Управляющее устройство руления
Изобретение относится к управляющему устройству руления. Устройство выполнено с возможностью поворота одного из множества узлов «колесо-шина» транспортного средства независимо от других узлов «колесо-шина». Управляющее устройство руления включает в себя: электромотор, служащий в качестве приводного источника; механизм преобразования действий, выполненный с возможностью преобразования действия электромотора в действие поворота узла «колесо-шина»; и контроллер, выполненный с возможностью управления питающим током на электромотор, чтобы поворачивать узел «колесо-шина» на основе рабочего положения электромотора. Обеспечивается управляющее устройство независимого руления одним колесом, имеющее высокую практичность. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к управляющему устройству руления, смонтированному на транспортном средстве и выполненному с возможностью поворота одного узла «колесо-шина» транспортного средства.
Уровень техники
Например, управляющее устройство руления поворачивает узел «колесо-шина» в положение руления, связанное с управляющим положением элемента руления. Когда элемент руления находится в прямом положении (в управляющем положении для обеспечения движения транспортного средства прямо; может называться «нейтральным положением»), узел «колесо-шина» также позиционируется в прямом положении (в положении руления, в котором узел «колесо-шина» позиционируется, когда транспортное средство движется по прямой; может называться «нейтральным положением»). В публикации не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии № 2015-69245 (JP 2015-69245 А), симметрия поворота пары из правого и левого узлов «колесо-шина» вычисляется на основе фрагментов данных изображений, полученных посредством одновременного формирования изображений узлов «колесо-шина» посредством использования камер, и управляющее положение элемента руления, которое обнаруживается посредством датчика, корректируется на основе симметрии.
Сущность изобретения
В настоящее время проводятся исследования в отношении управляющего устройства руления, выполненного с возможностью независимого поворота одного узла «колесо-шина» за счет силы, сформированной посредством электромотора (может в дальнейшем называться «управляющим устройством независимого руления одним колесом»). Управляющее устройство независимого руления одним колесом не содержит элемент, который соединяет пару поворотных рулевых кулаков, удерживающих правые и левые узлы «колесо-шина». Следовательно, положения руления правых и левых узлов «колесо-шина» с большой вероятностью должны варьироваться. Управляющее устройство независимого руления одним колесом не должно обязательно иметь датчик для определения положения руления. Чтобы достигать такого преимущества, узел «колесо-шина» может поворачиваться на основе рабочего положения электромотора, имеющего конкретную взаимосвязь с положением руления узла «колесо-шина». В то время, когда работа транспортного средства прекращается, т.е. в то время как переключатель зажигания (может в дальнейшем называться «IG-переключателем») отключен, подача мощности в управляющее устройство руления, в общем, прерывается с точки зрения энергосбережения. В управляющем устройстве независимого руления одним колесом, выполненном с возможностью выполнять управление операцией руления для узла «колесо-шина» на основе рабочего положения электромотора, контроллер не может выяснять рабочее положение электромотора, когда подача мощности в управляющее устройство руления прерывается. Когда узел «колесо-шина» поворачивается посредством внешней силы, прикладываемой к узлу «колесо-шина», в то время как IG-переключатель отключен, контроллер не может выполнять точное управление операцией руления после того, как IG-переключатель включается. С учетом этого факта, может использоваться следующий способ, как описано в JP 2015-69245 А. То есть, положение руления узла «колесо-шина» оценивается посредством формирования изображений узла «колесо-шина», и рабочее положение электромотора задается на основе оценки. Тем не менее, точность оценки положения руления узла «колесо-шина» посредством формирования изображений является относительно низкой. Следовательно, имеется вероятность того, что достаточно точное управление операцией руления не может выполняться, даже если используется способ, описанный выше. Практичность управляющего устройства независимого руления одним колесом повышается, когда рабочее положение электромотора может задаваться на основе достаточно точного положения руления узла «колесо-шина». Настоящее изобретение осуществлено при обстоятельствах, описанных выше, и может предоставлять управляющее устройство независимого руления одним колесом, имеющее высокую практичность.
Управляющее устройство руления согласно первому аспекту настоящего изобретения выполнено с возможностью поворачивать один из множества узлов «колесо-шина» транспортного средства независимо от других узлов «колесо-шина». Управляющее устройство руления включает в себя электромотор, механизм преобразования действий и контроллер. Электромотор служит в качестве приводного источника. Механизм преобразования действий выполнен с возможностью преобразовывать действие электромотора в действие поворота узла «колесо-шина». Контроллер выполнен с возможностью управлять питающим током на электромотор, чтобы поворачивать узел «колесо-шина» на основе рабочего положения электромотора. Контроллер выполнен с возможностью выполнять первый процесс задания опорных значений и второй процесс задания опорных значений в качестве процесса задания опорных значений для задания опорного рабочего положения, представляющего собой опорное значение рабочего положения электромотора. Первый процесс задания опорных значений выполняется на основе положения руления узла «колесо-шина», которое получается на основе данных изображений относительно узла «колесо-шина», сформированных посредством камеры. Второй процесс задания опорных значений выполняется на основе питающего тока на электромотор, когда узел «колесо-шина» поддерживается в конкретном положении руления или в произвольном положении руления в то время, когда транспортное средство движется.
В аспекте, описанном выше, контроллер может быть выполнен с возможностью определять целевое рабочее положение, которое представляет собой рабочее положение электромотора, которое соответствует ожидаемому положению руления узла «колесо-шина». Контроллер может быть выполнен с возможностью определять питающий ток на электромотор на основе отклонения рабочего положения, которое представляет собой отклонение фактического рабочего положения электромотора от целевого рабочего положения.
В аспекте, описанном выше, контроллер может быть выполнен с возможностью управлять питающим током на электромотор, чтобы снабжать электромотор поддерживающим током, требуемым для того, чтобы поддерживать положение руления узла «колесо-шина» в целевом положении руления в то время, когда транспортное средство движется.
