CN107914765B - 车辆用转向操纵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供车辆用转向操纵装置。左转向ECU包含切换控制部，该切换控制部切换第一控制模式与第二控制模式，该第一控制模式以左转向轮的转向角成为与从上位控制装置接收到的左目标转向角相等的方式控制左转向马达，该第二控制模式以左转向轮的转向角成为与左转向轮的中立位置对应的角度的方式对左转向马达进行扭矩反馈控制。切换控制部在通常时将控制模式设定为第一控制模式，并且在上位控制装置与左转向ECU之间产生通信异常时将控制模式切换为第二控制模式。

Description

车辆用转向操纵装置
技术领域
本发明涉及车辆用转向操纵装置，该车辆用转向操纵装置包括用于使左右转向轮独立地转向的左右转向机构，被操作用于操控方向的转向操纵部件与左右转向机构未被机械式地结合，左右转向机构通过左右转向马达被独立地驱动。
本申请主张于2016年10月6日提出的日本专利申请2016-198167号的优先权，并在此引用包括其说明书、附图以及摘要的全部内容。
背景技术
出于实现以自动驾驶为代表的高度驾驶辅助功能并且提高发动机室的布局的自由度的目的的、不使用中间轴的线控转向系统的有效性开始被评价。为了实现发动机室的布局的自由度的进一步提高，如日本特开2008-174160号公报、日本特开2015-20586号公报所示，提出了不使用包含齿轮齿条机构等的转向齿轮装置而通过单独的转向马达控制左右转向轮的左右独立转向系统。
在采用左右独立转向系统的线控转向系统中，考虑利用具备上位控制装置、左转向控制装置以及右转向控制装置的控制系统进行转向控制。上位控制装置运算左右转向轮的目标转向角。左转向控制装置是用于控制左转向马达的下位控制装置。右转向控制装置是用于控制右转向马达的下位控制装置。左转向控制装置基于从上位控制装置接收到的左转向轮的目标转向角控制左转向马达。右转向控制装置基于从上位控制装置接收到的右转向轮的目标转向角控制右转向马达。
在这样的控制系统中，存在因通信异常暂时无法从上位控制装置向左转向控制装置以及右转向控制装置中的任一方发送目标转向角的情况。这样一来，在左转向控制装置以及右转向控制装置中，目标转向角未被发送过来的控制装置侧的转向轮的转向角被固定为通过该控制装置最后接收到的目标转向角。因此，存在无法维持操控方向性能的担忧。
发明内容
本发明的目的之一在于提供如下车辆用转向操纵装置：即使在左转向控制装置以及右转向控制装置中的任一方与上位控制装置之间产生通信异常，也能够一边维持操控方向性能一边使车辆行驶。
本发明的一个方式的车辆用转向操纵装置包括用于使左转向轮以及右转向轮各自独立地转向的左转向机构以及右转向机构，被操作用于操控方向的转向操纵部件与上述左转向机构以及右转向机构未被机械式地结合，上述左转向机构通过左转向马达被驱动，上述右转向机构通过右转向马达被驱动，该车辆用转向操纵装置的结构上的特征在于，包括：上位控制装置，其设定作为上述左转向轮的转向角的目标值的左目标转向角、以及作为上述右转向轮的转向角的目标值的右目标转向角；左转向控制装置，其驱动控制上述左转向马达；以及右转向控制装置，其驱动控制上述右转向马达，上述左转向控制装置包含用于切换第一控制模式与第二控制模式的第一模式切换单元，该第一控制模式以上述左转向轮的转向角变成与从上述上位控制装置接收到的上述左目标转向角相等的方式控制上述左转向马达，该第二控制模式以上述左转向轮的转向角变成与左转向轮的中立位置对应的角度的方式对上述左转向马达进行扭矩反馈控制，上述第一模式切换单元包含在通常时将控制模式设定为上述第一控制模式，而在上述上位控制装置与上述左转向控制装置之间产生了通信异常时将控制模式切换为上述第二控制模式的单元，上述右转向控制装置包含用于切换第三控制模式与第四控制模式的第二模式切换单元，该第三控制模式以上述右转向轮的转向角变成与从上述上位控制装置接收到的上述右目标转向角相等的方式控制上述右转向马达，该第四控制模式以上述右转向轮的转向角变成与右转向轮的中立位置对应的角度的方式对上述右转向马达进行扭矩反馈控制，上述第二模式切换单元包含在通常时将控制模式设定为上述第三控制模式，而在上述上位控制装置与上述右转向控制装置之间产生了通信异常时将控制模式切换为上述第四控制模式的单元。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述以及其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，
图1是用于说明本发明的一个实施方式的车辆用转向操纵装置的结构的示意图。
图2是表示反作用力ECU的电气结构的框图。
图3是表示左转向ECU的电气结构的框图。
图4A是表示目标扭矩TL ＊相对于左转向轮的转向角δL的设定例的图形。
图4B是表示目标扭矩TL ＊相对于左转向轮的转向角δL的设定例的其他例子的图形。
