Устройство рулевого управления транспортным средством
Изобретение относится к устройству рулевого управления транспортным средством. Устройство рулевого управления включает в себя исполнительный механизм для усиления операции рулевого управления, осуществляемой рулевым колесом, датчик момента рулевого управления для определения момента рулевого управления, приложенного от рулевого колеса, средство определения момента возврата для определения момента возврата для усиления операции рулевого управления при возврате рулевого колеса, средство управления приводом для приведения в действие и управления исполнительным механизмом в соответствии с моментом возврата, который определяется средством определения момента возврата. Момент возврата уменьшается при возрастании абсолютного значения момента рулевого управления, определяемого датчиком момента рулевого управления. Достигается улучшение управления транспортным средством при выполнении поворота рулевого колеса. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству рулевого управления транспортным средством и, в частности, к устройству рулевого управления транспортным средством, которое включает в себя так называемое устройство рулевого управления с усилителем, то есть устройство для усиления поворота управляемых колес, выполняемого в соответствии с операцией рулевого управления.
Уровень техники
В настоящее время хорошо известно устройство рулевого управления транспортным средством, которое включает в себя так называемое устройство рулевого управления с усилителем, то есть устройство для усиления поворота управляемых колес, которое выполняется в соответствии с операцией рулевого управления, осуществляемой рулевым колесом. Известные примеры указанного устройства рулевого управления с усилителем включают в себя устройство рулевого управления с гидравлическим усилителем, которое создает усиливающий момент посредством гидравлического исполнительного механизма, и устройство рулевого управления с электрическим усилителем, которое создает усиливающий момент посредством электрического исполнительного механизма, такого как электродвигатель. В частности, в последние годы внимание привлекают устройства рулевого управления с электрическим усилителем, поскольку их легко монтировать на транспортном средстве, и с ними возможна оптимизация расхода топлива.
Для устройств рулевого управления с усилителем были предложены различные способы, направленные на улучшение рабочих характеристики рулевого управления. Например, в публикации выложенной заявки на патент Японии №2002-145101 описан способ, относящийся к управлению возвратом рулевого колеса, осуществляемому, когда рулевой колесо возвращается из повернутого положения в нейтральное положение. При управлении возвратом момент возврата устанавливается таким образом, что чем больше угловая скорость рулевого управления, тем меньше момент возврата, что улучшает сходимость во время возвращения рулевого колеса в нейтральное положение.
Однако согласно вышеупомянутому документу, поскольку момент возврата устанавливается в соответствии с угловой скоростью рулевого управления, при повороте рулевого колеса может прикладываться большой момент возврата. Соответственно, в указанном случае возникает проблема, заключающаяся в том, что момент возврата оказывает сопротивление при повороте рулевого колеса, что вызывает у водителя неблагоприятное ощущение при управлении поворотом.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение выполнено для того, чтобы решить вышеописанную проблему, причем целью настоящего изобретения является создание устройства рулевого управления транспортным средством, которое может предотвратить появление большого момента возврата при выполнении поворота рулевого колеса, что улучшает ощущение у водителя при управлении поворотом.
Для достижения вышеуказанной цели согласно настоящему изобретению создано устройство рулевого управления транспортным средством, включающее в себя исполнительный механизм для усиления операции рулевого управления, осуществляемой рулевым колесом, при этом устройство содержит датчик момента рулевого управления для определения момента рулевого управления, приложенного от рулевого колеса; средство определения момента возврата для определения момента возврата для усиления операции рулевого управления при возврате рулевого колеса, так что момент возврата уменьшается при возрастании абсолютного значения момента рулевого управления, определяемого датчиком момента рулевого управления; средство управления приводом для приведения в действие и управления исполнительным механизмом в соответствии с моментом возврата, определяемым средством определения момента возврата.