В аспекте, описанном выше, контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять первый процесс задания опорных значений, когда работа транспортного средства начинается.
В аспекте, описанном выше, контроллер может быть выполнен с возможностью сохранять положение руления узла «колесо-шина», когда работа транспортного средства прекращается. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять первый процесс задания опорных значений на основе разности между сохраненным положением руления и положением руления, полученным на основе данных изображений относительно узла «колесо-шина», когда работа транспортного средства начинается.
В аспекте, описанном выше, контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять второй процесс задания опорных значений на основе разности между током, фактически подаваемым на электромотор, и стандартным током, связанным с положением руления узла «колесо-шина» и скоростью движения транспортного средства.
В аспекте, описанном выше, контроллер может быть выполнен с возможностью сохранять, в качестве стандартного тока, питающий ток на электромотор, который фактически определяется в то время, когда транспортное средство движется.
В аспекте, описанном выше, контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять второй процесс задания опорных значений, когда транспортное средство движется по прямой с конкретной скоростью.
Краткое описание чертежей
Далее описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены аналогичные элементы и на которых:
Фиг. 1 - вид в перспективе, иллюстрирующий модуль установки узла «колесо-шина» транспортного средства, включающий в себя управляющее устройство руления варианта осуществления;
Фиг. 2A - принципиальная схема, иллюстрирующая конфигурацию транспортного средства, в которой модуль установки узла «колесо-шина», проиллюстрированный на фиг. 1, монтируется на каждом из пары передних узлов «колесо-шина»;
Фиг. 2B - вид в перспективе, иллюстрирующий то, как камера, выполненная с возможностью захватывать изображение переднего узла «колесо-шина», устанавливается на боковом зеркале транспортного средства;
Фиг. 3A, 3B и 3C - схемы, принципиально иллюстрирующие изображения узла «колесо-шина», которые захватываются посредством камеры;
Фиг. 4 - блок-схема последовательности операций способа для программы для управления операцией руления, которая должна выполняться в управляющем устройстве руления варианта осуществления;
Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа для программы начала обработки и блок-схемой последовательности операций способа для программы окончания обработки, которые должны выполняться в управляющем устройстве руления варианта осуществления; и
Фиг. 6 - блок-схема последовательности операций способа для программы для регулирования положения руления, которая должна выполняться в управляющем устройстве руления варианта осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
В качестве режима для осуществления настоящего изобретения, ниже подробно описывается управляющее устройство руления согласно варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Настоящее изобретение может выполняться не только в нижеприведенном варианте осуществления, но также и в различных режимах, измененных или модифицированных на основе знаний специалистов в данной области техники, включающих в себя режимы, описанные в разделе «Сущность изобретения».
А. Аппаратная конструкция управляющего устройства руления
Управляющее устройство руления варианта осуществления монтируется в модуле 10 установки узла «колесо-шина» транспортного средства (может в дальнейшем называться просто «модулем 10»), проиллюстрированном на фиг. 1. Модуль 10 выполнен с возможностью устанавливать колесо 12b, имеющее шину 12a, на кузове транспортного средства. Колесо 12b может рассматриваться в качестве узла «колесо-шина», но колесо 12b, имеющее шину 12a, называется «узлом 12 «колесо-шина»» для удобства в этом варианте осуществления.
Модуль 10 включает в себя приводной блок 14 узла «колесо-шина», служащий в качестве вращательного приводного устройства узла «колесо-шина». Приводной блок 14 узла «колесо-шина» включает в себя корпус 14a, электромотор (не проиллюстрирован), редуктор (не проиллюстрирован) и ступицу оси (скрыта на фиг. 1). Электромотор представляет собой приводной источник, размещенный в корпусе 14a. Редуктор уменьшает частоту вращения электромотора. Колесо 12b присоединяется к ступице оси. Приводной блок 14 узла «колесо-шина» представляет собой так называемый блок со встроенным в колесо электромотором, размещаемый на внутренней стороне обода колеса 12b. Приводной блок 14 узла «колесо-шина» имеет известную конструкцию, и в силу этого описание конструкции опускается в данном документе.
Модуль 10 включает в себя подвеску Макферсона (также называемую «стойкой Макферсона»). В этой подвеске, корпус 14a приводного блока 14 узла «колесо-шина» функционирует в качестве водила, которое удерживает с возможностью вращения узел «колесо-шина» и имеет возможность перемещаться вверх и вниз относительно кузова транспортного средства. Дополнительно, корпус 14a функционирует в качестве поворотного рулевого кулака в управляющем устройстве руления, описанного ниже, и имеет возможность перемещаться вверх и вниз относительно кузова транспортного средства. Таким образом, подвеска включает в себя нижний рычаг 16, служащий в качестве рычага подвески, корпус 14a приводного блока 14 узла «колесо-шина», амортизатор 18 и пружину 20 подвески.
Подвеска имеет общую конструкцию. В качестве краткого описания, нижний рычаг 16 имеет форму так называемого Г-образного рычага. Ближний конец разветвляется на две части в продольном направлении транспортного средства. На ближнем конце, нижний рычаг 16 поддерживается на боковом элементе (не проиллюстрирован) кузова транспортного средства через первую втулку 22 и вторую втулку 24 таким образом, что он является поворотным вокруг оси LL поворота рычага. Дальний конец нижнего рычага 16 поворотно соединяется с нижней частью корпуса 14a приводного блока 14 узла «колесо-шина» через соединительный шаровой шарнир 26 рычага, который представляет собой первый шарнир (может в дальнейшем называться «первым шарниром 26»).