图5是表示右转向ECU的电气结构的框图。
图6是用于说明左转向马达控制部内的切换控制部的动作的流程图。
图7是用于说明右转向马达控制部内的切换控制部的动作的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1是用于说明本发明的一个实施方式的车辆用转向操纵装置的结构的示意图。在图1中，示出左右独立转向系统被采用的线控转向系统的结构。该车辆用转向操纵装置1具备方向盘2、左转向轮3L以及右转向轮3R、左转向马达4L以及右转向马达4R、左转向机构5L以及右转向机构5R。方向盘2是驾驶员为了操控方向而操作的转向操纵部件。左转向马达4L以及右转向马达4R根据方向盘2的旋转操作被驱动。左转向机构5L基于左转向马达4L的驱动力使左转向轮3L转向。右转向机构5R基于右转向马达4R的驱动力使右转向轮3R转向。
在方向盘2与左转向机构5L以及右转向机构5R之间，不存在机械式地传递扭矩、旋转等动作的机械式的结合。通过根据方向盘2的操作量(转向操纵角、转向操纵扭矩等)驱动控制左转向马达4L以及右转向马达4R，左转向轮3L以及右转向轮3R被转向。作为左转向机构5L以及右转向机构5R，例如能够使用日本特开2015-20586号公报所公开的悬架装置、日本特开2008-174160号公报所公开的转向装置。
在本实施方式中，若转向马达4L、4R被向正转方向旋转，则转向轮3L、3R的转向角向使车辆向右方向转换方向的方向(右转向方向)变化，若转向马达4L、4R被向反转方向旋转，则转向轮3L、3R的转向角向使车辆向左方向转换方向的方向(左转向方向)变化。方向盘2与能够旋转地支承于车体侧的旋转轴6连结。在该旋转轴6设置有产生作用于方向盘2的反作用力扭矩(操作反作用力)的反作用力马达7。该反作用力马达7例如由具有与旋转轴6一体的输出轴的电动马达构成。
在旋转轴6的周围设置有用于检测旋转轴6的旋转角(方向盘2的转向操纵角θh)的转向操纵角传感器8。在本实施方式中，转向操纵角传感器8检测旋转轴6的从其中立位置(基准位置)向正反两方向的旋转量(旋转角)。转向操纵角传感器8例如将从中立位置向右方向的旋转量作为正值输出，例如将从中立位置向左方向的旋转量作为负值输出。
在旋转轴6的周围设置有用于检测驾驶员向方向盘2施加的转向操纵扭矩Th的扭矩传感器9。在本实施方式中，对于通过扭矩传感器9被检测出的转向操纵扭矩Th而言，用于向右方向转向操纵的扭矩作为正值被检测出，用于向左方向转向操纵的扭矩作为负值被检测出，其绝对值越大，转向操纵扭矩的大小越大。
在左转向机构5L的附近具备用于检测左转向轮3L的转向角δL的左转向角传感器10L。在右转向机构5R的附近具备用于检测右转向轮3R的转向角δR的右转向角传感器10R。在车辆还设置有用于检测车速V的车速传感器11。转向操纵角传感器8、扭矩传感器9以及车速传感器11分别与上位ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)(上位控制装置)20连接。反作用力马达7与作为下位ECU之一的反作用力ECU(反作用力控制装置)21连接。左转向马达4L以及左转向角传感器10L与作为下位ECU之一的左转向ECU(左转向控制装置)22连接。右转向马达4R以及右转向角传感器10R与作为下位ECU之一的右转向ECU(右转向控制装置)23连接。
上位ECU20在每个规定运算周期，基于通过扭矩传感器9被检测出的转向操纵扭矩Th、通过转向操纵角传感器8被检测出的转向操纵角θh以及通过车速传感器11被检测出的车速V，运算应使反作用力马达7产生的反作用力扭矩的目标值亦即目标反作用力扭矩TF ＊。通过上位ECU20被运算的目标反作用力扭矩TF ＊例如经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)等的通信线路被发送至反作用力ECU21。
上位ECU20在每个规定运算周期，基于通过转向操纵角传感器8被检测出的转向操纵角θh以及通过车速传感器11被检测出的车速V，运算作为左转向轮3L的转向角的目标值的左目标转向角δL ＊、以及作为右转向轮3R的转向角的目标值的右目标转向角δR ＊。上位ECU20运算左目标转向角δL ＊以及右目标转向角δR ＊，以使左目标转向角δL ＊以及右目标转向角δR ＊中，在车辆转弯时处于内侧的车轮的目标转向角的绝对值比在车辆转弯时处于外侧的车轮的目标转向角的绝对值大。
通过上位ECU20被运算的左目标转向角δL ＊例如经由CAN等的通信线路被发送至左转向ECU22。通过上位ECU20被运算的右目标转向角δR *例如经由CAN等的通信线路被发送至右转向ECU23。左转向ECU22与右转向ECU23例如能够经由CAN等的通信线路相互通信。
