DE112021006863T5

DE112021006863T5 - Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung, Steer-By-Wire-System, und Verfahren zum Steuern eines Steer-By-Wire-Systems

Info

Publication number: DE112021006863T5
Application number: DE112021006863.6T
Authority: DE
Inventors: Makoto Kimura
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2023-12-28
Also published as: JP7488920B2; CN116710348A; JPWO2022158200A1; US20240083493A1; WO2022158200A1

Abstract

In einer Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung, einem Steer-By-Wire-System, und einem Verfahren zum Steuern eines Steer-By-Wire-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung, wird, wenn eine Unregelmäßigkeit eines Rotationswinkelsensors eines Drehmotors erkannt wird, offene Steuerung des Drehmotors durchgeführt, auf Grundlage eines Rotationswinkels einer Motorwelle bevor die Unregelmäßigkeit des Rotationswinkelsensors erkannt wird und von Information hinsichtlich einer Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung, die Gegendrehmoment auf ein Lenkrad ausübt. Folglich ist es möglich, Steuerung eines Drehwinkels selbst dann fortzuführen, wenn der Rotationswinkelsensor des Drehmotors ausfällt, während eine Erhöhung von Systemkosten vermieden wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung, ein Steer-By-Wire-System, und ein Verfahren zum Steuern eines Steer-By-Wire-Systems.
HINTERGRUND
Ein von Patentdokument 1 offenbartes Steer-By-Wire-System vergleicht jeweilige Erkennungswerte eines ersten Motor-Rotationswinkelsensors und eines zweiten Motor-Rotationswinkelsensors, die zwei Systemen eines elektrischen Motors zum Drehen entsprechen, und einen Erkennungswert eines Drehbetragssensors, um dadurch zu bestätigen, welcher Erkennungswert unzutreffend ist.
REFERENZDOKUMENTENLISTE
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: JP 2020-001477 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
Wenn ein bürstenloser Motor als ein Drehmotor in einem Steer-By-Wire-System verwendet wird, das eine Lenkvorrichtung enthält, die fähig ist, gelenkte Räder (zum Beispiel, Vorderräder) zu steuern, indem der Drehmotor angesteuert wird, wird eine Regelung (Englisch: closed-loop control) zum Erkennen des Rotationswinkels einer Motorwelle (mit anderen Worten, die Rotationsposition eines Rotors) mit einem Sensor und Umschalten eines elektrischen Stroms zu einer Spule durchgeführt.
Somit ist es wahrscheinlich, wenn der Sensor zum Erkennen des Rotationswinkels der Motorwelle ausfällt, dass die Regelung außerstande gesetzt wird, und eine Steuerung eines Drehwinkels entsprechend einem Lenkwinkel eines Lenkrads nicht fortgesetzt werden kann.
Zum Beispiel ist es möglich, wenn drei Sensoren zum Erkennen des Rotationswinkels der Motorwelle bereitgestellt sind, einen ausgefallenen Sensor zu spezifizieren, und die Regelung unter Verwendung normaler Sensoren fortzusetzen; allerdings steigen die Kosten des Steer-By-Wire-Systems auf Grund einer Erhöhung der Anzahl an Sensoren.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auch solche üblichen Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung, ein Steer-By-Wire-System, und ein Verfahren zum Steuern eines Steer-By-Wire-Systems bereitzustellen, die eine Steuerung eines Drehwinkels selbst dann fortsetzen können, wenn ein Rotationswinkelsensor eines Drehmotors ausfällt, während eine Erhöhung von Systemkosten vermieden wird.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Entsprechend der vorliegenden Erfindung führt, in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung, wenn eine Unregelmäßigkeit eines Rotationswinkelsensors eines Drehmotors erkannt wird, offene Steuerung (Englisch: open-loop control) des Drehmotors durch, auf Grundlage eines Rotationswinkels einer Motorwelle bevor die Unregelmäßigkeit erkannt wurde und von Information hinsichtlich einer Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung, die ein Gegendrehmoment auf ein Lenkrad anwendet.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Steuerung eines Drehwinkels selbst dann fortzusetzen, wenn der Rotationswinkelsensor des Drehmotors ausfällt, während eine Erhöhung von Systemkosten vermieden wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNNUNGEN

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Steer-By-Wire-Systems.
2 ist ein Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration einer ersten ECU zeigt, die eine Lenkvorrichtung steuert.
3 ist ein Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration einer zweiten ECU zeigt, die eine Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung steuert.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerfunktion der zweiten ECU zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerfunktion der ersten ECU zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren der zweiten ECU zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren der ersten ECU zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, das das Steuerverfahren der ersten ECU zeigt.
9 ist ein Diagramm, das ein Bestromungsmuster in einem Rechteckwellen-Antriebsschema zeigt.
10 ist ein Graph, der eine Korrelation zwischen Drehwinkelgeschwindigkeit und einem effektiven Referenzbefehlsstrom Iref zeigt.
11 ist ein Graph, der eine Korrelation zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Kspd zeigt.
12 ist ein Graph, der eine Korrelation zwischen einem tatsächlichen Drehwinkel und einem Drehwinkelkoeffizienten Kstr zeigt.
13 ist ein Diagramm, das einen Rotorwinkel zu der Zeit zeigt, zu der ein elektrischer Strom von einer U-Phase zu einer W-Phase geleitet wird.
14 ist ein Diagramm, das einen Rotorwinkel zu der Zeit zeigt, zu der ein elektrischer Strom von einer V-Phase zu der W-Phase geleitet wird.
15 ist ein Diagramm, das einen Rotorwinkel zu der Zeit zeigt, zu der ein elektrischer Strom von der V-Phase zu der U-Phase geleitet wird.
16 ist ein Diagramm, das einen Rotorwinkel zu der Zeit zeigt, zu der ein elektrischer Strom von der W-Phase zu der U-Phase geleitet wird.
17 ist ein Diagramm, das einen Rotorwinkel zu der Zeit zeigt, zu der ein elektrischer Strom von der W-Phase zu der V-Phase geleitet wird.
18 ist ein Diagramm, das einen Rotorwinkel zu der Zeit zeigt, zu der ein elektrischer Strom von der U-Phase zu der V-Phase geleitet wird.
19 ist ein Graph, der eine Korrelation zwischen der Größe eines elektrischen Stroms und der Größe eines Drehmoments, das in Richtung eines stabilen Winkels eines Rotors erzeugt wird, zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Eine Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung, ein Steer-By-Wire-System, und ein Verfahren zum Steuern eines Steer-By-Wire-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Aspekt eines Steer-By-Wire-Systems 1000 zeigt, das in einem Fahrzeug 1 wie einem Automobil enthalten ist.
Steer-By-Wire-System 1000 ist ein Lenksystem, das einen Drehwinkel von gelenkten Rädern 2L und 2R, bei denen es sich um Vorderräder von Fahrzeug 1 handelt, entsprechend einem Lenkwinkel eines Lenkrads 500 steuert. Steer-By-Wire-System 1000 enthält eine Lenkvorrichtung 2000 und eine Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000.
Lenkvorrichtung 2000 ist eine Vorrichtung, die fähig ist, gelenkte Räder 2L und 2R durch Ansteuern eines Drehmotors 100 zu lenken. Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000 ist eine Vorrichtung, die fähig ist, ein Gegendrehmoment auf das Lenkrad 500 auszuüben, indem ein Gegenwirkungsmotor 600 angesteuert wird. Lenkvorrichtung 200 und Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000 sind mechanisch getrennt.
Lenkvorrichtung 2000 enthält Drehmotor 100, der eine Drehkraft erzeugt, die auf gelenkte Räder 2L und 2R angewendet wird, eine erste ECU (Elektronische Steuereinheit) 200, die steuert, um Drehmotor 100 anzutreiben, einen Drehmechanismus 300, und einen Drehwinkelsensor 400 zum Erkennen der Position von Drehmechanismus 300 als Information hinsichtlich eines Drehwinkels von gelenkten Rädern 2L und 2R.
Drehmechanismus 300 ist ein Mechanismus, der eine Rotationsbewegung einer Ausgabewelle von Drehmotor 100 in eine lineare Bewegung einer Lenkstange 310 umwandelt. In dieser Ausführungsform werden eine Zahnstange und ein Getrieberad als Drehmechanismus 300 verwendet.
Eine Rotationsantriebskraft von Drehmotor 100 wird auf eine Getrieberadwelle 330 über ein Untersetzungsgetriebe 320 übertragen.
Andererseits ist eine Zahnstange 311, die in ein Getrieberad 331 greift, das in Getrieberadwelle 330 bereitgestellt ist, in Lenkstange 310 bereitgestellt.
Wenn Getrieberad 311 rotiert, bewegt sich Lenkstange 310 horizontal nach links und nach rechts in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1, wobei sich der Drehwinkel von gelenkten Rädern 2L und 2R ändert.
Drehwinkelsensor 400 ist durch einen Getrieberad-Winkelsensor zum Erkennen eines Winkels von Getrieberad 331 oder einen Hubsensor zum Erkennen eines Bewegungsbetrags von Zahnstande 311 gebildet.
Drehmotor 100 ist ein bürstenloser Motor und enthält einen Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101, der fähig ist, einen Rotationswinkel (eine Rotorposition) einer Motorwelle zu erkennen. Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 ist, zum Beispiel, durch einen Hall-Sensor gebildet.
