CN100497065C - 车辆转向系统 - Google Patents

Abstract

在一种车辆转向系统中，一个转向机构包括一个输入部分、和一个与输入部分机械分离的转向部分，并且配置成转向车辆。一个执行部分包括用来产生到转向机构的实际转矩的多个驱动单元。一个控制部分包括分别按照由控制单元之一计算的公共转矩份额控制驱动单元的多个控制单元。

Description

车辆转向系统

技术领域

本发明涉及用来借助于一个执行器响应驾驶员的转向输入转向车辆的车辆转向设备和过程。

背景技术

在通过导线转向的转向系统(steer-by-wire steering system)中，用来改变车辆的可转向轮的转向角度的一个转向齿轮机构与由驾驶员操作的方向盘分离。一个角度传感器借助于一个编码器检测转向轮，并且一个控制器借助于一个执行器按照检测的转向轮角度改变轮子转向角度。

这样一种类型早期技术的转向系统包括两个或多个子系统，每个子系统包括：一个转向轴电机，用来致动诸如一个齿条和小齿轮转向机构之类的转向齿轮机构；和一个转向控制器，用来按照由一个角度传感器检测的转向轴的角位移、和一个希望目标转向角度控制转向轴电机。

发明内容

然而，在这样一种转向系统中，每个子系统检测一个控制量，并且用于转向轴电机的控制量因为机械位移误差、和电气检测误差，如在角度传感器中的传感器误差，可能随子系统不同而不同。因此，子系统可能用不同的控制量不一致地驱动相应转向轴电机，并且转向轴电机可能相互干涉，及可能产生相反方向的转矩，从而用于转向轴电机的驱动电流可能连续地增大。

因此，本发明的一个目的在于，提供用来以很少或没有干扰驱动多个转向轴电机的车辆转向设备和过程。

根据本发明的一个方面，一种车辆转向系统包括：转向机构，其包括一个输入部分、和一个与输入部分机械分离的转向部分，所述转向部分被布置成按照输入部分的转向输入量转向车辆；执行部分，用于把一个实际转矩传给转向机构，该执行部分包括多个驱动单元以产生实际转矩；及控制部分，用于控制执行部分以借助于驱动单元实现目标转矩，该控制部分包括被配置成分别控制所述驱动单元的多个控制单元；其中，所述控制部分被配置成使得所述控制单元中的一个用作为代表性单元，并把其余的控制单元用作非代表性单元，所述代表性单元根据目标转矩计算代表将由每个所述驱动单元产生的转矩的公共转矩份额，所述非代表性单元从所述代表性单元接收所述公共转矩份额，以及，所述控制单元根据该公共转矩份额相同地控制相应的驱动单元。

根据本发明的另一个方面，一种用来控制借助于多个驱动单元产生的转向转矩的每一个以响应转向输入量实现目标转矩的车辆转向控制过程包括：当规定角色用作代表性单元时计算公共转矩份额的一个第一过程元件；当规定角色用作非代表性单元时接收公共转矩份额的一个第二过程元件；及按照公共转矩份额控制转向转矩的一个第三过程元件。

根据本发明的又一个方面，用来借助于多个子系统控制用于转向车辆的实际转矩以响应驾驶员的转向输入量实现目标转矩的车辆转向控制设备，该车辆转向控制设备包括：用来把子系统之一选择为代表性单元、和把剩余的保留为非代表性单元的装置；用来使代表性单元按照目标转矩计算一个公共转矩份额的装置；用来使非代表性单元从代表性单元接收公共转矩份额的装置；及通过使每个单元按照公共转矩份额产生转矩、用来响应驾驶员的用来转向车辆的转向输入产生实际转矩的装置。