Нижний конец амортизатора 18 стационарно поддерживается на корпусе 14a приводного блока 14 узла «колесо-шина». Верхний конец амортизатора 18 поддерживается на верхней части колесной ниши кузова транспортного средства через верхнюю опору 28. Верхний конец пружины 20 подвески также поддерживается на верхней части колесной ниши кузова транспортного средства через верхнюю опору 28. Нижний конец пружины 20 подвески поддерживается посредством нижней опоры 18a, предоставленной в форме фланца на амортизаторе 18. Таким образом, пружина 20 подвески и амортизатор 18 устанавливаются параллельно между нижним рычагом 16 и кузовом транспортного средства.
Модуль 10 включает в себя тормоз. Тормоз включает в себя дисковый ротор 30 и тормозной суппорт 32. Дисковый ротор 30 присоединяется к ступице оси вместе с колесом 12b и вращается вместе с узлом 12 «колесо-шина». Тормозной суппорт 32 удерживается посредством корпуса 14a приводного блока 14 узла «колесо-шина» поверх дискового ротора 30. Хотя подробное описание опускается, тормозной суппорт 32 включает в себя тормозную колодку и тормозной актуатор. Тормозная колодка служит в качестве фрикционного элемента. Тормозной актуатор включает в себя электромотор и прекращает вращение узла 12 «колесо-шина» посредством прижатия тормозной колодки к дисковому ротору 30 за счет силы электромотора. Тормоз представляет собой так называемый электрический тормоз, выполненный с возможностью формировать тормозную силу в зависимости от силы, сформированной посредством электромотора.
Модуль 10 включает в себя управляющее устройство 34 руления согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Управляющее устройство 34 руления представляет собой управляющее устройство независимого руления одним колесом, выполненное с возможностью поворачивать только один из пары из правого и левого узлов 12 «колесо-шина» независимо от другого. Управляющее устройство 34 руления главным образом включает в себя корпус 14a приводного блока 14 узла «колесо-шина», управляющий актуатор 36 руления и поперечную рулевую тягу 38. Корпус 14a приводного блока 14 узла «колесо-шина» функционирует в качестве поворотного рулевого кулака, как описано выше (может в дальнейшем называться «поворотным рулевым кулаком 14a» при рассмотрении в качестве компонента управляющего устройства 34 руления). Управляющий актуатор 36 руления устанавливается на нижнем рычаге 16 в положении около ближнего конца нижнего рычага 16. Поперечная рулевая тяга 38 соединяет управляющий актуатор 36 руления с поворотным рулевым кулаком 14a.
Управляющий актуатор 36 руления включает в себя управляющий электромотор 36a руления, редуктор 36b и рычаг 36c актуатора. Управляющий электромотор 36a руления представляет собой электромотор, служащий в качестве приводного источника. Редуктор 36b уменьшает частоту вращения управляющего электромотора 36a руления. Рычаг 36c актуатора функционирует в качестве поворотного тягового рычага, выполненного с возможностью поворачиваться через вращение управляющего электромотора 36a руления через редуктор 36b. Ближний конец поперечной рулевой тяги 38 соединяется с рычагом 36c актуатора через ближний концевой соединительный шаровой шарнир 40 рулевой тяги, который представляет собой второй шарнир (может в дальнейшем называться «вторым шарниром 40»). Дальний конец поперечной рулевой тяги 38 соединяется с рычагом 14b поворотного кулака для поворотного рулевого кулака 14a через дальний концевой шаровой шарнир 42 рулевой тяги, который представляет собой третий шарнир (может в дальнейшем называться «третьим шарниром 42»).
В управляющем устройстве 34 руления, линия, соединяющая центр верхней опоры 28 в центр первого шарнира 26, представляет собой ось KP поворотного шкворня. Посредством управляющего электромотора 36a руления, рычаг 36c актуатора управляющего актуатора 36 руления поворачивается вокруг оси AL актуатора, как указано посредством широкой стрелки на фиг. 1. Поворот передается посредством поперечной рулевой тяги 38, и поворотный рулевой кулак 14a поворачивается вокруг оси поворотного шкворня KP. Таким образом, узел 12 «колесо-шина» поворачивается, как указано посредством широкой стрелки на фиг. 1. Вследствие конструкции, описанной выше, управляющее устройство 34 руления включает в себя механизм 44 преобразования действий, включающий в себя рычаг 36c актуатора, поперечную рулевую тягу 38 и рычаг 14b поворотного кулака и выполненный с возможностью преобразовывать вращательное действие управляющего электромотора 36a руления в действие поворота узла 12 «колесо-шина».
Управляющий актуатор 36 руления управляющего устройства 34 руления устанавливается на нижнем рычаге 16. Следовательно, модуль 10 может легко монтироваться на кузове транспортного средства. Модуль 10 может монтироваться на транспортном средстве посредством присоединения ближнего конца нижнего рычага 16 к боковому элементу кузова транспортного средства и присоединения верхней опоры 28 к верхней части колесной ниши кузова транспортного средства. Таким образом, модуль 10 имеет превосходную простоту и удобство монтажа на транспортном средстве.
Например, как схематично проиллюстрировано на фиг. 2A, модуль 10 может размещаться на каждом из двух правых и левых узлов 12 «колесо-шина» транспортного средства (могут в дальнейшем называться «передними узлами 12 «колесо-шина»»). Чтобы поворачивать узлы 12 «колесо-шина», управляющее устройство 34 руления двух модулей 10 транспортного средства отдельно управляется посредством электронных блоков 50 управления операцией руления, служащих в качестве контроллеров (могут в дальнейшем сокращаться как «ECU операции руления»; показаны как «S-ECU» на фиг. 2A). В частности, ECU 50 операции руления, связанный с каждым модулем 10, управляет управляющим электромотором 36a руления управляющего устройства 34 руления модуля 10, т.е. управляет питающим током в управляющий электромотор 36a руления. Таким образом, управляющее устройство 34 руления может рассматриваться как включающее в себя ECU 50 операции руления. ECU 50 операции руления включает в себя компьютер, включающий в себя центральный процессор (ЦП/CPU), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ/ROM) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ/RAM), и схему приведения в действие для управляющего электромотора 36a руления (например, инвертор, когда управляющий электромотор 36a руления представляет собой бесщеточный электромотор постоянного тока).
