BRPI0613826A2

BRPI0613826A2 - aparelho de assistência de direção para veìculos

Info

Publication number: BRPI0613826A2
Application number: BRPI0613826-8A
Authority: BR
Inventors: Masaharu Yamashita; Shuji Fujita
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2011-02-15
Also published as: CN101218146B; EP1900608B1; JP4367383B2; US20090069979A1; WO2007007694A1; RU2008104696A; RU2376185C2; KR20080009158A; EP1900608A4; BRPI0613826B1; US7974752B2; DE602006012320D1; JP2007015608A; EP1900608A1; CN101218146A

Abstract

APARELHO DE ASSISTENCIA DE DIREçAO PAPA VEICULOS Um aparelho de assistência de direção para veículos inclui um motor elétrico (15) para assistir o esterçamento. A velocidade de rotação do motor elétrico (15) é reduzida por um mecanismo de fuso de esferas (16) e é convertida em movimento retilíneo, subseqúentemente transmitido a uma cremalheira (14) . Uma unidade de controle eletrónico (24) determina um valor de corrente alvo de acordo com o torque de esterçamento detectado por um sensor de torque de esterçamento (21) e com a velocidade do veículo detectada por um sensor de velocidade (23). Conquanto usando um valor efetivo decorrente do motor elétrico (15) detectado por um sensor de corrente (25a) como realimentação, a unidade decontrole eletrónico (24) controla a corrente que flui através do motor elétrico (15) de modo que a corrente se torna igual ao valor de corrente alvo. A unidade decontrole eletrónico (24) muda o ganho de realimentação do controle de realimentação de acordo com o ângulo de esterçamento detectado por um sensor de ângulo de esterçamento (22) para, desta forma, suprimir o ruído anormal gerado no mecanismo de direção. Assim, no aparelho de assistência de direção de veículos, o ruido anormal gerado pelo mecanismo de direção pode ser suprimido sem, contudo, deteriorar a sensação de esterçamento.

Description

"APARELHO DE ASSISTÊNCIA DE DIREÇÃO PARA VEÍCULOS"

Campo da Invenção

A presente invenção se relaciona a um aparelho deassistência de direção que usa uma força de assistênciagerada por um motor elétrico para esterçar rodas, quandoo motorista vira o volante de direção.

Histórico da Invenção

Como na técnica anterior e mostrado na Publicação dePatente Japonesa (kokoku) No H6-4417, um aparelho deassistência de direção é conhecido como sendo configuradopara impedir uma desnecessária atuação e controle demotor elétrico, e de o torque de assistência gerado pelomotor elétrico ser reduzido ou a geração do torque deassistência ser interrompida, reduzindo a voltagem decontrole aplicada ao motor elétrico, quando a. cremalheirase aproxima de seu fim de curso.

Sumário da Invenção

No entanto, em um estado onde as rodas são es terçadasem um grande, ângulo, sendo requerido um grande torque deesterçamento para esterçá-las. Portanto, se um torque deassistência gerado pelo motor elétrico é reduzido, ougeração de torque quando a cremalheira se aproxima do fimde curso, como na técnica convencional acima descrita,o motorista percebe uma sensação estranha na operação deesterçar o volante, de um modo que a sensação deesterçamento se deteriora.

A presente invenção resolve o problema de deterioração nasensação de esterçamento e o problema de geração de umruído anormal na porção de mecanismo de direção a partirdo volante e rodas.

Em geral, em uma situação onde as rodas são esterçadasem grande extensão, uma vez que a força de assistência deesterçamento é grande, um motor elétrico produz um torquegrande. Ademais, a taxa de mudança de corrente que fluiatravés do motor elétrico é grande, a variação de torqueproduzido pelo motor elétrico é grande. Por conseguinte,é provável de ser gerado um ruído anormal no mecanismo dedireção em virtude da diferença entre a resposta dotorque produzido pelo motor elétrico e a resposta deoperação do mecanismo de direção. Mais especificamente,em uma situação onde o controle do motor elétricoé ajustado de acordo com as características do mecanismode direção, em uma faixa de ângulo de esterçamento comum,nenhum ruído anormal é gerado no mecanismo de direção,em um estado onde a resposta de controle do motorelétrico se torna elevada, quando o ângulo deesterçamento se torna grande, ocorrendo uma sobre-compensação em operação do mecanismo de direção para umagrande variação de torque de saída do motor elétrico,sendo gerado um ruído anormal. Entrementes, em umasituação onde o controle do motor elétrico é ajustadode acordo com as características do mecanismo de direção,de modo que, em uma faixa de ângulo de esterçamentoordinário, nenhum ruído anormal seja gerado no mecanismode direção, em um estado onde a resposta de controle domotor elétrico se torna baixa. Quando o ângulo deesterçamento se torna grande, um atraso notável ocorreem resposta ao torque produzido pelo motor elétricoem relação à operação do mecanismo de direção. Tambémaqui é gerada uma grande quantidade de ruídos anormais.

A presente invenção foi realizada com propósito deresolver o problema acima, e um de seus objetivosé prover um aparelho de assistência de direção queelimine a geração de ruídos anormais por um mecanismo dedireção, sem prejudicar a sensação de esterçamento.Para realizar o objetivo, a presente invenção provê umaparelho de assistência de direção para veículos queinclui um motor elétrico que aplica uma força deassistência para esterçar as rodas através da rotação deum volante de direção, onde se provê um controle derealimentação, enquanto uma quantidade de controleefetivo é usada como real iment ação, de modo que o motorelétrico atue de acordo com uma quantidade de controlealvo, o aparelho de assistência de direção se caracterizapelo fato de compreender um meio de detecção paradetectar o ângulo de esterçamento das rodas, e um meio demudança de ganho de realimentação usado para controlar arealimentação, de acordo com o ângulo de esterçamentodetectado. Neste caso, o ganho de realimentação pode serum ganho de controle com respeito a pelo menos um dentreum termo proporcional ou termo integral associado aocontrole de realimentação.

O meio de mudança de ganho pode ser configurado de modoque, quando o ângulo de esterçamento detectado forgrande, o ganho de realimentação de novo mude para umvalor menor em relação a uma situação na qual o ângulo deesterçamento detectado é pequeno, assim reduzindo osruídos anormais gerados devido à elevada resposta docontrole de realimentação. Alternativamente, o meio demudança de ganho pode ser configurado, de modo que,quando o ângulo de esterçamento detectado for grande,o ganho de realimentação novamente muda para um valormaior em relação a uma situação na qual o ângulo deesterçamento detectado é pequeno, assim reduzindo o ruídoanormal gerado pela resposta baixa do controle derealimentação.

A quantidade de controle alvo para o motor elétrico podeser um valor de corrente alvo, ou seja, uma corrente alvosuprida ao motor elétrico. Neste caso, a quantidadeefetiva de controle para o motor elétrico é um valorefetivo de corrente, que representa a corrente que fluiatravés do motor elétrico, que é detectada por um sensorde corrente. Preferivelmente, o aparelho de assistênciade direção para veículos adicionalmente compreende:um meio de detecção de torque para detectar o torque deesterçamento aplicado ao volante; um meio de detecção develocidade para detectar a velocidade do veículo; eum meio de determinação para determinar a quantidade decontrole alvo do motor elétrico, de acordo com o torquede esterçamento e com a velocidade do veículo detectados,sendo que a quantidade de controle alvo do motor elétricoé determinada pelo torque de esterçamento e pelavelocidade do veículo.

De acordo com o componente da invenção, o meio de mudançade ganho novamente muda o ganho de realimentação usadono controle de realimentação de acordo com o ângulo deesterçamento. Especificamente, o meio de mudança de ganhomuda o ganho de realimentação, de modo que quandoo ângulo de esterçamento do volante de direção forgrande, o ganho de realimentação muda para um menorvalor, em relação a uma situação na qual o ângulo deesterçamento é pequeno, dai reduzindo um ruído anormalgerado devido à elevada resposta do controle derealimentação. Alternativamente, o meio de mudança deganho muda o ganho de realimentação, de modo que, quandoo ângulo de esterçamento do volante for grande, o ganhode realimentação muda para um valor maior em relaçãoà situação na qual o ângulo de esterçamento é pequeno,para desta forma reduzir o ruído anormal gerado devidoà baixa resposta do controle de realimentação. Em virtudeda mudança do ganho de realimentação, uma quantidade decontrole usada para prover a quantidade efetiva decontrole do motor elétrico se aproxima da quantidade decontrole alvo muda sem mudar a quantidade de controlealvo, através do que a taxa de mudança do motor elétricoa partir do estado corrente para um estado quecorresponde à quantidade de controle alvo queé controlada para diminuir ou aumentar quando o ângulo deesterçamento se torna grande e o torque produzido pelomotor elétrico se torna grande.

Em conseqüência, mesmo quando o ângulo de esterçamento setorna grande, a quantidade de controle para o motorelétrico requerida para um estado onde o ângulo deesterçamento é grande, é garantida, assim, evitando quea sensação de esterçamento deteriore. Ademais,em conseqüência do controle de mudança do ganho derealimentação de acordo com o ângulo de esterçamento,a geração de ruído anormal devido à diferença entre aresposta do torque produzido pelo motor elétrico ea resposta do mecanismo de direção pode ser evitada.

Especificamente, em um caso onde o controle do motorelétrico é ajustado de acordo com as características domecanismo de direção de modo que dentro de uma faixa deângulo de esterçamento ordinário, nenhum ruído anormalé gerado no mecanismo de direção em um estado no quala resposta de controle do motor elétrico se torna alta,quando o ângulo de esterçamento aumenta, a quantidade decontrole realimentada para o motor é controlada de modo adiminuir, e o torque do motor elétrico se torna difícilde mudar, de modo a suprimir a geração de ruído anormaldevido à sobre-compensação do mecanismo de direção.

Entrementes, em um caso onde o controle do motor elétricoé ajustado de acordo com as características do mecanismode direção, de modo que, em uma faixa de ângulo deesterçamento ordinário, nenhum ruído anormal é gerado nomecanismo de direção em um estado, onde a resposta decontrole do motor elétrico se torna baixa, quando oângulo de esterçamento aumenta, a quantidade de controlerealimentada para o motor elétrico é controlada paraaumentar, e o torque produzido pelo motor elétrico ficafácil de mudar, de modo que nenhum atraso de respostaseja produzido no torque de saída do motor elétricoem relação à operação do mecanismo de direção, suprimindoa geração de ruído anormal.