Erste ECU 200 führt Regelung zum Umschalten eines elektrischen Stroms zu einer Spule von Drehmotor 100 durch, auf Grundlage des Rotationswinkels, der von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 erkannt wird, um Antrieb des Drehmotors 100 zu steuern.
Es ist anzumerken, dass Drehmechanismus 300, zum Beispiel, ein Mechanismus sein kann, der eine Ballfeder anstelle der Zahnstange und Getrieberad enthält.
Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000 (mit anderen Worten, eine Lenkeingabevorrichtung) enthält Lenkrad 500, das von einem Fahrer des Fahrzeugs 1 betrieben wird, eine Lenkwelle 510, die entsprechend einer Rotation von Lenkrad 500 rotiert, Gegenwirkungsmotor 600, der Gegendrehmoment, das auf Lenkrad 500 ausgeübt wird, erzeugt, eine zweite ECU 700, die steuert, um Gegenwirkungsmotor 600 anzutreiben, und einen Lenkwinkelsensor 800 zum Erkennen eines Lenkwinkels von Lenkrad 500.
Gegenwirkungsmotor 600 ist ein bürstenloser Motor und enthält einen Gegenwirkungsmotor-Rotationswinkelsensor 601, der fähig ist, einen Rotationswinkel (eine Rotorposition) einer Motorwelle zu erkennen.
Zweite ECU 700 führt Regelung zum Umschalten eines elektrischen Stroms zu einer Spule von Gegenwirkungsmotor 600 durch, auf Grundlage des durch Gegenwirkungsmotor-Rotationswinkelsensor 600 erkannten Rotationswinkel, um Antrieb von Gegenwirkungsmotor 600 zu steuern.
Erste ECU 200 und zweite ECU 700 enthalten jeweils Mikrocomputer. Der Mikrocomputer von erster ECU 200 und der Mikrocomputer von zweiter ECU 700 kommunizieren miteinander über eine dedizierte Kommunikationsleitung. Erste ECU 200 und zweite ECU 700 sind mit einer fahrzeuginternen Kommunikationsleitung wie einem Controller Area Network (CAN) verbunden.
Zweite ECU 700 berechnet einen Drehwinkel-Befehlswert (mit anderen Worten, einen Zielwert eines Drehwinkels) auf Grundlage des Lenkwinkels von Lenkrad 500, der durch Lenkwinkelsensor 800 erkannt wird, und überträgt Information hinsichtlich des berechneten Drehwinkel-Befehlswert an erste ECU 200.
Erste ECU 200 vergleicht die Information hinsichtlich des Drehwinkel-Befehlswerts, der von zweiter ECU 700 erhalten wird, und Information hinsichtlich des Drehwinkels (mit anderen Worten, Information hinsichtlich eines tatsächlichen Drehwinkels) von gelenkten Rädern 2L und 2R, der von Drehwinkelsensor 400 erkannt wird, und regelt Bestromung von Drehmotor 100 so, dass der tatsächliche Drehwinkel sich dem Drehwinkel-Befehlswert annähert.
Zweite ECU 700 von Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000 steuert Bestromung von Gegenwirkungsmotor 600 auf Grundlage von Information hinsichtlich eines Zielgegendrehmoments, das zum Beispiel erzeugt wird auf Grundalge eines Schätzergebnisses von externer Kraft, die auf Drehmechanismus 300 ausgeübt wird, und veranlasst Gegenwirkungsmotor 600, das Zielgegendrehmoment zu erzeugen.
Eine Steuervorrichtung 1100, die einen Drehwinkel und Lenkgegenwirkung in Steer-By-Wire-System 1000 steuert, ist durch erste ECU 200 und zweite ECU 700 gebildet.
2 ist ein Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration von erster ECU 200 zeigt.
Drehmotor 100, der eine Drehkraft in Lenkvorrichtung 2000 erzeugt, ist ein dreiphasiger bürstenloser Motor und enthält zwei Sets eines ersten Windungssets 100a und eines zweiten Windungssets 100b als Windungssets, die U-Phasen-Spulen, V-Phasen-Spulen, und W-Phasen-Spulen enthalten.
Erste ECU 200 enthält ein ersten Antriebssteuersystem 210a, das steuert, um erstes Windungsset 100a anzutreiben, und ein zweites Antriebssteuersystem 210b, das steuert, um zweites Windungsset 100b anzutreiben, so dass ein Antriebssteuersystem von Drehmotor 100 redundant gemacht wird.
Erstes Antriebssteuersystem 210a enthält eine erste Leistungsversorgungsschaltung 211a, einen ersten Wechselrichter 212a, einen ersten Vortreiber 213a (eine erste Antriebsschaltung), eine erste MCU (Mikro-Steuereinheit) 214a, bei der es sich um eine arithmetische Verarbeitungsvorrichtung handelt, und einen ersten CAN-Transceiver 215a.
In ähnlicher Weise enthält zweites Antriebssteuersystem 210b eine zweite Leistungsversorgungsschaltung 211b, einen zweiten Wechselrichter 212b, einen zweiten Vortreiber 213b (eine erste Antriebsschaltung), eine zweite MCU 214b, bei der es sich um eine arithmetische Verarbeitungsvorrichtung handelt, und einen zweiten CAN-Transceiver 215b.
Erste Leistungsversorgungsschaltung 211a ist mit einer ersten Batterie 51 a verbunden.
Erste Leistungsversorgungsschaltung 211a wandelt eine Eingabe-Leistungsversorgungsspannung von erster Batterie 51a in eine Mehrzahl an internen Leistungsversorgungsspannungen. Die Mehrzahl an internen Leistungsversorgungsspannungen werden zu erstem Vortreiber 213a, erster MCU 214a, und erstem CAN-Transceiver 215a in erstem Antriebssteuersystem 210a geliefert.
Andererseits ist zweite Leistungsversorgungsschaltung 211b mit einer zweiten Batterie 51 b verbunden.
Zweite Leistungsversorgungsschaltung 211b wandelt eine Eingabe-Leistungsversorgungsspannung von zweiter Batterie 51b in eine Mehrzahl an internen Leistungsversorgungsspannungen. Die Mehrzahl an internen Leistungsversorgungsspannungen werden zu zweitem Vortreiber 213b, zweiter MCU 214b, und zweitem CAN-Transceiver 215b in zweitem Antriebssteuersystem 210b geliefert.
Erste MCU 214a und zweite MCU 214b führen Übertragung und Empfang von Information miteinander über eine Kommunikationsleitung 220 durch und übertragen, zum Beispiel, verschiedene Arten von Unregelmäßigkeitsinformation in ihrem eigenen System und Information hinsichtlich Wechselrichtersteuerung in ihrem eigenen System an andere Systeme.
Erster CAN-Transceiver 215a und zweiter CAN-Transceiver 215b sind mit einem Fahrzeug-CAN-Bus 52 verbunden, bei dem es sich um eine Kommunikationsleitung in einer CAN (Controller Area Network)-Kommunikationsanordnung handelt.
Erste ECU 200 kommuniziert mit anderen elektronischen Steuervorrichtungen, einschließlich zweiter ECU 700, über Fahrzeug-CAN-Bus 52. Zweite ECU 700 kommuniziert mit anderen elektronischen Steuervorrichtungen, einschließlich erster ECU 200, über Fahrzeug-CAN-Bus 52.
Erste MCU 214a und zweite MCU 21b erfassen jeweils ein Signal hinsichtlich einem Drehwinkel, das von Drehwinkelsensor 400 ausgegeben wird, erfassen, zum Beispiel, Information hinsichtlich eines Lenkwinkels von Lenkrad 500 von zweiter ECU 700 über Fahrzeug-CAN-Bus 52, und steuern Bestromung der Windungssets 100a und 100b auf Grundlage solcher Information.
Erste MCU 214a und zweite MCU 214b steuern, entsprechend der Bestromungssteuerung der Windungssets 100a und 100b, einen Drehwinkel von gelenkten Rädern 2L und 2R auf einen Zielwert, der dem Lenkwinkel von Lenkrad 500 entspricht.
Zudem ist Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 ein redundanter Sensor, der eine Mehrzahl an Sensoren enthält, und ist durch einen ersten Rotationswinkelsensor 101a und einen zweiten Rotationswinkelsensor 101b gebildet.
Erste MCU 214a und zweite MCU 214b führen Regelung zum Schalten von elektrischen Strömen auf Windungssets 100a und 100b, auf Grundlage von Signalen von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 (erstem Rotationswinkelsensor 101a und zweiten Rotationswinkelsensor 101b) aus.
Erste MCU 214a und zweite MCU 214b vergleichen einen Erkennungswert von erstem Rotationswinkelsensor 101a und einen Erkennungswert von zweitem Rotationswinkelsensor 101b und stellen das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Fehlers von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 fest.
3 ist ein Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration von zweiter ECU 700 zeigt.
Es ist anzumerken, dass ein Antriebssteuersystem von Gegenwirkungsmotor 600 in Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000 auch redundant gemacht wird, wie in dem Fall des Antriebssteuersystems von Drehmotor 100 in Lenkvorrichtung 2000.
Gegenwirkungsmotor 600 ist ein dreiphasiger bürstenloser Motor, wie in dem Fall des Drehmotors 100, und enthält zwei Sets eines ersten Windungssets 600a und eines zweiten Windungssets 600b als Windungssets, einschließlich U-Phasen-Spulen, V-Phasen-Spulen, und W-Phasen-Spulen.