图2是表示反作用力ECU21的电气结构的框图。反作用力ECU21具备反作用力马达控制部31、驱动电路(变频器电路)32以及电流检测部33。反作用力马达控制部31由微型计算机构成。驱动电路32通过反作用力马达控制部31被控制，向反作用力马达7供给电力。电流检测部33检测在反作用力马达7流动的马达电流。
反作用力马达控制部31接收从上位ECU20发送的目标反作用力扭矩TF ＊。反作用力马达控制部31基于接收到的目标反作用力扭矩TF ＊，驱动控制反作用力马达7的驱动电路32。具体而言，反作用力马达控制部31驱动控制驱动电路32，以使从反作用力马达7产生与目标反作用力扭矩TF ＊对应的反作用力扭矩。
图3是表示左转向ECU22的电气结构的框图。左转向ECU22具备左转向马达控制部41L、驱动电路(变频器电路)42L以及电流检测部43L。左转向马达控制部41L由微型计算机构成。驱动电路42L通过左转向马达控制部41L被控制，向左转向马达4L供给电力。电流检测部43L检测在左转向马达4L流动的马达电流。
左转向马达控制部41L具备CPU以及存储器(ROM、RAM、非易失性存储器等)。左转向马达控制部41L通过执行规定的程序作为多个功能处理部发挥作用。该多个功能处理部包括角速度运算部51L、转向角偏差运算部52L、PI控制部(转向角)53L、角速度偏差运算部54L、PI控制部(角速度)55L、目标扭矩设定部56L、左目标马达电流运算部57L、切换部58L、切换控制部59L、电流偏差运算部60L、PI控制部(电流)61L以及PWM(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)控制部62L。
左转向马达控制部41L的控制模式具有第一控制模式和第二控制模式。在通常时设定第一控制模式。在上位ECU20与左转向ECU22之间产生通信异常时设定第二控制模式。第一控制模式是以左转向轮3L的转向角δL变成与从上位ECU20接收到的左目标转向角δL ＊相等的方式控制左转向马达4L的模式。第二控制模式是以左转向轮3L的转向角δL变成与左转向轮3L的中立位置对应的角度(零)的方式对左转向马达4L进行扭矩反馈控制的模式。
角速度运算部51L、转向角偏差运算部52L、PI控制部(转向角)53L、角速度偏差运算部54L以及PI控制部(角速度)55L用于运算在第一控制模式时所使用的左目标马达电流IL1 ＊(以下，有称作“第一左目标马达电流IL1 ＊”的情况)。目标扭矩设定部56L以及左目标马达电流运算部57L用于运算在第二控制模式时所使用的左目标马达电流IL2 ＊(以下，有称作“第二左目标马达电流IL2 *”的情况)。切换部58L选择第一左目标马达电流IL1 *以及第二左目标马达电流IL2 *的任一方作为左目标马达电流IL *输出。切换控制部59L是进行控制模式的切换控制的部分，控制切换部58L。电流偏差运算部60L、PI控制部61L以及PWM控制部62L以通过电流检测部43L被检测出的左马达电流IL变成与从切换部58L被输出的左目标马达电流IL ＊相等的方式控制。以下，对各部分进行说明。
角速度运算部51L对通过左转向角传感器10L被检测出的左转向角δL进行时间微分。由此，角速度运算部51L运算左转向角δL的角速度(左转向角速度)ωL。转向角偏差运算部52L运算从上位ECU20发送来的左目标转向角δL ＊与通过左转向角传感器10L被检测出的左转向角δL的偏差ΔδL(＝δL ＊-δL)。
PI控制部53L进行针对通过转向角偏差运算部52L被运算的左转向角偏差ΔδL的PI运算。由此，PI控制部53L运算作为左转向角速度的目标值的左目标转向角速度ωL ＊。角速度偏差运算部54L运算通过PI控制部53L被运算的左目标转向角速度ωL ＊与通过角速度运算部51L被运算的左转向角速度ωL的偏差ΔωL(＝ωL＊-ωL)。
PI控制部55L进行针对通过角速度偏差运算部54L被运算的左转向角速度偏差ΔωL的PI运算。由此，PI控制部55L运算应在左转向马达4L流动的电流的目标值亦即第一左目标马达电流IL1 ＊。通过PI控制部55L被运算出的第一左目标马达电流IL1 ＊被输入切换部58L的第一输入端子。目标扭矩设定部56L基于通过左转向角传感器10L被检测出的左转向角δL，设定用于使左转向轮3L的转向角δL为零的目标扭矩(目标马达扭矩)TL *。针对转向轮3L的转向角δL的目标扭矩TL *的设定例如如图4A所示。对于通过左转向角传感器10L被检测出的左转向角δL而言，从中立位置向右方向的转向角取正值，向左方向的转向角取负值。目标扭矩TL *在应从左转向马达4L产生用于右方向转向的马达扭矩时为正值，在应从左转向马达4L产生用于左方向转向的马达扭矩时为负值。