Um segundo aspecto da presente invenção reside no fato deo meio de mudança de ganho mudar o ganho de realimentaçãode um primeiro ganho de realimentação para um segundoganho de realimentação, quando o ângulo de esterçamentodetectado pelo meio de detecção de ângulo de esterçamentose tornar maior que um pré-determinado ângulo deesterçamento, e adicionalmente provê-se um meio dedetecção de velocidade de esterçamento para detectar avelocidade de esterçamento do volante de direção; e ummeio de controle de mudança de ganho para permitir o meiode mudança de ganho mudar o ganho de realimentação quandoa velocidade de esterçamento detectada pelo meio dedetecção de velocidade de detecção for mais baixo que umapré-determinada velocidade de esterçamento, e proibir queo meio de mudança de ganho mude o ganho de realimentaçãoquando a velocidade de esterçamento detectada for igualou maior que uma pré-determinada velocidade deesterçamento.

Quando o motorista vira o volante de direçãoabruptamente, em uma situação onde o ângulo deesterçamento é grande, um aumento abrupto de voltagem(corrente) será requerido em alguns casos. Se o ganho derealimentação mudar neste estado, a resposta de controledo motor elétrico muda abruptamente e excessivamente e umruído anormal pode ser gerado e ocorrer uma falha nomecanismo de direção. No entanto, de acordo com umsegundo aspecto da presente invenção, mudanças abruptasna corrente suprida ao motor elétrico devem sersuprimidas, e a geração de um ruído anormal e uma falhano mecanismo de direção associada a mudanças abruptas naresposta de controle do motor elétrico podem serimpedidas.

Um terceiro aspecto da presente invenção reside no fatode histerese ser transmitida ao controle de mudança deganho de realimentação pelo meio de mudança de ganho epelo meio de controle de mudança de ganho de acordo comas mudanças no ângulo de esterçamento detectadas pelomeio de detecção de velocidade de esterçamento.

Em virtude desta configuração, a freqüência de mudançasde ganho de realimentação para mudanças no ângulo deesterçamento e na velocidade de esterçamento pode serreduzida. Em conseqüência, mudanças freqüentes de ganhode realimentação, i.e., mudanças freqüentes na correntesuprida ao motor elétrico, são mitigadas, suprimindomais efetivamente a geração de ruído anormal no mecanismode direção.

Um quarto aspecto da presente invenção reside no fato deo meio de mudança de ganho mudar o ganho de realimentaçãode um primeiro ganho para um segundo ganho derealimentação, quando o ângulo de esterçamento detectadopelo meio de detecção de ângulo de esterçamento for maiorque um pré-determinado ângulo de esterçamento. 0 valor decorrente alvo diminui à medida que a velocidade doveículo aumenta; e adicionalmente sendo provido um meiode controle de mudança de ganho para permitir que o meiode mudança de ganho mude o ganho de realimentação quandoa corrente que flui através do motor elétrico for maiorque uma pré-determinada corrente e proibir que o meio demudança de ganho mude o ganho de realimentação quandoa corrente que flui através do motor elétrico for igualou menor que a pré-determinada corrente. Neste caso,o valor de corrente alvo, ou o valor de corrente efetivo,pode ser usado para a corrente que flui através do motor.

Mesmo quando o ângulo de esterçamento do volante dedireção é grande, se a corrente que flui através do motorelétrico for pequena, o ganho de realimentação não muda.

Em outras palavras, mesmo quando o ângulo de esterçamentodo volante de direção for grande, se o veículo estiver emalta velocidade, o ganho de realimentação não é alterado.

Em conseqüência, mesmo quando o ganho de realimentaçãofor estabelecido para impedir uma geração de ruídoanormal a partir do mecanismo de direção quando o veículoestiver parado ou em velocidade muito baixas e como volante de direção em uma condição muito esterçada, eo ganho de realimentação não muda nos períodos em queo veículo estiver desenvolvendo alta velocidade, o queimpede uma deterioração da sensação de esterçamento.

Um quinto aspecto da presente invenção reside no fato dehisterese ser transmitida ao controle de mudança de ganhode realimentação realizado pelo meio de mudança de ganhoe pelo meio de controle de mudança de ganho com mudançano ângulo de esterçamento detectada pelo meio de detecçãode ângulo de esterçamento e pela corrente que fluiatravés do motor elétrico. Em virtude desta configuração,pode ser reduzida a freqüência de alterações do ganho derealimentação para mudanças no ângulo de esterçamento ena corrente que flui através do motor elétrico. Assim,mudanças freqüentes do ganho de realimentação, ou sejamudanças freqüentes da corrente suprida ao motor elétricosão mitigadas, suprimindo mais efetivamente a geração deruído anormal no mecanismo de direção.

Um sexto aspecto da presente invenção reside no fato deo meio de mudança de ganho mudar o ganho de realimentaçãode um primeiro ganho de realimentação para um segundoganho de realimentação, quando o ângulo de esterçamentodetectado pelo meio de detecção se tornar maior que opré-determinado ângulo de esterçamento; e sendo providoum meio de detecção de taxa de mudança de corrente paradetectar, como uma taxa de mudança de corrente, a razãode uma taxa de mudança para a corrente que flui atravésdo motor elétrico para uma taxa de mudança do torque deesterçamento detectado pelo meio de detecção de torque deesterçamento; e um meio de controle de mudança de ganhopara permitir que o meio de mudança de ganho mude o ganhode realimentação quando a taxa de mudança de correntedetectada pelo meio de detecção de taxa de mudança decorrente for maior que uma pré-determinada taxa demudança, e proibir que o meio de mudança de ganho mude oganho de realimentação quando a taxa de mudança decorrente detectada for igual ou menor que a pré-determinada taxa de mudança. Neste caso, o valor decorrente alvo, ou o valor de corrente efetiva, pode serusado para a corrente que flui através do motor.

A taxa de mudança de corrente representa a magnitude damudança no torque gerado pelo motor elétrico para umtorque de assistência requerido; i.e., um estado onde éprovável que um ruído anormal seja gerado, por um aumentoem seu valor. A taxa de mudança de corrente sendopequena, uma alteração do ganho de realimentação pelomeio de mudança de ganho é proibida, e quando a taxa demudança de corrente se torna grande, uma mudança do ganhode realimentação pelo meio de mudança de ganho épermitida. Assim, o ganho de realimentação é maisprovável de mudar em um estado onde é provável a geraçãode um ruído anormal, dai simultaneamente provendo umaredução de ruído anormal e boa sensação de esterçamento.

Um sétimo aspecto da presente invenção reside no fato dea histerese ser transmitida ao controle de mudança deganho de realimentação realizada pelo meio de mudança deganho e pelo meio de controle de mudança de ganhode acordo com as mudanças no ângulo de esterçamentodetectadas pelo meio de detecção de ângulo deesterçamento e pela taxa de mudança de corrente detectadapelo meio de cálculo de taxa de mudança de corrente.

Em virtude desta configuração, a freqüência dasalterações do ganho de realimentação para mudançasno ângulo de esterçamento e na taxa de mudança decorrente pode ser reduzida. Em conseqüência, mudançasfreqüentes de ganho de realimentação, ou seja mudançasfreqüentes da corrente suprida ao motor, são mitigadas,suprimindo mais efetivamente um ruído anormal nomecanismo de direção.

Um oitavo aspecto da presente invenção reside no fato deo meio de mudança de ganho mudar o ganho de realimentaçãoa partir de um primeiro ganho de realimentação para umsegundo ganho de realimentação, onde o ângulo deesterçamento detectado pelo meio de detecção de ângulo deesterçamento se torna maior que um pré-determinado ângulode esterçamento; e sendo provido um meio de controle demudança de ganho para permitir que o meio de mudança deganho mude o ganho de realimentação, quando a velocidadedo veículo detectada pelo meio de detecção de velocidadefor mais baixo que uma pré-determinada velocidade, eproibir que o meio de mudança de ganho mude o ganho derealimentação, quando a velocidade do veículo for igualou maior que a pré-determinada velocidade.

Era virtude desta configuração, mesmo quando o ângulo dèesterçamento do volante for grande, se a velocidade deveículo for alta, o ganho de realimentação não seráalterado. Em conseqüência, mesmo quando o ganho derealimentação for dado de modo a evitar uma geração deruído anormal a partir do mecanismo de direção duranteperíodos nos quais o veículo está parado ou se move emvelocidade muito baixa, e o volante é esterçado em grandeextensão, o ganho de realimentação não muda durante osperíodos em que o veículo desenvolve alta velocidade,evitando uma deterioração da sensação de esterçamento.

Um nono aspecto da presente invenção reside no fato deuma histerese ser transmitida a um controle de mudança deganho de realimentação realizado pelo meio de mudança deganho e meio de controle de mudança de ganho de acordocom mudanças no ângulo de esterçamento detectados pelomeio de detecção de ângulo de esterçamento e pelavelocidade de veículo detectada pelo meio de detecção develocidade. Em virtude desta configuração, a freqüênciade alterações do ganho de realimentação para mudanças noângulo de esterçamento e na velocidade de veículopode ser reduzida. Em conseqüência, freqüentes alteraçõesdo ganho de realimentação, ou seja as freqüentes mudançasda corrente de acionamento suprida ao motor elétricosão mitigadas, suprimindo mais efetivamente uma geraçãode ruído anormal a partir do mecanismo de direção.

Um décimo aspecto da presente invenção reside no fato deo meio de mudança de ganho incluir um meio de processo defiltro passa-baixo para fazer uma filtragem passa-baixopara o ganho de realimentação alterado de acordo como ângulo de esterçamento. Em virtude desta configuração,o ganho de realimentação muda gradualmente após alterado,de modo que quando o ganho de realimentação é alteradopelo meio de mudança de ganho, a as características deresposta da força de assistência geradas pelo motorelétrico mudam suavemente, de modo que o motorista nãosinta nenhuma sensação não natural, ao virar o volante.

