DE112014001505T5

DE112014001505T5 - Fahrzeuglenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112014001505T5
Application number: DE112014001505.9T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Shimizu; Atsuhiko Yoneda; Yukihiro Wakakuwa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN105026246A; US20160280254A1; JP6383353B2; US9783227B2; CN105026246B; JPWO2014148304A1; WO2014148304A1

Abstract

Diese Fahrzeuglenkvorrichtung (11) dient zum Lenken eines Fahrzeugs gemäß Betätigung eines Lenkrads (13), das betätigt wird, wenn die Fahrtrichtung des Fahrzeugs geändert wird. Diese Fahrzeuglenkvorrichtung (11) ist mit einer ersten Lenkunterstützungsvorrichtung versehen, die einen ersten Lenkdrehmomentsensor (23), einen ersten Unterstützungsmotor (51) und eine erste EPS-Steuerungsvorrichtung (37) aufweist, sowie mit einer zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung, die einen zweiten Lenkdrehmomentsensor (25), einen zweiten Unterstützungsmotor (57) und eine zweite EPS-Steuervorrichtung (39) aufweist. Die ersten und zweiten EPS-Steuervorrichtungen (37, 39) führen eine Antriebssteuerung der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren (51, 57) voneinander unabhängig durch. Selbst wenn eine der zwei Steuervorrichtungen (37, 39), die den Antrieb der zwei Unterstützungsmotoren (51, 57) steuert, in einen abnormalen Zustand fällt, ist es möglich, rasch und unbehindert mit dem abnormalen Zustand zurechtzukommen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenkvorrichtung zur Verwendung zum Ändern der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs nach Wunsch.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein neuartiges Fahrzeug ist mit einer Fahrzeuglenkvorrichtung ausgestattet, die einen Elektromotor benutzt, um eine Unterstützungskraft für einen das Lenkrad lenkenden Fahrer anzulegen. Wenn eine solche Fahrzeuglenkvorrichtung in einem Fahrzeug mit einem großen Achsgewicht angewendet wird, wie etwa einem großen Auto, ist eine größere Lenkkraft erforderlich als bei jener für ein kleines Fahrzeug mit geringem Achsgewicht, wie etwa einem Kleinwagen. Dann ist eine größere Kraft erforderlich, um die Lenkung zu unterstützen.
In Anpassung an diese Fällle offenbart z. B. das Patentdokument 1 eine Lenkvorrichtung mit zwei Elektromotoren, zwei Lenkdrehmomentsensoren und zwei ECUs, die eine jeweilige Antriebssteuerung der zwei Elektromotoren durchführen.
Insbesondere sind in der Lenkvorrichtung gemäß dem Patentdokument 1 ein Lenkrad, eine Säuleneinheit, eine Zwischenübertragungseinheit und eine Getriebeeinheit in dieser Reihenfolge verbunden. Die Säuleneinheit und die Getriebeeinheit sind jeweils mit einem ersten und einem zweiten Elektromotor versehen, die Unterstützungskräfte zum Lenken anlegen, und einem ersten und einem zweiten Drehmomentsensor, die ein an der Lenkwelle angelegtes Drehmoment erfassen. Die ersten und zweiten Elektromotoren sind jeweils mit einer ersten und einer zweiten ECU verbunden, die Motortreibersignale an die Elektromotoren liefern.
Die Lenkvorrichtung gemäß Patentdokument 1 erlaubt eine Verbesserung der Arbeitseigenschaften und Anbringbarkeit, wenn man die Getriebeeinheit am Fahrzeugkörper anbringt, sowie eine Verbesserung des Bedienungsgefühls des Fahrers.
HERKÖMMLICHE DOKUMENTE
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 2004-142622

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Zu lösende Probleme
Wenn jedoch in der Lenkvorrichtung gemäß Patentdokument 1 in einer der zwei ECUs ein Fehler auftritt, der bewirkt, dass der Unterstützungsmotor durch diese ECU so angesteuert wird, dass der Antrieb mit einem Drehmoment beginnt, das sich von dem normalerweise angelegten Lenkdrehmoment unterscheidet, ist es schwierig, einen negativen Effekt aufgrund eines solchen Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Die vorliegende Erfindung ist zur Lösung des obigen Problems gemacht worden, um eine Fahrzeuglenkvorrichtung anzugeben, die es z. B. auch dann, wenn in einer der zwei Steuereinheiten, welche jeweils den Antrieb von zwei Unterstützungsmotoren steuern, irgend ein Fehler auftritt, erlaubt, einen negativen Effekt aufgrund eines solchen Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Lösung für das Problem
Um die obige Aufgabe zu lösen, sieht die Erfindung eines ersten Aspekts eine Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die ein Lenkelement enthält, das zum Ändern der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs zu betätigen ist, zur Durchführung vom Lenken des Fahrzeugs in Antwort auf die Betätigung des Lenkelements, und welche ferner, als die wichtigsten Merkmale aufweist: eine erste Lenkunterstützungsvorrichtung, die zumindest einen ersten Lenkdrehmomentsensor, einen ersten Unterstützungsmotor, der eine Unterstützungskraft zum Lenken an das Lenkelement anlegt, und eine erste Steuereinheit aufweist; und eine zweite Lenkunterstützungsvorrichtung, die zumindest einen zweiten Lenkdrehmomentsensor, einen zweiten Unterstützungsmotor, der eine Unterstützungskraft zum Lenken an das Lenkelement anlegt, und eine zweite Steuereinheit aufweist, wobei die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren über einen Lenkkraftübertragungsmechanismus miteinander gekoppelt sind, die ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren zwischen einem der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren, der nahe dem Lenkelement angeordnet ist, und dem Lenkelement angeordnet ist, die erste Steuereinheit einer Antriebssteuerung/-regelung des ersten Unterstützungsmotors durchführt, um eine Unterstützungskraft zumindest basierend auf einem vom ersten Lenkdrehmomentsensor erfassten ersten Lenkdrehmoment anzulegen, und die zweite Steuereinheit einer Antriebssteuerung/-regelung des zweiten Unterstützungsmotors durchführt, um eine Unterstützungskraft zumindest basierend auf einem vom zweiten Lenkdrehmomentsensor erfassten zweiten Lenkdrehmoment anzulegen, wobei die ersten und zweiten Steuereinheiten die Antriebssteuerung voneinander unabhängig durchführen.
In der Erfindung des ersten Aspekts sei angenommen, dass irgendein Fehler in der ersten Steuereinheit im System der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung, die eine der ersten und zweiten Lenkunterstützungsvorrichtungen ist, aufgetreten ist, der einen negativen Effekt in dem ersten Unterstützungsmotor hervorruft. Jedoch sind die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren über den Lenkkraftübertragungsmechanismus miteinander gekoppelt. Abgesehen davon sind die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren stromab (in Richtung der Lenkkraftübertragung) der ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren angeordnet, bei Betrachtung von dem Lenkelement aus. Dies bewirkt, dass das Lenkdrehmoment vom Fahrer an das Lenkelement in der Richtung angelegt wird, um die Drehkraft des ersten Unterstützungsmotors aufzuheben, der unter dem negativen Effekt aufgrund des Fehlers gelitten hat. Das Lenkdrehmoment einschließlich diesem Wunsch des Fahrers wird in die ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren eingegeben. Dementsprechend erfolgt die Antriebssteuerung des zweiten Unterstützungsmotors durch die zweite Steuereinheit in dem System der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung, die normal ist, in der Richtung zum Unterdrücken der Drehkraft des ersten Unterstützungsmotors. Im Ergebnis wird der negative Effekt, der durch den Fehler des ersten Unterstützungsmotors verursacht wird, gelindert.
Selbst wenn daher, gemäß der Erfindung des ersten Aspekts, z. B. irgendein Fehler an einer der zwei Steuereinheiten auftritt, die jeweils Antrieb der zwei Unterstützungsmotoren steuern, kann ein negativer Effekt aufgrund eines solchen Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle gebracht werden.
Darüber hinaus sieht die Erfindung eines zweiten Aspekts die Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die in der Erfindung des ersten Aspekts beschrieben ist, wobei die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren jeweilige elektrische Charakteristiken haben, die zueinander gemeinsam zu setzen sind.
In der Erfindung des zweiten Aspekts wird, selbst wenn in einem der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren irgendein Fehler auftritt, eine solche Situation vermieden, wo ein Betrag der Ausgabe des Motors, der an dem Fehler gelitten hat, den Betrag der Ausgabe des Motors, der korrekt arbeitet, überwindet, um die gelenkten Räder bis zu dem Grad zu lenken, der für den Fahrer unangenehm wird, weil der Betrag der Ausgabe des Motors, der korrekt arbeitet, gleich dem Betrag der Ausgabe des Motors ist, der an dem Fehler gelitten hat.
Da abgesehen davon die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren, die die gemeinsam gesetzten elektrischen Charakteristiken haben, über einen Lenkkraftübertragungsmechanismus miteinander gekoppelt sind, erlaubt die Erfindung des zweiten Aspekts, die Ausgabecharakteristiken der einzelnen Motoren auf niedriger zu drücken, im Vergleich zu dem Fall des Antriebs mit einem einzigen Motor. Dies erlaubt z. B. die Energiezufuhr zum Betreiben der Motoren von einer existierenden Batterie mit einer 12-V-Kapazität, und es ist keine neue Verstärkerschaltung für 24-V oder 48-V-Kapazitäten erforderlich. Im Ergebnis kann die Größe der einzelnen Motoren reduziert werden, um Freiheitsgrad beim Layout-Design zu gewährleisten.
Ferner sieht die Erfindung eines dritten Aspekts die Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die als die Erfindung des ersten Aspekts beschrieben ist, wobei die ersten und zweiten Steuereinheiten jeweils in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
Ferner sieht die Erfindung eines vierten Aspekts die Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die als die Erfindung des ersten Aspekts beschrieben ist, wobei Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und entsprechende Komponenten in der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie in voneinander unterschiedlichen Umgebungen lokalisiert sind.
