УСТРОЙСТВО РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ И СПОСОБ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК B60W10/02 B60W10/04 B60W10/20 B62D5/04 B62D6/00 F02D29/02 B62D101/00 B62D103/00 B62D127/00 B62D137/00 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Данное раскрытие сущности относится к устройству рулевого управления и к способу рулевого управления.

Уровень техники

[0002] PTL1 описывает технологию сокращения холостого хода в качестве меры противодействия выбросам выхлопных газов либо для повышения эффективности использования топлива, которая останавливает двигатель автоматически, когда транспортное средство останавливается, и двигатель находится в состоянии холостого хода, и повторно запускает двигатель, когда транспортное средство начинает движение.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

[0003] PTL 1. JP 2001-173476 A

Сущность изобретения

Техническая задача

[0004] В общей системе рулевого управления по проводам, резервная муфта устанавливается для поддержания зацепленного состояния без подачи питания, и муфта вводится в зацепление, когда двигатель остановлен посредством выключения зажигания. Звук при работе в ходе введения в зацепление муфты при выключении зажигания является практически незаметным, поскольку он вызывается в обстановке покидания транспортного средства, и поскольку он смешивается с различными шумами, вызываемыми при покидании транспортного средства, такими как звук открывания замка блокировки двери и т.п. С другой стороны, звук при работе в ходе введения в зацепление муфты может привлекать внимание в режиме сокращения холостого хода, к примеру, в вышеуказанном предшествующем уровне техники, поскольку шум меньше шума в обстановке покидания транспортного средства.

Одна цель варианта осуществления настоящего изобретения заключается в том, чтобы улучшить тишину во внутреннем пространстве транспортного средства в режиме сокращения холостого хода.

Решение задачи

[0005] Согласно аспекту настоящего раскрытия сущности, предусмотрено устройство рулевого управления, используемое в транспортном средстве, причем транспортное средство включает в себя функцию сокращения холостого хода для остановки двигателя, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторного запуска двигателя, когда транспортное средство начинает движение. Далее, предоставляется муфта между рулевым механизмом, который управляется водителем для рулевого управления, и поворотным механизмом, выполненным с возможностью поворачивать колесо, причем муфта выполнена с возможностью соединения и разъединения рулевого механизма и поворотного механизма. Далее, предусмотрен поворотный исполнительный механизм, выполненный с возможностью обеспечения крутящего момента поворота в поворотный механизм в зависимости от величины рулевого управления водителем. Когда двигатель находится в рабочем состоянии посредством включения зажигания, муфта расцепляется. Когда двигатель находится в остановленном состоянии посредством выключения зажигания, муфта вводится в зацепление. После этого, когда двигатель остановлен посредством функции сокращения холостого хода, расцепленное состояние муфты поддерживается.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг. 1 является схемой принципиальной конфигурации устройства рулевого управления;

Фиг. 2 является схемой принципиальной конфигурации системы сокращения холостого хода;

Фиг. 3 является блок-схемой, иллюстрирующей полную конфигурацию процесса рулевого управления по проводам;

Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процесс управления IS-переключением;

Фиг. 5 является временной диаграммой, иллюстрирующей первый сравнительный пример;

Фиг. 6 является временной диаграммой, иллюстрирующей первый пример работы;

Фиг. 7 является временной диаграммой, иллюстрирующей второй сравнительный пример;

Фиг. 8 является временной диаграммой, иллюстрирующей второй пример работы;

Фиг. 9 является временной диаграммой, иллюстрирующей третий сравнительный пример; и

Фиг. 10 является временной диаграммой, иллюстрирующей третий пример работы.

Подробное описание вариантов осуществления

[0008] Далее описываются варианты осуществления настоящего раскрытия сущности со ссылками на чертежи.

Первый вариант осуществления

Конфигурация

Сначала описывается конфигурация рулевого управления по проводам.

Фиг. 1 является схемой принципиальной конфигурации устройства рулевого управления.

Рулевое колесо 11 соединяется с рулевым валом 12. Колеса 13L и 13R (поворотные колеса) соединяются с валом 18 первой шестерни через рычаги 14 поворотных кулаков, поперечные рулевые тяги 15, вал 16 зубчатой рейки и ведущую шестерню 17, в этом порядке. Рулевой вал 12 и вал 18 первой шестерни соединяются между собой через муфту 19 переключаемым способом таким образом, что они могут соединяться и разъединяться между собой.

[0009] В этой конфигурации, рулевое колесо 11 и рулевой вал 12, которые расположены на стороне входного вала муфты 19, представляют собой входной рулевой механизм St_IN, в котором рулевой вал 12 вращается посредством операции рулевого управления водителем. Кроме того, рычаги 14 поворотных кулаков, поперечные рулевые тяги 15, вал 16 зубчатой рейки, ведущая шестерня 17 и вал 18 первой шестерни предусмотрены на стороне выходного вала муфты 19, представляют собой выходной поворотный механизм St_OUT, выполненный с возможностью поворачивать колеса 13L и 13R посредством вращения вала 18 первой шестерни.

Следовательно, в состоянии, в котором муфта 19 соединена (введена в зацепление) при вращении рулевого колеса 11, вращаются рулевой вал 12, муфта 19 и вал 18 первой шестерни. Вращательное движение вала 18 первой шестерни преобразуется в возвратно-поступательное перемещение поперечных рулевых тяг 15 посредством вала 16 зубчатой рейки и ведущей шестерни 17, возвратно-поступательное перемещение поворачивает колеса 13L и 13R через рычаги 14 поворотных кулаков.

[0010] Муфта 19 включает в себя электромагнитную муфту с зацеплением без возбуждения. Иными словами, когда не возбуждена электромагнитная катушка, ролик зацепляется между кулачковой поверхностью входного вала и внешним кольцом выходного вала, например, посредством кулачкового роликового механизма для того, чтобы вводить в зацепление входной вал с выходным валом. С другой стороны, когда возбуждена электромагнитная катушка, зацепление ролика между кулачковой поверхностью входного вала и внешним кольцом выходного вала прекращается посредством притяжения якоря. Входной вал и выходной вал разъединяются.

Вал 16 зубчатой рейки идет в поперечном направлении кузова транспортного средства (в направлении ширины транспортного средства), и шестерня 31 зубчатой рейки (зубья) формируется на одной стороне вала зубчатой рейки (в этом примере, на правой стороне кузова транспортного средства). Ведущая шестерня 17 зацепляет шестерню 31 зубчатой рейки. Состояние зацепления шестерни 31 зубчатой рейки и ведущей шестерни 17 регулируется посредством механизма держателя.

Вал 18 первой шестерни включает в себя входной вал на стороне муфты и выходной вал на стороне ведущей шестерни. Выходной вал соединяется с первым поворотным электромотором M1, например, через червячную шестерню 32. Круговой датчик 33 позиции, определяющий угол поворота электромотора, предоставляется на первом поворотном электромоторе M1.

[0011] Червячная шестерня 32 включает в себя червячное колесо, соединенное с валом 18 первой шестерни, и червяк, соединенный с первым поворотным электромотором M1. Червячный вал пересекает под углом вал червячного колеса. Это служит для уменьшения размера модуля в перпендикулярном направлении к валу 18 первой шестерни.

В червячной шестерне 32, угол кручения червяка задается больше угла естественного откоса (угла трения), так что червячное колесо может вращаться посредством вращения червяка, и червяк может вращаться посредством вращения червячного колеса, т.е. может приводиться в движение в обратном направлении.

[0012] Датчик 34 крутящего момента предоставляется между входным валом и выходным валом на валу 18 первой шестерни.

Ведущая шестерня 17, выходной вал вала 18 первой шестерни, червячная шестерня 32, первый поворотный электромотор M1, круговой датчик 34 позиции и датчик 34 крутящего момента сконфигурированы как интегрированный составной компонент (сборочный узел). Он упоминается как первый исполнительный механизм A1. Первый исполнительный механизм A1 используется, в общем, в качестве компонентов устройства электрического усилителя рулевого управления.

Согласно первому исполнительному механизму A1, когда первый поворотный электромотор M1 приводится в действие в состоянии, в котором муфта 19 разъединена, вал 18 первой шестерни вращается через червячную шестерню 32. Следовательно, угол поворота колес 13L и 13R изменяется в зависимости от угла поворота первого поворотного электромотора M1. Следовательно, посредством управления приведением в действие первого поворотного электромотора M1 в зависимости от операции рулевого управления водителем, когда муфта 19 разъединена, достигаются намеченные характеристики рулевого управления в качестве функции рулевого управления по проводам.

[0013] Кроме того, когда первый поворотный электромотор M1 приводится в действие в состоянии, в котором муфта 19 соединена, крутящий момент электромотора передается на вал 18 первой шестерни через червячную шестерню 32. Следовательно, посредством управления приведением в действие первого поворотного электромотора M1 в зависимости от операции рулевого управления водителем, когда муфта 19 соединена, достигаются намеченные характеристики усиления, уменьшающие рабочую нагрузку на водителя.

Вал 36 второй шестерни соединяется с другой стороной вала 16 зубчатой рейки (в этом примере, с левой стороной кузова транспортного средства) через ведущую шестерню 35. Иными словами, шестерня 37 зубчатой рейки (зубья) формируется с другой стороны вала 16 зубчатой рейки (в этом примере, с левой стороной кузова транспортного средства). Ведущая шестерня 35 зацепляет шестерню 37 зубчатой рейки. Состояние зацепления шестерни 37 зубчатой рейки и ведущей шестерни 35 регулируется посредством механизма держателя.

[0014] Второй поворотный электромотор M2 соединяется с валом 36 второй шестерни, например, через червячную шестерню 38. Второй поворотный электромотор M2 представляет собой идентичный тип электромотора с первым поворотным электромотором M1. Круговой датчик 39 позиции, определяющий угол поворота электромотора, предоставляется на втором поворотном электромоторе M2.

Червячная шестерня 38 включает в себя червячное колесо, соединенное с валом 36 второй шестерни, и червяк, соединенный со вторым поворотным электромотором M2. Червячный вал пересекает под углом вал червячного колеса. Это служит для уменьшения размера модуля в перпендикулярном направлении к валу 36 второй шестерни.

[0015] В червячной шестерне 38, угол кручения червяка задается больше угла естественного откоса (угла трения), так что червячное колесо может вращаться посредством вращения червяка, и червяк может вращаться посредством вращения червячного колеса, т.е. может приводиться в движение в обратном направлении.

Ведущая шестерня 35, выходной вал вала 36 второй шестерни, червячная шестерня 38, второй поворотный электромотор M2 и круговой датчик 39 позиции сконфигурированы как интегрированный составной компонент (сборочный узел). Он упоминается как второй исполнительный механизм A2.

[0016] Согласно второму исполнительному механизму A2, когда второй поворотный электромотор M2 приводится в действие в состоянии, в котором муфта 19 разъединена, вал 36 второй шестерни вращается через червячную шестерню 32. Следовательно, угол поворота колес 13L и 13R изменяется в зависимости от угла поворота второго поворотного электромотора M2. Следовательно, посредством управления приведением в действие второго поворотного электромотора M2 в зависимости от операции рулевого управления водителем, когда муфта 19 разъединена, достигаются намеченные характеристики рулевого управления в качестве функции рулевого управления по проводам.

[0017] Электромотор 51 для формирования силы реакции соединяется с рулевым валом 12. Электромотор 51 для формирования силы реакции включает в себя ротор, вращающийся вместе с рулевым валом 12, и статор, который обращен к ротору и прикреплен к корпусу. Ротор формируется посредством размещения магнитов с равными интервалами в направлении вдоль окружности и посредством их прикрепления к сердечнику ротора, например, за счет формования со вставкой. Статор формируется посредством размещения железных сердечников, на которые наматываются катушки с равными интервалами в направлении вдоль окружности, и посредством их прикрепления к корпусу, например, посредством напряженной посадки. Круговой датчик 52 позиции, определяющий угол поворота электромотора, предоставляется на электромоторе 51 для формирования силы реакции.

Датчик 53 угла поворота рулевого колеса предоставляется на рулевом валу 12.

Согласно электромотору 51 для формирования силы реакции, когда электромотор 51 для формирования силы реакции приводится в действие в состоянии, в котором муфта 19 разъединена, крутящий момент электромотора передается на рулевой вал 12. Следовательно, посредством управления приведением в действие электромотора 51 для формирования силы реакции в зависимости от силы реакции, принимаемой от поверхности дороги в то время, когда муфта 19 разъединена, чтобы выполнять рулевое управление по проводам, достигаются намеченные характеристики силы реакции, предоставляющие рабочую силу реакции на операцию рулевого управления водителем.

Выше описана конфигурация устройства рулевого управления.

[0018] Далее описывается конфигурация системы управления.

Настоящий вариант осуществления включает в себя первый контроллер 71 поворота (ECU 1 поворота), второй контроллер 72 поворота (ECU 2 поворота) и контроллер 73 силы реакции (ECU силы реакции). Соответствующие контроллеры включают в себя, например, микрокомпьютеры.

Первый контроллер 71 поворота выполнен с возможностью принимать сигналы из кругового датчика 33 позиции, датчика 34 крутящего момента и датчика 53 угла поворота рулевого колеса и управлять приведением в действие первого поворотного электромотора M1 через схему формирователя сигналов управления. Второй контроллер 72 поворота выполнен с возможностью принимать сигналы из кругового датчика 39 позиции и датчика 53 угла поворота рулевого колеса и управлять приведением в действие второго поворотного электромотора M2 через схему формирователя сигналов управления. Контроллер 73 силы реакции выполнен с возможностью принимать сигналы из кругового датчика 52 позиции и датчика 53 угла поворота рулевого колеса и управлять приведением в действие электромотора 52 для формирования силы реакции через схему формирователя сигналов управления.

[0019] Круговой датчик 33 позиции выполнен с возможностью обнаруживать угол θm1 поворота электромотора первого поворотного электромотора M1. Круговой датчик 33 позиции выполнен с возможностью выводить сигнал определения в зависимости от угла поворота ротора из катушки ротора, когда сигнал возбуждения вводится в обмотку статора. Первый контроллер 71 поворота выполнен с возможностью выводить сигнал возбуждения в обмотку статора и определять угол θm1 поворота электромотора для первого поворотного электромотора M1 на основе амплитудной модуляции сигнала определения, принимаемого из катушки ротора, посредством схемы обработки сигналов. Следует отметить, что первый контроллер 71 поворота выполнен с возможностью трактовать правый поворот в качестве положительного значения и трактовать левый поворот в качестве отрицательного значения.

Аналогично, угол θm2 поворота электромотора второго поворотного электромотора M2 определяется посредством второго контроллера 72 поворота через круговой датчик 39 позиции, и угол θr поворота электромотора 51 для формирования силы реакции определяется посредством контроллера 73 силы реакции через круговой датчик 52 позиции.

