DE112018007700T5

DE112018007700T5 - Lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE112018007700T5
Application number: DE112018007700.4T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Fujita; Kazutaka Saito
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2021-02-25
Also published as: US20210046972A1; WO2020003506A1; CN112074450A; JPWO2020003506A1; JP6435080B1

Abstract

Eine Lenkeinrichtung enthält: erste und zweite Drehmotoren 11, 12, die jeweils eine Kraft zum Bewegen einer Zahnstangenwelle zum Drehen der Räder eines Fahrzeugs ausüben; und erste und zweite Steuergeräte 51, 52, die jeweils den Antrieb der ersten und zweiten Motoren 11, 12 steuern. Wenn die Antriebskraft von einem der ersten und zweiten Motoren 11, 12 als eine auf die Zahnstangenwelle aufzubringende Kraft ausreicht, treibt einer der ersten und zweiten Regler 51, 52, der den Antrieb des einen der Motoren 11, 12 steuert, den einen der Motoren 11, 12 an, und wenn die Antriebskraft des einen der Motoren 11, 12 als eine auf die Zahnstangenwelle aufzubringende Kraft nicht ausreicht, treibt der andere der Regler 51, 52 den anderen der Motoren 11, 12 zusätzlich zum Antrieb des einen der Motoren 11, 12 an.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung.
Stand der Technik
In jüngster Zeit wurden einige Vorschläge zur Verwendung von zwei Motoren für die Abstimmung von Rädern in einer Lenkeinrichtung gemacht, die mit einem Steer-by-Wire-System ausgestattet ist, bei dem Lenkrad und Räder nicht mechanisch verbunden, sondern mechanisch getrennt sind.
Zum Beispiel enthält ein in Patentliteratur 1 offenbartes Gerät einen Lenkeingangsmechanismus, bei dem eine Eingangswelle durch eine Lenkbetätigung durch einen Fahrer gedreht wird; einen drehenden Ausgangsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er ein Rad durch die Drehung einer Ausgangswelle dreht; eine Kupplung, die so konfiguriert ist, dass sie die Eingangswelle und die Ausgangswelle so koppelt, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle koppelbar und entkoppelbar sind; einen ersten Motor, der in der Lage ist, eine Antriebskraft für den drehenden Ausgangsmechanismus bereitzustellen; einen zweiten Motor, der in der Lage ist, eine Antriebskraft für den drehenden Ausgangsmechanismus bereitzustellen; einen ersten Regler, der so konfiguriert ist, dass sie den Antrieb des ersten Motors steuert; einen zweiten Regler, der so konfiguriert ist, dass er den Antrieb des zweiten Motors steuert; und eine Drehmomenterfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Drehmoment der Abtriebswelle erfasst, wobei zumindest der erste Motor und die Drehmomenterfassungseinheit als eine integrierte Verbundkomponente konfiguriert sind und die Vorrichtung einen Zweimotor-Drehsteuermodus enthält, in dem die Kupplung getrennt ist und Drehwinkel des ersten Motors und des zweiten Motors durch den ersten Regler und den zweiten Regler in Abhängigkeit von einem Drehwinkel der Eingangswelle gesteuert werden.
Zitierliste
Patent-Literatur
Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 5930058
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Wenn eine Lenkeinrichtung mehrere Motoren zum Drehen von Rädern enthält und diese Motoren durch getrennte Steuerbefehlswerte gesteuert werden, kann es zu Steuerstörungen kommen, die es unmöglich machen, die Räder um einen gewünschten Winkel zu drehen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Lenkeinrichtung, die in der Lage ist, Steuerstörungen auch in einer Konfiguration zu unterdrücken, in der die Räder durch Verwendung mehrerer Motoren gedreht werden können.
Lösung der Aufgabe
Angesichts des oben genannten Ziels ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Lenkvorrichtung, welche enthält: einen ersten Motor und einen zweiten Motor, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie eine Kraft zum Bewegen einer Drehwelle zum Drehen der Räder eines Fahrzeugs ausüben; einen ersten Regler, der so konfiguriert ist, dass er den Antrieb des ersten Motors steuert; und einen zweiten Regler, der so konfiguriert ist, dass er den Antrieb des zweiten Motors steuert, wobei entweder der erste oder der zweite Regler, der den Antrieb des einen der Motoren steuert, den einen der Motoren antreibt, wenn eine Antriebskraft von entweder dem ersten oder dem zweiten Motor als eine auf die Drehwelle auszuübende Kraft ausreicht, und der andere der Regler den anderen der Motoren zusätzlich zu dem einen der Motoren antreibt, der von dem einen der Regler angetrieben wird, wenn die Antriebskraft des einen der Motoren als eine auf die Drehwelle auszuübende Kraft nicht ausreicht.
Vorteilhafte Wirkungen von Erfindungen
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Unterdrückung von Steuerungsstörungen auch in einer Konfiguration, in der die Räder durch den Einsatz mehrerer Motoren gedreht werden können.
Figurenliste

1 zeigt den schematischen Aufbau einer Lenkeinrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform.
2 zeigt eine schematische Konfiguration eines Steuergeräts 50 nach der ersten Ausführungsform.
3 zeigt eine schematische Konfiguration eines Steuergeräts 250 nach der zweiten Ausführungsform.
4 zeigt eine schematische Konfiguration eines Steuergeräts 350 nach der dritten Ausführungsform.
5 zeigt den schematischen Aufbau eines Steuergerätes 450 nach der dritten Ausführungsform.
6 zeigt eine schematische Konfiguration eines Steuergeräts 550 nach der dritten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt den schematischen Aufbau einer Lenkeinrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform.
2 zeigt eine schematische Konfiguration eines Steuergeräts 50 nach der ersten Ausführungsform.

Die Lenkeinrichtung 1 ist eine elektrische Servolenkung, die die Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs als Beispiel für ein Fahrzeug ändert, indem sie dessen Vorderräder 100 dreht. Die Lenkeinrichtung 1 ist mit einem sogenannten Steer-by-Wire-System ausgestattet, bei dem ein radförmiges Lenkrad (Griff) 101, das von einem Fahrer zur Änderung einer Fahrtrichtung des Automobils betätigt wird, nicht mechanisch mit den Vorderrädern 100 verbunden ist.
Die Lenkeinrichtung 1 enthält das Lenkrad 101 als Beispiel für ein vom Fahrer betätigtes Lenkelement und eine Lenkwelle 102, die einstückig mit dem Lenkrad 101 vorgesehen ist. Die Lenkeinrichtung 1 enthält ferner einen Reaktionskraftmotor 103, der ein Elektromotor ist, der eine Lenkreaktionskraft auf die Lenkung des Lenkrades 101 ausübt, und ein Zahnrad 104, das mit einem auf einer Ausgangswelle des Reaktionskraftmotors 103 montierten Zahnrad kämmt. Die Lenkeinrichtung 1 enthält ferner ein Befestigungsteil zum Befestigen der Lenkwelle 102 in einem beliebigen Drehwinkel. Die Lenkeinrichtung 1 enthält ferner eine Lenkerfassungseinrichtung 106 zum Erfassen eines Lenkwinkels θs, der ein Drehwinkel des Lenkrades 101 ist, und eines Lenkmoments Ts. Die Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfasst den Lenkwinkel θs auf der Grundlage des Drehwinkels der Lenkwelle 102 und erfasst das Lenkmoment Ts auf der Grundlage eines Torsionsbetrags der Lenkwelle 102.
Die Lenkeinrichtung 1 enthält ferner Spurstangen 107, die mit entsprechenden, an den jeweiligen Vorderrädern 100 befestigten Achsschenkelarmen verbunden sind, sowie eine mit den Spurstangen 107 verbundene Zahnstangenwelle 108. Die Zahnstangenwelle 108 ist ein Beispiel für die Drehwelle zum Drehen der Vorderräder 100.
Die Lenkeinrichtung 1 enthält ferner zwei Motoren zum Antrieb der Zahnstangenwelle 108, nämlich einen ersten Drehmotor 11 als Beispiel für den ersten Motor und einen zweiten Drehmotor 12 als Beispiel für den zweiten Motor. Die Lenkeinrichtung 1 enthält ferner eine erste Umwandlungseinheit 21 zum Umwandeln der Drehantriebskraft des ersten Drehmotors 11 in eine axiale Bewegung der Zahnstangenwelle 108 und eine zweite Umwandlungseinheit 22 zum Umwandeln der Drehantriebskraft des zweiten Drehmotors 12 in eine axiale Bewegung der Zahnstangenwelle 108.
Die erste Umwandlungseinheit 21 enthält eine erste Ritzelwelle 211 mit einem Ritzel, das einen Zahnstangenmechanismus mit Zahnstangenzähnen bildet, der auf der Zahnstangenwelle 108 ausgebildet ist, und ein erstes Zahnrad 212, das auf der ersten Ritzelwelle 211 montiert ist. Das erste Zahnrad 212 kämmt mit einem Zahnrad, das auf einer Ausgangswelle des ersten Drehmotors 11 montiert ist.
Die zweite Umwandlungseinheit 22 enthält eine zweite Ritzelwelle 221 mit einem Ritzel, das einen Zahnstangenmechanismus mit Zahnstangenzähnen bildet, der auf der Zahnstangenwelle 108 ausgebildet ist, und ein zweites Zahnrad 222, das auf der zweiten Ritzelwelle 221 montiert ist. Das zweite Zahnrad 222 kämmt mit einem Zahnrad, das auf einer Ausgangswelle des zweiten Drehmotors 12 montiert ist.
Die Lenkeinrichtung 1 enthält ferner eine Positionserkennungseinrichtung 109 zur Erkennung einer Zahnstangenposition Lr als Position der Zahnstangenwelle 108. Zum Beispiel ist die Positionserfassungseinrichtung 109 eine Einrichtung, die die Zahnstangenposition Lr durch Erfassen eines Drehwinkels der zweiten Ritzelwelle 221 erfasst.
Die Lenkeinrichtung 1 enthält ferner eine Kupplung 110, die zwischen einem Zustand, in dem die Lenkwelle 102 und die erste Ritzelwelle 211 verbunden sind, und einem Zustand, in dem die Lenkwelle 102 und die erste Ritzelwelle 211 getrennt sind, umschaltbar ist.