附图说明

图1是示意图，表示根据本发明第一实施例的转向系统。

图2是示意图，表示根据本发明第一实施例的转向系统的一个转向执行系统。

图3是流程图，表示由在图2中表示的每个子系统的一个转向轴角度控制器进行的转向轴角度控制过程。

图4是图2的转向执行系统的示意图，用来说明在正常状态下的信号流动。

图5是图2的转向执行系统的示意图，用来说明在其中一个转向轴角度控制器20a不适当地起作用时的状态下的信号流动。

图6是图2的转向执行系统的示意图，用来说明在其中一个转向轴电机11b不适当地起作用时的状态下的信号流动。

图7是示意图，表示根据第二实施例转向系统的一个转向执行系统，其中本发明应用于表示在图1中的反作用机构50。

具体实施方式

图1示意表示装有根据本发明第一实施例的转向系统的车辆。

车辆的一个转向机构包括彼此机械分离的两个分离部分。第一部分是一个包括一个转向轮1的输入部分，而第二部分是一个包括一个转向齿轮机构5的转向(齿轮)部分(表示在图2中)。输入部分进一步包括一个用来把一个转向反作用力提供给转向轮1的反作用单元50。

根据第一实施例的一个转向执行单元或系统10为转向机构的转向部分(5)而提供。转向执行系统10与方向盘1机械地分离。这个例子的执行系统10包括多个子系统SUBa、SUBb和SUBc，在这个例子中数量是三。每个子系统包括：一个驱动单元，包括转向轴电机11a、11b或11c；和一个控制单元，用来控制驱动单元。子系统的驱动单元用作一个用来把实际转矩传到转向机构的转向齿轮部分5上的执行部分(11a～11c)。

作为反作用单元50，有可能采用用来提供一种转向反作用的已知机构的构造。在这个例子中，一个上部控制器60按照由传感器90检测的操作条件计算与转向转矩相对应的目标反作用转矩；并且反作用单元50通过驱动反作用产生电机把与计算目标反作用转矩相对应的转向反作用转矩提供到转向轮1的转向柱轴3。在这个例子中，按照在执行单元10中的转向轴的位移量和由包括在传感器90中的一个车辆速度传感器检测的车辆速度计算目标反作用转矩。因而，驾驶员能感觉与转向量相对应的反作用力。

这个例子的转向齿轮机构5是如图2中所示的一个齿条和小齿轮转向机构。这个例子的转向执行单元或系统10由三个子系统SUBa、SUBb和SUBc组成，每个用来驱动转向轴电机11a、11b和11c的对应一个以驱动齿条和小齿轮转向机构的小齿轮。子系统SUBa、SUBb和SUBc在构造方面基本上彼此相同，并且由一根用作通信线的通信总线40彼此连接和与上部控制器60连接，从而能在子系统和上部控制器60中交换信息。子系统的每一个用作一个控制单元，并且子系统和上部控制器60用作一个控制执行部分的控制部分以借助于执行部分的驱动单元(11a～11c)实现一个希望目标转矩。

子系统SUBa包括：转向轴电机11a，用来驱动转向齿轮机构5；一个电机驱动器12a，用来驱动对应转向轴电机11a，一个角度传感器13a，用来检测一个用于转向机构5的转向轴件的转向角度和转向角速度；一个电流传感器14a，用来检测供给到转向轴电机11a的电流；及一个转向轴角度控制器20a，用来控制电机驱动器12a。按照来自角度传感器13a的传感器信号、来自上部控制器60的目标转向角度命令、来自另一个子系统的控制角度命令、及电流传感器14a的传感器信号，角度控制器20a计算用于转向轴电机11a的一个电流命令，并且把与电流命令相对应的电流输送到电机驱动器12a。角度控制器20a包括一个角度控制运算部分21a和一个电流控制运算部分22a。

转向电机11a经一个能够脱开在转向电机11a与转向齿轮机构5之间的驱动路径的离合器机构与转向齿轮机构5连接。当在转向电机11a、角度控制器20a或在子系统SUBa中的其它元件中探测到故障时，这个控制系统停止驱动转向电机11a的操作，并且通过脱开离合器机构把子系统SUBa的转向电机11a与转向齿轮机构5脱开。

角度控制器20a的角度控制运算部分21a通过使用由角度传感器13a检测的转向角度和角速度、上部控制器60的目标转向角度命令、关于子系统是否处于正常操作状态的其它子系统的操作状态、及子系统SUBa、SUBb和SUBc的预定优先权顺序进行运算。如果其本身子系统SUBa的优先权级在所有子系统中最高，则角度控制运算部分21a按照输入信息项计算用于转向角度的一个控制量，并且把计算结构作为控制转向角度命令经通信总线40供给到其它子系统。

