專利名稱：車輛轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，所述轉(zhuǎn)向裝置包括將轉(zhuǎn)向力施加給車輪的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)；以及控制裝置，所述控制裝置根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩或轉(zhuǎn)向量以相同增益執(zhí)行用于車輪的轉(zhuǎn)向變化的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制。
背景技術(shù)：
近年來已提出一種分離式轉(zhuǎn)向裝置用作車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中車廂內(nèi)的轉(zhuǎn)向裝置被設(shè)置成不會(huì)機(jī)械連接到車廂外的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，并且用于轉(zhuǎn)向的致動(dòng)器被連接到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的一部分上，使得該致動(dòng)器根據(jù)轉(zhuǎn)向裝置的操作方向和操作量的檢測結(jié)果進(jìn)行操作，并且將轉(zhuǎn)向力施加到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上以執(zhí)行對應(yīng)于轉(zhuǎn)向裝置的操作的轉(zhuǎn)向操作。
此外，車輛轉(zhuǎn)向裝置包括電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，所述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)幫助轉(zhuǎn)向以減小司機(jī)的負(fù)擔(dān)。這種設(shè)備包括連接到轉(zhuǎn)向構(gòu)件(方向盤或手柄)的輸入軸；通過小齒輪和齒條或類似裝置連接到轉(zhuǎn)向控制輪的輸出軸；以及用于連接輸入軸和輸出軸的連接軸，其中扭矩檢測裝置利用連接軸處所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角檢測施加到輸入軸的轉(zhuǎn)向扭矩，并且根據(jù)所檢測的轉(zhuǎn)向扭矩值執(zhí)行對用于轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制，其中所述電動(dòng)機(jī)與輸出軸互鎖。
以上所述的某些車輛轉(zhuǎn)向裝置包括兩個(gè)用于轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)。在這種情況下，由于可以在互相相反的方向上控制兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，因此當(dāng)對兩個(gè)電動(dòng)機(jī)個(gè)別執(zhí)行驅(qū)動(dòng)控制時(shí)，某些裝置會(huì)對兩個(gè)電動(dòng)機(jī)施加相同的電流。
本發(fā)明的申請人已在專利文件1中提出一種分離式轉(zhuǎn)向裝置，所述分離式轉(zhuǎn)向裝置用于使主轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)和輔助轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)以預(yù)定功率比運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在任何一個(gè)電動(dòng)機(jī)損壞時(shí)可防止損壞的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，以增強(qiáng)未損壞的電動(dòng)機(jī)的輸出率。
此外，專利文件2中披露一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，所述電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備可預(yù)算電動(dòng)機(jī)電流的過調(diào)量(overshoot)，并且控制比例靈敏度和/或比例及積分控制裝置的積分增益，使得可以抑制處于齒條端部狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)電流的過調(diào)量。
專利文件1日本專利申請公開出版物第10-218000(1998)專利文件2日本專利第3232030號發(fā)明內(nèi)容[本發(fā)明所解決的問題]在包括兩個(gè)用于轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)的如上所述車輛轉(zhuǎn)向裝置中，當(dāng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)變得無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向單元與轉(zhuǎn)向變化單元之間的響應(yīng)延遲會(huì)增加，并且轉(zhuǎn)向單元一側(cè)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩也會(huì)增加。結(jié)果，存在的問題是駕駛員在轉(zhuǎn)向時(shí)感覺駕駛手柄很沉，或者輸出相對于轉(zhuǎn)向輸入延遲。
考慮到以上所述的情況提出本發(fā)明，第一和第二發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種包括兩個(gè)用于轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中通過所述轉(zhuǎn)向裝置，轉(zhuǎn)向構(gòu)件(手柄)即使在一個(gè)電動(dòng)機(jī)變得無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)也不會(huì)變得很重。
