專利名稱：轉向控制裝置的制作方法
技術領域：
在此描述的是包括線傳轉向系統(tǒng)的轉向控制裝置，其中具有電動轉向反作用力致動器的轉向部分與具有電動轉向從動部分致動器的轉向從動部分經(jīng)由備用裝置可機械地分離和連接。
背景技術：
近幾年對于裝備有所謂線傳轉向系統(tǒng)(以下稱為“SBW系統(tǒng)”)的車輛提出一種轉向控制裝置，其中在例如方向盤的轉向部件和轉向輪之間的機械連接被分離，并且轉向系統(tǒng)的一部分具有電路結構。在這種類型的SBW系統(tǒng)中，例如，當在轉向反作用力致動器中產(chǎn)生異常時，自動防故障保護的措施是重要的。因此提出一種結構，以便在反作用力致動器中檢測出異常時，中止反作用力控制，并且啟動機械備用系統(tǒng)，以便使轉向部件與轉向輪機械地連接，而且轉向控制切換到轉向輔助控制，從而控制方向盤致動器，并且該結構用作通常的電動轉向(EPS)裝置。例如，參見已公開的日本專利申請第2004-090783號。
然而，傳統(tǒng)的轉向控制裝置存在問題在于僅當執(zhí)行SBW控制期間產(chǎn)生異常(故障)時，轉向控制裝置從SBW控制切換到EPS控制作為自動防故障保護措施。在任何情況下，傳統(tǒng)的裝置無法將車輛電源供給能力的下降識別為SBW控制系統(tǒng)中的異常，因此即使車輛的電源供給能力下降，仍然保持SBW控制。因此，由于在SBW控制期間的轉向反作用力致動器和轉向從動部分致動器中的延遲，使得操作性降低。另外除了電源供給能力下降，由于SBW控制會導致能耗增大，因此該發(fā)動機可能不能重新啟動。

發(fā)明內容
本發(fā)明的轉向控制裝置目的在于解決上述問題，并且其在電源供給能力下降期間，在保持所希望的響應的轉向性能的同時提供低電力消耗。
更具體的是，在本發(fā)明的轉向控制裝置中，具有電動轉向反作用力致動器的轉向部分與具有電動轉向從動部分致動器的轉向從動部分經(jīng)由備用裝置可機械地分離和連接，該轉向控制裝置包括線傳轉向控制裝置，用于與備用裝置斷開連接，并且利用轉向從動部分致動器的控制和轉向反作用力致動器的控制來進行線傳轉向控制，轉向從動部分致動器的控制對應于轉向狀態(tài)而設定轉向角，轉向反作用力致動器的控制對應于轉向從動狀態(tài)而施加轉向反作用力。設置轉向輔助控制裝置，其用于與備用裝置連接，并且利用轉向反作用力致動器或轉向從動部分致動器中的至少一個致動器，通過施加轉向助力來執(zhí)行轉向輔助控制。設置控制切換裝置，其用于在線傳轉向控制和轉向輔助控制之間進行切換。設置電源供給能力估算裝置，其用于估算車輛的電源供給能力。在線傳轉向控制期間，當電源供給能力下降到設定值或設定值以下時，控制切換裝置有選擇地切換到轉向輔助控制。
因此，根據(jù)本發(fā)明的轉向控制裝置，在線傳轉向控制期間，當估算的電源供給能力下降到預定值或預定值以下時，控制切換裝置切換到轉向輔助控制。換言之，同下述情況相比，通過基于電源供給能力的下降而切換到轉向輔助控制，這可維持具有良好響應的操作，所述情況指的是，在電源供給能力下降的同時照原樣保持線傳轉向控制，導致致動器的動作響應延遲的情況。另外，與線傳轉向控制不同，進行轉向輔助控制僅要求增大轉向力的輔助力，結果電力消耗可被限制在較低的等級，而在線傳轉向控制中由于通過兩個致動器來付與轉向輪角度和轉向反作用力，所以電力消耗增大。


下面結合附圖，通過以下的描述和附后的權利要求書，本發(fā)明的轉向控制裝置的這些和其它特征和優(yōu)點將會很明顯，其中圖1是示出根據(jù)其中一個實施例采用轉向控制裝置的線傳轉向系統(tǒng)的綜合結構圖；圖2是示出通過圖1中的轉向反作用力控制器和轉向從動部分控制器執(zhí)行的控制切換處理的流程圖；圖3是示出轉向狀態(tài)計算處理的流程圖；圖4是示出第一和第二閾值計算處理的流程圖；圖5是示出在利用SBW期間估算電力消耗的計算處理的流程圖；圖6是示出轉向狀態(tài)和第一閾值之間相互關系的一個實例的曲線圖；圖7是示出轉向狀態(tài)和第二閾值之間相互關系的一個實例的曲線圖；圖8是示出轉向狀態(tài)和電力消耗之間相互關系的一個實例的曲線圖；圖9是示出齒條軸力狀態(tài)和電力消耗之間的相互關系的一個實例的曲線圖；圖10是示出EPS控制狀態(tài)和電力消耗之間的相互關系的一個實例的曲線圖；圖11是示出利用SBW時的電力消耗和從EPS控制返回到SBW控制時的延遲時間之間相互關系的一個實例的曲線圖；圖12是示出當電源電壓改變時、在SBW控制和EPS控制之間切換的時間圖；以及圖13是示出當電源供給能力值下降量變化時、在SBW控制和EPS控制之間切換的時間圖。
具體實施例方式
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例采用轉向控制裝置的線傳轉向系統(tǒng)(以下稱為“SBW系統(tǒng)”)的綜合結構圖。如圖1所示的SBW系統(tǒng)包括方向盤1，轉向反作用力致動器2，轉向輪3，轉向從動部分致動器4，轉向反作用力控制器5，轉向從動部分控制器6，通信線7，機械備用系統(tǒng)8(備用裝置)和備用離合器9(備用裝置)。
在方向盤1和轉向反作用力致動器2(轉向部分)與轉向輪3和轉向從動部分致動器4(轉向從動部分)之間不存在機械連接。但是，仍設有機械備用系統(tǒng)8，例如通過線纜等，可將轉向反作用力致動器2和轉向從動部分致動器4機械地連接。該機械連接可通過備用離合器9連接或分離。