电流控制运算部分22a按照由角度控制运算部分21a或从其它子系统之一经通信总线40得到的控制转向角度、和来自电流传感器14a的传感器信号进行运算以控制电流。

在这个例子中确定优先权顺序，从而把最高优先权给由其角度传感器检测的转向角度最接近在三个子系统SUBa～SUBc的检测转向角度中的平均值。

尽管以上解释指向第一子系统SUBa，但第二和第三子系统SUBb和SUBc在构造和操作方面基本上与第一子系统SUBa相同。

图3表示根据本发明这个实施例由转向轴角度控制器20a进行的转向轴角度控制过程。该过程在三个子系统SUBa～SUBc中相同。如下解释仅指向子系统SUBa。角度控制器20a布置成以预定循环时间的正常间隔执行该过程。

在步骤S2，控制器20a进行一种自诊断操作。在这个例子中，当插入车辆的点火钥匙时，控制系统按照一个预定自诊断转向角度命令(例如，设置成等于一个单位角度)、和来自角度传感器13a的转向角度，计算一个电流命令以改变转向角度，并且通过把与计算的电流命令相对应的电流输送到电机驱动器12a驱动电机11a。然后，控制器20a检查角度传感器13a的传感器信号以确定是否与命令一致地进行转向操作。然后，在转向轴角度控制过程的开始之后，每当以循环时间的正常时间间隔进行这个转向轴角度控制过程时，这个控制系统通过监视由角度传感器13a检测的转向轴角度的变化速率、或在一个循环期间的转向轴角度的变化进行自诊断操作。

然后，在步骤S4，控制器20a检查自诊断操作的结果，并且由此确定子系统SUBa是否正常。当判断子系统SUBa正常时，控制器20a转到步骤S6，并且读经通信总线40来自上部控制器60的目标转向角度命令。然后，在下个步骤S8，控制器20a读关于其它子系统SUBb和SUBc的操作状态的信息，并且通过检查关于其它子系统的操作状态的信息、和预置优先权顺序，检查其自己子系统SUBa的优先权是否是最高。当预置优先权顺序是SUBa、SUBb、SUBc时，那么控制器20a判断子系统SUBa在优先权方面最高。当预置优先权顺序是SUBc、SUBa、SUBb时，那么控制器20a通常判断子系统SUBa在优先权方面不是最高。然而，如果由关于其它子系统的操作状态的信息认为子系统SUBc处于异常状态下，那么控制器20a判断子系统SUBa在优先权方面最高。

当判断是子系统SUBa的优先权最高时，那么控制器20a从步骤S10转到步骤S12。在步骤S12，控制器20a读角度传感器13a的传感器信号，并且把得到的数据传递到其它子系统SUBb和SUBc。

在步骤S12之后的步骤S14，控制器20a通过进行角度控制计算计算一个电流命令I^＊。在这个例子中，按照在电流命令计算操作中依次更新的内部变量，计算提供到转向机构5以把实际转向角度带向规定为目标转向角度命令的角度的一个转向转矩。在这个例子中，内部变量包括在步骤S6得到的目标转向角度命令、在步骤S12得到的转向角度和转向角速度、及转向电流命令I^＊的以前值。由如此计算的转向转矩，控制器20a计算转向电流命令I^＊以达到这个转向转矩。在步骤S12和S14进行角度控制计算。

然后，在步骤S16，控制器20a按照在步骤S8确定的子系统的操作状态计数在正常状态下的子系统，并且确定在正常状态下适当起作用的子系统的数量(N)。在下个步骤S18，控制器20a通过划分在步骤S14确定的转向电流命令I^＊、通过在步骤S16确定的正常子系统的数量N，确定用于每个正常子系统的划分转向电流命令Is^＊。然后，在步骤S20，控制器20a经通信总线40把划分转向电流命令Is^*传输到其它子系统SUBb和SUBc。在步骤S22，控制器20a把划分转向电流命令Is^＊设置为控制电流命令。