第三發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種包括兩個(gè)用于轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中轉(zhuǎn)向構(gòu)件(手柄)通過所述轉(zhuǎn)向裝置即使在一個(gè)電動(dòng)機(jī)變得無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)也不會(huì)變得感覺沉重，且相對于轉(zhuǎn)向輸入不會(huì)出現(xiàn)輸出延遲，并且駕駛員可以被告知一個(gè)電動(dòng)機(jī)已變得無法被驅(qū)動(dòng)的事實(shí)。
根據(jù)第一發(fā)明的一種車輛轉(zhuǎn)向裝置是這樣一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，其包括將轉(zhuǎn)向力施加給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，以及控制裝置，其中所述控制裝置根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩或轉(zhuǎn)向量以相同增益執(zhí)行對所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制，其特征在于，設(shè)置用于檢測電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)的檢測裝置，并且所述控制裝置被構(gòu)造成在所述檢測裝置檢測到任何一個(gè)電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)使所述增益增加預(yù)定量。
根據(jù)第二發(fā)明的一種用于車輛的轉(zhuǎn)向裝置的特征在于，一個(gè)所述檢測裝置被構(gòu)造成根據(jù)所述控制裝置的驅(qū)動(dòng)控制中的響應(yīng)延遲檢測出電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)第三發(fā)明的一種車輛轉(zhuǎn)向裝置的特征在于，進(jìn)一步包括用于在所述檢測裝置檢測到電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)顯示電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)的裝置。
根據(jù)第一和第二發(fā)明的車輛轉(zhuǎn)向裝置被實(shí)現(xiàn)為一種包括兩個(gè)用于轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中相對于手柄轉(zhuǎn)向的車輪轉(zhuǎn)向變化通過所述轉(zhuǎn)向裝置即使在一個(gè)電動(dòng)機(jī)變得無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)也不會(huì)發(fā)生延遲，可消除在所述轉(zhuǎn)向軸機(jī)械連接到所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)時(shí)出現(xiàn)的手柄沉重，轉(zhuǎn)向構(gòu)件(手柄)不會(huì)感覺很沉，并且相對于轉(zhuǎn)向輸入不會(huì)出現(xiàn)輸出延遲。
根據(jù)第三發(fā)明的車輛轉(zhuǎn)向裝置實(shí)現(xiàn)為一種包括兩個(gè)用于轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向裝置，其中相對于手柄轉(zhuǎn)向的車輪轉(zhuǎn)向變化通過所述轉(zhuǎn)向裝置即使在一個(gè)電動(dòng)機(jī)變得無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)也不會(huì)發(fā)生延遲，可消除在所述轉(zhuǎn)向軸機(jī)械連接到所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)時(shí)出現(xiàn)的手柄沉重，轉(zhuǎn)向構(gòu)件(手柄)不會(huì)感覺很沉且相對于轉(zhuǎn)向輸入不會(huì)出現(xiàn)輸出延遲，并且駕駛員可以被告知一個(gè)電動(dòng)機(jī)已變得無法驅(qū)動(dòng)的事實(shí)。


圖1是示意性地顯示為根據(jù)本發(fā)明的車輛轉(zhuǎn)向裝置的一個(gè)實(shí)施例的分離式轉(zhuǎn)向裝置的構(gòu)造的說明圖；圖2是顯示圖1中所示的車輛轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向控制操作的流程圖；圖3是示意性地顯示為根據(jù)本發(fā)明的車輛轉(zhuǎn)向裝置的一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的構(gòu)造的說明圖；以及圖4是顯示圖3中所示的車輛轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向控制操作的流程圖。
1，51 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)