Die Anwendung einer solchen Konfiguration, wie sie von der Erfindung des vierten Aspekts angegeben wird, worin die Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und die entsprechenden Komponenten in der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie in einander verschiedenen Umgebungen lokalisiert werden, kann die Toleranz auf abnormale Bedingungen aufgrund Umweltveränderungen erhöhen, wenn etwa das Fahrzeug untergetaucht wird, im Vergleich zu dem Fall, wo die Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und die entsprechenden Komponenten in der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie in einer gemeinsamen Umgebung lokalisiert sind.
Im Ergebnis erlaubt die Erfindung des vierten Aspekts die Zunahme von Fällen, wo die Erfindung des ersten Aspekts die gewünschten vorteilhaften Effekte bietet, wie etwa, den negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Darüber hinaus sieht die Erfindung eines fünften Aspekts die Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die als die Erfindung des dritten Aspekts beschrieben ist, wobei die Lokalisierung in voneinander unterschiedlichen Umgebungen enthält, an unterschiedlichen Höhen lokalisiert zu sein.
Die Anwendung einer solchen Konfiguration, wie sie von der Erfindung des fünften Aspekts angegeben wird, worin die Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und die entsprechenden Komponenten der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie an voneinander unterschiedlichen Höhen lokalisiert sind, kann die Toleranz auf abnormale Bedingungen aufgrund vom Umgebungsänderungen erhöhen, wenn etwa das Fahrzeug untergetaucht wird, im Vergleich zu dem Fall, wo die Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und die entsprechenden Komponenten der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie auf einer gemeinsamen Höhe lokalisiert sind.
Im Ergebnis erlaubt die Erfindung des fünften Aspekts eine weitere Zunahme von Fällen, wo die Erfindung des dritten Aspekts die gewünschten vorteilhaften Wirkungen aufzeigt, wie etwa, einen negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Darüber hinaus sieht die Erfindung eines sechsten Aspekts die Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die als die Erfindung des ersten Aspekts beschrieben ist, wobei eine der ersten und zweiten Steuereinheiten innerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert ist, während die andere davon außerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert ist.
Die Anwendung einer solchen Konfiguration, wie sie von der Erfindung des sechsten Aspekts angegeben wird, wobei eine der ersten und zweiten Steuereinheiten innerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert ist, während die andere davon außerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert ist, kann die Toleranz auf abnormale Bedingungen aufgrund von Umgebungsänderungen vergrößern, etwa wenn das Fahrzeug untergetaucht wird oder sich die Temperatur ändert, im Vergleich zu dem Fall, wo bei der ersten und zweiten Steuereinheit der gleichen Seite, d. h. innerhalb oder außerhalb des Fahrzeuginnenraums, installiert sind.
Im Ergebnis erlaubt die Erfindung des sechsten Aspekts eine weitere Zunahme von Fällen, wo die Erfindung des ersten Aspekts die gewünschten vorteilhaften Wirkungen zeigt, wie etwa einen negativen Aspekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Darüber hinaus sieht die Erfindung eines siebten Aspekts die Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die als die Erfindung des ersten Aspekts beschrieben ist, wobei die ersten und zweiten Steuereinheiten in dem Fahrzeug so installiert sind, dass sie an voneinander unterschiedlichen Höhen lokalisiert sind.
Die Anwendung einer solchen Konfiguration, wie sie von der Erfindung des siebten Aspekts angegeben wird, worin die ersten und zweiten Steuereinheiten in dem Fahrzeug so installiert sind, dass sie an voneinander unterschiedlichen Höhen lokalisiert sind, kann die Toleranz auf abnormalen Bedingungen aufgrund von Umweltänderungen erhöhen, wenn etwa das Fahrzeug untergetaucht wird, im Vergleich zu dem Fall, wo beide erste und zweite Steuereinheiten in dem Fahrzeug so installiert sind, dass sie auf einer gemeinsamen Höhe lokalisiert sind.
Im Ergebnis erlaubt die Erfindung des siebten Aspekts, wie im Falle mit der Erfindung des fünften Aspekts, eine weitere Zunahme von Fällen, wo die Erfindung des ersten Aspekts die gewünschten vorteilhaften Aspekte zeigt, wie etwa einen negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und unter Kontrolle zu bringen.
Darüber hinaus sieht die Erfindung eines achten Aspekts die Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die als die Erfindung des siebten Aspekts beschrieben ist, wobei die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren so eingestellt sind, dass sie voneinander unterschiedliche elektrische Charakteristiken haben. Insbesondere wird, gemäß der Erfindung des achten Aspekts, z. B. ein Motor, der in einer Umgebung lokalisiert ist, die eine relativ hohe Toleranz erfordert (z. B. innerhalb des Fahrzeuginnenraums) so eingestellt, dass er größere elektrische Charakteristiken hat als jene des anderen Motors, der in einer Umgebung lokalisiert ist, die eine relativ niedrige Toleranz erlaubt (z. B. außerhalb des Fahrzeuginnenraums).
Die Anwendung einer solchen Konfiguration, wie sie von der Erfindung des achten Aspekts angegeben wird, worin die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren so eingestellt sind, dass sie voneinander unterschiedliche Charakteristiken haben (z. B. Nenn-Drehmomentcharakteristiken), wobei insbesondere z. B. der eine Motor, der in einer Umgebung lokalisiert ist, die eine relativ hohe Toleranz erfordert, so eingestellt ist, dass er größere elektrische Charakteristiken hat als jene des anderen Motors, der in einer Umgebung lokalisiert ist, die eine relativ niedrige Toleranz erfordert, erlaubt, selbst wenn ein Fehler in dem anderen Motor der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren auftritt, der in der Umgebung angeordnet ist, die eine relativ niedrige Toleranz erfordert, die geeignete Vermeidung einer Situation, in der der Fahrer ein unangenehmes Gefühl hat, weil der eine Motor, der in der Umgebung lokalisiert ist, die eine relativ hohe Toleranz erfordert und so eingestellt ist, dass er größere elektrische Charakteristiken hat, den negativen Effekt, der durch den Fehler verursacht wurde, der in dem anderen Motor aufgetreten ist, stark drückt.
Darüber hinaus sieht die Erfindung eines neunten Aspekts die Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die als die Erfindung des ersten Aspekts beschrieben ist, worin ein erster elektrischer Draht, der den ersten Unterstützungsmotor und die erste Steuereinheit elektrisch verbindet, und ein zweiter elektrischer Draht, der den zweiten Unterstützungsmotor und die zweite Steuereinheit elektrisch verbindet, so verlegt sind, dass sie voneinander unterschiedliche Wege innerhalb des Fahrzeugs durchlaufen.
Die Anwendung einer solchen Konfiguration, wie sie von der Erfindung des neunten Aspekts angegeben wird, worin die ersten und zweiten elektrischen Drähte so verlegt sind, dass sie voneinander unterschiedliche Wege innerhalb des Fahrzeugs durchlaufen, erlaubt es, die Wahrscheinlichkeit, dass der andere elektrische Draht gleichzeitig beschädigt wird, auf einen niedrigen Wert zu drücken, auch wenn einer der ersten und zweiten elektrischen Drähte beschädigt wird.
Im Ergebnis erlaubt die Erfindung des neunten Aspekts eine Zunahme von Fällen, wo die Erfindung des ersten Aspekts die gewünschten Vorteile und Effekte zeigt, wie etwa einen negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Darüber hinaus sieht die Erfindung des zehnten Aspekts die Fahrzeuglenkvorrichtung vor, die als die Erfindung des ersten Aspekts beschrieben ist, wobei zumindest einer der ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren ein magnetostriktiver Drehmomentsensor ist.
Die Anwendung einer solchen Konfiguration, wie sie von der Erfindung des zehnten Aspekts angegeben wird, worin zumindest einer der ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren ein magnetostriktiver Drehmomentsensor ist, erlaubt es, die Torsionssteifigkeit des Lenkmoments zu verstärken. Im Ergebnis kann, auch wenn zwei Lenkdrehmomentsensoren an der Lenkwelle installiert sind, eine Situation vermieden werden, wo die Lenkwelle aufgrund der Betätigungskraft des Lenkelements durch den Fahrer zu stark verdreht wird, um das Bedienungsgefühl des Fahrers zum Lenken zu verbessern.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die Fahrzeuglenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung erlaubt es z. B., selbst wenn irgendein Fehler in einer der zwei Steuereinheiten aufgetreten ist, den Antrieb der jeweiligen zwei Unterstützungsmotoren zu steuern/zu regeln, um den negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das das Schema einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Fehlerdiagnoseprozess in einem Betrieb der Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Unterbrechungsprozess zur Unterstützungssteuerung beim Betrieb der Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das das Schema einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
AUSFÜHRUNGEN DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine Beschreibung von Fahrzeuglenkvorrichtungen gemäß Ausführungen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen angegeben.
Merke, dass in den nachfolgend gezeigten Zeichnungen Elemente, die gemeinsame Funktionen haben, oder Elemente, die einander entsprechende Funktionen haben, grundlegend mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden. Darüber hinaus kann die Größe und Form der Elemente, zum Zwecke der Erläuterung in einigen Fällen, schematisch verformt und übertrieben gezeigt sein.
Erste Ausführung
ÜBERBLICK ÜBER DIE FAHRZEUGLENKVORRICHTUNG 11
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen angegeben.
1 ist ein Blockdiagramm, das das Schema einer Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Das Fahrzeuglenksystem 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung enthält, wie in 1 gezeigt: ein Lenkrad 13, eine erste und eine zweite Lenkunterstützungskrafterzeugungsvorrichtung 15, 17; eine Lenkvorrichtung 19; ein Kommunikationsmedium 21, wie etwa ein Controller Area Network (CAN); einen ersten und einen zweiten Lenkdrehmomentsensor 23, 25; einen Lenkwinkelsensor 27; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit) erfasst; einen Zahnstangenpositionssensor 31; einen Gierratensensor 33, der eine Gierrate des Fahrzeugs erfasst; einen Querbeschleunigungssensor 35, der die Querbeschleunigung des Fahrzeugs erfasst; sowie eine erste und eine zweite elektrische Servolenkeinheit 37, 39 (nachfolgend kann „elektrische Servolenkung” als „EPS” abgekürzt werden).