当在步骤S10的判断是子系统SUBa的优先权不是最高时，那么控制器20a转到步骤S24，并且从最高优先权级的其它子系统SUBb和SUBc读角度数据。

在步骤S26，控制器20a通过像在步骤S14进行角度控制计算而计算电流命令I^*。在这个例子中，按照在步骤S24从最高优先权子系统得到的转向角度数据、和在步骤S6从上部控制器60得到的目标转向角度命令，计算提供到转向机构5以把转向角度带向规定为目标转向角度命令的角度的转向转矩。由如此计算的转向转矩，控制器20a计算转向电流命令I^＊以实现这个转向转矩。控制器20a在一个预定存储区域中存储在其自己子系统SUBa中如此计算的转向电流命令I^＊。

在步骤S28，控制器20a经通信总线40读由最高优先权的其它子系统计算的划分转向电流命令Is^＊，并且把这个划分转向电流命令Is^＊设置为控制电流命令。

在步骤S22或S28以这种方式确定控制电流命令之后，控制器20a转到步骤S30，并且读由电流传感器14a检测的到转向轴电机11a上的供给电流。在S30以后的步骤S32，控制器20a进行电流控制计算以把在步骤S30得到的电机供给电流带到靠近控制电流命令，并且在步骤S34把与控制电流命令相对应的驱动信号输送到电机驱动器12a。然后，控制器20a终止这个过程。电流控制计算操作由步骤S30和S32的操作构成。

响应来自控制器20a的驱动信号，电机驱动器12a驱动转向轴电机11a，并因此转向轴电机11a把转向转矩传到转向齿轮机构5。

如果子系统SUBa不处于正常状态下，则控制器20a从步骤S4转到步骤S40，并且经通信总线40通知其它子系统SUBb和SUBc及上部控制器60子系统SUBa不处于正常状态下。然后，控制器20a终止图3的控制过程。

控制系统按如下操作：上部控制器60从用来检测由驾驶员操作的方向盘1的转向(输入)量的一个方向盘角度传感器(包括在传感器90中)接收一个传感器信号，并且按照检测的转向输入量通过一个已知控制过程计算目标转向角度命令。把计算的目标转向角度命令输送到转向执行单元10。况且，上部控制器60按照在转向单元10中的转向轴位移、和车辆速度通过一个已知过程计算与转向转矩相对应的目标反作用转矩，并且按照目标反作用转矩驱动在反作用单元50中的反作用产生电机。响应这个，反作用单元50把与转向转矩相对应的反作用转矩传到方向盘1的柱轴3。驾驶员能感觉与转向量相对应的反作用转矩。

转向执行单元10的子系统SUBa、SUBb和SUBc的每一个进行转向角度控制过程。当所有子系统都适当地起作用时，每个子系统从步骤S2经步骤S4转到步骤S6；在步骤S6读来自上部控制器60的目标转向角度命令；得到关于其它子系统的操作状态的信息；及在步骤S8通过检查其它子系统的操作状态识别其自己子系统的优先权级。

当例如由上部控制器60规定的优先权顺序是SUBa、SUBb、SUBc，并且所有子系统都正常时，那么子系统SUBa识别其优先权是最高的，子系统SUBb识别其优先权是第二高，及子系统SUBc识别其优先权是最低的。

在最高优先权级的子系统SUBa中，控制器20a从步骤S10转到步骤S12，读来自角度传感器13a的角度数据，及把角度数据经通信总线40发送到其它子系统。子系统SUBa进一步从步骤S12转到步骤S14，按照从上部控制器60供给的目标转向命令和在步骤S12得到的角度数据计算用于转向齿轮机构5的转向转矩以把实际转向角度控制到目标转向命令，及计算转向电流命令I^＊以实现这个转向转矩。由子系统SUBa计算的转向电流命令I^＊表示为带有一个指示由其计算转向电流命令的子系统的下标的Ia^＊。转向电流命令I^＊用作一个控制命令量。