Zweite ECU 700 enthält ein erstes Antriebssteuersystem 710a, das steuert, um erstes Windungsset 600a anzutreiben, und ein zweites Antriebssteuersystem 710b, das steuert, um zweites Windungsset 600b anzutreiben, so dass das Antriebssteuersystem von Gegenwirkungsmotor 600 redundant gemacht wird.
Erstes Antriebssteuersystem 710a enthält eine erste Leistungsversorgungsschaltung 711a, einen ersten Wechselrichter 712a, einen ersten Vortreiber 713a (eine erste Antriebsschaltung), eine erste MCU 714a, und einen ersten CAN-Transceiver 715a.
In ähnlicher Weise enthält zweites Antriebssteuersystem 710b eine zweite Leistungsversorgungsschaltung 711b, einen zweiten Wechselrichter 712b, einen zweiten Vortreiber 713b (eine zweite Antriebsschaltung), eine zweite MCU 714b, und einen zweiten CAN-Transceiver 715b.
Erste Leistungsversorgungsschaltung 711 a ist mit erster Batterie 51 a verbunden.
Erste Leistungsversorgungsschaltung 711a wandelt eine Eingabe-Leistungsversorgungsspannung von erster Batterie 51a in eine Mehrzahl an internen Leistungsversorgungsspannungen. Die Mehrzahl an internen Leistungsversorgungsspannungen werden zu erste, Vortreiber 713a, erster MCU 714a, und erste, CAN-Transceiver 715a in erstem Antriebssteuersystem 710a geliefert.
Zweite Leitungsversorgungsschaltung 711b ist mit zweiter Batterie 51 b verbunden.
Zweite Leistungsversorgungsschaltung 711b wandelt eine Eingabe-Leistungsversorgungsspannung von zweiter Batterie 51b in eine Mehrzahl an internen Leistungsversorgungsspannungen. Die Mehrzahl an internen Leistungsversorgungsspannungen werden zu zweitem Vortreiber 713b, zweiter MCU 714b, und zweitem CAN-Transceiver 715 in zweitem Antriebssteuersystem 710b geliefert.
Erste MCU 714a und zweite MCU 714b führen Übertragung und Empfang von Information miteinander über eine Kommunikationsleitung 720 durch und übertragen, zum Beispiel, verschiedene Arten an Unregelmäßigkeitsinformation in ihrem eigenen System und Information hinsichtlich Wechselrichtersteuerung in ihrem eigenen System zu anderen Systemen.
Erster CAN-Transceiver 715a und zweiter CAN-Transceiver 715b sind mit Fahrzeug-CAN-Bus 52 verbunden.
Erste MCU 714a und zweite MCU 714b erfassen jeweils ein Signal hinsichtlich eines Lenkwinkels von Lenkrad 500, das von Lenkwinkelsensor 800 ausgegeben wird, berechnen einen Drehwinkelbefehlswert auf Grundlage von Information hinsichtlich des Lenkwinkels, und übertragen Information hinsichtlich des Drehwinkelbefehlswerts an erste ECU 200 von Lenkvorrichtung 2000 über Fahrzeug-CAN-Bus 52.
Erste MCU 714a und zweite MCU 714b erfassen jeweils Information hinsichtlich eines Zielwerts der Lenkgegenwirkung von Lenkvorrichtung 2000 über Fahrzeug-CAN-Bus 52 und steuern Bestromung zu Windungssets 600a und 600b auf Grundlage der erfassten Information, um Lenkgegenwirkung, die von Gegenwirkungsmotor 600 erzeugt wird, zu steuern.
Es ist anzumerken, dass Gegenwirkungsmotor 600 einen Rotationswinkelsensor (nicht gezeigt) zum Erkennen eines Rotationswinkels der Motorwelle von Gegenwirkungsmotor 600 enthält. Erste MCU 714a und zweite MCU 714b führen die Regelung von Gegenwirkungsmotor 600 zum Schalten elektrischer Ströme zu Windungssets 600a und 600b durch, auf Grundlage eines Erkennungswerts des Rotationswinkels von Gegenwirkungsmotor 600.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerfunktion von erster MCU 714a von erstem Antriebssteuersystem 710a von zweiter MCU 700 zeigt.
Es ist anzumerken, dass zweite MCU 714b von zweitem Antriebssteuersystem 710b dieselbe Steuerfunktion wie die Steuerfunktion von erster MCU 714a aufweist. Somit wird in 4 Darstellung von zweitem Antriebssteuersystem 710b weggelassen.
Eine Lenkwinkel-Erkennungseinheit 71 erfasst ein Signal, das von Lenkwinkelsensor 800 ausgegeben wird, und erkennt einen Lenkwinkel von Lenkrad 500 auf Grundlage des erfassten Signals.
Lenkwinkel-Erkennungseinheit 71 überträgt Information hinsichtlich des Lenkwinkels von Lenkrad 500 an jede einer Gegenwirkungs-Steuereinheit 72, einer Drehwinkelbefehlswert-Erzeugungseinheit 73, und einer Lenkwinkelinformations-Erzeugungseinheit 74.
Gegenwirkungs-Steuereinheit 72 berechnet Zielgegendrehmoment aus, zum Beispiel, der Information hinsichtlich des Lenkwinkels von Lenkrad 500.
Drehwinkelbefehlswert-Erzeugungseinheit 73 berechnet einen Drehwinkelbefehlswert auf Grundlage der Information hinsichtlich des Lenkwinkels von Lenkrad 500 und einem Einstellungswert eines Lenkübersetzungsverhältnisses und überträgt Information hinsichtlich des berechneten Drehwinkelbefehlswerts an eine Befehlsdrehwinkelinformations-Übertragungseinheit 75.
Befehlsdrehwinkelinformations-Übertragungseinheit 75 überträgt die Information hinsichtlich des Drehwinkelbefehlswerts an erste MCU 214a von erstem Antriebssteuersystem 210a von erster ECU 200.
Lenkwinkelinformations-Erzeugungseinheit 74 erzeugt Information hinsichtlich des Lenkwinkels (oder Lenkwinkelgeschwindigkeit) von Lenkrad 500, die an erstes Antriebssteuersystem 210a von erster ECU 200 übertragen wird.
Eine Lenkwinkelinformations-Übertragungseinheit 76 überträgt die Information hinsichtlich des Lenkwinkels (oder der Lenkwinkelgeschwindigkeit) von Lenkrad 500, die von Lenkwinkelinformations-Erzeugungseinheit 74 erzeugt wurde, an erste MCU 214a von erstem Antriebssteuersystem 210a von erster ECU 200 als Information hinsichtlich Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000.
Andererseits erfasst eine Motorwinkel-Erkennungseinheit 77 ein Signal von einem Rotationswinkelsensor 120 zum Erkennen eines Rotationswinkels der Motorwelle (einer Rotationsposition eines Rotors und einer magnetische Polposition) von Gegenwirkungsmotor 600 und erkennt den Rotationswinkel der Motorwelle von Gegenwirkungsmotor 600.
Eine Stromerkennungseinheit 78 erkennt jeden von Antriebsströmen (Phasenströmen), die zu Phasen (einer U-Phase, einer V-Phase, und einer W-Phase) von Gegenwirkungsmotor 600 fließen.
Eine Vektorsteuereinheit 79 erfasst Information hinsichtlich des Zielgegendrehmoments von Gegenwirkungs-Steuereinheit 72, erfasst Information hinsichtlich des Rotationswinkels der Motorwelle von Gegenwirkungsmotor 600 von Motorwinkel-Erkennungseinheit 77, erfasst ferner Information hinsichtlich der Phasenströme von Stromerkennungseinheit 78, und berechnet einen d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd und einen q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq mit einem Vektorsteuerschema, auf Grundlage solcher Information.
Im Speziellen wandelt Vektorsteuereinheit 79 einen tatsächlichen Strom jeder der drei Phasen in einen tatsächlichen d-Achsen-Strom und einen tatsächlichen q-Achsen-Strom um und berechnet d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd und q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq entsprechend Abweichungen zwischen einem d-Achsen-Strombefehlswert und einem q-Achsen-Strombefehlswert, die dem Zielgegendrehmoment entsprechen, und dem tatsächlichen d-Achsen-Strom und dem tatsächlichen q-Achsen-Strom.
Zudem wandelt Vektorsteuereinheit 79 d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd und q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq in Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw um, auf Grundlage des Rotationswinkels der Motorwelle von Gegenwirkungsmotor 600, und gibt Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw an eine PWM-Erzeugungseinheit 80 aus.
PWM-Erzeugungseinheit 80 gibt einen Steuerpuls zum an- und aus-Steuern von Schaltelementen von Wechselrichter 712a mit PWM, auf Grundlage von Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw, an Vortreiber 713a aus.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerfunktion von erster MCU 214a von erstem Antriebssteuersystem 210a von erster ECU 200 zeigt.
Es ist anzumerken, dass zweite MCU 214b dieselbe Steuerfunktion wie die Steuerfunktion von erster MCU 214a aufweist. Daher ist in 5 die Darstellung von zweiten Antriebssteuersystem 210b weggelassen.
Befehlsdrehwinkelinformations-Empfangseinheit 21 erfasst Information hinsichtlich eines Drehwinkel-Befehlswerts von Befehlsdrehwinkelinformations-Übertragungseinheit 75 von erstem Antriebssteuersystem 710a von zweiter ECU 700.
Eine Drehwinkel-Erkennungseinheit 22 erfasst ein Signal, das von Drehwinkelsensor 400 ausgegeben wird, und erkennt einen Drehwinkel von gelenkten Rädern 2L und 2R.