在左转向角δL为零(中立位置)时，目标扭矩TL *为零。目标扭矩TL *相对于左转向角δL的正值取负，相对于左转向角δL的负值取正。目标扭矩TL ＊被设定为左转向角δL的绝对值越大，目标扭矩TL ＊的绝对值越大。目标扭矩设定部56L也可以根据图4B所示的设定例设定目标扭矩TL ＊。在图4B的设定例中，若使A(A＞0)为规定值，则在左转向角δL为-A～A范围(左转向角盲区)的微小值时，目标扭矩TL ＊设为零。在左转向角δL在-A～A的范围外的情况下，目标扭矩TL ＊相对于左转向角δL的正值取负，相对于左转向角δL的负值取正。在左转向角δL在-A～A的范围外的情况下，目标扭矩TL *被设定为左转向角δL的绝对值越大，目标扭矩TL *的绝对值越大。
通过目标扭矩设定部56L被设定的目标扭矩TL *被给予左目标马达电流运算部57L。左目标马达电流运算部57L用左转向马达4L的扭矩常量除从目标扭矩设定部56L被给予的目标扭矩TL ＊，由此运算第二左目标马达电流IL2 ＊。通过左目标马达电流运算部57L被运算出的第二左目标马达电流IL2 ＊被输入切换部58L的第二输入端子。
切换部58L选择被输入第一输入端子的第一左目标马达电流IL1 ＊以及被输入第二输入端子的第二左目标马达电流IL2 ＊中的任一方输出。切换部58L通过切换控制部59L被控制。切换控制部59L在通常时将控制模式设定为第一控制模式。具体而言，切换控制部59L以被输入切换部58L的第一输入端子的第一左目标马达电流IL1 ＊被选择的方式控制切换部58L。
在左转向ECU22与上位ECU20之间产生通信异常时，切换控制部59L将控制模式切换为第二控制模式。具体而言，切换控制部59L以被输入切换部58L的第二输入端子的第二左目标马达电流IL2 ＊被选择的方式控制切换部58L。在控制模式被设定为第二控制模式的情况下，且在左转向ECU22与上位ECU20之间的通信恢复的情况下，在从上位ECU20接收到的左目标转向角δL ＊与左转向角δL之差的绝对值小于规定值B(B＞0)时，切换控制部59L使控制模式返回至第一控制模式。
例如在左转向ECU22与上位ECU20之间的每隔规定时间的通信错误产生次数超过规定的第一阈值时，切换控制部59L判定为在左转向ECU22与上位ECU20之间产生通信异常。在产生通信异常之后，例如在所述通信错误产生次数小于规定的第二阈值时，切换控制部59L判定为通信恢复。后面对切换控制部59L的动作详细叙述。
电流偏差运算部60L运算从切换部58L被输出的左目标马达电流IL ＊与通过电流检测部43L被检测出的左马达电流IL的偏差ΔIL(＝IL ＊-IL)。PI控制部61L进行针对通过电流偏差运算部60L被运算的左马达电流偏差ΔIL的PI运算。由此，PI控制部61L生成用于将在左转向马达4L流动的左马达电流IL向左目标马达电流IL ＊引导的左马达驱动指令值。
PWM控制部62L生成与左马达驱动指令值对应的占空比的左PWM控制信号供给至驱动电路42L。由此，与左马达驱动指令值对应的电力被供给至左转向马达4L。图5是表示右转向ECU23的电气结构的框图。右转向ECU23具备由微型计算机构成的右转向马达控制部41R、通过右转向马达控制部41R被控制并且向右转向马达4R供给电力的驱动电路(变频器电路)42R以及检测在右转向马达4R流动的马达电流的电流检测部43R。
右转向马达控制部41R具备CPU以及存储器(ROM、RAM、非易失性存储器等)。右转向马达控制部41R通过执行规定的程序作为多个功能处理部发挥作用。该多个功能处理部包括角速度运算部51R、转向角偏差运算部52R、PI控制部(转向角)53R、角速度偏差运算部54R、PI控制部(角速度)55R、目标扭矩设定部56R、右目标马达电流运算部57R、切换部58R、切换控制部59R、电流偏差运算部60R、PI控制部(电流)61R以及PWM控制部62R。
右转向马达控制部41R的控制模式具有第三控制模式和第四控制模式。在通常时设定第三控制模式。在上位ECU20与右转向ECU23之间产生通信异常时设定第四控制模式。第三控制模式是以右转向轮3R的转向角δR变成与从上位ECU20接收到的右目标转向角δR ＊相等的方式控制右转向马达4R的模式。第四控制模式是以右转向轮3R的转向角δR变成与右转向轮3R的中立位置对应的角度(零)的方式对右转向马达4R进行扭矩反馈控制的模式。
角速度运算部51R、转向角偏差运算部52R、PI控制部(转向角)53R、角速度偏差运算部54R以及PI控制部(角速度)55R用于运算在第三控制模式时所使用的右目标马达电流IR1 ＊(以下，有称作“第一右目标马达电流IR1 ＊”的情况)。目标扭矩设定部56R以及右目标马达电流运算部57R用于运算在第四控制模式时所使用的右目标马达电流IR2 *(以下，有称作“第二右目标马达电流IR2 ＊”的情况)。切换部58R选择第一右目标马达电流IR1 ＊以及第二右目标马达电流IR2 ＊的任一方作为右目标马达电流IR ＊输出。切换控制部59R是进行控制模式的切换控制的部分，控制切换部58R。电流偏差运算部60R、PI控制部61R以及PWM控制部62R以通过电流检测部43R被检测出的右马达电流IR变成与从切换部58R被输出的右目标马达电流IR *相等的方式控制。以下，对各部分进行说明。