(Steuergerät)
Die Lenkeinrichtung 1 enthält ferner ein erstes Steuergerät 50 zur Steuerung des Betriebs des ersten Drehmotors 11, des zweiten Drehmotors 12, des Reaktionskraftmotors 103 und der Kupplung 110.
Das Steuergerät 50 enthält eine arithmetisch-logische Schaltung, die aus einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Flash-ROM, einem RAM, einem Backup-RAM und ähnlichem besteht. Das Steuergerät 50 enthält einen ersten Regler 51, der den Antrieb des ersten Drehmotors 11 und des Reaktionskraftmotors 103 steuert, und einen zweiten Regler 52, der den Antrieb des zweiten Drehmotors 12 und des Reaktionskraftmotors 103 steuern kann. Das erste Steuergerät 51 und das zweite Steuergerät 52 sind in der Lage, das Zu- und Abschalten der Kupplung 110 zu schalten.
Das Steuergerät 50 empfängt Ausgangssignale von der vorgenannten Lenkerfassungseinrichtung 106 und Ausgangssignale von der vorgenannten Positionserfassungseinrichtung 109. Das Steuergerät 50 identifiziert den Lenkwinkel θs und das Lenkmoment Ts auf der Grundlage der Ausgangssignale von der Lenkungserfassungseinrichtung 106. Über ein Netzwerk (CAN) zur Kommunikation von Signalen zur Steuerung verschiedener im Automobil installierter Geräte empfängt das Steuergerät 50 auch Ausgangssignale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vc als Bewegungsgeschwindigkeit des Automobils erfasst. Das Steuergerät 50 identifiziert die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc auf der Grundlage der Ausgangssignale des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors.
In der folgenden Beschreibung wird das Vorzeichen des Drehmoments, das eine Drehung der Lenkwelle 102 in einer Drehrichtung bewirkt, als positiv definiert, während das Vorzeichen des Drehmoments, das eine Drehung der Lenkwelle 102 in der anderen Drehrichtung bewirkt, als negativ definiert ist. Wenn das Lenkrad 101 in der einen Drehrichtung gedreht wird, treibt der erste Regler 51 den ersten Drehmotor 11 an, um die Zahnstangenwelle 108 in einer axialen Richtung zu bewegen und dadurch die Vorderräder 100 in der einen Drehrichtung zu drehen. Eine Flussrichtung eines elektrischen Stroms, der dem ersten Drehmotor 11 zugeführt wird, um die Zahnstangenwelle 108 in der einen axialen Richtung zu bewegen, wird als positive Richtung definiert, und eine Flussrichtung eines elektrischen Stroms, der dem ersten Drehmotor 11 zugeführt wird, um die Zahnstangenwelle 108 in der anderen axialen Richtung zu bewegen, wird als negative Richtung definiert. Wenn das Lenkrad 101 in der einen Drehrichtung gedreht wird, treibt das zweite Steuergerät 52 den zweiten Drehmotor 12 an, um die Zahnstangenwelle 108 in der einen axialen Richtung zu bewegen und dadurch die Vorderräder 100 in der einen Drehrichtung zu drehen. Eine Flussrichtung eines elektrischen Stroms, der dem zweiten Drehmotor 12 zugeführt wird, um die Zahnstangenwelle 108 in der einen axialen Richtung zu bewegen, wird als eine positive Richtung definiert, und eine Flussrichtung eines elektrischen Stroms, der dem zweiten Drehmotor 12 zugeführt wird, um die Zahnstangenwelle 108 in der anderen axialen Richtung zu bewegen, wird als eine negative Richtung definiert. Auch eine Flussrichtung eines elektrischen Stroms, der dem Reaktionskraftmotor 103 zugeführt wird, um den Reaktionskraftmotor 103 zu drehen und dadurch die Lenkwelle 102 in der einen Drehrichtung zu drehen, ist als eine positive Richtung definiert, und eine Flussrichtung eines elektrischen Stroms, der dem Reaktionskraftmotor 103 zugeführt wird, um den Reaktionskraftmotor 103 zu drehen und dadurch die Lenkwelle 102 in der anderen Drehrichtung zu drehen, ist als eine negative Richtung definiert.
(Erster Regler)
Der erste Regler 51 enthält einen ersten Drehregler 511, der einen Steuerbetrag berechnet, mit dem der Antrieb des ersten Drehmotors 11 gesteuert wird, und einen ersten Drehtreiber 512, der den ersten Drehmotor 11 auf der Grundlage des vom ersten Drehregler 511 berechneten Steuerbetrags antreibt. Der erste Regler 51 enthält ferner einen ersten Drehstromdetektor (nicht abgebildet), der einen tatsächlich im ersten Drehmotor 11 fließenden Strom erfasst.
Der erste Regler 51 enthält ferner einen ersten Reaktionskraftregler 515, der einen Steuerbetrag berechnet, mit dem die Ansteuerung des Reaktionskraftmotors 103 gesteuert wird, und einen ersten Reaktionskrafttreiber 516, der den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des vom ersten Reaktionskraftregler 515 berechneten Steuerbetrags ansteuert. Der erste Regler 51 enthält ferner einen ersten Reaktionskraft-Stromdetektor (nicht dargestellt), der einen tatsächlich im Reaktionskraftmotor 103 fließenden Strom erfasst.
Der erste Regler 51 enthält ferner eine Bestimmungseinheit 518, die bestimmt, ob die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 nicht ausreicht, um die Zahnstangenwelle 108 zu bewegen. Das erste Steuergerät 51 enthält ferner einen Zusatzstromrechner 519. Wenn die Bestimmungseinheit 518 feststellt, dass die Kraft nicht ausreicht, um die Zahnstangenwelle 108 zu bewegen (im Folgenden auch als „unzureichende Leistung“ bezeichnet), berechnet der Zusatzstromrechner 519 einen Zusatzstrom Ic1 zur Kompensation der unzureichenden Kraft durch die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12.
Der erste Drehregler 511 stellt auf der Basis des Lenkmoments Ts und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc einen ersten Drehstrom Id1 ein. Der erste Drehstrom Id1 ist ein Sollstrom, der dem ersten Drehmotor 11 zugeführt wird. Beispielsweise erhöht der erste Drehregler 511 bei gegebenem Lenkmoment Ts den Betrag des ersten Drehstroms Id1 mit Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc. Bei einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vc erhöht der erste Drehregler 511 z.B. ebenfalls den Betrag des ersten Drehstroms Id1 mit zunehmendem Lenkmoment Ts. Der erste Drehregler 511 kann einen Totzonenbereich einstellen, in dem der erste Drehstrom Id1 unabhängig vom Wert des Lenkmoments Ts auf Null gesetzt wird.
Der erste Drehregler 511 führt die Rückkopplungsregelung auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem ersten Drehstrom Id1 und dem vom ersten Drehstromdetektor erfassten Iststrom durch. Der erste Drehregler 511 gibt den durch die Rückkopplungsverarbeitung berechneten Steuerbetrag an den ersten Drehtreiber 512 aus.
Beispielsweise ist der erste Drehtreiber 512 ein Wechselrichter, der eine Versorgungsspannung aus einer im Automobil eingebauten Batterie (nicht abgebildet) an den ersten Drehmotor 11 liefert und beispielsweise sechs unabhängige Transistoren (FETs) als Schaltelemente enthält.
Beispielsweise erkennt der erste Drehstromdetektor einen Wert eines tatsächlichen Stroms, der im ersten Drehmotor 11 fließt, auf der Grundlage von Spannungen an beiden Enden eines Shunt-Widerstands, der mit dem ersten Drehtreiber 512 verbunden ist.
Der erste Reaktionskraftregler 515 stellt einen ersten Reaktionskraftstrom Ir1 auf der Grundlage der Zahnstangenposition Lr, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc und des ersten Drehstroms Id1 ein. Der erste Reaktionskraftstrom Ir1 ist ein Zielstrom, der dem Reaktionskraftmotor 103 zugeführt wird. Der erste Reaktionskraftsteller 515 stellt den ersten Reaktionskraftstrom Ir1 ein, der die Lenkwelle 102 veranlasst, sich in einer Richtung zu drehen, die einer Bewegungsrichtung der Zahnstangenwelle 108 um einen Betrag entspricht, der einem Bewegungsbetrag der Zahnstangenwelle 108 entspricht, der durch die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 verursacht wird. Mit anderen Worten ist der erste Reaktionskraftsstrom Ir1 ein Strom, der den Reaktionskraftmotor 103 veranlasst, eine Antriebskraft zur Beseitigung der durch das Lenken des Lenkrades 101 verursachten Torsion der Lenkwelle 102 um einen Betrag auszugeben, der dem durch die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 verursachten Bewegungsbetrag der Zahnstangenwelle 108 entspricht. Daher ist der erste Reaktionskraftsstrom Ir1 ein Strom, der es ermöglicht, dass die Torsion aufgrund einer Reaktionskraft von einer Straßenoberfläche, die auf die Vorderräder 100 wirkt, in der Lenkwelle 102 verbleibt, und der Reaktionskraftmotor 103 dient als dritter Motor, der Reaktionskraft auf die Lenkung des Lenkrades 101 ausübt.
Der erste Reaktionskraftregler 515 schätzt den Bewegungsbetrag der Zahnstangenwelle 108 entsprechend dem ersten Drehstrom Id1 auf der Grundlage der Zahnstangenposition Lr und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc. Beispielsweise verringert bei einer gegebenen Zahnstangenposition Lr der erste Reaktionskraftregler 515 den Betrag des ersten Reaktionskraftstroms Ir1 mit Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc. Bei einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vc verringert der erste Reaktionskraftregler 515 bei einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vc ebenfalls den Betrag des ersten Reaktionskraftstroms Ir1 mit Zunahme des Bewegungsbetrags der Zahnstangenposition Lr aus einer neutralen Position (der Position, bei der der Lenkwinkel der Vorderräder 100 Null ist).
Der erste Reaktionskraftregler 515 führt die Rückkopplungsregelung auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem ersten Reaktionskraftstrom Ir1 und dem vom ersten Reaktionskraftstromdetektor erfassten tatsächlichen Strom durch. Der erste Reaktionskraftregler 515 gibt den durch die Rückkopplungsverarbeitung berechneten Steuerungsbetrag an den ersten Reaktionskrafttreiber 516 aus.