[0020] Датчик 34 крутящего момента выполнен с возможностью определять крутящий момент Ts, вводимый на вал 18 первой шестерни. Датчик 34 крутящего момента выполнен с возможностью определять угол кручения торсионного вала, размещенного между стороной входного вала и стороной выходного вала для вала 18 первой шестерни, например, с помощью устройства на эффекте Холла, и выводить в первый контроллер 71 поворота электрический сигнал, получаемый посредством преобразования изменения плотности магнитного потока, сформированной вследствие относительного углового смещения между многополюсным магнитом и вилкой. Первый контроллер 71 поворота выполнен с возможностью определять крутящий момент Ts на основе входного электрического сигнала. Следует отметить, что первый контроллер 71 поворота выполнен с возможностью трактовать руление вправо водителем в качестве положительного значения и трактовать руление влево в качестве отрицательного значения.

[0021] Датчик 53 угла поворота рулевого колеса включает в себя кодовый датчик угла поворота, например, и выполнен с возможностью определять угол θs поворота рулевого колеса рулевого вала 12. Датчик 53 угла поворота рулевого колеса выполнен с возможностью определять, в то время как дискообразная измерительная шкала вращается вместе с рулевым валом 12, свет, проходящий через щель измерительной шкалы, с помощью двух фототранзисторов, и выводить в соответствующие контроллеры импульсный сигнал в ассоциации с вращением рулевого вала 12. Соответствующие контроллеры определяют угол θs поворота рулевого колеса рулевого вала 12 на основе входного импульсного сигнала. Следует отметить, что соответствующие контроллеры выполнены с возможностью трактовать руление вправо в качестве положительного значения и трактовать руление влево в качестве отрицательного значения.

[0022] Следует отметить, что контроллеры соединяются между собой через линию 74 связи, чтобы допускать обмен данными друг с другом. Иными словами, создается тракт связи, приспосабливающий стандарт бортовой сети связи (бортовой LAN), такой как мультиплексная CSMA/CA-связь (CAN: контроллерная сеть), Flex Ray и т.п.

Соответствующие контроллеры соединяются с муфтой 19 через линию 75 связи. Линия 75 связи представляет собой тракт связи для вывода сигнала управления муфтой, допускающего переключение муфты 19 таким образом, что муфта вводится в зацепелние или расцепляется. Сигнал управления муфтой представляет собой сигнал для расцепления муфты 19. Когда соответствующие контроллеры выводят сигнал управления муфтой, муфта 19 расцепляется. Когда любой из контроллеров прекращает вывод сигнала управления муфтой, муфта 19 вводится в зацепление.

Выше описана конфигурация системы управления.

[0023] Далее описываются режимы управления.

В одном варианте осуществления настоящего раскрытия сущности, предусмотрены SBW-режим с использованием двух электромоторов (2M-SBW), EPS-режим с использованием двух электромоторов (2M-EPS), SBW-режим с использованием одного электромотора (1M-SBW), EPS-режим с использованием одного электромотора (1M-EPS) и режим ручного рулевого управления (MS).

В SBW-режиме с использованием двух электромоторов, рулевое управление по проводам выполняется посредством двух электромоторов. В EPS-режиме с использованием двух электромоторов, рулевое управление на основе электрического усилителя выполняется посредством двух электромоторов. Кроме того, в SBW-режиме с использованием одного электромотора, рулевое управление по проводам выполняется только посредством одного электромотора. В EPS-режиме с использованием одного электромотора, рулевое управление на основе электрического усилителя выполняется только посредством одного электромотора. Далее в режиме ручного рулевого управления, рулевое управление полностью прекращается.

[0024] SBW-режим с использованием двух электромоторов

В SBW-режиме с использованием двух электромоторов в состоянии, в котором выводится сигнал управления муфтой для того, чтобы расцеплять муфту 19, первый контроллер 71 поворота управляет приведением в действие первого поворотного электромотора M1, и второй контроллер 72 поворота управляет приведением в действие второго поворотного электромотора M2, за счет чего выполняется управление углом поворота. Иными словами, первый поворотный электромотор M1 и второй поворотный электромотор M2 взаимодействуют таким образом, чтобы совместно использовать и выводить требуемую вращающую силу. С другой стороны, контроллер 73 силы реакции управляет приведением в действие электромотора 52 для формирования силы реакции и за счет этого выполняет управление силой реакции. Таким образом, достигаются намеченные характеристики рулевого управления в качестве функции рулевого управления по проводам, и достигается приятное ощущение при выполнении действий.

Первый контроллер 71 поворота и второй контроллер 72 поворота задают целевой угол θw* поворота, соответствующий углу θs поворота рулевого колеса, и оценивают фактический угол θw поворота. Затем первый контроллер 71 поворота и второй контроллер 72 поворота принимают углы θm1 и θm2 поворота электромотора и управляют приведением в действие первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2 таким образом, что фактический угол θw поворота совпадает с целевым углом θw* поворота, посредством использования, например, надежного способа согласования с моделью.

[0025] Целевой угол θw* поворота задается, например, в зависимости от скорости V транспортного средства. Иными словами, при стационарном рулевом управлении или движении на низкой скорости, целевой угол θw* поворота задается таким образом, чтобы получать большой угол θw поворота с небольшим углом θs поворота рулевого колеса, с тем чтобы уменьшать рабочую нагрузку на водителя. Кроме того, при движении на высокой скорости, целевой угол θw* поворота задается таким образом, чтобы подавлять изменение угла θw поворота, соответствующее изменению угла θs поворота рулевого колеса, чтобы подавлять чрезмерно чувствительное поведение транспортного средства, чтобы обеспечивать устойчивость при движении.

Фактический угол θw поворота оценивается на основе угла θs поворота рулевого колеса, угла θm1 поворота электромотора, угла θm2 поворота электромотора и т.п.

Контроллер 73 силы реакции задает целевой крутящий момент Tr* силы реакции, соответствующий силе реакции, принимаемой от поверхности дороги при операции рулевого управления, и управляет приведением в действие электромотора 52 для формирования силы реакции таким образом, что крутящий момент электромотора 52 для формирования силы реакции совпадает с целевым крутящим моментом Tr* силы реакции.

Целевой крутящий момент Tr* силы реакции задается на основе, например, угла θs поворота рулевого колеса, тока Im1, протекающего через первый поворотный электромотор M1, тока Im2, протекающего через второй поворотный электромотор M2, и т.п.

[0026] EPS-режим с использованием двух электромоторов

В EPS-режиме с использованием двух электромоторов в состоянии, в котором прекращается вывод сигнала управления муфтой, и в силу этого муфта 19 вводится в зацепление, первый контроллер 71 поворота управляет приведением в действие первого поворотного электромотора M1, и второй контроллер 72 поворота управляет приведением в действие второго поворотного электромотора M2, за счет чего выполняется управление усилением. Таким образом, система рулевого управления соединяется механически, чтобы обеспечивать удобство использования прямого рулевого управления, и дополнительно, рабочая нагрузка на водителя уменьшается посредством функции электрического усилителя рулевого управления.

Первый контроллер 71 поворота и второй контроллер 72 поворота задают целевой усиливающий крутящий момент Ta* и управляют приведением в действие первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2 таким образом, что крутящий момент первого поворотного электромотора M1 совпадает с целевым усиливающим крутящим моментом Ta*.

[0027] Целевой усиливающий крутящий момент Ta* задается, например, в зависимости от скорости V транспортного средства. Иными словами, при стационарном рулевом управлении или движении на низкой скорости, целевой усиливающий крутящий момент Ta* задается большим, с тем чтобы уменьшать рабочую нагрузку на водителя. Кроме того, при движении на высокой скорости, целевой усиливающий крутящий момент Ta* задается меньшим, с тем чтобы подавлять чрезмерно чувствительное поведение транспортного средства, чтобы обеспечивать устойчивость при движении.

С другой стороны, в EPS-режиме с использованием двух электромоторов, разъединяется релейная схема электромотора 52 для формирования силы реакции. Это служит для того, чтобы не допускать приведения в действие электромотора 52 для формирования силы реакции в качестве нагрузки посредством вращения рулевого вала 12, когда водитель выполняет операцию рулевого управления, и когда первый контроллер 71 поворота управляет приведением в действие первого поворотного электромотора M1, и второй контроллер 72 поворота управляет приведением в действие второго поворотного электромотора M2.

[0028] SBW-режим с использованием одного электромотора

В SBW-режиме с использованием одного электромотора в состоянии, в котором выводится сигнал управления муфтой для того, чтобы расцеплять муфту 19, и первый контроллер 71 поворота не управляет приведением в действие первого поворотного электромотора M1 (без приведения в действие), второй контроллер 72 поворота управляет приведением в действие второго поворотного электромотора M2, чтобы выполнять управление углом поворота. Иными словами, второй поворотный электромотор M2 выводит только необходимую вращающую силу. С другой стороны, контроллер 73 силы реакции управляет приведением в действие электромотора 52 для формирования силы реакции таким образом, чтобы выполнять управление силой реакции. Таким образом, достигаются намеченные характеристики рулевого управления в качестве функции рулевого управления по проводам, и достигается приятное ощущение при выполнении действий.

[0029] Задание целевого угла θw* поворота, способ управления вторым поворотным электромотором M2, задание целевого реактивного крутящего момента Tr* и способ управления электромотором 52 для формирования силы реакции являются идентичными заданиям и способам в SBW-режиме с использованием двух электромоторов.

С другой стороны, в SBW-режиме с использованием одного электромотора, разъединяется релейная схема первого поворотного электромотора M1, в силу чего первый поворотный электромотор M1 отсоединяется от электрической схемы. Это служит для того, чтобы не допускать приведения в действие первого поворотного электромотора M1 в качестве нагрузки посредством возвратно-поступательного перемещения вала 16 зубчатой рейки, когда второй контроллер 72 поворота управляет приведением в действие второго поворотного электромотора M2.

[0030] EPS-режим с использованием одного электромотора

В EPS-режиме с использованием одного электромотора в состоянии, в котором прекращается вывод сигнала управления муфтой, и в силу этого вводится в зацепление муфта 19, и второй контроллер 72 поворота не управляет приведением в действие второго поворотного электромотора M2 (без приведения в действие), первый контроллер 71 поворота управляет приведением в действие первого поворотного электромотора M1, за счет чего выполняется управление усилением. Таким образом, система рулевого управления соединяется механически, чтобы обеспечивать удобство использования прямого рулевого управления, и дополнительно, рабочая нагрузка на водителя уменьшается посредством функции электрического усилителя рулевого управления.

Задание целевого усиливающего крутящего момента Ta* и способ управления первого поворотного электромотора M1 являются идентичными заданию и способу в EPS-режиме с использованием двух электромоторов.

[0030] С другой стороны, в EPS-режиме с использованием одного электромотора, разъединяется релейная схема второго поворотного электромотора M2, в силу чего второй поворотный электромотор M2 отсоединяется от электрической схемы. Это служит для того, чтобы не допускать приведения в действие второго поворотного электромотора M2 в качестве нагрузки посредством возвратно-поступательного перемещения вала 16 зубчатой рейки, когда водитель выполняет операцию рулевого управления, и когда первый контроллер 71 поворота управляет приведением в действие первого поворотного электромотора M1. По аналогичной причине, разъединяется релейная схема электромотора 52 для формирования силы реакции, в силу чего электромотор 52 для формирования силы реакции отсоединяется от электрической схемы. Это служит для того, чтобы не допускать приведения в действие электромотора 52 для формирования силы реакции в качестве нагрузки посредством вращения рулевого вала 12, когда водитель выполняет операцию рулевого управления, и когда первый контроллер 71 поворота управляет приведением в действие первого поворотного электромотора M1.

[0032] Режим ручного рулевого управления

В режиме ручного рулевого управления в состоянии, в котором прекращается вывод сигнала управления муфтой, и в силу этого вводится в зацепление муфта 19, первый контроллер 71 поворота не управляет приведением в действие первого поворотного электромотора M1 (без приведения в действие), и второй контроллер 72 поворота не управляет приведением в действие второго поворотного электромотора M2 (без приведения в действие). Иными словами, полностью прекращается рулевое управление посредством соответствующих контроллеров. Таким образом, система рулевого управления соединяется механически, чтобы обеспечивать функциональность прямого рулевого управления.

В режиме ручного рулевого управления, разъединяются релейные схемы первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2, в силу чего первый поворотный электромотор M1 и второй поворотный электромотор M2 отсоединяются от электрической схемы. Это служит для того, чтобы не допускать приведения в действие первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2 в качестве нагрузок посредством возвратно-поступательного перемещения вала 16 зубчатой рейки, когда водитель выполняет операцию рулевого управления. По аналогичной причине, разъединяется релейная схема электромотора 52 для формирования силы реакции, в силу чего электромотор 52 для формирования силы реакции отсоединяется от электрической схемы. Это служит для того, чтобы не допускать приведения в действие электромотора 52 для формирования силы реакции в качестве нагрузки посредством вращения рулевого вала 12, когда водитель выполняет операцию рулевого управления.

Выше описано краткое представление режимов управления.

[0033] Далее описывается отказоустойчивый режим.

Соответствующие контроллеры выполнены с возможностью осуществлять самодиагностику в отношении того, являются или нет их системы управления неисправными, и переключать режим управления в зависимости от результата диагностики. Иными словами, первый контроллер 71 поворота выполнен с возможностью диагностировать то, являются неисправными или нет первый контроллер 71 поворота, первый исполнительный механизм A1, включающий в себя датчик 34 крутящего момента, либо система электропроводки. Кроме того, второй контроллер 72 поворота выполнен с возможностью диагностировать то, являются неисправными или нет второй контроллер 72 поворота, второй исполнительный механизм A2 без датчика крутящего момента, либо система электропроводки. Кроме того, контроллер 73 силы реакции выполнен с возможностью диагностировать то, являются неисправными или нет контроллер 73 силы реакции, электромотор 52 для формирования силы реакции либо система электропроводки.

[0034] Сначала, когда все из системы управления первым контроллером 71 поворота, системы управления вторым контроллером 72 поворота и системы управления контроллером 73 силы реакции являются нормальными, задается SBW-режим с использованием двух электромоторов. Тем не менее, когда низкое напряжение прикладывается к первому поворотному электромотору M1 и второму поворотному электромотору M2, когда первый поворотный электромотор M1 и второй поворотный электромотор M2 перегреваются, когда переключатель зажигания включен при запуске (до тех пор, пока не расцепится муфта 19), когда угол θw поворота достигает максимального угла поворота при достижении концевой опоры и т.п., EPS-режим с использованием двух электромоторов задается в качестве временной меры.