2，31 方向盤(轉(zhuǎn)向構(gòu)件，手柄)3 轉(zhuǎn)向控制單元6 動(dòng)力傳輸裝置10前車輪11轉(zhuǎn)向軸(齒條軸)12轉(zhuǎn)向節(jié)臂13橫拉桿14電動(dòng)機(jī)托架15小齒輪軸16橫拉桿位移傳感器20柱狀軸24，40電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路25，41電流檢測器30扭矩傳感器32第一轉(zhuǎn)向軸37控制單元42第二轉(zhuǎn)向軸43連接軸H1殼體H2小齒輪殼體M1，M2轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)具體實(shí)施方式
以下描述將參照說明某些實(shí)施例的圖式說明本發(fā)明。
圖1是示意性地顯示作為根據(jù)本發(fā)明的車輛轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施例1的分離式轉(zhuǎn)向裝置的構(gòu)造的說明圖。這種車輛轉(zhuǎn)向裝置包括用于操縱右前輪及左前輪10、10的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1；以機(jī)械方式與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1分離設(shè)置的方向盤2(轉(zhuǎn)向構(gòu)件，手柄)；以及轉(zhuǎn)向控制單元3，所述轉(zhuǎn)向控制單元3執(zhí)行預(yù)定的控制操作，以根據(jù)方向盤2的操作來操作轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1。
轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1為眾所周知的齒條及小齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其中從車身一側(cè)延伸到另一側(cè)并在軸向上移動(dòng)的轉(zhuǎn)向軸(齒條軸)11通過單獨(dú)的橫拉桿13、13分別連接到前車輪10、10的轉(zhuǎn)向節(jié)臂12、12。轉(zhuǎn)向軸11在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)通過橫拉桿13、13推動(dòng)及拉動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)臂12、12，并且以此構(gòu)造操縱前車輪10、10向右及向左。
這種車輛轉(zhuǎn)向裝置包括兩個(gè)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2以執(zhí)行上述轉(zhuǎn)向操作。一個(gè)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1連接在承載轉(zhuǎn)向軸11的圓柱形殼體H1的中間部分的外側(cè)，而另一轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2連接在小齒輪殼體H2的外側(cè)，其中所述小齒輪殼體H2與殼體H1的一部分相連設(shè)置以與其交叉。通過單獨(dú)的動(dòng)力傳輸裝置將轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)睫D(zhuǎn)向軸11以使轉(zhuǎn)向軸11在軸向上移動(dòng)，從而執(zhí)行前車輪10、10的轉(zhuǎn)向。
轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1由圓柱形電動(dòng)機(jī)托架14的開口端處的凸緣固定，其中所述圓柱形電動(dòng)機(jī)托架14以與殼體H1傾斜交叉的方式連續(xù)設(shè)置到殼體H1的中間部分上。轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1的輸出軸在電動(dòng)機(jī)托架14內(nèi)以同軸方式延伸，即，與殼體H1和轉(zhuǎn)向軸11的軸心傾斜交叉，并且圖中未示的小錐齒輪被裝配及固定在輸出軸的端部上。
在殼體H1內(nèi)，圖中未示的圓柱形球狀螺母由轉(zhuǎn)向軸11同軸支承，通過一對滾珠軸承可旋轉(zhuǎn)，其中所述一對滾珠軸承被裝配在電動(dòng)機(jī)托架14的連續(xù)設(shè)置部分的兩側(cè)。在球狀螺母的外周邊上一體形成圖中未示的大錐齒輪，大錐齒輪與裝配及固定在轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1的輸出軸上的小錐齒輪相嚙合，使得錐齒輪機(jī)構(gòu)由大錐齒輪和小錐齒輪構(gòu)成。
當(dāng)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1以上述構(gòu)造被驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，該旋轉(zhuǎn)通過錐齒輪機(jī)構(gòu)傳輸?shù)角驙盥菽干希⑶仪驙盥菽冈谳S線上旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)被轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)向軸11在軸向上的運(yùn)動(dòng)，使得前車輪10、10根據(jù)該運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向。
作為齒條及小齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的部件的小齒輪軸15以可旋轉(zhuǎn)方式承載在連接有另一轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2的小齒輪殼體H2內(nèi)。如眾所周知，小齒輪軸15被構(gòu)成為在小齒輪殼體H2和殼體H1的交叉部分處與形成于殼體H1內(nèi)的齒條軸11的對應(yīng)部分處的齒條齒相嚙合，其中所述小齒輪軸15位于小齒輪殼體H2上方的突出端部在圖1中示出。