角速度运算部51R对通过右转向角传感器10R被检测出的右转向角δR进行时间微分，由此运算右转向角δR的角速度(右转向角速度)ωR。转向角偏差运算部52R运算从上位ECU20发送来的右目标转向角δR *与通过右转向角传感器10R被检测出的右转向角δR的偏差ΔδR(＝δR *-δR)。
PI控制部53R进行针对通过转向角偏差运算部52R被运算的右转向角偏差ΔδR的PI运算，由此运算作为右转向角速度的目标值的右目标转向角速度ωR *。角速度偏差运算部54R运算通过PI控制部53R被运算的右目标转向角速度ωR *与通过角速度运算部51R被运算的右转向角速度ωR的偏差ΔωR(＝ωR ＊-ωR)。
PI控制部55R进行针对通过角速度偏差运算部54R被运算的右转向角速度偏差ΔωR的PI运算。由此，PI控制部55R运算应在右转向马达4R流动的电流的目标值亦即第一右目标马达电流IR1 *。通过PI控制部55R被运算出的第一右目标马达电流IR1 *被输入切换部58R的第一输入端子。目标扭矩设定部56R基于通过右转向角传感器10R被检测出的右转向角δR，设定用于使右转向轮3R的转向角δR为零的目标扭矩(目标马达扭矩)TR *。针对转向轮3R的转向角δR的目标扭矩TR *的设定例与上述图4A所示的设定例相同。作为针对转向轮3R的转向角δR的目标扭矩TR *的设定例，也可以使用与上述图4B所示的设定例相同的设定例。
通过目标扭矩设定部56R被设定的目标扭矩TR ＊被给予右目标马达电流运算部57R。右目标马达电流运算部57R用右转向马达4R的扭矩常量除从目标扭矩设定部56R被给予的目标扭矩TR ＊。由此，右目标马达电流运算部57R运算第二右目标马达电流IR2 ＊。通过右目标马达电流运算部57R被运算出的第二右目标马达电流IR2 ＊被输入切换部58R的第二输入端子。
切换部58R选择被输入第一输入端子的第一右目标马达电流IR1 ＊以及被输入第二输入端子的第二右目标马达电流IR2 ＊中的任一方输出。切换部58R通过切换控制部59R被控制。切换控制部59R在通常时将控制模式设定为第三控制模式。具体而言，切换控制部59R以被输入切换部58R的第一输入端子的第一右目标马达电流IR1 ＊被选择的方式控制切换部58R。
在右转向ECU23与上位ECU20之间产生通信异常时，切换控制部59R将控制模式切换为第四控制模式。具体而言，切换控制部59R以被输入切换部58R的第二输入端子的第二右目标马达电流IR2 ＊被选择的方式控制切换部58R。在控制模式被设定为第四控制模式的情况下，且在右转向ECU23与上位ECU20之间的通信恢复的情况下，在从上位ECU20接收到的右目标转向角δR ＊与右转向角δR之差的绝对值小于规定值B(B＞0)时，切换控制部59R使控制模式返回至第三控制模式。
例如在右转向ECU23与上位ECU20之间的每隔规定时间的通信错误产生次数超过规定的第一阈值时，切换控制部59R判定为在右转向ECU23与上位ECU20之间产生通信异常。在产生通信异常之后，例如在所述通信错误产生次数变为小于规定的第二阈值时，切换控制部59R判定为通信恢复。后面对切换控制部59R的动作详细叙述。
电流偏差运算部60R运算从切换部58R被输出的右目标马达电流IR ＊与通过电流检测部43R被检测出的右马达电流IR的偏差ΔIR(＝IR ＊-IR)。PI控制部61R进行针对通过电流偏差运算部60R被运算的右马达电流偏差ΔIR的PI运算。由此，PI控制部61R生成用于将在右转向马达4R流动的右马达电流IR向右目标马达电流IR ＊引导的右马达驱动指令值。
PWM控制部62R生成与右马达驱动指令值对应的占空比的右PWM控制信号供给至驱动电路42R。由此，与右马达驱动指令值对应的电力被供给至右转向马达4R。图6是用于说明左转向马达控制部41L内的切换控制部59L的动作的流程图。
若左转向ECU22的电源被接通，则切换控制部59L将控制模式设定为第一控制模式(步骤S1)。具体而言，切换控制部59L以被输入切换部58L的第一输入端子的第一左目标马达电流IL1 ＊被选择的方式控制切换部58L。切换控制部59L判别在左转向ECU22与上位ECU20之间是否产生通信异常(步骤S2)。
在通信异常未产生的情况下(步骤S2：否)，切换控制部59L返回至步骤S1。在上述步骤S2中，在判别为通信异常产生的情况下(步骤S2：是)，切换控制部59L将控制模式设定为第二控制模式(步骤S3)。具体而言，切换控制部59L以被输入切换部58L的第二输入端子的第二左目标马达电流IL2 *被选择的方式控制切换部58L。之后，切换控制部59L判别左转向ECU22与上位ECU20之间的通信是否恢复(步骤S4)。
在通信未恢复的情况下(步骤S4：否)，切换控制部59L返回至步骤S3。在上述步骤S4中，在判别为通信恢复的情况下(步骤S4：是)，切换控制部59L判别从上位ECU20接收到的左目标转向角δL ＊与左转向角δL之差的绝对值|δL-δL ＊|是否小于规定值B(步骤S5)。在绝对值|δL-δL ＊|为规定值B以上的情况下(步骤S5：否)，切换控制部59L返回至步骤S3。