在SBW系統(tǒng)具有機械備用系統(tǒng)8的情況下，通過下述方式實現(xiàn)轉向輪的操作即，分離備用離合器9，并且對應于方向盤1的旋轉操作、基于由轉向從動部分控制器6所計算的指令值來驅動轉向從動部分致動器4。該轉向從動部分致動器4可由諸如無刷電機等的電機構成。為了將轉向反作用力施加給方向盤1，該轉向反作用力致動器可由諸如無刷電機的電機構成，如同轉向從動部分致動器4的情況。轉向反作用力操作可通過對應于轉向輪3的轉向狀態(tài)、基于由轉向反作用力控制器5所計算的指令值來驅動轉向反作用力致動器2來實現(xiàn)。由轉向反作用力控制器5和轉向從動部分控制器6計算的指令值成為電機的電流指令值，所述電機構成轉向反作用力致動器2和轉向從動部分致動器4(執(zhí)行SBW控制的線傳轉向控制裝置)。
轉向反作用力控制器5和轉向從動部分控制器6之間的各種信號的傳送通過通信線7來執(zhí)行。該通信線7具有雙線結構。另外，檢測轉向反作用力致動器2和轉向從動部分致動器4的操作狀態(tài)的傳感器(例如，電機旋轉角度傳感器等)也具有雙線結構，以便為SBW系統(tǒng)提供冗余結構。
在SBW系統(tǒng)具有機械備用系統(tǒng)8的情況下，當備用離合器9嚙合時，轉向輪3可直接隨著方向盤1運動。換言之，當SBW系統(tǒng)中發(fā)生異常時，通過使具有轉向反作用力致動器2的轉向部分和具有轉向從動部分致動器4的轉向從動部分與機械備用系統(tǒng)8機械地連接來允許安全驅動。另外，利用轉向反作用力致動器2或轉向從動部分致動器4可以獲得轉向輔助控制，該轉向輔助控制向由駕駛者施加的轉向力施加輔助力(執(zhí)行EPS控制的轉向輔助控制裝置)。
圖示實施例提出一種控制方法，其中當在SBW系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)異常時，機械備用系統(tǒng)8的備用離合器9嚙合，從而維持從SBW控制向EPS控制的切換，并且通過異常報警燈等向駕駛者報告SBW系統(tǒng)中的異常。
盡管在SBW系統(tǒng)中未出現(xiàn)異常，當操縱轉向反作用力致動器2和轉向從動部分致動器4的電源電壓降低時，機械備用系統(tǒng)8的備用離合器9嚙合，并且SBW控制切換到EPS控制；當電源電壓恢復時，機械備用系統(tǒng)8的備用離合器9脫離嚙合，并且進行從EPS控制回到SBW控制的切換。
圖2到5是根據(jù)圖示實施例顯示由轉向反作用力控制器5和轉向從動部分控制器6執(zhí)行的控制切換處理的流程圖。該處理在預定控制周期(例如，10毫秒)內執(zhí)行。轉向反作用力控制器5和轉向從動部分控制器6的處理原理相同。但是，SBW控制計算和EPS控制計算是不同的。各步驟描述如下(控制切換裝置)。
在步驟S1，檢查EPS固定標記的狀態(tài)。如果EPS固定標記被設定，那么處理進入到步驟S24，并且EPS控制起作用。如果它為空(無標記)，那么處理進入到步驟S2。該“EPS固定標記”是僅實施EPS控制的狀態(tài)標記。以下描述僅實施EPS控制的判斷。
在步驟S2，執(zhí)行電源供給能力下降量Vd的計算，并且處理進入步驟S3(電源供給能力估算裝置)。該“電源供給能力下降量Vd”利用以下公式計算Vd＝參考電壓-電源電壓Vbat該參考電壓設定為約14V。
在步驟S3，執(zhí)行轉向狀態(tài)的計算，并且處理進入到步驟S4。“計算轉向狀態(tài)”的詳細內容參考圖3的流程圖進行描述。
在步驟S3-1，計算轉向角絕對值AbSθ和轉向角速度絕對值AbSdθ。
在步驟S3-2，計算電機的電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com，該電機構成轉向從動部分致動器4。
在步驟S3-3，利用以下公式計算出轉向角絕對值AbSθ和轉向角速度絕對值AbSdθ在預定時間的累計值Iθ和Idθ。
Iθ＝Iθ+AbSθ-AbSθ100Idθ＝Idθ+AbSdθ-AbSdθ100其中，AbSθ100和AbSdθ100是在第100控制周期前計算出的轉向角絕對值AbSθ和轉向角速度絕對值AbSdθ。通過加上當前的轉向角絕對值AbSθ和轉向角速度絕對值AbSdθ，并且減去在第100周期前計算出的轉向角絕對值AbSθ100和轉向角速度絕對值AbSdθ100，得出從預定時間前起的累計值Iθ和Idθ。當控制周期為10毫秒時，累計值是從1秒前起的值，但是，周期數(shù)并不限于此。
在步驟S3-4，利用如下公式計算出轉向從動部分致動器4的電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com的預定時間的累計值Str_I。
Str_I＝Str_I+AbS_Str_I_com-AbS_Str_I_com100其中，AbS_Str_I_com100是在第100控制周期前計算出的轉向從動部分致動器4的電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com。通過加上當前的絕對電流指令值AbS_Str_I_com，并且減去100次前的電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com100，得出從預定時間前起的累計值Str_I。當控制周期是10毫秒時，累計值是從1秒前起的值，但是，次數(shù)并不限于此。