Согласно настоящему изобретение средство определения момента возврата устанавливает момент возврата таким образом, что чем больше абсолютное значение момента рулевого управления, тем меньше момент возврата. Таким образом, когда момент рулевого управления, с помощью которого поворачивают рулевое колесо, велик, момент возврата, оказывающий сопротивление, становится малым, то есть чем больше сила (момент), необходимая для приведения в действие рулевого колеса, тем меньше влияние момента возврата. Соответственно, у водителя улучшается ощущение во время поворота рулевого колеса.
Предпочтительно чтобы средство определения момента возврата определяло момент возврата таким образом, чтобы момент возврата уменьшался при увеличении момента рулевого управления, как было описано выше, и увеличивался при возрастании угла поворота рулевого колеса. Благодаря такой настройке управление моментом возврата может осуществляться в соответствии с моментом рулевого управления и углом поворота. Например, когда угол поворота велик, и момент рулевого управления мал (например, когда работа рулевого колеса переключается с операции поворота на операцию возврата), требуется управление, отдающее приоритет управлению возвратом рулевого колеса в нейтральное положение. В настоящем изобретении в указанном случае момент возврата возрастает, в результате чего рулевое колесо может быстро вернуться в нейтральное положение.
Предпочтительно чтобы средство определения момента возврата включало в себя средство определения эталонного момента возврата для определения момента, служащего эталоном момента возврата, таким образом, чтобы момент возрастал при увеличении угла поворота, определяемого датчиком угла поворота; средство определения коэффициента усиления момента возврата для определения коэффициента усиления, связанного с эталонным моментом возврата, таким образом, чтобы коэффициент усиления уменьшался при увеличении абсолютного значения момента рулевого управления, определяемого датчиком момента рулевого управления, причем момент возврата определяют на основе момента, определяемого средством определения эталонного момента возврата, и коэффициента усиления, определяемого средством определения коэффициента усиления момента возврата. Благодаря такой конфигурации становится возможным определение момента возврата путем умножения эталонного момента возврата, определяемого средством определения эталонного момента возврата, на коэффициент усиления (коэффициент усиления момента возврата), определенный средством определения коэффициента усиления момента возврата. Таким образом, момент возврата может быть установлен с учетом не только влияния момента рулевого управления, но также с учетом угла поворота. В этом случае значение коэффициента усиления момента возврата можно установить в произвольно выбранном диапазоне положительных чисел, например в диапазоне от 0 до 1. Кроме того, коэффициент усиления момента возврата можно установить таким образом, чтобы коэффициент усиления момента возврата уменьшался при увеличении абсолютного значения определяемого момента рулевого управления, и установить равным нулю, когда момент рулевого управления принимается равным или превышающим заданное значение.
Предпочтительно чтобы устройство рулевого управления транспортным средством согласно настоящему изобретению дополнительно содержало средство определения крутящего момента для определения крутящего момента, усиливающего операцию рулевого управления при повороте рулевого колеса, так чтобы крутящий момент возрастал при возрастании момента рулевого управления, определяемого датчиком момента рулевого управления, при этом средство управления приводом приводит в действие и управляет исполнительным механизмом в соответствии с крутящим моментом, определяемым средством определения крутящего момента, и моментом возврата, определяемым средством определения момента возврата. При такой конфигурации исполнительный механизм приводится в действие и управляется не только в соответствии с определяемым крутящим моментом, но также в соответствии с определяемым моментом возврата. Как во время поворота рулевого колеса, так и во время возврата рулевого колеса можно выполнять усиление рулевого управления, которое регулируется с учетом ощущения рулевого управления водителем во время поворота и сходимости во время возврата. В этом случае предпочтительно предусмотреть средство определения