Транспортное средство может рассматриваться как включающее в себя систему руления варианта осуществления, которая включает в себя элемента два управляющего устройства 34 руления, связанные с двумя передними узлами 12 «колесо-шина», соответственно. Система руления представляет собой так называемую систему руления по проводам и включает в себя, в качестве своего компонента, управляющее устройство 52 для приема операции руления водителя. Управляющее устройство 52 включает в себя руль 54, датчик 56 руления, устройство 58 приложения реактивного усилия и управляющий электронный блок 60 управления (может в дальнейшем сокращаться как «управляющий ECU»; показан как «O-ECU» на фиг. 2A). Руль 54 служит в качестве элемента руления. Датчик 56 руления определяет управляющий угол в качестве управляющего положения элемента руления. Управляющий угол представляет собой угол вращения руля 54. Устройство 58 приложения реактивного усилия прикладывает управляющую силу реакции к рулю 54. Управляющий ECU 60 представляет собой контроллер управляющего устройства 52. ECU 50 операции руления и управляющий ECU 60 соединяются с автомобильной сетью или контроллерной сетью 62 (CAN) и поддерживают обмен данными между собой через CAN 62.
Как проиллюстрировано на фиг. 2B, транспортное средство включает в себя камеры 72, установленные на нижних частях правого и левого боковых зеркал 70, которые должны использоваться для мониторинга окрестности транспортного средства. Камеры 72 выполнены с возможностью формировать изображение передних узлов 12 «колесо-шина», соответственно. Блоки 74 обработки изображений обрабатывают фрагменты данных изображений относительно передних узлов 12 «колесо-шина», сформированных посредством камер 72, соответственно. Фрагменты обработанных данных изображений могут приниматься посредством ECU 50 операции руления через CAN 62, соответственно.
Б. Управление для системы руления
(i) Управление операцией руления
ECU 50 операции руления управляющего устройства 34 руления выполняет управление операцией руления для поворота узла 12 «колесо-шина» в положение ψ руления, определенное в ответ на операцию руления водителя. В частности, управляющий угол руля 54, т.е. положение δ руления, определенное посредством датчика 56 руления, получается из управляющего ECU 60 через CAN 62 в качестве степени операции руления, и целевое положение ψ* руления определяется на основе полученного положения δ руления. Целевое положение ψ* руления представляет собой ожидаемое положение ψ руления узла 12 «колесо-шина». Питающий ток I в управляющий электромотор 36a руления управляется таким образом, что положение ψ руления узла «колесо-шина» достигает целевого положения ψ* руления. При условии, что опорное управляющее положение δ0 представляет собой прямое положение, в котором транспортное средство движется по прямой, положение δ руления может рассматриваться в качестве величины изменения положения относительно опорного управляющего положения δ0, т.е. управляющей величины руления. Даже если подача мощности прерывается, датчик 56 руления может постоянно определять управляющий угол руля 54 за пределами 360° из идентичного опорного управляющего положения δ0, когда электрическая мощность подается снова. Положение ψ руления является эквивалентным так называемому углу поворота при рулении. При условии, что опорное положение ψ0 руления представляет собой прямое положение, в котором узел 12 «колесо-шина» позиционируется в состоянии, в котором транспортное средство движется по прямой, положение ψ руления может рассматриваться в качестве величины изменения фазы из опорного положения ψ0 руления, т.е. величины поворачивания. Если точнее, положительный или отрицательный знаки значений положения δ руления и положения ψ руления изменяются на противоположные для опорного управляющего положения δ0 и опорного положения ψ0 руления, соответственно.
Вместо положения δ руления, крутящий момент, прикладываемый водителем к рулю 54, т.е. управляющая сила поворота при рулении, может использоваться в качестве степени операции руления, и целевое положение ψ* руления может определяться на основе управляющей силы поворота при рулении. Например, если узел 12 «колесо-шина» поворачивается через автономное вождение, хотя подробное описание опускается, ECU 50 операции руления может получать целевое положение ψ* руления на основе информации из системы автономного вождения и поворачивать узел 12 «колесо-шина» на основе полученного целевого положения ψ* руления.
Целесообразно определять требуемый управляющий крутящий момент Tq поворота при рулении на основе отклонения Δψ положения руления. Требуемый управляющий крутящий момент Tq поворота при рулении представляет собой силу актуатора 36, которая требуется для того, чтобы поворачивать узел 12 «колесо-шина» в целевое положение ψ* руления или поддерживать узел 12 «колесо-шина» в целевом положении ψ* руления. Отклонение Δψ положения руления представляет собой отклонение фактического положения ψ руления от целевого положения ψ* руления. Управляющее устройство 34 руления не имеет датчика положения руления, выполненного с возможностью обнаруживать фактическое положение ψ руления. Следовательно, требуемый управляющий крутящий момент Tq поворота при рулении определяется на основе рабочего положения управляющего электромотора 36a руления, поскольку положение ψ руления узла 12 «колесо-шина» и рабочее положение управляющего электромотора 36a руления имеют конкретную взаимосвязь. В частности, рабочее положение управляющего электромотора 36a руления представляет собой угловое положение вала электромотора, т.е. угол θ вращения электромотора, поскольку управляющий электромотор 36a руления представляет собой вращательный электромотор. Рабочее положение электромотора может рассматриваться в качестве величины действия электромотора, а именно, величины изменения рабочего положения электромотора из опорного рабочего положения.