在步驟S3-5，成為轉向狀態(tài)指標的轉向狀態(tài)指標值Str_State利用如下公式來計算(轉向狀態(tài)指標值檢測裝置)Str_State＝Iθ+Idθ+Str_I其中，轉向狀態(tài)指標值Str_State是反映從預定時間前起的轉向狀態(tài)的值，并且當轉向角大以及轉向速度高時，其具有較大值。另外，根據(jù)本實施例，轉向狀態(tài)指標值Str_State基于轉向角、轉向角速度和轉向從動部分致動器4的電流指令值來計算，但是，也不必要求使用所有值，并且該計算可通過該所有值中任何單一的值來執(zhí)行。
在步驟S3-6，執(zhí)行每個轉向角絕對值AbSθ、轉向角速度絕對值AbSdθ和電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com的數(shù)據(jù)元素的替換。換言之，當前值替換為一次(1)前的值，一次(1)前的值替換為兩次(2)前的值，…，99次前的值替換為100次前的值，然后將它們儲存在存儲器中。一個實例如下AbSθ100＝AbSθ99AbSθ99＝AbSθ98AbSθ98＝AbSθ97………＝………AbSθ2＝AbSθ1AbSθ1＝AbSθ在步驟S4中，計算第一閾值V1和第二閾值V2，并且處理進入到步驟S5?！暗谝婚撝礦1和第二閾值V2的計算”參考圖4的流程圖進行如下詳細描述。
在步驟S4-1，求出車輛的其它系統(tǒng)(制動器拉索，后輪轉向角控制，汽車前照燈，刮水器等)的操作狀態(tài)和該其它系統(tǒng)的電力消耗調整量VSyS(系統(tǒng)操作狀態(tài)檢測裝置)。根據(jù)本實施例，對應于其它系統(tǒng)狀態(tài)，在兩個步驟中設定電力消耗調整量VSyS。當有許多操作由其它系統(tǒng)執(zhí)行、并且估算電力消耗較大時，它取值為VSyS＝VSyS1，而當僅有少數(shù)操作由其它系統(tǒng)執(zhí)行、并且估算電力消耗小時，它取值為VSyS＝VSyS2。VSyS1例如取值為0.5V，VSyS2例如取值為0.1V。對于裝備有電力監(jiān)控系統(tǒng)的混合式車和電動車等，基于電池充電容量(電池S.O.C)的信息，處理可采用更多步驟或不采用步驟。
在步驟S4-2，基于步驟S3中計算的轉向狀態(tài)指標值Str_State，計算第一閾值V1(第一閾值設定裝置)。第一閾值V1利用圖6中所示的特性來計算。第一閾值V1是從SBW控制向EPS控制切換的閾值，并且當轉向狀態(tài)指標值Str_State變大時，該第一閾值V1設定為較小值，因此當轉向角大以及轉向角速度高時，提供容易的向EPS控制的轉換。
在步驟S4-3，基于在步驟S3中計算的轉向狀態(tài)指標值Str_State來計算第二閾值V2(第二閾值設定裝置)。第二閾值V2根據(jù)圖7中所示的特性來計算。第二閾值V2是當從EPS控制切換回到SBW控制時的閾值，并且當轉向狀態(tài)指標值Str_State變大時，該第二閾值V2設定為較小值，因此當轉向角大以及轉向角速度高時，難于返回到SBW控制。第一和第二閾值之間的關系是V1＞V2。
在步驟S4-4，利用在步驟S4-1中得出的其它系統(tǒng)的電力消耗調整量VSyS來調節(jié)第二閾值V2。調節(jié)公式如下V2＝V2-VSyS當有許多操作由其它系統(tǒng)處理執(zhí)行、并且估算電力消耗大時，第二閾值V2向較小方向調節(jié)，因此難于從EPS控制返回到SBW控制。
在步驟S5，在SBW控制期間執(zhí)行電力消耗Ps的計算，并且處理進入到步驟S6(電力消耗估算裝置)。參考圖5的流程圖詳細描述“計算在SBW控制期間的電力消耗Ps”。
在步驟S5-1中，計算齒條軸力絕對值AbSFr。
在步驟S5-2中，利用如下公式計算齒條軸力絕對值AbSFr的預定時間的累計值F_state(轉向從動部分扭矩狀態(tài)指標值檢測裝置)F_state＝F_state+AbSFr-AbSFr100其中，AbSFr100是在第100控制周期前計算的齒條軸力絕對值AbSFr。通過加上本次的齒條軸力絕對值AbSFr，并且減去100周期前的齒條軸力絕對值AbSFr100，得出從預定時間前起的累計值F_state。當控制周期為10毫秒時，它是從1秒前起的累計值，但是，次數(shù)并不限于此。
在步驟S5-3中，執(zhí)行齒條軸力絕對值AbSFr的數(shù)據(jù)元素的替換。換言之，當前值替換為一次(1)前的值，一次(1)前的值替換為兩次(2)前的值，…，99次前的值替換為100次前的值，然后將它們儲存在存儲器中。一個實例如下AbSFr100＝AbSFr99AbSFr99＝AbSFr98AbSFr98＝AbSFr97………＝………AbSFr2＝AbSFr1AbSFr1＝AbSFr在步驟S5-4中，基于在步驟S3中計算的轉向狀態(tài)指標值Str_state計算電力消耗Ps_s。利用圖8中所示特性來計算電力消耗Ps_s。當轉向狀態(tài)指標值Str_state較大時，即，當轉向角大和轉向速度高時，電力消耗Ps_s取較大值。
在步驟S5-5中，基于在步驟S5-2中計算的累計值F_state來計算電力消耗Ps_f，該累計值F_state是齒條軸力的狀態(tài)的指標。利用圖9中所示特性計算電力消耗Ps_f。當累計值F_state較大時，即，當來自路面的實質干擾影響到轉向輪3時，電力消耗Ps_f取較大值。
在步驟S5-6中，判斷該系統(tǒng)是否處于EPS控制下。如果處于EPS控制下，那么處理進入到步驟S5-7；如果不處于EPS控制下，那么處理進入到步驟S5-10。