усиливающего момента для того, чтобы определить усиливающий момент на основе крутящего момента, определяемого средством определения крутящего момента, и момента возврата, определяемого средством определения момента возврата, причем средство управления приводом приводит в действие и управляет исполнительным механизмом в соответствии с усиливающим моментом, определяемым средством определения усиливающего момента. Следует особо отметить, что средство определения крутящего момента может определить крутящий момент таким образом, чтобы крутящий момент возрастал вместе с обнаруженным моментом рулевого управления и принимал постоянное значение, когда момент рулевого управления принимается равным или превышающим заданное значение. Кроме того, средство определения крутящего момента может в качестве параметра использовать скорость транспортного средства и определять крутящий момент таким образом, чтобы крутящий момент был тем больше, чем ниже скорость транспортного средства.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - общая схема устройства рулевого управления транспортным средством согласно варианту осуществления настоящего изобретения, причем устройство имеет функцию усиления операции рулевого управления, осуществляемой водителем;
Фиг.2 - блок-схема программы управления усилением, выполняемой электронным блоком управления на Фиг.1;
Фиг.3 - график, иллюстрирующий взаимосвязь между моментом рулевого управления, скоростью транспортного средства и крутящим моментом, причем график представляет используемую в данном варианте таблицу предписанных значений крутящего момента;
Фиг.4 - график, иллюстрирующий взаимосвязь между углом рулевого управления и эталонным моментом возврата, причем график представляет используемую в данном варианте таблицу предписанных значений эталонного момента возврата;
Фиг.5 - график, иллюстрирующий взаимосвязь между моментом рулевого управления и коэффициентом усиления момента возврата, причем график представляет используемую в данном варианте таблицу предписанных значений коэффициента усиления момента возврата.
Наилучший способ осуществления изобретения
Далее со ссылками на чертежи описывается один вариант изобретения. На Фиг.1 представлена общая схема устройства рулевого управления транспортным средством согласно настоящему изобретению, причем устройство имеет функцию усиления операции рулевого управления, выполняемой водителем.
Устройство рулевого управления транспортным средством включает в себя вал 12 рулевого управления, верхний конец которого соединен с рулевым колесом 11, так что они поворачиваются как единое целое. С нижним концом вала 12 соединена шестерня 13, так что они вращаются как единое целое. Шестерня 13 находится в зацеплении с реечными зубьями, сформированными на рейке 14, и образует вместе с рейкой 14 механизм реечной зубчатой передачи. К противоположным концам зубчатой рейки 14 подсоединены управляемые левое и правое передние колеса FW1 и FW2. Левое и правое передние колеса FW1 и FW2 поворачиваются влево или вправо в соответствии с аксиальным перемещением зубчатой рейки 14 в результате поворота вала 12 рулевого управления вокруг своей оси. На зубчатой рейке 14 установлен электродвигатель 15 для усиления рулевого управления. Средство в виде шариковинтового механизма 16, служащее механизмом понижения скорости, уменьшает скорость вращения электрического двигателя 15 и преобразует его вращение в прямолинейное перемещение зубчатой рейки 14.
Далее описывается электрическое устройство 20 управления для управления работой электродвигателя 15. Электрическое устройство 20 управления включает в себя датчик 21 момента рулевого управления, датчик 22 угла рулевого управления и датчик 23 скорости транспортного средства. Датчик 21 момента рулевого управления смонтирован на валу 12 рулевого управления. Входной момент, то есть момент, который прикладывается водителем посредством операции рулевого управления с помощью рулевого колеса 11, воздействует на вал 12 рулевого управления. Момент, действующий на вал 12 рулевого управления, определяется датчиком 21 рулевого управления как момент Т рулевого управления. Следует отметить, что момент Т рулевого управления считается положительным, когда рулевое колесо 11 поворачивается вправо (в направлении по часовой стрелке), и считается отрицательным, когда колесо 11 рулевого управления поворачивается влево (в направлении против часовой стрелки).