Das Lenkrad 13, das dem „Lenkelement” der vorliegenden Erfindung entspricht, wird benutzt, wenn die Fahrtrichtung des Fahrzeugs (nicht gezeigt) zu einer gewünschten Richtung geändert wird. In der Mitte des Lenkrads 13 sind, angenähert ringförmig, erste und zweite Lenkwellen 41, 43 in Serie verbunden. Die erste Lenkwelle 43 ist an einem unteren Abschnitt, einem Zwischenabschnitt und einem oberen Abschnitt über jeweilige Lager 45a, 45b, 45c drehbar gelagert. Ein erstes Universalgelenk 46 ist am unteren Ende der zweiten Lenkwelle 43 angeordnet. Die ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23, 25 sind jeweils an der zweiten Lenkwelle 43 entlang der Achsrichtung der zweiten Lenkwelle 43 angeordnet.
Der erste Lenkdrehmomentsensor 23 hat eine Funktion, den Betrag und die Richtung des vom Lenkrad 13 angegebenen Lenkdrehmoments zu erfassen, z. B. mittels eines Paars von Solenoidwicklungen 23a1, 23a2.
Wenn der erste Lenkdrehmomentsensor 23 korrekt arbeitet, konvergiert die Summe von ersten Lenkdrehmomentsignalen SA1, SB1, die von dem ersten Lenkdrehmomentsensor 23 erfasst werden, immer innerhalb eines bestimmten Bereichs. Dies ist so, weil jedes der ersten Lenkdrehmomentsignale SA1, SB1 eine lineare Charakteristik hat, die jeder anderen entgegengesetzt ist. Wenn darüber hinaus die Wicklungen 23a1, 23a2 unterbrochen werden oder in einer Schaltung ein Komponentenfehler auftritt, besteht eine Tendenz, dass sich eines der ersten Lenkdrehmomentsignale SA1, SB1 rasch verändert. Wenn ferner ein Fehler in dem ersten Lenkdrehmomentsensor 23 auftritt, besteht eine Tendenz, dass eines der ersten und zweiten Lenkdrehmomentsignale SA1, SB1 mit dem Stromversorgungspotential oder dem Massepotential übereinstimmt.
Kurz gesagt, kann die erste EPS-Steuereinheit 37 eine Fehlerdiagnose des ersten Lenkdrehmomentsensors 23 durchführen, durch Überwachung, ob die Summe der vom ersten Lenkdrehmomentsensor 23 erfassten ersten Lenkdrehmomentsignale SA1, SB1 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs konvergiert, und ob eines der ersten Lenkdrehmomentsignale SA1, SB1 eine sich rasch ändernde Tendenz zeigt. Die ersten Lenkdrehmomentsignale SA1, SB1, die vom ersten Lenkdrehmomentsensor 23 erfasst werden, werden über das Kommunikationsmedium 21 der ersten EPS-Steuereinheit 37 zugeführt.
Ähnlich hat der zweite Lenkdrehmomentsensor 25 eine Funktion, den Betrag und die Richtung des vom Lenkrad 13 eingegebenen Lenkdrehmoments zu erfassen, z. B. mittels eines Paares von Solenoidwicklungen 25a1, 25a2.
Wenn der zweite Lenkdrehmomentsensor 25 korrekt arbeitet, konvergiert die Summe der vom zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 erfassten zweiten Lenkdrehmomentsignale SA2, SB2 immer innerhalb eines vorbestimmten Bereichs. Dies ist so, weil jedes der vom zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 erfassten Lenkdrehmomentsignale SA2, SB2 eine Charakteristik hat, die der anderen entgegengesetzt ist. Wenn darüber hinaus die Wicklungen 25a1 25a2 unterbrochen werden oder ein Komponentenfehler in einer Schaltung auftritt, besteht eine Tendenz, dass sich eines der zweiten Lenkdrehmomentsignale SA2, SB2 rasch ändert.
Kurz gesagt, kann die zweite EPS-Steuereinheit 39 eine Fehlerdiagnose des zweiten Lenkdrehmomentsensors 25 durchführen, durch Überwachung, ob die Summe der vom zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 erfassten zweiten Lenkdrehmomentsignale SA2, SB2 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs konvergiert, und ob eines der zweiten Lenkdrehmomentsignale SA2, SB2 eine sich rasch ändernde Tendenz zeigt. Die vom zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 erfassten zweiten Lenkdrehmomentsignale SA2, SB2 werden über das Kommunikationsmedium 21 der zweiten EPS-Steuereinheit 39 zugeführt.
Die ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23 und 25 können bevorzugt so gesetzt sein, dass sie einen großen Abstand zwischen sich haben (z. B. mehr als die Breite einer magnetostriktiven Beschichtung, welche effektiv ist, die Erfassungspräzision zu verbessern), so dass selbst dann, wenn in einem der Sensoren ein Fehler auftritt, der andere Sensor, der korrekt arbeitet, durch den fehlerhaften Sensor nicht beeinträchtigt (magnetisch gestört) wird. Darüber hinaus kann eine magnetische Abschirmungsplatte bevorzugt zwischen den ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23 und 25 vorgesehen sein, um den gegenseitigen Einfluss (magnetische Interferenz) zwischen den ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23, 25 zu verhindern. Ferner kann ein gemeinsamer magnetostriktiver Beschichtungsabschnitt vorgesehen sein, in dem die Wicklungen 23a1, 233a2 und die Wicklungen 25a1, 25a2 separat angebracht sind. Ferner können die Wicklungen 23a1, 23a2 und die Wicklungen 25a1, 25a2 z. B. durch eine Mehrzahl von Hall-Elementen ersetzt werden, die separat vorgesehen sind, um eine Konfiguration zum Erfassen des Lenkdrehmoments von zwei Systemen zu verwenden.
Die ersten und zweiten Lenkunterstützungskrafterzeugungsvorrichtungen 15 und 17 haben Funktionen zum Erzeugen von Unterstützungskraft zum Lenken des Lenkrads 13 durch den Fahrer. Die ersten und zweiten Lenkunterstützungskrafterzeugungsvorrichtungen 15, 17 erzeugen normalerweise Unterstützungskräfte zum Lenken, um so zu arbeiten, dass insgesamt eine gewünschte Unterstützungskraft erzeugt wird.
Die erste Lenkunterstützungskrafterzeugungsvorrichtung 15 vom Säulenunterstützungstyp ist so konfiguriert, dass sie einen ersten Unterstützungs(Elektro-)motor 51 enthält, der eine Unterstützungskraft zum Reduzieren der Lenkkraft des Lenkrads 13 vom Fahrer zuführt, und ein erstes Schneckenrad 55, das mit einer ersten Schneckenverzahnung 53 in Eingriff steht, die an einer Ausgangswelle des ersten Unterstützungsmotors 51 angeordnet ist. Das erste Schneckenrad 55 ist an der zweiten Lenkwelle 43 angeordnet, mit der zweiten Lenkwelle 53 als Drehmittelpunkt.
Das erste Schneckenrad 55 ist mit dem Lenkwinkelsensor 27 versehen. Der Lenkwinkelsensor 27 hat eine Funktion, den Betrag und die Richtung des vom Lenkrad 13 eingegebenen Lenkwinkels zu erfassen, z. B. mittels eines Paars von Drehwinkelsensoren (nicht gezeigt), wie etwa zwei Potentiometern. Drehwinkelsignale zum Lenken des Lenkrads 13 (Lenkwinkelsignale) SC, SD, die vom Lenkwinkelsensor 27 erfasst werden und beide äquivalente Signale sind, werden über das Kommunikationsmedium 21 jeweils in die ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten 37, 39 eingegeben.
Der erste Unterstützungsmotor 51 kann z. B. einen Stator (nicht gezeigt) verwenden, der mehrere Feldwicklungen hat, und einen dreiphasigen bürstenlosen Rotor mit einem Rotor (nicht gezeigt), der sich innerhalb des Stators dreht. Jedoch könnte für den ersten Unterstützungsmotor auch ein Gleichstrombürstenmotor verwendet werden.
Andererseits ist die zweite Lenkunterstützungskrafterzeugungsvorrichtung 17 vom Zahnstangenunterstützungstyp so konfiguriert, dass sie einen zweiten Unterstützungs(Elektro-)motor 57 enthält, der eine Unterstützungskraft zum Reduzieren der Lenkkraft des Lenkrads 13 vom Fahrer zuführt, sowie ein zweites Schneckenrad 61, das mit einer zweiten Schneckenverzahnung 59 in Eingriff steht, die an einer Ausgangswelle des zweiten Unterstützungsmotors 57 angeordnet ist. Das zweite Schneckenrad 61 ist an einer später beschriebenen zweiten Ritzelwelle 63 angeordnet, mit der zweiten Ritzelwelle 63 als Drehmitte.
Ein Kugelgewindemechanismus (nicht gezeigt) kann anstelle des zweiten Schneckenrads 61 verwendet werden, das mit der zweiten Schneckenverzahnung 59 in Eingriff steht. Dieser Kugelgewindemechanismus ist so konfiguriert, das er enthält: eine im wesentlichen zylinderförmige Zahnstange 71 mit einer Schraubgewindenut, die an einer Außenumfangsoberfläche eingearbeitet ist; eine Nut, die mit einer Schraubgewindenut eingearbeitet ist, die der oben erwähnten Gewindenut äquivalent ist, an einer Innenumfangsoberfläche eines Durchgangslochs; sowie eine Mehrzahl von umlaufenden Kugeln, die lose in einen Zwischenraum eingesetzt sind, der sowohl in der Gewindenut der Zahnstange 71 als auch der Gewindenut der Mutter ausgebildet ist und sich schraubig erstreckt. In diesem Fall ist die Ausgangswelle des zweiten Unterstützungsmotors 57 mit der Mutter direkt oder über einen Untersetzungsmechanismus (nicht gezeigt) verbunden.
Die zweite Ritzelwelle 63 ist an in der axialen Richtung beiden Enden durch jeweilige Lager 65a, 65b drehbar gelagert.
Der zweite Unterstützungsmotor 57 kann z. B. einen dreiphasigen bürstenlosen Rotor verwenden, ähnlich dem ersten Unterstützungsmotor 51. Jedoch kann für den zweiten Unterstützungsmotor 57 auch ein DC-Bürstenmotor verwendet werden.