Descrição Resumida dos Desenhos

A figura 1 é um diagrama esquemático global de umaparelho de direção para veículos com função deassistência de acordo com uma configuração da invenção;

a figura 2 se relaciona uma primeiro exemplo de controleda presente invenção e mostra um diagrama de blocosde uma unidade de controle eletrônico da figura 1;

a figura 3 é um gráfico mostrando uma relação entreo torque de esterçamento, a velocidade do veiculo, eo valor de corrente alvo;

a figura 4A é um gráfico mostrando uma relação de exemploentre o ângulo de esterçamento e o ganho P;

a figura 4B é um gráfico mostrando uma relação de exemploentre o ângulo de esterçamento e ganho I;

a figura 5A é um gráfico mostrando uma outra relaçãode exemplo entre o ângulo de esterçamento e o ganho P;

a figura 5B é um gráfico mostrando uma outra relaçãode exemplo entre o ângulo de esterçamento e o ganho I;

a figura 6A é um gráfico mostrando ainda outra relaçãode exemplo entre o ângulo de esterçamento e o ganho P;

a figura 6B é um gráfico mostrando ainda outra relaçãode exemplo entre o ângulo de esterçamento e o ganho I;

a figura 7A é um gráfico mostrando ainda outra relaçãode exemplo entre o ângulo de esterçamento e o ganho P;

a figura 7B é um gráfico mostrando ainda outra relaçãode exemplo entre o ângulo de esterçamento e o ganho I;

a figura 8 se relaciona a um segundo exemplo de controleda presente invenção, mostrando um diagrama de blocos

funcional da unidade de controle eletrônico da figura 1;

a figura 9 é um fluxograma mostrando um programa dedeterminação de ângulo de esterçamento executado na seçãode determinação de ângulo de esterçamento da figura 8;

a figura 10 é um fluxograma mostrando um programa decolocação de ganho PI executado na seção de ajuste deganho PI;

a figura 11 é uma tabela usada para explicar um mapa dememória que armazena ganho P e ganho I;

a figura 12 se relaciona a um terceiro exemplo decontrole da presente invenção, mostrando um diagrama deblocos funcional da unidade de controle eletrônico dafigura 1;

a figura 13 é um fluxograma mostrando um programa dedeterminação de condição de mudança de ganho executado emuma seção de determinação de condição de mudança de ganhoda figura 12;

a figura 14 é um fluxograma mostrando uma alteração doprograma de determinação de condição de mudança de ganhoda figura 12;

a figura 15A é um gráfico mostrando uma relação entreo ângulo de esterçamento e um marcador (flag) de condiçãode extremidade;

a figura 15B é um gráfico mostrando uma relação entreuma velocidade de esterçamento e um marcador (flag)de condição de velocidade de esterçamento;

a figura 16 se relaciona a um quarto exemplo de controleda presente invenção, mostrando um diagrama de blocosfuncional da unidade de controle eletrônico da figura 1;

a figura 17 é um fluxograma mostrando um programa dedeterminação de condição de mudança de ganho executado emuma seção de determinação de condição de mudança de ganhoda figura 16;

a figura 18 se relaciona a um quinto exemplo de controleda presente invenção mostrando um diagrama de blocosfuncional da unidade de controle eletrônico da figura 1;

a figura 19 é um fluxograma mostrando o programa decálculo de taxa de mudança de corrente executado na seçãode cálculo de taxa de mudança de corrente da figura 18;

a figura 20 é um fluxograma mostrando um programa dedeterminação de condição de mudança de ganho executadona seção de determinação de condição de mudança de ganhoda figura 18;

a figura 21 se relaciona a um sexto exemplo de controleda presente invenção mostrando um diagrama de blocosfuncional da unidade de controle eletrônico da figura 1.

a figura 22 é um fluxograma mostrando um programa dedeterminação de condição de mudança de ganho executadoem uma seção de determinação de condição de mudança deganho da figura 21;

a figura 23 se relaciona a uma alteração do primeiroexemplo de controle mostrando um diagrama de blocosfuncional da unidade de controle eletrônico da figura 1;

a figura 24 se relaciona a uma alteração do segundoexemplo de controle mostrando um diagrama de blocosfuncional da unidade de controle eletrônico da figura 1;

a figura 25 se relaciona a uma alteração do terceiroexemplo de controle mostrando um diagrama de blocosfuncional da unidade de controle eletrônico da figura 1;

a figura 2 6 se relaciona a uma alteração do quartoexemplo de controle mostrando um diagrama de blocosfuncional da unidade de controle eletrônico da figura 1;

a figura 2 7 se relaciona a uma alteração do quintoexemplo de controle mostrando um diagrama de blocosfuncional da unidade de controle eletrônico da figura 1;

a figura 2 8 se relaciona a uma alteração do sexto exemplode controle, mostrando um diagrama de blocos funcional daunidade de controle eletrônico da figura 1;

Melhor Modo de Executar a Invenção

Uma configuração da presente invenção agora será descritacom referência aos desenhos. A figura 1 é um diagramaesquemático mostrando a totalidade de um aparelho dedireção para veículos incluindo um aparelho deassistência de direção, de acordo com a invenção.

Um aparelho de direção para veículos inclui um eixo dedireção 12 cuja extremidade superior é conectada a umvolante 11, de modo que o eixo de direção 12 gire juntocom o volante 11. Um pinhão 13 é conectado à extremidadeinferior do eixo de direção 12, de modo que o pinhão 13gire solidário com o eixo de direção 12 . 0 pinhão 13é engatado com uma cremalheira 14 formando um mecanismopinhão-cremalheira. As rodas direita e esquerda FWl FW2são conectadas de modo esterçável às extremidades opostasda cremalheira 14 por braços e articulações nãoilustrados. As rodas direita e esquerda FWl e FW2são esterçadas quer à direita ou à esquerda, de acordocom um deslocamento axial da cremalheira 14 através deuma ação de rotação sobre o eixo de direção 12.Um motor elétrico 15 para assistir o esterçamentoé montado sobre a cremalheira 14. 0 motor elétrico 15é conectado à cremalheira 14 por um mecanismo de fuso deesferas 16 de modo a transmitir movimento. 0 motorelétrico 15 assiste o esterçamento à direita e à esquerdadas rodas FWl e FW2 através de sua rotação. 0 mecanismode fuso de esferas 16 que atua como redutor de velocidadee conversor de rotação para linear, converte a rotação domotor elétrico 15 em movimento linear, enquanto reduza rotação e transmite um movimento linear à cremalheira14. Em lugar de montar o motor elétrico 15 na cremalheira14, o motor elétrico 15 pode ser montado no eixo dedireção 12 de maneira a transmitir a rotação do motorelétrico 15 ao eixo de direção 12 por um redutor develocidade, assim girando o eixo de direção 12 em tornode seu eixo.

A seguir, um aparelho de controle elétrico para controlara operação do motor elétrico 15 será descrito,tal aparelho incluindo um sensor de torque deesterçamento 21, um sensor de ângulo de esterçamento 22,e um sensor de velocidade de veículo 23 . O sensor detorque de esterçamento 21 é montado no eixo de direção 12e adaptado para detectar o torque de esterçamento T queatua no eixo de direção 12, quando o motorista virao volante 11. O torque de esterçamento T assume um valorpositivo ou negativo conforme as rodas direita e esquerdaFWl e FW2 virem â direita ou à esquerda, e a magnitude dovalor positivo ou negativo representa a magnitude dotorque de esterçamento T. Ao invés de montar o sensor detorque 21 no eixo de direção 12, o sensor de torque deesterçamento 21 pode ser montado à cremalheira 14,de modo a obter o torque de esterçamento T a partir dadistorção da cremalheira 14 na direção axial.

O sensor de ângulo de esterçamento 22 é montado no eixode direção 12 e adaptado para detectar o ângulo deesterçamento efetivo θ do volante 11 através do ângulo deesterçamento do eixo 12. 0 ângulo de esterçamento efetivoθ assume valores positivos ou negativos conformeo motorista vira o volante 11 no sentido horário ou anti-horário, cuja magnitude representa a magnitude do ângulode esterçamento θ efetivo. Ao invés de montar o sensor deângulo de esterçamento 22 no eixo de direção 12, o sensorde ângulo de esterçamento 22 pode ser montado nacremalheira 14 para detectar o ângulo de esterçamentoefetivo θ a partir de um deslocamento axial dacremalheira. Ademais, uma vez que o ângulo de rotação domotor 15 é proporcional ao ângulo de esterçamento θefetivo, ele será detectado a partir do ângulo de rotaçãodo motor. Notavelmente, uma vez o ângulo de esterçamentoθ sendo proporcional ao ângulo de esterçamento das rodasdianteiras esquerda e direita FWl e FW2, similar detecçãopoderá ser feita através do ângulo de esterçamento dasrodas dianteiras FWl e FW2. 0 sensor de velocidade 23sendo usado para detectar a velocidade de veículo V.

0 sensor de torque de esterçamento 21, o sensor de ângulode esterçamento 22, e o sensor de velocidade de veículo23 sao conectados a unidade de controle eletrônico 24.

A unidade de controle eletrônico 24 é principalmenteformada por um micro-computador incluindo CPU, ROM, RAM,etc.. A unidade de controle eletrônico 24 aciona o motorelétrico 15 com um circuito de acionamento 25 através devários programas de computador, que serão descritosoportunamente. 0 circuito de acionamento 25 adquire umvalor de voltagem de controle E0 a partir de uma unidadede controle eletrônico 24 e supre ao motor elétrico 15uma corrente que é proporcional ao valor de voltagem decontrole E0, fazendo o motor elétrico 15 gerar um torquede assistência proporcional ao valor de voltagem decontrole E0. Um sensor de corrente 2 5a é provido nocircuito de controle 25. 0 sensor de corrente 25a detectao valor efetivo de corrente I, que representa a magnitudeda corrente que flui através do motor elétrico 15, esupre esta corrente à unidade de controle eletrônico 24.O dado acima é uma configuração de hardware exemplar doaparelho de direção de veículos de acordo com a invenção,vários exemplos de controle serão descritos adiante.

Nestes exemplos de controle, em resposta à ligação doveículo, a CPU na unidade de controle eletrônico 24executa um programa armazenado em ROM para controlara rotação do motor elétrico 15. Nas descrições dadasa seguir dos exemplos, os programas executados por CPUsão representados por um diagrama de blocos funcional.

a- Primeiro Exemplo de Controle

Em primeiro lugar, um primeiro exemplo de controle serádescrito com referência aos desenhos. A figura 2 é umdiagrama de blocos funcional da unidade de controleeletrônico 24, de acordo com este exemplo. Uma seção dedeterminação de valor de corrente alvo BLl determinaum valor de corrente alvo I*, que muda de acordo comtorque de esterçamento T e com a velocidade do veículo V,com referência a uma tabela de valores de corrente alvoem função do torque de esterçamento T detectado pelosensor de torque de esterçamento 21 e da velocidade doveículo V detectado pelo sensor de velocidade 23. Estatabela de valores de corrente alvo é previamentearmazenada em ROM na unidade de controle eletrônico 24.

Como mostrado na figura 3, para cada velocidade deveículo, a tabela de valores de corrente alvo armazenaum valor de corrente alvo I* que aumenta não linearmentecom o torque de esterçamento T. Para um dado torque deesterçamento T, quanto menor a velocidade V maior seráo valor de corrente I*. Notavelmente, ao invés deutilizar esta tabela de valores de corrente alvo, o valorde corrente alvo I* pode ser calculado usando uma funçãopreviamente preparada, que representa o valor de correntealvo I* que muda de acordo com o torque de esterçamento Te com a velocidade de veículo V.

