转向操纵控制装置的制作方法

文档序号:14133584阅读:199来源:国知局
转向操纵控制装置的制作方法

本发明涉及构成为对具备切换装置、转向操纵侧促动器以及转向侧促动器的转向操纵装置进行操作的转向操纵控制装置,其中,所述切换装置在从方向盘向转向轮的动力的传递状态和从方向盘向转向轮的动力的切断状态之间进行切换,所述转向操纵侧促动器能够在所述切断状态下对所述方向盘施加转向操纵反作用力,所述转向侧促动器使所述转向轮转向。



背景技术:

例如日本特开2006-182058中记载有如下线控转向系统中的控制装置,该线控转向系统在从方向盘向转向轮的动力的切断状态下,由转向操纵侧促动器向方向盘施加反作用力。该控制装置在切断状态下,为了将与转向角相当的小齿轮角的检测值控制为目标小齿轮角而操作转向侧促动器(“0014”段)。另外,控制装置在切断状态下,为了将转向操纵转矩的检测值控制为目标转向操纵反作用力转矩而操作转向操纵侧马达(“0015”段)。

另外,例如下述日本特开2015-13498中记载有,在使转向轮转向的转向侧促动器的温度高的情况下,对流到内置于转向侧促动器的马达的电流进行限制。

另外,日本专利第4725132中记载有如下线控转向系统中的控制装置,该线控转向系统在备用离合器(切换装置)被设为切断状态的从方向盘向转向轮的动力的切断状态下,由转向操纵侧促动器对方向盘施加反作用力。

在日本特开2006-182058中,例如如转向轮陷在沟里等情况那样,在转向侧促动器所受到的负荷过大的情况下,有可能无法通过转向侧促动器使转向轮与方向盘的操作相对应地转向,而致使方向盘的旋转量即转向操纵角与转向轮的转向角不匹配。

另外,发明者(单数形)关于日本专利第4725132中的上述线控转向系统,不仅考虑转向侧促动器的温度,还研究了在转向操纵侧促动器的温度高的情况下也限制电流一事。但是,若限制转向操纵侧促动器的电流,则担心能够施加于方向盘的反作用力的最大值变小,而产生与转向角相比转向操纵角的大小变得过大等不良情况。另外,若限制转向侧促动器的电流,则担心使转向轮转向的转矩不够,而无法设定为与转向操纵角相对应的转向角。这样,在限制转向操纵侧促动器、转向侧促动器的电流的情况下,转向操纵角与转向角可能不匹配。



技术实现要素:

本发明提供即使施加于转向侧促动器的负荷变大也能抑制转向操纵角与转向角不匹配的情况的转向操纵控制装置。

另外,本发明提供一种转向操纵控制装置,其具备对从方向盘向转向轮的动力的传递状态和从方向盘向转向轮的动力的切断状态进行切换的切换装置,并且在转向侧促动器、转向操纵侧促动器的温度高的情况下也能抑制转向操纵角与转向角不匹配的情况。

本发明的一个方式所涉及的转向操纵控制装置构成为对转向操纵装置进行操作,所述转向操纵装置具备:切换装置,其在从方向盘向转向轮的动力的传递状态与从方向盘向转向轮的动力的切断状态之间进行切换;转向操纵侧促动器,其能够在所述切断状态下向所述方向盘施加转向操纵反作用力;以及转向侧促动器,其使所述转向轮转向。所述转向操纵控制装置具备控制部,所述控制部构成为执行:转向处理,即将所述切断状态下的所述转向轮的转向角和该转向角的变化速度即转向角速度中的至少一方作为控制量,来操作所述转向侧促动器,从而控制所述控制量而使之成为与所述方向盘的操作相对应的指令值;和传递切换处理,即以在实施所述转向处理时所述控制量与所述指令值之差的绝对值为阈值以上的状态持续为条件,操作所述切换装置,而从所述切断状态切换为所述传递状态。

在控制量与其指令值之差的绝对值为阈值以上的状态持续的情况下,转向操纵角与转向角可能不匹配。在这一点上,在上述结构中,在这样的情况下,能够通过将切换装置切换为传递状态,来将用户输入到方向盘的转矩施加到转向轮。因此,即使施加于转向侧促动器的负荷变大,也能抑制转向操纵角与转向角不匹配的情况发生。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,所述控制部可以构成为执行通过所述传递切换处理切换为所述传递状态的情况下,通过所述转向操纵侧促动器和所述转向侧促动器中的至少一方,辅助由于操作所述方向盘而产生的所述转向轮的转向的辅助处理。

上述结构中,为了在传递状态下执行辅助处理,通过使转向操纵侧促动器和转向侧促动器中的至少一方拟使转向轮转向的力与用户输入到方向盘的转向操纵转矩协同动作,能够使转向轮转向。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,所述转向处理可以基于以所述控制量与所述指令值之差作为输入的积分单元的输出值来操作所述转向侧促动器,所述辅助处理可以在通过所述传递切换处理切换为所述传递状态的情况下,不将在切换为所述传递状态的时刻所述积分单元所保持的值反映到所述转向侧促动器的操作。

由于是在控制量与其指令值之差的绝对值为阈值以上的状态持续的情况下执行传递切换处理,因此在通过传递切换处理进行切换的时刻,积分单元所保持的值的绝对值有可能成为过大的值。而且此时,在传递状态下将积分单元所保持的值反映到转向侧促动器的操作的情况下,转向侧促动器的输出有可能过度偏离了适当的值。因此在上述结构中,不反映上述保持的值。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,可以是,所述转向处理是将所述控制量设为所述转向角的处理,所述控制部执行判定处理,其中,判定在以所述转向角的检测值和所述转向角的指令值作为输入而实施所述转向处理时,所述控制量与所述指令值之差的绝对值为所述阈值以上的状态是否持续,所述传递切换处理是基于所述判定处理的结果执行所述传递切换处理。

在上述结构中,通过执行判定处理,由此能够在实际的转向角与其指令值之差的绝对值为阈值以上的状态持续的情况下,可靠地执行传递切换处理。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,所述控制部可以构成为执行:获取处理,即获取所述转向操纵侧促动器和所述转向侧促动器中任一个的温度;电流限制处理,即在所述切换装置处于所述传递状态时,当通过所述获取处理获取到的温度为第一阈值温度以上的情况下,对流向所述任一个促动器的电流进行限制;以及切换处理,即在所述切换装置处于所述切断状态时,当通过所述获取处理获取到的温度为低于所述第一阈值温度的第二阈值温度以上的情况下,操作所述切换装置,而从所述切断状态切换为所述传递状态。

在上述结构中,在由获取处理获取到的温度为第二阈值温度以上的情况下,通过切换处理切换为传递状态,因此即使在方向盘与转向轮机械连结,转向侧促动器、转向操纵侧促动器的温度高的情况下,也能抑制转向操纵角与转向角不匹配的情况。并且,能够为了在温度为低于第一阈值温度的第二阈值温度以上的情况下切换为传递状态,而在通过电流限制处理进行限制前执行向传递状态的切换,进而能够从容地实施向传递状态的切换。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,可以是,所述获取处理是获取所述转向侧促动器的温度的转向侧温度获取处理,在通过所述切换处理切换为所述传递状态的情况下,所述控制部执行对所述转向操纵侧促动器和所述转向侧促动器中的至少一方进行操作以便辅助由于操作所述方向盘而产生的所述转向轮的转向的辅助处理。

在上述结构中,在转向侧促动器的温度高的情况下,切换为传递状态,执行对因方向盘的操作所致的转向轮的转向的辅助处理。在辅助处理中,输入至方向盘的转向操纵转矩与促动器的力协同动作,使转向轮转向。因此,与不切换为传递状态的情况相比,能够抑制转向侧促动器所要求的电流。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,可以为,在通过所述切换处理切换为所述传递状态的情况下,所述控制部不将所述转向侧促动器用于所述辅助处理。在上述结构中,在转向侧促动器的温度高的情况下,不将转向侧促动器用于辅助处理,因此与使用转向侧促动器的情况相比,能够抑制转向侧促动器的温度升高。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,可以是,所述控制部构成为,执行对所述切换装置的温度进行获取的切换温度获取处理,所述切换装置为常闭式,所述切换处理包括如下处理,在所述切换装置处于所述切断状态时,通过所述切换温度获取处理获取到的温度为规定温度以上的情况下,操作所述切换装置,而从所述切断状态切换为所述传递状态,在基于通过所述切换温度获取处理获取到的温度为所述规定温度以上而通过所述切换处理切换为所述传递状态的情况下,所述控制部执行对所述转向操纵侧促动器和所述转向侧促动器中的至少一方进行操作以便辅助由于操作所述方向盘而产生的所述转向轮的转向的辅助处理。