Der erste Reaktionskrafttreiber 516 ist beispielsweise ein Wechselrichter, der eine Versorgungsspannung von der im Automobil eingebauten Batterie (nicht abgebildet) an den Reaktionskraftmotor 103 liefert und z.B. sechs unabhängige Transistoren (FETs) als Schaltelemente enthält.
Beispielsweise erfasst der erste Reaktionskraft-Stromdetektor einen Wert eines tatsächlichen Stroms, der im Reaktionskraftmotor 103 fließt, auf der Grundlage von Spannungen an beiden Enden eines Shunt-Widerstands, der mit dem ersten Reaktionskrafttreiber 516 verbunden ist.
Die Bestimmungseinheit 581 bestimmt anhand des Lenkmoments Ts und des ersten Reaktionskraftstroms Ir1, ob die Leistung nicht ausreicht. Die Bestimmungseinheit 581 bestimmt auf der Grundlage des Lenkdrehmoments Ts und des ersten Reaktionskraftsstroms Ir1, ob die Leistung nicht ausreicht, wenn die Torsion der Lenkwelle 102 gemäß dem Lenkdrehmoment Ts durch die Drehung der Lenkwelle 102, die durch den ersten Reaktionskraftsstrom Ir1 verursacht wird, nicht vollständig beseitigt wird. Wenn z.B. ein Wert, der durch Subtrahieren eines Absolutwerts des Motordrehmoments Tr1 gemäß dem ersten Reaktionskraftstrom Ir1 von einem Absolutwert des Lenkdrehmoments Ts erhalten wird, größer als das vorbestimmte Drehmoment T0 (|Ts| - |Tr1| > T0) ist, stellt die Bestimmungseinheit 581 fest, dass keine ausreichende Ausgabe vorliegt.
Der Zusatzstromrechner 519 berechnet den Zusatzstrom Ic1 gemäß einer Drehmomentdifferenz ΔT1, die die Differenz zwischen dem Lenkdrehmoment Ts und dem Motordrehmoment Tr1 gemäß dem ersten Reaktionskraftstrom Ir1 ist. Der Zusatzstromrechner 519 erhält die Drehmomentdifferenz ΔT1 durch Subtrahieren des Motordrehmoments Tr1 vom Lenkmoment Ts (ΔT1 = Ts - Tr1) und berechnet den Zusatzstrom Ic1 durch Einsetzen der erhaltenen Drehmomentdifferenz ΔT1 in ein Steuerkennfeld oder eine Berechnungsformel, die eine Beziehung zwischen der Drehmomentdifferenz ΔT1 und dem Zusatzstrom Ic1 definiert. Als Beispiel kann das Kennfeld oder die Berechnungsformel so eingestellt werden, dass der Zusatzstrom Ic1 positiv ist, wenn die Drehmomentdifferenz ΔT1 positiv ist, der Zusatzstrom Ic1 negativ ist, wenn die Drehmomentdifferenz ΔT1 negativ ist, und ein Absolutwert des Zusatzstroms Ic1 mit zunehmendem Absolutwert der Drehmomentdifferenz ΔT1 zunimmt.
(Zweiter Regler)
Der zweite Regler 52 enthält einen zweiten Drehregler 521, die einen Steuerbetrag berechnet, mit dem der Antrieb des zweiten Drehmotors 12 gesteuert wird, und einen zweiten Drehtreiber 522, der den zweiten Drehmotor 12 auf der Grundlage des von dem zweiten Drehregler 521 berechneten Steuerbetrags antreibt. Der zweite Regler 52 enthält ferner einen zweiten Stromdetektor (nicht dargestellt), der einen tatsächlich im zweiten Drehmotor 12 fließenden Strom erfasst. Der zweite Regler 52 enthält ferner einen zweiten Reaktionskraftregler 525, der einen Steuerbetrag berechnet, mit dem der Antrieb des Reaktionskraftmotors 103 gesteuert wird, und einen zweiten Reaktionskrafttreiber 526, der den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des von dem zweiten Reaktionskraftregler 525 berechneten Steuerbetrags antreibt. Der zweite Regler 52 enthält ferner einen zweiten Reaktionskraft-Stromdetektor (nicht dargestellt), der einen tatsächlich im Reaktionskraftmotor 103 fließenden Strom erfasst.
Der zweite Drehregler 521 stellt einen zweiten Drehstrom Id2 auf der Grundlage des Lenkwinkels θs, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc und der Zahnstangenposition Lr ein. Der zweite Drehstrom Id2 ist ein Sollstrom, der dem zweiten Drehmotor 12 zugeführt wird. Beispielsweise erhöht der zweite Drehregler 521 bei einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vc den Betrag des zweiten Drehstroms Id2 mit Zunahme einer Differenz zwischen einer Soll-Zahnstangenposition Lrt entsprechend dem von der Lenkerfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkwinkel θs und der von der Positionserfassungseinrichtung 109 erfassten Zahnstangenposition Lr. Bei einer gegebenen Differenz zwischen der Soll-Zahnstangenposition Lrt und der Zahnstangenposition Lr erhöht der zweite Drehregler 521 beispielsweise auch den Betrag des zweiten Drehstroms Id2 mit Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc. Der zweite Drehregler 521 kann einen Totzonenbereich einstellen, in dem der zweite Drehstrom Id2 unabhängig von der Differenz zwischen der Zielzahnstangenposition Lrt und der Zahnstangenposition Lr auf Null gesetzt wird.
Wenn der zweite Drehregler 521 den Zusatzstrom Ic1 vom Zusatzstromrechner 519 des ersten Reglers 51 erhält, stellt der zweite Drehregler 521 den Zusatzstrom Ic1 als den zweiten Drehstrom Id2 ein.
Der zweite Drehregler 521 führt die Rückkopplungsregelung auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem zweiten Drehstrom Id2 und dem vom zweiten Drehstromdetektor erfassten Iststrom durch. Der zweite Drehregler 521 gibt den durch die Rückkopplungsverarbeitung berechneten Steuerbetrag an den zweiten Drehtreiber 522 aus.
Zum Beispiel ist der zweite Drehmotor 522 ein Wechselrichter, der den zweiten Drehmotor 12 mit einer Versorgungsspannung von der im Fahrzeug installierten Batterie (nicht abgebildet) versorgt.
Beispielsweise erkennt der zweite Drehstromdetektor einen Wert eines tatsächlichen Stroms, der im zweiten Drehmotor 12 fließt, auf der Grundlage von Spannungen an beiden Enden eines Shunt-Widerstands, der an den zweiten Drehtreiber 522 angeschlossen ist.
Der zweite Reaktionskraftregler 525 stellt einen zweiten Reaktionskraftstrom Ir2 auf der Grundlage der Zahnstangenposition Lr, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc und des zweiten Drehstroms Id2 ein. Der zweite Reaktionskraftstrom Ir2 ist ein Sollstrom, der dem Reaktionskraftmotor 103 zugeführt wird. Der zweite Reaktionskraftregler 525 stellt den zweiten Reaktionskraftstrom Ir2 ein, der die Lenkwelle 102 veranlasst, sich in einer Richtung zu drehen, die einer Bewegungsrichtung der Zahnstangenwelle 108 um einen Betrag entspricht, der einem Bewegungsbetrag der Zahnstangenwelle 108 entspricht, der durch die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 verursacht wird. Mit anderen Worten, der zweite Reaktionskraftsstrom Ir2 ist ein Strom, der bewirkt, dass der Reaktionskraftmotor 103 eine Antriebskraft zum Drehen eines Teils der Lenkwelle 102, die mit dem Zahnrad 104 montiert ist, um einen Drehwinkel ausgibt, der dem Bewegungsbetrag der Zahnstangenwelle 108 entspricht, der durch die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 verursacht wird.
Der zweite Reaktionskraftregler 525 schätzt den Bewegungsbetrag der Zahnstangenwelle 108 entsprechend dem zweiten Drehstrom Id2 auf der Grundlage der Zahnstangenposition Lr und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc. Beispielsweise verringert bei einer gegebenen Zahnstangenposition Lr der zweite Reaktionskraftregler 525 den Betrag des zweiten Reaktionskraftstroms Ir2 mit Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc. Bei einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vc verringert der zweite Reaktionskraftregler 525 bei einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vc ebenfalls den Betrag des zweiten Reaktionskraftstroms Ir2 mit Zunahme des Bewegungsbetrags der Zahnstangenposition Lr aus der Neutralstellung.
Der zweite Reaktionskraftregler 525 führt die Rückkopplungsregelung auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem zweiten Reaktionskraftstrom Ir2 und dem vom zweiten Reaktionskraftstromdetektor erfassten tatsächlichen Strom durch. Der zweite Reaktionskraftregler 525 gibt den durch die Rückkopplungsverarbeitung berechneten Steuerungsbetrag an den zweiten Reaktionskrafttreiber 526 aus.
Beispielsweise ist der zweite Reaktionskrafttreiber 526 ein Wechselrichter, der den Reaktionskraftmotor 103 mit einer Versorgungsspannung aus der im Automobil eingebauten Batterie (nicht abgebildet) versorgt.
Beispielsweise erkennt der zweite Reaktionskraft-Stromdetektor einen Wert eines tatsächlichen Stroms, der im Reaktionskraftmotor 103 fließt, auf der Grundlage von Spannungen an beiden Enden eines Shunt-Widerstands, der mit dem zweiten Reaktionskrafttreiber 526 verbunden ist.
Der oben konfigurierte erste Regler 51 steuert den ersten Drehmotor 11 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts und steuert den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des ersten Drehstroms Id1 als Steuergröße für die Steuerung des ersten Drehmotors 11. Somit steuert der erste Regler 51 den ersten Drehmotor 11 und den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts. Ebenfalls auf der Grundlage des von der Lenkungserfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts bestimmt der erste Regler 51, ob die Leistung des ersten Drehmotors 11 nicht ausreicht, und stellt den Zusatzstrom Ic1 ein, der dem zweiten Drehmotor 12 zugeführt wird. Somit stellt der erste Regler 51 den Steuerbetrag zur Steuerung des zweiten Drehmotors 12 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts ein.
Währenddessen steuert der zweite Regler 52 den zweiten Drehmotor 12 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs und ist in der Lage, den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des zweiten Drehstroms Id2 als Steuergröße für die Steuerung des zweiten Drehmotors 12 zu steuern. Als solcher ist der zweite Regler 52 in der Lage, den zweiten Drehmotor 12 und den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs zu steuern.