Die Lenkvorrichtung 19 hat eine Funktion, die Lenkkraft des Lenkrads 13 vom Fahrer auf ein Paar von gelenkten Rädern 67a, 67b in der Fahrzeugbreitenrichtung zu übertragen. Im näheren Detail ist die Lenkvorrichtung 19 so konfiguriert, dass sie aufweist: die Zahnstange 71, die mit dem Paar von gelenkten Rädern 67a, 67b durch Spurstangen 69a, 69b verbunden ist; eine erste Ritzelverzahnung 75, die mit einer ersten Stangenverzahnung 73 in Eingriff steht, die an der Zahnstange 71 vorgesehen ist; eine erste Ritzelwelle 77, die am einen Ende mit der Ritzelverzahnung 75 versehen ist; eine zweite Ritzelverzahnung 81, die mit einer zweiten Verzahnung 79 in Eingriff steht, die an der Ritzelwelle 71 vorgesehen ist; sowie die zweite Ritzelwelle 63, die am einen Ende mit einer zweiten Ritzelverzahnung 81 versehen ist.
Die erste Ritzelwelle 77 ist an einem unteren Abschnitt und einem Zwischenabschnitt durch jeweilige Lager 83a, 83b drehbar gelagert. Ein zweites Universalgelenk 78 ist am oberen Ende der ersten Ritzelwelle 77 vorgesehen. Das erste Universalgelenk 46, das am unteren Ende der zweiten Lenkwelle 43 vorgesehen ist, und das zweite Universalgelenk 48, das am oberen Ende der ersten Ritzelwelle 77 vorgesehen ist, sind über einen Koppelabschnitt 85 verbunden.
Der Zahnstangenpositionssensor 31 ist vorgesehen, um die Position der Zahnstange 71 in der axialen Richtung zwischen einem Ende (der linken Seite des Zeichnungsblatts) der Zahnstange 71 und dem Gehäuse 87, das Komponenten wie etwa die Zahnstange 71 abdeckt, zu erfassen. Positionserfassungssignale dieses Zahnstangenpositionssensors 31 werden über das Kommunikationsmedium 21 den ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten 37, 39 zugeführt. Öffnungen des Gehäuses 87 werden durch eine Kombination von Staubdichtungen 89a, 89b und einer Öldichtung 91 flüssigkeitsdicht gehalten.
Ein „Lenkkraftübertragungsmechanismus” der vorliegenden Erfindung (Anspruch 1) ist so vorgesehen, dass er zwischen die erste Schneckenverzahnung 53, die an der Ausgangswelle des ersten Unterstützungsmotors 51 vorgesehen ist, und die zweite Schneckenverzahnung 59, die an der Ausgangswelle des zweiten Unterstützungsmotors 57 vorgesehen ist, eingefügt ist.
Übrigens ist in der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung der „Lenkkraftübertragungsmechanismus” aufgebaut mit dem ersten Schneckenrad 55, der zweiten Lenkwelle 43, dem ersten Universalgelenk 46, dem Koppelabschnitt 85, dem zweiten Universalgelenk 78, der ersten Ritzelwelle 77, der zweiten Ritzelwelle 63 und dem zweiten Schneckenrad 61.
Die erste EPS-Steuereinheit 37, die einer „ersten Steuereinheit” der vorliegenden Erfindung entspricht, hat eine Funktion, die Antriebssteuerung der ersten Unterstützungsmotors 51 durchzuführen, um eine Unterstützungskraft basierend auf verschiedenen Signalen anzulegen, wie etwa den ersten Lenkdrehmomentsignalen SA1, SB1, die von dem ersten Lenkdrehmomentsensor 23 erfasst werden, den Lenkwinkelsignalen SC, SD, die von dem Lenkwinkelsensor 27 erfasst werden, und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 erfasst wird. Die erste EPS-Steuereinheit 37 ist so konfiguriert, dass sie eine Schnittstellenschaltung für Dateneingabe und -ausgabe enthält, einen Computer zur Betriebssteuerung, eine erste Timerschaltung zur Fehlerdiagnose, sowie eine erste FET-Brückenschaltung zum Antrieb des ersten Unterstützungsmotors 51 (keines davon ist gezeigt).
Darüber hinaus ist die erste EPS-Steuereinheit 37 mit einem ersten Stromsensor 93 versehen, um einen ersten Stromwert des ersten Unterstützungsmotors 51 zu erfassen. Der vom ersten Stromsensor 93 erfasste erste Stromwert wird zu der zweiten EPS-Steuereinheit 39 geschickt und wird auch in der ersten EPS-Steuereinheit 37 referenziert, wie etwa dann, wenn eine Fehlerdiagnose des ersten Unterstützungsmotors 51 durchgeführt wird.
Andererseits hat die zweite EPS-Steuereinheit 39, die einer „zweiten Steuereinheit” der vorliegenden Erfindung entspricht, eine Funktion, die Antriebssteuerung des zweiten Unterstützungsmotors 57 durchzuführen, um eine Unterstützungskraft basierend auf verschiedenen Signalen anzulegen, wie etwa den zweiten Lenkdrehmomentsignalen SA2, SB2, die von dem zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 erfasst werden, den Lenkwinkelsignalen SC, SD, die von dem Lenkwinkelsensor 27 erfasst werden, und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 erfasst wird. Die zweite EPS-Steuereinheit 39 ist, in der gleichen Weise wie die erste EPS-Steuereinheit 37, so konfiguriert, dass sie eine Schnittstellenschaltung für Dateneingabe und -ausgabe enthält, einen Computer zur Betriebssteuerung, eine zweite Timerschaltung zur Fehlerdiagnose sowie eine zweite FET-Brückenschaltung zum Antrieb des zweiten Unterstützungsmotors 57 (keines von diesen ist gezeigt).
Darüber hinaus ist die zweite EPS-Steuereinheit 39 mit einem zweiten Stromsensor 95 versehen, um einen zweiten Stromwert des zweiten Unterstützungsmotors 57 zu erfassen. Der vom zweiten Stromsensor 95 erfasste zweite Stromwert wird zu der ersten EPS-Steuereinheit 37 geschickt, und wird auch in der zweiten EPS-Steuereinheit 39 referenziert, um z. B. eine Fehlerdiagnose des zweiten Unterstützungsmotors 57 durchzuführen.
Für den Lenkbetrieb der Fahrzeuglenkvorrichtung 11, die wie oben konfiguriert ist, wird in Bezug auf 1 ein beispielhafter Fall beschrieben, wo die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 aufgrund irgendeines Fehlers nicht angetrieben werden (d. h. die EPS-Unterstützungssteuerung nicht durchgeführt wird).
Wenn der Fahrer das Lenkrad 13 dreht, wird eine Lenkkraft in eine axiale Bewegung der Zahnstange 71 umgewandelt, welche die erste Stangenverzahnung 73 aufweist, und wird, über die erste Lenkwelle 41, die zweite Lenkwelle 43, das erste Universalgelenk 46, den Koppelabschnitt 85, das zweite Universalgelenk 78 und die erste Ritzelverzahnung 75 der ersten Ritzelwelle 77 jeweils übertragen. Im Ergebnis wird das Paar der gelenkten Räder 67a, 67b so betätigt, dass es jeweils durch Spurstangen 69a, 69b gelenkt wird.
Als nächstes wird) in Bezug auf 1 für den Lenkbetrieb der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 ein beispielhafter Fall beschrieben, worin beide ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 korrekt arbeiten (d. h. die EPS-Unterstützungssteuerung durchgeführt wird.
In diesem Fall berechnen die ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten 37, 39 jeweils durch eine vorbestimmte Operation geeignete Unterstützungskräfte zum Unterstützen der Lenkkraft vom Fahrer, um die Antriebssteuerung der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 durchzuführen, um die berechneten Unterstützungskräfte zu bekommen. Dies erlaubt es zu der Zeit, in der das Lenkrad 13 gelenkt wird, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach Wunsch komfortabel mit einer geeigneten Unterstützungskraft zum Lenken zu ändern.
BETRIEB DER FAHRZEUGLENKVORRICHTUNG 11
Als nächstes wird eine Beschreibung des Betriebs der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung, nach Bedarf mit Bezug auf die 2 und 3, angegeben.
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Fehlerdiagnoseprozess zeigt, der von der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Unterstützungssteuerprozess zeigt, der von der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Zuerst werden, wenn der Fahrer den Zündschlüsselschalter (nicht gezeigt) einschaltet, die ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten 37, 39 jeweils von der Fahrzeugbatterie durch Sicherungen mit Energie versorgt (keines von diesen ist gezeigt). Dann führen die ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten 37, 39 parallel den in 2 gezeigten Fehlerdiagnoseprozess und den in 3 gezeigten Unterstützungssteuerprozess wiederholt mit einem vorbestimmten Zyklus durch. Der Fehlerdiagnoseprozess wird z. B. in einem Zyklus von jeder Millisekunde durchgeführt. Der Unterstützungssteuerprozess wird z. B. in einem Zyklus von 0,5 Millisekunden durchgeführt.
Übrigens wird angenommen, dass in den ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten 37, 39 ein EPS-Steuermodus, der einen EIN/AUS-Zustand der Lenkunterstützungskraft repräsentiert, im Unterstützungssteuermodus gesetzt wird, der den EIN-Zustand der Lenkunterstützungskraft repräsentiert.
Zuerst wird eine Beschreibung des Betriebs der ersten EPS-Steuereinheit 37 angegeben.
In Schritt S11 des in 2 gezeigten Fehlerdiagnoseprozesses werden in die erste EPS-Steuereinheit 37 Signale von verschiedenen Sensoren über das Kommunikationsmedium 21 eingegeben. Die obigen verschiedenen Sensoren beinhalten den ersten Lenkdrehmomentsensor 23, den Lenkwinkelsensor 27, den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29, den Zahnstangenpositionssensor 32, den Gierratensensor 33, den Querbeschleunigungssensor 35, die ersten und zweiten Stromsensoren 93, 95, die Zwischenanschluss-Spannungssensoren und Drehwinkelsensoren (Resolver) der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 sowie einen Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor.