Угол θ вращения электромотора может рассматриваться в качестве угла смещения относительно опорного угла θ0 вращения электромотора, который представляет собой опорное рабочее положение. Угол θ вращения электромотора накапливается за пределами 360°. Опорный угол θ0 вращения электромотора задается равным прямому углу вращения электромотора, представляющему собой положение, в котором транспортное средство движется по прямой. В управляющем устройстве 34 руления, управляющий электромотор 36a руления и поворотный рулевой кулак 14a механически соединяются между собой, и величина изменения угла θ вращения электромотора для управляющего электромотора 36a руления и величина изменения положения ψ руления узла «колесо-шина» имеют конкретную взаимосвязь. Величины изменения этих факторов могут иметь взаимосвязь на основе предварительно определенного соотношения, которое зависит, например, от передаточного числа редуктора 36b. Посредством использования этой взаимосвязи, управляющее устройство 34 руления управляет положением ψ руления посредством управления для угла θ вращения электромотора вместо прямого управления положением ψ руления. Если точнее, положительный или отрицательный знак значения угла θ вращения электромотора изменяется на противоположный через опорный угол θ0 вращения электромотора.
В частности, ECU 50 операции руления управляющего устройства 34 руления определяет целевой угол θ* вращения электромотора в качестве целевого рабочего положения с точки зрения угла θ вращения электромотора на основе целевого положения ψ* руления. Управляющий электромотор 36a руления представляет собой бесщеточный электромотор постоянного тока и имеет датчик угла вращения электромотора (например, интегральную схему (IC) Холла или круговой датчик положения) для того, чтобы переключать фазы при подаче тока в управляющий электромотор 36a руления. На основе определения посредством датчика угла вращения электромотора, ECU 50 операции руления выясняет фактический угол θ вращения электромотора, который представляет собой текущий угол θ вращения электромотора относительно опорного угла θ0 вращения электромотора. ECU 50 операции руления определяет отклонение Δθ угла вращения электромотора в качестве отклонения рабочего положения. Отклонение Δθ угла вращения электромотора представляет собой отклонение угла θ вращения электромотора от целевого угла θ* вращения электромотора. На основе отклонения Δθ угла вращения электромотора (=θ*-θ), ECU 50 операции руления определяет требуемый управляющий крутящий момент Tq поворота при рулении посредством использования следующего выражения.
Вышеприведенное выражение соответствует правилу управления с обратной связью на основе отклонения Δθ угла вращения электромотора. Первый член, второй член и третий член представляют собой пропорциональный член, производный член и интегральный член, соответственно. Символы «GP», «GD» и «GI» представляют пропорциональное усиление, дифференциальное усиление и интегральное усиление, соответственно.
Требуемый управляющий крутящий момент Tq поворота при рулении и питающий ток I в управляющий электромотор 36a руления имеют конкретную взаимосвязь. В частности, требуемый управляющий крутящий момент Tq поворота при рулении и питающий ток I почти имеют пропорциональную взаимосвязь, поскольку требуемый управляющий крутящий момент Tq поворота при рулении зависит от силы, сформированной посредством управляющего электромотора 36a руления. Посредством использования этой взаимосвязи, ECU 50 операции руления определяет питающий ток I в управляющий электромотор 36a руления на основе определенного требуемого управляющего крутящего момента Tq поворота при рулении и подает ток I в управляющий электромотор 36a руления.
Когда транспортное средство движется в состоянии, в котором узел 12 «колесо-шина» поворачивается, самовыравнивающий крутящий момент, определенный на основе геометрии подвески, т.е. сила для позиционирования узла 12 «колесо-шина» в прямом положении действует на модуль 10. Чтобы поддерживать узел 12 «колесо-шина» в целевом положении ψ* руления, необходимо подавать определенный ток I в управляющий электромотор 36a руления в качестве поддерживающего тока. Когда вышеприведенное выражение для определения требуемого управляющего крутящего момента Tq поворота при рулении включает в себя интегральный член, и интегральное усиление GI задается равным соответствующему значению, поддерживающий крутящий момент для поддержания узла 12 «колесо-шина» в целевом положении ψ* руления определяется посредством определения требуемого управляющего крутящего момента Tq поворота при рулении посредством использования вышеприведенного выражения. Поддерживающий ток определяется на основе поддерживающего крутящего момента.
Хотя питающий ток I может косвенно определяться на основе отклонения Δθ угла вращения электромотора через требуемый управляющий крутящий момент Tq поворота при рулении, как описано выше, питающий ток I может непосредственно определяться на основе отклонения Δθ угла вращения электромотора посредством использования следующего выражения без использования требуемого управляющего крутящего момента Tq поворота при рулении.
В вышеприведенном выражении, символы «GP», «GD» и «GI» представляют пропорциональное усиление, дифференциальное усиление и интегральное усиление, соответственно.
(ii) Оценка положения руления узла «колесо-шина» и задание опорного угла вращения электромотора
Как описано выше, положение ψ руления узла 12 «колесо-шина» и угол θ вращения электромотора, который представляет собой рабочее положение управляющего электромотора 36a руления, ассоциированы между собой таким образом, что соответствующие прямые положения, т.е. опорный угол θ0 вращения электромотора для управляющего электромотора 36a руления и опорное положение ψ0 руления узла 12 «колесо-шина», совпадают между собой. В частности, когда узел 12 «колесо-шина» позиционируется в опорном положении ψ0 руления, угол θ вращения электромотора задается равным опорному углу θ0 вращения электромотора. Посредством определения посредством датчика угла вращения электромотора, ECU 50 операции руления выясняет фактический угол θ вращения электромотора, который представляет собой текущий угол θ вращения электромотора относительно опорного угла θ0 вращения электромотора.