在切换装置的温度变高的情况下,为了保护切换装置,而有可能产生减少其电流的要求,在该情况下,有可能无法稳定地保持切断状态。因此,在上述结构中,在切换装置的温度为规定温度以上的情况下,将切换装置切换为传递状态,由此能够抑制切换装置在意外时刻被设定为传递状态的情况发生。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,可以是,所述获取处理是对所述转向操纵侧促动器的温度进行获取的转向操纵侧温度获取处理,在通过所述切换处理切换为所述传递状态的情况下,所述控制部执行对所述转向操纵侧促动器和所述转向侧促动器中的至少一方进行操作以便辅助由于操作所述方向盘而产生的所述转向轮的转向的辅助处理。

在转向操纵侧促动器的温度高的情况下,为了保护转向操纵侧促动器而有可能产生减少其电流的要求,在该情况下,有可能无法向方向盘施加足够的反作用力。因此,在上述结构中,通过将切换装置切换为传递状态,能够将转向轮侧的反作用力向方向盘传递,进而能够抑制出现施加于方向盘的反作用力不够的情况。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,在通过所述切换处理切换为所述传递状态的情况下,所述控制部不将所述转向操纵侧促动器用于所述辅助处理。在上述结构中,在转向操纵侧促动器的温度高的情况下,不将转向操纵侧促动器用于辅助处理,因此与使用转向操纵侧促动器的情况相比,能够抑制转向操纵侧促动器的温度升高。

在上述方式所涉及的转向操纵控制装置中,所述控制部可以构成为执行:转向操纵角指令值设定处理,即基于所述方向盘的操作设定转向操纵角指令值;转向操纵侧操作处理,即为了实施将转向操纵角向所述转向操纵角指令值反馈的反馈控制,而操作所述转向操纵侧促动器;转向角指令值设定处理,即基于所述方向盘的操作设定转向角指令值;转向侧操作处理,即为了实施将转向角向所述转向角指令值反馈的反馈控制,而操作所述转向侧促动器;可变设定处理,即在所述切换装置处于所述切断状态的情况下,可变设定所述转向角指令值与所述转向操纵角指令值之比即舵角比的指令值;以及停止处理,即在通过所述切换处理切换为所述传递状态的情况下,停止对所述转向角指令值与所述转向操纵角指令值之比的可变设定。

在传递状态下,舵角比固定,因此在执行对转向操纵角指令值与转向角指令值之比进行可变设定的处理的情况下,实施将转向角向转向角指令值反馈的反馈控制的处理与实施将转向操纵角向转向操纵角指令值反馈的反馈控制的处理可能不匹配。因此,通过停止处理,使舵角比的指令值的可变设定处理停止。

下面将参考附图阐明本发明的具体实施例的特征、优点以及技术与工业意义,其中,相同的附图标记表示相同的要素。

附图说明

图1是示出第一实施方式所涉及的转向操纵控制装置及其操作对象的图。

图2是该实施方式所涉及的框图。

图3是示出该实施方式所涉及的用于应对高负荷的处理的顺序的流程图。

图4是示出第二实施方式所涉及的用于应对高负荷的处理的顺序的流程图。

图5是示出第三实施方式所涉及的用于应对高负荷的处理的顺序的流程图。

图6是示出第四实施方式所涉及的转向操纵控制装置及其操作对象的图。

图7是该实施方式所涉及的框图。

图8是示出该实施方式所涉及的离合器的过热抑制处理的顺序的流程图。

图9是示出该实施方式所涉及的转向侧促动器的过热抑制处理的顺序的流程图。

图10是示出该实施方式所涉及的转向操纵侧促动器的过热抑制处理的顺序的流程图。

图11是示出第五实施方式所涉及的离合器的过热抑制处理的顺序的流程图。

图12是示出该实施方式所涉及的转向侧促动器的过热抑制处理的顺序的流程图。

图13是示出第六实施方式所涉及的转向操纵侧促动器的过热抑制处理的顺序的流程图。

具体实施方式

下面参照附图说明转向操纵控制装置所涉及的第一实施方式。如图1所示,在本实施方式所涉及的转向操纵装置10中,方向盘12与施加抵抗方向盘12的操作的力即反作用力的转向操纵侧促动器20连接。转向操纵侧促动器20具备固定于方向盘12的转向轴22、反作用力侧减速器(转向操纵侧减速器)24、旋转轴26a与反作用力侧减速器24连结的转向操纵侧马达26以及驱动转向操纵侧马达26的变频器28。此外,在本实施方式中,假定表面磁铁同步电动机(spmsm)作为转向操纵侧马达26。

转向轴22能够经由常闭式的离合器14与转向侧促动器40的小齿轮轴42连接。转向侧促动器40具备第一齿轮齿条机构48、第二齿轮齿条机构52、转向侧减速器54、旋转轴56a与转向侧减速器54连结的转向侧马达56以及驱动转向侧马达56的变频器58。此外,在本实施方式中,假定spmsm作为转向侧马达56。

第一齿轮齿条机构48具备以规定的交叉角配置的齿条轴46和小齿轮轴42,形成于齿条轴46的第一齿条齿46a与形成于小齿轮轴42的小齿轮齿42a啮合。此外,在齿条轴46的两端经由横拉杆连结有转向轮30。

第二齿轮齿条机构52具备以规定的交叉角配置的齿条轴46和小齿轮轴50,形成于齿条轴46的第二齿条齿46b与形成于小齿轮轴50的小齿轮齿50a啮合。

小齿轮轴50经由转向侧减速器54与转向侧马达56的旋转轴56a连接。在转向侧马达56连接有变频器58。控制装置60通过对具备转向操纵侧促动器20和转向侧促动器40的转向操纵装置10进行操作来执行使转向轮30与方向盘12的操作相对应地转向的控制。即,在本实施方式中,通过转向操纵侧促动器20和转向侧促动器40实现线控转向系统,控制装置60通常一边将离合器14维持在分离状态,一边执行使转向轮30与方向盘12的操作相对应地转向的控制。此时,控制装置60获取对施加于转向轴22的转矩(转向操纵转矩trqs)进行检测的转矩传感器70的输出值、对转向操纵侧马达26的旋转轴26a的旋转角度θs0进行检测的转向操纵侧角度传感器72的输出值以及对流到转向操纵侧马达26的电流is进行检测的转向操纵侧电流传感器74的输出值。另外,控制装置60获取对旋转轴56a的旋转角度θt0进行检测的转向侧角度传感器76的输出值、对在转向侧马达56中流动的电流it进行检测的转向侧电流传感器78的输出值以及对车速v进行检测的车速传感器68的输出值。

控制装置60具备中央处理装置(cpu62)和存储器64,cpu62通过执行存储于存储器64中的程序,来执行各种处理。图2示出通过cpu62执行存储于存储器64中的程序而实现的处理中在离合器14处于分离状态时所执行的处理的一部分。

积算处理部m2将由转向操纵侧角度传感器72检测出的旋转角度θs0与由转向侧角度传感器76检测出的旋转角度θt0转换为大于0~360°的角度区域的数值而设定为旋转角度θs、θt。即,例如,在对方向盘12从使车辆前进的中立位置向右侧或者左侧最大限度地实施旋转操作的情况下,旋转轴26a旋转超过360°。因此,在积算处理部m2中,例如在旋转轴26a从方向盘12处于中立位置的状态向规定方向旋转两圈的情况下,将输出值设为720°。此外,积算处理部m2将中立位置处的输出值设为零。

计量单位设定处理部m4对实施了积算处理部m2的处理的转向操纵侧角度传感器72的输出值乘以换算系数ks,计算出转向操纵角θh,对实施了积算处理部m2的处理的转向侧角度传感器76的输出值乘以换算系数kt,计算出转向角θp。这里,换算系数ks根据反作用力侧减速器24与转向操纵侧马达26的旋转轴26a的转速比决定,由此,将旋转轴26a的旋转角度θs的变化量转换为方向盘12的旋转量。因此,转向操纵角θh成为以中立位置为基准的方向盘12的旋转角度。另外,换算系数kt是转向侧减速器54与转向侧马达56的旋转轴56a的转速比同小齿轮轴50与小齿轮轴42的转速比之积。由此,将旋转轴56a的旋转量转换为方向盘12在假定离合器14接合的情况下的旋转量。