С другой стороны, когда является неисправной, по меньшей мере, одна из системы управления первого контроллера 71 поворота, системы управления второго контроллера 72 поворота и системы управления контроллера 73 силы реакции, режим управления переключается на любой из SBW-режима с использованием одного электромотора, EPS-режима с использованием одного электромотора и режима ручного рулевого управления.

[0035] Сначала предполагается, что система управления второго контроллера 72 поворота и система управления контроллера 73 силы реакции являются нормальными, тогда как система управления первого контроллера 71 поворота является неисправной. В этом случае задается SBW-режим с использованием одного электромотора, поскольку только функция рулевого управления по проводам и функция электрического усилителя рулевого управления посредством первого исполнительного механизма A1 являются неисправными, а функция рулевого управления по проводам посредством второго исполнительного механизма A2 и функция формирования силы реакции посредством электромотора 52 для формирования силы реакции поддерживаются нормальными.

Кроме того, предполагается, что система управления первого контроллера 71 поворота и система управления контроллера 73 силы реакции являются нормальными, тогда как система управления второго контроллера 72 поворота является неисправной. В этом случае задается EPS-режим с использованием одного электромотора, поскольку только функция рулевого управления по проводам посредством второго исполнительного механизма A2 является неисправной, а функция электрического усилителя рулевого управления посредством первого исполнительного механизма A1 поддерживается нормальной.

[0036] Кроме того, предполагается, что система управления первого контроллера 71 поворота и система управления второго контроллера 72 поворота являются нормальными, тогда как система управления контроллера 73 силы реакции является неисправной. В этом случае задается EPS-режим с использованием одного электромотора, поскольку только функция формирования силы реакции посредством электромотора 52 для формирования силы реакции является неисправной, а функция электрического усилителя рулевого управления посредством первого исполнительного механизма A1 поддерживается нормальной.

Кроме того, предполагается, что система управления первого контроллера 71 поворота является нормальной, тогда как система управления второго контроллера 72 поворота и система управления контроллера 73 силы реакции являются неисправными. В этом случае задается EPS-режим с использованием одного электромотора, поскольку только функция рулевого управления по проводам посредством второго исполнительного механизма A2 и функция формирования силы реакции посредством электромотора 52 для формирования силы реакции являются неисправными, а функция электрического усилителя рулевого управления посредством первого исполнительного механизма A1 поддерживается нормальной.

[0037] Кроме того, предполагается, что система управления контроллера 73 силы реакции является нормальной, тогда как система управления первого контроллера 71 поворота и система управления второго контроллера 72 поворота являются неисправными. В этом случае задается режим ручного рулевого управления, поскольку функция рулевого управления по проводам и функция электрического усилителя рулевого управления посредством первого исполнительного механизма A1 и функция рулевого управления по проводам посредством второго исполнительного механизма A2 являются неисправными, хотя функция формирования силы реакции посредством электромотора 52 для формирования силы реакции поддерживается нормальной.

[0038] Кроме того, предполагается, что система управления второго контроллера 72 поворота является нормальной, тогда как система управления первого контроллера 71 поворота и система управления контроллера 73 силы реакции являются неисправными. В этом случае задается режим ручного рулевого управления, поскольку функция рулевого управления по проводам или функция электрического усилителя рулевого управления посредством первого исполнительного механизма A1 и функция формирования силы реакции посредством электромотора 52 для формирования силы реакции являются неисправными, хотя функция рулевого управления по проводам посредством второго исполнительного механизма A2 поддерживается нормальной.

[0039] Затем предполагается, что все из системы управления первого контроллера 71 поворота, системы управления второго контроллера 72 поворота и системы управления контроллера 73 силы реакции являются неисправными. В этом случае задается режим ручного рулевого управления, поскольку все из функции рулевого управления по проводам и функции электрического усилителя рулевого управления посредством первого исполнительного механизма A1, функции рулевого управления по проводам посредством второго исполнительного механизма A2 и функции формирования силы реакции посредством электромотора 52 для формирования силы реакции являются неисправными.

Выше описано краткое представление отказоустойчивого режима.

[0040] Далее описывается переключение режима управления.

Сначала, когда все из системы управления первого контроллера 71 поворота, системы управления второго контроллера 72 поворота и системы управления контроллера 73 силы реакции являются нормальными, фактически задается SBW-режим с использованием двух электромоторов. Кроме того, когда низкое напряжение прикладывается к первому поворотному электромотору M1 и второму поворотному электромотору M2, когда первый поворотный электромотор M1 и второй поворотный электромотор M2 перегреваются, когда переключатель зажигания включен при запуске (до тех пор, пока не расцепится муфта 19), когда угол θw поворота достигает максимального угла поворота при достижении концевой опоры и т.п., EPS-режим с использованием двух электромоторов задается в качестве временной меры. Затем, когда исключается состояние, в котором низкое напряжение прикладывается к первому поворотному электромотору M1 и второму поворотному электромотору M2, или в котором первый поворотный электромотор M1 и второй поворотный электромотор M2 перегреваются, когда муфта 19 разъединена, или снижается угол θ поворота, задается SBW-режим с использованием двух электромоторов. Таким образом, при условии, что все из системы управления первого контроллера 71 поворота, системы управления второго контроллера 72 поворота и системы управления функцией контроллера 73 силы реакции являются нормальными, режим управления переключается между SBW-режимом с использованием двух электромоторов и EPS-режимом с использованием двух электромоторов.

[0041] Кроме того, когда неисправность системы управления первого контроллера 71 поворота возникает в качестве первичного отказа в состоянии SBW-режима с использованием двух электромоторов, режим управления переключается на SBW-режим с использованием одного электромотора. Затем, когда неисправность, по меньшей мере, одной из системы управления второго контроллера 72 поворота или системы управления контроллера 73 силы реакции возникает в качестве вторичного отказа в состоянии SBW-режима с использованием одного электромотора, режим управления переключается на режим ручного рулевого управления. Таким образом, режим управления не переключается непосредственно из SBW-режима с использованием двух электромоторов на режим ручного рулевого управления без перехода через SBW-режим с использованием одного электромотора. Переключение режима управления является избыточным, так что режим управления переключается пошагово в зависимости от уровня интенсивности отказов.

[0042] Кроме того, когда неисправность, по меньшей мере, одной из системы управления второго контроллера 72 поворота и системы управления контроллера 73 силы реакции возникает в качестве первичного отказа в состоянии SBW-режима с использованием двух электромоторов, режим управления переключается на EPS-режим с использованием одного электромотора. Затем, когда неисправность системы управления первого контроллера 71 поворота возникает в качестве вторичного отказа в состоянии EPS-режима с использованием одного электромотора, режим управления переключается на режим ручного рулевого управления. Таким образом, режим управления не переключается непосредственно из SBW-режима с использованием двух электромоторов на режим ручного рулевого управления без перехода через EPS-режим с использованием одного электромотора. Переключение режима управления является избыточным, так что режим управления переключается пошагово в зависимости от уровня интенсивности отказов.

[0043] Кроме того, когда неисправность, по меньшей мере, одной из системы управления второго контроллера 72 поворота и системы управления контроллера 73 силы реакции возникает в качестве первичного отказа в состоянии EPS-режима с использованием двух электромоторов в качестве временной меры, режим управления переключается на EPS-режим с использованием одного электромотора. Затем, когда неисправность системы управления первого контроллера 71 поворота возникает в качестве вторичного отказа в состоянии EPS-режима с использованием одного электромотора, режим управления переключается на режим ручного рулевого управления. Таким образом, режим управления не переключается непосредственно из EPS-режима с использованием двух электромоторов на режим ручного рулевого управления без перехода через EPS-режим с использованием одного электромотора. Переключение режима управления является избыточным, так что режим управления переключается пошагово в зависимости от уровня интенсивности отказов.

Следует отметить, что, когда неисправность системы управления первого контроллера 71 поворота возникает в состоянии EPS-режима с использованием двух электромоторов в качестве временной меры, режим управления непосредственно переключается в режим ручного рулевого управления, поскольку переключение в EPS-режим с использованием одного электромотора является невозможным.

Выше описано переключение режима управления.

[0044] Далее описывается система сокращения холостого хода.

Сокращение холостого хода (IS) является функцией автоматической остановки двигателя (прекращения работы двигателя на холостом ходу), когда транспортное средство останавливается на перекрестке, вследствие пробок и т.п., и повторного запуска двигателя, когда транспортное средство начинает движение. Сокращение холостого хода также упоминается как "прекращение работы на холостом ходу" или "глушение двигателя на холостом ходу".

В данном документе, описывается схематичная конфигурация системы сокращения холостого хода.

Фиг. 2 является схемой принципиальной конфигурации системы сокращения холостого хода.

В системе сокращения холостого хода, контроллер 81 двигателя (ENG-ECU) выполнен с возможностью осуществлять управление сокращением холостого хода в зависимости от значений обнаружения из различных датчиков. Различные датчики включают в себя, например, датчик 82 скорости вращения колес, датчик 83 давления в главном VAC, датчик 84 акселератора, датчик 85 ускорения, датчик 86 частоты вращения двигателя, датчик 87 позиции переключения коробки передач, переключатель 88 деактивации режима сокращения холостого хода и т.п. Кроме того, контроллер 81 двигателя подключается к другим контроллерам, таким как первый контроллер 71 поворота, второй контроллер 72 поворота, контроллер 73 силы реакции и т.п., через линию 74 связи, чтобы допускать обмен с ними, и, например, также принимает сигнал управления углом поворота рулевого колеса.

[0045] Датчик 82 скорости вращения колес выполнен с возможностью обнаруживать скорости Vw_FL-Vw_RR вращения колес. Датчик 82 скорости вращения колес выполнен с возможностью, например, обнаруживать линии магнитного поля роторов датчиков с помощью схем обнаружения и преобразовывать изменения магнитных полей, ассоциированных с вращениями роторов датчиков, в сигналы тока и выводить их в контроллер 81 двигателя. Контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью определять скорости Vw_FL-Vw_RR вращения колес на основе сигналов входного тока.

Датчик 83 давления в главном VAC выполнен с возможностью обнаруживать давление в главном VAC (тормозном усилителе) в качестве силы Pb нажатия педали тормоза. Датчик 83 давления в главном VAC выполнен с возможностью принимать давление в главном VAC в диафрагменном блоке и обнаруживать деформацию, вызываемую в пьезорезистивном элементе через диафрагменный блок, в качестве изменения электрического сопротивления и преобразовывать деформацию в сигнал напряжения, пропорциональный давлению, и выводить его в контроллер 81 двигателя. Контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью определять давление в главном VAC, т.е. силу Pb нажатия педали тормоза на основе сигнала входного напряжения.

[0046] Датчик 84 акселератора выполнен с возможностью обнаруживать степень PPO открытия педали (рабочую позицию), соответствующую нажатой величине педали акселератора. Датчик 84 акселератора может представлять собой, например, потенциометр и выполнен с возможностью преобразовывать степень PPO открытия педали для педали акселератора в сигнал напряжения и выводить его в контроллер 81 двигателя. Контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью определять степень PPO открытия педали для педали акселератора на основе сигнала входного напряжения. Следует отметить, что степень PPO открытия педали составляет 0 процентов, когда педаль акселератора находится в нерабочей позиции, и степень PPO открытия педали составляет 100 процентов, когда педаль акселератора находится в максимальной рабочей позиции (конец хода).

[0047] Датчик 85 ускорения выполнен с возможностью обнаруживать ускорение/замедление в направлении спереди назад транспортного средства. Датчик 85 ускорения выполнен с возможностью обнаруживать изменение позиции подвижного электрода относительно неподвижного электрода в качестве изменения электростатической емкости, например, и преобразовывать его в сигнал напряжения, пропорциональный ускорению/замедлению и направлению, и выводить его в контроллер 81 двигателя. Контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью определять ускорение/замедление на основе сигнала входного напряжения. Следует отметить, что контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью трактовать ускорение в качестве положительного значения и трактовать замедление в качестве отрицательного значения.

Датчик 86 частоты вращения двигателя выполнен с возможностью обнаруживать частоту Ne вращения двигателя. Датчик 86 частоты вращения двигателя, например, выполнен с возможностью обнаруживать линии магнитного поля ротора датчика с помощью схемы обнаружения и преобразовывать изменение магнитных полей, ассоциированных с вращением ротора датчика, в сигнал тока и выводить его в контроллер 81 двигателя. Контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью определять частоту Ne вращения двигателя на основе сигналов входного тока.

[0048] Датчик 87 позиции переключения коробки передач выполнен с возможностью обнаруживать позицию переключения передач трансмиссии. Датчик 87 позиции переключения коробки передач, например, включает в себя несколько устройств на эффекте Холла и выполнен с возможностью выводить соответствующие сигналы включения/выключения устройств на эффекте Холла в контроллер 81 двигателя. Контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью определять позицию переключения коробки передач на основе комбинации входных сигналов включения/выключения.

Переключатель 88 деактивации режима сокращения холостого хода (переключатель IS-OFF) выполнен с возможностью обнаруживать операцию отмены работы системы сокращения холостого хода. Переключатель 88 деактивации режима сокращения холостого хода предоставляется рядом приборной панелью, так что водитель может нажимать его, и выполнен с возможностью выводить сигнал напряжения в зависимости от операции отмены в контроллер 81 двигателя через схему обнаружения с нормально замкнутым контактом. Контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью определять то, следует или нет отменять функцию сокращения холостого хода, на основе сигнала входного напряжения.

[0049] Контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью управлять остановкой и повторным запуском двигателя 91 посредством выполнения управления впрыском топлива через топливный инжектор и управления распределением зажигания через катушку зажигания. Кроме того, контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью управлять проворачиванием посредством стартерного электромотора 92 при повторном запуске двигателя.

Стартерный электромотор 92 включает в себя, например, последовательный коллекторный электромотор и выполнен с возможностью проворачивать двигатель 91 посредством передачи крутящего момента посредством зацепления ведущей шестерни выходного вала с коронной шестерней двигателя 91. Стартерный электромотор 92 включает в себя соленоид для того, чтобы обеспечивать плавное перемещение ведущей шестерни в осевом направлении, с тем, чтобы перемещать ведущую шестерню между выступающей позицией, в которой ведущая шестерня зацепляется с коронной шестерней двигателя 91, и убранной позицией, в которой ведущая шестерня не зацепляется с коронной шестерней.