Подобно датчику 21 момента рулевого управления датчик 22 угла рулевого управления также смонтирован на валу 12 рулевого управления. Датчик 22 угла рулевого управления определяет угол θ рулевого управления рулевого колеса 11 на основе угла поворота вала 12 рулевого управления в результате операции рулевого управления рулевого колеса 11. Следует отметить, что угол θ рулевого управления представляет угол поворота рулевого колеса 11 вправо (в направлении по часовой стрелке) с положительным значением и представляет угол поворота рулевого колеса 11 влево (в направлении против часовой стрелки) с отрицательным значением. Датчик 23 скорости транспортного средства определяет и выдает скорость V транспортного средства.
Кроме того, электрическое устройство 20 управления включает в себя электронный блок 24 управления, который соединен с датчиком 21 момента рулевого управления, датчиком 22 угла рулевого управления и датчиком 23 скорости транспортного средства. Электронный блок 24 управления содержит в основном микрокомпьютер, включающий в себя центральный процессор (ЦП), ПЗУ, ОЗУ и т.п. Электронный блок 24 управления приводит в действие и управляет электрическим двигателем 15 через схему 25 возбуждения путем выполнения программы управления усилением согласно Фиг.2. Схема 25 возбуждения подает в электрический двигатель 15 ток возбуждения, задаваемый электронным блоком 24 управления.
Далее описывается как работает настоящее изобретение, имеющее вышеописанную конфигурацию. При включении зажигания электронный блок 24 управления начинает многократно выполнять программу управления усилением на заранее определенных кратковременных интервалах. Выполнение программы управления усилением начинается на этапе S10 на Фиг.2. На этапе S11 электронный блок 24 управления получает момент Т рулевого управления, угол θ рулевого управления и скорость V транспортного средства от датчика 21 момента рулевого управления, датчика 22 угла рулевого управления и датчика 23 скорости транспортного средства.
Далее на этапе S12 электронный блок 24 управления вычисляет крутящий момент Tc, который изменяется в соответствии с моментом Т рулевого управления и скоростью V транспортного средства, в соответствии с таблицей предписанных значений крутящего момента, обеспеченной в ПЗУ. На Фиг.3 показана таблица предписанных значений крутящего момента. В этой таблице предписанных значений крутящего момента для каждого из множества типичных скоростей транспортного средства хранится множество значений крутящих моментов Tc, определенных в соответствии с моментом Т рулевого управления. Как можно понять из Фиг.3, крутящий момент Тс увеличивается нелинейно с ростом момента Т рулевого управления в положительном направлении и принимается постоянным, когда момент Т рулевого управления достигает заданного значения. Кроме того, крутящий момент Tc нелинейно уменьшается (возрастает в отрицательном направлении), когда вращающий момент Т увеличивается в отрицательном направлении, и принимается постоянным, когда момент Т рулевого управления достигает заданного значения. Для данного момента Т рулевого управления, чем ниже скорость V транспортного средства, тем больше крутящий момент Тс. Вместо использования этой таблицы предписанных значений крутящего момента крутящий момент Тc, изменяющийся в соответствии с моментом Т рулевого управления и скоростью V транспортного средства, может быть определен заранее в виде некоторой функции и вычислен посредством использования этой функции. Следует отметить, что согласно Фиг.3, когда момент Т рулевого управления, представленный по горизонтальной оси, положительный, он представляет момент рулевого управления, прикладываемый при вращении рулевого колеса 11 вправо (в направлении по часовой стрелке), а когда момент Т рулевого управления, представленный по горизонтальной оси, отрицательный, он представляет момент рулевого управления, прикладываемый при повороте рулевого колеса 11 влево (в направлении против часовой стрелки). Кроме того, когда крутящий момент Тс, представленный по вертикальной оси, положительный, он представляет крутящий момент, прикладываемый с тем, чтобы повернуть рулевое колесо 11 вправо (в направлении по часовой стрелке), а когда крутящий момент Тс, представленный по вертикальной оси, отрицательный, он представляет крутящий момент, прикладываемый с тем, чтобы повернуть рулевое колесо 11 влево (в направлении против часовой стрелки). Обработка на этом этапе S12 соответствует средству определения крутящего момента по настоящему изобретению.