此外，在小齒輪殼體H2內(nèi)延伸的轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2的輸出端通過適當(dāng)?shù)膭?dòng)力傳輸裝置(例如，蝸輪機(jī)構(gòu))被構(gòu)成為用于小齒輪軸15的動(dòng)力傳輸結(jié)構(gòu)。這種動(dòng)力傳輸結(jié)構(gòu)是在齒條及小齒輪式電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中廣泛使用的用于從用于轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)至小齒輪軸進(jìn)行動(dòng)力傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，并且將省略對各部件的具體構(gòu)造的說明。
當(dāng)上述構(gòu)造的轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2被驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，小齒輪軸15通過動(dòng)力傳輸裝置(例如，蝸輪機(jī)構(gòu))以減速方式旋轉(zhuǎn)，并且這種旋轉(zhuǎn)在與齒條的齒相嚙合的部分處轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)向軸11軸向方向上的運(yùn)動(dòng)，使得前車輪10、10根據(jù)這種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
兩個(gè)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2被由轉(zhuǎn)向控制單元3控制的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路24驅(qū)動(dòng)；流過轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2的電流由電流檢測器25檢測；以及所述電流檢測器的檢測信號被提供給轉(zhuǎn)向控制單元3。
如上所述，轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2根據(jù)來自轉(zhuǎn)向控制單元3的操作指令被驅(qū)動(dòng)及控制。例如，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1對應(yīng)于該驅(qū)動(dòng)的操作量(即，右前輪及左前輪10、10的實(shí)際轉(zhuǎn)向角度)由橫拉桿位移傳感器16檢測，其中所述橫拉桿位移傳感器檢測齒條軸11和位于一側(cè)的橫拉桿13的連接部的位移并將所述位移提供給轉(zhuǎn)向控制單元3。此外，檢測作用于橫拉桿13、13軸向上的軸向力的橫拉桿軸向力傳感器17、17被連接到齒條軸11兩側(cè)的橫拉桿13、13，并且所述橫拉桿軸向力傳感器的檢測結(jié)果作為表示與轉(zhuǎn)向相關(guān)聯(lián)施加到右前輪及左前輪10、10的道路反作用力的信號提供給轉(zhuǎn)向控制單元3。
此外，以機(jī)械方式與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1分離的方向盤2被固定在旋轉(zhuǎn)支承在柱狀殼體H3上的柱狀軸20的上端。柱狀殼體H3被固定并支承在圖中未示的車身的一部分上，反作用力電動(dòng)機(jī)M3被連接到柱狀殼體H3。反作用力電動(dòng)機(jī)M3被構(gòu)成為用于柱狀殼體H3內(nèi)的柱狀軸20的動(dòng)力傳輸結(jié)構(gòu)，由來自轉(zhuǎn)向控制單元3的操作指令驅(qū)動(dòng)的反作用力電動(dòng)機(jī)M3的旋轉(zhuǎn)力作為與用于轉(zhuǎn)向的方向盤2的旋轉(zhuǎn)操作的方向相反的方向上的反作用力施加到柱狀軸20和方向盤2上。
抵抗上述反作用力的施加到方向盤2上的轉(zhuǎn)向扭矩由連接到柱狀殼體H3的中間部分上的扭矩傳感器21檢測。此外，方向盤2的操作量由設(shè)置在扭矩傳感器21一側(cè)的轉(zhuǎn)向角度傳感器22檢測，它們的檢測結(jié)果作為表示方向盤2的操作狀態(tài)的信號提供給轉(zhuǎn)向控制單元3。另外，表示速度傳感器23所檢測的車速的信號被提供給轉(zhuǎn)向控制單元3的輸入側(cè)。
以下描述將參照圖2中的流程圖說明具有這種結(jié)構(gòu)的車輛轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向控制操作，其中圖2涉及所述車輛轉(zhuǎn)向裝置。
例如，轉(zhuǎn)向控制單元3通過使轉(zhuǎn)向角度傳感器22檢測到的方向盤2的操作量乘以比例增益以找出目標(biāo)轉(zhuǎn)向角度，以及根據(jù)該目標(biāo)轉(zhuǎn)向角度與右前輪及左前輪10、10的實(shí)際轉(zhuǎn)向角度之間的差值來執(zhí)行反饋控制來執(zhí)行轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2的控制，其中所述實(shí)際轉(zhuǎn)向角度由橫拉桿位移傳感器16檢測。相同的電流流過轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2。
轉(zhuǎn)向控制單元3首先讀取轉(zhuǎn)向角度傳感器22檢測到的方向盤2的轉(zhuǎn)向角度(操作量)(S2)，接著讀取橫拉桿位移傳感器16檢測到的右前輪及左前輪10、10的轉(zhuǎn)向變化角度(實(shí)際轉(zhuǎn)向角度)(S4)。轉(zhuǎn)向控制單元3接著計(jì)算轉(zhuǎn)向角度與轉(zhuǎn)向變化角度之間的差值以作為轉(zhuǎn)向變化致動(dòng)器的目標(biāo)操作量(S6)，對所計(jì)算的目標(biāo)操作量與預(yù)定值進(jìn)行比較，以判斷是否已出現(xiàn)響應(yīng)延遲因數(shù)(response delay factor)(S8)(檢測裝置)。