Die oben konfigurierte Lenkeinrichtung 1 nach der ersten Ausführung führt die folgende Steuerung aus, wenn ein Vorgang erfolgt, bei dem die Kupplung 110 so gesteuert wird, dass die Lenkwelle 102 (das Lenkrad 101) und die erste Ritzelwelle 211 getrennt werden (im Folgenden als „SBW-Vorgang“ bezeichnet). Das heißt, in einem normalen Zustand führt die Lenkeinrichtung 1 die Steuerung so aus, dass der erste Regler 51 den ersten Drehmotor 11 antreibt, der ein Beispiel für den zu steuernden Motor ist und von dem ersten Regler 51 gesteuert werden soll. Konkret führt jedes Element des ersten Reglers 51, wie z.B. der erste Drehregler 511, jede oben beschriebene Verarbeitung in vorbestimmten Zeitintervallen (z.B. alle 1 Millisekunde) aus. Wenn die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 nicht ausreicht, um eine Kraft auf die Zahnstangenwelle 108 auszuüben, empfängt der zweite Regler 52 in der Lenkeinrichtung 1 Informationen über den Zusatzstrom Ic1 vom ersten Regler 51 und führt die Steuerung aus, um den zweiten Drehmotor 12 anzutreiben, der der von dem zweiten Regler 52 zu steuernde Motor ist. Insbesondere führt jedes Element des zweiten Reglers 52, wie der zweite Drehregler 521, der zweite Drehtreiber 522 und der zweite Drehstromdetektor, jede Verarbeitung durch, wenn der zweite Regler 52 Informationen über den Zusatzstrom Ic1 vom ersten Regler 51 empfängt. Es ist zu beachten, dass sich der obige „Normalzustand“ auf einen Zustand bezieht, in dem die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 ausreicht, um eine Kraft auf die Zahnstangenwelle 108 auszuüben. Der Zustand, in dem die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 als eine auf die Zahnstangenwelle 108 auszuübende Kraft ausreicht, bezieht sich auf einen Zustand, in dem die Zahnstangenwelle 108 durch die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 so bewegt werden kann, dass die Vorderräder 100 sich um einen Drehwinkel entsprechend dem Lenkmoment Ts des Lenkrades 101 drehen.
Mit anderen Worten, die Lenkeinrichtung 1 ist so konfiguriert, dass, wenn die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11, der einer des ersten Drehmotors 11 und des zweiten Drehmotors 12 ist, als auf die Zahnstangenwelle 108 auszuübende Kraft ausreicht, der erste Regler 51, der den Antrieb des ersten Drehmotors 11 steuert, den ersten Drehmotor 11 antreibt. Außerdem ist die Lenkeinrichtung 1 so konfiguriert, dass, wenn die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 als eine auf die Zahnstangenwelle 108 auszuübende Kraft nicht ausreicht, der zweite Regler 52 den zweiten Drehmotor 12 zusätzlich zum Antrieb des ersten Drehmotors 11 antreibt.
Wenn also die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 als auf die Zahnstangenwelle 108 entsprechend dem Lenkmoment Ts auszuübende Kraft ausreicht oder, mit anderen Worten, wenn die Bestimmungseinheit 518 nicht feststellt, dass die Leistung nicht ausreicht, führt die Lenkeinrichtung 1 entsprechend der ersten Ausführungsform die Steuerung so durch, dass die Zahnstangenwelle 108 durch die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 unter der Steuerung des ersten Reglers 51 bewegt wird. Wenn andererseits die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 als Kraft, die auf die Zahnstangenwelle 108 ausgeübt werden kann, nicht ausreicht, bewegt die Lenkeinrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform die Zahnstangenwelle 108, indem sie zusätzlich zur Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 darauf ausübt. Dadurch werden Situationen minimiert, in denen die Vorderräder 100 unter Verwendung der Antriebskraft sowohl des ersten Drehmotors 11 als auch des zweiten Drehmotors 12 gedreht werden, obwohl die Konfiguration es erlaubt, die Vorderräder 100 unter Verwendung der mehreren Motoren des ersten Drehmotors 11 und des zweiten Drehmotors 12 zu drehen. Dies wiederum unterdrückt Steuerungsstörungen.
Die Bestimmungseinheit 518 des ersten Reglers 51 bestimmt, ob die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 in Bezug auf das Lenkmoment Ts, das die Grundlage für die Steuerung des ersten Drehmotors 11 durch den ersten Regler 51 ist, und den ersten Reaktionskraftstrom Ir1 nicht ausreicht. Somit aktiviert die Lenkeinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform den ersten Regler 51 nur dann, wenn die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 die Vorderräder 100 um einen gewünschten Winkel drehen kann. Dadurch wird die Belastung des Steuergeräts 50 reduziert.
Die Konfiguration, bei der die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 eine ungenügende Leistung der Antriebskraft des ersten Drehmotors 11, wie sie nach der vorliegenden Ausführungsform in der Lenkeinrichtung 1 verwendet wird, ausgleicht, erlaubt es, eine Leistungskapazität des ersten Drehmotors 11 zu reduzieren. Dadurch wird der erste Drehmotor 11 verkleinert und damit seine Montagefähigkeit auf Fahrzeugen (z.B. Automobilen) erhöht.
Es ist zu beachten, dass der erste Regler 51 und der zweite Regler 52 des Steuergeräts 50 entweder in der gleichen zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) oder in getrennten CPUs ausgeführt werden können. Wenn der erste Regler 51 und der zweite Regler 52 in getrennten CPUs ausgeführt sind, können diese CPUs entweder auf derselben Leiterplatte oder auf getrennten Leiterplatten montiert sein. Durch die Ausführung des ersten Steuergeräts 51 und des zweiten Steuergeräts 52 in getrennten CPUs kann die Möglichkeit verringert werden, dass beide Steuergeräte z.B. aufgrund von Rauschen ausfallen. Selbst wenn z.B. einer der ersten Regler 51 und der zweite Regler 52 (z.B. der zweite Regler 52) ausfällt, ist es daher möglich, die Vorderräder 100 weiterhin drehen zu lassen, da der andere der Regler (z.B. der erste Regler 51) die Antriebskraft des Motors (z.B. des ersten Drehmotors 11) steuert, der von dem anderen der Regler (z.B. dem ersten Regler 51) gesteuert werden soll.
Wenn der erste Regler 51 und der zweite Regler 52 in separaten CPUs ausgeführt sind, die jeweils auf separaten Leiterplatten montiert sind, können diese Leiterplatten in separaten Gehäusen untergebracht sein. Diese Konfiguration ermöglicht es, die Möglichkeit zu verringern, dass beide Regler z.B. aufgrund von Rauschen oder äußeren Kräften ausfallen. Selbst wenn einer der Regler ausfällt, ermöglicht es diese Konfiguration, die Vorderräder 100 unter der Kontrolle des anderen Reglers weiterhin drehen zu lassen.
<Zweite Ausführungsform >
3 zeigt eine schematische Konfiguration eines Steuergeräts 250 nach der zweiten Ausführungsform.
Eine Lenkeinrichtung 2 nach der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lenkeinrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform in ihren Elementen entsprechend der Bestimmungseinheit 518 und dem Zusatzstromrechner 519 dem Steuergerät 50 der Lenkeinrichtung 1. Nachfolgend werden die Unterschiede zum Regler 1 nach der ersten Ausführungsform beschrieben. Die gleichen Strukturen und Funktionen zwischen der Lenkeinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform und der Lenkeinrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform werden durch die jeweils gleichen Bezugszahlen bezeichnet, eine detaillierte Beschreibung derselben wurde weggelassen.
Das Steuergerät 250 der Lenkeinrichtung 2 enthält einen ersten Regler 251, der den Antrieb des ersten Drehmotors 11 und des Reaktionskraftmotors 103 steuern kann, und einen zweiten Regler 252, der den Antrieb des zweiten Drehmotors 12 und des Reaktionskraftmotors 103 steuert.
Der erste Regler 251 enthält: einen ersten Drehregler 255, der dem ersten Drehregler 511 des ersten Reglers 51 entspricht; den ersten Drehtreiber 512; den ersten Drehstromdetektor (nicht abgebildet); den ersten Reaktionskraftregler 515; den ersten Reaktionskrafttreiber 516; und den ersten Reaktionskraftstromdetektor (nicht abgebildet). Im Gegensatz zum ersten Regler 51 gemäß der ersten Ausführungsform enthält der erste Regler 251 jedoch nicht die Bestimmungseinheit 518 und den Zusatzstromrechner 519, die im ersten Regler 51 enthalten sind.
Das zweite Steuergerät 252 enthält eine Bestimmungseinheit 258 und einen Zusatzstromrechner 259, zusätzlich zu den Elementen, die im zweiten Steuergerät 52 gemäß der ersten Ausführung enthalten sind.
Die Bestimmungseinheit 258 bestimmt, ob die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht, um die Zahnstangenwelle 108 zu bewegen (ob die Leistung nicht ausreicht). Die Bestimmungseinheit 258 bestimmt anhand des Lenkwinkels θs und des zweiten Reaktionskraftstroms Ir2, ob die Leistung nicht ausreicht. Wenn die Drehung der Lenkwelle 102 gemäß dem zweiten Reaktionskraftstrom Ir2 den von der Lenkungserfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkwinkel θs nicht vollständig erreicht, stellt die Bestimmungseinheit 258 fest, dass keine ausreichende Leistung vorhanden ist. Wenn z.B. ein Wert, der durch Subtrahieren eines Absolutwerts eines Drehwinkels θr2 der Lenkwelle 102 gemäß dem zweiten Reaktionskraftstrom Ir2 von einem Absolutwert des Lenkwinkels θs erhalten wird, größer als ein vorbestimmter Winkel θ0 (|θs| | -θr2| > θ0) ist, stellt die Bestimmungseinheit 258 fest, dass keine ausreichende Ausgabe vorliegt.