在步驟S5-7中，在EPS控制期間，轉向從動部分致動器4的電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com_EP在預定時間的累計值Str_I_EPS利用如下公式來計算(電流指令值狀態(tài)指標值檢測裝置)Str_I_EPS＝Str_I_EPS+AbS_Str_I_com_EPS
AbS_Str_I_com_EPS100其中，AbS_Str_I_com_EPS100是第100控制周期前計算的EPS控制的電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com_EPS。通過加上本次的電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com_EPS、并且減去第100次前的電流指令值的絕對值，可求出從預定時間前起的累計值Str_I_EPS。當控制周期是10毫秒時，它是從1秒前起的累計值，但是，次數(shù)并不限于此。
在步驟S5-8中，執(zhí)行電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com_EPS的數(shù)據(jù)元素的替換。換言之，當前值替換為一次(1)前的值，一次(1)前的值替換為兩次(2)前的值，…，99次前的值替換為100次前的值，然后將它們儲存在存儲器中。一個實例如下AbS_Str_I_com_EPS100＝AbS_Str_I_com_EPS99AbS_Str_I_com_EPS99＝AbS_Str_I_com_EPS98AbS_Str_I_com_EPS98＝AbS_Str_I_com_EPS97………＝………AbS_Str_I_com_EPS2＝AbS_Str_I_com_EPS1AbS_Str_I_com_EPS1＝AbS_Str_I_com_EPS在步驟S5-9中，基于在步驟S5-7中計算的累計值Str_I_EPS來計算電力消耗Ps_EPS，累計值Str_I_EPS表示EPS控制期間的電流指令值狀態(tài)。在EPS控制期間的較大電流指令值持續(xù)的情況下，有較大的電力消耗Ps_EPS。根據(jù)圖10中所示的特性計算電力消耗Ps_EPS。為了對應于在EPS控制期間的與SBW控制相比較低的電力消耗，這樣設定該特性，使得在SBW控制期間的電力消耗Ps_EPS基于累計值Str_I_EPS在較大側。
在步驟S5-10中，將儲存的累計值Str_I_EPS、和電流指令值的絕對值AbS_Str_I_com_EPS到AbS_Str_I_com_EPS100清除。換言之，除EPS控制期間外，不計算這些值。
在步驟S5-11中，利用如下公式計算在SBW控制期間的電力消耗PsPS＝max{Ps_s，Ps_f，PS_EPS}在SBW控制期間的電力消耗Ps基于三個值來計算，它們是從轉向狀態(tài)估算的電力消耗Ps_s，從干擾估算的電力消耗Ps_f以及從EPS控制期間的電流指令值狀態(tài)估算的電力消耗Ps_EPS。但是，不必要求使用所有這些值，可利用這些值中任何一個值來進行計算。另外，齒條軸力用于計算從干擾狀態(tài)估算的電力消耗Ps_f。但是，類似地，它可利用轉向部分扭矩來計算。
在步驟S6中，延遲時間TeS是這樣一段時間即，從電源供給能力下降量變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝礦2的時刻起，至從EPS控制向SBW控制切換的時刻為止；基于SBW控制期間的電力消耗Ps來計算該延遲時間TeS(延遲時間設定裝置)。然后，處理進入到步驟S7。延遲時間TeS根據(jù)圖11所示的特性來計算。根據(jù)這些特性，當SBW期間電力消耗Ps較大時，為了使從EPS控制返回到SBW控制更為困難，該延遲時間TeS設定得略大。
在步驟S7中，判斷該系統(tǒng)是否處于SBW控制下。如果處于SBW控制下，那么處理進入到步驟S8；如果不是，換言之，當它處于EPS控制下時，處理進入到步驟S13。
在步驟S8中，將在步驟S2中計算的電源供給能力下降量Vd和在步驟S4中計算的第一閾值V1進行比較。當電源供給能力下降量Vd等于或大于第一閾值V1時，換言之，電源供給能力下降量Vd較大，則處理進入到步驟S9；當電源供給能力下降量Vd小于第一閾值V1時，處理進入到步驟S12。
在步驟S9中，測量SBW控制和EPS控制之間切換次數(shù)的計數(shù)器CT加1，并且處理進入到步驟S10(控制切換次數(shù)檢測裝置)。
在步驟S10中，為了從SBW控制切換到EPS控制，備用離合器9嚙合，并且處理進入到步驟S11。
在步驟S11中，切換到EPS控制計算，并且處理進入到步驟S21。在EPS控制期間，為了不啟動轉向反作用力致動器2，轉向反作用力控制器5不執(zhí)行計算，并且轉向從動部分致動器4的控制指令值通過轉向從動部分控制器6進行計算。在步驟S8到步驟S11的處理中，執(zhí)行從SBW控制向EPS控制的切換。
在步驟S12中，基于步驟S8中的下述判斷結果即，電源供給能力下降量Vd小于第一閾值V1，換言之，電源供給能力未下降，繼續(xù)進行通常的SBW控制計算，并且處理進入到步驟S21。在通常的SBW控制計算期間，利用轉向反作用力控制器5計算轉向反作用力致動器2的控制指令值，并且利用轉向從動部分控制器6計算轉向從動部分致動器4的控制指令值。