所有子系统在这个例子中是正常的，从而正常子系统的数量N等于“3”(在步骤S16)。因此，通过把转向电流命令Ia^＊除以“3”确定每个子系统的划分转向电流命令Is^＊(与一个命令控制份额相对应)(在步骤S18)，并且经通信总线40把划分转向电流命令Is^*发送到其它子系统SUBb和SUBc(在步骤S20)。由子系统SUBa计算的划分转向电流命令Is^＊表示为带有一个指示由其计算划分转向电流命令的子系统的下标的Isa^＊。

子系统SUBa把如此计算的划分转向电流命令Isa^*用作控制电流命令(在步骤S22)，并且把由电流控制计算确定的驱动信号输送到电机驱动器12a，以把用于转向轴电机11a、由电流传感器14a检测的供给电流控制到设置成等于划分转向电流命令Isa^*的控制电流命令(在S30～S34)。

另一方面，子系统SUBb从步骤S10转到步骤S24，因为子系统SUBb的优先权不是最高的。因而，子系统SUBb从子系统SUBa得到来自角度传感器13a的角度数据；按照如此得到的角度数据计算转向电流命令Ib^＊；及把转向电流命令Ib^＊存储在预定存储区域中(在S26)。

然后，在步骤S28，子系统SUBb读在子系统SUBa中确定的划分转向电流命令Isa^*，并且把这个命令Isa^＊设置为子系统SUBb的控制电流命令。然后，子系统SUBb读由电流传感器14b检测的电流，进行电流控制计算以把供给到转向轴电机11b、由电流传感器14b检测的电流控制到设置成等于由子系统SUBa计算的划分转向电流命令Isa^*的控制电流命令，及把由电流控制计算确定的驱动信号输送到电机驱动器12b(在S30～S34)。

类似地，子系统SUBc从最高优先权的子系统SUBa得到来自角度传感器13a的角度数据；按照如此得到的角度数据计算转向电流命令Ic^＊；及把转向电流命令Ic^＊存储在预定存储区域中(在步骤S24和S26)。此外，子系统SUBc读在子系统SUBa中确定的划分转向电流命令Isa^＊，并且把这个命令Isa^＊设置为控制电流命令。然后，子系统SUBc读由电流传感器14c检测的电流，进行电流控制计算以把供给到转向轴电机11c、由电流传感器14c检测的电流控制到设置成等于由子系统SUBa计算的划分转向电流命令Isa^＊的控制电流命令，及把由电流控制计算确定的驱动信号输送到电机驱动器12c(在S30～S34)。

图4表明在子系统SUBa、SUBb和SUBc中的信号流动。子系统SUBa计算划分电流命令Isa^＊，并且子系统SUBb和SUBc经通信总线40从子系统SUBa接收划分电流命令Isa^＊。按照划分电流命令Isa^*和角度传感器13a～13c的传感器信号控制转向轴电机11a～11c。

因此，子系统SUBa～SUBc的电机驱动器12a～12c分别驱动转向轴电机11a～11c，从而把供给到每个电机的电流带到接近划分电流命令Isa^＊。因此，如此驱动所有电机11a～11c，以便在相同转动方向上产生相同数值的转矩。

如果如图5中所示，故障出现在最高优先权子系统SUBa中，则子系统SUBa通过自我诊断认识到其自己的异常，从步骤S4转到步骤S40，并且经通信总线40把子系统SUBa的异常状态通知其它子系统SUBb和SUBc。此后，异常子系统SUBa重复步骤S2、S4和S40的操作，并且把转向轴电机11a保持在非操作状态下而不驱动电机11a，直到自我诊断判断子系统SUBa正常。

另一方面，保持正常的子系统SUBb从步骤S2经步骤S4转到步骤S6，读来自上部控制器60的目标转向角度命令，并且在S8确定子系统SUBb的优先权级。在这种情况下，子系统SUBb由子系统SUBa不正常的信息、和由上部控制器60预先确定的优先权顺序识别子系统SUBb的优先权是最高的。

因此，子系统SUBb从步骤S8经S10转到步骤S12；把角度传感器12b的传感器信号发送到剩余子系统SUBc；按照角度传感器12b的传感器信号计算转向电流命令Ib^＊；通过把转向电流命令Ib^＊除以正常子系统的数量(“2”)计算划分转向电流命令Isb^＊；把如此计算的划分转向电流命令Isb^＊设置为控制电流命令；及把划分转向电流命令Isb^*通知剩余正常子系统SUBc。按照划分转向电流命令Isb^*和来自电流传感器14b的传感器信号，子系统SUBb进行电流控制计算，及驱动转向轴电机11b。