Wenn die Bestimmungseinheit 258 feststellt, dass die Leistung nicht ausreicht, berechnet der Zusatzstromrechner 259 einen Zusatzstrom Ic2 zur Kompensation der Kraftunzulänglichkeit durch die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11. Der Zusatzstromrechner 259 berechnet den Zusatzstrom Ic2 entsprechend einer Winkeldifferenz Δθ2, d.h. einer Differenz zwischen dem von der Lenkungserfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkwinkel θs und dem Drehwinkel θr2 der Lenkwelle 102 entsprechend dem zweiten Reaktionskraftstrom Ir2. Der Zusatzstromrechner 259 erhält die Winkeldifferenz Δθ2 durch Subtraktion des Drehwinkels θr2 vom Lenkwinkel θs (Δθ2 = θs - θr2) und berechnet den Zusatzstrom Ic2 durch Einsetzen der erhaltenen Winkeldifferenz Δθ2 in eine Steuerkarte oder eine Berechnungsformel, die eine Beziehung zwischen der Winkeldifferenz Δθ2 und dem Zusatzstrom Ic2 definiert. Beispielsweise kann die Steuerkarte oder die Berechnungsformel so eingestellt werden, dass der Zusatzstrom Ic2 positiv ist, wenn die Winkeldifferenz Δθ2 positiv ist, der Zusatzstrom Ic2 negativ ist, wenn die Winkeldifferenz Δθ2 negativ ist, und ein Absolutwert des Zusatzstroms Ic2 mit zunehmendem Absolutwert der Winkeldifferenz Δθ2 zunimmt.
Der Zusatzstromrechner 259 gibt den berechneten Zusatzstrom Ic2 an den ersten Drehregler 255 des ersten Reglers 251 aus.
Nach Erhalt des Zusatzstroms Ic2 vom Zusatzstromrechner 259 des zweiten Reglers 252 stellt der erste Drehregler 255 den Zusatzstrom Ic2 als ersten Drehstrom Id1 ein.
Ähnlich wie der erste Regler 51 ist der oben konfigurierte erste Regler 251 in der Lage, den ersten Drehmotor 11 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts zu steuern, und ist in der Lage, den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des ersten Drehstroms Id1 als Steuergröße für die Steuerung des ersten Drehmotors 11 zu steuern.
Währenddessen steuert der zweite Regler 252, ähnlich wie der zweite Regler 52, den zweiten Drehmotor 12 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs und steuert den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des zweiten Drehstroms Id2 als Steuergröße für die Steuerung des zweiten Drehmotors 12. Ebenfalls auf der Grundlage des von der Lenkerfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs bestimmt der zweite Regler 252, ob die Leistung des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht, und stellt den Zusatzstrom Ic2 ein, der dem ersten Drehmotor 11 zuzuführen ist. Somit stellt der zweite Regler 252 auf der Grundlage des von der Lenkungserfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs den Steuerbetrag für die Steuerung des ersten Drehmotors 11 ein.
Während einer SBW-Operation im Normalzustand führt die oben konfigurierte Lenkeinrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform die Steuerung so aus, dass der zweite Regler 252 den zweiten Drehmotor 12 antreibt, der ein Beispiel für den zu steuernden Motor ist und vom zweiten Regler 252 gesteuert werden soll. Insbesondere führt jedes Element der zweiten Steuervorrichtung 252, wie z.B. der zweite Drehregler 521, jede oben beschriebene Verarbeitung in vorbestimmten Zeitintervallen (z.B. alle 1 Millisekunde) aus. Wenn die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht, um eine Kraft auf die Zahnstangenwelle 108 auszuüben, empfängt der erste Regler 251 in der Lenkeinrichtung 2 Informationen über den Zusatzstrom Ic2 vom zweiten Regler 252 und führt die Steuerung aus, um den ersten Drehmotor 11 anzutreiben, der der von dem ersten Regler 251 zu steuernde Motor ist. Insbesondere führt jedes Element des ersten Reglers 251, wie z.B. der erste Drehregler 255, der erste Drehtreiber 512 und der erste Drehstromdetektor, jede Verarbeitung durch, wenn der erste Regler 251 Informationen über den Zusatzstrom Ic2 vom zweiten Regler 252 empfängt. Es ist zu beachten, dass sich der obige „Normalzustand“ auf einen Zustand bezieht, in dem die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 ausreichend ist, um als Kraft auf die Zahnstangenwelle 108 ausgeübt zu werden. Der Zustand, in dem die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 als eine auf die Zahnstangenwelle 108 auszuübende Kraft ausreicht, bezieht sich auf einen Zustand, in dem die Zahnstangenwelle 108 durch die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 so bewegt werden kann, dass sich die Vorderräder 100 um einen Drehwinkel entsprechend dem Lenkwinkel θs des Lenkrades 101 drehen.
Mit anderen Worten ist die Lenkeinrichtung 2 so konfiguriert, dass der zweite Regler 252, der den Antrieb des zweiten Drehmotors 12 steuert, den zweiten Drehmotor 12 antreibt, wenn die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12, der der erste Drehmotor 11 oder der zweite Drehmotor 12 ist, als auf die Zahnstangenwelle 108 auszuübende Kraft ausreicht. Außerdem ist die Lenkeinrichtung 2 so konfiguriert, dass der erste Regler 251 den ersten Drehmotor 11 zusätzlich zum Antrieb des zweiten Drehmotors 12 antreibt, wenn die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 als eine auf die Zahnstangenwelle 108 auszuübende Kraft nicht ausreicht.
Wenn also die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 als auf die Zahnstangenwelle 108 entsprechend dem Lenkwinkel θs auszuübende Kraft ausreicht oder, mit anderen Worten, wenn die Bestimmungseinheit 258 nicht feststellt, dass die Leistung nicht ausreicht, führt die Lenkeinrichtung 2 entsprechend der zweiten Ausführungsform die Steuerung so durch, dass die Zahnstangenwelle 108 durch die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 unter der Steuerung des zweiten Reglers 252 bewegt wird. Auf der anderen Seite, wenn die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht, um eine Kraft auf die Zahnstangenwelle 108 auszuüben, bewegt die Lenkeinrichtung 2 die Zahnstangenwelle 108, indem sie zusätzlich zur Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 darauf ausübt. Dadurch werden Situationen minimiert, in denen die Vorderräder 100 unter Verwendung der Antriebskraft sowohl des ersten Drehmotors 11 als auch des zweiten Drehmotors 12 gedreht werden, obwohl die Konfiguration es erlaubt, die Vorderräder 100 unter Verwendung der mehreren Motoren des ersten Drehmotors 11 und des zweiten Drehmotors 12 zu drehen. Dies wiederum unterdrückt Steuerungsstörungen.
Die Bestimmungseinheit 258 des zweiten Reglers 252 bestimmt, ob die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 in Bezug auf den Lenkwinkel θs, der die Grundlage für die Steuerung des zweiten Drehmotors 12 durch den zweiten Regler 252 ist, und den zweiten Reaktionskraftstrom Ir2 nicht ausreicht. Somit aktiviert die Lenkeinrichtung 2 nach der zweiten Ausführungsform den zweiten Regler 252 nur dann, wenn die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 die Vorderräder 100 um einen gewünschten Winkel zum Drehen bringen kann. Dadurch verringert sich die Belastung des Steuergeräts 250.
Die Konfiguration, bei der die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 eine ungenügende Leistung der Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 ausgleicht, wie sie nach der vorliegenden Ausführungsform in der Lenkeinrichtung 2 verwendet wird, erlaubt es, eine Leistungskapazität des zweiten Drehmotors 12 zu reduzieren. Dadurch wird der zweite Drehmotor 12 verkleinert und damit seine Montagefähigkeit auf Fahrzeugen (z.B. Automobilen) erhöht.
<Dritte Ausführungsform>
4 zeigt eine schematische Konfiguration eines Steuergeräts 350 nach der dritten Ausführungsform.
Eine Lenkeinrichtung 3 nach der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lenkeinrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform in ihren Elementen entsprechend der Bestimmungseinheit 518 und dem Zusatzstromrechner 519 des Steuergeräts 50 nach der ersten Ausführungsform. Im Folgenden werden die Unterschiede zum Regler 1 nach der ersten Ausführungsform beschrieben. Die gleichen Strukturen und Funktionen zwischen der Lenkeinrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform und der Lenkeinrichtung 3 nach der dritten Ausführungsform werden durch die jeweils gleichen Bezugszahlen bezeichnet, eine detaillierte Beschreibung derselben wurde weggelassen.
Das Steuergerät 350 der Lenkeinrichtung 3 enthält einen ersten Regler 351, der den Antrieb des ersten Drehmotors 11 und des Reaktionskraftmotors 103 steuert, und einen zweiten Regler 352, der den Antrieb des zweiten Drehmotors 12 und des Reaktionskraftmotors 103 steuern kann.
Ähnlich wie der erste Regler 51 enthält der erste Regler 351 den ersten Drehregler 511, den ersten Drehtreiber 512, den ersten Drehstromdetektor (nicht abgebildet), den ersten Reaktionskraftregler 515, den ersten Reaktionskrafttreiber 516 und den ersten Reaktionskraftstromdetektor (nicht abgebildet). Im Gegensatz zum ersten Regler 51 gemäß der ersten Ausführungsform enthält der erste Regler 351 jedoch nicht die Bestimmungseinheit 518 und den Zusatzstromrechner 519, die im ersten Regler 51 enthalten sind.
Das zweite Steuergerät 352 enthält eine Bestimmungseinheit 358 und einen Zusatzstromrechner 359, zusätzlich zu den Elementen, die im zweiten Steuergerät 52 gemäß der ersten Ausführung enthalten sind.
Die Bestimmungseinheit 358 bestimmt nach der dritten Ausführungsform, ob die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 nicht ausreicht, um die Zahnstangenwelle 108 zu bewegen (ob die Leistung nicht ausreicht). Die Bestimmungseinheit 358 bestimmt anhand des Lenkwinkels θs und des ersten Reaktionskraftstroms Ir1, ob die Leistung nicht ausreicht. Wenn die Drehung der Lenkwelle 102 gemäß dem ersten Reaktionskraftstrom Ir1 den von der Lenkungserfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkwinkel θs nicht vollständig erreicht, stellt die Bestimmungseinheit 358 fest, dass keine ausreichende Leistung vorhanden ist. Wenn z.B. ein Wert, der durch Subtrahieren eines Absolutwerts eines Drehwinkels θr1 der Lenkwelle 102 gemäß dem ersten Reaktionskraftstrom Ir1 von einem Absolutwert des Lenkwinkels θs erhalten wird, größer als ein vorbestimmter Winkel θ0 (|θs| - |θr1|> θ0) ist, stellt die Bestimmungseinheit 358 fest, dass keine ausreichende Ausgabe vorliegt.
