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CN113815716A - 转向系统 - Google Patents

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Publication number
CN113815716A
CN113815716A CN202110668404.8A CN202110668404A CN113815716A CN 113815716 A CN113815716 A CN 113815716A CN 202110668404 A CN202110668404 A CN 202110668404A CN 113815716 A CN113815716 A CN 113815716A
Authority
CN
China
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steering
steering wheel
rotational position
angle
displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110668404.8A
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English (en)
Inventor
柿本祐辅
内野义友辉
柴田宪治
佐藤孝文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp, Toyota Motor Corp filed Critical JTEKT Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及一种转向系统,该转向系统包括:转向轴(21);反作用马达(22);以及配置成控制反作用马达(22)的控制单元。控制单元具有当车辆的电源接通并且方向盘的旋转位置不同于与转向轮的转动位置对应的正确旋转位置时执行校正过程的功能,该校正过程使用反作用马达(22)使方向盘(11)旋转以使得方向盘(11)的旋转位置相对于正确旋转位置的位移减小。控制单元配置成当位移等于或大于预定的容许值时执行校正过程,以及当位移小于容许值时不执行校正过程。

Description

转向系统
技术领域
本发明涉及车辆的转向系统。
背景技术
已经存在所谓的线控转向式转向系统,在线控转向式转向系统中,方向盘与转向轮之间的动力传递被切断。这样的转向系统包括:反作用机构,该反作用机构包括反作用马达,该反作用马达是施加至转向轴的转向反作用力的来源;以及转动机构,该转动机构包括转动马达,该转动马达是用于使转向轮转动的转动力的来源。当车辆行驶时,转向系统的控制装置通过反作用马达的电源控制来产生转向反作用力,并通过转动马达的电源控制使转向轮转动。
在这样的线控转向式转向系统中,方向盘不受转动机构的限制。因此,当在车辆的电源断开的状态下一定的外力施加至方向盘时,存在方向盘可能会旋转的可能性。此时,由于转向轮不运转,所以方向盘与转向轮之间的位置关系可能与对应于预定转向角比的原始位置关系不同。在此,转向角比是指转向轮的转动角与方向盘的转向角之间的比。
因此,例如,在未经审查的日本专利申请公开No.2006-321434(JP 2006-321434A)中公开的转向系统中,校正方向盘的旋转位置的过程在车辆电源的被接通时执行。转向系统的控制装置在车辆的电源已断开时存储方向盘的旋转位置。控制装置通过比较在车辆的电源断开时的方向盘的旋转位置和在车辆的电源接通时的方向盘的旋转位置来计算方向盘的旋转位置的位移,并且驱动反作用马达使得该位移变为0(零)。
发明内容
通过根据JP 2006-321434 A中公开的转向系统,方向盘和转向轮之间的位置关系的位移得到了可靠地改善。然而,在JP 2006-321434 A中公开的转向系统中,存在以下问题。在此,方向盘在车辆的电源接通时自动旋转,以校正方向盘与转向轮之间的位置关系。由于方向盘的自动旋转,驾驶员可能会感到不适。在车辆的电源接通之后直到校正方向盘的旋转位置的过程完成的期间内,驾驶员不能启动车辆。因此,驾驶员可能会感到压力。