После обработки на этапе S12 на этапе S13 электронный блок 24 управления вычисляет эталонный момент Тrto возврата, который изменяется в соответствии с углом θ рулевого управления согласно таблице предписанных значений эталонного момента возврата, предусмотренной в ПЗУ. Этот эталонный момент Trto возврата является эталонным значением момента при повороте рулевого колеса 11 из повернутого положения в нейтральное положение (во время управления возвратом), для усиления операции возврата рулевого колеса 11 в нейтральное положение. Эталонный момент Trto возврата всегда прикладывается в направлении, противоположном направлению поворота. Таким образом, эталонный момент Trto возврата всегда прикладывается в направлении, противоположном направлению крутящего момента Tc, который прикладывается в направлении поворота, и оказывает сопротивление при операций поворота.
На Фиг.4 показана таблица предписанных значений эталонного момента возврата. В этой таблице предписанных значений эталонного момента возврата хранится множество значений эталонного момента Trto возврата, определенных в соответствии с углом θ рулевого управления. Как можно понять из Фиг.4, эталонный момент Trto возврата нелинейно возрастает в отрицательном направлении (уменьшается в положительном направлении) при возрастании угла θ рулевого управления в положительной области. Кроме того, эталонный момент Trto возврата нелинейно возрастает в положительном направлении (уменьшается в отрицательном направлении) при возрастании угла θ рулевого управления в отрицательной области. Следует заметить, что согласно Фиг.4, когда угол θ рулевого управления, представленный по горизонтальной оси, положительный, он представляет угол рулевого управления в то время, когда рулевое колесо 11 поворачивается вправо (в направлении по часовой стрелке) из нейтрального положения, а когда угол θ рулевого управления, представленный по горизонтальной оси, отрицательный, он представляет угол управления в то время, когда рулевое колесо 11 поворачивается влево (в направлении против часовой стрелки) из нейтрального положения. Кроме того, когда эталонный момент возврата, представленный по вертикальной оси, положительный, он представляет момент, прикладываемый для поворота рулевого колеса 11 вправо (в направлении по часовой стрелке), а когда эталонный момент возврата, представленный по вертикальной оси, отрицательный, он представляет крутящий момент, прикладываемый для поворота рулевого колеса 11 влево (в направлении против часовой стрелки). То есть для моментов, представленных по вертикальным осям на Фиг.3 и 4, полярность определяется на основе одного и того же критерия. Как было описано выше, эталонный момент возврата представляет собой момент, который прикладывают в направлении, обеспечивающем возврат рулевого колеса в нейтральное положение, причем этот момент действует в направлении, противоположном направлению крутящего момента. Таким образом, значение эталонного момента возврата принимается отрицательным, когда рулевое колесо 11 повернуто вправо от нейтрального положения (область на Фиг.4, в которой угол рулевого управления положительный), и считается положительным, когда рулевое колесо 11 повернуто влево от нейтрального положения (область на Фиг.4, в которой угол рулевого управления отрицательный). Хотя значение эталонного момента возврата принимается положительным или отрицательным в зависимости от направления поворота рулевого колеса 11 абсолютное значение эталонного момента возврата определяется таким образам, что чем больше абсолютное значение угла рулевого управления, тем больше абсолютное значение эталонного момента возврата. Обработка на этапе S13 соответствует средству определения эталонного момента возврата согласно настоящему изобретению.