此外,图2中的处理中,旋转角度θs、θt、转向操纵角θh以及转向角θp在为规定方向的旋转角度的情况下被设为正,在为相反方向的旋转角度的情况下被设为负。即,例如,在旋转轴26a从方向盘12处于中立位置的状态向与规定方向相反的方向旋转的情况下,积算处理部m2将输出值设为负的值。但是,这只是控制系统的逻辑的一个例子。特别是,在本说明书中,旋转角度θs、θt、转向操纵角θh以及转向角θp较大是指相对于中立位置的变化量较大。换言之,如上所述,能够取正负的值的参数的绝对值较大。

辅助转矩设定处理部m6基于转向操纵转矩trqs来设定辅助转矩trqa*。转向操纵转矩trqs越大,则辅助转矩trqa*被设为越大的值。加法处理部m8在辅助转矩trqa*上加上转向操纵转矩trqs并输出。

反作用力设定处理部m10设定抵抗方向盘12的旋转的力即反作用力fir。具体而言,在本实施方式中,反作用力设定处理部m10以转向角θp为输入,将转向角θp的大小大的情况下的反作用力fir的大小设定为比转向角θp的大小小的情况下大的值。

偏差计算处理部m12输出从加法处理部m8的输出中减去反作用力fir后的值。转向操纵角指令值计算处理部m20基于偏差计算处理部m12的输出值设定转向操纵角指令值θh*。这里,使用由使偏差计算处理部m12的输出值δ与转向操纵角指令值θh*相关联的下式(c1)表达的模型公式。

δ=c·θh*’+j·θh*”…(c1)

由上式(c1)表达的模型是针对机械连结方向盘12与转向轮30的结构规定齿条轴46的轴向力与转向操纵角θh的关系的模型。在上式(c1)中,粘性系数c是对转向操纵装置10的摩擦等进行了模型化而得到的系数,惯性系数j是对转向操纵装置10的惯性进行了模型化而得到的系数。这里,粘性系数c和惯性系数j被设定为根据车速v可变。

转向操纵角反馈处理部m22设定反馈转矩trqr1*作为用于实施将转向操纵角θh向转向操纵角指令值θh*反馈的反馈控制的操作量。具体而言,将以从转向操纵角指令值θh*减去转向操纵角θh后的值作为输入的比例单元、积分单元以及微分单元的各自输出值之和作为反馈转矩trqr1*。

加法处理部m24将转向操纵角反馈处理部m22所输出的反馈转矩trqr1*与辅助转矩设定处理部m6所输出的辅助转矩trqa*之和作为针对转向操纵侧马达26的转矩指令值(反作用力指令值(转向操纵侧转矩指令值trqr*)进行输出。

操作信号生成处理部m26基于反作用力指令值trqr*,生成变频器28的操作信号mss,并将其输出到变频器28。这例如能够通过公知的电流反馈控制实现,该公知的电流反馈控制是基于反作用力指令值trqr*设定q轴电流的指令值,并设定dq轴的电压指令值作为用于实施将dq轴的电流向指令值反馈的反馈控制的操作量。此外,可以将d轴电流控制为零,但在转向操纵侧马达26的转速大的情况下,可以将d轴电流的绝对值设定为大于零的值,执行弱磁控制。当然也能够在低转速区域,将d轴电流的绝对值设定为大于零的值。

舵角比可变处理部m28基于转向操纵角指令值θh*设定目标动作角θa*,该目标动作角θa*用于对转向操纵角θh与转向角θp之比即舵角比进行可变设定。加法处理部m30通过在转向操纵角指令值θh*上加上目标动作角θa*,来计算出转向角指令值θp1*。

微分转向处理部m32将对转向操纵角指令值θh*的变化速度乘以增益kd后的值作为转向修正量θd进行输出。在转向修正处理部m34,通过在转向角指令值θp1*上加上转向修正量θd,来计算出转向角指令值θp*并输出。

转向角反馈处理部m36设定针对转向侧马达56的转矩指令值(转向侧转矩指令值trqt*)作为用于实施将转向角θp向转向角指令值θp*反馈的反馈控制的操作量。具体而言,将以从转向角指令值θp*减去转向角θp后的值作为输入的比例单元、积分单元以及微分单元的各自输出值之和作为转向侧转矩指令值trqt*。

操作信号生成处理部m38基于转向侧转矩指令值trqt*,生成变频器58的操作信号mst,并输出到变频器58。该处理能够与操作信号生成处理部m26的操作信号的生成处理同样实施。

根据上述处理,能够在离合器14的分离状态、即切断了动力从方向盘12向转向轮30的传递的状态下,使转向轮30与方向盘12的操作相对应地转向。在本实施方式中,虽然原则上是通过使用图2示出的处理,在离合器14的分离状态下执行使转向轮30与方向盘12的操作相对应地转向的处理,但在规定条件下,也会在接合了离合器14的状态下,执行使转向轮30转向的处理。下面对这一点进行说明。

图3示出对是否接合离合器14的判定处理和离合器14的接合处理的顺序。图3所示的处理通过由cpu62以规定周期反复执行存储于存储器64中的程序而实现。此外,下面,以在前端标注有“s”的数字表示步骤编号。

在图3所示的一系列处理中,cpu62首先判定预判定标志f是否为“1”(s10)。在基于转向角θp与转向角指令值θp1*之差的绝对值为阈值δth以上的情况而作出对转向侧促动器40施加了过大负荷的预判定的情况下,预判定标志f为“1”,否则的话,预判定标志f为“0”。cpu62在判定为预判定标志f是“0”的情况下(s10:否),判定转向角θp与转向角指令值θp1*之差的绝对值是否为阈值δth以上(s12)。进而,cpu62在判定为转向角θp与转向角指令值θp1*之差的绝对值是阈值δth以上的情况下(s12:是),将预判定标志f设为“1”(s14)。

另一方面,cpu62在判定为预判定标志f是“1”的情况下(s10:是),判定转向角θp与转向角指令值θp1*之差的绝对值是否小于阈值δth(s16)。该处理是判定是否对预判定标志f进行初始化的处理。进而,cpu62在判定为转向角θp与转向角指令值θp1*之差的绝对值小于阈值δth的情况下(s16:是),将预判定标志f设为“0”(s18)。

针对于此,cpu62在判定为转向角θp与转向角指令值θp1*之差的绝对值是阈值δth以上的情况下(s16:否),使对达到阈值δth以上的状态的持续时间进行计数的计数器cn加1(s20)。接下来,cpu62判定计数器cn是否为规定值cth以上(s22)。这里,规定值cth被设定为能够判定为处于单独依靠转向侧促动器40无法将转向角θp控制为转向角指令值θp*的状态的可能性高的值。进而,cpu62在判定为计数器cn是规定值cth以上的情况下(s22:是),输出离合器14的接合指令(s24)。由此,由cpu62控制离合器驱动器66将离合器14设为接合状态。具体而言,由cpu62停止向离合器14通电。

接下来,cpu62基于转向操纵转矩trqs计算出辅助转矩trqa*(s26)。该处理与辅助转矩设定处理部m6的处理相同,但未必与辅助转矩设定处理部m6所设定的值相等。这是因为在s26的处理中,cpu62以离合器14处于接合状态为前提来设定辅助转矩trqa*。

进而,cpu62将反作用力指令值trqr*设为辅助转矩trqa*,并将转向侧转矩指令值trqt*设为零(s28)。即,在离合器14接合的情况下,不按照图2的处理计算出反作用力指令值trqr*和转向侧转矩指令值trqt*,而通过s26、s28的处理进行计算。

此外,cpu62在s14、s18、s28的处理结束的情况下、在s12、s22的处理中作出否定判定的情况下,暂结束图3所示的一系列处理。这里,说明本实施方式的作用。

cpu62将离合器14设为分离状态,并基于图2所示的处理,执行对转向侧促动器40进行操作的处理,以将转向角θp控制为基于方向盘12的操作而设定的转向角指令值θp*。在该控制中,例如在转向轮30陷在沟里等致使转向角指令值θp*与转向角θp之差的绝对值为阈值δth以上的状态持续的情况下,cpu62接合离合器14,将转向侧马达56的转矩控制为零,并由转向操纵侧马达26生成辅助转矩。这里,若离合器14处于接合状态,则用户输入到方向盘12的转向操纵转矩trqs被传递到转向轮30。因此,能够通过转向操纵侧马达26的转矩与转向操纵转矩trqs的协同动作使转向轮30转向。而且,由此,与不接合离合器14的情况相比,能够抑制转向操纵装置10的过度发热。即,在不接合离合器14的情况下,若转向角指令值θp*与转向角θp之差的绝对值较大的状态持续,则转向侧马达56的转矩以最大值固定,发热量变大。