Когда IG-переключатель выключается, подача мощности в ECU 50 операции руления и управляющий электромотор 36a руления прерывается, и ECU 50 операции руления не может выяснять фактический угол θ вращения электромотора. В частности, управляющее устройство 34 руления использует редуктор 36b, имеющий относительно большое передаточное число редуктора, и в силу этого положение ψ руления узла 12 «колесо-шина» изменяется только на 1-2° относительно одного вращения управляющего электромотора 36a руления. Датчик угла вращения электромотора может определять угловое положение (фазу) управляющего электромотора 36a руления в пределах 360°. ECU 50 операции руления суммирует фактический угол θ вращения электромотора на основе обнаруженного углового положения и заданный опорный угол θ0 вращения электромотора. Когда электрическая мощность подается снова после прерывания подачи мощности опорный угол θ0 вращения электромотора задается на основе текущего положения в пределах 360°. Например, когда узел 12 «колесо-шина» перемещается в некоторой степени в то время, когда подача тока прерывается, управляющий электромотор 36a руления может вращаться за пределами 360°. Когда управляющий электромотор 36a руления вращается за пределами 360°, фактический угол θ вращения электромотора не может выясняться корректно. Как результат, положение ψ руления узла 12 «колесо-шина» отклоняется от корректного положения. Отклонение положения ψ руления узла 12 «колесо-шина» может рассматриваться в качестве отклонения опорного угла θ0 вращения электромотора, представляющего собой опорное значение угла θ вращения электромотора, от прямого положения.
Чтобы предотвращать отклонение положения ψ руления узла «колесо-шина», управляющее устройство 34 руления выполняет процесс задания опорных значений для задания опорного угла θ0 вращения электромотора, представляющего собой опорное значение угла θ вращения электромотора для управляющего электромотора 36a руления. Процесс задания опорных значений включает в себя два процесса, т.е. первый процесс задания опорных значений и второй процесс задания опорных значений, отличающиеся с точки зрения способов.
Первый процесс задания опорных значений выполняется, когда работа транспортного средства начинается, а именно, когда IG-переключатель включается. Первый процесс задания опорных значений выполняется на основе положения ψ руления узла 12 «колесо-шина», которое оценивается на основе данных относительно изображения узла 12 «колесо-шина», которое захватывается посредством камеры 72.
Фиг. 3A, фиг. 3B и фиг. 3C схематично иллюстрируют изображения узла 12 «колесо-шина», а именно, изображения правого переднего узла «колесо-шина» 12, которые получаются посредством камеры 72. Фиг. 3B иллюстрирует состояние, в котором узел 12 «колесо-шина» позиционируется в прямом положении. Фиг. 3A иллюстрирует состояние, в котором узел 12 «колесо-шина» поворачивает налево из прямого положения. Фиг. 3C иллюстрирует состояние, в котором узел 12 «колесо-шина» поворачивает направо из прямого положения. На основе данных изображений, полученных посредством обработки изображения, захваченного посредством камеры 72 в блоке 74 обработки изображений, ECU 50 операции руления оценивает, в качестве начального положения ψINT руления, положение ψ руления узла 12 «колесо-шина» в то время, когда IG-переключатель включается. Опорный угол θ0 вращения электромотора задается посредством сравнения оцененного начального положения ψINT руления с начальным целевым положением ψ*INT руления, которое представляет собой ожидаемое положение ψ руления узла 12 «колесо-шина» в это время.
Начальное целевое положение ψINT руления выбирается из следующих двух положений руления. Первое положение руления определяется на основе положения δ руления, представляющего собой управляющее положение руля 54, когда IG-переключатель включается. Второе положение руления представляет собой сохраненное положение ψM руления, которое представляет собой сохраненное положение ψ руления узла 12 «колесо-шина», оцененное посредством использования камеры 72, когда работа транспортного средства прекращается заранее. Начальное целевое положение ψ*INT руления может выбираться водителем либо инженером-технологом или инженером по техобслуживанию транспортного средства.
ECU 50 операции руления определяет отклонение ΔψINT начального положения руления, которое представляет собой отклонение начального положения ψINT руления от начального целевого положения ψ*INT руления. Когда отклонение ΔψINT, а именно, абсолютное значение отклонения ΔψINT равно или выше порогового отклонения ΔψTH, заданного на основе обнаружительной способности с использованием камеры 72, ECU 50 операции руления определяет то, что положение ψ руления может отклоняться. В качестве операции руления с исключением отклонения, ECU 50 операции руления поворачивает узел 12 «колесо-шина» посредством подачи тока в управляющий электромотор 36a руления таким образом, чтобы исключать отклонение ΔψINT. После того, как ECU 50 операции руления выполняет операцию руления с исключением отклонения, чтобы достигать положения ψ руления, в котором отклонение ΔψINT начального положения руления равно 0, ECU 50 операции руления задает опорный угол θ0 вращения электромотора таким образом, что угол θ вращения электромотора, определенный посредством датчика угла вращения электромотора в это время, ассоциирован с этим положением ψ руления. Когда отклонение ΔψINT начального положения руления меньше порогового отклонения ΔψTH, ECU 50 операции руления задает опорный угол θ0 вращения электромотора таким образом, что угол θ вращения электромотора, определенный в это время, ассоциирован с начальным целевым положением ψ*INT руления. После того, как опорный угол θ0 вращения электромотора задается, выполнение управления операцией руления разрешается.
Независимо от выбора начального целевого положения ψ*INT руления, ECU 50 операции руления инструктирует камере 72 формировать изображение узла 12 «колесо-шина», когда работа транспортного средства прекращается, т.е. когда IG-переключатель выключается. ECU 50 операции руления сохраняет положение ψ руления узла 12 «колесо-шина» в это время в качестве сохраненного положения ψM руления.