子系统SUBc从步骤S10转到步骤S24；接收来自最高优先权子系统SUBb的角度传感器12b的角度数据；按照角度传感器12b的传感器信号计算转向电流命令Ic^＊；存储转向电流命令Ic^＊；接收来自子系统SUBb的划分电流命令Isb^＊；按照划分转向电流命令Isb^*和来自电流传感器14c的传感器信号进行电流控制计算；及驱动转向轴电机11c。

因此，根据相同的划分电流命令Isb^*控制转向轴电机11b和11c，以便在相同转动方向上产生相同数值的转矩。由于子系统SUBa不适当地起作用，所以控制系统仅借助于两个电机11b和11c，不包括异常子系统SUBa的电机11a，产生转向转矩。然而，把转向电流命令Ib^＊除以二，并且结果是设置为划分电流命令Isb^*。因此，控制系统借助于两个电机11b和11c能产生与转向电流命令Ib^*相对应的转向转矩，并且适当地把实际转向角度控制到目标转向角度命令。

如果例如如图6中所示，故障出现在子系统SUBb的转向轴电机11b中，而其它子系统保持正常，那么子系统SUBb通过步骤S2的自我诊断探测电机11b的故障，经步骤S4转到步骤S40，及把子系统SUBb的异常状态通知其它子系统。

子系统SUBa按照角度传感器13a的传感器信号和目标转向角度命令，如在上述例子中那样计算转向电流命令Ia^＊。然而，在这种情况下，正常子系统SUBa和SUBc的数量是二，并且通过把转向电流命令Ia^*除以二确定划分转向电流命令Isa^＊。把子系统SUBb的异常通知子系统SUBc，但识别子系统SUBa的优先权仍然是最高的。因此，子系统SUBc按照从子系统SUBa发送的划分转向电流命令Isa^＊驱动转向轴电机11c。

如果除子系统SUBb之外子系统SUBa变得异常，那么子系统SUBc判断其自己的优先权是最高的，因为更高等级的子系统SUBa和SUBb都异常，及按照角度传感器13c的传感器信号和来自上部控制器60的目标转向角度命令计算转向电流命令Ic^＊。由于正常子系统的数量等于1，所以子系统SUBc把划分转向电流命令Isc^*设置为等于Ic^＊，并且按照如此确定的划分电流命令Isc^＊驱动转向轴电机11c。在这种情况下，转向转矩仅由电机11c产生。

以这种方式，子系统之一起一个代表性子系统或代表性单元的作用，并且计算划分转向电流命令Is^＊作为一个代表公共转矩份额的变量。剩余子系统或子系统用作非代表性子系统或单元，并且根据由代表性单元确定的划分转向电流命令Is^＊控制相应转向轴电机。因而，子系统能在相同方向上以相同转矩控制相应电机而没有有害干扰。

即使子系统之一变得异常，保持正常的子系统也能适当地计算划分转向电流命令，并且通过把控制命令量除以正常子系统的数量控制剩余子系统的电机。一般地，执行系统10安装在靠近排气歧管或排气管的位置处，并且转向轴电机11a～11c对于诸如过热之类的不利影响敏感。然而，根据这个实施例，即使在电机的一个或多个中有某种故障，车辆转向系统也能适当地继续产生转向转矩，并且通过这样做系统能更有效地利用冗余度。

必须通过使用在转向电流命令的以前计算中使用的各种内部变量的值计算转向电流命令。然而，在这个实施例中的非代表性子系统的每一个接收来自最高优先权的代表性子系统的角度数据，并且按照从代表性单元供给的角度数据确定转向电流命令I^＊。因此，如果非代表性子系统需要取代代表性子系统的角色，则每个非代表性子系统能迅速和平稳地开始转向电流命令和公共转矩份额的计算。每个非代表性子系统布置成通过使用来自代表性子系统的角度数据确定转向电流命令I^＊。因此，能直接进行转向电流命令I^＊而不改变内部变量。