在上述步骤S5中，在判别为绝对值|δL-δL ＊|小于规定值B的情况下(步骤S5：是)，切换控制部59L返回至步骤S1。图7是用于说明右转向马达控制部41R内的切换控制部59R的动作的流程图。若右转向ECU23的电源被接通，则切换控制部59R将控制模式设定为第三控制模式(步骤S11)。具体而言，切换控制部59R以被输入切换部58R的第一输入端子的第一右目标马达电流IR1 ＊被选择的方式控制切换部58R。切换控制部59R判别在右转向ECU23与上位ECU20之间是否产生通信异常(步骤S12)。
在通信异常未产生的情况下(步骤S12：否)，切换控制部59R返回至步骤S11。在上述步骤S12中，在判别为通信异常产生的情况下(步骤S12：是)，切换控制部59R将控制模式设定为第四控制模式(步骤S13)。具体而言，切换控制部59R以被输入切换部58R的第二输入端子的第二右目标马达电流IR2 ＊被选择的方式控制切换部58R。之后，切换控制部59R判别右转向ECU23与上位ECU20之间的通信是否恢复(步骤S14)。
在通信未恢复的情况下(步骤S14：否)，切换控制部59R返回至步骤S13。在上述步骤S14中，在判别为通信恢复的情况下(步骤S14：是)，切换控制部59R判别从上位ECU20接收到的右目标转向角δR ＊与右转向角δR之差的绝对值|δR-δR ＊|是否小于规定值B(步骤S15)。在绝对值|δR-δR ＊|为规定值B以上的情况下(步骤S15：否)，切换控制部59R返回至步骤S13。
在上述步骤S15中，在判别为绝对值|δR-δR ＊|小于规定值B的情况下(步骤S15：是)，切换控制部59R返回至步骤S11。在上位ECU20与左转向ECU22之间以及上位ECU20与右转向ECU23之间未产生通信异常的情况下，左转向马达4L通过第一控制模式被控制，右转向马达4R通过第三控制模式被控制。即，左转向马达4L以及右转向马达4R分别被控制为，左转向角δL变成与从上位ECU20发送来的左目标转向角δL ＊相等，右转向角δR变成与从上位ECU20发送来的右目标转向角δR ＊相等。
在左转向马达4L通过第一控制模式被控制并且右转向马达4R通过第三控制模式被控制的情况下，例如若在上位ECU20与左转向ECU22之间产生通信异常，则左转向马达4L通过第二控制模式被控制。由此，左转向马达4L以使左转向角δL为零的方式被实施扭矩反馈控制。另一方面，右转向马达4R被控制以使右转向角δR与右目标转向角δR ＊相等。
由于左转向轮3L以使左转向角δL为零的方式被实施扭矩反馈控制，所以即使在转弯时，左转向角δL也容易因外力而变化，而且在外力消失的情况下，左转向角δL容易返回至零。因此，左转向轮3L对于车辆利用右转向轮3R的转弯给予的影响较小。因此，车辆能够一边维持操控方向性能一边行驶。
之后，在上位ECU20与左转向ECU22之间的通信恢复的情况下，在从上位ECU20接收到的左目标转向角δL ＊与左转向角δL之差的绝对值|δL-δL ＊|小于规定值B时，左转向马达4L通过第一控制模式被控制。在左转向马达4L通过第一控制模式被控制并且右转向马达4R通过第三控制模式被控制的情况下，例如若在上位ECU20与右转向ECU23之间产生通信异常，则右转向马达4R通过第四控制模式被控制。由此，右转向马达4R以使右转向角δR为零的方式被实施扭矩反馈控制。另一方面，左转向马达4L被控制以使左转向角δL变成与左目标转向角δL ＊相等。
右转向轮3R以使右转向角δR为零的方式被实施扭矩反馈控制。因此，即使在转弯时，右转向角δR也容易因外力而变化，而且在外力消失的情况下，右转向角δR容易返回至零。因此，右转向轮3R对于车辆利用左转向轮3L的转弯给予的影响较小。因此，车辆能够一边维持操控方向性能一边行驶。
之后，在上位ECU20与右转向ECU23之间的通信恢复的情况下，在从上位ECU20接收到的右目标转向角δR ＊与左转向角δR之差的绝对值|δR-δR ＊|小于规定值B时，右转向马达4R通过第三控制模式被控制。以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明还能够通过其他方式实施。例如，在上述实施方式中，在左转向马达4L通过第一控制模式被控制并且右转向马达4R通过第三控制模式被控制的情况下，例如在上位ECU20与左转向ECU22之间产生通信异常的情况下，左转向马达控制部41L侧的控制模式变成第二控制模式。在这种情况下，也可以还在右转向马达控制部41R中进行增加表观上的总传动比(转向角相对于方向盘角之比)的控制。