本发明提供了一种转向系统,该转向系统可以减少由于校正方向盘与转向轮之间的位置关系的过程而引起的驾驶员的不适或压力。
根据本发明的方面,提供了一种转向系统,该转向系统包括:转向轴,该转向轴根据方向盘的操作而旋转,转向轴与车辆的转向轮之间的动力传递被切断;反作用马达,该反作用马达构造成产生转向反作用力,该转向反作用力是沿与转向方向相反的方向施加至转向轴的扭矩;以及控制单元,该控制单元配置成控制反作用马达。控制单元具有当车辆的电源接通并且方向盘的旋转位置不同于与转向轮的转动位置对应的正确旋转位置时执行校正过程的功能,该校正过程使用反作用马达使方向盘旋转以使得方向盘的旋转位置相对于正确旋转位置的位移减小。控制单元配置成当位移等于或大于预定的容许值时执行校正过程,以及当位移小于允许值时不执行校正过程。
通过这种构型,当车辆的电源接通并且方向盘的旋转位置相对于转向轮的转动位置的位移等于或大于预定的容许值时,执行校正方向盘的旋转位置的过程。另一方面,当车辆的电源接通并且方向盘的旋转位置相对于转向轮的转动位置的位移小于预定的容许值时,不执行校正方向盘的旋转位置的过程。这减小了在车辆的电源接通时自动旋转方向盘的可能性。因此,可以减少驾驶员的不适感。由于驾驶员等待校正方向盘的旋转位置的过程完成的可能性减小了,所以可以减小驾驶员的压力感。
在根据该方面的转向系统中,校正过程可以包括旋转方向盘以使得位移变为零的第一校正过程和旋转方向盘以使得位移变为容许值的第二校正过程。在这种情况下,控制单元可以配置成当位移大于预定的极限值时执行第一校正过程,以及当位移等于或大于容许值并且等于或小于极限值时执行第二校正过程。
通过这种构型,当车辆的电源接通并且方向盘的旋转位置相对于转向轮的转动位置的位移大于预定的极限值时,执行第一校正过程。通过执行第一校正过程,方向盘的旋转位置与对应于转向轮的转动位置的位置同步(即,与对应于转向轮的转动位置的位置匹配)。因此,可以使车辆平稳地开始移动而不会使驾驶员有不适感。
当车辆的电源接通并且方向盘的旋转位置相对于转向轮的转动位置的位移等于或大于容许值并且等于或小于极限值时,执行第二校正过程。通过执行第二校正过程,方向盘的旋转位置被校正,使得方向盘的旋转位置相对于转向轮的转动位置的位移达到允许值。由于方向盘的旋转位置没有与对应于转向轮的转动位置的位置完全同步(即,没有与对应于转向轮的转动位置的位置完全匹配),因此可以缩短从方向盘的自动旋转的开始到停止的时段。由于等待方向盘停止旋转的时间缩短了,因此可以减少驾驶员的压力感。
在根据该方面的转向系统中,校正过程可以是旋转方向盘以使得位移变为零的过程。通过这种构型,当车辆的电源接通并且方向盘的旋转位置相对于转向轮的转动位置的位移等于或大于预定的容许值时,通过执行校正过程,方向盘的旋转位置与对应于转向轮的转动位置的位置同步(即,与对应于转向轮的转动位置的位置匹配)。因此,可以使车辆平稳地开始移动而不会使驾驶员有不适感。
在根据该方面的转向系统中,校正过程可以是旋转方向盘以使得位移变为容许值的过程。通过这种构型,当车辆的电源接通并且方向盘的旋转位置相对于转向轮的转动位置的位移等于或大于预定的容许值时,通过执行校正过程,方向盘的旋转位置的位移减小至容许值。因此,可以使车辆平稳地开始移动而不会使驾驶员有不适感。
根据该方面的转向系统还可以包括:转动轴,该转动轴使转向轮转动,方向盘与转动轴之间的动力传递被切断;以及转动马达,该转动马达构造成产生转动力,该转动力是施加至转动轴以使转向轮转动的扭矩。在这种情况下,控制单元可以配置成:在车辆开始移动时,当方向盘的旋转位置不同于与转向轮的转动位置对应的旋转位置时,控制转动马达使得转向轮的转动位置变为与方向盘的旋转位置对应的位置。
通过这种构型,在车辆开始移动时,当方向盘的旋转位置没有与转向轮的转动位置同步(即,没有与转向轮的转动位置匹配)时,转向轮的转动位置被校正至与方向盘的旋转位置对应的位置。因此,可以使车辆开始移动同时抑制驾驶员的不适感。
通过根据本发明的该方面的转向系统,可以减少由于校正方向盘与转向轮之间的位置关系的过程而引起的驾驶员的不适或压力。
附图说明
下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点和技术及工业意义进行描述,在附图中,相同的附图标记表示相同的元件,并且在附图中:
图1是图示了根据实施方式的转向系统的构型的图;
图2是根据实施方式由反作用控制单元执行的同步控制的处理过程的流程图;
图3的(a)部分和(b)部分中的每一者是图示了根据实施方式的方向盘的旋转位置在车辆的电源接通后的变化的第一示例的正视图;
图4的(a)部分和(b)部分中的每一者是图示了根据实施方式的方向盘的旋转位置在车辆的电源接通后的变化的第二示例的正视图;
图5的(a)部分、(b)部分和(c)部分中的每一者是图示了根据实施方式的方向盘的旋转位置在车辆的电源接通后的变化的第三示例的正视图。
具体实施方式
在下文中,将描述根据本发明的实施方式的转向系统。如图1所图示的,车辆的转向系统10包括:反作用单元20,该反作用单元20将转向反作用力施加至车辆的方向盘11;以及转动单元30,该转动单元30使车辆的转向轮12转动。转向反作用力是沿与驾驶员操作的方向盘11的操作方向相反的方向施加的扭矩。通过将转向反作用力施加至方向盘11,可以给驾驶员适当的响应感。
反作用单元20包括:连接有方向盘11的转向轴21、反作用马达22、减速机构23、旋转角传感器24、扭矩传感器25和反作用控制单元27。
反作用马达22是产生转向反作用力的来源。例如,采用三相无刷马达作为反作用马达22。反作用马达22经由减速机构23连接至转向轴21。由反作用马达22产生的扭矩作为转向反作用力被施加至转向轴21。
旋转角传感器24设置在反作用马达22中。旋转角传感器24检测反作用马达22的旋转角θa。扭矩传感器25设置在转向轴21中的位于减速机构23与方向盘11之间的部分中。扭矩传感器25检测通过使方向盘11旋转的操作施加至转向轴21的转向扭矩Th
反作用控制单元27基于由旋转角传感器24检测到的反作用马达22的旋转角θa来计算作为转向轴21的旋转角的转向角θs。反作用控制单元27相对于与方向盘11的中立转向位置对应的反作用马达22的旋转角θa对反作用马达22的转数进行计数(在下文中,与中立转向位置对应的旋转角θa将被称为“马达中点”)。反作用控制单元27计算总角度,该总角度是通过将使用马达中点作为原点的旋转角θa相加而获得的角度,并且反作用控制单元27通过将计算出的总角度乘以基于减速机构23的减速比的换算系数来计算方向盘11的转向角θs。马达中点作为转向角中点信息存储在反作用控制单元27中。
反作用控制单元27执行反作用控制,以通过对反作用马达22的驱动控制来产生与转向扭矩Th对应的转向反作用力。反作用控制单元27基于由扭矩传感器25检测到的转向扭矩Th来计算目标转向反作用力,并且基于计算出的目标转向反作用力和转向扭矩Th来计算方向盘11的目标转向角。反作用控制单元27计算基于反作用马达22的旋转角θa计算出的转向角θs与目标转向角之间的差,并且控制对反作用马达22的电力供应,以消除该差。反作用控制单元27使用由旋转角传感器24检测到的反作用马达22的旋转角θa对反作用马达22执行矢量控制。
转动单元30包括:转动轴31、转动马达32、减速机构33、小齿轮轴34、旋转角传感器35和转动控制单元36。转动轴31沿车辆宽度方向(图1中的左右方向)延伸。左转向轮和右转向轮12经由拉杆13分别连接至转动轴31的两个端部。
转动马达32是产生转动力的来源。例如,采用三相无刷马达作为转动马达32。转动马达32经由减速机构33连接至小齿轮轴34。小齿轮轴34的小齿轮齿34a与转动轴31的齿条齿31a接合。由转动马达32产生的扭矩作为转动力经由小齿轮轴34施加至转动轴31。转动轴31随着转动马达32的旋转而沿车辆宽度方向(图1中的左右方向)移动。转向轮12的转动角θw随着转动轴31的运动而变化。
旋转角传感器35设置在转动马达32中。旋转角传感器35检测转动马达32的旋转角θb。转动控制单元36通过对转动马达32的驱动控制而基于转向状态执行用于使转向轮12转动的转动控制。转动控制单元36基于由旋转角传感器35检测到的转动马达32的旋转角θb来计算小齿轮轴34的旋转角θp。转动控制单元36基于转向角θs或反作用控制单元27计算出的目标转向角来计算小齿轮轴34的目标旋转角。在此,小齿轮轴34的目标旋转角基于实现预定转向角比的观点来计算。转动控制单元36计算小齿轮轴34的目标旋转角与实际旋转角θp之间的差,并且控制对转动马达32的电力供应,以消除该差。转动控制单元36使用由旋转角传感器35检测到的转动马达32的旋转角θb对转动马达32执行矢量控制。