Когда абсолютное значение угла θ рулевого управления велико, вероятно потребуется много времени для возврата рулевого колеса в нейтральное положение. Таким образом, в таблице предписанных значений эталонного момента возврата на Фиг.4, чем больше угол θ рулевого управления, тем больше значение, на которое устанавливается эталонный момент Trto возврата, в результате чего момент возврата при большом угле рулевого управления возрастает. Кроме того, когда угол θ рулевого управления мал, должна быть повышена устойчивость, связанная с движением по прямой. Таким образом, в таблице предписанных значений эталонного момента возврата на Фиг.4, чем меньше угол θ рулевого управления, тем меньше значение, на которое устанавливается эталонный момент Trto возврата, в результате чего предотвращается выполнение ненужной операции рулевого управления, когда угол рулевого управления мал. Вместо использования указанной таблицы предписанных значений эталонного момента возврата эталонный момент Trto возврата, изменяющийся в соответствии с углом θ рулевого управления, может быть определен заранее в виде некоторой функции и вычислен путем использования этой функции.
После вычисления эталонного момента Trto возврата электронный блок 24 управления вычисляет на этапе S14 коэффициент g усиления момента возврата. Коэффициент g усиления момента возврата изменяется в соответствии с моментом Т рулевого управления согласно таблице предписанных значений коэффициента усиления момента возврата, предусмотренной в ПЗУ. Этот коэффициент g усиления момента возврата связан с моментом Trto возврата, вычисленным на этапе S13. На Фиг.5 показана таблица предписанных значений коэффициента усиления момента возврата. В этой таблице предписанных значений коэффициента усиления момента возврата хранится множество значений коэффициента g усиления момента возврата в соответствии с моментом Т рулевого управления. Как можно понять из Фиг.5, коэффициент g усиления момента возврата имеет положительное или нулевое значение и нелинейно убывает с ростом абсолютного значения момента Т рулевого управления. То есть коэффициент усиления момента возврата определяется таким образом, что этот коэффициент убывает с возрастанием определяемого момента рулевого управления. Кроме того, коэффициент g усиления момента возврата устанавливается равным нулю, когда момент рулевого управления принимается равным или превышающим заданное значение (абсолютное значение). Вместо использования указанной таблицы предписанных значений коэффициента усиления момента возврата коэффициент g усиления момента возврата, изменяющийся в соответствии с моментом Т рулевого управления, может быть определен заранее в виде некоторой функции и вычислен путем использования этой функции. Обработка на этапе S14 соответствует средству определения коэффициента усиления момента возврата согласно настоящему изобретению.
Далее на этапе S15 электронный блок 24 управления вычисляет момент Trt возврата. Этот момент Trt возврата вычисляют путем умножения эталонного момента Trto возврата, вычисленного на этапе S13, на коэффициент усиления g момента возврата, вычисленный на этапе S14. Обработка на этапе S15 соответствует средству определения момента возврата согласно настоящему изобретению.
Далее электронный блок 24 управления на этапе S16 вычисляет усиливающий момент Тas. Этот усиливающий момент Tas вычисляют путем суммирования крутящего момента Tc, вычисленного на этапе S12, и момента Trt возврата, вычисленного на этапе S15. На этапе S17 электронный блок 24 управления приводит в действие и управляет электродвигателем 15 через схему 25 возбуждения, так что создается вычисленный усиливающий момент Tas=(Tc+Trt). В частности, электронный блок 24 управления выдает в схему 25 возбуждения предписанное значение тока, представляющее ток, величина которого пропорциональна усиливающему моменту Tas; а схема 25 возбуждения подает в электрический двигатель 15 ток, величина которого определяется предписанным значением тока.
При таком управлении электрический двигатель 15 развивает на своем выходном валу момент вращения, равный усиливающему моменту Tas. Этот момент вращения передается на шариковинтовой механизм 16. Шариковинтовой механизм 16 уменьшает скорость вращения электродвигателя 15 и преобразует вращательное движение в прямолинейное перемещение, заставляя таким образом зубчатую рейку 14 перемещаться в аксиальном направлении. В результате операция поворота водителем рулевого колеса усиливается электродвигателем 15, и левое и правое передние колеса FW1 и FW2 поворачиваются под воздействием усилия водителя, приложенного к рулевому колесу, и усиливающего момента электрического двигателя 15.