Eine Motorwinkel-Erkennungseinheit 23 erfasst ein Signal von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 (erstem Rotationswinkelsensor 101a und zweitem Rotationswinkelsensor 101b) zum Erkennen eines Rotationswinkels der Motorwelle (einer Rotationsposition eines Rotors und einer magnetischen Polposition) von Drehmotor 100 und erkennt den Rotationswinkel der Motorwelle von Drehmotor 100.
Eine Stromerkennungseinheit 24 erkennt jeden von elektrischen Strömen (Phasenströmen), die zu Phasen (einer U-Phase, einer V-Phase, und einer W-Phase) von Drehmotor 100 fließen.
Eine Rückkopplungssteuereinheit 26 erfasst Information hinsichtlich des Drehwinkel-Befehlswerts (eines Zielwerts) von Befehlsdrehwinkelinformations-Empfangseinheit 21, erfasst Information hinsichtlich des Drehwinkels (eines tatsächlichen Drehwinkels) von gelenkten Rädern 2L und 2R von Drehwinkel-Erkennungseinheit 22, und erfasst Information hinsichtlich des Rotationswinkels der Motorwelle von Drehmotor 100 von Motorwinkel-Erkennungseinheit 23.
Rückkopplungssteuereinheit 25 berechnet Zieldreh-Drehmoment, um den tatsächlichen Drehwinkel zu veranlassen, sich dem Drehwinkel-Befehlswert (mit anderen Worten, einem Zielwert des Drehwinkels) anzunähern.
Eine Vektorsteuereinheit 26 erfasst Information hinsichtlich des Zieldreh-Drehmoments von Rückkopplungssteuereinheit 25, erfasst die Information hinsichtlich des Rotationswinkel der Motorwelle von Drehmotor 100 von Motorwinkel-Erkennungseinheit 23, erfasst ferner Information hinsichtlich der Phasenströme von Stromerkennungseinheit 24, und berechnet d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd und q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq mit dem Vektorsteuerschema.
Im speziellen berechnet Vektorsteuereinheit 26 d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd und q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq entsprechend Abweichungen zwischen einem d-Achsen-Strombefehlswert und einem q-Achsen-Strombefehlswert, die dem Zieldreh-Drehmoment entsprechen, und einem tatsächlichen d-Achsen-Strom und einem tatsächlichen q-Achsen-Strom, die berechnet werden, indem tatsächliche Phasenströme dreier Phasen umgewandelt werden.
Zudem wandelt Vektorsteuereinheit 26 d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd und q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq in Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw um, auf Grundlage der Information hinsichtlich des Drehwinkels der Motorwelle von Drehmotor 100, und gibt die Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw aus.
Eine PWM-Erzeugungseinheit 28 gibt einen Steuerbefehl zum an- und aus-Steuern von Schaltelementen von Wechselrichter 212a mit PWM, auf Grundlage der Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw, an den Vortreiber 213a aus.
Eine Antriebssignal-Umschalteinheit 27, die in einer Vorstufe von PWM-Erzeugungseinheit 28 angeordnet ist, wählt eine einer Befehlsspannung von Vektorsteuereinheit 26 und einer Befehlsspannung von einer Fehlerspannungswellenform-Erzeugungseinheit 29 aus, entsprechend Vorhandensein oder Abwesenheit einer Unregelmäßigkeit von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101, und gibt die ausgewählte Befehlsspannung an PWM-Erzeugungseinheit 28 aus.
Wie unten beschrieben, wenn Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 fehlerhaft ist, erzeugt Fehlerspannungswellenform-Erzeugungseinheit 29 eine Spannungswellenform durch offene Steuerung, auf Grundlage eines Motorrotationswinkels, der von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 erkannt wird, bevor eine Unregelmäßigkeit erkannt wird, und von Information (spezifisch: einem Lenkwinkel oder Lenkwinkelgeschwindigkeit) hinsichtlich Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000.
Wenn Drehmotor-Rotationssensor 101 normal ist, gibt Antriebssignal-Umschalteinheit 27 eine Befehlsspannung durch die Regelung, die von Vektorsteuereinheit 26 erzeugt wird, an PWM-Erzeugungseinheit 28 aus. Wenn Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 fehlerhaft ist, gibt Antriebssignal-Umschalteinheit 27 eine Befehlsspannung durch die offene Steuerung, die von Fehlerspannungswellenform-Erzeugungseinheit 29 erzeugt wird, an PWM-Erzeugungseinheit 28 aus.
Mit anderen Worten, Antriebssignal-Umschalteinheit 27 schaltet die Regelung und die offene Steuerung gemäß dem Vorliegen oder Abwesenheit einer Unregelmäßigkeit von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 um.
Eine Fehlerdiagnoseeinheit 30 erfasst Information hinsichtlich eines Motorrotationswinkel-Erkennungswerts, das heißt, eines Rotationswinkel-Erkennungswerts von erstem Rotationswinkelsensor 101a und eines Rotationswinkel-Erkennungswerts von zweitem Rotationswinkelsensor 101b, von Motorwinkel-Erkennungseinheit 23 erfasst.
Fehlerdiagnoseeinheit 30 vergleicht den Rotationswinkel-Erkennungswert von erstem Rotationswinkelsensor 101a und den Rotationswinkel-Erkennungswert von zweitem Rotationswinkelsensor 101b, und bestimmt, wenn die Rotationswinkel-Erkennungswerte übereinstimmen, dass Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 normal ist, und bestimmt, wenn die Rotationswinkel-Erkennungswerte nicht übereinstimmen, dass Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 nicht in Ordnung ist, und überträgt Information hinsichtlich eines Diagnoseergebnisses an Rückkopplungssteuereinheit 25 und Fehlerspannungswellenform-Erzeugungseinheit 29.
Ein Lenkwinkelinformation-Empfangseinheit 32 erfasst Information hinsichtlich eines Lenkwinkels (oder Lenkwinkelgeschwindigkeit) von Lenkrad 500 von Lenkwinkelinformations-Übertragungseinheit 67 von erster MCU 714a von Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000.
Eine Motorrotationsgeschwindigkeits-Einstelleinheit 31 stellt einen Befehlswert (einen Zielwert) von Rotationsgeschwindigkeit von Drehmotor 100 ein, auf Grundlage der Information hinsichtlich des Lenkwinkels (oder der Lenkwinkelgeschwindigkeit) von Lenkrad 500, die von Lenkwinkelinformations-Empfangseinheit 32 erfasst wird, mit anderen Worten, der Information hinsichtlich Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000.
Fehlerspannungswellenform-Erzeugungseinheit 29 erfasst den Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert, der von Motorrotationsgeschwindigkeit-Einstelleinheit 31 eingestellt wird, das Diagnoseergebnis von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 (Vorhandensein oder Abwesenheit einer Unregelmäßigkeit von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101) in Fehlerdiagnoseeinheit 30, Steuerinformation von Rückkopplungssteuereinheit 25, und dergleichen.
Wenn eine Unregelmäßigkeit in Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 aufgetreten ist und die Regelung nicht ausgeführt werden kann, erzeugt Fehlerspannungswellenform-Erzeugungseinheit 29 eine Spannungswellenform zum Durchführen der offenen Steuerung des Drehmotors 100 und gibt die Spannungswellenform an Antriebssignal-Umschalteinheit 27 aus.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren in zweiter ECU 700 von Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 3000, das heißt, ein Steuerverfahren von Gegenwirkungsmotor 600, zeigt.
Es ist anzumerken, dass das in dem Flussdiagramm von 6 gezeigte Steuerverfahren parallel in erster MCU 714a von erstem Antriebssteuersystem 710a und zweiter MCU 714b von zweitem Antriebssteuersystem 710b ausgeführt wird.
In Schritt S751 startet zweite ECU 700 entsprechend einer AN-Bedienung eines Zündungsschalters, bei dem es sich um den Hauptschalter zum Betreiben und Stoppen des Fahrzeugs 1 handelt.
Zweite ECU 700 erkennt einen Lenkwinkel von Lenkrad 500 aus einer Ausgabe von Lenkwinkelsensor 800 in Schritt S752, erkennt einen Rotationswinkel der Motorwelle von Gegenwirkungsmotor 600 aus einer Ausgabe von Rotationswinkelsensor 120 in Schritt S753, und erkennt einen Motorstrom (spezifisch, Phasenströme) von Gegenwirkungsmotor 600 in Schritt S754.
Anschließend berechnet zweite ECU 700 Lenkwinkelgeschwindigkeit von Lenkrad 500 in Schritt S755, berechnet einen Befehlswert einer Lenkgegenwirkung (Gegendrehmoment) in Schritt S756, und berechnet ferner einen Drehwinkel-Befehlswert für gelenkte Räder 2L und 2R aus Information hinsichtlich des Lenkwinkels von Lenkrad 500 in Schritt S757.
Anschließend überträgt zweite ECU 700 Information hinsichtlich des Drehwinkel-Befehlswerts an erste ECU 200 von Lenkvorrichtung 2000 in Schritt S758 und überträgt Information hinsichtlich der Lenkwinkelgeschwindigkeit von Lenkrad 500 an erste ECU 200 von Lenkvorrichtung 2000 in Schritt S759.
Hier kann zweite ECU 700 die Information hinsichtlich des Lenkwinkels von Lenkrad 500 an erste ECU 200 übertragen, so dass erste ECU 200 die Lenkwinkelgeschwindigkeit berechnet.