在线控转向式转向系统10中,由于方向盘11不受转动单元30的限制,因此存在可能发生以下事件的可能性。
即,当车辆的电源处于接通状态时,方向盘11与转向轮12彼此同步。因此,方向盘11与转向轮12之间的位置关系保持处于与预定转向角比对应的位置关系。当在车辆的电源处于断开状态的状态下一定的外力施加至方向盘11时,存在方向盘11可能会旋转的可能性。此时,由于转动轴31不运转,所以方向盘11与转向轮12之间的位置关系可能变得与对应于预定转向角比的原始位置关系不同。
因此,转向系统10在车辆的电源再次接通时执行用于使方向盘11的旋转位置与转向轮12的转动位置同步的同步控制作为初始操作。可以考虑的是,转向系统10执行以下过程作为同步控制的示例。
例如,在车辆的电源处于断开状态的期间内方向盘11沿逆时针方向(正方向)旋转预定角度的情况下,当再次接通车辆的电源时,通过对反作用马达22的驱动控制,方向盘11沿顺时针方向(负方向)旋转该预定角度。因此,方向盘11与转向轮12之间的位置关系返回到与预定转向角比对应的原始位置关系。
如图1所图示的,反作用控制单元27包括存储单元27a。当车辆的电源从接通切换为断开(即,从接通状态切换为断开状态)时,反作用控制单元27将在车辆的电源即将从接通切换到断开之前计算出的转向角θs存储在存储单元27a中,作为参考转向角。参考转向角用作确定方向盘11在车辆的电源已处于断开状态的期间内是否已经旋转的参考。
当车辆的电源从断开切换为接通(即,从断开状态切换为接通状态)时,反作用控制单元27通过将存储在存储单元27a中的参考转向角与紧接在车辆的电源接通之后计算出的转向角θs进行比较,来确定是否需要调整方向盘11的位置。
当作为在车辆的电源即将断开之前的转向角θs的参考转向角与紧接在车辆的电源再次接通之后的转向角θs彼此匹配时,反作用控制单元27确定不需要方向盘11的位置调整。由于转向角θs在车辆的电源断开之后直到车辆的电源再次被接通的期间内没有变化,所以明显的是方向盘11没有旋转。反作用控制单元27开始正常反作用控制,以基于转向扭矩Th产生转向反作用力。
当作为在车辆的电源即将断开之前的转向角θs的参考转向角与紧接在车辆的电源再次接通之后的转向角θs彼此不匹配时,反作用控制单元27确定需要方向盘11的位置调整,并且执行方向盘11的位置调整。例如,反作用控制单元27计算参考转向角与紧接在车辆的电源接通之后的转向角θs之间的差,并且控制对反作用马达22的电力供应,以消除该差。具体地,反作用控制单元27将参考转向角设定为目标转向角,该目标转向角是转向角θs的目标值,并对转向角θs执行反馈控制使得转向角θs达到设定的目标转向角。当目标转向角和当前转向角θs彼此匹配时,方向盘11的位置调整完成。
另外,反作用控制单元27可以使用以下值作为参考转向角。即,反作用控制单元27紧接在车辆的电源从断开切换为接通之后从转动控制单元36获取小齿轮轴34的旋转角θp,并基于转向角比来计算与所获取的小齿轮轴34的旋转角θp对应的转向角θs。反作用控制单元27将与所计算的小齿轮轴34的旋转角θp对应的转向角θs用作参考转向角。利用这种构型,方向盘11的旋转位置同样可以被校正为与转向轮12的转动位置对应的位置。
为了校正方向盘11与转向轮12之间的位置关系,方向盘11在车辆的电源接通时自动旋转。由于方向盘的这种自动旋转,驾驶员可能会感到不适。驾驶员在车辆的电源接通之后直到校正方向盘的旋转位置的过程完成之前的期间内不能启动车辆。因此,驾驶员可能会感到压力。
因此,在本实施方式中,基于减少由于校正方向盘与转向轮之间的位置关系的过程而引起的驾驶员的不适或压力的观点,以下过程在车辆的电源从断开切换为接通时被执行为初始操作。
如图2的流程图所图示的,反作用控制单元27首先计算方向盘11的旋转位置相对于转向轮12的转动位置的位移Δθ(步骤S101)。位移Δθ也是方向盘11的旋转量,方向盘11被要求旋转该旋转量以将方向盘11的旋转位置校正为与转向轮12的转动位置对应的旋转位置。反作用控制单元27例如使用表达式(A)来计算位移Δθ。
Δθ=|θs0s|…(A)