當(dāng)判斷所計(jì)算的目標(biāo)操作量小于或等于預(yù)定值且還未出現(xiàn)響應(yīng)延遲因數(shù)時(shí)(S8)，轉(zhuǎn)向控制單元3將比例增益設(shè)定成正常值X1而將積分(integration)增益設(shè)定成正常值Y1(S10)，并通過表達(dá)式(1)計(jì)算轉(zhuǎn)向變化致動(dòng)器的控制量(S12)。
控制量＝目標(biāo)操作量×X1+目標(biāo)操作量的積分值×Y1(1)當(dāng)判斷所計(jì)算的目標(biāo)操作量大于預(yù)定值且出現(xiàn)響應(yīng)延遲因數(shù)時(shí)(S8)，轉(zhuǎn)向控制單元3將比例增益設(shè)定成大于正常值X1的數(shù)值X2而將積分增益設(shè)定成大于正常值Y1的數(shù)值Y2(S28)，并通過表達(dá)式(2)計(jì)算轉(zhuǎn)向變化致動(dòng)器的控制量(S12)。
控制量＝目標(biāo)操作量×X2+目標(biāo)操作量的積分值×Y2(2)接下來，轉(zhuǎn)向控制單元3根據(jù)所計(jì)算的轉(zhuǎn)向變化致動(dòng)器的控制量(S12)計(jì)算電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流(S14)，并讀取電流檢測器25所檢測的電動(dòng)機(jī)的電流值(S16)。轉(zhuǎn)向控制單元3接著計(jì)算電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流與電動(dòng)機(jī)電流之間的電流差(S18)，并對所計(jì)算的電流差與預(yù)定電流值進(jìn)行比較，以判斷是否出現(xiàn)響應(yīng)延遲因數(shù)(S20)(檢測裝置)。
當(dāng)判斷所計(jì)算的電流差小于或等于預(yù)定電流值且還未出現(xiàn)響應(yīng)延遲因數(shù)時(shí)(S20)，轉(zhuǎn)向控制單元3將比例增益設(shè)定成正常值X3而將積分增益設(shè)定成正常值Y3(S22)，并通過表達(dá)式(3)計(jì)算電動(dòng)機(jī)電流的控制量(S24)。
控制量＝電流差×X3+電流差的積分值×Y3(3)當(dāng)判斷所計(jì)算的電流差大于預(yù)定值且出現(xiàn)響應(yīng)延遲因數(shù)時(shí)(S20)，轉(zhuǎn)向控制單元3將比例增益設(shè)定成大于正常值X3的數(shù)值X4而將積分增益設(shè)定成大于正常值Y3的數(shù)值Y4(S30)，并接著在圖中未示的顯示單元上顯示出電動(dòng)機(jī)反常的事實(shí)(S32)。轉(zhuǎn)向控制單元3接著通過表達(dá)式(4)計(jì)算電動(dòng)機(jī)電流的控制量(S24)。
控制量＝電流差×X4+電流差的積分值×Y4(4)轉(zhuǎn)向控制單元3指示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路24輸出所計(jì)算(S24)的電動(dòng)機(jī)電流的控制量(S26)并返回所述程序。
圖3是示意性地顯示作為根據(jù)本發(fā)明的車輛轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施例2的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的構(gòu)造的說明圖。這種車輛轉(zhuǎn)向裝置包括用于操縱右前輪及左前輪10、10的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)51；第一轉(zhuǎn)向軸32，所述第一轉(zhuǎn)向軸32用作連接到用于轉(zhuǎn)向的方向盤31的轉(zhuǎn)向裝置；以及用于將方向盤31的轉(zhuǎn)向傳輸?shù)睫D(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)51的動(dòng)力傳輸裝置6。
在動(dòng)力傳輸裝置6上，第二轉(zhuǎn)向軸42通過圖中扭矩傳感器30的扭桿(未示出)連接到第一轉(zhuǎn)向軸32，并且第二轉(zhuǎn)向軸42通過連接軸43(例如，萬向節(jié))連接到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)51的小齒輪軸15。
轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1為眾所周知的齒條及小齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其中從車身一側(cè)延伸到另一側(cè)并在軸向上移動(dòng)的轉(zhuǎn)向軸(齒條軸)11通過單獨(dú)的橫拉桿13、13分別連接到前車輪10、10的轉(zhuǎn)向節(jié)臂12、12。轉(zhuǎn)向軸11在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)通過橫拉桿13、13推動(dòng)及拉動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)臂12、12，并且以此構(gòu)造操縱前車輪10、10向右及向左。
這種車輛轉(zhuǎn)向裝置包括兩個(gè)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2以執(zhí)行上述轉(zhuǎn)向操作。一個(gè)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1連接在承載轉(zhuǎn)向軸11的圓柱形殼體H1的中間部分的外部，而另一轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2連接在小齒輪殼體H2的外部，其中所述小齒輪殼體以與殼體H1交叉的方式連續(xù)設(shè)置到殼體H1的一部分上。通過由單獨(dú)的動(dòng)力傳輸裝置將轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)睫D(zhuǎn)向軸11以使轉(zhuǎn)向軸11在軸向上移動(dòng)來執(zhí)行前車輪10、10的轉(zhuǎn)向。
轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1由圓柱形電動(dòng)機(jī)托架14的開口端處的凸緣固定，其中所述圓柱形電動(dòng)機(jī)托架以與殼體H1傾斜交叉的方式連續(xù)設(shè)置到殼體H1的中間部分上。轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1的輸出軸在電動(dòng)機(jī)托架14內(nèi)以同軸方式延伸，即，與殼體H1和轉(zhuǎn)向軸11的軸心傾斜交叉，并且圖中未示的小錐齒輪被裝配及固定在輸出軸的端部上。
在殼體H1內(nèi)，圖中未示的圓柱形球狀螺母由轉(zhuǎn)向軸11同軸支承而通過一對滾珠軸承可旋轉(zhuǎn)，其中所述一對滾珠軸承被裝配在電動(dòng)機(jī)托架14的連續(xù)設(shè)置部分的兩側(cè)。在球狀螺母的外周邊上一體形成圖中未示的大錐齒輪，大錐齒輪與裝配及固定在轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1的輸出軸上的小錐齒輪相嚙合，使得錐齒輪機(jī)構(gòu)由大錐齒輪和小錐齒輪構(gòu)成。
當(dāng)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1以上述構(gòu)造被驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，該旋轉(zhuǎn)通過錐齒輪機(jī)構(gòu)傳輸?shù)角驙盥菽干希⑶仪驙盥菽冈谳S線上旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)被轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)向軸11在軸向上的運(yùn)動(dòng)，使得前車輪10、10根據(jù)該運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向。
作為齒條及小齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的部件的小齒輪軸15以可旋轉(zhuǎn)方式承載在連接有另一轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2的小齒輪殼體H2內(nèi)。如眾所周知，小齒輪軸15被構(gòu)成為在小齒輪殼體H2和殼體H1的交叉部分處與形成于殼體H1內(nèi)的齒條軸11的對應(yīng)部分處的齒條牙齒相嚙合。
此外，在小齒輪殼體H2內(nèi)延伸的轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2的輸出端通過適當(dāng)?shù)膭?dòng)力傳輸裝置(例如，蝸輪機(jī)構(gòu))被構(gòu)成為用于小齒輪軸15的動(dòng)力傳輸結(jié)構(gòu)。這種動(dòng)力傳輸結(jié)構(gòu)為在齒條及小齒輪式電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中廣泛的使用以用于從用于轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)至小齒輪軸進(jìn)行動(dòng)力傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，并且將省略對各部件的具體構(gòu)造的說明。
當(dāng)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2以上述構(gòu)造被驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，小齒輪軸15通過動(dòng)力傳輸裝置(例如，蝸輪機(jī)構(gòu))以減速方式旋轉(zhuǎn)，并且這種旋轉(zhuǎn)在與齒條的齒相嚙合的部分處轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)向軸11軸向方向的運(yùn)動(dòng)，使得前車輪10、10根據(jù)這種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
兩個(gè)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2被由控制單元37控制的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路40驅(qū)動(dòng)；流過轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1、M2的電流由電流檢測器41檢測；以及所述電流檢測器的檢測信號被提供給控制單元37。
控制單元37根據(jù)施加到方向盤31的轉(zhuǎn)向扭矩和速度傳感器23所檢測的車速控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路40，其中所述轉(zhuǎn)向扭矩由扭矩傳感器30檢測。
以下描述將參照圖4中的流程圖說明具有這種結(jié)構(gòu)的車輛轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向控制操作，其中圖4涉及所述車輛轉(zhuǎn)向裝置。
控制單元37首先讀取由扭矩傳感器30檢測的施加到方向盤31的轉(zhuǎn)向扭矩值(S33)，并且根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩的讀取值決定電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流(S34)，控制單元37接著讀取電流檢測器41所檢測的電動(dòng)機(jī)電流值(S35)。