In Schritt S12 führt die erste EPS-Steuereinheit 37 den Fehlerdiagnoseprozess durch. In dem Fehlerdiagnoseprozess diagnostiziert die erste EPS-Steuereinheit 37, ob die verschiedenen Sensoren 23, 27, 29, 31, 33, 35, 93, 95, der erste Unterstützungsmotor 51 und verschiedene Funktionsabschnitte einschließlich der ersten EPS-Steuereinheit 37 jeweils normal sind oder nicht.
Zum Beispiel diagnostiziert die erste EPS-Steuereinheit 37 den ersten Lenkdrehmomentsensor 23 als normal, wenn die Summe der ersten Lenkdrehmomentsignale SA1, SB1, die von den ersten Lenkdrehmomentsensoren 23 erhalten werden, in einen vorbestimmten Bereich konvergiert, hingegen als abnormal, wenn die Summe der ersten Lenkdrehmomentsignale SA1, SB1 von dem vorbestimmten Bereich abweicht.
Darüber hinaus diagnostiziert die erste EPS-Steuereinheit 37 den ersten Lenkdrehmomentsensor 23 als abnormal, wenn eines der ersten Lenkdrehmomentsignale SA1, SB1 tendenziell scharf fluktuiert oder tendenziell mit dem Stromversorgungspotential oder Massepotential übereinstimmt.
Ferner vergleicht die erste EPS-Steuereinheit 37 ein Motorstrombefehlssignal, das basierend auf der Funktion SC1 (siehe Gleichung 1) der Abweichung zwischen den ersten Lenkdrehmomentsignalen SA1, SB1 berechnet wird, mit dem ersten Stromwert des ersten Unterstützungsmotors 51, der von dem ersten Stromsensor 93 erhalten wird, und wenn die Abweichung zwischen dem Motorstrombefehlswert basierend auf dem Motorstrombefehlssignal mit dem ersten Stromwert einen ersten Stromabweichungsschwellenwert überschreitet, der vorab bestimmt ist, diagnostiziert das System des ersten Unterstützungsmotors 51 (einschließlich des ersten Stromsensors 93, der ersten FET-Brückenschaltung, einer Stromversorgungsleitung) als abnormal. SC1 = k1·(SA1 – SB1) + T1 [V] (Gleichung 1), wobei k1 eine Proportionalkonstante ist, die nach Bedarf zu definieren ist, und T1 eine Konstante ist, die nach Bedarf zu definieren ist.
Ferner vergleicht die erste EPS-Steuereinheit 37 einen vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 erhaltenen erfassten Fahrzeuggeschwindigkeitswert mit der vom Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor erhaltenen Verbrennungsmotor-Drehzahlinformation, und wenn der erfasste Fahrzeuggeschwindigkeitswert kein Wert ist, der mit der Verbrennungsmotor-Drehzahlinformation zusammenpasst, diagnostiziert sie den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 als abnormal.
Übrigens können die verschiedenen Sensoren 23, 27, 29, 31, 33, 35, 93, 95 vorab vervielfacht (dupliziert) werden, und die erste EPS-Steuereinheit 37 kann Erfassungssignale der entsprechenden Sensoren (z. B. ein Paar von Geschwindigkeitssensoren) miteinander unter den vervielfachten (duplizierten) Sensoren vergleichen, und kann diagnostizieren, ob die verschiedenen Sensoren normal sind, basierend darauf, ob sie zusammenpassen oder nicht (einschließlich einem Fall, wo die Abweichung innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichs konvergiert, wie es nachfolgend dasselbe sein wird).
Darüber hinaus kann eine Konfiguration angewendet werden, in der die erste EPS-Steuereinheit 37 den vom ersten Stromsensor 93 erhaltenen ersten Stromwert des ersten Unterstützungsmotors 51 mit dem vom zweiten Stromwertsensor 95 erhaltenen zweiten Stromwert des zweiten Unterstützungsmotors 57 vergleicht, und, basierend darauf, ob sie zusammenpassen oder nicht, einen des ersten Stromsensors 93 und des zweiten Stromsensors 95 als abnormal diagnostiziert. Dies erlaubt eine Vereinfachung der Systemkonfiguration, weil die Fehlerdiagnose durchgeführt werden kann, ohne den ersten Stromsensor 93 und den zweiten Stromsensor 95 zu vervielfachen.
Wenn in Bezug auf 2 in Schritt S13 das Fehlerdiagnoseergebnis, basierend auf der Fehlerdiagnose für die verschiedenen Sensoren 23, 27, 29, 31, 33, 35, 93, 95, des ersten Unterstützungsmotors 51 und der verschiedenen Funktionsabschnitte einschließlich der ersten EPS-Steuereinheit 37, in Schritt S12 keinen Fehler (normal) zeigt (NEIN in Schritt S13), kehrt die erste EPS-Steuereinheit 37 zu dem Prozess in Schritt S11 zurück, um zu bewirken, dass Schritt S11 und die folgenden Schritte sequentiell durchgeführt werden.
Wenn andererseits in Schritt S13 das Fehlerdiagnoseergebnis in Schritt S12 einen Fehler zeigt (Ja in Schritt S13), geht die erste EPS-Steuereinheit 37 mit dem Prozess zum nächsten Schritt S14 weiter.
In Schritt S14 führt die erste EPS-Steuereinheit 37 eine Steuerung durch, zum Umschalten eines EPS-Steuermodus, der den EIN/AUS-Zustand der Lenkunterstützungskraft repräsentiert, von einem Unterstützungssteuermodus, der den EIN-Zustand der Lenkunterstützungskraft repräsentiert, zu einem manuellen Lenkmodus, der den AUS-Zustand der Lenkunterstützungskraft repräsentiert. Dieses Umschalten zum manuellen Lenkmodus kann z. B. erreicht werden, indem die erste EPS-Steuereinheit 37 die Stromzufuhr zur ersten FET-Brückenschaltung zum Antrieb des ersten Unterstützungsmodus 51 unterbricht.
Wenn in Schritt S15 das Fehlerdiagnoseergebnis für die verschiedenen Sensoren 23, 27, 29, 31, 35, 93, 95, den ersten Unterstützungsmotor 51 und die verschiedenen Funktionsabschnitte einschließlich der ersten EPS-Steuereinheit 37, einen Fehler zeigt (Ja in Schritt S13), schaltet die erste EPS-Steuereinheit 37 eine Warnlampe ein, die am Instrumentenbrett eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) vorgesehen ist, und führt auch eine Steuerung durch, um den Abschnitt anzuzeigen, der als fehlerhaft diagnostizierte wird. Diese Anzeige des Abschnitts, der als fehlerhaft diagnostiziert wird, wie etwa der ersten Lenkunterstützungskrafterzeugungsvorrichtung 15, der verschiedenen Funktionsabschnitte einschließlich der ersten EPS-Steuereinheit 37 und verschiedenen Sensoren, kann die Wartung der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 erleichtern.
Danach schließt die erste EPS-Steuereinheit 37 eine Prozessserie im Fehlerdiagnoseprozess ab.
Als nächstes wird eine Beschreibung des Betriebs der zweiten EPS-Steuereinheit angegeben. Der Betrieb der zweiten EPS-Steuereinheit 39 ist im Wesentlichen äquivalent zu jedem der ersten EPS-Steuereinheit 37. Jedoch sind der Betrieb der ersten EPS-Steuereinheit 37 und jener der zweiten EPS-Steuereinheit 39 voneinander unabhängig.
Das heißt, in Schritt S11 des in 2 gezeigten Fehlerdiagnoseprozesses werden in die zweite EPS-Steuereinheit 39 Signale von verschiedenen Sensoren über das Kommunikationsmedium 21 eingegeben. Die obigen verschiedenen Sensoren enthalten den zweiten Lenkdrehmomentsensor 25, den Lenkwinkelsensor 27, den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29, den Zahnstangenpositionssensor 31, den Gierratensensor 33, den Querbeschleunigungssensor 35, die ersten und zweiten Stromsensoren 93, 95, die Zwischenanschluss-Spannungssensoren und Drehwinkelsensoren (Resolver) der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57, sowie den Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor.
In Schritt S12 führt die zweite EPS-Steuereinheit 31 den Fehlerdiagnoseprozess durch. In dem Fehlerdiagnoseprozess diagnostiziert die zweite EPS-Steuereinheit 39, ob die verschiedenen Sensoren 25, 27, 29, 31, 33, 35, 93, 95, der zweite Unterstützungsmotor 57 und die verschiedenen Funktionsabschnitte einschließlich der zweiten EPS-Steuereinheit 37 jeweils normal sind oder nicht.
Zum Beispiel diagnostiziert die zweite EPS-Steuereinheit 39 den zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 als normal, wenn die Summe der von den zweiten Lenkdrehmomentsensoren 25 erhaltenen zweiten Lenkdrehmomentsignale SA2, SB2 in einen vorbestimmten Bereich konvergiert, während sie den zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 als abnormal diagnostiziert, wenn die Summe der zweiten Lenkdrehmomentsignale SA2, SB2 vom vorbestimmten Bereich abweicht.
Darüber hinaus diagnostiziert die zweite EPS-Steuereinheit 39 den zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 als abnormal, wenn eines der zweiten Lenkdrehmomentsignale SA2, SB2 tendenziell scharf fluktuiert oder tendenziell mit dem Stromversorgungspotential oder dem Massepotential übereinstimmt.
Ferner vergleicht die zweite EPS-Steuereinheit 39 ein Motorstrombefehlssignal, das basierend auf der Funktion DC2 (siehe Gleichung 2) der Abweichung zwischen den zweiten Lenkdrehmomentsignalen SA2, SB2 berechnet wird, mit dem zweiten Stromwert des zweiten Unterstützungsmotors 57, der von dem zweiten Stromsensor 55 erhalten wird, und wenn die Abweichung zwischen dem Motorstrombefehlswert basierend auf dem Motorstrombefehlssignal und dem zweiten Stromwert einen zweiten Stromabweichungsschwellenwert überschreitet, der vorab bestimmt ist, diagnostiziert sie das System des zweiten Unterstützungsmotors 57 (einschließlich des zweiten Stromsensors 95, der zweiten FET-Brückenschaltung, der Stromversorgungsleitung) als abnormal. SC2 = k2·(SA2 – SB2) + T2 [V] (Gleichung 2) wobei k2 eine Proportionalkonstante ist, die bei Bedarf zu definieren ist, und T2 eine Konstante ist, die nach Bedarf zu definieren ist.