Este valor de corrente alvo I* é suprido a uma seção decálculo de erro de corrente BL2. A seção de cálculo deerro de corrente BL2 adquire o valor de corrente efetivaI detectado pelo sensor de corrente 25a. A seção decálculo de erro de corrente BL2 calcula o erro decorrente ΔΙ(Ι*+1) subtraindo o valor de corrente efetivoI do valor de corrente alvo I* e supre o erro de correnteΔΙ a uma seção de cálculo integral BL3 e a uma seção decontrole de ganho-P BL4 (i.e., ã seção de controle deganho de termo proporcional BL4) . A seção de cálculointegral BL3 procede a um cálculo integral no erro decorrente ΔΙ que muda com o tempo e supre o erro decorrente ΔΙ que adquiriu o cálculo integral para umaseção de controle de ganho-I BL5 (i.e., para a seção decontrole de ganho de termo integral BL5).

Entrementes, a seção de colocação de ganho PI BL6 (i.e.,seção de colocação de ganho integral/ proporcional B16)coloca ganho P Kp e ganho I Ki, que muda de acordo com oângulo de esterçamento 0 efetivo, com referência a umatabela de ganho-P (i.e., uma tabela de ganho de temoproporcional) e a uma tabela de ganho-I (i.e., uma tabelade ganho de termo integral) em função do ângulo deesterçamento efetivo 0 detectado pelo sensor de ângulo deesterçamento 22. As tabelas de ganho-P/ganho-I sãoprovidas no ROM da unidade de controle eletrônico 24.

Como mostrado nas figuras 4A e 4B, as tabelas de ganho Pe ganho I armazenam ganho P Kp e ganho I Ki, cada umdeles assumindo um valor grande, quando o valor absolutoI 0 I do ângulo de esterçamento efetivo 0 for igual oumenor que um pré-determinado ângulo de esterçamento 01(por exemplo, 500 graus), e assumindo um valor pequeno,quando o valor absoluto |0| for maior que o pré-determinado ângulo de esterçamento 01. Notavelmente,ao invés das tabelas de ganho P e ganho I, o ganho P Kp eo ganho I Ki podem ser calculados usando funçõespreviamente preparadas que respectivamente representamganho P Kp e ganho I Ki, que mudam de acordo com o ângulode esterçamento 0 efetivo.

A seção de controle de ganho P BL4 fornece a uma seção desoma BL7 um valor de controle proporcional ΚρΔΙ obtidomultiplicando o erro de corrente ΔΙ a partir da seção decálculo de erro de corrente BL2 pelo ganho P Kp a partirde seção de colocação de ganho PI BL6. A seção decontrole de ganho I fornece à seção de soma BL7 um valorde controle integral Ki**SAIdt, obtido multiplicandoo valor integral de erro de corrente **SAldt a partir daseção de cálculo integral BL3 pelo ganho I Ki a partir daseção de colocação de ganho PI BL6. A seção de soma BL7soma o valor de controle proporcional ΚρΔΙ com o valor decontrole integral Ki**SAldt, e fornece o valor resultanteKPAI+Ki**SAldt ao circuito de acionamento 25, como valorde voltagem de controle E0.

O circuito de acionamento 25 supre ao motor elétrico 15uma corrente de controle proporcional ao valor devoltagem de controle E0, e controla pela realimentação darotação do motor 15. Portanto, o motor elétrico 15 gira esupre um torque proporcional ao valor de voltagem decontrole E0. A rotação do motor elétrico 15 é transmitidaao mecanismo de fuso de esferas 16 que converte a rotaçãodo motor elétrico 15 em movimento linear, e reduz arotação e movimenta axialmente a cremalheira.

Em conseqüência, a operação de virar o volante de direção11 é assistida pelo motor elétrico 15, esterçando asrodas dianteiras, esquerda e direita, com uma força deesterçamento provida pelo motorista somada a uma força deassistência provida pelo motor elétrico 15.

Por conseguinte, o motorista pode virar o volante 11 eser assistido por uma força de assistência gerada pelomotor elétrico 15. Neste caso, mesmo quando o ângulo deesterçamento efetivo θ for grande, o motor 15 é acionadoe controlado em função do valor de corrente alvo I*, euma quantidade requerida de controle do motor 15, para umestado onde o ângulo de esterçamento efetivo θ é grande,é provida de modo a não deteriorar a sensação deesterçamento. Ademais, quando o valor absoluto Δ doângulo de esterçamento efetivo θ for igual ou menor queum pré-determinado ângulo de esterçamento 01, ganho P Kpe ganho I Ki são colocados em valores grandes.

Em conseqüência de colocar ganho P Kp e ganho I Kiem valores grandes, no primeiro exemplo, a resposta decontrole do motor elétrico 15 é mantida elevada desde queo vai or absoluto |0| do ângulo de esterçamento efetivo 0fique em um pré-determinado ângulo de esterçamento 01,dai suprimindo a geração de um ruído anormal a partir domecanismo de direção consistindo de um motor elétrico 15,um mecanismo de fuso de esferas 16, uma cremalheira 145,etc.. Quando o valor absoluto |0| do ângulo deesterçamento efetivo 0 aumenta e excede um certo ângulode esterçamento 01, ganhos Kp e Ki, que são ganhos derealimentação, mudam para valores menores. Por causa docontrole de realimentação do motor 15 com ganhos menoresKp e Ki, mesmo quando a variação do valor de voltagem decontrole Eo aumenta, é difícil mudar o torque do motor15, suprimindo a geração de ruído anormal de uma sobre-compensação do mecanismo de direção.

Notavelmente, no primeiro exemplo de controle se usadastabelas de ganhos PeK, que respectivamente armazenamganho P Kp e ganho I Ki, cada um deles mudando de umprimeiro valor para um segundo valor, quando o valorabsoluto I 0 I do ângulo de esterçamento efetivo 0 excederum certo ângulo de esterçamento 01. No entanto, em lugardestas tabelas, pode ser usada tabelas de ganho Pe I,que respectivamente armazenam ganho P Kp e ganho I Ki,sendo que cada um deles muda gradualmente a partir de umvalor grande para um valor pequeno, à medida que o valorabsoluto |0| do ângulo de esterçamento efetivo 0 aumentaenquanto passa por um certo ângulo de esterçamento 01,como mostrado na figuras 5A e 5B. Neste caso, um controlede resposta é realizado usando ganho P Kp e o ganho I Kicom mudança suave, de acordo com uma mudança no ângulo deesterçamento 0 efetivo, de modo que a mudança do ganho derealimentação seja suave. Portanto, em relação ao caso doprimeiro exemplo de controle descrito acima, o motoristaexperimenta um menor grau de sensação não-natural,quando vira o volante de direção 11.

No primeiro exemplo de controle e sua modificação, quandoO valor absoluto | 0 | do ângulo de esterçamento efetivo 0aumenta, ganho P Kp e ganho I Ki diminuem para valoresmenores que aqueles do caso em que o valor absoluto | 0 \é pequeno. No entanto, podem ser usadas tabelas de ganhosPeI que respectivamente armazenam ganho P Kp e ganho IKi, cada um deles assumindo um valor pequeno, quando ovalor absoluto | 0 | do ângulo de esterçamento efetivo 0for igual ou menor que o pré-determinado ângulo deesterçamento 01 e assumindo um valor maior quando o valorabsoluto I 0 I exceder um pré-determinado ângulo deesterçamento 01, como mostrado nas figuras 6A e 6B. Nestamodificação também são usadas tabelas de ganho P eganho I que respectivamente armazenam ganho P Kp e ganho1 Ki, sendo que cada ganho muda gradualmente de um valorpequeno para um valor grande, quando o valor absoluto |0|do ângulo de esterçamento efetivo 0 aumenta, enquantopassa por um pré-determinado ângulo de esterçamento 01,como mostrado nas figuras 7A e 7B.

Como no primeiro exemplo de controle, o controle do motorelétrico 15 pode ser ajustado de modo que nenhum ruídoanormal seja gerado a partir do mecanismo de esterçamentocomposto de um motor elétrico 15, um mecanismo de fuso deesferas, e uma cremalheira 14, em um estado onde aresposta de controle (i.e. a resposta de freqüência)do motor elétrico 15 seja alto e o valor absoluto |0|do ângulo de esterçamento efetivo 0 não seja grande.No entanto, em alguns aparelhos de assistência dedireção, o controle do motor elétrico 15 é ajustadode acordo com as características do mecanismo deesterçamento, de modo que nenhum ruído anormal sejagerado a partir do mecanismo de esterçamento, pelo fatode baixar a resposta de controle (i.e., a resposta defreqüência) do motor elétrico 15) para uma faixa na qualo valor absoluto |0| do ângulo de esterçamento efetivo 0não seja grande. Neste caso, quando o valor absoluto |0|do ângulo de esterçamento efetivo θ aumenta, um atraso deresposta do torque de saída do motor elétrico 15em relação à operação do mecanismo de esterçamento tendea ser notável. No entanto, na mudança acima, quando ovalor absoluto | θ | do ângulo de esterçamento efetivo θfor grande, ambos ganhos, ganho P Kp e ganho I Ki,aumentam de modo contrário àquele do primeiro exemplo.

Portanto, o atraso de resposta do torque de saída pelomotor elétrico 15 é reduzido, e a geração de ruídoanormal a partir do mecanismo de direção suprimida.No primeiro exemplo de controle e sua alteração, o motorelétrico 15 é controlado por realimentação fazendo usousando de ganho P Kp e ganho I Ki. No entanto, o motorelétrico 15 pode ser controlado por realimentação usandoum dentre ganho P Kp e ganho I Ki. Embora nos outrosexemplos de controle a serem descritos, o motor elétrico15 seja mostrado controlado por realimentação usandoambos, ganho P Kp e ganho I Ki, o motor elétrico 15também poderá ser controlado por realimentação usandoum dentre ganho P Kp e ganho I Ki.

b- Segundo Exemplo de Controle

A seguir, um segundo exemplo de controle será descrito.A figura 8 mostra um diagrama de blocos funcional daunidade de controle eletrônico 24, de acordo com estesegundo exemplo de controle. 0 diagrama de blocos dafigura 8 difere daquele da figura 2 pelo fato de a seçãode determinação de ângulo de esterçamento BL8 seradicionada a um estágio precedente da seção de colocaçãode ganho-PI BL6. Embora a seção de colocação de ganho PIBL6 da figura 8 seja diferente em função da seção decolocação de ganho PI BL6 da figura 2, as seçõesremanescentes são idênticas àquelas do diagrama de blocosfuncional da figura 2. Portanto, somente porçõesdiferentes daquelas do primeiro exemplo de controle serãodescritas, e as descrições das porções remanescentes nãoserão repetidos.A seção de determinação de ângulo de esterçamento BL8executa repetidamente, em breves intervalos pré-determinados, um programa de determinação de ângulo deesterçamento da figura 9, composto das etapas SlO a S15,de modo a colocar um marcador FLG (Flag) "0" ou "1".O marcador FLG é usado para determinar condições decontrolar ganhos P e I. Ou seja, a seção de determinaçãode ângulo de esterçamento BL8 adquire o ângulo deesterçamento efetivo θ a partir do sensor de ângulo deesterçamento 22 e coloca o marcador FLG em "0", quandoo valor absoluto |θ| do ângulo de esterçamento efetivo θfor igual ou menor que o pré-determinado ângulo deesterçamento Θ, e em "1", quando o valor absoluto |0|exceder o pré-determinado ângulo de esterçamento 01.

