴20给与的驱动力的电动致动器。
82.马达81的旋转方向及输出扭矩由电动助力转向控制单元90控制。
83.齿轮箱82具备将马达81的旋转输出减速(扭矩放大)并传递至小齿轮轴22的减速齿轮系。
84.电动助力转向(eps)控制单元90是对马达81给与旋转方向及输出扭矩的指令值的控制装置(马达控制部)。
85.在手动驾驶车辆时，电动助力转向控制单元90基于扭矩传感器70的扭矩输入方向及检测扭矩值设定给与马达81的指令值。
86.电动助力转向控制单元90借助信号线91(参照图2)向马达81传递指令值。
87.图2是示意性地示出第一实施方式的电动助力转向装置的电路结构的图。
88.电路具备蓄电池100、第一电源电路110、第二电源电路120、车辆系统130和电源切换电路140等而构成。
89.蓄电池100是向安装于车辆的各种电气部件(电负载)供应电力的二次电池。
90.作为蓄电池100，例如能够使用额定电压为12v～48v左右的铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。
91.蓄电池100的正极端子与第一电源电路110、第二电源电路120的正极电源线111、121连接。
92.蓄电池100的负极端子与第二电源电路120的负极电源线122连接，并且接地至车身。
93.第一电源电路110从蓄电池100向车辆系统130等供应电力。
94.第一电源电路110具有正极电源线111和点火继电器112等。
95.正极电源线111是将蓄电池100的正极端子和车辆系统130等电负载连接的布线。
96.点火继电器112是设置于正极电源线111的中途，响应于作为车辆的主电源开关的未图示的点火开关的操作而开关的继电器。
97.从第一电源电路110接受电力供应的车辆系统130的负极端子以及电源切换电路140的负极端子接地至车身。
98.第二电源电路120从蓄电池100向电动助力转向装置1的马达81供应电力。
99.第二电源电路120具有正极电源线121、负极电源线122等。
100.正极电源线121是将蓄电池100的正极端子和马达81的驱动电路的正极端子连接的布线。
101.负极电源线122是将蓄电池100的负极端子和马达81的驱动电路的负极端子连接的布线。
102.车辆系统130例如具有综合控制发动机及其辅机类的发动机控制单元、控制变速器的变速器控制单元、控制车辆的制动装置并且进行各种行动控制的行动控制单元、进行本车辆周围的环境识别的环境识别单元、综合控制各种电气部件的车体综合单元等各种控制装置、传感器类、其他各种电气部件等多个电负载而构成。
103.这些各控制装置的一部分能够借助例如公知的can通信系统等车载lan的信号线131与电动助力转向控制单元90通信。
104.电源切换电路140在第一状态与第二状态之间进行切换，该第一状态为从第一电源电路110向电动助力转向控制单元90供应电力，并且电动助力转向控制单元90与第二电源电路120切断的状态，该第二状态为从第二电源电路120向电动助力转向控制单元90供应电力，并且电动助力转向控制单元90与第一电源电路110切断的状态。
105.电源切换电路140具有进行上述的电源供应源的切换的继电器及控制继电器的微计算机等而构成。
106.在第一实施方式中，电源切换电路140具有对第一电源电路110的正极电源线111相对于车体(接地)的电压(以下，称为第一电源电路110的电压)进行检测的电压检测部。
107.另外，电源切换电路140具有借助信号线141获取马达81的当前工作电流的功能。
108.电源切换电路140在第一电源电路110的电压为预先设定的阈值(预定值)以下时选择第二状态，并且在除此以外的情况下选择第一状态。
109.该阈值可以考虑电动助力转向控制单元90正常工作所需要的电压而设定。
110.即，在点火开关关闭而点火继电器112被切断的情况或例如如启动马达驱动时那样发生了暂时性且显著的电压降低的情况下，暂时从第二电源电路120向电动助力转向控制单元90供应电力，但是在除此以外的情况下，从第一电源电路110向电动助力转向控制单元90供应电力。此时，第二电源电路120仅向电动助力转向装置1的马达81供应电力。
111.与以下说明的本发明的比较例1、2的电动助力转向装置进行对比，说明上述的第一实施方式的效果。
112.此外，在比较例1、2及后述的第二实施方式中，对于与第一实施方式相同的部位标注相同的附图标记并省略说明，主要说明不同点。
113.图3是示意性地示出本发明的比较例1的电动助力转向装置的电路结构的图。
114.在比较例1中，使用整流元件(典型地为二极管)151、152代替第一实施方式的电源切换电路140，从第一电源电路110、第二电源电路120中的电压高的电路向电动助力转向控制单元90供应电力。
115.在形成为这样的构成的情况下，电动助力转向控制单元90的电力供应源响应于在车辆驾驶中可能频繁发生的第一电源电路110、第二电源电路120的电压的高低关系的反转而逐次切换，所以导致从第二电源电路120向马达81供应的电压的变动大的状态与变动小的状态进行切换。
116.由此，发生微小电流区域的控制稳定性变差的状态，转向感变差。
117.图4是示意性地示出本发明的比较例2的电动助力转向装置的电路结构的图。
118.在比较例2中，未设置第一实施方式的电源切换电路140，电动助力转向控制单元90始终借助第二电源电路120的正极电源线121及车身接地而接受电力供应。
119.在该情况下，无法避免第二电源电路120的电压因电动助力转向控制单元90的消耗电力的变化而变动，有损微小电流区域的控制稳定性，转向感变差。
120.相对于此，根据以上说明的第一实施方式，能够获得以下的效果。