In Schritt S760 berechnet zweite ECU 700, mit Vektorsteuerung, Spannungsbefehlswerte von Phasen entsprechend dem Befehlswert der Lenkgegenwirkung und dem Rotationswinkel der Motorwelle von Gegenwirkungsmotor 600.
Anschließend bestimmt zweite ECU 700 ein Tastverhältnis in PWM-Steuerung von Wechselrichtern 712a und 712b, auf Grundlage der Spannungsbefehlswerte der Phasen in Schritt S761, und gibt im nächsten Schritt S762 ein Pulssignal zum an- und ausschalten von Schaltelementen von Wechselrichtern 712a und 712b aus und treibt Gegenwirkungsmotor 600 an.
Zweite ECU 700 unterscheidet AN und AUS des Zündungsschalters in Schritt S763.
Zweite ECU 700 kehrt zu Schritt S752 zurück und führt wiederholt ein Steuerverfahren von Schritt S752 bis Schritt S762 aus, wenn der Zündungsschalter an ist, und beendet das Steuerverfahren, wenn der Zündungsschalter aus ist.
7 und 8 sind Flussdiagramm, die ein Steuerverfahren in erster ECU 200 von Lenkvorrichtung 2000, das heißt, ein Steuerverfahren von Drehmotor 100, zeigen.
Es ist anzumerken, dass das in den Flussdiagrammen von 7 und 8 gezeigte Steuerverfahren parallel in erster MCU 214a von erstem Antriebssteuersystem 210a und zweiter MCU 214b von zweitem Antriebssteuersystem 210b ausgeführt wird.
Erste ECU 200 startet entsprechend einer AN-Bedienung des Zündungsschalters in Schritt S251.
Erste ECU 200 erfasst Information hinsichtlich eines Drehwinkel-Befehlswerts von zweiter ECU 700 in Schritt S252 und erfasst Information hinsichtlich Lenkgeschwindigkeit (oder eines Lenkwinkels) von zweiter ECU 700 in dem nächsten Schritt S253.
Erste ECU 200 erkennt einen Rotationswinkel θmot der Motorwelle von Drehmotor 100, auf Grundlage einer Ausgabe von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 in Schritt S254 und erkennt einen Motorstrom (Phasenströme) von Drehmotor 100 in Schritt S255.
Anschließend führt erste ECU 200 eine Fehlerdiagnose für Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 in Schritt S256 aus.
Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 ist redundant ausgebildet und ist durch ersten Rotationswinkelsensor 101a und zweiten Rotationswinkelsensor 101b gebildet.
Somit vergleicht, als die Fehlerdiagnose für Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101, erste ECU 200 ein Erkennungsergebnis von erstem Rotationswinkelsensor 101a und ein Erkennungsergebnis von zweitem Rotationswinkelsensor 101b. Erste ECU 200 bestimmt, dass Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 normal ist, wenn die Erkennungsergebnisse miteinander übereinstimmen, und bestimmt, dass Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 nicht in Ordnung ist, wenn die Erkennungsergebnisse nicht miteinander übereinstimmen.
Es ist anzumerken, dass ein Diagnoseverfahren von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 nicht auf Vergleich von Ausgaben von zwei Sensoren beschränkt ist. Erste ECU 200 kann eine Unregelmäßigkeit von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 durch eine Diagnose eines inneren Sensors, Erkennung eines Kommunikationsfehlers, oder dergleichen erkennen.
In dem nächsten Schritt S257 unterscheidet erste ECU 200 ein Ergebnis der Fehlerdiagnose für Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101.
Wenn Normalität von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 erkannt wird, fährt erste ECU 200 zu Schritt S258 und anschließenden Schritten fort, und führt normale Steuerung zum Antreiben von Drehmotor 100 mit der Regelung aus, um einen elektrischen Strom zu der Spule auf Grundlage eines Motorrotationswinkels umzuschalten, der von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 erkannt wird.
In Schritt S258 führt ECU 200, zum Beispiel, Lenkwinkel-Rückkopplungssteuerung zum Berechnen eines Zielwerts (eines Motordrehmoment-Befehlswerts) von Dreh-Drehmoment (Erzeugungsdrehmoment von Drehmotor 100) aus, auf Grundlage einer Abweichung zwischen Information hinsichtlich eines Drehwinkel-Befehlswerts und Information hinsichtlich eines tatsächlichen Drehwinkels.
Anschließend, in Schritt S259, aktualisiert erste ECU 200, auf Grundlage des jüngsten Erkennungswerts durch Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101, einen Motorwinkel zu normaler Zeit θnorm, der in einem Speicher gespeichert ist.
Das heißt, wenn Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 normal ist, wird Motorwinkel zu normaler Zeit θnorm sequentiell auf einen Wert aktualisiert, der mit einem Erkennungswert durch Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 übereinstimmt.
Wenn sich Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 von normal zu unregelmäßig ändert, zeigt Motorwinkel zu normaler Zeit θnorm einen Rotationswinkel-Erkennungswert der Motorwelle von Drehmotor 100, bevor die Unregelmäßigkeit von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 erkannt wurde, an.
Es ist anzumerken, dass, in dem Aktualisierungsprozess für Motorwinkel zu normaler Zeit θnorm in Schritt S259, ECU 200 den Motorwinkel zu normaler Zeit θnorm auf Grundlage eines Durchschnittswerts von Erkennungswerten einer Mehrzahl an Sensoren aktualisieren kann, die Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 bilden, das heißt, erstem Rotationswinkelsensor 101a und zweiten Rotationswinkelsensor 101b.
Indem Motorwinkel zu normaler Zeit θnorm auf Grundlage des Durchschnittswerts aktualisiert wird, kann erste ECU 200 den Motorwinkel zu normaler Zeit θnorm selbst dann genau aktualisieren, wenn, zum Beispiel, eine Abweichung von Samplingzeiten von Ausgaben von zwei Rotationswinkelsensoren 101a und 101b vorliegt.
Anschließend berechnet, in Schritt S260, erste ECU 200 einen elektrischen Winkel θmot_e aus Motorrotationswinkel θmot (ein mechanischer Winkel).
Erste ECU 200 fährt von Schritt S260 zu Schritt S272 fort und berechnet, mit dem Vektorsteuerschema, Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw, um einen Zielwert (einen Motordrehmoment-Befehlswert) von Dreh-Drehmoment zu erzeugen.
Insbesondere stellt erste ECU 200 d-Achsen- und q-Achsen-Befehlsströme entsprechend dem Zielwert des Dreh-Drehmoments ein, wandelt Dreiphasen-Stromerkennungswerte in tatsächliche d-Achsen- und q-Achsen-Ströme auf Grundlage von elektrischem Winkel θmot_e um, berechnet d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd und q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq auf Grundlage von Abweichungen zwischen dem d-Achsen-Befehlsstrom und dem q-Achsen-Befehlsstrom und dem tatsächlichen d-Achsen-Strom und dem tatsächlichen q-Achsen-Strom, und wandelt ferner d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd und q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq in Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw auf Grundlage von elektrischem Winkel θmot_e um.
Das heißt, erste ECU 200 führt Motorstrom-Rückkopplungssteuerung zum Ändern von Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw aus, auf Grundlage der Dreiphasen-Stromerkennungswerte, so dass ein Zielwert des Dreh-Drehmoments tatsächlich erhalten wird, um einen Drehwinkel zu veranlassen, mit einem Befehlswert übereinzustimmen.
Anschließend, in Schritt S273, bestimmt ECU 200, mit PWM auf Grundlage von Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw, ein Tastverhältnis zum an- und aus-Steuern der Schaltelemente von Wechselrichter 712a.
In dem nächsten Schritt S274 gibt erste ECU 200, auf Grundlage von elektrischem Winkel θmot_e und dem Tastverhältnis, ein PWM-Signal zum an- und aus-Steuern der Schaltelemente von Wechselrichter 712a aus.
Als ein Antriebsverfahren für Drehmotor 100 kann erste ECU 200 sowohl ein Rechteckwellenform-Antriebsschema (mit anderen Worten, ein 120-Grad-Bestromungsschema oder ein 120-Grad-Phasen-Rechteckwellen-Antriebsschema) als auch ein Sinuswellen-Antriebsschema (mit anderen Worten, ein 120-Grad-Phasen-Sinuswellen-Ansteuerungsschema) anwenden, die öffentlich bekannt sind.
In dem Fall des Sinuswellen-Antriebsschemas wird, da Motorantrieb ruhig durchgeführt wird, Vibration von Lenkvorrichtung 2000 vermieden und Lautlosigkeit von Fahrzeug 1 kann sichergestellt werden. Andererseits kann, in dem Fall des Rechteckwellen-Antriebsschemas, da eine Leistungsversorgungsspannung bis zu dem maximalen Grad genutzt werden kann, großes Antriebsdrehmoment ausgegeben werden und Steuerbarkeit eines Drehwinkels verbessert werden.
9 zeigt Umschaltzeiten für Schaltelemente eines Wechselrichters in dem Rechteckwellen-Antriebsschema.
In dem Rechteckwellen-Antriebsschema werden die Schaltelemente in einem Bestromungsmuster umgeschaltet, in dem, unter sechs Schaltelementen des Wechselrichters (einer Dreiphasen-Brückenschaltung), in einer ersten Phase eine hohe Seite (ein oberer Arm) aus ist und eine niedrige Seite (ein unterer Arm) an ist, in einer zweiten Phase die niedrige Seite aus ist und die hohe Seite an ist, und in einer dritten Phase sowohl die hohe Seite als auch die niedrige Seite aus sind.