在此,“θs0”是在车辆的电源即将断开之前存储在存储单元27a中的参考转向角。“θs”是紧接在车辆的电源接通之后的转向角。关于转向角θs的符号,例如,相对于方向盘11的中立转向位置(θs=0°)的右转向方向被定义为负,而左转向方向被定义为正。
然后,反作用力控制单元27确定位移Δθ是否小于第一角度阈值θ1(步骤S102)。第一角度阈值θ1例如基于如下角度设定:在车辆开始移动时,当转向轮12的转动位置以该角度被校正为与方向盘11的旋转位置对应时,驾驶员不会感到不适。
当位移Δθ小于第一角度阈值θ1(步骤S102中为是)时,反作用控制单元27结束该处理。在这种情况下,方向盘11不会自动旋转。
当位移Δθ等于或大于第一角度阈值θ1(步骤S102中为否)时,反作用控制单元27确定位移Δθ是否大于第二角度阈值θ2(步骤S103)。第二角度阈值θ2例如基于如下角度设定:在车辆开始移动时,当转向轮12的转动位置以该角度被校正为与方向盘11的旋转位置对应时,驾驶员可能感到不适。
当位移Δθ大于第二角度阈值θ2(步骤S103中为是)时,反作用控制单元27执行第一同步控制(步骤S104)并结束该处理。第一同步控制是用于将方向盘11的旋转位置校正到与转向轮12的转动位置对应的位置的控制。反作用控制单元27控制对反作用马达22的电力供应,使得在步骤S101中计算出的位移Δθ变为“0”。更具体地,反作用控制单元27将参考转向角θs0设定为目标转向角,并对转向角θs执行反馈控制,使得转向角θs达到设定的目标转向角。当转向角θs达到(即匹配)目标转向角时,第一同步控制完成。
当位移Δθ不大于第二角度阈值θ2(步骤S103中为否)时,即,当位移Δθ等于或小于第二角度阈值θ2时,反作用控制单元27执行第二同步控制(步骤S105)并结束该处理。第二同步控制是用于将位移Δθ减小到较低值而不是将位移Δθ减小到“0”的控制。通过执行第二同步控制,方向盘11的旋转位置被校正到如下位置:在车辆开始移动时,即使当转向轮12的转动位置以该位置被校正为与方向盘11的旋转位置对应时,驾驶员也不会感到不适。例如,反作用控制单元27可以校正方向盘11的旋转位置,使得转向角θs达到第一角度阈值θ1。反作用控制单元27将第一角度阈值θ1设定为目标转向角,并对转向角θs执行反馈控制,使得转向角θs达到设定的目标转向角。当转向角θs达到(即匹配)目标转向角时,第二同步控制完成。
当由反作用控制单元27计算出的转向角θs与紧接在调整方向盘11的旋转位置的过程已经由反作用控制单元27完成之后的小齿轮轴34的当前旋转角θp不对应时,转动控制单元36将小齿轮轴34的旋转角θp保持在当前的旋转角θp。然后,转动控制单元36控制对转动马达32的电力供应,例如使得在车辆开始移动时,小齿轮轴34的旋转角θp被校正为与转向角θs对应的角度。转动控制单元36基于车辆速度或转向扭矩Th来确定车辆是否已经开始移动。
在该实施方式中,第一角度阈值θ1与位移Δθ的容许值对应。第二角度阈值θ2与位移Δθ的极限值对应。第一同步控制与使方向盘11旋转以使得位移Δθ变成零的第一校正过程对应。第二同步控制与使方向盘11旋转以使得位移Δθ变成第一角度阈值(容许值)的第二校正过程对应。
下面,方向盘11和转向轮12在车辆的电源接通之后直到方向盘11的旋转位置和转向轮12的转动位置彼此同步为止的期间内的行为将在三种情况下进行描述。
在此,假设,紧接在车辆的电源接通之后,转向轮12位于与车辆的直线运动对应的中立转向位置(转动角θw=0°)。方向盘11需固有地位于与车辆的直线运动对应的中立转向位置(转向角θs=0°)。转向角比作为转动角θw与转向角θs之间的比为“1:1”,即,转向角比的值为“1”。
首先,将描述第一种情况。如图3的(a)部分所图示的,紧接在车辆的电源接通之后,方向盘11位于相对于转向轮12的转动位置沿顺时针方向(负方向)移位小于第一角度阈值θ1的角度α的旋转位置处。即,方向盘11的旋转位置相对于转向轮12的转动位置的位移Δθ为角度α。在这种情况下,不对方向盘11执行第一同步控制和第二同步控制中的任一者,并且转向系统10的状态转变成正常反作用控制和转动控制(即,SBW正常控制)可以被执行的状态。如图3的(b)部分所图示的,例如在车辆开始移动时(即,在启动时),转向轮12的转动位置与方向盘11的旋转位置同步。在此,由于转向角比的值为“1”,因此使转向轮12沿顺时针方向转动角度α。