121.在向电动助力转向控制单元90供应电力的电源电路因电动助力转向控制单元90本身所消耗的电力的变动而无法避免电压变化，尤其是该电源电路也向车辆系统130供应电力的情况下，伴随着车辆系统130所消耗的电力的变动、多个控制部和传感器相互进行通信时的信号的生成等，电压变化更加显著。
122.在从如此发生电压变化的第一电源电路110向马达81供应电力的情况下，微小电流区域的控制稳定性变差，会成为转向感变差的主要原因。
123.关于这一点，根据本发明，能够构成为在第一电源电路110的电压大于预定值而对电动助力转向控制单元90的驱动没有障碍的情况下，第二电源电路120仅向马达81供应电力，从而抑制由电动助力转向控制单元90和车辆系统130引起的电压变动的影响，提高微小电流区域的控制稳定性，能够提高常用区域的转向感，提高车辆的质感和商品性。
124.另外，在第一电源电路110的电压降低至预定值以下而对电动助力转向控制单元90的驱动产生障碍的情况下，从第二电源电路120向电动助力转向控制单元90供应电力，由此例如在车辆的点火开关关闭且点火继电器112被切断的情况下，也能够确保电动助力转向装置1的功能。
125.＜第二实施方式＞
126.接着，说明适用本发明的电动助力转向装置的第二实施方式。
127.在第二实施方式的电动助力转向装置中，电源切换电路140将马达81的工作电流为预先设定的阈值(作为一个例子为15a)以下的情况作为第一状态，除此以外的情况作为第二状态。
128.但是，由于在第一电源电路110的电压降低时也能够驱动电动助力转向控制单元90，在第一电源电路110的电压为预定值以下的情况下，电源切换电路140无论马达81的工作电流如何都选择第二状态。
129.根据以上说明的第二实施方式，在马达81的工作电流为预定值以下的情况下，能够从第二电源电路120仅向马达81供应电力，能够抑制由电动助力转向控制单元90和车辆系统130引起的电压变动的影响，提高微小电流区域的控制稳定性，提高常用区域的转向感。
130.另外，在第一电源电路110的电压降低至预定值以下而对电动助力转向控制单元90的驱动产生障碍的情况下，从第二电源电路120向电动助力转向控制单元90供应电力，由此例如即使在车辆的点火开关关闭的情况下，也能够确保电动助力转向装置1的功能。
131.(变形例)
132.本发明不限于以上说明的各实施方式，能够进行各种变形和变更，这些也在本发明的技术范围内。
133.(1)车辆及电动助力转向装置的构成不限于上述的构成，能够适当地变更。
134.例如，在各实施方式中，电动助力转向装置作为一个例子为小齿轮辅助式，但是本发明不限于此，例如也能够适用于柱辅助式、齿条辅助式、双小齿轮式等其他种类的电动助力转向装置。
135.(2)各实施方式的具体电路结构是一个例子，能够适当变更。另外，切换电源切换电路的阈值的设定等也能够适当变更。
技术特征：
1.一种电动助力转向装置，具备：马达，对使车辆的方向盘转向的转向装置给与辅助力；马达控制部，控制所述马达的输出；第一电源电路，在所述车辆的主电源处于接通时，从电源向所述马达控制部以外的至少一个电负载供应电力；以及第二电源电路，始终从所述电源向所述马达供应电力，其特征在于，所述电动助力转向装置具备：电源切换电路，在第一状态与第二状态之间进行切换，所述第一状态为从所述第一电源电路向所述马达控制部供应电力并且将所述第二电源电路和所述马达控制部切断的状态，所述第二状态为从所述第二电源电路向所述马达控制部供应电力并且将所述第一电源电路和所述马达控制部切断的状态；以及电压检测部，检测所述第一电源电路的电压，所述电源切换电路在所述第一电源电路的电压为预定值以下的情况下选择所述第二状态，在其他情况下选择所述第一状态。2.一种电动助力转向装置，具备：马达，向使车辆的方向盘转向的转向装置给与辅助力；马达控制部，控制所述马达的输出；第一电源电路，在所述车辆的主电源处于接通时，从电源向所述马达控制部以外的至少一个电负载供应电力；以及第二电源电路，始终从所述电源向所述马达供应电力，其特征在于，所述电动助力转向装置具备：电源切换电路，在第一状态与第二状态之间进行切换，所述第一状态为从所述第一电源电路向所述马达控制部供应电力并且将所述第二电源电路和所述马达控制部切断的状态，所述第二状态为从所述第二电源电路向所述马达控制部供应电力并且将所述第一电源电路和所述马达控制部切断的状态；以及电流检测部，检测所述马达的工作电流，所述电源切换电路在所述马达的工作电流为预定值以下的情况下选择所述第一状态，在其他情况下选择所述第二状态。3.根据权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述电动助力转向装置具备检测所述第一电源电路的电压的电压检测部，所述电源切换电路在所述第一电源电路的电压为预定值以下的情况下，无论所述马达的工作电流如何都选择所述第二状态。
技术总结
提供一种马达的工作电流微小的区域的转向感提升的电动助力转向装置。电动助力转向装置具备向转向装置给与辅助力的马达、控制马达的输出的马达控制部、在主电源处于接通时从电源向马达控制部以外的电负载供应电力的第一电源电路和始终从电源向马达供应电力的第二电源电路，电动助力转向装置具备：电源切换电路，在第一状态与第二状态之间进行切换，第一状态为从第一电源电路向马达控制部供应电力并且将第二电源电路和马达控制部切断的状态，第二状态为从第二电源电路向马达控制部供应电力并且将第一电源电路和马达控制部切断的状态；以及电压检测部，检测第一电源电路的电压，电源切换电路在第一电源电路的电压为预定值以下的情况下选择第二状态。值以下的情况下选择第二状态。值以下的情况下选择第二状态。