In sämtlichen der Phasen werden, wenn die hohe Seite oder die niedrige Seite für eine Dauer von 120° angeschaltet wird, sowohl die hohe Seite als auch die niedrige Seite gesteuert, für eine Dauer von 60° aus zu sein.
Andererseits ist das Sinuswellen-Antriebsschema ein Antriebsschema, um einen sinuswellenartigen Strom mit einem 120°-Phasenunterschied den Windungsdrähten von drei Phasen (einer U-Phase, einer V-Phase, und einer W-Phase) zuzuführen.
Es ist möglich, eine Motoranwendungsspannung zu maximieren, indem ein Verfahren zum Zufügen einer dritten Harmonischen zu einer angewendeten Spannungswellenform des Sinuswellen-Antriebsschemas angewendet wird (siehe JP2018-064313 A und dergleichen).
Erste ECU 200 unterscheidet AN und AUS des Zündungsschalters in dem nächsten Schritt S275 und kehrt, wenn der Zündungsschalter an ist, zu Schritt S252 zurück und führt wiederholt das Steuerverfahren für Drehmotor 100 aus, und beendet das Steuerverfahren für Drehmotor 100, wenn der Zündungsschalter aus ist.
Andererseits, wenn eine Unregelmäßigkeit von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 in Schritt S257 erkannt wird, fährt ECU 200 zu Schritt S261 und anschießenden Schritten fort.
Wie unten beschrieben schaltet, in Schritt S261 und anschließenden Schritten, erste ECU 200 die Regelung zu der offenen Steuerung um, zum Steuern von Bestromung, ohne eine Erkennungsausgabe von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 zu verwenden, und fährt mit der Steuerung von Drehmotor 100 fort.
Somit kann erste ECU 200 Steuerung eines Drehwinkels selbst dann fortführen, wenn Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 ausfällt.
Da erste ECU 200 die Regelung zu der offenen Steuerung umschaltet, wenn Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 ausfällt, kann erste ECU 200 die Steuerung des Drehwinkels fortführen, ohne Sensoren, die Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 bilden, auf drei oder mehr Sensoren zu bündeln. Es ist möglich, eine Erhöhung von Kosten in dem Steer-By-Wire-System zu verhindern.
Wie unten im Detail beschrieben, verwendet erste ECU 200 offene Selbststeuerung und externe offene Steuerung als die offene Steuerung, entsprechend Bedingungen.
Die offene Selbststeuerung (Selbststeuerung) ist ein Betriebsmodus zum Erkennen einer induzierten Spannung, die in der nicht bestromten Spule durch Rotation eines Permanentmagneten erzeugt wird, Durchführen von Positionserkennung auf Grundlage der erkannten induzierten Spannung, und Ausführen von Bestromungsumschalten.
Die externe offene Steuerung (externe Steuerung) ist ein offenes Steuerverfahren zum Anwenden einer periodischen Spannung in einer Vorwärtskopplungs-Art, unabhängig von einer magnetischen Polposition.
In der offenen Selbststeuerung, wenn Motorrotation endet und die induzierte Spannung nicht erzeugt wird, wird eine Rotationsposition der Motorwelle von Drehmotor 100 unbekannt, und, so wie Motorrotationsgeschwindigkeit abnimmt, fällt die induzierte Spannung ab, und eine Schätzgenauigkeit einer Rotationsposition (eines Rotationswinkels) verschlechtert sich.
Andererseits ist es in der externen offenen Steuerung möglich, einen Motor von einem angehaltenen Zustand anzutreiben, um zu rotieren.
Daher steuert erste ECU 200 Drehmotor 100 mit der externen offenen Steuerung in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich der Motorrotationsgeschwindigkeit von Null (einem Motorstoppzustand) zu vorbestimmter Geschwindigkeit, und steuert Drehmotor 100 mit der offenen Selbststeuerung in einem Hochgeschwindigkeitsbereich der Motorrotationsgeschwindigkeit gleich oder größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit.
In der folgenden Erklärung wird die offene Steuerung in Schritt S261 und anschließenden Schritten im Detail erklärt.
In Schritt S261 bestimmt erste ECU 200, ob erste ECU 200 zum ersten Mal, nachdem die Unregelmäßigkeit von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 erkannt wurde, zu Schritt S261 gelangt ist, das heißt, die erste ECU 200 führt die offene Steuerung zum ersten Mal nach Erkennen der Unregelmäßigkeit von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 durch.
Wenn erste ECU 200 zum ersten Mal nach der Unregelmäßigkeitserkennung zu Schritt S261 gelangt ist, fährt ECU 200 zu Schritt S262 fort und stellt, als einen Anfangswert eines Fehlermotorwinkels θop, Motorwinkel zu normaler Zeit θnorm ein, das heißt, einen Rotationswinkel-Erkennungswert bevor die Unregelmäßigkeit von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 erkannt wurde (mit anderen Worten, einen Rotationswinkel, der zuletzt in dem normalen Zustand von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 erkannt wurde).
Es ist anzumerken, dass Fehlermotorwinkel θop Information hinsichtlich einer Rotationsposition der Motorwelle von Drehmotor 100 ist, anstelle eines Erkennungswerts durch Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101, wenn Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 unregelmäßig wird. Erste ECU 200 schaltet Bestromung zu der Spule auf Grundlage von Fehlermotorwinkel θop in der externen offenen Steuerung um.
Andererseits, wenn erste ECU 200 zum zweiten Mal oder zu einer größeren Anzahl von Malen zu Schritt S261 gelangt ist, und nicht das erste Mal nach der Entdeckung der Unregelmäßigkeit, umgeht erste ECU 200 Schritt S262 und fährt zu Schritt S263 fort.
In Schritt S263 berechnet ECU 200, auf Grundlage der Information hinsichtlich der Lenkwinkelgeschwindigkeit von Lenkrad 500, Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n), die als ein Rotationswinkelgeschwindigkeits-Befehlswert in der offenen Steuerung (spezifisch, der externen offenen Steuerung) dient.
Das heißt, erste ECU 200 führt die externe offene Steuerung so aus, dass die Rotationsgeschwindigkeit von Drehmotor 100 proportional zu der Lenkwinkelgeschwindigkeit ist.
Anschließend, in Schritt S264, berechnet erste ECU 200, um auf Grundlage von Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n) Fehlermotorwinkel θop zu aktualisieren, wobei ein Anfangswert dessen ein Rotationswinkel der Motorwelle ist, die durch Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 erkannt wird, bevor eine Unregelmäßigkeit erkannt wird.
In Schritt S265 bestimmt ECU 200, ob Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n-1) gleich oder größer ist als eine eingestellte Rotationsgeschwindigkeit ωth.
Die eingestellte Rotationsgeschwindigkeit ωth ist Rotationsgeschwindigkeit, die auf Grundlage einer unteren Grenze eines Rotationsgeschwindigkeitsbereichs eingestellt wird, in dem eine magnetische Polposition auf sensorlose Weise geschätzt werden kann, auf Grundlage einer motorinduzierten Spannung. Ein Rotationsgeschwindigkeitsbereich gleich oder größer als eingestellte Rotationsgeschwindigkeit ωth zeigt an, dass eine motorinduzierte Spannung mit einer Größe, mit der eine magnetische Polposition (eine Rotorrotationsposition) mit ausreichender Genauigkeit geschätzt werden kann, erzeugt wird.
Wenn Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n-1) gleich oder größer als eingestellte Rotationsgeschwindigkeit ωth ist, und eine Rotationsgeschwindigkeitsbedingung, unter der eine magnetische Polposition in einer sensorlosen Weise auf Grundlage der motorinduzierten Spannung geschätzt werden kann, erfüllt ist, fährt erste ECU 200 zu Schritt S269 und anschließenden Schritten fort und führt die offene Selbststeuerung aus.
Andererseits, wenn die Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n-1) geringer ist als eingestellte Rotationsgeschwindigkeit ωth, und die Rotationsgeschwindigkeitsbedingung, unter der eine magnetische Polposition in einer sensorlosen Weise auf Grundlage der motorinduzierten Spannung geschätzt werden kann, nicht erfüllt ist, fährt erste ECU 200 zu Schritt S266 und anschließenden Schritten fort und führt die externe offene Steuerung zum Umschalten eines elektrischen Stroms zu der Spule auf Grundlage von Information hinsichtlich Fehlermotorwinkel θop aus.
Da erste ECU 200 Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n) auf Grundlage der Information hinsichtlich der Lenkwinkelgeschwindigkeit von Lenkrad 500 einstellt, steuert erste ECU 200 Drehmotor 100 mit der externen offenen Steuerung, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit geringer ist als vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit, und steuert Drehmotor 100 mit der offenen Selbststeuerung, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit.
Wenn Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n-1) geringer ist als eingestellte Rotationsgeschwindigkeit ωth und die externe offene Steuerung ausgeführt wird, berechnet ECU 200 erst, in Schritt S266, einen elektrischen Motorwinkel θop_e aus Fehlermotorwinkel θop.
Anschließend berechnet erste ECU 200, in Schritt S267, auf Grundlage von Drehwinkelgeschwindigkeit basierend auf Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n), Fahrzeuggeschwindigkeit von Fahrzeug 1, und einen tatsächlichen Drehwinkel, einen Zielbefehls-Effektivstrom Icmd von Drehmotor 100 zu der Zeit der externen offenen Steuerung.