接下来,将描述第二种情况。如图4的(a)部分所图示的,紧接在车辆的电源接通之后,方向盘11位于相对于转向轮12的转动位置沿顺时针方向(负方向)移位大于第二角度阈值θ2的角度β的旋转位置处。即,方向盘11的旋转位置相对于转向轮12的转动位置的位移Δθ为角度β。在这种情况下,对方向盘11执行第一同步控制。如图4的(b)部分所图示的,通过执行第一同步控制,方向盘11的旋转位置与转向轮12的转动位置同步。在此,由于转向角比的值为“1”,因此方向盘11沿逆时针方向旋转作为位移Δθ的角度β。在第一同步控制完成之后,转向系统10的状态转变成正常反作用控制和转动控制可以被执行的状态。
最后,下面将描述第三种情况。如图5的(a)部分所图示的,紧接在车辆的电源接通之后,方向盘11位于相对于转向轮12的转动位置沿顺时针方向(负方向)移位角度γ的旋转位置处,角度γ等于或大于第一角度阈值θ1并且等于或小于第二角度阈值θ2。即,方向盘11的旋转位置相对于转向轮12的转动位置的位移Δθ为角度γ。在这种情况下,对方向盘11执行第二同步控制。如图5的(b)部分所图示的,方向盘11沿逆时针方向(正方向)旋转第一角度阈值θ1与角度γ之差的绝对值。此后,转向系统10的状态转变成正常反作用控制和转动控制(即,SBW正常控制)可以被执行的状态。如图5的(c)部分所图示的,例如在车辆开始移动时(即,在启动时),转向轮12的转动位置与方向盘11的旋转位置同步。在此,由于转向角比的值为“1”,转向轮12沿顺时针方向转动与作为位移Δθ的第一角度阈值θ1相同的角度。
因此,根据该实施方式,能够获得以下优点。(1)当车辆的电源接通并且方向盘11的旋转位置相对于转向轮12的转动位置的位移Δθ小于第一角度阈值θ1,不执行同步控制。总体上,这减小了方向盘11在车辆的电源接通时自动旋转的可能性,因为当位移Δθ小于第一角度阈值θ1时,不执行同步控制。因此,可以减少驾驶员的不适感。由于降低了驾驶员等待方向盘11的位置调整完成的可能性,因此可以降低驾驶员的压力感。
(2)当车辆的电源接通并且位移Δθ大于第二角度阈值θ2时,执行第一同步控制。通过执行第一同步控制,方向盘11的旋转位置与对应于转向轮12的转动位置的位置完全同步(即,与对应于转向轮12的转动位置的位置完全匹配)。这防止了例如转向轮12的转动位置在车辆开始移动时突然改变为与方向盘11的旋转位置对应的位置的情况。因此,驾驶员可以平稳地启动车辆而不会感到不适。
(3)当车辆的电源接通并且位移Δθ等于或大于第一角度阈值θ1并且等于或小于第二角度阈值θ2时,执行第二同步控制。通过执行第二同步控制,方向盘11的旋转位置被调整成使得转向角θs达到第一角度阈值θ1。从方向盘11的自动旋转的开始到停止的时段缩短了,这是因为方向盘11的旋转位置没有与对应于转向轮12的转动位置的位置完全同步(即,没有与对应于转向轮12的转动位置的位置完全匹配)。由于等待方向盘11停止旋转的时间缩短了,因此可以减少驾驶员的压力感。
(4)如(1)和(3)所述,当车辆的电源接通并且方向盘11的旋转位置没有与转向轮12的转动位置完全同步时,例如,当位移Δθ小于第一角度阈值θ1时,转向轮12的转动位置在车辆开始移动时改变为与方向盘11的旋转位置相对应的位置。在此,第一角度阈值θ1基于如下角度设定:在该角度下,驾驶员在转向轮12的转动位置被校正为与方向盘11在车辆开始移动时的旋转位置对应时不会感到不适。因此,在车辆开始移动时,可以将转向轮12的转动位置改变为与方向盘11的旋转位置相对应的位置,同时抑制驾驶员的不适感。
前述实施方式可以进行如下修改。如图1中的线所指示的,在前述实施方式中,例如,当通知单元28设置在车辆的车厢中时,反作用控制单元27可以使用通知单元28将方向盘11的位置调整的开始和结束通知给驾驶员。使用通知单元28的通知操作的示例包括文本消息的显示和语音消息的发出。通过该构型,由于驾驶员可以识别出方向盘11正在自动旋转及已经自动旋转的方向盘11自动停止,所以可以减少驾驶员的不适感。
在前述实施方式中,使用了基于反作用马达22的旋转角θa计算出的转向角θs,但是在转向系统10中采用包括转向角传感器的构型的情况下,也可以使用由转向角传感器检测出的转向角θs