根据以上说明的本实施方式,能够进一步获得以下记载的效果。(1)在将离合器14切换为接合状态的情况下,不将在切换时刻转向角反馈处理部m36的积分单元所保持的值反映到转向侧促动器40的操作信号mst(s28)。由此,能够抑制转向侧马达56在离合器14被设定为接合状态后的转矩过度偏离适当的值(转向侧转矩指令值trqt*)的情况的发生。

以下,参照附图以与第一实施方式的不同点为中心说明第二实施方式。

图4示出是否接合离合器14的判定处理和离合器14的接合处理的顺序。图4所示的处理通过由cpu62以规定周期反复执行存储于存储器64中的程序而实现。此外,在图4中,为方便起见,对与图3所示的处理相对应的处理标注相同的步骤编号,并省略其说明。

在图4所示的一系列处理中,cpu62在s26的处理结束的情况下,将辅助转矩trqa*分配给反作用力指令值trqr*与转向侧转矩指令值trqt*(s28a)。具体而言,在将系数α、β设为它们的和为“1”的正的数的情况下,将反作用力指令值trqr*设为“α·trqa*”,将转向侧转矩指令值trqt*设为“kst·β·trqa*”。这里,系数kst在离合器14的接合状态下,由旋转轴56a与旋转轴26a的转速比决定,是用于使旋转轴26a的转矩与旋转轴56a的转矩相当的转换系数。

此外,cpu62在s28a的处理结束的情况下,暂结束图4所示的一系列处理。采用上述处理,在离合器14被设定为接合状态的情况下,能够通过转向侧马达56的转矩、转向操纵侧马达26的转矩以及转向操纵转矩trqs的协同动作使转向轮30转向。因此,与将转向侧马达56的转矩控制为零的情况相比,还能够将辅助转矩trqa*的最大值设为较大的值。

下面,参照附图以与第一实施方式的不同点为中心说明第三实施方式。

图5示出是否接合离合器14的判定处理和离合器14的接合处理的顺序。图5所示的处理通过由cpu62以规定周期反复执行存储于存储器64中的程序而实现。此外,在图5中,为方便起见,对与图3所示的处理相对应的处理标注相同的步骤编号并省略其说明。

在图5所示的一系列处理中,cpu62在判定为预判定标志f是“0”的情况下(s10:否),判定转向角θp的变化速度与转向角指令值θp*的变化速度之差的绝对值是否为阈值δth以上(s12a)。该处理是用于预判定对转向侧促动器40施加了过大负荷的处理。即,由于在负荷过大的情况下,即使转向角指令值θp*的变化速度大也无法使转向角θp迅速变化,因此基于上述差的绝对值判定负荷是否过大。此外,转向角θp的变化速度与转向角指令值θp*的变化速度之差只要设定为转向角反馈处理部m36的微分单元的输出值除以微分增益所得的值即可。

cpu62在判定为是阈值δth以上的情况下(s12a:是),将预判定标志f设为“1”(s14)。另一方面,cpu62在判定为预判定标志f是“1”的情况下(s10:是),判定转向角θp的变化速度与转向角指令值θp*的变化速度之差的绝对值是否小于阈值δth(s16a)。进而cpu62在判定为小于阈值δth的情况下(s16a:是),将预判定标志f设为零(s18)。另一方面,cpu62在判定为是阈值δth以上的情况下(s16a:否),移至s20的处理。

切换装置对应于离合器14和离合器驱动器66,转向处理对应于转向角反馈处理部m36和操作信号生成处理部m38的处理,传递切换处理对应于s24的处理。

辅助处理对应于s28、s28a的处理。在图3、图5中,通过将转向侧转矩指令值trqt*设为零,来实现不反映积分单元所保持的值的处理,在图4中,通过s28a的处理,独立于积分单元的输出值,计算出转向侧转矩指令值trqt*,来实现不反映积分单元所保持的值的处理。

判定处理对应于图3和图4中的s12~s22的处理。此外,也可以如下变更上述实施方式。

转向操纵角反馈处理部m22并不局限于利用以从转向操纵角指令值θh*减去转向操纵角θh后的值作为输入的比例单元、积分单元以及微分单元的各自输出值之和来计算出反馈转矩trqr1*的结构。例如,转向操纵角反馈处理部m22还可以利用以从转向操纵角指令值θh*减去转向操纵角θh后的值作为输入的比例单元和微分单元的各自输出值之和来计算处反馈转矩trqr1*。

在转向操纵角指令值计算处理部m20,可以代替使用由上式(c1)表达的模型公式来设定转向操纵角指令值θh*,转而使用由下式(c2)表达的模型公式。

δ=k·θh*+c·θh*’+j·θh*”…(c2)

这里,弹性系数k是对车辆的影响进行了模型化而得到的系数,根据悬架、车轮定位等规格决定。另外,例如在设置转向角指令值计算处理部的情况下,可以删除转向操纵角指令值计算处理部m20等,将从转向角指令值θp1*减去目标动作角θa*后的数值作为转向操纵角指令值θh*。

例如,还可以设置如下转向角指令值计算处理部,其基于偏差计算处理部m12的输出值,通过与转向操纵角指令值计算处理部m20的处理相同的处理来计算出转向角指令值θp1*。

转向角反馈处理部并不局限于利用以从转向角指令值θp*减去转向角θp后的值作为输入的比例单元、积分单元以及微分单元的各自输出值之和来计算出转向侧促动器40的操作量(转向侧转矩指令值trqt*)的结构。转向角反馈处理部还可以例如利用以从转向角指令值θp*减去转向角θp后的值作为输入的比例单元和微分单元的各自输出值之和来计算出转向侧促动器40的操作量。

并非必须将控制量设为转向角。例如,可以将控制量设为转向角速度。该情况下的控制器例如也可以是在图2中删除了转向角反馈处理部m36的比例单元和积分单元的控制器。此外,在该情况下,也可以通过图5的s12a的处理,实施对转向操纵角θh与转向角θp不匹配的高负荷状态的判定。

作为离合器14处于分离状态的情况下的处理,也可以是不执行舵角比可变处理部m28的处理、微分转向处理部m32的处理的处理。有关对控制量与指令值之差的绝对值为阈值以上的状态持续一事的判定,例如,即使流到转向侧马达56的q轴的电流的绝对值为规定值以上,在转向角θp的变化速度的绝对值为规定值以下(接近于零)的状态持续的情况下,也可以判定为转向角θp与转向角指令值θp*之差的绝对值为阈值以上的状态持续。另外,在该处理中,可以将q轴电流作为该指令值,还可以例如代替q轴电流转而采用转向侧转矩指令值trqt*。

有关转向角反馈处理部m36的积分单元,在上述实施方式中,在辅助处理时,不执行图2所示的处理,但并不局限于此。例如在图3、图5的处理中,可以代替将转向侧转矩指令值trqt*设为零,转而对转向角反馈处理部m36的积分单元进行初始化,并且向输入到转向角反馈处理部m36的转向角指令值θp*持续代入计量单位设定处理部m4每次输出的转向角θp。

有关辅助转矩的控制,在离合器14处于接合状态的情况下,可以一边将转向侧转矩指令值trqt*设为零,一边执行图2的处理。在该情况下,反作用力指令值trqr*能够与辅助转矩trqa*相当,因此转向操纵侧马达26的转矩能够与辅助转矩trqa*相当。

在离合器14处于接合状态的情况下,可以将反作用力指令值trqr*设为零,并仅由转向侧马达56生成辅助转矩。该情况例如在图4的处理中,能够通过设为α=0而实现。另外,例如,即使将反作用力指令值trqr*设为零,也可以通过图2的处理设定转向侧转矩指令值trqt*。该情况例如可以通过如下方式实现,将转向修正量θd设为零,停止舵角比可变处理部m28的处理,停止将舵角比设为可变的处理,将目标动作角θa*设为从接合了离合器14的时刻的转向角θp减去转向操纵角θh后的值。但是,该情况下,会在离合器14被切换为接合状态的时刻,暂对转向角反馈处理部m36的积分单元的值实施初始化。

此外,在离合器14处于接合状态的情况下,并非必须执行辅助处理。即,例如在离合器14处于接合状态的情况下,在采用了使转向角θp相对于转向操纵角θh的变化量的变化量变得非常小的构造的情况下,即使为高负荷,也能够通过输入到方向盘12的转向操纵转矩trqs使转向轮30转向。

作为转向侧促动器(40)中的转向侧马达56,并不局限于spmsm,例如也可以使用ipmsm(内置式永磁同步电机),而且也不局限于同步马达,例如还可以是感应马达。另外,作为促动器所具备的转向机构,并不局限于齿轮齿条型转向机构。例如,也可以采用齿条交叉型(rack-crosstype)转向机构、齿条同轴型转向机构、齿条轴46与旋转轴56a平行配置的所谓齿条平行型(rack-paralleltype)转向机构等。