例如，右转向马达控制部41R也可以在从上位ECU20发送来的右目标转向角δR ＊上乘以比1大的增益并且将乘以增益后的右目标转向角δR ＊作为右目标转向角δR ＊给予转向角偏差运算部52R。例如，右转向马达控制部41R也可以在通过PI控制部55R被运算的第一右目标马达电流IR1 *上乘以比1大的增益并且将乘以增益后的第一右目标马达电流IR1 *输入切换部58R的第一输入端子。这样的话，由于右转向轮3R产生更大的转弯力，所以即使左转向轮3L的转向角δL的绝对值因扭矩反馈控制变得比右转向角δR的绝对值小，也能够抑制车辆的转弯性能降低。
同样，在上述实施方式中，在左转向马达4L通过第一控制模式被控制并且右转向马达4R通过第三控制模式被控制的情况下，例如在上位ECU20与右转向ECU23之间产生通信异常的情况下，右转向马达控制部41R侧的控制模式变成第四控制模式。在这种情况下，也可以还在左转向马达控制部41L中进行增加表观上的总传动比(转向角相对于方向盘角之比)的控制。
例如，左转向马达控制部41L也可以在从上位ECU20发送来的左目标转向角δL *上乘以比1大的增益并且将乘以增益后的左目标转向角δL *作为左目标转向角δL *给予转向角偏差运算部52L。例如，左转向马达控制部41L也可以在通过PI控制部55L被运算的第一左目标马达电流IL1 *上乘以比1大的增益并且将乘以增益后的第一左目标马达电流IL1 *输入切换部58L的第一输入端子。这样的话，左转向轮3L产生更大的转弯力。因此，即使右转向轮3R的转向角δR的绝对值因扭矩反馈控制变得比左转向角δL的绝对值小，也能够抑制车辆的转弯性能降低。
除此之外，在权利要求书所记载的事项的范围内能够实施各种设计变更。

Claims (3)

1.一种车辆用转向操纵装置，包括用于使左转向轮以及右转向轮各自独立地转向的左转向机构以及右转向机构，被操作用于操控方向的转向操纵部件与所述左转向机构以及右转向机构未被机械式地结合，所述左转向机构通过左转向马达被驱动，所述右转向机构通过右转向马达被驱动，其中，
所述车辆用转向操纵装置包括：
上位控制装置，其设定作为所述左转向轮的转向角的目标值的左目标转向角、以及作为所述右转向轮的转向角的目标值的右目标转向角；
左转向控制装置，其驱动控制所述左转向马达；以及
右转向控制装置，其驱动控制所述右转向马达，其中，
所述左转向控制装置包含用于切换第一控制模式与第二控制模式的第一模式切换单元，所述第一控制模式以所述左转向轮的转向角变成与从所述上位控制装置接收到的所述左目标转向角相等的方式控制所述左转向马达，所述第二控制模式以所述左转向轮的转向角变成与左转向轮的中立位置对应的角度的方式对所述左转向马达进行扭矩反馈控制，
所述第一模式切换单元包含在通常时将控制模式设定为所述第一控制模式，而在所述上位控制装置与所述左转向控制装置之间产生了通信异常时将控制模式切换为所述第二控制模式的单元，
所述右转向控制装置包含用于切换第三控制模式与第四控制模式的第二模式切换单元，所述第三控制模式以所述右转向轮的转向角变成与从所述上位控制装置接收到的所述右目标转向角相等的方式控制所述右转向马达，所述第四控制模式以所述右转向轮的转向角变成与右转向轮的中立位置对应的角度的方式对所述右转向马达进行扭矩反馈控制，
所述第二模式切换单元包含在通常时将控制模式设定为所述第三控制模式，而在所述上位控制装置与所述右转向控制装置之间产生了通信异常时将控制模式切换为所述第四控制模式的单元。
2.根据权利要求1所述的车辆用转向操纵装置，其中，还包括：
左转向角检测单元，其用于检测作为所述左转向轮的转向角的左转向角；以及
右转向角检测单元，其用于检测作为所述右转向轮的转向角的右转向角，其中，
所述第一模式切换单元包含如下单元：在控制模式被设定为所述第二控制模式时，在所述上位控制装置与所述左转向控制装置之间的通信已恢复的情况下，在从所述上位控制装置接收到的左目标转向角与通过所述左转向角检测单元被检测出的左转向角之差的绝对值不到第一规定值时，将控制模式切换为所述第一控制模式，
所述第二模式切换单元包含如下单元：在控制模式被设定为所述第四控制模式时，在所述上位控制装置与所述右转向控制装置之间的通信已恢复的情况下，在从所述上位控制装置接收到的右目标转向角与通过所述右转向角检测单元被检测出的右转向角之差的绝对值不到第二规定值时，将控制模式切换为所述第三控制模式。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用转向操纵装置，其中，
所述左转向控制装置包含如下单元：在控制模式被设定为所述第一控制模式并且所述右转向控制装置侧的控制模式被设定为所述第四控制模式时，使表观上的总传动比增加，
所述右转向控制装置包含如下单元：在控制模式被设定为所述第三控制模式并且所述左转向控制装置侧的控制模式被设定为所述第二控制模式时，使表观上的总传动比增加。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7192605B2 (ja) * 2019-03-25 2022-12-20 株式会社アドヴィックス 車両の走行制御装置