在前述实施方式中,转向角比根据产品规格等设定为适当的值。转向角比可以例如为:“θs:θw=1:1”或“θs:θw=1:3”。例如,当转向角比为“θs:θw=1:3”并且转向角θs移位10°时,转动角θw移位30°。因此,更优选的是,使转向角θs和转动角θw彼此准确地同步。
在前述实施方式中,当车辆的电源接通并且位移Δθ等于或大于第一角度阈值θ1并且等于或小于第二角度阈值θ2时,执行第二同步控制,但是也可以执行第一同步控制。在这种情况下,至少可以获得与以上在(2)中所述的相同的优点。
在前述实施方式中,当车辆的电源接通并且位移Δθ大于第二角度阈值θ2时,执行第一同步控制,但是也可以执行第二同步控制。在这种情况下,至少可以获得与以上在(3)和(4)中所述的相同的优点。
在前述实施方式中,当车辆的电源接通并且方向盘11的旋转位置没有与转向轮12的转动位置完全同步时,例如,当位移Δθ小于第一角度阈值θ1时,转向轮12的转动位置在车辆开始移动时与方向盘11的旋转位置同步,但是可以执行以下过程。即,在第一角度阈值θ1设定成驾驶员在车辆开始行进时不会感到不适的较小值的情况下,转动控制单元36可以在车辆开始移动时不执行使转向轮12的转动位置与方向盘11的旋转位置同步的过程。
在前述实施方式中,车辆的电源可以包括例如附件电源(ACC电源)或点火电源(IG电源)。反作用控制单元27和转动控制单元36可以配置成单个控制单元。
在前述实施方式中,车辆的转向系统10具有所谓的无连杆结构,在该无连杆结构中,转向轴21与转向轮12之间的动力传递被切断,但是车辆的转向系统10也可以具有能够通过离合器切断转向轴21与转向轮12之间的动力传递的结构。当离合器断开接合时,方向盘11与转向轮12之间的动力传递被切断。当离合器接合时,动力在方向盘11与转向轮12之间传递。

Claims (5)

1.一种转向系统,其特征在于包括:
转向轴(21),所述转向轴(21)根据方向盘(11)的操作而旋转,所述转向轴(21)与车辆的转向轮之间的动力传递被切断;
反作用马达(22),所述反作用马达(22)构造成产生转向反作用力,所述转向反作用力是沿与转向方向相反的方向施加至所述转向轴(21)的扭矩;以及
控制单元,所述控制单元配置成控制所述反作用马达(22),
其中,所述控制单元具有当所述车辆的电源接通并且所述方向盘(11)的旋转位置不同于与所述转向轮的转动位置对应的正确旋转位置时执行校正过程的功能,所述校正过程使用所述反作用马达(22)使所述方向盘(11)旋转以使得所述方向盘(11)的所述旋转位置相对于所述正确旋转位置的位移减小,并且
其中,所述控制单元配置成:当所述位移等于或大于预定的容许值时执行所述校正过程,以及当所述位移小于所述容许值时不执行所述校正过程。
2.根据权利要求1所述的转向系统,其特征在于:
所述校正过程包括旋转所述方向盘(11)以使得所述位移变为零的第一校正过程和旋转所述方向盘(11)以使得所述位移变为所述容许值的第二校正过程;并且
所述控制单元配置成:当所述位移大于预定的极限值时执行所述第一校正过程,以及当所述位移等于或大于所述容许值并且等于或小于所述极限值时执行所述第二校正过程。
3.根据权利要求1所述的转向系统,其特征在于,所述校正过程是旋转所述方向盘(11)以使得所述位移变为零的过程。
4.根据权利要求1所述的转向系统,其特征在于,所述校正过程是旋转所述方向盘(11)以使得所述位移变为所述容许值的过程。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的转向系统,其特征在于还包括:
转动轴(31),所述转动轴(31)使所述转向轮转动,所述方向盘(11)与所述转动轴(31)之间的动力传递被切断;以及
转动马达(32),所述转动马达(32)构造成产生转动力,所述转动力是施加至所述转动轴(31)以使所述转向轮转动的扭矩,
其中,所述控制单元配置成:在所述车辆开始移动时,当所述方向盘(11)的所述旋转位置不同于与所述转向轮的所述转动位置对应的旋转位置时,控制所述转动马达(32)以使得所述转向轮的所述转动位置变为与所述方向盘(11)的所述旋转位置对应的位置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022004549A1 (de) * 2022-12-05 2024-06-06 Mercedes-Benz Group AG Verfahren zum Betreiben einer Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung für einen Kraftwagen