转向操纵控制装置并不局限于具备cpu62和存储器64并执行软件处理的装置。例如,还可以具备对在上述实施方式中实施软件处理的内容的至少一部分实施硬件处理的专用硬件电路(例如asic(专用集成电路)等)。即,转向操纵控制装置只要为以下(a)~(c)中任一结构即可。(a)具备按照程序执行全部上述处理的处理装置和存储程序的存储器。(b)具备按照程序执行上述处理的一部分的处理装置和存储程序的存储器以及执行剩余处理的专用硬件电路。(c)具备执行全部上述处理的专用硬件电路。

作为转向操纵侧马达26,并不局限于spmsm,例如也可以使用ipmsm,而且也不局限于同步马达,例如还可以使用感应马达。

下面参照附图说明转向操纵控制装置所涉及的第四实施方式。如图6所示,在本实施方式所涉及的转向操纵装置10中,方向盘12与施加抵抗方向盘12的操作的力即反作用力的转向操纵侧促动器20连接。转向操纵侧促动器20具备固定于方向盘12的转向轴22、转向操纵侧减速器24、旋转轴26a与转向操纵侧减速器24连结的转向操纵侧马达26以及驱动转向操纵侧马达26的变频器28。此外,在本实施方式中,假定表面磁铁同步电动机(spmsm)作为转向操纵侧马达26。

转向轴22能够经由常闭式的离合器14与转向侧促动器40的小齿轮轴42连接。转向侧促动器40具备第一齿轮齿条机构48、第二齿轮齿条机构52、转向侧减速器54、旋转轴56a与转向侧减速器54连结的转向侧马达56以及驱动转向侧马达56的变频器58。此外,在本实施方式中,假定spmsm作为转向侧马达56。

第一齿轮齿条机构48具备以规定的交叉角配置的齿条轴46与小齿轮轴42,形成于齿条轴46的第一齿条齿46a与形成于小齿轮轴42的小齿轮齿42a啮合。此外,在齿条轴46的两端经由横拉杆连结有转向轮30。

第二齿轮齿条机构52具备以规定的交叉角配置的齿条轴46和小齿轮轴50,形成于齿条轴46的第二齿条齿46b与形成于小齿轮轴50的小齿轮齿50a啮合。

小齿轮轴50经由转向侧减速器54与转向侧马达56的旋转轴56a连接。在转向侧马达56连接有变频器58。控制装置60通过对具备转向操纵侧促动器20和转向侧促动器40的转向操纵装置10进行操作,来执行使转向轴30与车轮12的操作相对应地转向的控制。即,在本实施方式中,通过转向操纵侧促动器20和转向侧促动器40实现线控转向系统,控制装置60通常一边使离合器14维持分离状态一边执行使转向轮30与方向盘12的操作相对应地转向的控制。此时,控制装置60获取对施加于转向轴22的转矩(转向操纵转矩trqs)进行检测的转矩传感器70的输出值、对转向操纵侧马达26的旋转轴26a的旋转角度θs0进行检测的转向操纵侧角度传感器72的输出值以及对流到转向操纵侧马达26的电流is进行检测的转向操纵侧电流传感器74的输出值。另外,控制装置60获取对旋转轴56a的旋转角度θt0进行检测的转向侧角度传感器76的输出值、对在转向侧马达56中流动的电流it进行检测的转向侧电流传感器78的输出值、对在驱动离合器14的离合器驱动器66中流动的电流ic进行检测的离合器用电流传感器80的输出值以及对车速v进行检测的车速传感器68的输出值。

控制装置60具备中央处理装置(cpu62)和存储器64,通过由cpu62执行存储于存储器64中的程序而执行各种处理。图7示出通过由cpu62执行存储于存储器64中的程序而实现的处理中、至少在离合器14处于分离状态时所执行的处理的一部分。

积算处理部m2将由转向操纵侧角度传感器72检测出的旋转角度θs0与由转向侧角度传感器76检测出的旋转角度θt0转换为大于0~360°的角度区域的数值而设定为旋转角度θs、θt。即,例如,在对方向盘12从使车辆前进的中立位置向右侧或者左侧最大限度地实施旋转操作的情况下,旋转轴26a旋转超过360°。因此,在积算处理部m2中,例如在旋转轴26a从方向盘12处于中立位置的状态向规定方向旋转两圈的情况下,将输出值设为720°。此外,积算处理部m2将中立位置处的输出值设为零。

计量单位设定处理部m4对实施了积算处理部m2的处理的转向操纵侧角度传感器72的输出值乘以换算系数ks,计算出转向操纵角θh,对实施了积算处理部m2的处理的转向侧角度传感器76的输出值乘以换算系数kt,计算出转向角θp。这里,换算系数ks根据转向操纵侧减速器24与转向操纵侧马达26的旋转轴26a的转速比决定,由此,将旋转轴26a的旋转角度θs的变化量转换为方向盘12的旋转量。因此,转向操纵角θh成为以中立位置为基准的方向盘12的旋转角度。另外,换算系数kt是转向侧减速器54与转向侧马达56的旋转轴56a的转速比同小齿轮轴50与小齿轮轴42的转速比之积。由此,将旋转轴56a的旋转量转换为方向盘12在假定离合器14接合的情况下的旋转量。

此外,图7中的处理中,旋转角度θs、θt、转向操纵角θh以及转向角θp在为规定方向的旋转角度的情况下被设为正,在为相反方向的旋转角度的情况下被设为负。即,例如,在旋转轴26a从方向盘12处于中立位置的状态向与规定方向相反的方向旋转的情况下,积算处理部m2将输出值设为负的值。但是,这只是控制系统的逻辑的一个例子。特别是,在本说明书中,旋转角度θs、θt、转向操纵角θh以及转向角θp较大是指相对于中立位置的变化量较大。换言之,如上所述,能够取正负的值的参数的绝对值较大。

辅助转矩设定处理部m6基于转向操纵转矩trqs来设定辅助转矩trqa*。转向操纵转矩trqs越大,则辅助转矩trqa*被设为越大的值。加法处理部m8在辅助转矩trqa*上加上转向操纵转矩trqs并输出。

反作用力设定处理部m10设定抵抗方向盘12的旋转的力即反作用力fir。具体而言,在本实施方式中,反作用力设定处理部m10以转向角θp为输入,将转向角θp的大小大的情况下的反作用力fir的大小设定为比转向角θp的大小小的情况下大的值。

偏差计算处理部m12输出从加法处理部m8的输出中减去反作用力fir后的值。转向操纵角指令值计算处理部m20基于偏差计算处理部m12的输出值设定转向操纵角指令值θh*。这里,利用由使偏差计算处理部m12的输出值δ与转向操纵角指令值θh*相关联的下式(c1)表达的模型公式。

δ=c·θh*’+j·θh*”…(c1)

由上式(c1)表达的模型是针对机械连结方向盘12与转向轮30的结构规定齿条轴46的轴向力与转向操纵角θh的关系的模型。在上式(c1)中,粘性系数c是对转向操纵装置10的摩擦等进行了模型化而得到的系数,惯性系数j是对转向操纵装置10的惯性进行了模型化而得到的系数。这里,粘性系数c和惯性系数j被设定为根据车速v可变。

转向操纵角反馈处理部m22设定反馈转矩trqr1*作为用于实施将转向操纵角θh向转向操纵角指令值θh*反馈的反馈控制的操作量。具体而言,将以从转向操纵角指令值θh*减去转向操纵角θh后的值作为输入的比例单元、积分单元以及微分单元的各自输出值之和作为反馈转矩trqr1*。

加法处理部m24将转向操纵角反馈处理部m22所输出的反馈转矩trqr1*与辅助转矩设定处理部m6所输出的辅助转矩trqa*之和作为针对转向操纵侧马达26的转矩指令值(反作用力指令值(转向操纵侧转矩指令值trqr*)进行输出。

操作信号生成处理部m26基于反作用力指令值trqr*,生成变频器28的操作信号mss,并将其输出到变频器28。这例如能够通过公知的电流反馈控制实现,该公知的电流反馈控制是基于转向操纵侧转矩指令值trqr*设定q轴电流的指令值,设定dq轴的电压指令值作为用于实施将dq轴的电流向指令值反馈的反馈控制的操作量。此外,可以将d轴电流控制为零,但在转向操纵侧马达26的转速大的情况下,可以将d轴电流的绝对值设定为大于零的值,执行弱磁控制。当然也能够在低转速区域,将d轴电流的绝对值设定为大于零的值。