Ferner vergleicht die zweite EPS-Steuereinheit 39 den vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 erhaltenen erfassten Fahrzeuggeschwindigkeitswert mit der vom Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor erhaltenen Verbrennungsmotor-Drehzahlinformation, und wenn der erfasste Fahrzeuggeschwindigkeitswert ein Wert ist, der mit der Verbrennungsmotord-Drehzahlinformation zusammenpasst, diagnostiziert sie den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 als abnormal.
Übrigens können die verschiedenen Sensoren 25, 27, 29, 31, 33, 35, 93, 95 auch vorab vervielfacht (dupliziert) werden, und die zweiten EPS-Steuereinheit 39 kann Erfassungssignale der entsprechenden Sensoren (z. B. einem Paar von Geschwindigkeitssensoren), unter den vervielfachten (duplizierten) Sensoren miteinander vergleichen, und kann diagnostizieren, ob die verschiedenen Sensoren normal sind oder nicht, basierend darauf, ob sie zusammenpassen oder nicht (einschließlich einem Fall, wo die Abweichung innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichs konvergiert, wie es nachfolgend auch dasselbe sein wird).
Darüber hinaus kann eine Konfiguration verwendet werden, in der die zweite EPS-Steuereinheit 39 den vom ersten Stromsensor 93 erhaltenen ersten Stromwert des ersten Unterstützungsmotors 51 mit dem vom zweiten Stromsensor 95 erhaltenen zweiten Stromwert des zweiten Unterstützungsmotors 57 vergleicht, und, basierend darauf, ob sie zusammenpassen oder nicht, einen des ersten Stromsensors 93 und des zweiten Stromsensors 95 als abnormal diagnostiziert. Dies erlaubt eine Vereinfachung der Systemkonfiguration, weil die Fehlerdiagnose durchgeführt werden kann, ohne den ersten Stromsensor 93 und den zweiten Stromsensor 95 zu vervielfachen.
Wenn, wieder in Bezug auf 2, in Schritt S13 das Fehlerdiagnoseergebnis in Schritt S12, basierend auf der Fehlerdiagnose für die verschiedenen Sensoren 25, 27, 29, 31, 33, 35, 93, 95, des zweiten Unterstützungsmotors 57 und der verschiedenen Funktionsabschnitte einschließlich der zweiten EPS-Steuereinheit 39, kein Fehlersignal (normal) zeigt (Nein in Schritt S13), kehrt die zweite EPS-Steuereinheit 39 zu dem Prozess in Schritt S11 zurück, um zu bewirken, dass Schritt S11 und die folgenden Schritte sequentiell durchgeführt werden.
Wenn andererseits in Schritt S13 das Fehlerdiagnoseergebnis in Schritt S12 einen Fehler zeigt (Ja in Schritt S13), geht die zweite EPS-Steuereinheit 39 mit dem Prozess zum nächsten Schritt S14 weiter.
In Schritt S14 führt die zweite EPS-Steuereinheit 39 eine Steuerung durch, zum Umschalten des EPS-Steuermodus, der den EIN/AUS-Zustand der Lenkunterstützungskraft repräsentiert, von einem Unterstützungssteuermodus, der den EIN-Zustand der Lenkunterstützungskraft repräsentiert, zu einem manuellen Lenkmodus, der den AUS-Zustand der Lenkunterstützungskraft repräsentiert. Dieses Umschalten zum manuellen Lenkmodus kann z. B. erreicht werden, indem die zweite EPS-Steuereinheit 39 die Stromzufuhr zur zweiten FET-Brückenschaltung zum Antrieb des zweiten Unterstützungsmotors 57 unterbricht.
Wenn in Schritt S15 das Fehlerdiagnoseergebnis für die verschiedenen Sensoren 25, 27, 29, 31, 33, 35, 93, 95, des zweiten Unterstützungsmotors 57 und die verschiedenen Funktionsabschnitte einschließlich der zweiten EPS-Steuereinheit 39, einen Fehler zeigt (Ja in Schritt S13), schaltet die zweite EPS-Steuereinheit 39 die Warnlampe ein, die am Instrumentenbrett eines Fahrzeugs vorgesehen ist, und führt auch eine Steuerung durch, um den Abschnitt anzuzeigen, der als fehlerhaft diagnostiziert wird. Diese Anzeige des Abschnitts, der als fehlerhaft diagnostiziert wird, wie etwa der zweiten Lenkunterstützungskrafterzeugungsvorrichtung 17, der verschiedenen Funktionsabschnitte einschließlich der zweiten EPS-Steuereinheit 39 und verschiedenen Sensoren, kann die Wartung der Lenkvorrichtung 11 erleichtern.
Danach schließt die zweite EPS-Steuereinheit 39 eine Prozessserie des Fehlerdiagnoseprozesses ab.
Es sollte angemerkt werden, dass im in 2 gezeigten Fehlerdiagnoseprozess der Fehlerdiagnoseprozess, der von der ersten EPS-Steuereinheit 37 für ein System einer ersten Lenkunterstützungsvorrichtung durchgeführt wird, die zumindest den ersten Lenkdrehmomentsensor 23, den ersten Unterstützungsmotor 51 und die erste EPS-Steuereinheit 37 enthält, und der Fehlerdiagnoseprozess, der von der zweiten EPS-Steuereinheit 39 für ein System einer zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung durchgeführt wird, die zumindest den zweiten Lenkdrehmomentsensor 25, den zweiten Unterstützungsmotor 75 und die zweite EPS-Steuereinheit 39 enthält, unabhängig voneinander ausgeführt werden.
Selbst wenn ein Fehler in dem System der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung auftritt, die eines der jeweiligen Systeme der ersten und zweiten Lenkunterstützungsvorrichtungen ist, erlaubt dies, den Betrieb des Systems der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung, die normal ist, beizubehalten, und dann die Situation so weit wie möglich zu vermeiden, wo alle Lenkunterstützungskräfte verloren gehen, wie später beschrieben wird.
Als nächstes wird in Bezug auf 3 eine Beschreibung des Unterstützungssteuerprozesses angegeben, der von der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Die ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten 37, 39 schalten ihren Prozess zum Unterstützungssteuerprozess in 3 zur Ausführung um, während der Ausführung des Fehlerdiagnoseprozesses in 2, z. B. durch eine zyklische Timerunterbrechung alle 0,5 Millisekunden. Während der Ausführung des Unterstützungssteuerprozesses wird der Prozess des Fehlerdiagnoseprozesses zu einem Punkt ausgesetzt, wo die Unterbrechung aufgetreten ist. Wenn der Unterstützungssteuerprozess endet (zurückkehrt), wird der Prozess des Fehlerdiagnoseprozesses von dem Punkt an wieder aufgenommen, wo die Unterbrechung aufgetreten ist.
Im näheren Detail berechnet in Schritt S21 in 3 die erste EPS-Steuereinheit 37, durch eine vorbestimmte Operation, das Motorstrombefehlssignal, das dem ersten Unterstützungsmotor 51 zuzuführen ist, basierend auf der Funktion SC1 eine Abweichung zwischen den ersten Lenkdrehmomentsignalen SA1, SB1, die von dem ersten Lenkdrehmomentsensor 23 erhalten werden, dem erfassten Fahrzeuggeschwindigkeitswert, der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 erhalten wird, und der Verbrennungsmotor-Drehzahlinformation, die von dem Verbrennungsmotordrehzahlsensor erhalten wird, um die Unterstützungssteuerung derart durchzuführen, dass der vom ersten Stromsensor 92 erhaltene erste Stromwert des ersten Unterstützungsmotors 51 mit dem oben berechneten Motorstrombefehlswert übereinstimmt.
Ähnlich berechnet in Schritt S21 in 3 die zweite EPS-Steuereinheit 39, durch eine vorbestimmte Operation, das Motorstrombefehlssignal, das dem zweiten Unterstützungsmotor 57 zuzuführen ist, basierend auf der Funktion SC2 der Abweichung zwischen den zweiten Lenkdrehmomentsignalen SA2, SB2, die von dem zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 erhalten werden, dem erfassten Fahrzeuggeschwindigkeitswert, der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 erhalten wird, und der Verbrennungsmotor-Drehzahlinformation, die von dem Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor erhalten wird, um die Unterstützungssteuerung derart durchzuführen, dass der vom zweiten Stromsensor 95 erhaltene zweite Stromwert des zweiten Unterstützungsmotors 57 mit dem oben berechneten Motorstrombefehlswert übereinstimmt.
Es sollte hier angemerkt werden, dass der Unterstützungssteuerprozess, der von der ersten EPS-Steuereinheit 37 für das System der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung durchgeführt wird, und der Unterstützungssteuerprozess, der von der zweiten EPS-Steuereinheit 39 für das System der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung durchgeführt wird, unabhängig voneinander ausgeführt werden.
Selbst wenn im System der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung, die eine der jeweiligen Systeme der ersten und zweiten Lenkunterstützungsvorrichtungen ist, ein Fehler auftritt, der bewirkt, dass der erste Unterstützungsmotor 51 in einen unkontrollierbaren verlorenen Zustand hält, erlaubt dies der zweiten EPS-Steuereinheit 39, die zu dem System der korrekt arbeitenden zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung gehört, die Durchführung der Unterstützungssteuerung, so dass der zweite Stromwert des zweiten Unterstützungsmotors 57 mit dem Motorstrombefehlswert zusammenpasst, und dann, eine Situation so weit wie möglich zu vermeiden, wo alle Unterstützungskräfte zum Lenken verlorengehen.
Der Betrieb der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird im näheren Detail anhand eines spezifischen Beispiels beschrieben. Es sei angenommen, dass ein Trennungsfehler in dem ersten Unterstützungsmotor 53 aufgetreten ist. In diesem Fall fällt das System der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung, einschließlich des ersten Lenkdrehmomentsensors 23, des ersten Unterstützungsmotors 51, und der ersten EPS-Steuereinheit 37, in einen verlorenen Zustand, wobei aber das System der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung, einschließlich des zweiten Lenkdrehmomentsensors 25, des zweiten Unterstützungsmotors 57 und der zweiten EPS-Steuereinheit 39 in einem betriebsfähigen Zustand ist.