[0050] Мощность двигателя 91 передается в генератор 94 переменного тока через змеевидный клиновой ремень 93. Генератор 94 переменного тока выполнен с возможностью формировать электричество посредством мощности, передаваемой через клиновой ремень 93. Аккумулятор 95 заряжается посредством вырабатываемой электроэнергии. Аккумулятор 95 выполнен с возможностью подавать электроэнергию в различное электрооборудование, смонтированное на транспортном средстве. Иными словами, аккумулятор 95 выполнен с возможностью подавать электроэнергию в контроллер 81 двигателя, стартерный электромотор 92, первый контроллер 71 поворота, первый поворотный электромотор M1, второй контроллер 72 поворота, второй поворотный электромотор M2, контроллер 73 силы реакции, электромотор 51 для формирования силы реакции и т.п.

Выше описана схематичная конфигурация системы сокращения холостого хода.

[0051] Далее приводится краткое описание операции управления сокращением холостого хода.

В системе сокращения холостого хода, например, когда все следующие условия разрешения удовлетворяются, система переводится в состояние ожидания, в котором разрешается сокращение холостого хода.

- Переключатель 88 IS-OFF не задействован (функция сокращения холостого хода находится в активированном состоянии).

- Состояние заряда (SOC) аккумулятора 95 составляет 70 процентов или больше.

- Позиция переключения коробки передач находится в диапазоне, отличном от R-диапазона.

[0052] Из вышеуказанного состояния ожидания, когда все следующие условия активации удовлетворяются, и, например, истекла одна секунда, двигатель 91 остановливается.

- Скорость V транспортного средства составляет 0 км/ч.

- Степень PPO открытия педали акселератора составляет 0 процентов.

- Сила Pb нажатия педали тормоза, например, равна или превышает 0,8 МПа.

- Градиент поверхности дороги, например, равен или меньше 14 процентов.

- Частота Ne вращения двигателя, например, составляет меньше 1200 об/мин.

При этих условиях, среднее значение скоростей Vw_FL-Vw_RR вращения колес и т.п. используется в качестве скорости V транспортного средства. Кроме того, градиент поверхности дороги вычисляется на основе ускорения/замедления. Следует отметить, что градиент поверхности дороги вычисляется как "(вертикальное расстояние/горизонтальное расстояние)*100, и обработка фильтрации нижних частот выполняется при 1 Гц.

[0053] Из вышеуказанного остановленного состояния, когда любое из следующих условий повторного запуска удовлетворяется, двигатель 91 повторно запускается.

- Операция рулевого управления начата в режиме сокращения холостого хода.

- Скорость V транспортного средства, например, равна или превышает 2 км/ч.

- Степень PPO открытия педали акселератора равна или превышает 50 процентов.

- Операция переключения передач из P-диапазона в R-диапазон или D-диапазон выполняется.

- Операция переключения передач из N-диапазона в R-диапазон или D-диапазон выполняется.

- Операция переключения передач из D-диапазона в R-диапазон выполняется.

Контроллер 81 двигателя выполнен с возможностью выводить сигнал режима сокращения холостого хода (сигнал IS-режима), включающий в себя состояние активации сокращения холостого хода и присутствие или отсутствие запроса на повторный запуск, в первый контроллер 71 поворота, второй контроллер 72 поворота и контроллер 73 силы реакции через линию 74 связи.

Выше приведено краткое описание операции управления сокращением холостого хода.

[0054] Далее описывается процесс рулевого управления по проводам, связанный с системой сокращения холостого хода.

Фиг. 3 является блок-схемой, иллюстрирующей полную конфигурацию процесса рулевого управления по проводам.

Процесс рулевого управления по проводам по отдельности вычисляется в каждом из первого контроллера 71 поворота, второго контроллера 72 поворота и контроллера 73 силы реакции, и когда результаты вычисления посредством соответствующего контроллера совпадают между собой, разрешается выполнение управления приведением в действие. Следует отметить, что как описано выше, первый контроллер 71 поворота выполнен с возможностью осуществлять управление приведением в действие первого поворотного электромотора M1, второй контроллер 72 поворота выполнен с возможностью осуществлять управление приведением в действие второго поворотного электромотора M2, и контроллер 73 силы реакции выполнен с возможностью осуществлять управление приведением в действие электромотора 51 для формирования силы реакции.

[0055] Процесс рулевого управления по проводам включает в себя модуль 21 управления IS-переключением, модуль 22 управления муфтой, модуль 23 вычисления силы реакции, модуль 24 вычисления силы IS-реакции, модуль 25 переключения силы реакции, модуль 26 управления силой реакции, процессор 27 задания ограничений, модуль 41 вычисления значений команд управления углом поворота, модуль 42 хранения предыдущих значений, модуль 43 вычисления значений команд управления углом поворота при открытой муфте, модуль 44 переключения значений команд управления углом поворота, процессор 45 управления постепенным увеличением, модуль 46 сервоуправления углами и процессор 47 задания ограничений.

Модуль 21 управления IS-переключением выполнен с возможностью осуществлять процесс управления IS-переключением, описанный ниже, чтобы выводить команду управления муфтой для управления расцеплением и введением в зацепление муфты 19, а также выводить флаг fs переключения для переключения характеристики управления силой реакции и характеристики управления углом поворота. Флаг fs переключения переключается в диапазоне 0-3. В случае fs=0, используются характеристика управления обычной силой реакции и характеристика управления обычным углом поворота. В случае fs=1, используются характеристика управления силой реакции и характеристика управления углом поворота, когда сокращение холостого хода активируется. Кроме того, в случае fs=2, используются характеристика управления углом поворота, когда муфта расцепляется, и характеристика управления обычной силой реакции. В случае fs=3, используется характеристика управления углом поворота, когда двигатель повторно запускается из режима сокращения холостого хода, и характеристика управления обычной силой реакции.

[0056] Модуль 22 управления муфтой выполнен с возможностью расцеплять или вводить в зацепление муфту 19 в соответствии с командой управления муфтой из модуля 21 управления IS-переключением.

Модуль 23 вычисления силы реакции выполнен с возможностью задавать обычный целевой крутящий момент Tr_N силы реакции, соответствующий силе реакции, принимаемой из поверхности дороги согласно операции рулевого управления, и выводить его при выполнении любого из SBW-режима с использованием двух электромоторов и SBW с использованием одного электромотора. Следует отметить, что сила реакции, принимаемая из поверхности дороги, определяется на основе угла θs поворота рулевого колеса, скорости V транспортного средства, угла θw поворота, тока Im1, протекающего в первом поворотном электромоторе M1, тока Im2, протекающего во втором поворотном электромоторе M2, и т.п.

[0057] Модуль 24 вычисления силы IS-реакции выполнен с возможностью задавать и выводить целевую силу Tr_IS реакции, которая должна формироваться во время сокращения холостого хода посредством способа, отличающегося от способа для модуля 23 вычисления силы реакции, когда сокращение холостого хода активируется. В этом примере, целевая сила Tr_IS реакции задается равной крутящему моменту в пределах диапазона, меньшего целевого крутящего момента Tr_N силы реакции, и допускает недопущение вращения рулевого колеса 11 за счет своего веса вследствие баланса центра, даже если водитель снимает руку с рулевого колеса 11. В частности, целевая сила Tr_IS реакции задается на основе, по меньшей мере, одного из сопротивления пружины в зависимости от угла θs поворота рулевого колеса и вязкостного сопротивления в зависимости от скорости θs' изменения угла поворота рулевого колеса.

[0058] Модуль 25 переключения силы реакции выполнен с возможностью переключать крутящий момент силы реакции, который должен выводиться в качестве конечного целевого крутящего момента Tr* силы реакции, между целевой силой Tr_N реакции, вычисленной посредством модуля 23 вычисления силы реакции, и целевой силой Tr_IS реакции, вычисленной посредством модуля 24 вычисления силы IS-реакции, в зависимости от флага fs переключения и выводить конечный целевой крутящий момент Tr* силы реакции. В частности, когда флаг fs переключения равен любому из 0, 2 и 3, целевая сила Tr_N реакции выбирается в качестве конечного целевого крутящего момента Tr* силы реакции. Когда флаг fs переключения равен 1, целевая сила Tr_IS реакции выбирается в качестве конечного целевого крутящего момента Tr* силы реакции.

Модуль 26 управления силой реакции выполнен с возможностью вычислять значение команды управления током для электромотора 51 для формирования силы реакции таким образом, чтобы формировать целевой крутящий момент Tr* силы реакции и управлять приведением в действие электромотора 51 для формирования силы реакции на основе значения команды управления током. В этом примере, модуль 26 управления силой реакции выполнен с возможностью вычислять значение команды управления током на основе сервоуправления силой реакции, включающего в себя управление с прямой связью, управление с обратной связью и устойчивую компенсацию.

[0059] Процессор 27 задания ограничений выполнен с возможностью осуществлять обработку задания ограничений для значения команды управления током для электромотора 51 для формирования силы реакции в зависимости от флага fs переключения. В частности, когда флаг fs переключения равен 1, процессор 27 задания ограничений выполняет обработку задания ограничений для значения команды управления током, в противном случае, т.е. когда флаг fs переключения равен любому из 0, 2 и 3, процессор 27 задания ограничений не выполняет обработку задания ограничений для значения команды управления током.

Модуль 41 вычисления значений команд управления углом поворота выполнен с возможностью задавать и выводить обычный целевой угол θw_N поворота для угла θs поворота при выполнении любого из SBW-режима с использованием двух электромоторов и SBW с использованием одного электромотора. Следует отметить, что обычный целевой угол θw_N поворота задается на основе соотношения угла θs поворота рулевого колеса и угла поворота в зависимости от скорости V транспортного средства.

Предыдущее значение θw*_(n-1) целевого угла θw* поворота сохраняется в модуле 42 хранения предыдущих значений и выводится из него.

[0060] Модуль 43 вычисления значений команд управления углом поворота при открытой муфте выполнен с возможностью задавать и выводить целевой угол θw_CL поворота, который должен использоваться в состоянии, в котором муфта расцепляется, посредством способа, отличающегося от способа для модуля 41 вычисления значений команд управления углом поворота при расцеплении муфты 19, которая находится в зацепленном состоянии, с тем чтобы быстро и надежно расцеплять ее. В этом примере, сначала угол поворота задается таким образом, что градиент изменения угла θw поворота совпадает с градиентом изменения угла θs поворота рулевого колеса. Затем угол поворота, заданный так, как описано выше, корректируется, с тем чтобы уменьшать крутящий момент поворота при рулевом управлении. Скорректированный угол поворота задается в качестве целевого угла θw_CL поворота. В частности, вычисляется разность Δθ (=θs-θw) между углом θs поворота рулевого колеса и углом θw поворота, и угол θd поворота (θd=θs-Δθ) задается равным значению, полученному посредством вычитания разности Δθ из угла θs поворота рулевого колеса. Затем величина θt коррекции для уменьшения (отмены) крутящего момента Ts поворота при рулевом управлении задается равной значению, полученному посредством умножения крутящего момента Ts поворота при рулевом управлении на предварительно установленное усиление. Затем целевой крутящий момент поворота θw_CL задается равным значению, полученному посредством суммирования величины θt коррекции с углом θd поворота. Таким образом, рулевой вал 12 и вал 18 первой шестерни перемещаются аналогично после вывода команды зацепления для муфты 19, и в силу этого можно подавлять увеличение крутящего момента Ts поворота при рулевом управлении. Следовательно, можно подавлять увеличение силы зацепления ролика в кулачковом роликовом механизме, включенном в двигатель 91, и в силу этого муфта 19 легко расцепляется.

[0061] Модуль 44 переключения значений команд управления углом поворота выполнен с возможностью переключать угол поворота рулевого колеса, который должен выводиться в качестве конечного целевого угла θw* поворота, между целевым углом θw_N поворота, вычисленным посредством модуля 41 вычисления значений команд управления углом поворота, предыдущим значением θw*_(n-1), сохраненным в модуле 42 хранения предыдущих значений, целевым углом θw_CL поворота, вычисленный посредством модуля 43 вычисления значений команд управления углом поворота при открытой муфте, в зависимости от флага fs переключения и выводить конечный целевой угол θw* поворота. В частности, когда флаг fs переключения равен любому из 0 и 3, целевой угол θw_N поворота выбирается в качестве конечного целевого угла θw* поворота. Когда флаг fs переключения равен 1, предыдущее значение θw*_(n-1) выбирается в качестве конечного целевого угла θw* поворота. Кроме того, когда флаг fs переключения равен 2, целевой угол θw_CL поворота выбирается в качестве конечного целевого угла θw* поворота.

[0062] Процессор 45 управления постепенным увеличением выполнен с возможностью осуществлять обработку постепенного увеличения для конечного целевого угла θw* поворота, в зависимости от флага fs переключения. Обработка постепенного увеличения постепенно изменяет целевой угол поворота рулевого колеса таким образом, что он достигает исходного значения θw* в то время, когда предварительно определенное время TF постепенного увеличения истекло, и служит как ограничитель скорости для подавления внезапного изменения целевого угла θw* поворота. В частности, на основе числа вычислений, выполняемых во время TF постепенного увеличения, задается величина изменения угла поворота, которая должна изменяться в расчете на одно вычисление, и целевой угол θw* поворота изменяется на величину изменения. В этом примере, когда флаг переключения fs=2, обработка постепенного увеличения для целевого угла θw* поворота выполняется, а когда флаг переключения fs=0, 1 или 3, обработка постепенного увеличения для целевого угла θw* поворота не выполняется.

[0063] Модуль 46 сервоуправления углами выполнен с возможностью, в SBW-режиме с использованием двух электромоторов, вычислять значения команд управления током для первого поворотного электромотора M1 и для второго поворотного электромотора M2, чтобы получать целевой угол θw* поворота, и управлять приведением в действие первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2 на основе значений команд управления током. Кроме того, модуль 46 сервоуправления углами выполнен с возможностью, в SBW-режиме с использованием одного электромотора, вычислять значение команды управления током для второго поворотного электромотора M2, чтобы получать целевой угол θw* поворота, и управлять приведением в действие второго поворотного электромотора M2 на основе значения команды управления током. В этом примере, модуль 46 сервоуправления углами выполнен с возможностью вычислять значение команды управления током на основе сервоуправления силой реакции, включающего в себя управление с прямой связью, управление с обратной связью и устойчивую компенсацию.

[0064] Процессор 47 задания ограничений выполнен с возможностью, в SBW-режиме с использованием двух электромоторов, выполнять обработку задания ограничений для значений команд управления током для первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2 в зависимости от флага fs переключения. В этом примере, процессор 47 задания ограничений выполнен с возможностью осуществлять обработку задания ограничений таким образом, что потребление мощности первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2 меньше потребления мощности электромотора 51 для формирования силы реакции. Кроме того, процессор 47 задания ограничений выполнен с возможностью, в SBW-режиме с использованием одного электромотора, выполнять обработку задания ограничений для значения команды управления током для второго поворотного электромотора M2 в зависимости от флага fs переключения. В этом примере, процессор 47 задания ограничений выполнен с возможностью осуществлять обработку задания ограничений таким образом, что потребление мощности второго поворотного электромотора M2 меньше потребления мощности электромотора 51 для формирования силы реакции. В обоих случаях, когда флаг переключения fs=1, выполняется обработка задания ограничений на значение команды управления током, в противном случае, т.е. когда флаг переключения fs = 0, 2 или 3, обработка задания ограничений на значение команды управления током не выполняется.