在表明的例子中，子系统(SUBa、SUBb和SUBc)的数量是三。然而，子系统的数量可以是二或者等于或大于四。在表明的例子中，角度控制计算部分21a～21c的每一个计算代表希望电路的转向电流命令I^＊，并且公共转矩份额为划分转矩转向电流命令Is^＊的形式。然而，本发明不限于这点。角度控制计算部分21a～21c的每一个可以布置成计算代表供给到转向机构的希望转矩的转矩命令。在这种情况下，通过把由最高优先权的子系统计算的转矩命令除以正常子系统的数量，确定用作命令转矩份额的划分转矩命令。电流控制操作部分22a～22c的每一个按照划分转矩命令和由电流传感器检测的电流控制对应转向轴电机11a、11b或11c。

图7表示根据本发明第二实施例的车辆转向系统。在第二实施例中，为包括方向盘3的输入部分的反作用单元50提供一个转向执行单元或系统。这个例子的执行系统10包括多个子系统，在图7的表明例子中数量是三。每个子系统包括：一个驱动单元，包括一个反作用产生电机11a＇、11b＇或11c＇；和一个控制单元，包括一个用来控制驱动单元的反作用产生控制器20a＇、20b＇或20c＇。

反作用产生控制器20a＇、20b＇或20c＇的每一个包括一个角度控制运算部分21a＇、21b＇或21c＇和一个电流控制运算部分22a＇、22b＇或22c＇。把角度控制运算部分21a＇、21b＇和21c＇布置成按照由角度传感器13a＇、13b＇和13c＇得到的信息和与由上部控制器60计算的目标反作用转矩相对应的方向盘1的柱轴3的目标转动角度进行角度控制计算。按照由角度控制操作部分21a＇～21c＇之一通过角度控制计算而计算的电流命令、和由电流传感器11a＇～11c＇之一检测的供给电流，电流控制运算部分22a、22b和22c的每一个计算驱动电流，以向电流命令控制用于反作用产生电机11a＇、11b＇和11c＇对应一个的实际电流。与如此确定的数值相对应的电流供给到对应反作用产生电机。

也在第二实施例中，子系统之一用作一个代表性单元，并且计算每个子系统的电流命令。用作非代表性单元的每个子系统从最高优先权的子系统得到每个子系统的电流命令，并且控制对应反作用产生电机11a＇、11b＇或11c＇。

当一个指定角色用作一个代表性单元时，步骤S12～S22与计算一个公共转矩份额的过程元件相对应。当一个指定角色用作一个非代表性单元时，步骤S24、S26和S28与接收公共转矩份额的过程元件相对应。步骤S30～S34与按照公共转矩份额控制转向转矩的过程元件相对应。步骤S2～S10与用来把子系统之一选择为代表性单元、和把剩余一个留作非代表性单元的装置相对应。步骤S18与用来使代表性单元按照目标转矩计算公共转矩份额的装置相对应。步骤S28与用来使非代表性单元从代表性单元接收公共转矩份额的装置相对应。步骤S30～S34通过使每个单元按照公共转矩份额产生转矩，与响应用来转向车辆的驾驶员转向输入产生实际转矩的装置相对应。角度传感器13a、13b和13c(或13a＇、13b＇或13c＇)的每一个用作操作状态传感器，以检测转向机构的操作量。

本申请基于提出于2002年8月30日的以前日本专利申请No.2002-255072。这个日本专利申请No.2002-255072的整个内容由此通过参考包括。

尽管通过参考本发明的某些实施例已经描述了本发明，但本发明不限于上述实施例。对于熟悉本专业的技术人员鉴于以上讲授会想到上述实施例的修改和变更。

Claims (15)