Dann berechnet die zweite EPS-Steuereinheit 39 in dem betriebsfähigen System der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung, durch eine vorbestimmte Operation, eine geeignete Unterstützungskraft zum Unterstützen der Lenkkraft durch den Fahrer, um eine Antriebssteuerung des zweiten Unterstützungsmotors 57 so durchzuführen, dass die berechnete Unterstützungskraft erreicht wird.
Wenn man annimmt, dass die elektrischen Charakteristiken der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 zueinander gemeinsam eingestellt sind, das maximale integrierte Drehmoment von den ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 auf „10” gesetzt ist (das maximale Drehmoment von jedem der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 ist „5”), und das angeforderte Lenkdrehmoment „7” ist, führt die zweite EPS-Steuereinheit 39 eine Antriebssteuerung des zweiten Unterstützungsmotors 57 so durch, dass die Unterstützungskraft „5” erreicht wird, welche das maximale Drehmoment ist. Dies erlaubt das Anlegen einer Unterstützungskraft von „5” zum Lenken, wobei das ursprünglich angeforderte Lenkdrehmoment „7” um „2” verfehlt wird, während das Lenkrad 13 gelenkt wird, um die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu ändern, ohne das Lenkgefühl des Fahrers zu stark zu beeinträchtigen. Allgemein ist das maximale Drehmoment, das zum Lenken erforderlich ist, wenn das Fahrzeug fährt, nur die Hälfte oder weniger als jenes, wenn das Fahrzeug gestoppt ist. Die Unterstützungskraft „5” reicht dann zum tatsächlichen Lenken aus, wenn das Fahrzeug fährt. Dies hat zur Folge, dass die Unterstützungskraft zum tatsächlichen Lenken das angeforderte Drehmoment von „7” nur um „2” verfehlt, wenn das Fahrzeug gestoppt ist.
BETRIEBSEFFEKTE DER FAHRZEUGLENKVORRICHTUNG 11
Die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung enthält das Lenkrad (Lenkelement) 13, das betätigt wird, um die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu verändern, und führt das Lenken des Fahrzeugs in Antwort auf die Betätigung des Lenkrads 13 durch.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung enthält die erste Lenkunterstützungsvorrichtung, die zumindest den ersten Lenkdrehmomentsensor 23, den ersten Unterstützungsmotor 53, der eine Unterstützungskraft zum Lenken an das Lenkrad 13 anlegt, und die erste EPS-Steuereinheit (erste Steuereinheit) 37 aufweist, sowie die zweite Lenkunterstützungsvorrichtung, die zumindest den zweiten Lenkdrehmomentsensor 25, den zweiten Unterstützungsmotor 57, der eine Unterstützungskraft zum Lenken an das Lenkrad 13 anlegt, und die zweite EPS-Steuereinheit (zweite Steuereinheit) 39 aufweist.
In der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 über einen Lenkkraftübertragungsmechanismus miteinander gekoppelt. Die ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23, 25 sind zwischen einem der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57, der in der Nähe des Lenkrads 13 angeordnet ist, und dem Lenkrad 13 angeordnet.
Die erste EPS-Steuereinheit (erste Steuereinheit) 37 führt die Antriebssteuerung des ersten Unterstützungsmotors 51 durch, um zumindest die Unterstützungskraft basierend auf dem vom ersten Lenkdrehmomentsensor 23 erfassten ersten Lenkdrehmoment anzulegen. Andererseits führt die zweite EPS-Steuereinheit (zweite Steuereinheit) 31 die Antriebssteuerung des zweiten Unterstützungsmotors 57 durch, um zumindest die Unterstützungskraft basierend auf dem vom zweiten Lenkdrehmomentsensor 25 erfassten zweiten Lenkdrehmoment anzulegen. Die ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten (erste und zweite Steuereinheiten) 37, 39 führen die Antriebssteuerung voneinander unabhängig durch.
In der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung sei angenommen, dass ein Fehler in der ersten EPS-Steuereinheit (ersten Steuereinheit) 37 in dem System der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung aufgetreten ist, welche eine der ersten und zweiten Lenkunterstützungsvorrichtungen ist, und der erste Unterstützungsmotor 51 in einen abnormal drehenden Zustand gefallen ist. Jedoch sind die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 über den Lenkkraftübertragungsmechanismus miteinander gekoppelt. Abgesehen davon sind die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 stromab (in der Übertragungsrichtung der Lenkkraft) der ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23, 25 angeordnet, bei Betrachtung vom Lenkrad (Lenkelement) 13 aus. Dies bewirkt, dass das Lenkdrehmoment an das vom Fahrer betätigte Lenkrad (Lenkelement) 13 in der Richtung zum Aufheben der Drehkraft des ersten Unterstützungsmotors 51, der in den abnormal drehenden Zustand gefallen ist, angelegt wird. Das Lenkdrehmoment, das diese Absicht des Fahrers beinhaltet, wird in die ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23, 25 eingegeben. Dementsprechend wird die Antriebssteuerung des zweiten Unterstützungsmotors 57 von der zweiten EPS-Steuereinheit (zweiten Steuereinheit) 39 in dem System der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung, die normal ist, in der Richtung zum Unterdrücken der Drehkraft des ersten Unterstützungsmotors 51 durchgeführt. Im Ergebnis wird der Zustand des abnormal drehenden ersten Unterstützungsmotors 51 gelindert.
Daher erlaubt die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung z. B., auch wenn ein gewisser Fehler in einer der zwei Steuereinheiten 37, 39 aufgetreten ist, die jeweils den Antrieb der zwei Unterstützungsmotoren 51, 57 steuern, um den negativen Effekt aufgrund eines solchen Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet bevorzugt eine Konfiguration, in der die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 jeweilige elektrische Charakteristiken haben, die zueinander gemeinsam eingestellt sind (die Drehmomentübertragungscharakteristiken für ein Paar der gelenkten Räder 67a, 67b sind so eingestellt, dass sie gemeinsam sind).
Diese Konfiguration erlaubt es, wenn einer der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 in einen abnormal drehenden Zustand fällt, eine Situation zu vermeiden, wo der Betrag der Ausgabe des Motors, der abnormal arbeitet, den Betrag der Ausgabe des Motors, der korrekt arbeitet, überwindet, um die gelenkten Räder 67a, 67b um einen Grad zu drehen, der dem Fahrer Unannehmlichkeiten verursacht, weil der Betrag der Ausgabe des Motors, der korrekt arbeitet gleich der Betrag der Ausgabe des Motors ist, der in einem abnormal drehenden Zustand gefallen ist.
Darüber hinaus erlaubt es die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung, da die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57, deren elektrische Charakteristiken gemeinsam eingestellt sind, über den Lenkkraftübertragungsmechanismus miteinander gekoppelt sind, zu vermeiden, dass die Ausgabecharakteristiken der einzelnen Motoren z. B. angenähert um die Hälfte fallen, im Vergleich zum Falle des Antriebs der Lenkung mit einem einzigen Motor. Dies erlaubt z. B. die Stromversorgung zum Betreiben der Motoren von einer existierenden Batterie mit einer 12-Volt-Kapazität, und es ist keine neue Verstärkerschaltung für 24-Volt oder 48-Volt-Kapazität erforderlich. Im Ergebnis kann die Abmessung der einzelnen Motoren reduziert werden, um den Sicherheitsgrad beim Layout-Design zu gewährleisten.
Ferner kann die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration anwenden, in der die ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten (ersten und zweiten Steuereinheiten) 37, 39 jeweils in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
Übrigens sei angenommen, dass in der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung zumindest eine der ersten und zweiten Lenkunterstützungsvorrichtungen korrekt arbeitet, als Voraussetzung zum Erhalt des gewünschten Effekts, um einen negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Dies bedeutet, dass eine Umgebungsanordnung für zumindest eine der ersten und zweiten Lenkunterstützungsvorrichtungen, die korrekt arbeitet, ein Schlüssel dafür wird, die Fälle zu vermehren, wo die vorliegende Erfindung die gewünschten Effekte aufweist.
Aus dieser Perspektive verwendet die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Konfiguration, in der Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und entsprechende Komponenten in der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie in voneinander unterschiedlichen Umgebungen lokalisiert sind.
Die Anwendung einer solchen Konfiguration, in der die Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und die entsprechenden Komponenten in der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie in voneinander unterschiedlichen Umgebungen lokalisiert sind, kann die Toleranz auf abnormale Bedingungen aufgrund von Umgebungsveränderungen erhöhen, wenn etwa das Fahrzeug untergetaucht ist, im Vergleich zu dem Fall, wo die Komponenten der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und die entsprechenden Komponenten der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie in einer gemeinsamen Umgebung lokalisiert sind.
Im Ergebnis erlaubt die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Zunahme von Fällen, in denen die gewünschten vorteilhaften Effekte auftreten, wie etwa einen negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Darüber hinaus enthält, in der Konfiguration der Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung, das Lokalisieren in voneinander unterschiedlichen Umgebungen, bevorzugt, dass sie auf voneinander unterschiedliche Höhen lokalisiert sind.
Die Verwendung einer solchen Konfiguration, in der die Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und die entsprechenden Komponenten in der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie an voneinander unterschiedlichen Höhen lokalisiert sind, kann die Toleranz auf abnormale Bedingungen aufgrund von Umgebungsänderungen erhöhen, wenn etwa das Fahrzeug untergetaucht ist, im Vergleich zu dem Fall, wo die Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und die entsprechenden Komponenten in der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie auf einer gemeinsamen Höhe lokalisiert sind.
Im Ergebnis erlaubt die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung eine weitere Zunahme von Fällen, in denen sich die gewünschten vorteilhaften Effekte ergeben, wie etwa, einen negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Ferner verwendet die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Konfiguration, in der eine der ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten (ersten und zweiten Steuereinheiten) 37, 39 innerhalb des Fahrzeugsinnenraums installiert ist, während die andere davon außerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert ist.