В настоящем варианте изобретения, который действует вышеописанным образом, в результате обработки на вышеописанных этапах S12 - S16 момент вращения (усиливающий момент) электродвигателя 15 вычисляют посредством суммирования крутящего момента Tc и момента Trt возврата. Поскольку момент Trt возврата действует в направлении, противоположном направлению крутящего момента Tc, значение момента Trt возврата принимается отрицательным в предположении, что значение крутящего момента Tc принято положительным. То есть в действительности вышеописанное суммирование является вычитанием, и усиливающий момент Tas по абсолютной величине становится меньшим, чем крутящий момент Tc.
Соответственно, когда момент Trt возврата велик, усиливающий момент Tas становится маленьким, так что к рулевому колесу должно со стороны водителя быть приложено большее усилие (момент). Обычно многие водителя хотят, чтобы когда они начинают поворачивать рулевое колесо, усиливающий момент Tas увеличивался, с тем чтобы позволить им поворачивать рулевое колесо с небольшим усилием. Если усиливающий момент Tas в это время уменьшается, то водитель вынужден прикладывать к рулевому колесу большое усилие, с тем чтобы начать операцию рулевого управления, что вызывает у водителя неблагоприятное ощущение при управлении поворотом. В этой связи в настоящем изобретении при большом моменте рулевого управления коэффициент g усиления момента возврата, вычисляемый на этапе S14, уменьшается или становится нулевым, так что момент Trt возврата уменьшается либо становится равным нулю. Следовательно, чем больше усилие (момент), необходимое для операции рулевого управления, осуществляемой с помощью рулевого колеса, тем меньше влияние момента возврата. Соответственно, водителю не нужно прикладывать большое усилие, как было описано выше, и поэтому ощущение водителя при повороте рулевого колеса улучшается. Как было описано выше, согласно настоящему изобретения момент возврата может быть установлен с учетом как момента рулевого управления, так и угла рулевого управления.
Кроме того, в настоящем изобретении эталонный момент Trto возврата регулируется в соответствии с углом θ рулевого управления (в частности, регулируется так, что эталонный момент возврата возрастает с увеличением угла рулевого управления). Следовательно, момент возврата можно регулировать в соответствии с углом θ рулевого управления. Например, когда угол θ рулевого управления велик, момент T рулевого управления мал (например, когда в ходе работы рулевого колеса 11 выполняется переход с операции поворота на операцию возврата) необходимо обеспечить управление, которое отдает приоритет управлению возвратом рулевого колеса 11 в нейтральное положение. В настоящем изобретении в указанном случае, поскольку для эталонного момента Trto возврата принимается большое значение, момент возврата возрастает, в результате чего водитель может быстро вернуть рулевое колесо 11 в нейтральное положение.
Выше был описан конкретный вариант осуществления настоящего изобретения; однако настоящее изобретение не ограничено вышеописанным вариантом. Например, в вышеописанном варианте предлагается использовать устройство рулевого управления с электрическим усилителем реечного типа, в котором электрический двигатель 15 приводит в действие зубчатую рейку 14 для усиления операции рулевого управления, осуществляемой с помощью рулевого колеса 11. Однако очевидно, что настоящее изобретение может быть практически реализовано в устройстве рулевого управления с электрическим усилением в колонке, где вал 12 рулевого управления приводится в движение относительно его оси для усиления операции рулевого управления, осуществляемой с помощью рулевого колеса 11, или устройстве рулевого управления с электрическим усилением шестеренчатого типа, в котором электрическим двигателем приводится в действие шестерня механизма рулевого управления.