A seção de colocação de ganho PI BL6 executarepetidamente, em breves intervalos pré-determinados,um programa de colocação de ganho-PI da figura 10,composto das etapas S2 0 a S24, de modo a colocar ganho PKp e ganho I Ki de acordo com o valor do marcador FLGdado pela seção de determinação de ângulo de esterçamentoBL8, com referência ao mapa de ganho P e mapa de ganho I,respectivamente. Ou seja, os mapas de ganhos PeI sãomostrados na figura 11, e quando o valor for "0", ganho PKp e ganho I Ki serão colocados como constantesordinárias Kpl e Kil, respectivamente, e quando o valordo marcador FLG for "1", ganho P Kp e ganho I Ki serãocolocados nas constantes Kp2 e Ki2 para ruído anormal,respectivamente.

No caso onde o controle para o motor elétrico 15 éajustado de modo que nenhum ruído anormal seja geradoa partir do mecanismo de direção (composto de um motorelétrico 15, um mecanismo de fuso de esferas 16, e umacremalheira 14) em um estado onde a resposta de controledo motor elétrico 15 é alto e o valor absoluto | θ \do ângulo de esterçamento efetivo θ não é grande, o mapade ganho Peo mapa de ganho I são preparados de modo queas constantes Kp2 e Ki2 para ruído assumam valoresmenores que das constante ordinárias Kpl e Ki 1, comono caso das tabelas das figuras 4A e 4B. Entrementes,no caso onde o controle para o motor elétrico 15é ajustado de modo que nenhum ruído anormal seja geradoa partir do mecanismo de direção em um estado ondea resposta de controle do motor elétrico 15 seja baixo eo valor absoluto |θ| do ângulo de esterçamento efetivo θnão seja grande, o mapa de ganho Peo mapa de ganho Isão preparados de modo que as constante Kp2 e Ki2 pararuído anormal assumam valores maiores que as constantescomuns Kpl e Kil, como nas tabelas das figuras 6A e 6B.

Notavelmente, nos exemplos a serem descritos, asconstantes Kpl Ki 1, Kp2, Ki2 também são usadas ecolocadas como descrito acima.

Como descrito acima, também no segundo exemplo, quandoo valor absoluto | θ | do ângulo de esterçamento efetivo θaumenta, ganhos P Kp mudam a partir das constantesordinárias Kpl e Kil para as constantes Kp2 e Ki2 pararuído anormal, como no caso do primeiro exemplo decontrole acima descrito. Portanto, também no segundo comono primeiro exemplo, é mantida uma boa sensação deesterçamento, mesmo quando o ângulo de esterçamentoefetivo θ muda e supostamente uma geração de ruídoanormal a partir do mecanismo de esterçamento, que écomposto de um mecanismo de fuso de esferas 16, e umacremalheira 14, mesmo quando muda o ângulo deesterçamento θ efetivo,

c- Terceiro Exemplo de Controle

A seguir, um terceiro exemplo de controle será descrito.

A figura 12 mostra um diagrama de blocos funcionalda unidade de controle eletrônico 24, de acordo com esteterceiro exemplo. 0 diagrama de blocos da figura 12difere daquele da figura 8 em relação a uma segundaconfiguração, na qual a seção de determinação de ângulode esterçamento BL8 é substituída por uma seção decálculo de velocidade de esterçamento BL9 e por uma seçãode determinação de condição de mudança de ganho BLlO.Uma vez que as porções remanescentes, incluindo a seçãode ajuste de ganho PI BL6, são as mesmas da figura 8,somente as porções diferentes daquelas do segundo exemplode controle serão descritas, enquanto as descrições dasporções remanescentes não serão repetidas.

A seção de cálculo de velocidade de esterçamento BL9diferencia, com respeito a tempo, o ângulo deesterçamento efetivo 0 recebido a partir do sensor deângulo de esterçamento 22 e calcula a velocidade deesterçamento W do volante de direção 11 (equivalenteà velocidade de esterçamento das rodas FWl e FW2 eà rotação do motor elétrico 15). A seção de determinaçãode condição de condição de mudança de ganho BLlO executarepetidamente em breves intervalos pré-determinados,um programa de determinação de condição de mudança deganho da figura 13, nas etapas S3 0 a S3 6, de modo acolocar o marcador FLG em "0" ou "1" de acordo como ângulo de esterçamento efetivo 0 e com a velocidade deesterçamento w. Ou seja, a seção de determinação decondição de mudança de ganho BL10 adquire o ângulo deesterçamento 0 efetivo, a partir do sensor de ângulo deesterçamento 22, e a velocidade de esterçamento calculadaw e coloca o marcador FLG em "0", quando o valorabsoluto I 0 I do ângulo de esterçamento efetivo 0 recebidofor igual ou menor que um pré-determinado ângulo deesterçamento 01, ou quando o valor absoluto |w| davelocidade de esterçamento recebida for igual ou maiorque uma pré-determinada velocidade de esterçamento Wl(tal como, 100 graus/s). A seção de determinação decondição de mudança de ganho BLlO coloca o marcador FLGem "1", quando o valor absoluto |0| do ângulo deesterçamento efetivo 0 for maior que um pré-determinadoângulo de esterçamento 01, e o valor absoluto |w| davelocidade de esterçamento W for menor que uma pré-determinada velocidade de esterçamento wl.

No terceiro exemplo de controle, embora o ganho P Kp eo ganho I Ki mudem de acordo com o segundo exemplo decontrole, ganho P Kp e ganho I Ki não mudam a partir dasconstantes Kpl e Kil ordinárias para as constantes Kp2 eKi2 para ruído anormal, mesmo quando o valor absoluto |0|do ângulo de esterçamento efetivo θ for maior que um pré-determinado ângulo de esterçamento 1, a menos que o valorabsoluto I wI da velocidade de esterçamento W seja menorque uma certa velocidade de esterçamento Wl.

Em conseqüência, mesmo quando o motorista viraabruptamente o volante 11 em um estado onde o volante dedireção 11 é esterçado em um ângulo grande, a resposta decontrole do motor elétrico 15 será apropriadamentecontrolada, assim evitando a geração de ruído anormal e aocorrência de falha no mecanismo de direção.

Especificamente, no caso onde o controle do motorelétrico 15 é ajustado, de modo que nenhum ruído anormalseja gerado a partir de um mecanismo de direção emum estado onde a resposta de controle do motor 15 é alto,e o valor absoluto | θ| do ângulo de esterçamento efetivoθ não é grande quando o volante de direção 11 é esterçadoem alta velocidade, em um estado onde o valor absolutoI θ I é grande e em alguns casos se requer uma mudançaabrupta de voltagem (ou corrente). Neste caso, sea resposta de controle do motor elétrico 15 for pequena,um ruído anormal pode ser gerado a partir do mecanismo dedireção e pode ocorrer uma falha. No entanto, de acordocom o terceiro exemplo, neste caso ganho P Kp e o ganho IKi não mudam a partir das constantes Kpl e Kil ordináriaspara constantes Kp2 e Ki2 para enfrentar ruído, ganho PKp e ganho I Ki não mudam de um valor alto para um valorbaixo, de modo que a resposta de controle do motorelétrico 15 se mantém no nível alto previamente ajustado,evitando a geração de ruído anormal e a ocorrência dèfalha no mecanismo de direção.

Entrementes, no caso onde o motor elétrico 15 é ajustadode modo que nenhum ruído anormal seja gerado a partir domecanismo de direção em um estado onde a resposta decontrole do motor elétrico 15 é baixo e o valor absolutoI θ I do ângulo de esterçamento efetivo θ não é grande,quando o volante 11 é esterçado em alta velocidadeem um estado onde o valor absoluto |0| é grande, e,em alguns casos, requerendo uma mudança abrupta devoltagem (corrente) . Em tal caso, se a resposta decontrole do motor elétrico 15 aumentar de forma abrupta,um ruído anormal pode ser gerado devido à diferença deresposta entre o motor elétrico 15 e o mecanismo dedireção, e ocorrer uma anormalidade de sistema.

No entanto, em tal caso, ganho P Kp e ganho I Ki nãomudam das constantes Kpl e Kp2 ordinárias para asconstantes Kp e Ki2 para ruído anormal, i.e. ganho P Kp eganho I Ki não mudam de valores baixos para valoresaltos, de modo que a resposta de controle do motorelétrico 15 não aumenta abruptamente um grau excessivo,e, por conseguinte, evitando uma geração de ruído anormale a ocorrência de falha no mecanismo de direção.

Notavelmente, o terceiro exemplo pode ser modificadode modo a transmitir histerese ao controle de mudança deganho P Kp e ganho I Ki de acordo com o ângulo deesterçamento efetivo θ e a requerida velocidade deesterçamento w. Nesta modificação, em lugar do programade determinação de condição de mudança de ganho da figura13, a seção de determinação de condição de mudança deganho BLlO executa repetidamente, em breves intervalospré-determinados, o programa de determinação de condiçãode mudança de ganho da figura 14.

Neste programa de determinação de condição de mudança deganho, depois de começar a execução do programa na etapaS40, a seção de determinação de condição de mudança deganho BLlO adquire o ângulo de esterçamento efetivo θ ea velocidade de esterçamento W na etapa S41. Por meiodas etapas de processo S42 a S46, a seção de determinaçãode condição de mudança de ganho BLlO coloca um marcadorde condição de extremidade EFL em "0" ou "1" de acordocom uma mudança no ângulo de esterçamento efetivo θ. Ouseja, como mostrado na figura 15A, em um estado similar,onde o marcador de condição de extremidade EFL estáem "0" , a seção de determinação de condição de mudança deganho BLlO muda o valor do marcador EFL para "1", quandoo valor absoluto |0| do ângulo de esterçamento efetivo 0exceder um pré-determinado ângulo de esterçamento 01(por exemplo, 500 graus) . Entrementes, em um estado ondeo marcador de condição de extremidade EFL é colocadoem "1", a seção de determinação de condição de mudançade ganho BLlO é colocado em "1", a seção de determinaçãode condição de mudança de ganho BLlO muda o valor domarcador EFL para "0", quando o valor absoluto |0| doângulo de esterçamento efetivo 0 for menor que um pré-determinado ângulo de esterçamento 02 (por exemplo,490 graus) , que é menor que o pré-determinado ângulo deesterçamento 01.