在步驟S13中，隨著在步驟S7中判斷出系統(tǒng)處于EPS控制下，則對在步驟S2中計算的電源供給能力下降量Vd和在步驟S4中計算的第二閾值V2進行比較。當電源供給能力下降量Vd等于或小于第二閾值V2時，換言之，電源供給能力下降量小，處理進入到步驟S14；當電源供給能力下降量Vd等于或大于第二閾值V2時，處理進入到步驟S19。
在步驟S14中，對經(jīng)過時間CeS和在步驟S6中設定的延遲時間TeS進行比較，該經(jīng)過時間CeS是從電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝礦2的時點起的時間，延遲時間TeS是從EPS控制切換回到SBW控制的時間。當CeS≤TeS時，處理進入到步驟S15；當CeS＞TeS時，處理進入到步驟S16。
在步驟S15中，當電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝礦2時，經(jīng)過時間CeS增加，并且處理進入到步驟S20。因此，即使電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝礦2時，繼續(xù)EPS控制直到經(jīng)過時間CeS超過延遲時間TeS。
在步驟S16中，隨著判斷出CeS＞TeS，測量在SBW控制和EPS控制之間切換次數(shù)的計數(shù)器CT加1，并且處理進入到步驟S17(控制切換次數(shù)檢測裝置)。
在步驟S17中，備用離合器9分離，以便從EPS控制返回到SBW控制，并且處理進入到步驟S18。
在步驟S18中，切換到SBW控制計算，并且處理進入到步驟S21。在SBW控制計算中，轉向反作用力致動器2的控制指令值通過轉向反作用力控制器5來計算，并且轉向從動部分致動器4的控制指令值通過轉向從動部分控制器6來計算。在步驟S13到步驟S18的處理中，執(zhí)行從EPS控制向SBW控制的切換。
在步驟S19中，隨著在步驟13中判斷出電源供給能力下降量Vd等于或大于第二閾值V2，則從電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝礦2的時點起的經(jīng)過時間CeS被清零，并且處理進入到步驟S20。
在步驟S20中，為了繼續(xù)EPS控制，轉向反作用力控制器5不執(zhí)行計算，轉向從動部分致動器4的控制指令值通過轉向從動部分控制器6計算，并且處理進入到步驟S21。
在步驟S21中，隨著在步驟S11或S20的EPS控制計算，或在步驟S12或步驟S18的SBW控制計算，判斷計時器TO是否經(jīng)過預定時間Tb。預定時間Tb是預先設定的值(例如，一(1)分鐘)，如果SBW控制和EPS控制之間的切換在該預定時間Tb內頻繁地發(fā)生，那么判斷電池耗損可能加速。如果未經(jīng)過預定時間Tb，那么處理進入到步驟S22；如果經(jīng)過預定時間Tb，那么處理進入到步驟S26。
在步驟S22中，對計數(shù)器CT和預先設定的預定次數(shù)Cb(例如，10次)進行比較，該計數(shù)器CT是步驟S9或步驟S16中計數(shù)的SBW控制和EPS控制之間的切換次數(shù)。如果Cb≤CT，那么處理進入到步驟S23；如果Cb＞CT，那么處理進入到步驟S25。
在步驟S23中，為將控制狀態(tài)設為EPS控制，設定EPS固定標記，并且處理進入到步驟S24。當點火裝置(ignition)關閉時，EPS固定標記復位。
在步驟S24中，執(zhí)行EPS控制計算并進行返回。換言之，為執(zhí)行EPS控制，轉向反作用力控制器5不執(zhí)行計算，并且轉向從動部分致動器4的控制指令值通過轉向從動部分控制器6來計算。另外，如果在該時點已經(jīng)執(zhí)行SBW控制，那么備用離合器9嚙合。
在步驟S25中，隨著在步驟S22中判斷出Cb＞CT，計時器TO測量經(jīng)過的時間，并且進行返回。
在步驟S26中，隨著在步驟S21中判斷出TO≤Tb，由于經(jīng)過了預定時間Tb，測量經(jīng)過時間的計時器TO被清零，并且處理進入到步驟27。
在步驟S27中，由于在預定時間內SBW控制和EPS控制之間的切換次數(shù)CT未超過預定次數(shù)Cb，因此用于計數(shù)SBW控制和EPS控制之間的切換次數(shù)的計數(shù)器CT被請零，并且進行返回。
首先，當電源供給能力下降量Vd小于第一閾值V1、并且具有足夠的電源供給能力時，進行如下處理例如在圖2的流程圖中，從步驟S1→步驟S2→步驟S3→步驟S4→步驟S5→步驟S6→步驟S7→步驟S8→步驟S12。在步驟S12中，執(zhí)行SBW控制計算，并且繼續(xù)SBW控制。
接著，由于電力消耗，如果電源供給能力下降量Vd變成等于或大于第一閾值V1時，進行如下處理例如在圖2的流程圖中，從步驟S1→步驟S2→步驟S3→步驟S4→步驟S5→步驟S6→步驟S7→步驟S8→步驟S9→步驟S10→步驟S11。在步驟S10中，備用離合器9嚙合；在步驟S11中，從SBW控制計算向EPS控制計算進行切換，從而，從SBW控制向EPS控制進行切換。
接下來，盡管切換到EPS控制，如果電源供給能力下降量Vd大于第二閾值V2，則進行如下處理例如在圖2的流程圖中，從步驟S1→步驟S2→步驟S3→步驟S4→步驟S5→步驟S6→步驟S7→步驟S13→步驟S19→步驟S20。在步驟S20中，執(zhí)行EPS控制計算，并且繼續(xù)EPS控制。