Точность оценки положения ψ руления узла 12 «колесо-шина» с использованием камеры 72 не является достаточной. Следовательно, положение ψ руления по-прежнему может немного отклоняться в то время, как выполняется первый процесс задания опорных значений. Даже если положение ψ руления немного отклоняется, может возникать нежелательное явление, такое как частичный износ шины 12a, вследствие движения транспортного средства в течение длительного времени. Второй процесс задания опорных значений выполняется для того, чтобы выполнять управление операцией руления, которое позволяет достигать достаточно точного положения ψ руления. Второй процесс задания опорных значений выполняется на основе питающего тока I в управляющий электромотор 36a руления, когда узел 12 «колесо-шина» поддерживается в конкретном положении ψ руления в то время, когда транспортное средство движется. В частности, второй процесс задания опорных значений выполняется на основе питающего тока I в управляющий электромотор 36a руления, когда положение ψ руления узла 12 «колесо-шина» поддерживается в прямом положении, т.е. в опорном положении ψ0 руления. Управление операцией руления выполняется в то время, когда транспортное средство движется. Второй процесс задания опорных значений выполняется параллельно с управлением операцией руления.
Во втором процессе задания опорных значений, ECU 50 операции руления определяет отклонение ΔI тока при условии, что транспортное средство продолжает движение по прямой (целевое положение ψ* руления равно 0) в течение предварительно определенного времени (например, 1 секунды) на заданной скорости v0 транспортного средства (например, 40 км/ч), представляющей собой конкретную скорость v транспортного средства. Отклонение ΔI тока представляет собой отклонение питающего тока I в управляющий электромотор 36a руления от стандартного тока ISTD. Когда отклонение ΔI тока (если точнее, его абсолютное значение) равно или выше порогового отклонения ΔITH, ECU 50 операции руления определяет то, что положение ψ руления отклоняется. Стандартный ток ISTD представляет собой питающий ток I в управляющий электромотор 36a руления, когда опорный угол θ0 вращения электромотора задается корректно. Значение стандартного тока ISTD в состоянии, в котором транспортное средство движется по прямой, является очень небольшим, поскольку самовыравнивающий крутящий момент не формируется. Следовательно, пороговое отклонение ΔITH может задаваться равным очень небольшому значению. Таким образом, определение в отношении того, отклоняется или нет положение руления, является относительно точным. На основе определения, ECU 50 операции руления регулирует опорный угол θ0 вращения электромотора таким образом, что отклонение ΔI тока достигает 0. В частности, взаимосвязь между значением отклонения ΔI тока и величиной отклонения положения ψ руления при условии, описанном выше, выясняется теоретически, и ECU 50 операции руления сдвигает опорный угол θ0 вращения электромотора посредством использования этой взаимосвязи. Это регулирование достигает управления операцией руления, при котором положение ψ руления является достаточно точным.
Стандартный ток ISTD описывается. ECU 50 операции руления многократно сохраняет, в качестве стандартного тока ISTD, питающий ток I, когда отклонение ΔI тока меньше порогового отклонения ΔITH при условии, описанном выше. Таким образом, стандартный ток ISTD составляет фактически измеренное значение. Во втором процессе задания опорных значений, ECU 50 операции руления в силу этого может регулировать опорный угол θ0 вращения электромотора посредством достаточно точного определения в отношении того, отклоняется или нет положение ψ руления.
Вместо фактически измеренного значения, стандартный ток ISTD, например, может составлять значение тока, определенное теоретически при условии, описанном выше. Хотя второй процесс задания опорных значений выполняется при условии, что транспортное средство движется по прямой на заданной скорости v0 транспортного средства, условие для второго процесса задания опорных значений не ограничено этим условием. Когда скорость v транспортного средства поддерживается равной произвольной скорости транспортного средства, либо когда положение ψ руления поддерживается в произвольном положении руления, стандартный ток ISTD может определяться в качестве теоретического значения на основе скорости v транспортного средства или положения ψ руления в это время, и опорный угол θ0 вращения электромотора может регулироваться на основе отклонения ΔI тока от определенного стандартного тока ISTD.
В управляющем устройстве 34 руления, второй процесс задания опорных значений выполняется независимо от того, выполняется или нет операция руления с исключением отклонения, после того, как выполняется определение в отношении того, что положение ψ руления отклоняется в первом процессе задания опорных значений. Второй процесс задания опорных значений может выполняться только тогда, когда операция руления с исключением отклонения выполняется в первом процессе задания опорных значений. С другой стороны, второй процесс задания опорных значений может предотвращаться, когда операция руления с исключением отклонения не выполняется в первом процессе задания опорных значений.
iii. Последовательность операций управления
Управление операцией руления, первый процесс задания опорных значений и второй процесс задания опорных значений выполняются таким образом, что каждый ECU 50 операции руления выполняет программу для управления операцией руления, программу начала обработки и программу для регулирования положения руления. Ниже последовательно кратко описываются процессы на основе этих программ.
Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа для программы для управления операцией руления, которая многократно выполняется посредством ECU 50 операции руления с коротким временным шагом (например, от нескольких миллисекунд до нескольких десятков миллисекунд). В процессе на основе этой программы, управляющее положение δ руля 54 сначала получается на этапе 1 (в дальнейшем сокращается как «S1»; это применимо и к другим этапам). На этапе S2, целевое положение ψ* руления определяется в качестве цели управления для положения ψ руления узла 12 «колесо-шина» на основе полученного управляющего положения δ. На этапе S3, целевой угол θ* вращения электромотора определяется в качестве цели управления для угла θ вращения электромотора на основе определенного целевого положения ψ* руления.