Выше описана полная конфигурация процесса рулевого управления по проводам.

[0065] Далее описывается процесс управления IS-переключением. Модуль 21 управления IS-переключением выполнен с возможностью осуществлять процесс управления IS-переключением через каждое предварительно заданное время (например, 5 мс).

Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процесс управления IS-переключением.

Сначала на этапе S101, определяется то, активируется или нет сокращение холостого хода. Когда сокращение холостого хода активируется, процесс переходит к этапу S102. С другой стороны, когда сокращение холостого хода не активируется, процесс переходит к этапу S108.

На этапе S102, определяется то, выводится или нет запрос на повторный запуск двигателя 91 после того, как активируется сокращение холостого хода. Когда запрос на повторный запуск не выводится, процесс переходит к этапу S102. С другой стороны, когда запрос на повторный запуск выводится, процесс переходит к этапу S108.

[0066] На этапе S103, начальный угол θe поворота при IS-рулевом управлении задается равным углу θs поворота рулевого колеса во время активации сокращения холостого хода, и определяется то, сохраняется или нет начальный угол θe поворота при IS-рулевом управлении. Когда начальный угол θe поворота при IS-рулевом управлении не сохраняется, определяется то, что это момент непосредственно после того, как активировано сокращение холостого хода, и процесс переходит к этапу S104. С другой стороны, когда начальный угол θe поворота при IS-рулевом управлении сохраняется, определяется то, что это не момент непосредственно после того, как активировано сокращение холостого хода, и процесс переходит к этапу S105.

На этапе S104, угол θs поворота рулевого колеса сохраняется в качестве начального угла θe поворота при IS-рулевом управлении, и после этого процесс переходит к этапу S105.

На этапе S105, расцепленное состояние муфты 19 поддерживается.

На этапе S106, флаг fs переключения задается равным 1 и выводится. Таким образом, рулевое управление по проводам выполняется согласно характеристике управления силой реакции и характеристике управления углом поворота, которые должны использоваться, когда сокращение холостого хода активируется.

На этапе S107, таймер TC сбрасывается до 0, и после этого процесс возвращается в предварительно определенную основную программу.

[0067] На этапе S108 определяется то, превышает или нет скорость V транспортного средства 0. Когда определяется то, что V=0, определяется то, что транспортное средство остановлено, и процесс переходит к этапу S109. С другой стороны, определяется то, что V>0, определяется то, что транспортное средство движется или едет, и процесс переходит к этапу S113.

На этапе S109, определяется то, завершается или нет повторный запуск двигателя 91. Когда повторный запуск двигателя 91 не завершается, процесс переходит к этапу S110. С другой стороны, когда повторный запуск двигателя 91 завершается, процесс переходит к этапу S113.

[0068] На этапе S110, определяется то, меньше или нет угол θs поворота рулевого колеса максимального угла θmax поворота рулевого колеса, соответствующего максимальному углу поворота, определенному конструктивно. Когда определяется то, что θs<θmax, определяется то, что увеличение угла θs поворота рулевого колеса является допустимым, и процесс переходит к этапу S111. С другой стороны, когда определяется то, что θs≥θmax, определяется то, что увеличение угла θs поворота рулевого колеса не является допустимым, и процесс переходит к этапу S112.

На этапе S111, флаг fs переключения задается равным 1 и выводится. Затем процесс возвращается в предварительно определенную основную программу. Таким образом, рулевое управление по проводам выполняется согласно характеристике управления силой реакции и характеристике управления углом поворота, которые должны использоваться, когда сокращение холостого хода активируется.

На этапе S112, команда введение в зацепление для муфты 19 выводится. Затем, процесс переходит к этапу S111.

[0069] На этапе S113, определяется то, расцепляется или нет муфта 19. Когда муфта 19 не расцепляется, процесс переходит к этапу S114. С другой стороны, когда муфта 19 расцепляется, процесс переходит к этапу S117.

На этапе S114, команда расцепления для муфты 19 выводится.

На этапе S115, таймер TC сбрасывается до 0.

На этапе S116, флаг fs переключения задается равным 2 и выводится. Затем процесс возвращается в предварительно определенную основную программу. Таким образом, рулевое управление по проводам выполняется согласно характеристике управления углом поворота, которая должна использоваться, когда муфта 19 расцепляется, и характеристике управления обычной силой реакции.

На этапе S117, определяется то, равен или превышает либо нет таймер TC время TF постепенного увеличения. Когда определяется то, что TC<TF, определяется то, что время TF постепенного увеличения не истекло, и процесс переходит к этапу S118. С другой стороны, когда определяется то, что TC<TF, определяется то, что время TF постепенного увеличения истекло, и процесс переходит к этапу S120.

[0070] На этапе S118, таймер TC подсчитывается вверх.

На этапе S119, флаг fs переключения задается равным 3 и выводится. Затем процесс возвращается в предварительно определенную основную программу. Таким образом, рулевое управление по проводам выполняется согласно характеристике управления углом поворота, которая должна использоваться при повторном запуске из режима сокращения холостого хода, и характеристике управления обычной силой реакции.

На этапе S120, флаг fs переключения задается равным 0 и выводится. Таким образом, рулевое управление по проводам выполняется согласно характеристике управления обычной силой реакции и характеристике управления обычным углом поворота.

На этапе S121, сохраненный начальный угол θe поворота при IS-рулевом управлении сбрасывается, и затем процесс возвращается в предварительно определенную основную программу.

Выше описан процесс управления IS-переключением.

[0071] Работа

Далее описывается работа первого варианта осуществления.

В настоящем варианте осуществления, предусмотрены первый поворотный электромотор M1 и второй поворотный электромотор M2, допускающие предоставление движущей силы в выходной поворотный механизм St_OUT, чтобы выполнять SBW-режим с использованием двух электромоторов, в котором колеса 13L и 13R поворачиваются посредством двух этих электромоторов. Таким образом, достигаются намеченные характеристики рулевого управления в качестве функции рулевого управления по проводам. Кроме того, посредством приспособления конфигурации, в которой колеса 13L и 13R поворачиваются посредством двух электромоторов, можно совместно использовать необходимую движущую силу для выходного поворотного механизма St_OUT. Следовательно, можно подавлять увеличение размера электромотора и иметь превосходные характеристики расположения по сравнению с конфигурацией, в которой колеса 13L и 13R поворачиваются посредством одного электромотора.

[0072] Кроме того, в конфигурации, в которой колеса 13L и 13R поворачиваются посредством двух электромоторов, даже если любая одна из систем управления является неисправной, можно использовать другую систему управления, которая не является неисправной. Иными словами, можно выполнять SBW-режим с использованием одного электромотора или EPS-режим с использованием одного электромотора в качестве отказоустойчивого режима для первичного отказа, в который только любая одна из систем управления является неисправной. Таким образом, даже если любая одна из систем управления является неисправной, используется другая система управления, которая не является неисправной. Таким образом, можно осуществлять отказоустойчивый режим, допускающий полное использование преимущества предоставления двух электромоторов. Кроме того, можно выполнять режим ручного рулевого управления в качестве отказоустойчивого режима для противодействия вторичному отказу, при котором другая система управления является неисправной, несмотря на отказоустойчивый режим для противодействия первичному отказу. Таким образом, система рулевого управления соединена механически, чтобы обеспечивать удобство использования прямого рулевого управления.

[0073] Помимо этого, в каждом из SBW-режима с использованием двух электромоторов и SBW-режима с использованием одного электромотора, муфта 19 расцепляется, чтобы выполнять рулевое управление по проводам, когда двигатель 91 находится в рабочем состоянии. Муфта 19 поддерживает зацепленное состояние, когда она не возбуждена (не подается питание). Таким образом, при выключении зажигания для того, чтобы останавливать двигатель 91, который находится в рабочем состоянии, муфта 19 вводится в зацепление. Звук при работе в ходе введения в зацепление муфты при выключении зажигания является практически незаметным, поскольку он вызывается в обстановке покидания транспортного средства, и поскольку он смешивается с различными шумами, вызываемыми при покидании транспортного средства, такими как звук открывания замка блокировки двери и т.п. С другой стороны, в состоянии сокращения холостого хода, шум предположительно должен быть меньше шума в обстановке покидания транспортного средства, в силу чего звук при работе в ходе введения в зацепление муфты может привлекать внимание.

[0074] Следовательно, когда двигатель 91, который находится в рабочем состоянии, останавливается посредством функции сокращения холостого хода (определяется как "Да" на этапе S101), и запрос на запуск не выводится (определяется как "Нет" на этапе S102), расцепленное состояние муфты 19 поддерживается (этап S105). Таким образом, когда двигатель 91, который находится в рабочем состоянии, останавливается посредством функции сокращения холостого хода, расцепленное состояние муфты 19 поддерживается. Следовательно, можно подавлять звук при работе, вызываемый при введении в зацепление муфты 19. Таким образом, можно способствовать большей тишине во внутреннем пространстве транспортного средства в режиме сокращения холостого хода.

[0075] Следует отметить, что необходимо возбуждать муфту 19 для того, чтобы поддерживать расцепленное состояние муфты 19, в силу чего электроэнергия потребляется для этого. Тем не менее, поскольку сокращение холостого хода активируется на более высокой частоте, чем включение/выключение зажигания, когда муфта 19 многократно расцепляется и вводится в зацепление каждый раз, когда активируется сокращение холостого хода, на износостойкость муфты 19 оказывает влияние чрезмерное число операций. Следовательно, посредством поддержания расцепленного состояния муфты 19, когда двигатель 91, который находится в рабочем состоянии, останавливается посредством функции сокращения холостого хода, можно подавлять число операций расцепления и введения в зацепление муфты 19, и в силу этого оно также является преимущественным в отношении износостойкости.

[0076] Помимо этого, рулевое управление по проводам потребляет электроэнергию для поворота колес посредством первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2 и для формирования силы реакции при рулевом управлении посредством электромотора 51 для формирования силы реакции. Тем не менее, генератор 94 переменного тока остановлен в режиме сокращения холостого хода. Таким образом, в случае обычного транспортного средства с двигателем, отличного от гибридного транспортного средства, т.е. транспортного средства, на котором не монтируются крупный аккумулятор и преобразователь постоянного тока, доступная электроэнергия ограничена. Следовательно, когда рулевое управление по проводам обычно выполняется в режиме сокращения холостого хода, напряжение аккумулятора 95 может падать, и может оказываться влияние на другую электрическую систему.

[0077] Временная диаграмма вышеуказанных событий описывается как первый сравнительный пример относительно настоящего варианта осуществления.

Фиг. 5 является временной диаграммой, иллюстрирующей первый сравнительный пример.

Во время t11, сокращение холостого хода активируется, и во время t12, операция рулевого управления начинается. В этом случае, когда рулевое управление по проводам выполняется обычно, поскольку его потребление мощности возрастает, уменьшается напряжение аккумулятора 95. Когда напряжение становится ниже E1, например, уменьшается яркость передних фар.

Когда операция рулевого управления начинается во время t13, поскольку запрос на запуск двигателя 91 выводится, и проворачивание начато, напряжение аккумулятора 95 дополнительно уменьшается. Когда напряжение становится ниже E2, что ниже E1, например, выключается дисплей навигационной системы.

Двигатель 91 фактически повторно запускается во время t14, на другую электрическую систему оказывает влияние падение напряжения аккумулятора 95 вплоть до этого времени.

[0078] В настоящем варианте осуществления, когда двигатель 91, который находится в рабочем состоянии, останавливается посредством функции сокращения холостого хода (определяется как "Да" на этапе S101), и запрос на запуск не выводится (определяется как "Нет" на этапе S102), флаг переключения задается равным 1 (этап S106). Таким образом, процессор 27 задания ограничений выполняет обработку задания ограничений для значения команды управления током для электромотора 51 для формирования силы реакции, и процессор 47 задания ограничений выполняет обработку задания ограничений для значений команд управления током для первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2. Следовательно, можно подавлять потребление мощности посредством рулевого управления по проводам. Таким образом, можно подавлять падение напряжения аккумулятора 95.

[0079] Временная диаграмма вышеуказанных событий описывается как первый пример работы настоящего варианта осуществления.

Фиг. 6 является временной диаграммой, иллюстрирующей первый пример работы.

Во время t21, сокращение холостого хода активируется, и во время t22, операция рулевого управления начинается. В этом случае, поскольку потребление мощности посредством рулевого управления по проводам подавляется, можно подавлять падение напряжения аккумулятора 95. В этом примере, поскольку напряжение не становится ниже E1 посредством простого запуска операции рулевого управления. Таким образом, например, яркость передних фар не уменьшается.

Когда запрос на запуск двигателя 91 выводится во время t23, поскольку проворачивание начато, напряжение аккумулятора 95 уменьшается, но не становится ниже E2. Следовательно, например, не выключается дисплей навигационной системы.

Двигатель 91 фактически перезапускается во время 24, и можно подавлять падение напряжения двигателя 91 вплоть до этого времени. Следовательно, можно подавлять влияние на другую электрическую систему.

[0080] Следует отметить, что при подавлении потребления мощности посредством рулевого управления по проводам, обработка задания ограничений выполняется таким образом, что потребление мощности посредством первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2 меньше потребления мощности посредством электромотора 51 для формирования силы реакции. Это обусловлено тем, что существенное влияние отсутствует, даже если управление углом поворота ограничивается, поскольку транспортное средство остановлено в режиме сокращения холостого хода, но чрезмерное ограничение силы реакции при рулевом управлении переводит рулевое колесо 11 в состояние, в котором легко вращается рулевое колесо. Иными словами, рулевое колесо 11 может вращаться за счет своего веса в зависимости от баланса центра, когда водитель снимает руку с рулевого колеса 11. Это может вызывать странное ощущение у водителя. Следовательно, посредством выполнения обработки задания ограничений таким образом, что потребление мощности посредством первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2 меньше потребления мощности посредством электромотора 51 для формирования силы реакции, можно поддерживать приятное ощущение при выполнении действий.

[0081] Кроме того, когда запрос на повторный запуск выводится посредством функции сокращения холостого хода (определяется как "Да" на этапе S102), и когда повторный запуск фактически завершается (определяется как "Да" на этапе S109), флаг fs переключения задается равным 0 (этап S120). Таким образом, процессор 27 задания ограничений отменяет (прекращает) обработку задания ограничений на значение команды управления током для электромотора 51 для формирования силы реакции, и процессор 47 задания ограничений отменяет (прекращает) обработку задания ограничений на значения команд управления током для первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2. Таким образом, можно возвращаться к обычному рулевому управлению по проводам и достигать намеченных характеристик рулевого управления.