舵角比可变处理部m28基于转向操纵角指令值θh*设定目标动作角θa*,该目标动作角θa*用于对转向操纵角θh与转向角θp之比即舵角比进行可变设定。加法处理部m30通过在转向操纵角指令值θh*上加上目标动作角θa*,来计算出转向角指令值θp1*。

微分转向处理部m32将对转向操纵角指令值θh*的变化速度乘以增益kd后的值作为转向修正量θd进行输出。在转向修正处理部m34,通过在转向角指令值θp1*上加上转向修正量θd,来计算出转向角指令值θp*并输出。

转向角反馈处理部m36设定针对转向侧马达56的转矩指令值(转向侧转矩指令值trqt*)作为用于实施将转向角θp向转向角指令值θp*反馈的反馈控制的操作量。具体而言,将以从转向角指令值θp*减去转向角θp后的值作为输入的比例单元、积分单元以及微分单元的各自输出值之和作为转向侧转矩指令值trqt*。

操作信号生成处理部m38基于转向侧转矩指令值trqt*,生成变频器58的操作信号mst,并输出到变频器58。该处理能够与操作信号生成处理部m26的操作信号的生成处理同样实施。

根据上述处理,能够在离合器14的分离状态、即切断了动力从方向盘12向转向轮30的传递的状态下,使转向轮30与方向盘12的操作相对应地转向。在本实施方式中,虽然原则上是通过使用图2示出的处理,在离合器14的分离状态下执行使转向轮30与方向盘12的操作相对应地转向的处理,但在规定条件下,也会在接合了离合器14的状态下,执行使转向轮30转向的处理。下面对这一点进行说明。

图8示出基于离合器驱动器66的温度的离合器14的接合和分离的处理的顺序。图8所示的处理通过由cpu62以规定周期反复执行存储于存储器64中的程序而实现。此外,下面,以在前端标注有“s”的数字表示步骤编号。

在图8所示的一系列处理中,cpu62首先获取由离合器用电流传感器80检测出的电流ic(s10)。进而,cpu62基于电流ic推断出离合器驱动器66的温度tc(s12)。具体而言,在电流ic为规定值以上的情况下,cpu62对温度tc仅增加修正规定量,在电流ic小于规定值且在规定值以上的情况下,不修正温度tc,在小于规定值的情况下,对温度tc仅减少修正规定量,通过这样处理来推断出温度tc。但是,温度tc设定有上限值和下限值,增加修正在上限值以下的范围内实施,减少修正在下限值以上的范围内实施。

接下来,cpu62判定离合器过热标志fc是否为“1”(s14)。在离合器过热标志fc为“1”的情况下,表示温度tc过高故产生将离合器14设为接合状态的要求,在离合器过热标志fc为“0”的情况下,表示未产生该要求。cpu62在判定为离合器过热标志fc是“0”的情况下(s14:否),判定温度tc是否为规定温度tcthh以上(s16)。该处理用于判定是否处于离合器驱动器66的温度tc过高的异常时。进而,cpu62在判定为温度tc是规定温度tcthh以上的情况下(s16:是),将离合器过热标志fc设为“1”(s18)。继而,cpu62输出接合离合器14的指令(s20)。具体而言,该处理是停止对离合器驱动器66的通电的指令。

继而,cpu62因离合器14处于接合状态而将转向修正量θd固定为零(s22)。接下来,cpu62执行使转向操纵侧马达26的驱动停止的处理(s24)。这里,例如只要执行将转向操纵侧转矩指令值trqr*设为零的处理即可。当然并不局限于此,例如可以是转向操纵侧马达26与变频器28之间具备继电器,且将该继电器设为导通状态。

另一方面,cpu62在判定为离合器过热标志fc是“1”的情况下(s14:是),判定温度tc是否为低于上述规定温度tcthh的规定温度tcthl以下(s26)。而且cpu62在判定为温度tc高于规定温度tcthl的情况下(s26:否),移至s22,而在判定为温度tc是规定温度tcthl以下的情况下(s26:是),将离合器过热标志fc设为“0”(s28)。进而,cpu62判定是否无接合离合器14的要求(s30)。这里,在后述的转向侧过热标志ft为“1”或者转向操纵侧过热标志fs为“1”的情况下,判定为有接合要求。

另外,cpu62在判定为无接合要求的情况下(s30:是),输出分离离合器14的指令(s32)。具体而言,输出开始对离合器驱动器66通电的指令。由此使离合器14处于分离状态。

此外,cpu62在s24、s32的处理结束的情况下、或在s16、s30中作出否定判定的情况下,暂结束图8所示的一系列处理。而且,在通过s28的处理而将离合器过热标志fc设为“0”的情况下,由于s22、s24的处理结束,因此再次开始转向操纵侧马达26的转矩生成处理等。

图9示出基于转向侧促动器40的温度的离合器14的接合和分离的处理的顺序。图9所示的处理通过由cpu62以规定周期反复执行存储于存储器64中的程序而实现。

在图9所示的一系列处理中,cpu62首先获取由转向侧电流传感器78检测出的电流it(s40)。此外,实际上,将电流it设定为在转向侧马达56流动的电流的振幅、振幅的规定倍的值等。它例如能够基于转向侧电流传感器78的检测值计算出。进而cpu62基于电流it推断出转向侧促动器40的温度tt(s42)。该处理与s12的处理相同。

接下来,cpu62判定离合器14处于接合状态与转向侧过热标志ft为“0”这两者的逻辑与是否为真(s44)。这里,在转向侧过热标志ft为“1”情况下,表示由于转向侧促动器40的温度高而产生将离合器14设为接合状态的要求,在转向侧过热标志ft为“0”的情况下,表示未产生该要求。而且cpu62在判定为逻辑与是真的情况下(s44:是),执行将在转向侧促动器40中流动的电流it限制为上限值itth的处理(s46)。该处理是,在为了根据转向侧转矩指令值trqt*计算出操作信号mst而对流到转向侧马达56的电流的指令值进行计算时将其值限制为上限值itth以下的处理。这里,在本实施方式中,在温度tt小于第一阈值温度ttth1的情况下,将上限值itth设为最大值itth0,在温度tt为第一阈值温度ttth1以上的情况下,温度tt越高,则将上限值itth设定为越低的值。

与此相对地,cpu62在判定为逻辑与是假的情况下(s44:否),判定转向侧过热标志ft是否为“1”(s48)。进而,cpu62在判定为转向侧过热标志ft是“0”的情况下(s48:否),判定温度tt是否为低于第一阈值温度ttth1的第二阈值温度ttth2以上(s50)。进而,cpu62在判定为温度tt是第二阈值温度ttth2以上的情况下(s50:是),将转向侧过热标志ft设为“1”(s52)。进而cpu62输出离合器14的接合指令(s54),移至s46的处理。

另外,cpu62在判定为转向侧过热标志ft是“1”的情况下(s48:是),固定目标动作角θa*,并且将转向修正量θd固定为零(s56)。即,停止舵角比可变处理部m28的舵角比的可变处理和微分转向处理部m32的处理。这里,固定目标动作角θa*的处理例如,只要设定为将从离合器14从分离状态切换为接合状态的时刻的转向角θp中减去转向操纵角θh后的值代入目标动作角θa*的处理即可。接下来,cpu62判定温度tt是否为低于第二阈值温度ttth2的第三阈值温度ttth3以下(s58)。该处理是用于判定是否消除了转向侧促动器40的过热状态的处理。进而,cpu62在判定为温度tt高于第三阈值温度ttth3的情况下(s58:否),移至s46的处理,而在判定为温度tt是第三阈值温度ttth3以下的情况下(s58:是),将转向侧过热标志ft设为“0”(s60)。进而,cpu62判定是否无离合器14的接合要求(s62)。这里,在上述离合器过热标志fc为“1”或者后述的转向操纵侧过热标志fs为“1”的情况下,判定为有接合要求。

cpu62在判定为有接合要求的情况下(s62:否),移至s46的处理,而在判定为无接合要求的情况下(s62:是),输出分离离合器14的指令(s64)。

另一方面,cpu62在判定为温度tt小于第二阈值温度ttth2的情况下(s50:否)或s64的处理结束的情况下,将最大值itth0作为上限值itth,执行限制电流it的处理(s66)。

此外,cpu62在s46、s66的处理结束的情况下,暂结束图9所示的一系列处理。图10示出基于转向操纵侧促动器20的温度的离合器14的接合和分离的处理的顺序。图10所示的处理通过由cpu62以规定的周期反复执行存储于存储器64中的程序而实现。