JP7192646B2 (ja) * 2019-05-07 2022-12-20 株式会社デンソー 回転電機制御装置
JP7275991B2 (ja) * 2019-08-20 2023-05-18 株式会社ジェイテクト 制御装置、および転舵装置
JP7342763B2 (ja) * 2020-03-30 2023-09-12 トヨタ自動車株式会社 車両用ステアリングシステム
DE102020205904A1 (de) * 2020-05-12 2021-11-18 Thyssenkrupp Ag Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1219525A2 (en) * 2000-12-29 2002-07-03 Delphi Technologies, Inc. Redundant steer-by-wire system
EP1006338B1 (en) * 1998-12-03 2006-06-07 Delphi Technologies, Inc. Wheel alignment system and method for vehicles having steer-by-wire steering system
JP2007230427A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Toyota Motor Corp 車輪操舵装置
JP2010168017A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Hisashi Takahashi 車両用ステアバイワイヤシステムと車両用ステアバイワイヤシステムの制御方法
CN103648889A (zh) * 2011-07-05 2014-03-19 丰田自动车株式会社 转向系统、转向控制装置及转向控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6622813B2 (en) 2001-07-26 2003-09-23 Delphi Technologies, Inc. Hybrid steer-by-wire with mechanical link
CN100436227C (zh) * 2003-10-02 2008-11-26 日产自动车株式会社 车辆转向装置
JP2006151074A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Hitachi Ltd パワーステアリング装置
JP4915504B2 (ja) * 2006-05-17 2012-04-11 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵装置
JP2008174160A (ja) 2007-01-19 2008-07-31 Toyota Motor Corp 車両操舵装置
JP2009001044A (ja) * 2007-06-19 2009-01-08 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
JP6167717B2 (ja) 2013-07-19 2017-07-26 日産自動車株式会社 サスペンション装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1006338B1 (en) * 1998-12-03 2006-06-07 Delphi Technologies, Inc. Wheel alignment system and method for vehicles having steer-by-wire steering system
EP1219525A2 (en) * 2000-12-29 2002-07-03 Delphi Technologies, Inc. Redundant steer-by-wire system
JP2007230427A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Toyota Motor Corp 車輪操舵装置
JP2010168017A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Hisashi Takahashi 車両用ステアバイワイヤシステムと車両用ステアバイワイヤシステムの制御方法
CN103648889A (zh) * 2011-07-05 2014-03-19 丰田自动车株式会社 转向系统、转向控制装置及转向控制方法

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