1.一种车辆转向系统，包括：

转向机构，其包括一个输入部分、和一个与输入部分机械分离的转向部分，所述转向部分被布置成按照输入部分的转向输入量转向车辆；

执行部分，用于把一个实际转矩传给转向机构，该执行部分包括多个驱动单元以产生实际转矩；及

控制部分，用于控制执行部分以借助于驱动单元实现目标转矩，该控制部分包括被配置成分别控制所述驱动单元的多个控制单元；

其中，所述控制部分被配置成使得所述控制单元中的一个用作为代表性单元，并把其余的控制单元用作非代表性单元，所述代表性单元根据目标转矩计算代表将由每个所述驱动单元产生的转矩的公共转矩份额，所述非代表性单元从所述代表性单元接收所述公共转矩份额，以及，所述控制单元根据该公共转矩份额相同地控制相应的驱动单元。

2.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其中控制单元通过通信线彼此连接，并且布置成交换关于由控制单元之一计算的公共转矩份额的信息。

3.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其中控制单元的每一个配置成：探测在单元中的操作状态、经通信线发送关于操作状态的信息、及按照控制单元的操作状态在代表性单元与非代表性单元之间确定角色。

4.根据权利要求3所述的车辆转向系统，其中控制单元的每一个配置成：探测单元中的异常状态、经通信线发送关于异常状态的信息、及按照在控制单元中的预定优先权顺序在代表性单元与非代表性单元之间确定角色，如果有处于异常状态下的一个或多个控制单元则不包括该单元。

5.根据权利要求4所述的车辆转向系统，其中控制单元的每一个当用作代表性单元时，按照控制单元或不处于异常状态下的控制单元的数量计算公共转矩份额。

6.根据权利要求5所述的车辆转向系统，其中控制单元的每一个配置成：如果在控制单元中探测到异常状态则停止分配给该控制单元的驱动单元的操作。

7.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其中控制单元的每一个包括一个操作状态传感器，用于检测转向机构的操作量，以及每个控制单元当用作代表性单元时按照由在控制单元中的操作状态传感器检测的操作量计算公共转矩份额。

8.根据权利要求7所述的车辆转向系统，其中控制单元的每一个配置成，当控制单元用作代表性单元时，按照由在控制单元内的操作状态传感器检测的操作状态计算一个控制命令量并且按照控制命令量进一步计算公共转矩份额；并且控制单元的每一个配置成，即使当控制单元用作非代表性单元时也计算控制命令量。

9.根据权利要求8所述的车辆转向系统，其中控制单元的每一个配置成，当控制单元用作代表性单元时，按照目标转矩和由在控制单元内的操作量传感器检测的操作量计算控制命令量；并且控制单元的每一个配置成，当控制单元用作非代表性单元时，按照目标转矩和由代表性单元的操作量传感器检测的和从代表性单元发送的操作量计算控制命令量。

10.根据权利要求8或9所述的车辆转向系统，其中控制单元的每一个，当用作代表性单元时，通过把控制命令量除以不处于异常状态下的控制单元的数量确定公共转矩份额。

11.根据权利要求1～9之一所述的车辆转向系统，其中执行部分为转向部分提供，并且布置成把实际转矩传给转向部分。

12.根据权利要求1～9之一所述的车辆转向系统，其中输入部分包括一个反作用产生机构；并且执行部分为输入部分的反作用产生机构而提供，并且布置成把实际转矩传给反作用产生机构。

13.根据权利要求1～9之一所述的车辆转向系统，其中控制部分包括一个按照车辆操作状态确定目标转向角的上部控制器部分，并且所述代表性单元根据由所述上部控制器部分确定的目标转向角和检测到的实际转向角来计算目标转矩。

14.根据权利要求1～9之一所述的车辆转向系统，其中，所述转向机构包括齿条和小齿轮转向齿轮机构，并且所述驱动单元被配置成协同地驱动所述齿条和小齿轮转向齿轮机构的小齿轮。

15.一种车辆转向控制方法，用于借助于多个子系统控制用来转向车辆的实际转矩，以响应于驾驶者的转向输入量实现目标转矩，该车辆转向控制方法包括：

用于选择所述子系统中的一个作为代表性单元，并且把剩余的保留为非代表性单元的步骤；

用于使得所述代表性单元根据目标转矩计算公共转矩份额的步骤；

用于使非代表性单元从代表性单元接收公共转矩份额的步骤；以及

用于响应于驾驶者的用于转向车辆的转向输入，通过使得每个所述单元根据公共转矩份额产生转矩来产生实际转矩的步骤。

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