接下來，控制單元37計(jì)算電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流與電動(dòng)機(jī)電流之間的電流差(S36)，并且對所計(jì)算的電流差與預(yù)定電流值進(jìn)行比較，以判斷是否出現(xiàn)響應(yīng)延遲因數(shù)(S38)(檢測裝置)。
當(dāng)判斷所計(jì)算的電流差小于或等于預(yù)定電流值且未出現(xiàn)響應(yīng)延遲因數(shù)時(shí)(S38)，控制單元37將比例增益設(shè)定成正常值X5而將積分增益設(shè)定成正常值Y5(S40)，并且通過表達(dá)式(5)計(jì)算電動(dòng)機(jī)電流的控制量(S42)。
控制量＝電流差×X5+電流差的積分值×Y5(5)當(dāng)判斷所計(jì)算的電流值大于預(yù)定值且出現(xiàn)響應(yīng)延遲因數(shù)時(shí)(S38)，控制單元37將比例增益設(shè)定成大于正常值X5的數(shù)值X6而將積分增益設(shè)定成大于正常值Y5的數(shù)值Y6(S46)，接著在圖中未示的顯示單元上顯示出電動(dòng)機(jī)反常的事實(shí)?？刂茊卧?7接著通過表達(dá)式(6)計(jì)算電動(dòng)機(jī)電流的控制量(S42)。
控制量＝電流差×X6+電流差的積分值×Y6 (6)控制單元37指示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路40輸出所計(jì)算(S42)的電動(dòng)機(jī)電流的控制量(S44)并返回所述程序。
應(yīng)該注意的是本發(fā)明不限于以上所述的實(shí)施例1和2的構(gòu)造，其中轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸11旋轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)小齒輪軸15旋轉(zhuǎn)，對于轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M1和M2的安裝位置，可以采用各種組合，例如，使轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)向軸42旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造、或者使轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)M2也驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸11的構(gòu)造。
本發(fā)明可以應(yīng)用于包括車輛轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，包括將轉(zhuǎn)向力施加給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)；以及控制裝置，所述控制裝置根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩或轉(zhuǎn)向量以相同增益執(zhí)行對所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制，其特征在于設(shè)置用于檢測所述電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)的檢測裝置；以及所述控制裝置在所述檢測裝置檢測到任何一個(gè)電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)使所述增益增加預(yù)定量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中所述檢測裝置之一構(gòu)造為根據(jù)所述控制裝置的驅(qū)動(dòng)控制中的響應(yīng)延遲檢測出電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，進(jìn)一步包括用于在所述檢測裝置檢測到電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)顯示電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)的裝置。
全文摘要
一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，包括將轉(zhuǎn)向力施加給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)、以及用于根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩或轉(zhuǎn)向量以相同增益(S22)執(zhí)行對兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制的裝置。提供如果一個(gè)電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)用于檢測的方式(S20)。如果檢測裝置(S20)檢測到任何一個(gè)電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)，則控制裝置使所述增益增加預(yù)定量(S30)，使得轉(zhuǎn)向構(gòu)件即使在任何一個(gè)電動(dòng)機(jī)無法被驅(qū)動(dòng)時(shí)也不會(huì)變得很沉。
文檔編號B62D119/00GK101052558SQ20058003569
公開日2007年10月10日 申請日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者中井基生 申請人:株式會(huì)社捷太格特