[0082] Кроме того, когда транспортное средство движется вследствие, например, градиента поверхности дороги в режиме сокращения холостого хода (определяется как "Да" на этапе S108), флаг fs переключения задается равным 0 (этап S120). Иными словами, отменяется ограничение приведения в действие электромотора 51 для формирования силы реакции и ограничение приведения в действие первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2. Это обусловлено тем, что существенное влияние отсутствует, даже если управление углом поворота ограничивается, поскольку транспортное средство остановлено, но когда транспортное средство начинает движение, управление углом поворота становится важным для того, чтобы обеспечивать рабочие характеристики управления транспортного средства. Следовательно, посредством немедленного возвращения к обычному рулевому управлению по проводам, можно подавлять то, что водитель испытывает некомфортное ощущение.

Как описано выше, чрезмерное ограничение силы реакции при рулевом управлении переводит рулевое колесо 11 в состояние, в котором легко вращается рулевое колесо. Когда водитель снимает руку с рулевого колеса 11 в этом случае, рулевое колесо 11 может вращаться за счет своего веса в зависимости от баланса центра. Это может вызывать странное ощущение у водителя.

[0083] Временная диаграмма вышеуказанных событий описывается как второй сравнительный пример относительно настоящего варианта осуществления.

Фиг. 7 является временной диаграммой, иллюстрирующей второй сравнительный пример.

Когда сокращение холостого хода активируется во время t31, и операция рулевого управления начинается во время t32, запрос на повторный запуск выводится, соответственно. В этом случае, поскольку сила реакции при рулевом управлении составляет практически 0, рулевое колесо 11 легко вращается, и его угол поворота практически превышает максимальный угол θmax поворота рулевого колеса, соответствующий максимальному углу поворота, определенному конструктивно. Таким образом, когда сила реакции чрезмерно ограничена, сила реакции теряется. Когда рулевое колесо 11 переводится в состояние, в котором он свободно вращается, водитель может испытывать некомфортное ощущение.

Когда двигатель 91 повторно запускается во время t33, обычное рулевое управление по проводам выполняется снова. В этом случае, поскольку разрыв между углом θs поворота рулевого колеса и углом θw поворота является большим, ток управления углом поворота для коррекции угла θw поворота внезапно повышается.

Во время t34, обычная сила реакции при рулевом управлении повышается, чтобы возвращать угол θs поворота рулевого колеса, который чрезмерно повернут за рамки максимального угла θmax поворота рулевого колеса. Это может вызывать странное ощущение у водителя.

[0084] В настоящем варианте осуществления, когда двигатель 91, который находится в рабочем состоянии, останавливается посредством функции сокращения холостого хода (определяется как "Да" на этапе S101), и запрос на запуск не выводится (определяется как "Нет" на этапе S102), флаг переключения задается равным 1 (этап S106). Таким образом, модуль 25 переключения силы реакции переключается с обычного целевого крутящего момента Tr_N силы реакции на целевой крутящий момент Tr_IS силы реакции, который должен использоваться в режиме сокращения холостого хода. Этот целевой крутящий момент Tr_IS силы реакции является крутящим моментом в пределах диапазона, меньшего обычного целевого крутящего момента Tr_N силы реакции, и допускает недопущение вращения рулевого колеса 11 за счет своего веса вследствие баланса центра, даже если водитель снимает руку с рулевого колеса 11. Следовательно, можно подавлять падение напряжения аккумулятора 95 в режиме сокращения холостого хода. Кроме того, поскольку сила реакции при рулевом управлении чрезмерно не ограничивается, можно подавлять ухудшение ощущения при выполнении действий.

[0085] Временная диаграмма вышеуказанных событий описывается как второй пример работы настоящего варианта осуществления.

Фиг. 8 является временной диаграммой, иллюстрирующей второй пример работы.

Когда сокращение холостого хода активируется во время t41, флаг fs переключения задается равным 1. Таким образом, модуль 44 переключения значений команд управления углом поворота фиксирует предыдущее значение θw*_(n-1) угла поворота, которое представляет собой угол поворота во время активации сокращения холостого хода. Следовательно, можно подавлять потребление мощности в первом поворотном электромоторе M1 или втором поворотном электромоторе M2. Кроме того, посредством фиксации угла θw поворота таким образом, можно не допускать ситуации, в которой интегрированное значение модуля 46 сервоуправления углами накапливается, так что вызывается протекание чрезмерного тока, и в силу этого анормальный шум формируется при возвращении к обычному рулевому управлению по проводам после того, как отменяется ограничение.

[0086] Когда операция рулевого управления начата, запрос на повторный запуск выводится во время t42, и целевой крутящий момент Tr_IS силы реакции во время сокращения холостого хода переключается таким образом, что он используется. Таким образом, рулевое колесо 11 с меньшей вероятностью должно вращаться, и угол θs поворота рулевого колеса постепенно изменяется. Кроме того, целевой крутящий момент Tr_IS силы реакции задается на основе, по меньшей мере, одного из сопротивления пружины в зависимости от угла θs поворота рулевого колеса и вязкостного сопротивления в зависимости от скорости θs' изменения угла поворота рулевого колеса. Следовательно, можно получать приятное ощущение при выполнении действий. Следует отметить, что причина, по которой обычный целевой крутящий момент Tr_N силы реакции заменен на целевой крутящий момент Tr_IS силы реакции, заключается в том, что непосредственно обычный целевой крутящий момент Tr_N силы реакции имеет значительные ограничения. Иными словами, посредством фиксации угла θw поворота, чтобы ограничивать приведение в действие первого поворотного электромотора M1 и второго поворотного электромотора M2, целевой крутящий момент Tr_N силы реакции, вычисленный на основе I тока при повороте, также значительно ограничен.

[0087] Во время t43, когда угол θs поворота рулевого колеса достигает максимального угла θmax поворота рулевого колеса (определяется как "Нет" на этапе S110), муфта 19 введена в зацепление (этап S112), и в силу этого угол θs поворота рулевого колеса практически не превышает максимальный угол θmax поворота рулевого колеса и останавливается при практически максимальном углу поворота рулевого колеса.

Следовательно, угол θs поворота рулевого колеса практически не возвращается после возвращения к обычному рулевому управлению по проводам.

Когда повторный запуск двигателя 91 завершается (определяется как "Да" на этапе S109) во время t44, команда расцепления для муфты 19 выводится (этап S114), чтобы возвращаться к обычному рулевому управлению по проводам.

Во время t45, расцепление муфты 19 завершается (определяется как "Да" на этапе S113), флаг fs переключения задается равным 3 (этап S119). Таким образом, модуль 25 переключения силы реакции переключает целевой крутящий момент силы реакции, который должен выводиться, с целевого реактивного крутящего момента Tr_IS на обычный крутящий момент Tr_N силы реакции, и в силу этого обычная сила реакции при рулевом управлении повышается. Кроме того, модуль 44 переключения значений команд управления углом поворота переключает целевой угол поворота, который должен выводиться, с предыдущего значения θw*_(n-1) угла поворота на обычный угол θw_N поворота.

[0088] Здесь, управление углом поворота выполняется с тем, чтобы получать угол θw поворота, соответствующий углу θs поворота рулевого колеса. Управление углом поворота выполняется медленно с тем, чтобы обеспечивать предварительно определенное время TF постепенного увеличения. Следовательно, можно подавлять внезапное повышение в токе при повороте командуют и внезапное изменение угла θw поворота. Таким образом, можно подавлять раскачивание кузова транспортного средства и формирование анормального шума.

Когда время TF постепенного увеличения истекает (определено в качестве "Да" на этапе S117) во время t46, поскольку угол θw поворота, соответствующий углу θs поворота рулевого колеса, получается, флаг fs переключения задается равным 0 (этап S120). Таким образом, можно возвращаться к обычному рулевому управлению по проводам и достигать намеченных характеристик рулевого управления.

Выше приведено описание второго примера работы.

[0089] Как описано выше, поскольку угол θw поворота фиксируется в режиме сокращения холостого хода, если операция рулевого управления выполняется в этот период времени, разрыв формируется в соотношении между углом θw поворота и углом θs поворота рулевого колеса. В этом случае, угол θw поворота скорректирован после возвращения к обычному рулевому управлению по проводам в ассоциации с повторным запуском двигателя 91. Желательно корректировать, в общем, медленно, рабочие характеристики рулевого управления могут ухудшаться в случае, если разрыв является большим. Кроме того, когда скорость коррекции является слишком большой, может возникать раскачивание кузова транспортного средства и анормальный шум.

[0090] Временная диаграмма вышеуказанных событий описывается как третий сравнительный пример относительно настоящего варианта осуществления.

Фиг. 9 является временной диаграммой, иллюстрирующей третий сравнительный пример.

Когда сокращение холостого хода активируется во время t51, и операция рулевого управления начинается во время t52, запрос на повторный запуск выводится, соответственно. В этом случае, поскольку сила реакции при рулевом управлении составляет практически 0, рулевое колесо 11 легко вращается, и его угол поворота практически превышает максимальный угол θmax поворота рулевого колеса, соответствующий максимальному углу поворота, определенному конструктивно.

Когда двигатель 91 повторно запускается во время t53, обычное рулевое управление по проводам выполняется снова. В этом случае, поскольку разрыв между углом θs поворота рулевого колеса и углом θw поворота является большим, ток управления углом поворота для коррекции угла θw поворота внезапно повышается. Следовательно, скорость коррекции угла θw поворота является слишком большой, может возникать раскачивание кузова транспортного средства и анормальный шум.

Во время t54, обычная сила реакции при рулевом управлении повышается, чтобы уменьшать угол θs поворота рулевого колеса, который вращается чрезмерно.

[0091] В настоящем варианте осуществления, когда двигатель 91 повторно запускается посредством функции сокращения холостого хода (определяется как "Да" на этапе S109), отменяется ограничение приведения в действие поворотного электромотора и приведения в действие электромотора для формирования силы реакции. Когда угол θs поворота рулевого колеса изменяется в то время, когда двигатель 91 находится в остановленном состоянии, и в силу этого разрыв формируется между углом θw поворота и углом поворота рулевого колеса, первый поворотный электромотор M1 и второй поворотный электромотор M2 приводятся в действие, с тем чтобы обеспечивать предварительно определенное время TF постепенного увеличения на исключение разрыва. Следовательно, когда разрыв является небольшим, угол θw поворота медленно корректируется. Даже когда разрыв является большим, поскольку угол θw поворота скорректирован в пределах предварительно определенного времени TF постепенного увеличения, можно более плавно восстанавливать надлежащий угол поворота.

[0092] Временная диаграмма вышеуказанных событий описывается как третий пример работы настоящего варианта осуществления.

Фиг. 10 является временной диаграммой, иллюстрирующей третий пример работы.

Когда сокращение холостого хода активируется во время t61, флаг fs переключения задается равным 1. Таким образом, модуль 44 переключения значений команд управления углом поворота фиксирует предыдущее значение θw*_(n-1) угла поворота, которое представляет собой угол поворота во время активации сокращения холостого хода. Следовательно, можно подавлять потребление мощности в первом поворотном электромоторе M1 или втором поворотном электромоторе M2.

Когда операция рулевого управления начата, запрос на повторный запуск выводится во время t62, и целевой крутящий момент Tr_IS силы реакции во время сокращения холостого хода переключается таким образом, что он используется. Таким образом, рулевое колесо 11 с меньшей вероятностью должно вращаться, и угол θs поворота рулевого колеса постепенно изменяется. Кроме того, целевой крутящий момент Tr_IS силы реакции задается на основе, по меньшей мере, одного из сопротивления пружины в зависимости от угла θs поворота рулевого колеса и вязкостного сопротивления в зависимости от скорости θs' изменения угла поворота рулевого колеса. Следовательно, можно получать приятное ощущение при выполнении действий.

[0093] Во время t63, когда угол θs поворота рулевого колеса достигает максимального угла θmax поворота рулевого колеса (определяется как "Нет" на этапе S110), муфта 19 введена в зацепление (этап S112), и в силу этого угол θs поворота рулевого колеса практически не превышает максимальный угол θmax поворота рулевого колеса и останавливается при практически максимальном углу поворота рулевого колеса.

Когда повторный запуск двигателя 91 завершается (определяется как "Да" на этапе S109) во время t64, команда расцепления для муфты 19 выводится (этап S114), чтобы возвращаться к обычному рулевому управлению по проводам.

Во время t65, завершается расцепление муфты 19 (определяется как "Да" на этапе S113), флаг fs переключения задается равным 3 (этап S119). Таким образом, модуль 25 переключения силы реакции переключает целевой крутящий момент силы реакции, который должен выводиться, с целевого реактивного крутящего момента Tr_IS на обычный крутящий момент Tr_N силы реакции, и в силу этого обычная сила реакции при рулевом управлении повышается. Кроме того, модуль 44 переключения значений команд управления углом поворота переключает целевой угол поворота, который должен выводиться, с предыдущего значения θw*_(n-1) угла поворота на обычный угол θw_N поворота.

[0094] Здесь, управление углом поворота выполняется с тем, чтобы получать угол θw поворота, соответствующий углу θs поворота рулевого колеса. Управление углом поворота выполняется медленно с тем, чтобы обеспечивать предварительно определенное время TF постепенного увеличения. Следовательно, можно подавлять внезапное повышение в токе при повороте командуют и внезапное изменение угла θw поворота. Таким образом, можно подавлять раскачивание кузова транспортного средства и формирование анормального шума. Кроме того, даже когда разрыв является большим, поскольку угол θw поворота скорректирован в пределах предварительно определенного времени TF постепенного увеличения, можно более плавно восстанавливать надлежащий угол θw поворота.

Когда время TF постепенного увеличения истекает (определено в качестве "Да" на этапе S117) во время t66, поскольку угол θw поворота, соответствующий углу θs поворота рулевого колеса, получается, флаг fs переключения задается равным 0 (этап S120). Таким образом, можно возвращаться к обычному рулевому управлению по проводам и достигать намеченных характеристик рулевого управления.

Выше приведено описание третьего примера работы.

[0095] Модификация

В настоящем варианте осуществления, предусмотрено два электромотора, включающих в себя первый поворотный электромотор M1 и второй поворотный электромотор M2, в качестве электромоторов, предоставляющих движущую силу в выходной поворотный механизм St_OUT. Настоящее раскрытие сущности не ограничено этим и может включать в себя только один электромотор. Таким образом, посредством сокращения числа электромоторов для предоставления движущей силы в выходной поворотный механизм St_OUT, можно сокращать число компонентов.