Wenn die Bestimmungseinheit 358 feststellt, dass die Leistung nicht ausreicht, berechnet der Zusatzstrom-Rechner 359 einen Zusatzstrom Ic3 zur Kompensation der Kraftunzulänglichkeit durch die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12.
Der Zusatzstromrechner 359 berechnet den Zusatzstrom Ic3 entsprechend einer Winkeldifferenz Δθ1, die eine Differenz zwischen dem von der Lenkungserfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkwinkel θs und dem Drehwinkel θr1 der Lenkwelle 102 ist, entsprechend dem ersten Reaktionskraftstrom Ir1. Der Zusatzstrom-Rechner 359 erhält die Winkeldifferenz Δθ1 durch Subtraktion des Drehwinkels θr1 vom Lenkwinkel θs (Δθ1 = θs - θr1) und berechnet den Zusatzstrom Ic3 durch Einsetzen der erhaltenen Winkeldifferenz Δθ1 in eine Steuerkarte oder eine Berechnungsformel, die eine Beziehung zwischen der Winkeldifferenz Δθ1 und dem Zusatzstrom Ic3 definiert. Als Beispiel kann die Steuerkarte oder die Berechnungsformel, die eine Beziehung zwischen der Winkeldifferenz Δθ1 und dem Zusatzstrom Ic3 definiert, eine ähnliche Beziehung wie in der Steuerkarte definieren, die in der zweiten Ausführungsform erläutert wird. Das heisst, die Steuerkarte oder die Berechnungsformel kann beispielsweise so eingestellt werden, dass der Zusatzstrom Ic3 positiv ist, wenn die Winkeldifferenz Δθ1 positiv ist, dass der Zusatzstrom Ic3 negativ ist, wenn die Winkeldifferenz Δθ1 negativ ist, und dass ein absoluter Wert des Zusatzstroms Ic3 mit zunehmendem absoluten Wert der Winkeldifferenz Δθ1 zunimmt.
Der Zusatzstromrechner 359 gibt den berechneten Zusatzstrom Ic3 an den zweiten Drehregler 521 des zweiten Reglers 352 aus.
Nach Erhalt des Zusatzstroms Ic3 vom Zusatzstromrechner 359 stellt der zweite Drehregler 521 den Zusatzstrom Ic3 als zweiten Drehstrom Id2 ein.
Ähnlich wie der erste Regler 51 steuert der oben konfigurierte erste Regler 351 den ersten Drehmotor 11 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts und steuert den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des ersten Drehstroms Id1 als Steuergröße für die Steuerung des ersten Drehmotors 11. Somit steuert der erste Regler 351 den ersten Drehmotor 11 und den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts.
Währenddessen ist der zweite Regler 352 ähnlich wie der zweite Regler 52 in der Lage, den zweiten Drehmotor 12 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs zu steuern, und ist in der Lage, den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des zweiten Drehstroms Id2 als Steuergröße für die Steuerung des zweiten Drehmotors 12 zu steuern. Ebenfalls auf der Grundlage des von der Lenkerfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs bestimmt der zweite Regler 352, ob die Leistung des ersten Drehmotors 11 nicht ausreicht, und stellt den Zusatzstrom Ic3 ein, der dem zweiten Drehmotor 12 zugeführt wird. Somit stellt der zweite Regler 352 auf der Grundlage des von der Lenkungserfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs den Steuerbetrag zur Steuerung des zweiten Drehmotors 12 ein.
Während eines SBW-Vorgangs im Normalzustand führt die oben konfigurierte Lenkeinrichtung 3 gemäß der dritten Ausführungsform die Steuerung so aus, dass der erste Regler 351 den ersten Drehmotor 11 antreibt, der der von dem ersten Regler 351 zu steuernde Motor ist. Währenddessen bestimmt die Bestimmungsvorrichtung 358 der zweiten Steuervorrichtung 352, ob die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 als Kraft, die auf die Zahnstangenwelle 108 ausgeübt werden soll, nicht ausreicht. Wenn die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 nicht ausreicht, um eine Kraft auf die Zahnstangenwelle 108 auszuüben, empfängt der zweite Drehregler 521 in der Lenkeinrichtung 3 Informationen über den Zusatzstrom Ic3 vom Zusatzstromrechner 359 des zweiten Reglers 252 und führt die Steuerung durch, um den zweiten Drehmotor 12 anzutreiben, der der von dem zweiten Regler 352 zu steuernde Motor ist.
Wenn also die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 als auf die Zahnstangenwelle 108 gemäß dem Lenkmoment Ts auszuübende Kraft ausreicht oder, mit anderen Worten, wenn die Bestimmungseinheit 358 nicht feststellt, dass die Leistung nicht ausreicht, führt die Lenkeinrichtung 3 gemäß der dritten Ausführungsform die Steuerung so durch, dass die Zahnstangenwelle 108 durch die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 unter der Steuerung des ersten Reglers 351 bewegt wird. Andererseits, wenn die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 als Kraft zum Ausüben auf die Zahnstangenwelle 108 nicht ausreicht, bewegt die Lenkeinrichtung 3 nach der dritten Ausführungsform die Zahnstangenwelle 108, indem sie zusätzlich zur Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 darauf ausübt. Dadurch werden Situationen minimiert, in denen die Vorderräder 100 unter Verwendung der Antriebskraft sowohl des ersten Drehmotors 11 als auch des zweiten Drehmotors 12 gedreht werden, obwohl die Konfiguration es erlaubt, die Vorderräder 100 unter Verwendung der mehreren Motoren des ersten Drehmotors 11 und des zweiten Drehmotors 12 zu drehen. Dies wiederum unterdrückt Steuerungsstörungen.
Während einer SBW-Operation bestimmt die Bestimmungseinheit 358 im zweiten Regler 352 anhand des Lenkwinkels θs und des ersten Reaktionskraftsstroms Ir1, ob die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 nicht ausreicht. Wenn also in der Lenkeinrichtung 3 gemäß der dritten Ausführungsform die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 ausreicht, um die Vorderräder 100 um einen gewünschten Winkel drehen zu lassen, wird im zweiten Regler 352 nur die Bestimmungseinheit 358 aktiviert, während der erste Regler 351 aktiviert wird, um den Antrieb des ersten Drehmotors 11 und des Reaktionskraftmotors 103 zu steuern. Dadurch wird die Belastung des Steuergeräts 350 im Vergleich dazu verringert, wenn sowohl der erste Regler 351 als auch der zweite Regler 352 aktiviert werden, um den ersten Drehmotor 11 und den zweiten Drehmotor 12 anzutreiben und dadurch die Zahnstangenwelle 108 zu bewegen.
Die Lenkeinrichtung 3 ermöglicht es auch, die Ausgangsleistung des ersten Drehmotors 11 zu reduzieren und die Größe des ersten Drehmotors 11 zu verkleinern, ähnlich wie die Lenkeinrichtung 1 gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
<Vierte Ausführungsform >
5 zeigt den schematischen Aufbau eines Steuergerätes 450 nach der vierten Ausführungsform.
Eine Lenkeinrichtung 4 nach der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lenkeinrichtung 2 nach der zweiten Ausführungsform in ihren Elementen entsprechend der Bestimmungseinheit 258 und dem Zusatzstromrechner 259 des Steuergeräts 250 nach der zweiten Ausführungsform. Im Folgenden werden die Unterschiede zum Regler 2 gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Die gleichen Strukturen und Funktionen zwischen dem Regler 2 nach der zweiten Ausführungsform und dem Regler 4 nach der vierten Ausführungsform werden durch die jeweils gleichen Bezugszahlen bezeichnet, eine detaillierte Beschreibung derselben wurde weggelassen.
Das Steuergerät 450 der Lenkeinrichtung 4 enthält einen ersten Regler 451, der den Antrieb des ersten Drehmotors 11 und des Reaktionskraftmotors 103 steuern kann, und einen zweiten Regler 452, der den Antrieb des zweiten Drehmotors 12 und des Reaktionskraftmotors 103 steuert.
Ähnlich wie der erste Regler 251 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält der erste Regler 451: den ersten Drehregler 255; den ersten Drehtreiber 512; den ersten Drehstromdetektor (nicht abgebildet); den ersten Reaktionskraftregler 515; den ersten Reaktionskrafttreiber 516; und den ersten Reaktionskraftstromdetektor (nicht abgebildet). Der erste Regler 451 enthält ferner eine Bestimmungseinheit 458 und einen Zusatzstromrechner 459.
Im Gegensatz zum zweiten Regler 252 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält der zweite Regler 452 nicht die Bestimmungseinheit 258 und den Zusatzstromrechner 259, die im zweiten Regler 252 enthalten sind.
Die Bestimmungseinheit 458 bestimmt nach der vierten Ausführungsform, ob die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht, um die Zahnstangenwelle 108 zu bewegen (ob die Leistung nicht ausreicht). Die Bestimmungseinheit 458 bestimmt anhand des Lenkmoments Ts und des zweiten Reaktionskraftstroms Ir2, ob die Leistung nicht ausreicht. Die Bestimmungseinheit 458 bestimmt auf der Grundlage des Lenkdrehmoments Ts, ob die Leistung nicht ausreicht, wenn die Torsion der Lenkwelle 102 gemäß dem Lenkdrehmoment Ts durch die Drehung der Lenkwelle 102, die durch den zweiten Reaktionskraftstrom Ir2 verursacht wird, nicht vollständig beseitigt wird. Wenn z.B. ein Wert, der durch Subtrahieren eines Absolutwerts des Motordrehmoments Tr2 gemäß dem zweiten Reaktionskraftstrom Ir2 von einem Absolutwert des Lenkdrehmoments Ts erhalten wird, größer als das vorbestimmte Drehmoment Tθ (|Ts| - |Tr2| > T0) ist, stellt die Bestimmungseinheit 458 fest, dass keine ausreichende Ausgabe vorliegt.
Wenn die Bestimmungseinheit 458 feststellt, dass die Leistung nicht ausreicht, berechnet der Zusatzstrom-Rechner 459 einen Zusatzstrom Ic4 zur Kompensation der Kraftunzulänglichkeit durch die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11.