Erste ECU 200 berechnet einen Referenzbefehls-Effektivstrom Iref auf Grundlage der Drehwinkelgeschwindigkeit, berechnet einen Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Kspd auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, und berechnet ferner einen Drehwinkelkoeffizienten Kstr auf Grundlage des tatsächlichen Drehwinkels.
Erste ECU 200 berechnet Zielbefehls-Effektivstrom Icmd (einen Befehlswert eines Antriebsstroms) entsprechend dem folgenden Ausdruck auf Grundlage eines Referenzbefehls-Effektivstroms Iref, Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Kspd, und Drehwinkelkoeffizienten Kstr (mit anderen Worten, auf Grundlage der Drehwinkelgeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit, und des tatsächlichen Drehwinkels). $Icmd = Iref \times Kspd \times Kstr$
10 ist ein Graph, der eine Korrelation zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit und Referenzbefehls-Effektivstrom Iref zeigt. Referenzbefehls-Effektivstrom Iref wird auf einen größeren elektrischen Strom eingestellt, so wie die Drehwinkelgeschwindigkeit zunimmt und eine Anfrage für Motordrehmoment zunimmt.
11 ist ein Graph, der eine Korrelation zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Kspd zeigt. Da eine Drehlast ansteigt, so wie die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt, wird Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizient Kspd auf Zielbefehls-Effektivstrom Icmd eingestellt, der größer ist, so wie die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
12 ist ein Graph, der eine Korrelation zwischen dem tatsächlichen Drehwinkel und Drehwinkelkoeffizienten Kstr zeigt. Da eine Drehlast ansteigt, so wie der tatsächliche Drehwinkel ansteigt, wird Drehwinkelkoeffizient Kstr auf eingestellten Zielbefehls-Effektivstrom Icmd eingestellt, der größer ist, so wie der tatsächliche Drehwinkel zunimmt.
Wenn Zielbefehls-Effektivstrom Icmd wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es möglich, Drehmotor 100 zu steuern, ohne Drehmotor 100 zu veranlassen, auszuschalten, während Fließfähigkeit beibehalten wird.
Es ist anzumerken, dass erste ECU 200 Zielbefehls-Effektivstrom Icmd variabel einstellen kann, auf Grundlage von mindestens einer aus der Drehwinkelgeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit, und dem tatsächlichen Drehwinkel.
Anschließend berechnet erste ECU 200, in Schritt S268, einen Befehlsspannungswert, so dass ein tatsächlicher Stromwert sich dem Zielbefehls-Effektivstrom Icmd (dem Befehlsstromwert) annähert.
Erste ECU 200 fährt von Schritt S268 zu Schritt S273 fort und berechnet, auf Grundlage des Befehlsspannungswerts, ein Tastverhältnis beim an- und aus-Antreiben der Schaltelemente von Wechselrichtern 212a und 212b.
Ferner gibt erste ECU 200, in Schritt S274, ein PWM-Signal (mit anderen Worten, ein Gate-Signal) zum an- und ausschalten der Schaltelemente von Wechselrichtern 212a und 212b entsprechend dem Tastverhältnis synchron auf Grundlage von elektrischem Motorwinkel θop_e aus.
Es ist anzumerken, dass, wenn der absolute Wert des Unterschieds zwischen dem Drehwinkel-Befehlswert und dem tatsächlichen Drehwinkel gleich oder geringer ist als ein vorbestimmter Wert in der externen offenen Steuerung in Schritt S267 und S268, erste ECU 200 die Rückkopplungssteuerung beendet und einen elektrischen Strom, der zu Drehmotor 100 fließt, auf einen vorbestimmten Stromwert verringert.
13 bis 18 zeigen eine Korrelation zwischen einer Bestromungsphase in dem Rechteckwellen-Antriebsschema und einem stabilen Winkel des Rotors.
Zum Beispiel, wenn ein Zustand, in dem ein elektrischer Strom von der U-Phase zu der W-Phase zugeführt wird, wie in 13 gezeigt, fortgesetzt wird, stabilisiert sich der Rotor in der 30°-Position. Andererseits, wenn ein Zustand, in dem ein elektrischer Strom von der W-Pase zu der U-Phase zugeführt wird, wie in 16 fortgesetzt wird, stabilisiert sich der Rotor in der 210°-Position.
19 ist ein Graph, der eine Korrelation zwischen der Größe eines elektrischen Stroms und der Größe von erzeugtem Drehmoment in Richtung des stabilen Winkels des Rotors zeigt.
Zum Beispiel, wenn ein konstanter Strom von der U-Phase zu der W-Phase zugeführt wird, wird Drehmoment in Richtung der 30°-Position erzeugt, wenn die Position des Rotors von der 30°-Position abweicht, die den stabilen Winkel darstellt, und der Rotor rotiert zu der 30°-Position, die den stabilen Winkel darstellt, und stabilisiert sich.
Das Drehmoment in Richtung der 30°-Position nimmt zu, so wie ein elektrischer Strom, der der Spule zugeführt wird, zunimmt.
Somit, wenn der absolute Wert des Unterschieds zwischen dem Drehwinkel-Befehlswert und dem tatsächlichen Drehwinkel gleich oder geringer ist als der vorbestimmte Wert in der externen offenen Steuerung in Schritt S267 und Schritt S268, verringert erste ECU 200 den elektrischen Strom, der Drehmotor 100 zugeführt wird, auf einen vorbestimmten Stromwert, mit dem die Position des Rotors beibehalten werden kann, und führt damit fort, den elektrischen Strom zu denselben beiden Phasen zuzuführen.
Folglich ist es möglich, Leistungsverbrauch zu verringern, wenn der Drehwinkel-Befehlswert und der tatsächliche Drehwinkel im Wesentlichen übereinstimmen und es unnötig geworden ist, den Drehwinkel zu ändern (mit anderen Worten, wenn ein fester Drehwinkel beibehalten wird).
Als nächstes wird die offene Selbststeuerung in Schritt S269 und anschließenden Schritten erklärt.
Es ist anzumerken, dass in der offenen Selbststeuerung in Schritt S269 und anschließenden Schritten erste ECU 200 Bestromung zu der Spule unter Verwendung eines Schätzwerts eines Motorrotationswinkels umschaltet, auf Grundlage einer motorinduzierten Spannung, anstelle einer Erkennungsausgabe von Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101.
In Schritt S269 berechnet ECU 200 einen elektrischen Motorwinkel θemf_e auf Grundlage einer induzierten Spannung.
Spezifisch, da eine induzierte Spannung auf Grund von Rotation eines Permanentmagneten in einem Anschluss einer nicht bestromten Phase unter den drei Phasen auftritt, erkennt erste ECU 200 zuerst einen Nulldurchgangspunkt der induzierten Spannung, um die Position des Motors zu erkennen.
Anschließend berechnet erste ECU 200, in Schritt 270, auf Grundlage eines Fehlermotorwinkels θop, der auf Grundlage von Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n) aktualisiert wird, und elektrischem Motorwinkel θemf_e, der aus der induzierten Spannung geschätzt wird, eine Drehwinkelabweichung, um den Motor zu veranlassen, Motorrotationsgeschwindigkeit ωop_(n-1) entsprechend der Lenkwinkelgeschwindigkeit von Lenkrad 500 zu folgen, und berechnet einen Zielwert von Dreh-Drehmoment, so dass die Drehwinkelabweichung sich Null annähert.
In Schritt S271 aktualisiert erste ECU 200 einen Wert von elektrischem Winkel θmot_e auf elektrischen Motorwinkel θemf_e, auf Grundlage der induzierten Spannung.
Anschließend fährt erste ECU 200 zu Schritt S272 fort und berechnet, wie oben beschrieben, mit dem Vektorsteuerschema Dreiphasen-Befehlsspannungen Vu, Vv, und Vw zum Erzeugen eines Zielwerts des Dreh-Drehmoments (einen Motordrehmoment-Befehlswert).
Es ist anzumerken, dass in der offenen Selbststeuerung erste ECU 200 den Zielwert des Dreh-Drehmoments auf Grundlage einer Abweichung zwischen Information hinsichtlich des Drehwinkel-Befehlswerts und Information hinsichtlich des tatsächlichen Drehwinkels berechnen kann.
Das heißt, in der offenen Selbststeuerung kann erste ECU 200 dasselbe Steuerverfahren wie das Steuerverfahren der Regelung als ein Steuerverfahren für eine angewendete Spannung anwenden, obwohl ein Erkennungsverfahren für einen Rotationswinkel der Motorwelle sich von dem Erkennungsverfahren der Regelung unterscheidet.
In der offenen Steuerung (der externen offenen Steuerung und/oder der offenen Selbststeuerung) kann erste ECU 200 einen Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert von Drehmotor 100 berechnen, auf Grundlage der Abweichung zwischen der Information hinsichtlich des Drehwinkel-Befehlswerts und der Information hinsichtlich des tatsächlichen Drehwinkels, einen Spannungsbefehlswert entsprechend dem Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert einstellen, und eine Spannung auf den Drehmotor 600 anwenden, auf Grundlage des Spannungsbefehlswerts.
In einer solchen offenen Steuerung stellt erste ECU 200 den absoluten Wert des Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswerts von Drehmotor 100 ein, um größer zu sein, so wie der absolute Wert der Abweichung zwischen der Information hinsichtlich des Drehwinkel-Befehlswerts und der Information hinsichtlich des tatsächlichen Drehwinkels ansteigt.