В вышеописанном варианте в качестве примера приведен случай, когда момент Trt возврата вычисляют посредством умножения эталонного момента Trto возврата на коэффициент g усиления момента возврата. Однако момент возврата можно вычислить согласно любой другой схеме вычисления, коль скоро между моментом T рулевого управления и моментом Trt возврата поддерживается взаимосвязь, заключающаяся в том, что момент Trt возврата уменьшается с увеличением момента T рулевого управления. Например, можно использовать схему, в которой заранее предусмотрена таблица, показывающая взаимосвязь между моментом возврата и моментом рулевого управления, а значение момента возврата, соответствующее каждому значению момента рулевого управления, определено заранее. Однако в схеме, раскрытой в вышеописанном варианте, сам эталонный момент возврата может регулироваться по другим параметрам (например, эталонный момент возврата может регулироваться по углу рулевого управления, как в вышеописанном варианте), так что может быть выполнена гибкая регулировка рулевого управления при различных условиях.
В настоящем изобретении эталонный момент Trto возврата устанавливают так, что он возрастает с увеличением угла θ рулевого управления. Однако эталонный момент Trto возврата может зависеть от параметров, представляющих условия, в которых выполняется рулевое управление, отличных от угла θ рулевого управления. Когда эталонный момент возврата Trto определяется на основе параметров, представляющих различные условия, в которых выполняется рулевое управление, можно установить оптимальный момент возврата, соответствующий различным условиям, в которых выполняется рулевое управление.
1. Устройство рулевого управления транспортным средством, включающее в себя исполнительный механизм для усиления операции рулевого управления, осуществляемой рулевым колесом, отличающееся тем, что оно содержит датчик момента рулевого управления для определения момента рулевого управления, приложенного от рулевого колеса;
средство определения момента возврата для определения момента возврата для усиления операции рулевого управления при возврате рулевого колеса, так что момент возврата уменьшается при возрастании абсолютного значения момента рулевого управления, определяемого датчиком момента рулевого управления;
и средство управления приводом для приведения в действие и управления исполнительным механизмом в соответствии с моментом возврата, определяемым средством определения момента возврата.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит датчик определения угла рулевого управления для определения угла рулевого управления рулевого колеса, причем средство определения момента возврата выполнено с возможностью определения момента возврата, при этом момент возврата увеличивается с увеличением угла рулевого управления, определяемого датчиком угла рулевого управления.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что средство определения момента возврата включает в себя средство определения эталонного момента возврата для определения эталонного момента возврата, который представляет собой момент, служащий эталоном момента возврата, причем эталонный момент возврата увеличивается с увеличением угла рулевого управления, определяемого датчиком угла рулевого управления; и средство определения коэффициента усиления момента возврата для определения коэффициента усиления, связанного с эталонным моментом возврата, причем коэффициент усиления уменьшается с увеличением абсолютного значения момента рулевого управления, определяемого датчиком момента рулевого управления, при этом момент возврата определяют на основе момента, определяемого средством определения эталонного момента возврата, и коэффициента усиления, определяемого средством определения коэффициента усиления момента возврата.
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство определения крутящего момента для определения крутящего момента для усиления операции рулевого управления при повороте рулевого колеса, причем крутящий момент увеличивается с увеличением момента рулевого управления, определяемого датчиком момента рулевого управления, при этом средство управления приводом выполнено с возможностью приведения в действие и управления исполнительным механизмом в соответствии с крутящим моментом, определяемым средством определения крутящего момента, и моментом возврата, определяемым средством определения момента возврата.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средство определения коэффициента усиления момента возврата выполнено с возможностью определения коэффициента усиления, связанного с эталонным моментом возврата, независимо от угла рулевого управления, причем коэффициент усиления уменьшается с ростом абсолютного значения момента рулевого управления, определяемого датчиком момента рулевого управления.
6. Устройство по п.3 или 5, отличающееся тем, что средство определения момента возврата выполнено с возможностью определения момента возврата путем умножения момента, определяемого средством определения эталонного момента возврата, на коэффициент усиления, определяемый средством определения коэффициента усиления момента возврата.