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3551426B2 (ja) * 1997-05-29 2004-08-04 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置
CA2396349C (en) * 2001-08-02 2006-01-24 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Steering wheel position compensating apparatus in steering apparatus
US6922620B2 (en) * 2001-11-06 2005-07-26 Delphi Technologies, Inc. Actuator synchronization and locking concept for steer by wire applications
US7100733B2 (en) * 2002-07-22 2006-09-05 Visteon Global Technologies, Inc. Method to initialize steering wheel in a steer-by-wire system
US6799104B2 (en) * 2003-01-13 2004-09-28 Visteon Global Technologies, Inc. System and method of controlling a vehicle steer-by-wire system applying robust control
DE10302559A1 (de) 2003-01-22 2004-09-09 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Synchronisation von Lenkhandhabe und gelenkten Fahrzeugrädern
JP2004231085A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Honda Motor Co Ltd 操舵装置
US6865462B2 (en) 2003-05-23 2005-03-08 Visteon Global Technologies, Inc. System and method for initial synchronization of steering wheel and road wheels in a steer-by-wire system
JP4746350B2 (ja) 2005-05-20 2011-08-10 株式会社東海理化電機製作所 操舵装置
JP5234061B2 (ja) * 2010-07-30 2013-07-10 日産自動車株式会社 車両用操舵装置
EP2944530B1 (en) 2013-01-11 2016-11-16 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle-drive control device and vehicle-drive control method
DE102014200100B4 (de) * 2013-01-15 2018-04-05 Ford Global Technologies, Llc Lenkwinkelfehlerkorrektur
US10011296B2 (en) * 2016-11-22 2018-07-03 Ford Global Technologies, Llc Synchronizing vehicle steering

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