在EPS控制期間，當電源供給能力下降量Vd達到第二閾值V2或更低時，進行如下處理例如在圖2的流程圖中，從步驟S1→步驟S2→步驟S3→步驟S4→步驟S5→步驟S6→步驟S7→步驟S13→步驟S14→步驟S15→步驟S20。在步驟S14中，判斷從達到Vd≤V2的時點起的經(jīng)過時間CeS是否超過延遲時間TeS。處理進入到步驟S20并且繼續(xù)EPS控制，直到經(jīng)過時間CeS超過延遲時間TeS時為止。
在EPS控制期間，當電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝礦2、并且從它變?yōu)閂d≤V2的時點起的經(jīng)過時間CeS超過延遲時間TeS時，接著進行如下處理例如在圖2的流程圖中，從步驟S1→步驟S2→步驟S3→步驟S4→步驟S5→步驟S6→步驟S7→步驟S13→步驟S14→步驟S16→步驟S17→步驟S18。在步驟S17中，備用離合器9分離；在步驟S18中，從EPS控制計算向SBW控制計算進行切換，并且該系統(tǒng)從EPS控制返回到SBW控制。
當不存在SBW控制和EPS控制之間的頻繁切換時，在圖2的流程圖中，處理從步驟S11、步驟S12、步驟S18或步驟S20中的任何一個步驟進入到步驟S21→步驟S22→步驟S25→返回，或者進入到步驟S21→步驟S26→步驟S27→返回?；陔娫垂┙o能力下降量Vd，執(zhí)行SBW控制和EPS控制之間的切換。
然而，當存在SBW控制和EPS控制之間頻繁的切換時，并且在計時器TO到達預定時間Tb之前，作為SBW控制和EPS控制之間的切換次數(shù)的計數(shù)器CT的計數(shù)變?yōu)榈扔诨虼笥陬A定次數(shù)Cb時，則在圖2的流程圖中，處理從步驟S11、步驟S12、步驟S18或步驟S20中的任何一個步驟進入到步驟S21→步驟S22→步驟S23→步驟S24→返回。在步驟S23中，設定EPS固定標記；在步驟24中，執(zhí)行EPS控制計算。由于EPS固定標記被設定，從下一個控制周期起，將重復從步驟S1→步驟S24→返回的過程，并且繼續(xù)EPS控制。
傳統(tǒng)上，由于不能將車輛的電源供給能力的下降識別為SBW控制系統(tǒng)中的異常，因此，即使車輛的電源供給能力下降，也仍然維持SBW控制。由于在SBW控制期間轉向反作用力致動器和轉向從動部分致動器的操作反應延遲，因此，操作性降低。另外，由于除了電源供給能力下降外，因SBW控制電力消耗增大，發(fā)動機不能重新啟動。
如上所述，對于SBW系統(tǒng)，當電源電壓下降以及例如可能存在致動器反應性變差時，安全驅動可能變得困難。所以，如同在轉向反作用力致動器中的異常檢測，可以考慮通過啟動機械備用系統(tǒng)而切換到電力消耗較小的EPS控制。然而，如果電源電壓暫時下降而切換到EPS控制，SBW控制就會不必要地受到限制，并且SBW控制的好處減小。
在電源電壓暫時下降的情況下，能夠返回到SBW控制，因此考慮一種控制方法，其中當電源電壓下降到等于或小于第一閾值V1′時，該系統(tǒng)從SBW控制移向EPS控制，并且當它變?yōu)榈扔诨虼笥诘诙撝礦2′(＞V1′)時，它從EPS控制返回到SBW控制。如上所述，如圖12所示，僅根據(jù)電源電壓大小執(zhí)行返回SBW控制的判斷，并且重復該操作，以便當它返回到SBW控制后，電源電壓下降，它可再次切換回到EPS控制，因此它可給駕駛者帶來不舒服的感覺。
相反，根據(jù)圖示實施例的切換控制操作如下。參考圖13描述由于電源供給能力下降量的變化，SBW控制和EPS控制之間的切換操作。在圖13中，X軸表示時間，并且圖中示出電源供給能力下降量Vd的狀態(tài)、第一閾值V1的狀態(tài)、第二閾值V2的狀態(tài)和控制狀態(tài)(SBW控制或EPS控制)。
在圖13中的t1時刻，當電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨虼笥诘谝婚撝礦1時，備用離合器9嚙合，并且該系統(tǒng)從SBW控制切換到EPS控制。由于切換到EPS控制，電力消耗減?。徊⑶以趖2時刻，電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝礦2；然而，直到經(jīng)過延遲時間TeS后，該系統(tǒng)才從EPS控制返回到SBW控制。換言之，在t3時刻，電源供給能力下降量Vd等于或小于第二閾值V2的狀態(tài)持續(xù)了延遲時間TeS這樣一段時間，因此，備用離合器9分離，并且該系統(tǒng)從EPS控制返回到SBW控制。
在t4時刻，當由于電力消耗再次增加，電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨虼笥诘谝婚撝礦1時，該備用離合器9嚙合，并且該系統(tǒng)從SBW控制切換到EPS控制。在t5時刻，電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝礦2；但是，電源供給能力下降量Vd在t6時刻變?yōu)榈扔诨虼笥诘谝婚撝礦1，t6時刻在經(jīng)過延遲時間TeS的時點之前，因此在該時期，繼續(xù)EPS控制。換言之，等待經(jīng)過了延遲時間TeS后，該系統(tǒng)從EPS控制切換回SBW控制，因此可避免SBW控制和EPS控制之間不必要的切換。