A seguir, através das etapas de processo S48 a S52,a seção de determinação de condição de mudança de ganhoBLlO coloca um marcador de condição de velocidade deesterçamento VFL em "0" ou "1", de acordo com a mudançana velocidade de esterçamento w. Ou seja, como mostradona figura 15B, em um estado onde o marcador de condiçãode velocidade de esterçamento VFL é colocado em "0",a seção de determinação de condição de mudança de ganhoBLlO muda o valor do marcador de condição de velocidadede esterçamento VFL para "1", quando o valor absoluto |w|da velocidade de esterçamento recebida W se tornar menorque uma pré-determinado velocidade de esterçamento Wl(por exemplo 100 graus/s). Entrementes, em um estado ondeo marcador de condição de velocidade de esterçamento VFLé colocado em "1", a seção de determinação de condição demudança de ganho BL10 muda o valor do marcador decondição de velocidade de esterçamento VFL para "0",quando o valor absoluto |w| da velocidade deesterçamento recebida W se tornar maior que uma pré-determinada velocidade de esterçamento W2 (tal como,200 graus/s), menor que uma pré-determinada velocidade deesterçamento Wl.Através das etapas de processo S47, e S53 a S55, a seçãode determinação de condição de mudança de ganho BLlOcoloca o marcador FLG em "0", quando o marcador decondição de extremidade EFL for "0" ou o marcador decondição de velocidade de esterçamento VFL for "0".

Entrementes, a seção de determinação de condição demudança de ganho BLlO coloca o marcador FLG em "1",quando o marcador de condição de extremidade EFL for "1"e o marcador de condição de velocidade de esterçamentoVFL for "1". A seção de colocação de ganho PI BL6 muda oganho P Kp e o ganho I Ki de acordo com o marcador FLG, ecomo no caso do segundo exemplo de controle.

Em conseqüência, a histerese é transmitida ao controle demudança de ganho P Kp e ganho I Ki, de acordo commudanças no ângulo de esterçamento efetivo θ e navelocidade de esterçamento W.

De acordo com a modificação no terceiro exemplo,a freqüência de mudança de ganho P Kp e ganho I Kié reduzida em relação a mudanças no ângulo deesterçamento efetivo θ e à velocidade de esterçamento w.

Em conseqüência, mudanças freqüentes de ganho P Kp eganho I Ki, i.e. mudanças freqüente da corrente deacionamento suprida ao motor 15, são mitigadas,suprimindo mais efetivamente a geração de ruído anormalno mecanismo de direção.

d- Quarto Exemplo de Controle

A seguir será descrito um quarto exemplo de controle.

A figura 16 mostra um diagrama de blocos funcional daunidade de controle eletrônico 24, de acordo comum quarto exemplo de controle. O diagrama de blocos dafigura 16 difere daquele da figura 12 com respeito aoterceiro exemplo de controle, pelo fato de a seção decálculo de velocidade de esterçamento BL9 ser omitida e,em lugar da velocidade de esterçamento w, o valor decorrente efetivo I que representa a corrente que fluiatravés do motor 15 detectada pelo sensor de corrente 25aé colocado na seção de determinação de condição demudança de ganho BLlO. Uma vez que as porçõesremanescentes são idênticas àquelas da figura 12, somenteporções diferentes do terceiro exemplo serão descritas, eas descrições das porções remanescentes serão omitidas.

A seção de determinação de condição de mudança de ganhoBLlO executa repetidamente, em breves intervalos pré-determinados, um programa de determinação de condição demudança de ganho da figura 17 incluindo as etapas S3 0 aS36, que são similares âs etapas da figura 13, onde asetapas S31 a S33 são substituídas pelas etapas S31a aS33a. Na etapa S31a, a seção de determinação de condiçãode mudança de ganho BLlO adquire o valor de corrente decorrente I a partir do sensor de corrente 25a, ao invésda velocidade de esterçamento W usada no terceiroexemplo de controle. Na etapa S33a, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlOdetermina se o valor absoluto | I| do valor de correnteefetivo I é maior (ou não) que um pré-determinado valorde corrente pré-determinado 11 (por exemplo 30A).

Notavelmente, este valor de corrente pré-determinado 11corresponde a uma corrente que flui no motor 15, quando omotorista vira o volante 11 em um ângulo de cerca de±500 graus em um estado onde a velocidade do veículo Vé cerca de 10 km/h (quando se faz a mudança de ganho P Kpe ganho I Ki).

Através da execução do programa de determinação decondição de mudança de ganho da figura 17, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlO colocao marcador FLG em "0", quando o valor absoluto |0| doângulo de esterçamento efetivo θ for igual ou menor queum pré-determinado ângulo de esterçamento efetivo θquando o valor absoluto | I | do valor corrente efetivo Ifor igual ou menor que um valor de corrente pré-determinado II. A seguir, a seção de determinação decondição de mudança de ganho BLlO coloca o marcador FLGem "1", quando o valor absoluto |0| do ângulo deesterçamento efetivo θ for maior que um pré-determinadoângulo de esterçamento 01, e o valor absoluto |l| dovalor corrente efetivo I for maior que pré-determinadovalor de corrente pré-determinado II.

Neste quarto exemplo de controle, embora ganho P Kp eganho I Ki mudem de acordo com o segundo exemplo decontrole, ganho P Kp e ganho I Ki não mudam dasconstantes Kpl e Kil ordinárias para as constantes Kp2 eKI2 para ruído anormal, quando o valor absoluto |0| doângulo de esterçamento efetivo 0 for maior que um pré-determinado ângulo de esterçamento 01, a menos que ovalor absoluto |I| do valor de corrente efetivo se tornemaior que um pré-determinado valor de corrente II.

Em outras palavras, mesmo quando o valor absoluto |0| doângulo de esterçamento 01 se tornar aproximadamente igualao pré-determinado ângulo de esterçamento 01, sea velocidade do veículo V for alta, ganho P Kp e ganhoI Ki não mudam das constantes Kpl e Kil ordinárias paraas constantes Kp2 e Ki2 para ruído anormal em virtude deo valor absoluto |I| do valor de corrente efetivo Inão aumentar (figura 3) . Em conseqüência, mesmo quandoas constantes Kpl e Kil ordinárias e as constantes Kp2 eKi2 para ruído anormal são colocadas de modo a impediruma geração de ruído anormal a partir do mecanismo dedireção em períodos nos quais o veículo está parado ouandando em uma velocidade muito baixa e o motorista virao volante de direção 11 em grande extensão, ganho P Kp eganho I Ki não mudam a partir das constantes Kpl e Kilordinárias para as constantes Kp2 e Kil para ruídoanormal em períodos nos quais o veículo desenvolve umavelocidade muito alta, evitando uma sensação não naturalde esterçamento.

Notavelmente, o quarto exemplo de controle pode sermodificado de modo a transmitir histerese ao controle demudar ganho P Kp e ganho I Ki, de acordo com o ângulo deesterçamento efetivo 0 e o valor de corrente efetivo I.

Nesta modificação, em lugar do programa de determinaçãode condição de mudança de ganho da figura 17, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlO executarepetidamente, em breves intervalos pré-determinados,um programa alterado a partir do programa de determinaçãode condição de mudança de ganho da figura 14.

No programa alterado a partir do programa de determinaçãode condição de mudança de ganho da figura 14, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlO adquireo valor de corrente efetivo I ao invés da velocidade Wda etapa S41 e realiza a etapa de determinação S33ada figura 17, ao invés do processo de determinação daetapa S49. A seguir, ao invés de realizar o processo dedeterminação da etapa S5 0, a seção de determinação decondição de mudança de ganho BLlO determina se o valorabsoluto I I I do valor de corrente efetivo I é menor(ou não) que um valor de corrente pré-determinado 12que deve ser menor que o pré-determinado valor decorrente II. Quando o valor absoluto |l| do valor decorrente efetivo I for menor que o pré-determinado valorde corrente 12 a seção de determinação de condição demudança de ganho BLlO segue para a etapa S52. Quando ovai or absoluto | I | do valor de corrente efetivo I forigual ou maior que um valor de corrente pré-determinado12, a seção de determinação de condição de mudança deganho BLlO segue para a etapa S53. Notavelmente, nestecaso, o marcador de velocidade de esterçamento VFL acimadescrito deve ser lido como um marcador de condição decorrente VFL.

Em conseqüência, também de acordo com esta modificaçãodo quarto exemplo, a freqüência de mudanças de ganho P Kpe ganho I Ki é reduzida em relação às mudanças de ângulode esterçamento efetivo θ e ao valor de corrente efetivoI. Por conseguinte, as mudanças freqüentes de ganho P Kpe ganho I Ki e as mudanças freqüentes da corrente deacionamento suprida ao motor elétrico 15 são mitigadas,suprimindo mais efetivamente a geração de um ruídoanormal no mecanismo de direção.

No quarto exemplo de controle e sua modificação, o valorde corrente efetivo I é usado para controlar mudanças deganho P Kp e ganho I Ki. No entanto, em lugar do valor decorrente efetivo I, que representa a corrente que flui nomotor elétrico 15, pode ser usado o valor de correntealvo I*, em virtude de o valor de corrente alvo I* serquase igual ao valor de corrente efetivo I.

e- Quinto Exemplo de Controle

A seguir, um quinto exemplo de controle será descrito.

A figura 18 mostra um diagrama de blocos funcionalda unidade de controle eletrônico 24 de acordo com oquinto exemplo de controle. 0 diagrama de blocos dafigura 18 difere daquele da figura 12 com respeito aoterceiro exemplo de controle pelo fato de uma seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLll serusada, ao invés da seção de cálculo de velocidade deesterçamento BL9, e ser inserida, em lugar da velocidadede esterçamento w, uma taxa de mudança de corrente Irtcalculada pela seção de cálculo de taxa de mudança decorrente BLll na seção de determinação de condição demudança de ganho BLlO. Uma vez que as porçõesremanescentes são idênticas àquelas da figura 12, somenteporções diferentes do terceiro exemplo serão descritas,sendo que as descrições das porções remanescentesnão serão repetidas.