In diesem Fall ist es möglich, da der Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert entsprechend der Abweichung zwischen der Information hinsichtlich des Drehwinkel-Befehlswerts und der Information hinsichtlich des tatsächlichen Drehwinkels eingestellt wird, eine vorbestimmte Ansprechempfindlichkeit beizubehalten.
Das in der obigen Ausführungsform beschriebene technische Konzept kann wie benötigt in Kombination verwendet werden, solange es zu keinen Konflikten kommt.
Ebenso, während die Details der vorliegenden Erfindung spezifisch in Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben sind, ist es für die Fachperson offensichtlich, dass es möglich ist, verschiedene Modifikationen auf Grundlage des grundliegenden technischen Konzepts und Lehren der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Zum Beispiel kann Steer-By-Wire-System 1000 eine elektronische Steuervorrichtung enthalten, die sowohl die Steuerfunktion von erster ECU 200 als auch die Steuerfunktion von zweiter ECU 700 enthält.
Erste ECU 200 kann ein Erkennungsausgabesignal von Lenkwinkelsensor 800, der in Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung 8000 enthalten ist, direkt erfassen.
Drehmotor-Rotationswinkelsensor 101 kann durch einen Sensor ohne Redundanz eingerichtet sein oder kann eine redundante Konfiguration einschließlich dreier oder mehrerer Sensoren sein.
Das Steuersystem von erster ECU 200 und/oder zweiter ECU 700 kann durch ein Steuersystem ohne Redundanz oder durch ein redundantes System einschließlich dreier oder mehrerer Steuersysteme gebildet sein.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Fahrzeug
2L, 2R: Gelenkte Räder
100: Drehmotor
101: Drehmotor-Rotationswinkelsensor
200: Erste ECU (Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung)
500: Lenkrad
1000: Steer-By-Wire-System
1100: Steuervorrichtung
2000: Lenkvorrichtung
3000: Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020001477 A [0003]
JP 2018064313 A [0140]

Claims

Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung eines Steer-By-Wire-Systems, wobei das Steer-By-Wire-System enthält: eine Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung, die fähig ist, Gegendrehmoment auf ein Lenkrad auzuüben, indem ein Gegenwirkungsmotor angesteuert wird; eine Lenkvorrichtung, die mechanisch von der Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung getrennt ist, und die fähig ist, ein gelenktes Rad zu lenken, indem ein Drehmotor angesteuert wird; und einen Drehmotor-Rotationswinkelsensor, der fähig ist, einen Rotationswinkel einer Motorwelle des Drehmotors zu erkennen, und die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung, die, wenn eine Unregelmäßigkeit des Drehmotor-Rotationswinkelsensors erkannt wird, offene Steuerung des Drehmotors durchführt, auf Grundlage eines Rotationswinkels der Motorwelle des Drehmotors bevor die Unregelmäßigkeit des Drehmotor-Rotationswinkelsensors erkannt wird, und von Information hinsichtlich der Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die offene Steuerung offene Selbststeuerung oder externe offene Steuerung ist.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung fähig ist, Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads zu erkennen, und die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung die externe offene Steuerung durchführt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit geringer ist als vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit, und die offene Selbststeuerung durchführt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit gleich oder größer als die vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit ist.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung fähig ist, Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads zu erkennen, und die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung Steuerung so durchführt, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Drehmotors proportional zu der Lenkwinkelgeschwindigkeit ist.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Lenkvorrichtung fähig ist, einen tatsächlichen Drehwinkel des gelenkten Rads zu erkennen, die Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung fähig ist, einen Lenkwinkel des gelenkten Rads zu erkennen, und die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung einen Drehwinkel-Befehlswert aus dem Lenkwinkel berechnet, und Rotationsgeschwindigkeit des Drehmotors entsprechend einem Unterschied zwischen dem Drehwinkel-Befehlswert und dem tatsächlichen Drehwinkel berechnet, um Steuerung durchzuführen.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Antriebsverfahren für den Drehmotor ein 120-Grad-Phasen-Sinuswellen-Antriebsschema ist.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Antriebsverfahren für den Drehmotor ein 120-Grad-Phasen-Rechteckwellen-Antriebsschema ist.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Lenkvorrichtung fähig ist, einen tatsächlichen Drehwinkel des gelenkten Rads zu erkennen, und die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung einen Antriebsstrom des Drehmotors steuert, auf Grundlage von mindestens einer aus Fahrzeuggeschwindigkeit, des tatsächlichen Drehwinkels, und Drehwinkelgeschwindigkeit.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lenkvorrichtung fähig ist, einen tatsächlichen Drehwinkel des gelenkten Rads zu erkennen, die Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung fähig ist, einen Lenkwinkel des gelenkten Rads zu erkennen, und die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung einen Drehwinkel-Befehlswert aus dem Lenkwinkel berechnet, und wenn ein absoluter Wert eines Unterschieds zwischen dem Drehwinkel-Befehlswert und dem tatsächlichen Drehwinkel gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, Rückkopplungssteuerung für einen Drehwinkel beendet, und einen elektrischen Strom, der zu dem Drehmotor fließt, auf einen vorbestimmten Stromwert verringert.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung und die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung jeweils redundant gemacht sind.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Drehmotor-Rotationswinkelsensor eine Mehrzahl an Motor-Rotationswinkelsensoren enthält, wobei jeder dieser einen Motorrotationswinkel erkennt, bei dem es sich um einen Rotationswinkel der Motorwelle handelt.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung Werte der Mehrzahl an Motor-Rotationswinkelsensoren vergleicht, um eine Unregelmäßigkeit des Drehmotor-Rotationswinkelsensors zu erkennen.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung einen Durchschnittswert von Werten der Mehrzahl an Motor-Rotationswinkelsensoren als ein Rotationswinkel der Motorwelle des Drehmotors verwendet, bevor die Unregelmäßigkeit des Drehmotor-Rotationswinkelsensors erkannt wird.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lenkvorrichtung einen Drehwinkelsensor enthält, der fähig ist, einen tatsächlichen Drehwinkel des gelenkten Rads zu erkennen, die Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung einen Lenkwinkelsensor enthält, der fähig ist, einen Lenkwinkel des gelenkten Rads zu erkennen, und die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung einen Drehwinkel-Befehlswert aus dem Lenkwinkel berechnet, und Rückkopplungssteuerung des Drehmotors durchführt, so dass der tatsächliche Drehwinkel sich dem Drehwinkel-Befehlswert annähert.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Lenkvorrichtung das gelenkte Rad entsprechend einem Bewegungsbetrag einer Zahnstange lenkt, indem der Drehmotor angesteuert wird, und der Drehwinkelsensor ein Hubsensor ist, um den Bewegungsbetrag der Zahnstange zu erkennen.
Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Lenkvorrichtung das gelenkte Rad entsprechend einem Bewegungsbetrag einer Zahnstange lenkt, die mit einem Getrieberad ineinandergreift, das durch den Drehmotor angetrieben wird, um zu rotieren, und der Drehwinkelsensor ein Getrieberad-Winkelsensor zum Erkennen eines Winkels des Getrieberads ist.
Steer-By-Wire-System, umfassend: eine Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung, die fähig ist, Gegendrehmoment auf ein Lenkrad auszuüben, indem ein Gegenwirkungsmotor angesteuert wird; eine Lenkvorrichtung, die mechanisch von der Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung getrennt ist, und die fähig ist, ein gelenktes Rad zu lenken, indem ein Drehmotor angesteuert wird; und eine Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung, die fähig ist, die Lenkvorrichtung und die Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung zu steuern, wobei die Lenkvorrichtung einen Drehmotor-Rotationswinkelsensor enthält, der fähig ist, einen Rotationswinkel einer Motorwelle des Drehmotors zu erkennen, und die Fahrzeuglenk-Steuervorrichtung, die, wenn eine Unregelmäßigkeit des Drehmotor-Rotationswinkelsensors erkannt wird, offene Steuerung des Drehmotors durchführt, auf Grundlage eines Rotationswinkels der Motorwelle des Drehmotors bevor die Unregelmäßigkeit des Drehmotor-Rotationswinkelsensors erkannt wird, und von Information hinsichtlich der Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung.
Verfahren zum Steuern eines Steer-By-Wire-Systems, wobei das Steer-By-Wire-System enthält: eine Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung, die fähig ist, Gegendrehmoment auf ein Lenkrad auszuüben, indem ein Gegenwirkungsmotor angesteuert wird; und eine Lenkvorrichtung, die mechanisch von der Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung getrennt ist, und die fähig ist, ein gelenktes Rad zu lenken, indem ein Drehmotor angesteuert wird, wobei die Lenkvorrichtung einen Drehmotor-Rotationswinkelsensor enthält, der fähig ist, einen Rotationswinkel einer Motorwelle des Drehmotors zu erkennen, das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen, ob eine Unregelmäßigkeit in dem Drehmotor-Rotationswinkelsensor vorliegt; wenn keine Unregelmäßigkeit in dem Drehmotor-Rotationswinkelsensor vorliegt, Durchführen von Regelung des Drehmotors auf Grundlage eines Wertes des Drehmotor-Rotationswinkelsensors; und wenn eine Unregelmäßigkeit in dem Drehmotor-Rotationswinkelsensor vorliegt, Durchführen von offener Steuerung des Drehmotors auf Grundlage eines Rotationswinkels der Motorwelle des Drehmotors bevor die Unregelmäßigkeit des Drehmotor-Rotationswinkelsensors erkannt wird und von Information hinsichtlich der Gegenwirkungs-Erzeugungsvorrichtung.