在t7時刻，電源供給能力下降量Vd變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝礦2，并且在保持該值等于或小于第二閾值V2的同時經(jīng)過延遲時間TeS，并且因此，在t8時刻，該系統(tǒng)從EPS控制切換回SBW控制，t8時刻是從t7時刻起經(jīng)過了延遲時間TeS后的時刻。這里，如同結合圖2的流程圖中步驟S3到S6所說明的，第一閾值V1、第二閾值V2和當系統(tǒng)從EPS控制切換回SBW控制時的延遲時間TeS，對應于轉向狀態(tài)、控制狀態(tài)和其它系統(tǒng)狀態(tài)等進行設定。
如上所述，圖示實施例具有這樣的結構，以便第一閾值V1、第二閾值V2和當系統(tǒng)從EPS控制切換回SBW控制時的延遲時間TeS對應于轉向狀態(tài)、控制狀態(tài)和其它系統(tǒng)狀態(tài)等進行設定，并且當電源供給能力下降量Vd等于或大于第一閾值V1時，該系統(tǒng)從SBW控制切換到EPS控制，并且當電源供給能力下降量Vd等于或小于第二閾值V2的狀態(tài)持續(xù)延遲時間TeS時，該系統(tǒng)從EPS控制切換回到SBW控制。因此，SBW控制和EPS控制之間頻繁的切換所帶來的任何不舒適感覺得到抑制，同時在電源電壓改變期間保持安全性，允許有效地利用SBW控制，因此，不但可以解決傳統(tǒng)問題，而且可解決使用控制切換方法的預期的問題。
另外，即使當采用圖示實施例的控制切換方法時，如果在SBW控制和EPS控制之間的切換頻繁，并且在計時器TO到達預定時間Tb前，SBW控制和EPS控制之間的切換次數(shù)的計數(shù)器CT的計數(shù)變?yōu)榈扔诨虼笥陬A定次數(shù)Cb時，如上所述設定EPS固定標記，并且繼續(xù)EPS控制。通過這樣操作，當該系統(tǒng)判斷存在電池損耗的可能性時，控制可被固定在具有低電力消耗的EPS控制。因此，安全性可得到保證，并且由于控制狀態(tài)的頻繁切換導致的任何不舒適感可得以抑制。
根據(jù)圖示實施例，當電源供給能力下降量Vd等于或大于第一閾值V1時，該系統(tǒng)從SBW控制向EPS控制切換，并且當電源供給能力下降量Vd等于或小于第二閾值V2并且持續(xù)了延遲時間TeS的這樣一段時間時，該系統(tǒng)從EPS控制切換回SBW控制。但是，可允許的是當電源供給能力下降量Vd等于或大于第一閾值V1時，該系統(tǒng)僅從SBW控制切換到EPS控制。本發(fā)明的轉向控制裝置包括任何這樣的實施例即，在線傳控制期間，當估算的電源供給能力下降到設定值或設定值以下時切換到轉向輔助控制。
在圖示實施例中，第一閾值V1和第二閾值V2建立有如下關系即，V1＞V2，第一閾值V1是從SBW控制向EPS控制切換的閾值，第二閾值V2是從EPS控制向SBW控制切換的閾值。但是，例如，從SBW控制向EPS控制切換的閾值和從EPS控制向SBW控制切換的閾值可以具有V1＝V2的關系，這樣，可以僅設置一個閾值，并且延遲時間TeS相比圖示實施例可被設置為較長時間。或者，例如，它可以通過具有兩組各自的閾值來實現(xiàn)從SBW控制向EPS控制切換的閾值和從EPS控制向SBW控制切換的閾值，并且兩個閾值之間的滯后寬度可用于設置切換延遲。
在圖示實施例中，根據(jù)轉向狀態(tài)、控制狀態(tài)和其它系統(tǒng)的狀態(tài)，設置第一閾值V1、第二閾值V2和從EPS控制返回到SBW控制的延遲時間TeS。但是，本發(fā)明轉向控制裝置可擴展到這樣的實施例即，其具有可變值或具有預先設定的常數(shù)，該可變值使用除結合圖示實施例所公開參數(shù)之外的參數(shù)。
已公開的轉向控制裝置應用到線傳轉向系統(tǒng)，該線傳轉向系統(tǒng)利用機械備用系統(tǒng)和備用離合器作為備用裝置。但是，它可應用到除圖示實施例之外的線傳轉向系統(tǒng)，只要它是具有如下備用裝置的系統(tǒng)即可，該備用裝置允許在轉向部分和轉向從動部分之間實現(xiàn)機械連接和分離。
因此，當本發(fā)明轉向控制裝置結合其特定具體實施例進行圖示和描述時，其是為了說明而非為了限制，并且所附權利要求書應該如現(xiàn)有技術所允許地解釋為寬的廣義范圍。
權利要求
1.一種轉向控制裝置，在該轉向控制裝置中，具有電動轉向反作用力致動器的轉向部分與具有電動轉向從動部分致動器的轉向從動部分經(jīng)由備用裝置可機械地分離和連接，并且該轉向控制裝置包括線傳轉向控制裝置，用于與備用裝置斷開連接，并且利用轉向從動部分致動器的控制和轉向反作用力致動器的控制來進行線傳轉向控制，轉向從動部分致動器的控制對應于轉向狀態(tài)設定轉向角，轉向反作用力致動器的控制對應于轉向從動狀態(tài)施加轉向反作用力；轉向輔助控制裝置，用于與備用裝置連接，并且利用轉向反作用力致動器和轉向從動部分致動器中的至少一個致動器，通過施加轉向助力來執(zhí)行轉向輔助控制；控制切換裝置，用于在利用線傳轉向控制裝置進行的線傳轉向控制和利用轉向輔助控制裝置進行的轉向輔助控制之間進行切換；以及電源供給能力估算裝置，用于估算車輛的電源供給能力；并且其中在線傳轉向控制期間，當電源供給能力下降到設定值或設定值以下時，控制切換裝置有選擇地切換到轉向輔助控制。
2.如權利要求1所述的轉向控制裝置，包括第一閾值設定裝置，用于設定從線傳轉向控制向轉向輔助控制切換的第一閾值；以及第二閾值設定裝置，用于設定從轉向輔助控制向線傳轉向控制切換的第二閾值；并且其中在線傳轉向控制期間，當電源供給能力下降量變?yōu)榈扔诨虼笥诘谝婚撝禃r，控制切換裝置有選擇地切換到轉向輔助控制；并且在轉向輔助控制期間，當電源供給能力下降量變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝禃r，切換回到線傳轉向控制，該第二閾值等于或小于第一閾值。