В настоящем варианте осуществления, когда скорость транспортного средства становится равной 0 км/ч, т.е. транспортное средство остановлено, разрешается автоматическая остановка (сокращение холостого хода) двигателя 91. Настоящее раскрытие сущности не ограничено этим. Например, сокращение холостого хода двигателя 91 может разрешаться, когда тормоз включен, и скорость транспортного средства, например, не превышает 7 км/ч. Иными словами, настоящий вариант осуществления может применяться в случае, если сокращение холостого хода активируется, даже если транспортное средство не остановлено полностью, другими словами, до того, как транспортное средство останавливается. Следует отметить, что в случае, если сокращение холостого хода разрешается до того, как транспортное средство останавливается, двигатель 91 повторно запускается во время активации акселератора, даже если транспортное средство не остановлено.

В настоящем варианте осуществления, электромотор используется в качестве поворотного исполнительного механизма или исполнительного механизма силы реакции. Настоящее раскрытие сущности не ограничено этим. Иными словами, может использоваться любой приводной элемент, такой как соленоид или силовой цилиндр, допускающий предоставление выходного поворотного механизма St_OUT с вращающей силой или допускающий предоставление входного рулевого механизма St_IN с силой реакции при рулевом управлении.

[0096] В вышеприведенном описании, входной рулевой механизм St_IN соответствует "рулевому механизму ", выходной поворотный механизм St_OUT соответствует "поворотному механизму", рулевой вал 12 соответствует "входному валу", и вал 18 первой шестерни соответствует "выходному валу". Кроме того, первый поворотный электромотор M1 и второй поворотный электромотор M2 соответствуют "поворотному исполнительному механизму", первый контроллер 71 поворота, второй контроллер 72 поворота и контроллер 73 силы реакции соответствуют "модулю рулевого управления ", и контроллер 81 двигателя соответствует "модулю управления сокращением холостого хода".

[0097] Преимущества

Далее описываются преимущества существенной части первого варианта осуществления.

(1) Устройство рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления используется в транспортном средстве, причем транспортное средство включает в себя двигатель 91 и контроллер 81 двигателя, выполненный с возможностью прекращать работу двигателя 91 на холостом ходу, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторно запускать двигатель 91, когда транспортное средство начинает движение. Предусмотрены входной рулевой механизм St_IN с рулевым валом 12, допускающим вращение посредством операции рулевого управления водителем, и выходной поворотный механизм St_OUT, выполненный с возможностью поворачивать колесо посредством вращения вала 18 первой шестерни. Кроме того, предусмотрены муфта 19, выполненная с возможностью соединяться и разъединяться с рулевым валом 12 и валом 18 первой шестерни, поворотные электромоторы M1 и M2, допускающие предоставление крутящего момента поворота в выходной поворотный механизм St_OUT, и двигатель 91, приводящий в движение транспортное средство. Кроме того, выполняется процесс рулевого управления по проводам. В процессе рулевого управления по проводам муфта 19 расцепляется, и управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 выполняется, когда двигатель 91 находится в рабочем состоянии, и муфта 19 вводится в зацепление, и управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 прекращается, когда двигатель 91 находится в остановленном состоянии. После этого, когда контроллер 81 двигателя прекращает работу двигателя 91 на холостом ходу, расцепленное состояние муфты 19 поддерживается.

Таким образом, поскольку расцепленное состояние муфты 19 поддерживается, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода, можно подавлять звук при работе, вызываемый при введении в зацепление муфты 19. Следовательно, можно способствовать большей тишине во внутреннем пространстве транспортного средства в режиме сокращения холостого хода.

[0098] (2) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, максимальный угол θmax поворота рулевого колеса задается как угол θs поворота рулевого колеса, соответствующий максимальному углу θw поворота, определенному конструктивно. После этого, когда угол θs поворота рулевого колеса достигает максимального угла θmax поворота рулевого колеса, в то время как контроллер 81 двигателя прекращает работу двигателя 91 на холостом ходу, муфта 19 вводится в зацепление.

Таким образом, посредством введения в зацепление муфты 19, когда угол θs поворота рулевого колеса достигает максимального угла θmax поворота рулевого колеса, можно не допускать увеличения угла θs поворота рулевого колеса таким образом, что он превышает максимальный угол θmax поворота рулевого колеса. Таким образом, можно подавлять потребление мощности или перегрев вследствие перегрузки электромотора 51 для формирования силы реакции и получать приятное ощущение при выполнении действий посредством уведомления водителя в отношении рулевой тяги (достижения концевой опоры).

[0099] (3) Способ рулевого управления согласно варианту осуществления применяется к транспортному средству, причем транспортное средство включает в себя функцию сокращения холостого хода прекращения работы двигателя 91 на холостом ходу, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторного запуска двигателя 91, когда транспортное средство начинает движение. Далее, муфта 19 предоставляется между входным рулевым механизмом St_IN с рулевым валом 12, допускающим вращение посредством операции рулевого управления водителем, и выходным поворотным механизмом St_OUT, выполненным с возможностью поворачивать колесо посредством вращения вала 18 первой шестерни. Муфта 19 допускает соединение и разъединение рулевого вала 12 и вала 18 первой шестерни. Кроме того, предусмотрены поворотные электромоторы M1 и M2, допускающие предоставление крутящего момента поворота в выходной поворотный механизм St_OUT. Кроме того, муфта 19 расцепляется, и управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 выполняется, когда двигатель 91 находится в рабочем состоянии, и муфта 19 вводится в зацепление, и управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 прекращается, когда двигатель 91 находится в остановленном состоянии. Кроме того, когда двигатель 91, который находится в рабочем состоянии, останавливается посредством функции сокращения холостого хода, расцепленное состояние муфты 19 поддерживается.

Таким образом, поскольку расцепленное состояние муфты 19 поддерживается, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода, можно подавлять звук при работе, вызываемый при введении в зацепление муфты 19. Следовательно, можно способствовать большей тишине во внутреннем пространстве транспортного средства в режиме сокращения холостого хода.

[0100] (4) Устройство рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления используется в транспортном средстве, причем транспортное средство включает в себя двигатель 91 и контроллер 81 двигателя, выполненный с возможностью прекращать работу двигателя 91 на холостом ходу, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторно запускать двигатель 91, когда транспортное средство начинает движение. Предусмотрены входной рулевой механизм St_IN с рулевым валом 12, допускающим вращение посредством операции рулевого управления водителем, и выходной поворотный механизм St_OUT, выполненный с возможностью поворачивать колесо посредством вращения вала 18 первой шестерни. Кроме того, предусмотрены муфта 19, выполненная с возможностью соединяться и разъединяться с рулевым валом 12 и валом 18 первой шестерни, поворотные электромоторы M1 и M2, допускающие предоставление крутящего момента поворота в выходной поворотный механизм St_OUT, и электромотор 51 для формирования силы реакции, допускающий предоставление силы реакции при рулевом управлении во входной рулевой механизм St_IN. Кроме того, выполняется процесс рулевого управления по проводам. В процессе рулевого управления по проводам муфта 19 расцепляется, и выполняется управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и электромотора 51 для формирования силы реакции. После этого, когда контроллер 81 двигателя прекращает работу двигателя 91 на холостом ходу, поддерживается расцепленное состояние муфты 19, и ограничивается приведение в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и приведение в действие электромотора 51 для формирования силы реакции.

Таким образом, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода, ограничивается приведение в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и приведение в действие электромотора 51 для формирования силы реакции. Таким образом, можно подавлять потребление мощности. Следовательно, можно подавлять падение напряжения в аккумуляторе 95 в режиме сокращения холостого хода.

[0101] (5) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, приведение в действие поворотных электромоторов M1 и M2 ограничивается более значительно, чем приведение в действие электромотора 51 для формирования силы реакции.

Таким образом, посредством приоритезации управления силой реакции при рулевом управлении над управлением углом поворота с тем, чтобы поддерживать умеренную силу реакции при рулевом управлении, можно подавлять ухудшение ощущения при выполнении действий.

(6) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, отменено ограничение приведения в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и приведения в действие электромотора 51 для формирования силы реакции, когда контроллер 81 двигателя повторно запускает двигатель 91.

Таким образом, когда двигатель 91 повторно запускается, не возникает проблемы падения напряжения аккумулятора 95. Таким образом, можно немедленно отменять ограничение рулевого управления по проводам, чтобы получать приятное ощущение при выполнении действий снова.

[0102] (7) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, отменено ограничение приведения в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и приведения в действие электромотора 51 для формирования силы реакции, когда транспортное средство начинает движение, в то время как контроллер 81 двигателя прекращает работу двигателя 91 на холостом ходу.

Когда транспортное средство начинает движение, посредством возвращения к обычному рулевому управлению по проводам немедленно таким образом, чтобы обеспечивать рабочие характеристики управления транспортного средства, можно подавлять то, что водитель испытывает некомфортное ощущение.

[0103] (8) Способ рулевого управления согласно варианту осуществления применяется к транспортному средству, причем транспортное средство включает в себя функцию сокращения холостого хода прекращения работы двигателя 91 на холостом ходу, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторного запуска двигателя 91, когда транспортное средство начинает движение. Далее, муфта 19 предоставляется между входным рулевым механизмом St_IN с рулевым валом 12, допускающим вращение посредством операции рулевого управления водителем, и выходным поворотным механизмом St_OUT, выполненным с возможностью поворачивать колесо посредством вращения вала 18 первой шестерни. Муфта 19 допускает соединение и разъединение рулевого вала 12 и вала 18 первой шестерни. Кроме того, предусмотрены поворотные электромоторы M1 и M2, допускающие предоставление крутящего момента поворота в выходной поворотный механизм St_OUT, а также электромотор 51 для формирования силы реакции, допускающий предоставление силы реакции при рулевом управлении во входной рулевой механизм St_IN. Муфта 19 расцепляется, и выполняется управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и электромотора 51 для формирования силы реакции. После этого, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода, поддерживается расцепленное состояние муфты 19, и ограничивается приведение в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и приведение в действие электромотора 51 для формирования силы реакции.

Таким образом, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода, ограничивается приведение в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и приведение в действие электромотора 51 для формирования силы реакции. Таким образом, можно подавлять потребление мощности. Следовательно, можно подавлять падение напряжения в аккумуляторе 95 в режиме сокращения холостого хода.

[0104] (9) Устройство рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления используется в транспортном средстве, причем транспортное средство включает в себя двигатель 91 и контроллер 81 двигателя, выполненный с возможностью прекращать работу двигателя 91 на холостом ходу, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторно запускать двигатель 91, когда транспортное средство начинает движение. Предусмотрены входной рулевой механизм St_IN с рулевым валом 12, допускающим вращение посредством операции рулевого управления водителем, и выходной поворотный механизм St_OUT, выполненный с возможностью поворачивать колесо посредством вращения вала 18 первой шестерни. Кроме того, предусмотрены муфта 19, выполненная с возможностью соединяться и разъединяться с рулевым валом 12 и валом 18 первой шестерни, поворотные электромоторы M1 и M2, допускающие предоставление крутящего момента поворота в выходной поворотный механизм St_OUT, и электромотор 51 для формирования силы реакции, допускающий предоставление силы реакции при рулевом управлении во входной рулевой механизм St_IN. Кроме того, выполняется процесс рулевого управления по проводам. В процессе рулевого управления по проводам муфта 19 расцепляется, и выполняется управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и электромотора 51 для формирования силы реакции. После этого, когда контроллер 81 двигателя прекращает работу двигателя 91 на холостом ходу, поддерживается расцепленное состояние муфты 19, и приведение в действие поворотных электромоторов M1 и M2 ограничивается, и приведение в действие электромотора 51 для формирования силы реакции ограничивается, с тем чтобы ограничивать силу реакции при рулевом управлении в диапазоне, способном не допускать свободного проворачивания рулевого вала 12, даже когда водитель снимает руку.

Таким образом, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода, посредством ограничения силы реакции при рулевом управлении в диапазоне, способном не допускать свободного проворачивания рулевого вала 12, даже когда водитель снимает руку, можно подавлять потребление мощности. Таким образом, можно подавлять падение напряжения аккумулятора 95 в режиме сокращения холостого хода. Кроме того, поскольку сила реакции при рулевом управлении чрезмерно не ограничивается, можно подавлять ухудшение ощущения при выполнении действий.

[0105] (10) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, сила реакции при рулевом управлении задается на основе, по меньшей мере, одного из сопротивления пружины в зависимости от угла θs поворота рулевого колеса и вязкостного сопротивления в зависимости от скорости θs' изменения угла поворота рулевого колеса.

Таким образом, посредством задания силы реакции при рулевом управлении на основе, по меньшей мере, одного из сопротивления пружины в зависимости от угла θs поворота рулевого колеса и вязкостного сопротивления в зависимости от скорости θs' изменения угла поворота рулевого колеса, можно получать приятное ощущение при выполнении действий.

(11) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, поддерживается угол θw поворота в то время, когда контроллер 81 двигателя прекращает работу двигателя 91 на холостом ходу.

Таким образом, посредством поддержания угла θw поворота во время прекращения работы двигателя 91 на холостом ходу, можно надежно подавлять потребление мощности в поворотных электромоторах M1 и M2.

[0106] (12) Способ рулевого управления согласно варианту осуществления применяется к транспортному средству, причем транспортное средство включает в себя функцию сокращения холостого хода прекращения работы двигателя 91 на холостом ходу, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторного запуска двигателя 91, когда транспортное средство начинает движение. Далее, муфта 19 предоставляется между входным рулевым механизмом St_IN с рулевым валом 12, допускающим вращение посредством операции рулевого управления водителем, и выходным поворотным механизмом St_OUT, выполненным с возможностью поворачивать колесо посредством вращения вала 18 первой шестерни. Муфта 19 допускает соединение и разъединение рулевого вала 12 и вала 18 первой шестерни. Кроме того, предусмотрены поворотные электромоторы M1 и M2, допускающие предоставление крутящего момента поворота в выходной поворотный механизм St_OUT, а также электромотор 51 для формирования силы реакции, допускающий предоставление силы реакции при рулевом управлении во входной рулевой механизм St_IN. Муфта 19 расцепляется, и выполняется управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и электромотора 51 для формирования силы реакции. После этого, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода, поддерживается расцепленное состояние муфты 19, и приведение в действие поворотных электромоторов M1 и M2 ограничивается, и приведение в действие электромотора 51 для формирования силы реакции ограничивается, с тем чтобы ограничивать силу реакции при рулевом управлении в диапазоне, способном не допускать свободного проворачивания рулевого вала 12, даже когда водитель снимает руку.