在图10所示的一系列处理中,cpu62首先获取由转向操纵侧电流传感器74检测出的电流is(s70)。此外,实际上,将电流is设定为在转向操纵侧马达26中流动的电流的振幅、振幅的规定倍的值等。它例如能够基于转向操纵侧电流传感器74的检测值计算出。进而cpu62基于电流is推断出转向操纵侧促动器20的温度ts(s72)。该处理与图8的s12的处理相同。

接下来,cpu62判定离合器14处于接合状态与转向操纵侧过热标志fs为“0”这两者的逻辑与是否为真(s74)。这里,在转向操纵侧过热标志fs为“1”的情况下,表示由于转向操纵侧促动器20的温度高而产生将离合器14设为接合状态的要求,在转向操纵侧过热标志fs为“0”的情况下,表示未产生该要求。进而,cpu62在判定为逻辑与是真的情况下(s74:是),执行将在转向操纵侧促动器20中流动的电流is限制为上限值isth的处理(s76)。该处理是,在为了根据转向操纵侧转矩指令值trqr*计算出操作信号mss而对流到转向操纵侧马达26的电流的指令值进行计算时将其值限制为上限值isth以下的处理。这里,在温度ts小于第一阈值温度tsth1的情况下,cpu62将上限值isth设为最大值isth0,在温度ts为第一阈值温度tsth1以上的情况下,温度ts越高,则cpu62将上限值isth设为越低的值。

与此相对地,cpu62在判断为逻辑与是假的情况下(s74:否),执行与图9的s48~s66的处理相对应的s78~s96的处理。此外,cpu62在s80中,判定温度ts是否为低于第一阈值温度tsth1的第二阈值温度tsth2以上,在s88中,判定温度ts是否为低于第二阈值温度tsth2的第三阈值温度tsth3以下。另外,在s82、s90中,cpu62更新转向操纵侧过热标志fs的值而取代掉转向侧过热标志ft。另外,在s96的处理中,cpu62执行以最大值isth0限制电流is的处理。

这里,说明本实施方式的作用。cpu62将离合器14设为分离状态,基于图7所示的处理,执行使转向轮30与方向盘12的操作相对应地转向的处理。此时,在离合器驱动器66的温度过高的情况下,cpu62出于过热保护的目的,而接合离合器14(s20)。进而,cpu62停止转向操纵侧马达26的转矩生成,并且停止可变设定舵角比的处理。

另外,在转向侧促动器40的温度tt为第二阈值温度ttth2以上的情况下,cpu62也接合离合器14(s54)。进而,在温度tt小于第一阈值温度ttth1的情况下,以最大值itth0限制电流it,在温度tt为第一阈值温度ttth1以上的情况下,一边使上限值itth小于最大值itth0一边限制电流it。因此,在接合离合器14之前,能够将电流it增大到最大值itth0。故而,与因温度tt达到第一阈值温度ttth1以上而接合离合器14的情况相比,即使在转向侧马达56所要求的转矩较大的情况下,也能尽量予以应对。另一方面,若将离合器14设为接合状态,则处于输入到方向盘12的转向操纵转矩trqs被向转向轮30传递的状态,因此即使转向侧马达56的转矩较小,也能根据转向操纵角θh,适当地控制转向角θp。

此外,在处于输入到方向盘12的转向操纵转矩trqs被向转向轮30传递的状态的情况下,与转向操纵转矩trqs相比,转向侧马达56所要求的转矩减少,因此与不接合离合器14的情况相比,温度tt不易达到第一阈值温度ttth1。

另外,即使在转向操纵侧促动器20的温度ts为第二阈值温度tsth2以上的情况下,cpu62也会接合离合器14(s84)。而且,在温度ts小于第一阈值温度tsth1的情况下,以最大值isth0限制电流is,在温度ts为第一阈值温度tsth1以上的情况下,一边使上限值isth小于最大值isth0一边限制电流is。因此,在接合离合器14之前,能够将电流is增大到最大值isth0。因此,若与因温度ts达到第一阈值温度tsth1以上而接合离合器14的情况相比,即使在转向操纵侧马达26所要求的转矩较大的情况下,也能尽量予以应对。另外,若接合离合器14,则来自转向轮30的反作用力传递到方向盘12,因此即使转向操纵侧马达26的转矩较小,也能抑制方向盘12因较小的力而过大地旋转。

根据以上说明的本实施方式,进一步能够获得以下效果。(1)在因温度tt、温度ts高而致使离合器14处于接合状态的情况下,固定目标动作角θa*且将转向修正量θd固定为零。由此,一边将转向角指令值θp*的变化量与转向操纵角指令值θh*的变化量设为相同,一边操作转向操纵侧促动器20,使转向操纵角θh成为转向操纵角指令值θh*,操作转向侧促动器40,使转向角θp成为转向角指令值θp*。因此,能够将使转向操纵角θh成为转向操纵角指令值θh*的控制与使转向角θp成为转向角指令值θp*的控制相匹配,进而能够抑制这些控制相互干扰的情况。

下面,参照附图以与第四实施方式的不同点为中心说明第五实施方式。

图11示出基于离合器驱动器66的温度的离合器14的接合和分离的处理的顺序。图11所示的处理通过由cpu62以规定周期反复执行存储于存储器64中的程序而实现。此外,在图11中,为方便起见,对与图8所示的处理相对应的处理标注相同的步骤编号,并省略其记载。

在图11所示的一系列处理中,cpu62若输出离合器14的接合指令(s20),则执行停止转向侧马达56的转矩的生成的处理(s24a),暂结束图11所示的一系列处理。此外,s24a的处理能够与图8的上述s24的处理同样执行。

图12示出基于转向侧促动器40的温度的离合器14的接合和分离的处理的顺序。图12所示的处理通过由cpu62以规定周期反复执行存储于存储器64中的程序而实现。此外,在图12中,为方便起见,对与图9所示的处理相对应的处理标注相同的步骤编号,并省略其说明。

在图12所示的一系列处理中,在s56的处理结束的情况下,cpu62停止转向侧马达56的转矩的生成(s100)。该处理能够与图8的s24的处理同样实现。进而,在s100的处理结束的情况下,cpu62移至s58的处理。此外,cpu62在s58中作出否定判定的情况下、在s62中作出否定判定的情况下,移至s46的处理,但此时,由于不使电流流到转向侧马达56,因此基于上限值itth的保护处理不发挥功能。

这里说明本实施方式的作用。cpu62将离合器14设为分离状态,基于图7所示的处理,执行使转向轮30与方向盘12的操作相对应地转向的处理。此时,在离合器驱动器66的温度过高的情况下,cpu62出于过热保护的目的,而接合离合器14(s20)。进而,cpu62停止转向侧马达56的转矩生成。此时,转向操纵侧转矩指令值trqr*成为接近辅助转矩trqa*的值,因此转向操纵侧马达26输出与辅助转矩trqa*相当的转矩,由此,辅助转向轮30的转向。

另外,即使在转向侧促动器40的温度tt为第二阈值温度ttth2以上的情况下,cpu62也接合离合器14(s54),并停止转向侧马达56的转矩生成。由此,能够充分减少转向侧促动器40的发热量,进而能够迅速降低其温度。

下面参照附图以与第四实施方式的不同点为中心说明第六实施方式。

图13示出基于转向操纵侧促动器20的温度的离合器14的接合和分离的处理的顺序。图13所示的处理通过由cpu62以规定周期反复执行存储于存储器64的程序而实现。此外,在图13所示的处理中,为方便起见,对与图10所示的处理相对应的处理标注相同的步骤编号,并省略其说明。

在图13所示的一系列处理中,在s86的处理结束的情况下,cpu62停止转向操纵侧马达26的转矩的生成(s102)。该处理能够与s24的处理同样实现。进而,在s102的处理结束的情况下,cpu62移至s88的处理。此外,cpu62在s88的处理、s92的处理中作出否定判定的情况下,移至s76的处理,但由于此时不使电流流到转向操纵侧马达26,因此基于上限值isth的保护处理不发挥功能。

这里说明本实施方式的作用。在转向操纵侧促动器20的温度ts为第二阈值温度tsth2以上的情况下,cpu62接合离合器14(s84),并停止转向操纵侧马达26的转矩生成。由此,能够充分减少转向操纵侧促动器20的发热量,进而能够迅速降低其温度。

切换装置对应于离合器14和离合器驱动器66,获取处理对应于s42、s72的处理,电流限制处理对应于s46、s76的处理,切换处理对应于s54、s84的处理。

转向侧温度获取处理对应于s42的处理。辅助处理对应于如下处理,即在随着s54的处理而将离合器14设为接合状态时,基于由辅助转矩设定处理部m6设定的辅助转矩trqa*,由操作信号生成处理部m26生成操作信号mss并输出。