Die Anmeldung einer solchen Konfiguration, in der eine der ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten (ersten und zweiten Steuereinheiten) 37, 39 innerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert ist, während die andere davon außerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert ist, kann die Toleranz auf abnormale Bedingungen aufgrund von Umgebungsänderungen erhöhen, wenn etwa das Fahrzeug untergetaucht ist oder sich die Temperatur ändert, im Vergleich zu dem Fall, wo beide erste und zweite EPS-Steuereinheiten (ersten und zweiten Steuereinheiten) 37, 39 an der gleichen Seite, d. h. innerhalb oder außerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert sind.
Im Ergebnis erlaubt die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung eine weitere Zunahme von Fällen, in denen sich die gewünschten vorteilhaften Effekte ergeben, wie etwa, einen negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Ferner verwendet die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Konfiguration, in der die ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten (ersten und zweiten Steuereinheiten) 37, 39 in dem Fahrzeug so installiert sind, dass sie an voneinander unterschiedlichen Höhen lokalisiert sind.
Die Verwendung einer solchen Konfiguration, in der die ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten (ersten und zweiten Steuereinheiten) 37, 39 in dem Fahrzeug so installiert sind, dass sie an voneinander unterschiedlichen Höhen lokalisiert sind, kann die Toleranz auf abnormale Bedingungen aufgrund von Umgebungsänderungen erhöhen, wenn etwa das Fahrzeug untergetaucht ist, im Vergleich zu dem Fall, wo beide ersten und zweiten EPS-Steuereinheiten (ersten und zweiten Steuereinheiten) 37, 39 im Fahrzeug so installiert sind, dass sie an einer gemeinsamen Höhe lokalisiert sind.
Im Ergebnis können, in der gleichen Weise wie oben, Fälle weiter vermehrt werden, wo die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung die gewünschten vorteilhaften Effekte ergibt, wie etwa, einen negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Darüber hinaus verwendet die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Konfiguration, in der die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 so eingestellt sind, dass sie voneinander unterschiedliche Charakteristiken haben, wobei der eine Motor, der einer Umgebung lokalisiert ist, die eine relativ hohe Toleranz erfordert, so eingestellt ist, dass er größere elektrische Charakteristiken hat als jene des anderen Motors, der in einer Umgebung lokalisiert ist, die eine relativ niedrige Toleranz erfordert.
Die Verwendung einer solchen Konfiguration, in der die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57 so eingestellt sind, dass sie voneinander unterschiedliche elektrische Charakteristiken haben (z. B. Nenndrehmomentcharakteristiken), wobei der eine Motor, der in einer Umgebung lokalisiert ist, die eine relativ hohe Toleranz erfordert, so eingestellt ist, dass er die größeren elektrischen Charakteristiken hat als jene des anderen Motors, der in einer Umgebung lokalisiert ist, die eine relativ niedrige Toleranz erfordert, erlaubt, selbst wenn der andere Motor der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren 51, 57, der in der Umgebung lokalisiert ist, die relativ niedrige Toleranz erfordert, in einen abnormal drehenden Zustand fällt, um eine Situation zu vermeiden, in der der Fahrer unangenehmes Gefühl hat, weil der eine Motor, der in der Umgebung lokalisiert ist, die relativ hohe Toleranz erfordert, und auf die größeren elektrischen Charakteristiken gesetzt ist, den negativen Effekt, durch die abnormale Drehung des anderen Motors verursacht wird, stark drückt.
Darüber hinaus verwendet die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Konfiguration, in der ein erster elektrischer Draht, der den ersten Unterstützungsmotor 51 und die erste EPS-Steuereinheit (erste Steuereinheit) 37 elektrisch verbindet, und ein zweiter elektrischer Draht, der den zweiten Unterstützungsmotor 57 und die zweite EPS-Steuereinheit (zweite Steuereinheit) 39 elektrisch verbindet, so verlegt sind, dass sie innerhalb des Fahrzeugs voneinander unterschiedliche Wege durchlaufen.
Die Verwendung einer solchen Konfiguration, in der die ersten und zweiten elektrischen Drähte so verlegt sind, dass sie innerhalb des Fahrzeugs voneinander unterschiedliche Wege durchlaufen, erlaubt, selbst wenn einer der ersten und zweiten elektrischen Drähte beschädigt wird, die Wahrscheinlichkeit, dass der andere elektrische Draht gleichzeitig beschädigt wird, so weit wie möglich zu drücken.
Im Ergebnis können Fälle vermehrt werden, wo die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung die gewünschten vorteilhaften Effekte aufzeigt, wie etwa, einen negativen Effekt aufgrund eines Fehlers rasch und gründlich unter Kontrolle zu bringen.
Darüber hinaus verwendet die Fahrzeuglenkvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Konfiguration, in der zumindest einer der ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23, 25 ein magnetostriktiver Drehmomentsensor ist.
Die Anwendung einer solchen Konfiguration, in der zumindest einer der ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23, 25 ein magnetostriktiver Drehmomentsensor ist, erlaubt es, die Torsionssteifigkeit des Lenkrads (Lenkelements) 13 zu verstärken. Auch wenn an der Lenkwelle zwei Lenkdrehmomentsensoren installiert sind, kann im Ergebnis eine Situation unterdrückt werden, wo die Lenkwelle aufgrund der Bedienungskraft des Lenkrads (Lenkelements) 13 durch den Fahrer zu stark verdreht wird, um das Bedienungsgefühl des Fahrers zum Lenken zu verbessern.
Andere Ausführungen
Die oben beschriebenen Ausführungen sind Beispiele zur Verkörperung der vorliegenden Erfindung. Daher sollte sie nicht so interpretiert werden, dass der technische Umfang der Erfindung durch diese beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen verkörpert werden, ohne vom Geist oder den wesentlichen Charakteristiken davon abzuweichen.
Zum Beispiel ist eine Ausführung der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels beschrieben worden, worin die ersten und zweiten Lenkunterstützungskrafterzeugungsvorrichtungen 15, 17 mit einem Abstand installiert sind und über einen Lenkkraftübertragungsmechanismus miteinander gekoppelt sind, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Weise beschränkt. Es kann als Fahrzeuglenkvorrichtung 111 gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung, die in 4 gezeigt ist, auch eine Konfiguration angewendet werden, worin die ersten und zweiten Lenkunterstützungskrafterzeugungsvorrichtungen 15, 17 so angeordnet sind, dass sie über die gemeinsame Zahnstange 71 einander benachbart sind.
Darüber hinaus ist eine Ausführung der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels zur Verwendung eines magnetostriktiven Drehmomentsensors als die ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23, 25 beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es kann auch ein Drehmomenterfassungssystem unter Verwendung eines Hall-Elements als die ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren 23, 25 angewendet werden.
Bezugszeichenliste

11: Fahrzeuglenkvorrichtung
13: Lenkrad (Lenkelement)
23: Erster Lenkdrehmomentsensor
25: Zweiter Lenkdrehmomentsensor
37: Erste EPS-Steuereinheit (erste Steuereinheit)
39: Zweite EPS-Steuereinheit (zweite Steuereinheit)
51: Erster Unterstützungsmotor
57: Zweiter Unterstützungsmotor

Claims

Fahrzeuglenkvorrichtung, die ein Lenkelement enthält, das zum Ändern der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs zu betätigen ist, zur Durchführung vom Lenken des Fahrzeugs in Antwort auf die Betätigung des Lenkelements, wobei sie aufweist: eine erste Lenkunterstützungsvorrichtung, die zumindest einen ersten Lenkdrehmomentsensor, einen ersten Unterstützungsmotor, der eine Unterstützungskraft zum Lenken an das Lenkelement anlegt, und eine erste Steuereinheit aufweist; und eine zweite Lenkunterstützungsvorrichtung, die zumindest einen zweiten Lenkdrehmomentsensor, einen zweiten Unterstützungsmotor, der eine Unterstützungskraft zum Lenken an das Lenkelement anlegt, und eine zweite Steuereinheit aufweist, wobei die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren über einen Lenkkraftübertragungsmechanismus miteinander gekoppelt sind, die ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren zwischen einem der ersten und zweiten Unterstützungsmotoren, der nahe dem Lenkelement angeordnet ist, und dem Lenkelement angeordnet ist, die erste Steuereinheit einer Antriebssteuerung/-regelung des ersten Unterstützungsmotors durchführt, um eine Unterstützungskraft zumindest basierend auf einem vom ersten Lenkdrehmomentsensor erfassten ersten Lenkdrehmoment anzulegen, und die zweite Steuereinheit einer Antriebssteuerung/-regelung des zweiten Unterstützungsmotors durchführt, um eine Unterstützungskraft zumindest basierend auf einem vom zweiten Lenkdrehmomentsensor erfassten zweiten Lenkdrehmoment anzulegen, wobei die ersten und zweiten Steuereinheiten die Antriebssteuerung voneinander unabhängig durchführen.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren jeweilige elektrische Charakteristiken haben, die zueinander gemeinsam einzustellen sind.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Steuereinheiten jeweils in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Komponenten in der ersten Lenkunterstützungsvorrichtung und entsprechende Komponenten in der zweiten Lenkunterstützungsvorrichtung jeweils in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie in voneinander unterschiedlichen Umgebungen lokalisiert sind.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Lokalisierung in voneinander unterschiedlichen Umgebungen enthält, an unterschiedlichen Höhen lokalisiert zu sein.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine der ersten und zweiten Steuereinheiten innerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert ist, während die andere davon außerhalb des Fahrzeuginnenraums installiert ist.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Steuereinheiten in dem Fahrzeug so installiert sind, dass sie an voneinander unterschiedlichen Höhen lokalisiert sind.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die ersten und zweiten Unterstützungsmotoren so eingestellt sind, dass sie voneinander unterschiedliche elektrische Charakteristiken haben.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein erster elektrischer Draht, der den ersten Unterstützungsmotor und die erste Steuereinheit elektrisch verbindet, und ein zweiter elektrischer Draht, der den zweiten Unterstützungsmotor und die zweite Steuereinheit elektrisch verbindet, so verlegt sind, dass sie voneinander unterschiedliche Wege innerhalb des Fahrzeugs durchlaufen.
Die Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest einer der ersten und zweiten Lenkdrehmomentsensoren ein magnetostriktiver Drehmomentsensor ist.