A seção de cálculo de taxa de mudança de corrente BLll,repetidamente executa, em breves intervalos pré-determinados, um programa de cálculo de taxa de mudançade corrente da figura 19 incluindo as etapas S60 a S65de modo a calcular como taxa de mudança de corrente Irt,a razão de taxa de mudança do valor de corrente alvo I*para mudar a taxa de torque de esterçamento T.

Especificamente, na etapa S61, a seção de cálculo de taxade mudança de corrente BLll adquire o torque deesterçamento T detectado pelo sensor de torque deesterçamento 21 e o valor de corrente alvo I* determinadopela seção de determinação de valor de corrente alvo BLl.

A seguir, na etapa S62, a seção de cálculo de taxa demudança de corrente BLll subtrai o torque de esterçamentoTantigo, em um instante do processo anterior, do torque deesterçamento Tnovo no instante do processo corrente, ecalcula como mudança de torque ΔΤ, o valor absolutoI Tnovo-Tantigo I do resultado da subtração Tnovo-Tantigo.A seguir, na etapa S63, a seção de cálculo de taxa demudança de corrente BLll subtrai o valor de corrente alvoI * antigo no instante do anterior, do valor de correnteI * novo no instante do processo corrente, e calcula,como mudança de corrente alvo ΔΙ*, o valor absolutoI Tnovo-Tantigo I do resultado da subtração I*novo-I*antigo.A seguir, na etapa S64, a seção de cálculo de taxa demudança de corrente BLll calcula a taxa de mudança decorrente Irt, dividindo a mudança de corrente alvo ΔΙ*pela mudança de torque ΔΤ.

A seção de determinação de condição de mudança de ganhoBLlO repetidamente executa, em breves intervalos pré-determinados, um programa de determinação de condição demudança de ganho da figura 20 incluindo as etapas S30 aS3 6, que são similar àquelas da figura 13, mas quaisetapas S31 e S33 são substituídas pelas etapas S31b eS33b, respectivamente. Na etapa S31b, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlO adquirea taxa de mudança Irt calculada pela seção de cálculo detaxa de mudança de corrente de BLll, ao invés davelocidade de esterçamento W usada no terceiro exemplode controle. Na etapa S3 3b, a seção de determinação decondição de mudança de ganho BLlO determina se a taxa demudança de corrente Irt é maior (ou não) que uma pré-determinada taxa de mudança de corrente Irtl(por exemplo, 200 A/Nm).

Através da execução do programa de determinação decondição de mudança de ganho da figura 20, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlO colocao marcador FLG em "0", quando o valor absoluto |0| doângulo de esterçamento efetivo θ recebido for igual oumenor que o ângulo de esterçamento 01 pré-determinado,ou quando a taxa de mudança de corrente Irt for igual oumenor que uma pré-determinada taxa de mudança de correnteIrtl. A seguir, a seção de determinação de condição demudança de ganho BLlO coloca o marcador FLG em "1",quando o valor absoluto | θ | do ângulo de esterçamentoefetivo 0 for maior que o pré-determinado ângulo deesterçamento 01, e a taxa de mudança de corrente Irtfor maior que a pré-determinada taxa de mudança decorrente Irtl.

Neste quinto exemplo de controle, embora o ganho P Kp eo ganho I Ki mudem de acordo com o segundo exemplo decontrole, o ganho P Kp e o ganho I Ki não mudam dasconstantes Kpl e Kil ordinárias para as constantes Kp2 eKi2 para ruído anormal, mesmo quando o valor absoluto |0|do ângulo de esterçamento efetivo 0 for maior que o pré-determinado ângulo de esterçamento 01, a menos que a taxade mudança de corrente Irt se torne maior que a pré-determinada taxa de mudança de corrente Irtl. A taxa demudança de corrente Irt representa a magnitude de mudançade torque gerada pelo motor 15 para um torque deassistência requerido, i.e. em um estado, onde o ruídoanormal é provável de ser gerado, através de um aumentoem seu valor. Quando a taxa de mudança de corrente Irtfor pequena, a mudança de ganho P Kp e ganho I Ki, apartir das constantes Kpl e KIl ordinárias para asconstantes KP2 e Ki2 para ruído anormal, é proibida.Quando a taxa de mudança de corrente Irt aumentar, asmudanças de ganho P Kp e ganho I Ki serão permitidas.Em conseqüência, o ganho P Kp e o ganho I Ki podem mudarfacilmente das constantes Kpl e Kil ordinárias paraconstantes Kp2 e Ki2 para ruído anormal, em um estadoonde o ruído anormal é provável de ser gerado, onde aredução de ruído anormal e uma boa sensação deesterçamento são conseguidas simultaneamente.

FotaveImente, o quinto exemplo de controle pode sermodificado de modo a transmitir histerese ao controle demudança de ganho P Kp e ganho I Ki, de acordo como ângulo de esterçamento efetivo θ e o valor de correnteefetivo I. Nesta modificação, em lugar de programa dedeterminação de condição de mudança de ganho da figura20, a seção de determinação de condição de mudança deganho BLlO executa repetidamente, em breves intervalospré-determinados, um programa alterado a partir doprograma de determinação de condição de mudança de ganhoda figura 14.

No programa alterado a partir do programa de determinaçãode condição de mudança de ganho da figura 14, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlO adquirea taxa de mudança de corrente Irt, ao invés da velocidadede esterçamento W na etapa S41, e realiza o processo dedeterminação da etapa S33b da figura 20, ao invés doprocesso de determinação da etapa S49. A seguir, ao invésde realizar o processo de determinação da etapa S50,a seção de determinação de condição de mudança de ganhoBLlO determina se a taxa de mudança de corrente Irté menor (ou não) que uma pré-determinada taxa de mudançade corrente Irt2, menor que a pré-determinada taxa demudança de corrente Irtl. Quando a taxa de mudança decorrente Irt for menor que a pré-determinada taxa demudança de corrente pré-determinada Irt2, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BL10 seguepara etapa S52. Quando a taxa de mudança de corrente Irtfor igual ou maior que a pré-determinado taxa de mudançade corrente Irt2, a seção de determinação de condição demudança de ganho BL10 segue para etapa S53. Notavelmente,neste caso, o marcador de condição de velocidade deesterçamento VFL descrito acima deve ser lido como ummarcador de condição de taxa de mudança de corrente VFL.

Em conseqüência, na modificação do quinto exemplo, tambéma freqüência de mudança de ganho P Kp e ganho I Kipara mudanç as no angulo de esterçamento efetivo θ e ataxa de mudança de corrente Irt diminui. Assim, a mudançafreqüente de ganho P Kp e ganho I Ki, i.e. mudançafreqüente da corrente de acionamento suprida ao motorelétrico 15 é mitigada, suprimindo mais efetivamente ageração de ruído anormal no mecanismo de direção.No quinto exemplo de controle e sua modificação, o valorde corrente alvo I* é usado para calcular a taxa demudança de corrente Irt. Ao invés do valor de correntealvo I*, que representa a corrente que flui através domotor elétrico 15, pode ser usado o valor de correnteefetivo I, em virtude de o valor de corrente alvo I*ser aproximadamente igual ao valor de corrente efetivo I.

f- Sexto Exemplo de Controle

A seguir, um sexto exemplo de controle será descrito.A figura 21 mostra um diagrama de blocos funcional daunidade de controle eletrônico 24, de acordo com o sextoexemplo de controle. 0 diagrama de blocos da figura 21difere daquele da figura 12 com respeito ao terceiroexemplo de controle pelo fato de a seção de cálculo develocidade de esterçamento BL9 ser omitida, e em lugar davelocidade de esterçamento w, a velocidade de veículo Vdetectada pelo sensor de velocidade 23 é inseridana seção de determinação de condição de mudança de ganhoBLlO. Uma vez que as porções remanescentes são idênticasàquelas da figura 12, somente porções diferentes doterceiro exemplo de controle serão descritas, sendo queas descrições das demais porções não serão repetidas.

A seção de determinação de condição de mudança de ganhoBLlO executa repetidamente, em breves intervalos pré-determinados, um programa de determinação de condição dèmudança de ganho da figura 22, incluindo as etapas S30 aS36, similares àquelas da figura 13, mas quais etapas S31a S33 são substituídas pelas etapas S31s a S33c. Na etapaS31c, a seção de determinação de condição de mudança deganho BLlO adquire a velocidade do presente invenção Vdetectada pelo sensor de velocidade 23 ao invés dãvelocidade de esterçamento W usada no terceiro exemplode controle. Na etapa de processo S33c, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlOdetermina se a velocidade de veículo V é menor (ou não)que uma certa velocidade V (por exemplo 10 Km/hora).

Através da execução do programa de determinação decondição de mudança de ganho da figura 22, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlO colocao marcador FLG em "0", quando o valor absoluto |0| doângulo de esterçamento efetivo 0 for igual ou menor queo pré-determinado ângulo de esterçamento 01, ou quandoa velocidade de veículo V for igual ou maior que a pré-determinada velocidade de veículo VI. A seguir, a seçãode determinação de condição de mudança de ganho BLlOcoloca o marcador FLG em "1", quando o valor absoluto |0|do ângulo de esterçamento efetivo 0 for maior que o pré-determinado ângulo de esterçamento 01, ou a velocidade deveículo V for menor que uma certa velocidade VI.

Neste sexto exemplo de controle, embora o ganho P Kp eo ganho I Ki mudem de acordo com um segundo exemplo decontrole, o ganho P Kp e o ganho I Ki mudam de acordo comum segundo exemplo de controle, o ganho P Kp e o ganho IKi não mudam a partir das constantes Kpl e KIl ordináriaspara as constantes Kp2 e Ki2 para ruído anormal, mesmoquando o valor absoluto | 0 | ou o ângulo de esterçamentoefetivo 0 for maior que um pré-determinado ângulo deesterçamento 01, a menos que a velocidade do veículo Vfor igual ou menor que uma certa velocidade VI. Emconseqüência, mesmo quando as constantes Kpl e KIlordinárias e as constantes Kp2 e Ki2 para ruído anormalsão colocadas para impedir a geração de ruído anormal apartir do mecanismo de direção em períodos nos quais oveículo está parado ou andando em velocidade muito baixae o motorista vira o volante 11 em grande extensão,o ganho P Kp e o ganho I Ki não mudam a partir dasconstantes Kpl e KIl ordinárias para as constantes KP2 eKi2 para ruído anormal em períodos nos quais o veículodesenvolve alta velocidade, dai evitando uma deterioraçãona sensação de esterçamento.

Notavelmente, o sexto exemplo de controle pode sermodificado de modo a transmitir histerese ao controle demudança de ganho P Kp e ganho I Ki, de acordo com oângulo de esterçamento efetivo θ e a velocidade deveículo V. Nesta modificação, em lugar do programa dedeterminação de condição de mudança de ganho da figura22, a seção de determinação de condição de mudança deganho BLlO executa repetidamente, em breves intervalospré-determinados, um programa alterado a partir doprograma de determinação de condição de mudança de ganhoda figura 14.