不使用转向侧促动器的处理对应于s100的处理。切换装置对应于离合器14和离合器驱动器66,切换温度获取处理对应于s12的处理,切换处理对应于s16~s20的处理。辅助处理对应于如下处理,即在执行图8所示的s24的处理时,基于转向角指令值θp*,由操作信号生成处理部m38生成操作信号mst并输出到转向侧促动器40。此外,辅助处理还对应于如下处理,即在执行图11所示的s24a的处理时,基于由辅助转矩设定处理部m6设定的辅助转矩trqa*,由操作信号生成处理部m26生成操作信号mss并输出。

转向操纵侧温度获取处理对应于s72的处理,辅助处理对应于如下处理,即在通过s84的处理使离合器14处于接合状态时,基于转向角指令值θp*,由操作信号生成处理部m38生成操作信号mst,并输出到转向侧促动器40。

不使用转向操纵侧促动器的处理对应于s102的处理。转向操纵角指令值设定处理对应于辅助转矩设定处理部m6的处理、加法处理部m8的处理、反作用力设定处理部m10的处理、偏差计算处理部m12的处理以及转向操纵角指令值计算处理部m20的处理。转向操纵侧操作处理对应于转向操纵角反馈处理部m22的处理、加法处理部m24的处理以及操作信号生成处理部m26的处理。转向角指令值设定处理部的处理对应于辅助转矩设定处理部m6的处理、加法处理部m8的处理、反作用力设定处理部m10的处理、偏差计算处理部m12的处理、转向操纵角指令值计算处理部m20的处理、舵角比可变处理部m28的处理、加法处理部m30的处理、微分转向处理部m32的处理以及转向修正处理部m34的处理。转向侧操作处理对应于转向角反馈处理部m36的处理和操作信号生成处理部m38的处理。可变设定处理对应于舵角比可变处理部m28的处理、加法处理部m30的处理、微分转向处理部m32的处理以及转向修正处理部m34的处理,停止处理对应于s56、s86的处理。

此外,也可以如下变更上述实施方式。电流限制处理并不局限于在转向侧促动器40的温度tt为第一阈值温度ttth1以上的情况下温度tt越高越连续地降低上限值itth的处理。例如也可以是阶段性地降低上限值itth的处理。电流限制处理亦不局限于在转向操纵侧促动器20的温度ts为第一阈值温度tsth1以上的情况下温度ts越高越连续地降低上限值isth的处理。例如也可以是阶段性地降低上限值isth的处理。

电流限制处理并不局限于使温度高的情况下的上限值低于温度低的情况下的上限值,也可以是将实际的电流限制为比温度达到第一阈值温度以上时的电流小的值的处理。转向操纵角反馈处理部并不局限于利用以从转向操纵角指令值θh*减去转向操纵角θh后的值作为输入的比例单元、积分单元以及微分单元的各自输出值之和来计算出反馈转矩trqr1*的结构。例如,转向操纵角反馈处理部也可以利用以从转向操纵角指令值θh*减去转向操纵角θh后的值作为输入的比例单元和微分单元的各自输出值之和计算出反馈转矩trqr1*。

有关离合器14分离时,在上述实施方式中,将反馈转矩trqr1*与辅助转矩trqa*之和设为转向操纵侧促动器20的操作量,但并不局限于此。例如,也可以将反馈转矩trqr1*设为转向操纵侧促动器20的操作量。此外例如,还可以执行将辅助转矩trqa*设定为针对转向操纵侧马达26的转矩指令值的开环控制。

在因温度tt或者温度tc高而致使离合器14接合时,并非必须基于转向操纵角反馈控制的操作量生成操作信号mss。例如可以在停止转向侧马达56的转矩生成处理的情况下,执行将辅助转矩trqa*设为针对转向操纵侧马达26的转矩指令值的开环控制。另外,此时,在离合器14的接合状态下,以离合器14的分离状态为前提设定的辅助转矩trqa*未必是适当的值,这种情况下,可以独立于离合器14的分离时的辅助转矩trqa*,将离合器14的接合时的辅助转矩trqa*事先设定为合适的值。进而,还可以将通过与辅助转矩设定处理部m6的处理相同的处理根据转向操纵转矩trqs而决定的转矩分配给转向操纵侧转矩指令值trqr*与转向侧转矩指令值trqt*。但是,这里“将a分配给转向操纵侧转矩指令值trqr*与转向侧转矩指令值trqt*”并非意味着“trqr*+trqt*=a”,而意味着例如以下事项。即,例如意味着,在将a设为具有旋转轴26a的转矩的大小的量的情况下,通过根据旋转轴56a与旋转轴26a的转速比转换转向侧转矩指令值trqt*而设为与旋转轴26a的转矩相当的值与转向操纵侧转矩指令值trqr*之和为a。

虽然在温度ts高的情况下,将电流is限制为上限值isth以下,也可以仅由转向操纵侧促动器20执行辅助处理。

作为转向操纵侧温度获取处理,并不局限于基于每次的电流is的时间序列数据来推断出温度ts。例如也可以是获取对转向操纵侧促动器20的温度ts进行检测的温度传感器的检测值的处理。

转向角反馈处理部并不局限于根据比例单元、积分单元以及微分单元的将从转向角指令值θp*减去转向角θp后的值作为输入所得的各自输出值之和来计算出转向侧促动器40的操作量(转向侧转矩指令值trqt*)。例如,转向角反馈处理部也可以根据比例单元和微分单元的将从转向角指令值θp*减去转向角θp后的值作为输入所得的各自输出值之和来计算出转向侧促动器40的操作量。

在转向侧促动器40的操作中,有关离合器14分离时,并非必须执行舵角比可变处理部m28的处理、微分转向处理部m32的处理。

在因温度ts或者温度tc高而使离合器14接合时,并非必须基于转向角反馈控制的操作量来生成操作信号mst。例如,可以将转向侧转矩指令值trqt*设定为通过与辅助转矩设定处理部m6的处理相同的处理根据转向操纵转矩trqs决定的转矩(开环控制的操作量)。另外,例如,可以将反馈控制的操作量与上述开环控制的操作量之和作为转向侧转矩指令值trqt*。此外,还可以将通过与辅助转矩设定处理部m6的处理相同的处理根据转向操纵转矩trqs决定的转矩分配给转向操纵侧转矩指令值trqr*与转向侧转矩指令值trqt*。

有关温度tt高的情况,虽然将电流it限制为上限值itth以下,但可以仅利用转向侧促动器40,执行辅助处理。

作为转向侧温度获取处理,并不局限于基于每次的电流it的时间序列数据来推断出温度tt。例如也可以是获取对转向侧促动器40的温度tt进行检测的温度传感器的检测值的处理。

作为切换温度获取处理,并不局限于基于每次的电流ic的时间序列数据来推断出温度tc。例如也可以是获取对具备离合器14和离合器驱动器66的切换装置的温度tc进行检测的温度传感器的检测值的处理。

例如,在不装备舵角比可变处理部m28的处理而装备微分转向处理部m32的处理的情况下,只要在将离合器14设为接合状态后,停止微分转向处理部m32的处理即可。此外,例如,在不装备微分转向处理部m32的处理而装备舵角比可变处理部m28的处理的情况下,只要在将离合器14设为接合状态后,停止由舵角比可变处理部m28使舵角比可变的处理即可。

在转向操纵角指令值计算处理部m20中,也可以取代使用由上式(c1)表达的模型公式来设定转向操纵角指令值θh*,而使用由下式(c2)表达的模型公式。

δ=k·θh*+c·θh*’+j·θh*”…(c2)

这里,弹性系数k是对车辆的影响进行模型化而得到的系数,根据悬架、车轮定位等规格决定。例如在设置转向角指令值计算处理部的情况下,只要将从转向角指令值θp1*减去目标动作角θa*后的值设为转向操纵角指令值θh*即可。

例如,可以设置转向角指令值计算处理部,该转向角指令值计算处理部基于偏差计算处理部m12的输出值,通过与转向操纵角指令值计算处理部m20的处理相同的处理来计算出转向角指令值θp1*。

并非必须执行将转向操纵角θh和转向角θp换算为转向操纵装置10在假定为离合器14接合的情况下的规定的旋转轴的旋转量(方向盘12的旋转轴的旋转量等)的处理。但是,在不执行该处理的情况下,因离合器14处于接合状态等,为了将舵角比保持恒定,而产生可变设定目标动作角θa*的需要。

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