3.如權利要求2所述的轉向控制裝置，包括轉向狀態(tài)指標值檢測裝置，該轉向狀態(tài)指標值檢測裝置用于檢測轉向狀態(tài)指標值，該轉向狀態(tài)指標值反映從預定時間前起的轉向部分的轉向狀態(tài)；并且其中當轉向狀態(tài)指標值變大時，第一閾值設定裝置有選擇地設定較小的第一閾值。
4.如權利要求2所述的轉向控制裝置，包括轉向狀態(tài)指標值檢測裝置，該轉向狀態(tài)指標值檢測裝置用于檢測轉向狀態(tài)指標值，該轉向狀態(tài)指標值反映從預定時間前起的轉向部分的轉向狀態(tài)；并且其中當轉向狀態(tài)指標值變大時，第二閾值設定裝置有選擇地設定較小的第二閾值。
5.如權利要求2所述的轉向控制裝置，包括系統(tǒng)操作狀態(tài)檢測裝置，該系統(tǒng)操作狀態(tài)檢測裝置用于檢測車輛中除轉向控制之外的電動操作系統(tǒng)的操作狀態(tài)；并且其中當其他電動操作系統(tǒng)的操作增多時，第二閾值設定裝置有選擇地減小第二閾值。
6.如權利要求2所述的轉向控制裝置，包括延遲時間設定裝置，該延遲時間設定裝置用于設定從轉向輔助控制切換到線傳轉向控制的延遲時間；并且其中在轉向輔助控制期間，從電源供給能力下降量變?yōu)榈扔诨蛐∮诘诙撝禃r的時刻起經(jīng)過設定的延遲時間后，控制切換裝置有選擇地返回到線傳轉向控制。
7.如權利要求6所述的轉向控制裝置，包括電力消耗估算裝置，該電力消耗估算裝置用于估算線傳轉向控制期間的電力消耗；并且其中當估算的電力消耗變大時，延遲時間設定裝置有選擇地設定較大的延遲時間。
8.如權利要求7所述的轉向控制裝置，包括轉向狀態(tài)指標值檢測裝置，該轉向狀態(tài)指標值檢測裝置用于檢測轉向狀態(tài)指標值，該轉向狀態(tài)指標值反映從預定時間前起的轉向部分的轉向狀態(tài)；并且其中當轉向狀態(tài)指標值變大時，電力消耗估算裝置有選擇地估算較大的電力消耗。
9.如權利要求7所述的轉向控制裝置，包括轉向從動部分扭矩狀態(tài)指標值檢測裝置，該轉向從動部分扭矩狀態(tài)指標值檢測裝置用于檢測轉向從動部分扭矩狀態(tài)指標值，該轉向從動部分扭矩狀態(tài)指標值反映從預定時間前起的轉向從動部分的轉向從動部分扭矩狀態(tài)；并且其中當轉向從動部分扭矩狀態(tài)指標值變大時，電力消耗估算裝置有選擇地估算較大的電力消耗。
10.如權利要求7所述的轉向控制裝置，包括電流指令值狀態(tài)指標值檢測裝置，該電流指令值狀態(tài)指標值檢測裝置用于檢測電流指令值狀態(tài)指標值，該電流指令值狀態(tài)指標值反映轉向輔助控制期間從預定時間前起的轉向從動部分致動器的電流指令值狀態(tài)；并且其中當電流指令值狀態(tài)指標值變大時，電力消耗估算裝置有選擇地估算較大的電力消耗。
11.如權利要求1所述的轉向控制裝置，包括多個控制切換次數(shù)檢測裝置，該控制切換次數(shù)檢測裝置用于檢測在線傳轉向控制和轉向輔助控制之間的切換次數(shù)；并且其中當預定時間段內的控制切換次數(shù)達到預定次數(shù)或預定次數(shù)以上時，控制切換裝置有選擇地繼續(xù)轉向輔助控制。
12.一種轉向控制裝置，在該轉向控制裝置中，具有電動轉向反作用力致動器的轉向部分與具有電動轉向從動部分致動器的轉向從動部分經(jīng)由備用裝置可機械地分離和連接，并且該轉向控制裝置包括線傳轉向控制裝置，用于與備用裝置斷開連接，并且利用轉向從動部分致動器的控制和轉向反作用力致動器的控制來進行線傳轉向控制，轉向從動部分致動器的控制對應于轉向狀態(tài)設定轉向角，轉向反作用力致動器的控制對應于轉向從動狀態(tài)施加轉向反作用力；轉向輔助控制裝置，用于與備用裝置連接，并且利用轉向反作用力致動器和轉向從動部分致動器中的至少一個致動器，通過施加轉向助力來執(zhí)行轉向輔助控制；并且其中有選擇地估算車輛的電源供給能力，并且在線傳轉向控制期間，如果估算的電源供給能力達到預定值或預定值以下時，則轉向切換到轉向輔助控制。
全文摘要
本發(fā)明公開一種轉向控制裝置，在該轉向控制裝置中，具有電動轉向反作用力致動器的轉向部分與具有電動轉向從動部分致動器的轉向從動部分經(jīng)由備用裝置可機械地分離和連接。設置線傳轉向控制裝置，其用于與備用裝置斷開連接，并且利用轉向從動部分致動器的控制和轉向反作用力致動器的控制來進行線傳轉向控制，轉向從動部分致動器的控制對應于轉向狀態(tài)而設定轉向角，轉向反作用力致動器的控制對應于轉向從動狀態(tài)而施加轉向反作用力。還設置轉向輔助控制裝置，其用于與備用裝置連接，并且通過利用轉向反作用力致動器和轉向從動部分致動器中至少一個致動器施加轉向助力，來執(zhí)行轉向輔助控制。有選擇地估算轉向車輛的電源供給能力，并且在線傳轉向控制期間，如果估算的電源供給能力達到設定值或設定值以下時，轉向切換到轉向輔助控制。
文檔編號B62D6/00GK1820993SQ20061000357
公開日2006年8月23日 申請日期2006年2月15日 優(yōu)先權日2005年2月15日
發(fā)明者堤淳二, 加藤裕介 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社