Таким образом, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода, посредством ограничения силы реакции при рулевом управлении в диапазоне, способном не допускать свободного проворачивания рулевого вала 12, даже когда водитель снимает руку, можно подавлять потребление мощности. Таким образом, можно подавлять падение напряжения аккумулятора 95 в режиме сокращения холостого хода. Кроме того, поскольку сила реакции при рулевом управлении чрезмерно не ограничивается, можно подавлять ухудшение ощущения при выполнении действий.

[0107] (13) Устройство рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления используется в транспортном средстве, причем транспортное средство включает в себя двигатель 91 и контроллер 81 двигателя, выполненный с возможностью прекращать работу двигателя 91 на холостом ходу, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторно запускать двигатель 91, когда транспортное средство начинает движение. Предусмотрены входной рулевой механизм St_IN с рулевым валом 12, допускающим вращение посредством операции рулевого управления водителем, и выходной поворотный механизм St_OUT, выполненный с возможностью поворачивать колесо посредством вращения вала 18 первой шестерни. Кроме того, предусмотрены муфта 19, выполненная с возможностью соединяться и разъединяться с рулевым валом 12 и валом 18 первой шестерни, поворотные электромоторы M1 и M2, допускающие предоставление крутящего момента поворота в выходной поворотный механизм St_OUT, и электромотор 51 для формирования силы реакции, допускающий предоставление силы реакции при рулевом управлении во входной рулевой механизм St_IN. Кроме того, выполняется процесс рулевого управления по проводам. В процессе рулевого управления по проводам муфта 19 расцепляется, и выполняется управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и электромотора 51 для формирования силы реакции. После этого, когда контроллер 81 двигателя прекращает работу двигателя 91 на холостом ходу, поддерживается расцепленное состояние муфты 19, и приведение в действие поворотных электромоторов M1 и M2 ограничивается, с тем чтобы поддерживать угол θw поворота во время прекращения работы двигателя 91 на холостом ходу, и ограничивается приведение в действие электромотора 51 для формирования силы реакции. Кроме того, когда контроллер 81 двигателя повторно запускает двигатель 91, отменяется ограничение приведения в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и приведения в действие электромотора 51 для формирования силы реакции. В случае если угол θs поворота рулевого колеса изменен в то время, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращена, и в силу этого разрыв формируется между углом θw поворота и углом θs поворота рулевого колеса, поворотные электромоторы M1 и M2 приводятся в действие, с тем чтобы обеспечивать предварительно определенное время на исключение разрыва.

Таким образом, когда угол θs поворота рулевого колеса изменен в то время, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращена посредством функции сокращения холостого хода, и в силу этого разрыв формируется между углом θw поворота и углом θs поворота рулевого колеса, поворотные электромоторы M1 и M2 приводятся в действие, с тем чтобы обеспечивать предварительно определенное время TF постепенного увеличения на исключение разрыва. Следовательно, когда разрыв является небольшим, угол θw поворота медленно корректируется. Даже когда разрыв является большим, поскольку угол θw поворота скорректирован в пределах предварительно определенного времени TF постепенного увеличения, можно более плавно восстанавливать надлежащий угол поворота.

[0108] (14) Способ рулевого управления согласно варианту осуществления применяется к транспортному средству, причем транспортное средство включает в себя функцию сокращения холостого хода прекращения работы двигателя 91 на холостом ходу, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторного запуска двигателя 91, когда транспортное средство начинает движение. Далее, муфта 19 предоставляется между входным рулевым механизмом St_IN с рулевым валом 12, допускающим вращение посредством операции рулевого управления водителем, и выходным поворотным механизмом St_OUT, выполненным с возможностью поворачивать колесо посредством вращения вала 18 первой шестерни. Муфта 19 допускает соединение и разъединение рулевого вала 12 и вала 18 первой шестерни. Кроме того, предусмотрены поворотные электромоторы M1 и M2, допускающие предоставление крутящего момента поворота в выходной поворотный механизм St_OUT, а также электромотор 51 для формирования силы реакции, допускающий предоставление силы реакции при рулевом управлении во входной рулевой механизм St_IN. Муфта 19 расцепляется, и выполняется управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и электромотора 51 для формирования силы реакции. После этого, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода, поддерживается расцепленное состояние муфты 19, и приведение в действие поворотных электромоторов M1 и M2 ограничивается, с тем чтобы поддерживать угол θw поворота во время прекращения работы двигателя 91 на холостом ходу, и ограничивается приведение в действие электромотора 51 для формирования силы реакции. Кроме того, при повторном запуске двигателя 91 посредством функции сокращения холостого хода, отменяется ограничение приведения в действие поворотных электромоторов M1 и M2 и приведения в действие электромотора 51 для формирования силы реакции. В случае если угол θs поворота рулевого колеса изменен в то время, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращена, и в силу этого разрыв формируется между углом θw поворота и углом θs поворота рулевого колеса, поворотные электромоторы M1 и M2 приводятся в действие, с тем чтобы обеспечивать предварительно определенное время на исключение разрыва.

Таким образом, когда угол θs поворота рулевого колеса изменен в то время, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращена, посредством функции сокращения холостого хода, и в силу этого разрыв формируется между углом θw поворота и углом θs поворота рулевого колеса, поворотные электромоторы M1 и M2 приводятся в действие, с тем чтобы обеспечивать предварительно определенное время TF постепенного увеличения на исключение разрыва. Следовательно, когда разрыв является небольшим, угол θw поворота медленно корректируется. Даже когда разрыв является большим, поскольку угол θw поворота скорректирован в пределах предварительно определенного времени TF постепенного увеличения, можно более плавно восстанавливать надлежащий угол поворота.

[0109] (15) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается во время остановки транспортного средства.

Посредством прекращения работы двигателя 91 на холостом ходу во время остановки транспортного средства таким способом, можно уменьшать выбросы выхлопных газов и повышать эффективность использования топлива.

(16) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, поворотный исполнительный механизм включает в себя электромотор.

Посредством использования электромотора в качестве поворотного исполнительного механизма для предоставления крутящего момента поворота в выходной поворотный механизм St_OUT таким образом, можно легко управлять поворотом колеса.

[0110] (17) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, когда двигатель 91 находится в рабочем состоянии, муфта 19 разъединена, и выполняется управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2. Кроме того, когда муфта 19 находится в застопоренном состоянии, муфта 19 вводится в зацепление, и управление приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 прекращается.

Посредством управления приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 в состоянии, в котором муфта 19 разъединена, когда двигатель 91 находится в рабочем состоянии таким способом, можно достигать намеченных характеристик рулевого управления в качестве функции рулевого управления по проводам. Кроме того, посредством прекращения управления приведением в действие поворотных электромоторов M1 и M2 в состоянии, в котором муфта 19 вводится в зацепление, когда муфта 19 находится в застопоренном состоянии, можно подавлять разрыв в соотношении между углом поворота и углом поворота рулевого колеса.

(18) В устройстве рулевого управления согласно настоящему варианту осуществления, исполнительный механизм силы реакции включает в себя электромотор.

Посредством использования электромотора в качестве исполнительного механизма силы реакции для предоставления силы реакции при рулевом управлении во входной рулевой механизм St_IN таким способом, можно легко управлять силой реакции при рулевом управлении.

[0111] Данная заявка притязает на приоритет заявки на патент (Япония) № 2013-003879 (поданной 11 января 2013 года) и заявки на патент (Япония) № 2013-003882 (поданной 11 января 2013 года), содержимое которых полностью содержится в данном документе по ссылке.

Хотя настоящее изобретение описано в отношении точного числа вариантов осуществления, объем настоящего изобретения не ограничен этим, и модификации вариантов осуществления на основе вышеописанного раскрытия сущности являются очевидными для специалистов в данной области техники.

Список номеров ссылок

[0112] 11 - рулевое колесо

12 - рулевой вал

13L и 13R - колесо

14 - рычаг поворотного кулака

15 - поперечная рулевая тяга

16 - вал зубчатой рейки

17 - ведущая шестерня

18 - вал первой шестерни

19 - муфта

St_IN - входной рулевой механизм

St_OUT - выходной поворотный механизм

31 - шестерня зубчатой рейки

32 - червячная шестерня

M1 - первый поворотный электромотор

33 - круговой датчик позиции

34 -датчик крутящего момента

A1 - первый исполнительный механизм

35 - ведущая шестерня

36 - вал второй шестерни

37 - шестерня зубчатой рейки

38 - червячная шестерня

M2 - второй поворотный электромотор

39 - круговой датчик позиции

A2 - второй исполнительный механизм

51 - электромотор для формирования силы реакции

52 - круговой датчик позиции

53 - датчик угла поворота рулевого колеса

71 - первый контроллер поворота

72 - второй контроллер поворота

73 - контроллер силы реакции

74 - линия связи

75 - линия связи

81 - контроллер двигателя

91 - двигатель

92 - стартерный электромотор

94 - генератор переменного тока

95 - аккумулятор

21 - модуль управления IS-переключением

22 - модуль управления муфтой

23 - модуль вычисления силы реакции

24 - модуль вычисления силы IS-реакции

25 - модуль переключения силы реакции

26 - модуль управления силой реакции

27 - процессор задания ограничений

41 - модуль вычисления значения команды управления углом поворота

42 - модуль хранения предыдущих значений

43 - модуль вычисления значений команд управления углом поворота при открытой муфте

44 - модуль переключения значений команд управления углом поворота

45 - процессор управления постепенным увеличением

46 - модуль сервоуправления углами

47 - процессор задания ограничений

Группа изобретений относится к устройству и способу рулевого управления транспортным средством, включающим в себя функцию сокращения холостого хода для остановки холостого хода двигателя 91 и повторного запуска двигателя 91, когда транспортное средство начинает движение. Когда двигатель 91 находится в рабочем состоянии, муфта расцепляется, и управление приведением в действие поворотного исполнительного механизма выполняется, а когда двигатель 91 находится в остановленном состоянии, муфта вводится в зацепление, и управление приведением в действие поворотного исполнительного механизма прекращается. Разъединенное состояние муфты поддерживается, когда работа двигателя 91 на холостом ходу прекращается посредством функции сокращения холостого хода. Обеспечивается способствование большей тишине во внутреннем пространстве транспортного средства в режиме сокращения холостого хода. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство рулевого управления, используемое в транспортном средстве, причем транспортное средство включает в себя двигатель для вождения транспортного средства и модуль управления сокращением холостого хода, выполненный с возможностью останавливать двигатель, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторно запускать двигатель, когда транспортное средство начинает движение, причем устройство рулевого управления содержит

рулевой механизм, который управляется водителем для рулевого управления;

поворотный механизм, выполненный с возможностью поворачивать колесо;

муфту, выполненную с возможностью обеспечения соединения и разъединения рулевого механизма и поворотного механизма между собой;

поворотный исполнительный механизм, выполненный с возможностью обеспечения крутящего момента поворота в поворотный механизм в зависимости от величины рулевого управления, выполняемого водителем; и

модуль рулевого управления, выполненный с возможностью расцеплять муфту, когда двигатель находится в рабочем состоянии посредством включения зажигания, и вводить в зацепление муфту, когда двигатель находится в остановленном состоянии посредством выключения зажигания,

при этом модуль рулевого управления выполнен с возможностью поддерживать расцепленное состояние муфты, когда модуль управления сокращением холостого хода останавливает двигатель.

2. Устройство рулевого управления по п.1, в котором модуль рулевого управления выполнен с возможностью вводить в зацепление муфту, когда угол поворота рулевого колеса достигает максимального угла поворота рулевого колеса, в то время как модуль управления сокращением холостого хода останавливает двигатель, причем максимальный угол поворота рулевого колеса соответствует максимальному углу поворота, определенному конструктивно.

3. Устройство рулевого управления по п.1 или 2, в котором модуль управления сокращением холостого хода выполнен с возможностью останавливать двигатель во время остановки транспортного средства.

4. Устройство рулевого управления по п.1, в котором поворотный исполнительный механизм содержит электромотор.

5. Устройство рулевого управления по п.1, в котором модуль рулевого управления выполнен с возможностью расцеплять муфту и осуществлять управление приведением в действие поворотного исполнительного механизма, когда двигатель находится в рабочем состоянии посредством включения зажигания, и вводить в зацепление муфту и останавливать управление приведением в действие поворотного исполнительного механизма, когда двигатель находится в остановленном состоянии посредством выключения зажигания.

6. Устройство рулевого управления по п.1, дополнительно содержащее исполнительный механизм силы реакции, выполненный с возможностью обеспечения силы реакции при рулевом управлении в рулевой механизм,

при этом модуль рулевого управления выполнен с возможностью

расцеплять муфту и осуществлять управление приведением в действие поворотного исполнительного механизма и исполнительного механизма силы реакции;

когда модуль управления сокращением холостого хода останавливает двигатель, поддерживать расцепленное состояние муфты и ограничивать приведение в действие поворотного исполнительного механизма для того, чтобы поддерживать угол поворота во время остановки двигателя и ограничивать приведение в действие исполнительного механизма силы реакции;

отменять ограничение приведения в действие поворотного исполнительного механизма и ограничение приведения в действие исполнительного механизма силы реакции, когда модуль управления сокращением холостого хода повторно запускает двигатель; и

когда угол поворота рулевого колеса изменяется в то время, когда двигатель остановлен, и образуется разрыв между углом поворота и углом поворота рулевого колеса, приводить в действие поворотный исполнительный механизм, чтобы обеспечивать предварительно определенное время на исключение разрыва.

7. Устройство рулевого управления по п.6, в котором модуль рулевого управления выполнен с возможностью отменять ограничение приведения в действие поворотного исполнительного механизма и ограничение приведения в действие силы реакции, когда транспортное средство движется, в то время как модуль управления сокращением холостого хода останавливает двигатель.

8. Устройство рулевого управления по п.6, в котором исполнительный механизм силы реакции содержит электромотор.

9. Способ рулевого управления, применяемый к транспортному средству, причем транспортное средство включает в себя функцию сокращения холостого хода для остановки двигателя, когда предварительно определенное условие удовлетворяется, и повторного запуска двигателя, когда транспортное средство начинает движение, причем способ рулевого управления содержит этапы, на которых

соединяют рулевой механизм, который управляется водителем для рулевого управления, и поворотный механизм, выполненный с возможностью поворачивать колесо, через муфту, предоставленную между рулевым механизмом и поворотным механизмом, причем муфта выполнена с возможностью соединения и разъединения рулевого механизма и поворотного механизма;

предоставляют крутящий момент поворота в поворотный механизм посредством поворотного исполнительного механизма;

расцепляют муфту, когда двигатель находится в рабочем состоянии посредством включения зажигания;

вводят в зацепление муфту, когда двигатель находится в остановленном состоянии посредством выключения зажигания; и

поддерживают расцепленное состояние муфты, когда двигатель остановлен посредством функции сокращения холостого хода.