Der Zusatzstromrechner 459 berechnet den Zusatzstrom Ic4 gemäß einer Drehmomentdifferenz ΔT2, die eine Differenz zwischen dem von der Lenkungserfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkmoment Ts und dem Motormoment Tr2 gemäß dem zweiten Reaktionskraftstrom Ir2 ist. Der Zusatzstrom-Rechner 459 erhält die Drehmoment-Differenz ΔT2 durch Subtraktion des Motordrehmoments Tr2 vom Lenkdrehmoment Ts (ΔT2 = Ts -Tr2) und berechnet den Zusatzstrom Ic4 durch Einsetzen der erhaltenen Drehmoment-Differenz ΔT2 in ein Steuerkennfeld oder eine Berechnungsformel, die eine Beziehung zwischen der Drehmoment-Differenz ΔT2 und dem Zusatzstrom Ic4 definiert. Als Beispiel kann die Steuerkarte oder die Berechnungsformel, die eine Beziehung zwischen der Drehmomentdifferenz ΔT2 und dem Zusatzstrom Ic4 definiert, eine ähnliche Beziehung definieren wie in der Steuerkarte, die in der ersten Ausführungsform erläutert wird. Das heißt, die Steuerkarte oder die Berechnungsformel kann beispielsweise so eingestellt werden, dass der Zusatzstrom Ic4 positiv ist, wenn die Drehmomentdifferenz ΔT2 positiv ist, der Zusatzstrom Ic4 negativ ist, wenn die Drehmomentdifferenz ΔT2 negativ ist, und ein Absolutwert des Zusatzstroms Ic4 mit zunehmendem Absolutwert der Drehmomentdifferenz ΔT2 ansteigt.
Der Zusatzstromrechner 459 gibt den berechneten Zusatzstrom Ic4 an den ersten Drehregler 255 des ersten Reglers 451 aus.
Nach Erhalt des Zusatzstroms Ic4 vom Zusatzstromrechner 459 stellt der erste Drehregler 255 den Zusatzstrom Ic4 als ersten Drehstrom Id1 ein.
Ähnlich wie der erste Regler 251 ist der oben konfigurierte erste Regler 451 in der Lage, den ersten Drehmotor 11 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts zu steuern, und ist in der Lage, den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des ersten Drehstroms Id1 als Steuergröße für die Steuerung des ersten Drehmotors 11 zu steuern. Somit ist der erste Regler 451 in der Lage, den ersten Drehmotor 11 und den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts zu steuern. Ebenfalls auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts bestimmt der erste Regler 451, ob die Leistung des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht, und stellt den Zusatzstrom Ic4 ein, der dem ersten Drehmotor 11 zugeführt werden soll. Somit stellt der erste Regler 451 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts den Steuerbetrag für die Steuerung des ersten Drehmotors 11 ein.
Währenddessen steuert der zweite Regler 452, ähnlich wie der zweite Regler 252, den zweiten Drehmotor 12 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs und steuert den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des zweiten Drehstroms Id2 als Steuergröße für die Steuerung des zweiten Drehmotors 12.
Während einer SBW-Operation im Normalzustand führt die oben konfigurierte Lenkeinrichtung 4 gemäß der vierten Ausführungsform die Steuerung so aus, dass der zweite Regler 452 den zweiten Drehmotor 12 antreibt. Währenddessen bestimmt die Bestimmungseinheit 458 der ersten Steuervorrichtung 451, ob die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 als auf die Zahnstangenwelle 108 auszuübende Kraft nicht ausreicht. Wenn die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht, um eine Kraft auf die Zahnstangenwelle 108 auszuüben, empfängt der erste Drehregler 255 in der Lenkeinrichtung 4 Informationen über den Zusatzstrom Ic4 vom Zusatzstromrechner 459 des ersten Reglers 451 und führt die Steuerung aus, um den ersten Drehmotor 11 anzutreiben, der der von dem ersten Regler 451 zu steuernde Motor ist.
Wenn also die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 als Kraft ausreicht, um die Zahnstangenwelle 108 entsprechend dem Lenkmoment θs zu beaufschlagen, oder mit anderen Worten, wenn die Bestimmungseinheit 458 nicht feststellt, dass die Leistung nicht ausreicht, führt die Lenkeinrichtung 4 entsprechend der vierten Ausführungsform die Steuerung so durch, dass die Zahnstangenwelle 108 durch die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 unter der Steuerung des zweiten Reglers 452 bewegt wird. Auf der anderen Seite, wenn die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 als Kraft zum Ausüben auf die Zahnstangenwelle 108 nicht ausreicht, bewegt die Lenkeinrichtung 4 die Zahnstangenwelle 108, indem sie zusätzlich zur Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11 darauf ausübt. Dadurch werden Situationen minimiert, in denen die Vorderräder 100 unter Verwendung der Antriebskraft sowohl des ersten Drehmotors 11 als auch des zweiten Drehmotors 12 gedreht werden, obwohl die Konfiguration es erlaubt, die Vorderräder 100 unter Verwendung der mehreren Motoren des ersten Drehmotors 11 und des zweiten Drehmotors 12 zu drehen. Dies wiederum unterdrückt Steuerungsstörungen.
Während einer SBW-Operation bestimmt die Bestimmungseinheit 458 im ersten Regler 451 anhand des Lenkmoments Ts und des zweiten Reaktionskraftsstroms Ir2, ob die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht. Wenn also in der Lenkeinrichtung 4 gemäß der vierten Ausführungsform die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 ausreicht, um die Vorderräder 100 um einen gewünschten Winkel drehen zu lassen, wird im ersten Regler 451 nur die Bestimmungseinheit 458 aktiviert, während der zweite Regler 452 aktiviert wird, um den Antrieb des zweiten Drehmotors 12 und des Reaktionskraftmotors 103 zu steuern. Dadurch wird die Belastung des Steuergeräts 450 im Vergleich dazu verringert, wenn sowohl das erste Steuergerät 451 als auch das zweite Steuergerät 452 aktiviert werden, um den ersten Drehmotor 11 und den zweiten Drehmotor 12 anzutreiben und dadurch die Zahnstangenwelle 108 zu bewegen.
Die Lenkeinrichtung 4 ermöglicht es auch, die Leistung des zweiten Drehmotors 12 zu reduzieren und die Größe des zweiten Drehmotors 12 zu verkleinern, ähnlich wie die Lenkeinrichtung 2 gemäß der obigen zweiten Ausführungsform.
< Fünfte Ausführungsform >
6 zeigt schematisch den Aufbau eines Steuergerätes 550 nach der fünften Ausführungsform.
Eine Lenkeinrichtung 5 nach der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von der Lenkeinrichtung 2 nach der zweiten Ausführungsform in ihren Elementen entsprechend der Bestimmungseinheit 258 und dem Zusatzstromrechner 259 des Steuergeräts 250 nach der zweiten Ausführungsform. Im Folgenden werden die Unterschiede zum Regler 2 gemäss der zweiten Ausführungsform beschrieben. Die gleichen Strukturen und Funktionen zwischen dem Regler 2 nach der zweiten Ausführungsform und dem Regler 5 nach der fünften Ausführungsform werden durch die jeweils gleichen Bezugszahlen bezeichnet, eine detaillierte Beschreibung derselben wurde weggelassen.
Das Steuergerät 550 der Lenkeinrichtung 5 enthält einen ersten Regler 551, der den Antrieb des ersten Drehmotors 11 und des Reaktionskraftmotors 103 steuern kann, und einen zweiten Regler 552, der den Antrieb des zweiten Drehmotors 12 und des Reaktionskraftmotors 103 steuert.
Der zweite Regler 552 enthält eine Bestimmungseinheit 558 und einen Zusatzstromrechner 559. Die Bestimmungseinheit 558 ermittelt, ob die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht. Wenn die Bestimmungseinheit 558 feststellt, dass die Leistung nicht ausreicht, berechnet der Zusatzstromrechner 559 einen Zusatzstrom Ic5 zur Kompensation der unzureichenden Kraft durch die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11.
Die Bestimmungseinheit 558 bestimmt auf der Grundlage des von der Lenkungserfassungseinrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs, der von der Positionserfassungseinrichtung 109 erfassten Zahnstangenposition Lr und des zweiten Drehstroms Id2, ob die Leistung nicht ausreicht. Die Bestimmungseinheit 558 erhält eine geschätzte Zahnstangenposition Lre, die die Summe der von der Positionserfassungsvorrichtung 109 erfassten Zahnstangenposition Lr und eines durch den zweiten Drehstrom Id2 verursachten Bewegungsbetrags der Zahnstangenwelle 108 ist, und wenn die geschätzte Zahnstangenposition Lre eine Zielzahnstangenposition Lrt gemäß dem von der Lenkungserfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkel θs nicht vollständig erreicht, bestimmt die Bestimmungseinheit 558, dass keine ausreichende Ausgabe vorliegt. Wenn z.B. ein Wert, der durch Subtrahieren eines Absolutwerts der geschätzten Zahnstangenposition Lre von einem Absolutwert der Zielzahnstangenposition Lrt erhalten wird, größer als ein vorbestimmter Wert Lr0 (|Lrt| - |Lre| > Lr0) ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 558, dass keine ausreichende Ausgabe vorliegt.
Wenn die Bestimmungseinheit 558 feststellt, dass die Leistung nicht ausreicht, berechnet der Zusatzstrom-Rechner 559 einen Zusatzstrom Ic5 zur Kompensation der Kraftunzulänglichkeit durch die Antriebskraft des ersten Drehmotors 11. Der Zusatzstrom-Rechner 559 berechnet den Zusatzstrom Ic5 entsprechend einer Positionsdifferenz ΔLr, die eine Differenz zwischen der Zielzahnstangenposition Lrt und der geschätzten Zahnstangenposition Lre ist. Der Zusatzstrom-Rechner 559 erhält die Positionsdifferenz ΔLr durch Subtrahieren der geschätzten Zahnstangenposition Lre von der Zielzahnstangenposition Lrt (ALr = Lrt - Lre) und berechnet den Zusatzstrom Ic5 durch Einsetzen der erhaltenen Positionsdifferenz ΔLr in eine Steuerkarte oder eine Berechnungsformel, die eine Beziehung zwischen der Positionsdifferenz ΔLr und dem Zusatzstrom Ic5 definiert. Beispielsweise kann die Steuerkarte oder die Berechnungsformel so eingestellt werden, dass der Ergänzungsstrom Ic5 positiv ist, wenn die Positionsdifferenz ΔLr positiv ist, der Ergänzungsstrom Ic5 negativ ist, wenn die Positionsdifferenz ΔLr negativ ist, und ein absoluter Wert des Ergänzungsstroms Ic5 mit Zunahme eines absoluten Werts der Positionsdifferenz ΔLr zunimmt.