No programa alterado a partir do programa de determinaçãode condição de mudança de ganho da figura 14, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlO adquirea velocidade de veículo V, ao invés da velocidade deesterçamento W na etapa S41, e realiza o processo dedeterminação das etapas S33c da figura 22 ao invés doprocesso de determinação da etapa S49. A seguir, ao invésde realizar o processo de determinação da S50, a seção dedeterminação de condição de mudança de ganho BLlOdetermina se a velocidade de veículo V é maior (ou não)que uma pré-determinada velocidade de veículo V2(por exemplo, 2 0 km/hora) maior que a pré-determinadavelocidade de veículo VI. Quando a velocidade de veículoV for maior que a pré-determinado velocidade V2, a seçãode determinação de condição de mudança de ganho BLlOsegue para a etapa de processo S52. Quando a velocidadede veículo V for igual ou menor que a pré-determinadavelocidade V2, a seção de determinação de condição demudança de ganho BLlO segue para a etapa de processo S53.Notavelmente, neste caso, o marcador de condição develocidade de esterçamento VFL acima deve ser lido comoum marcador de condição de velocidade de veículo VFL.

Em conseqüência, a modificação do sexto exemplo, tambéma freqüência de mudanças de ganho P Kp e ganho I Ki paramudanças no ângulo de esterçamento θ efetivo e avelocidade de veículo V diminuem. Portanto, mudançasfreqüentes de ganho P Kp e ganho I Ki, i.e. mudançasfreqüentes da corrente de acionamento suprida ao motor15, são mitigadas, suprimindo a geração de ruído anormaldo mecanismo de direção.

g Outras Alteracoes

Outras modificações das configurações acima descritasmodificações das primeira a sexta configurações. Nestesdiagramas funcionais, uma seção de processamento defiltro passa-baixo BL12 é disposta em um estágio quesegue a respectiva seção de ajuste de ganho PI BL6 dosblocos funcionais dos primeiro ao sexto exemplos decontrole, nas figuras 2, 8, 12, 16 18, e 21. A seção deprocessamento de filtro passa-baixo BL12 adquiresucessivamente o ganho P Kp e o ganho I Ki colocados paraa seção de ajuste de ganho-PI BL6, e os envia à seção decontrole de ganho-P BL4 e à seção de controle de ganho-IBL5, após realizar um processamento de filtro passa-baixono ganho P Kp e o ganho I Ki.

Em virtude desta configuração, o ganho P Kp e o ganhoI Ki, pelos quais o erro de corrente ΔΙ e seu valorintegral **SAIdt são multiplicados, mudam gradualmente,de modo que mesmo quando o ganho P Kp e o ganho I Ki sãoalterados, o valor de voltagem de controle EO mudasuavemente, e a corrente de acionamento que flui atravésdo motor elétrico 15 também muda suavemente. Portanto,mesmo quando o ganho P Kp e o ganho I Ki são alterados,a força de assistência de esterçamento gerada pelo motorelétrico 15 muda suavemente, e o motorista não sentequalquer sensação estranha que o motorista de outra formasentiria ao virar o volante de direção 11.

Ademais, a presente invenção não se limita àsconfigurações e modificações acima citadas, e deve ficarclaro àqueles habilitados na técnica que também serápossível incluir várias modificações no escopo da mesma,que deverá ser tomado apenas como reivindicado nasreivindicações.

Claims

1. - Aparelho de assistência de direção para veículos,incluindo um motor elétrico para transmitir uma força deassistência para esterçar rodas através de um volante,onde o controle de realimentação é realizado enquanto umaquantidade de controle efetivo do motor elétrico é usadacomo realimentação, de modo que o motor elétrico opere deacordo com uma quantidade de controle alvo, caracterizadopelo fato de compreender:- um meio de detecção para detectar o ângulo deesterçamento do volante de direção; eum meio de mudança de ganho para mudar o ganho derealimentação usado no controle de realimentação deacordo com o ângulo de esterçamento detectado.

2. - Aparelho, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o ganho de realimentação serum ganho de controle com respeito a pelo menos um de umtermo proporcional ou termo integral associado aocontrole de realimentação.

3. - Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de, quandoo ângulo de esterçamento detectado for grande, o meio demudança de ganho mudar o ganho de realimentação para umvalor menor, em relação a um caso onde o ângulo deesterçamento detectado for pequeno, para assim reduziro ruído anormal gerado pela resposta alta do controle derealimentação.

4. - Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de, quandoo ângulo de esterçamento detectado for grande, o meio demudança de ganho mudar o ganho de realimentação para umvalor mais alto, em relação a um caso onde o ângulo deesterçamento detectado for pequeno, para assim reduzir oruído anormal gerado pela resposta baixa do controle derealimentação.

5. - Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de:a quantidade de controle alvo do motor elétricoser um valor de corrente alvo que representa uma correntealvo a ser suprida ao motor elétrico; ea quantidade de controle efetiva de motor elétricoser um valor de corrente efetivo, que representaa corrente que flui através do motor elétrico, detectadopor um sensor de corrente.

6.- Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato deadicionalmente compreender:um meio de detecção de torque de esterçamento paradetectar o torque de esterçamento aplicado ao volante dedireção;um meio de detecção de velocidade de veículo paradetectar a velocidade do veículo; eum meio de determinação de quantidade de controlealvo para determinar a quantidade de controle alvo domotor elétrico, de acordo com o torque de esterçamento ea velocidade do veículo detectados.

7.- Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de omeio de mudança de ganho mudar o ganho de realimentaçãode um primeiro ganho de realimentação para um segundoganho de realimentação, quando o ângulo de esterçamentodetectado pelo meio de detecção de ângulo de esterçamentose tornar maior que um pré-determinado ângulo deesterçamento; eadicionalmente compreendendo:um meio de detecção de velocidade de esterçamentopara detectar velocidade de esterçamento do volante dedireção; eum meio de controle de mudança de ganho parapermitir que o meio de mudança de ganho mude o ganho derealimentação, quando a velocidade de esterçamentodetectada pelo meio de detecção de velocidade deesterçamento for menor que uma pré-determinada velocidadede esterçamento, e proibir que o meio de mudança de ganhomude o ganho de realimentação, quando a velocidade deesterçamento detectada for igual ou maior que a pré-determinada velocidade de esterçamento.

8. - Aparelho, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de ser transmitida histereseao controle de mudança de ganho de realimentaçãorealizado pelo meio de mudança de ganho e pelo meio demudança de ganho de acordo com mudanças no ângulo deesterçamento detectadas pelo meio de detecção de ângulode esterçamento e com a velocidade de esterçamentodetectada pelo meio de detecção de velocidade deesterçamento.

9. - Aparelho, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de o meio de mudança de ganhomudar o ganho de realimentação de um primeiro ganho derealimentação para um segundo ganho de realimentação,quando o ângulo de esterçamento detectado pelo meio dedetecção de ângulo de esterçamento se tornar maior que umpré-determinado ângulo de esterçamento,- sendo que o valor de corrente alvo diminui à medidaque a velocidade do veículo aumenta,-e sendo que o aparelho de assistência de direçãoadicionalmente compreende um meio de controle de mudançade ganho para permitir que o meio de mudança de ganhomude o ganho de realimentação, quando a corrente que fluiatravés do motor elétrico for maior que uma pré-dèterminada corrente, e proibir que o meio de mudança deganho mude o ganho de realimentação, quando a correnteque flui através do motor elétrico for igual ou menor quea pré-determinada corrente.

10. - Aparelho, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de ser transmitida histereseao controle de mudança de ganho de realimentaçãorealizado pelo meio de mudança de ganho e pelo meio decontrole de mudança de ganho, de acordo com uma mudançano ângulo de esterçamento detectada pelo meio de detecçãode ângulo de esterçamento e na corrente que flui atravésdo motor elétrico.

11.- Aparelho, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de o meio de mudança de ganhomudar o ganho de realimentação de um primeiro ganho derealimentação para um segundo ganho de realimentação,quando o ângulo de esterçamento detectado pelo meio dedetecção de ângulo de esterçamento se tornar maior que umpré-determinado ângulo de esterçamento;e sendo que adicionalmente compreende:- um meio de detecção de taxa de mudança de correntepara detectar, como taxa de mudança de corrente, a razãode uma taxa de mudança da corrente que flui através domotor elétrico para uma taxa de mudança do torque deesterçamento detectado pelo meio de detecção de torque; e- um meio de controle de mudança de ganho parapermitir que o meio de mudança de ganho mude o ganho derealimentação, quando a taxa de mudança de correntedetectada pelo meio de detecção de taxa de mudança decorrente for maior que uma pré-determinada taxa demudança, e proibir que o meio de mudança de ganho de mudeo ganho de realimentação, quando a taxa de mudança decorrente detectada for igual ou menor que uma pré-determinada taxa de mudança.

12.- Aparelho, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de ser transmitida histereseao controle de mudança de ganho de realimentaçãorealizado pelo meio de mudança de ganho e pelo meio decontrole de mudança de ganho, de acordo com mudançasno ângulo de esterçamento, detectadas pelo meio dedetecção de ângulo de esterçamento, e com a taxa demudança de corrente detectada pelo meio de cálculo detaxa de mudança de corrente.

13.- Aparelho, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de o meio de mudança de ganhomudar o ganho de realimentação de um primeiro ganho derealimentação para um segundo ganho de realimentação,quando o ângulo de esterçamento detectado pelo meio dedetecção de ângulo de esterçamento se tornar maior que umpré-determinado ângulo de esterçamento;e sendo que o aparelho de assistência de direçãoadicionalmente compreende um meio de controle de mudançade ganho para permitir que o meio de mudança de ganhomude o ganho de realimentação, quando a velocidade doveículo detectada pelo meio de detecção de velocidade formenor que uma pré-determinada velocidade, e proibir queo meio de mudança de ganho mude o ganho de realimentação,quando a velocidade do veículo for igual ou maior quea pré-determinada velocidade.

14. - Aparelho, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de ser transmitida histereseao controle de mudança de ganho de realimentaçãorealizado pelo meio de mudança de ganho e pelo meio decontrole de mudança de ganho, de acordo com uma mudançano ângulo de esterçamento detectada pelo meio de detecçãode ângulo de esterçamento e na velocidade do veículodetectada pelo meio de detecção de velocidade.

15. - Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 14, caracterizado pelo fato de omeio de mudança de ganho incluir um filtro passa-baixopara realizar um processo de filtragem passa-baixo para oganho de realimentação alterado, de acordo com o ângulode esterçamento.