Der Zusatzstrom-Rechner 559 gibt den berechneten Zusatzstrom Ic5 an den ersten Drehregler 255 des ersten Reglers 551 aus.
Nach Erhalt des Zusatzstroms Ic5 vom Zusatzstromrechner 559 des zweiten Reglers 552 stellt der erste Drehregler 255 den Zusatzstrom Ic5 als ersten Drehstrom Id1 ein.
Ähnlich wie der erste Regler 251 ist der oben konfigurierte erste Regler 551 in der Lage, den ersten Drehmotor 11 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkmoments Ts zu steuern, und ist in der Lage, den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des ersten Drehstroms Id1 als Steuergröße für die Steuerung des ersten Drehmotors 11 zu steuern.
Währenddessen steuert der zweite Regler 552, ähnlich wie der zweite Regler 252, den zweiten Drehmotor 12 auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs und steuert den Reaktionskraftmotor 103 auf der Grundlage des zweiten Drehstroms Id2 als Steuergröße für die Steuerung des zweiten Drehmotors 12. Ebenfalls auf der Grundlage des von der Lenkerfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs bestimmt der zweite Regler 552, ob die Leistung des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht, und stellt den Zusatzstrom Ic5 ein, der dem ersten Drehmotor 11 zugeführt wird. Somit stellt der zweite Regler 552 auf der Grundlage des von der Lenkungserfassungsvorrichtung 106 erfassten Lenkwinkels θs den Steuerbetrag zur Steuerung des ersten Drehmotors 11 ein.
Während einer SBW-Operation im Normalzustand führt die oben konfigurierte Lenkeinrichtung 5 gemäß der fünften Ausführungsform die Steuerung so aus, dass der zweite Regler 552 den zweiten Drehmotor 12 antreibt. Wenn die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 nicht ausreicht, um eine Kraft auf die Zahnstangenwelle 108 auszuüben, empfängt das erste Steuergerät 251 in der Lenkeinrichtung 5 von dem zweiten Steuergerät 552 Informationen über den Zusatzstrom Ic5 und führt die Steuerung aus, um den ersten Drehmotor 11 anzutreiben, der der von dem ersten Steuergerät 251 zu steuernde Motor ist. Dadurch werden Situationen minimiert, in denen die Vorderräder 100 unter Verwendung der Antriebskraft sowohl des ersten Drehmotors 11 als auch des zweiten Drehmotors 12 gedreht werden, obwohl die Konfiguration es erlaubt, die Vorderräder 100 unter Verwendung der mehreren Motoren des ersten Drehmotors 11 und des zweiten Drehmotors 12 zu drehen. Dies wiederum unterdrückt Steuerungsstörungen.
Die Bestimmungseinheit 558 des zweiten Reglers 552 bestimmt, ob die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 in Bezug auf den Lenkwinkel θs nicht ausreicht, auf dessen Basis der zweite Regler 552 den zweiten Drehmotor 12, die Zahnstangenposition Lr und den zweiten Drehstrom Id2 steuert. So aktiviert die Lenkeinrichtung 5 nach der fünften Ausführungsform den zweiten Regler 552 nur dann, wenn die Antriebskraft des zweiten Drehmotors 12 die Vorderräder 100 um einen gewünschten Winkel drehen kann. Dadurch wird das Steuergerät 550 entlastet.
Die Lenkeinrichtung 5 erlaubt es auch, die Leistung des zweiten Drehmotors 12 zu reduzieren und die Größe des zweiten Drehmotors 12 zu verkleinern, ähnlich wie die Lenkeinrichtung 2 gemäß der obigen zweiten Ausführungsform.
Bezugszeichenliste

1, 2, 3, 4, 5: Lenkeinrichtung
11: Erster Drehmotor
12: Zweiter Drehmotor
103: Reaktionskraftmotor
50, 250, 350, 450, 450, 550: Steuergerät
51, 251, 351, 451, 551: Erster Regler
52, 252, 352, 452, 552: Zweiter Regler
518, 258, 358, 458, 558: Bestimmungseinheit
519, 259, 359, 459, 559: Zusatzstromrechner

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5930058 [0004]

Claims

Lenkvorrichtung, enthaltend: einem ersten Motor und einem zweiten Motor, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie eine Kraft zum Bewegen einer Drehwelle zum Drehen der Räder eines Fahrzeugs ausüben; einen ersten Regler, der so konfiguriert ist, dass er den Antrieb des ersten Motors steuert; und einen zweiten Regler, der so konfiguriert ist, dass er den Antrieb des zweiten Motors steuert, wobei, wenn eine Antriebskraft des ersten oder des zweiten Motors als Kraft ausreicht, um auf die Drehwelle ausgeübt zu werden, entweder der erste oder der zweite Regler, der den Antrieb des einen Motors steuert, den einen der Motoren antreibt, und wenn die Antriebskraft des einen Motors als Kraft, die auf die Drehwelle ausgeübt werden kann, nicht ausreicht, der andere Regler den anderen Motor zusätzlich zu dem von dem einen Regler angetriebenen Motor antreibt.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Regler so konfiguriert ist, dass er den ersten Motor auf der Grundlage des Lenkdrehmoments eines Lenkelements steuert, und der zweite Regler ist so konfiguriert, dass er den zweiten Motor auf der Grundlage eines Lenkwinkels des Lenkelements steuert.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn eine Antriebskraft des ersten Motors ausreicht, um eine Kraft auf die Drehwelle auszuüben, der erste Regler den ersten Motor antreibt, und wenn die Antriebskraft des ersten Motors nicht ausreicht, um eine Kraft auf die Drehwelle auszuüben, der zweite Regler den zweiten Motor antreibt.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn eine Antriebskraft des zweiten Motors ausreicht, um eine Kraft auf die Drehwelle auszuüben, der zweite Regler den zweiten Motor antreibt, und wenn die Antriebskraft des zweiten Motors nicht ausreicht, um eine Kraft auf die Drehwelle auszuüben, der erste Regler den ersten Motor antreibt.
Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Regler und der zweite Regler in getrennten zentralen Verarbeitungseinheiten ausgeführt sind.
Lenkvorrichtung, enthaltend: einem ersten Motor und einem zweiten Motor, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie eine Kraft zum Bewegen einer Drehwelle zum Drehen der Räder eines Fahrzeugs ausüben; einen dritten Motor, der so konfiguriert ist, dass er eine Reaktionskraft auf die Lenkung eines Lenkelements ausübt; einen ersten Regler, der so konfiguriert ist, dass er den Antrieb des ersten Motors und des dritten Motors auf der Grundlage des Lenkdrehmoments des Lenkelements steuert; und einen zweiten Regler, der so konfiguriert ist, dass er den Antrieb des zweiten Motors auf der Grundlage eines Lenkwinkels des Lenkelements steuert, wobei in einem Zustand, in dem das Lenkelement und die Räder nicht mechanisch verbunden sind, wenn eine Antriebskraft des ersten Motors als eine auf die Drehwelle auszuübende Kraft ausreicht, der erste Regler den ersten Motor antreibt, und wenn die Antriebskraft des ersten Motors als eine auf die Drehwelle auszuübende Kraft nicht ausreicht, der zweite Regler zusätzlich den zweiten Motor antreibt, wobei der erste Motor von dem ersten Regler angetrieben wird.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste Regler so konfiguriert ist, dass er den dritten Motor auf der Grundlage einer Position der Drehwelle und eines Steuerbetrags für die Steuerung des ersten Motors steuert.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 7, die ferner eine Bestimmungseinheit enthält, der so konfiguriert ist, dass er auf der Grundlage des Lenkdrehmoments des Lenkelements und eines Steuerbetrags zur Steuerung des dritten Motors bestimmt, ob die Antriebskraft des ersten Motors als auf die Drehwelle auszuübende Kraft ausreicht.
Lenkvorrichtung enthaltend: einem ersten Motor und einem zweiten Motor, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie eine Kraft zum Bewegen einer Drehwelle zum Drehen der Räder eines Fahrzeugs ausüben; einen dritten Motor, der so konfiguriert ist, dass er eine Reaktionskraft auf die Lenkung eines Lenkelements ausübt; einen ersten Regler, der so konfiguriert ist, dass er den Antrieb des ersten Motors auf der Grundlage des Lenkdrehmoments des Lenkelements steuert; und einen zweiten Regler, der so konfiguriert ist, dass er den Antrieb des zweiten Motors und des dritten Motors auf der Grundlage eines Lenkwinkels des Lenkelements steuert, wobei in einem Zustand, in dem das Lenkelement und die Räder nicht mechanisch verbunden sind, wenn eine Antriebskraft des zweiten Motors als eine auf die Drehwelle auszuübende Kraft ausreicht, der zweite Regler den zweiten Motor antreibt, und wenn die Antriebskraft des zweiten Motors als eine auf die Drehwelle auszuübende Kraft nicht ausreicht, der erste Regler den ersten Motor zusätzlich den zweiten Motor antreibt, der von dem zweiten Regler angetrieben wird.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 9, wobei der zweite Regler so konfiguriert ist, dass er den dritten Motor auf der Grundlage einer Position der Drehwelle und eines Steuerbetrags für die Steuerung des zweiten Motors steuert.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 10, die ferner eine Bestimmungseinheit enthält, der so konfiguriert ist, dass er auf der Grundlage eines Lenkwinkels des Lenkelements und eines Steuerbetrags zur Steuerung des dritten Motors bestimmt, ob die Antriebskraft des zweiten Motors als auf die Drehwelle auszuübende Kraft ausreicht.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, der ferner eine Bestimmungseinheit enthält, der so konfiguriert ist, dass er auf der Grundlage einer Position der Drehwelle und eines Steuerbetrags zur Steuerung des zweiten Motors bestimmt, ob die Antriebskraft des zweiten Motors als auf die Drehwelle auszuübende Kraft ausreicht.