На этапе S4, фактический угол θ вращения электромотора получается в качестве текущего угла вращения электромотора для управляющего электромотора 36a руления на основе определения посредством датчика угла вращения электромотора. На этапе S5, отклонение Δθ угла вращения электромотора определяется в качестве отклонения фактического угла θ вращения электромотора от целевого угла θ* вращения электромотора. На этапе S6, требуемый управляющий крутящий момент Tq поворота при рулении определяется в качестве управляющего крутящего момента поворота при рулении, который должен формироваться посредством актуатора 36, посредством использования вышеприведенного выражения, связанного с правилом управления с обратной связью, на основе определенного отклонения Δθ угла вращения электромотора. На этапе S7, питающий ток I определяется в качестве тока, который должен подаваться в управляющий электромотор 36a руления, на основе определенного требуемого управляющего крутящего момента Tq поворота при рулении. На этапе S8, определенный питающий ток I подается в управляющий электромотор 36a руления.
Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа для программы начала обработки, которая выполняется только однократно посредством ECU 50 операции руления, когда IG-переключатель транспортное средство включается. В процессе на основе этой программы, на этапе S11 сначала выполняется определение в отношении того, равно или нет значение флага FS выбора процесса 1. Флаг FS выбора процесса используется для выбора определенного положения руления в качестве начального целевого положения ψ*INT руления. Значение флага FS выбора процесса равно 0, когда используется целевое положение ψ* руления, определенное на основе положения δ руления, когда IG-переключатель включается. Значение флага FS выбора процесса равно 1, когда используется сохраненное положение ψM руления. Когда значение флага FS выбора процесса равно 0, процессы S12 и S13 выполняются. Когда значение флага FS выбора процесса равно 1, сохраненное положение ψM руления определяется в качестве начального целевого положения ψ*INT руления на этапе S14.
На этапе S15, выдается инструкция для того, чтобы формировать изображение узла 12 «колесо-шина» посредством использования камеры 72. на этапе S16, начальное положение ψINT руления оценивается на основе данных изображений относительно узла 12 «колесо-шина», которые получаются посредством формирования изображений. На этапе S17, отклонение ΔψINT начального положения руления определяется. На этапе S18, выполняется определение в отношении того, равно или выше абсолютное значение отклонения ΔψINT начального положения руления либо нет порогового отклонения ΔψH. Когда выполняется определение в отношении того, что абсолютное значение отклонения ΔψINT начального положения руления равно или выше порогового отклонения ΔψTH, операция руления с исключением отклонения выполняется на основе отклонения ΔψINT начального положения руления на этапе S19. На этапе S20, опорный угол θ0 вращения электромотора задается. Когда на этапе S18 выполняется определение в отношении того, что абсолютное значение отклонения ΔψINT начального положения руления меньше порогового отклонения ΔψTH, опорный угол θ0 вращения электромотора задается на этапе S20 без выполнения операции руления с исключением отклонения. После того, как опорный угол θ0 вращения электромотора задается, выполнение управления операцией руления разрешается на этапе S21.
Фиг. 5 также является блок-схемой последовательности операций способа для программы окончания обработки для сохранения, в качестве сохраненного положения ψM руления, положения ψ руления, когда работа транспортного средства прекращается. Программа окончания обработки выполняется только однократно посредством ECU 50 операции руления, когда IG-переключатель выключается. В процессе на основе этой программы, выдается инструкция для того, чтобы формировать изображение узла 12 «колесо-шина» посредством использования камеры 72 на этапе S31. На этапе S32, положение ψ руления в то время, когда работа транспортного средства прекращается, оценивается на основе данных изображений относительно узла 12 «колесо-шина», которые получаются посредством формирования изображений. На этапе S33, оцененное положение ψ руления сохраняется в ECU 50 операции руления в качестве сохраненного положения ψM руления.
Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа для программы для регулирования положения руления, которая многократно выполняется посредством ECU 50 операции руления с коротким временным шагом (например, от нескольких миллисекунд до нескольких десятков миллисекунд) параллельно с программой для управления операцией руления. В процессе на основе этой программы, на этапе S41 и S42 сначала выполняется определение в отношении того, представляет скорость v транспортного средства собой или нет заданную скорость v0 транспортного средства, и того, равно или нет целевое положение ψ* руления 0, т.е. того, движется или нет транспортное средство по прямой. Когда транспортное средство движется по прямой на заданной скорости v0 транспортного средства, счетчик TC времени постепенно увеличивается на этапе S43. Счетчик TC времени указывает то, сколько времени транспортное средство продолжает движение по прямой на заданной скорости v0 транспортного средства. Когда на этапе S44 выполняется определение в отношении того, что счетчик TC времени достигает порогового значения TCTH, условие удовлетворяется. На этапе S45, ток I, фактически подаваемый в управляющий электромотор 36a руления в это время, определяется. На этапе S46, стандартный ток ISTD определяется. На этапе S47, выполняется определение в отношении того, равно или выше абсолютное значение отклонения ΔI тока (=ISTD-I) либо нет порогового отклонения ΔITH. Когда абсолютное значение отклонения ΔI тока равно или выше порогового отклонения ΔITH, опорный угол θ0 вращения электромотора регулируется на основе отклонения ΔI тока на этапе S48. После того, как опорный угол θ0 вращения электромотора регулируется, счетчик TC времени сбрасывается на этапе S49, и одно выполнение программы завершается.
Когда на этапе S47 выполняется определение в отношении того, что абсолютное значение отклонения ΔI тока не равно или превышает пороговое отклонение ΔITH, ток I, фактически подаваемый в управляющий электромотор 36a руления в это время, сохраняется в качестве стандартного тока ISTD на этапе S50. Когда на этапе S44 выполняется определение в отношении того, что счетчик TC времени не достигает порогового значения TCTH, одно выполнение программы завершается без сброса счетчика TC времени. Когда на этапе S41 или S42 выполняется определение в отношении того, что скорость v транспортного средства не представляет собой заданную скорость v0 транспортного средства, или в отношении того, что транспортное средство не движется по прямой, счетчик TC времени сбрасывается, и одно выполнение программы завершается.
Управляющее устройство руления настоящего изобретения выполнено с возможностью выполнять второй процесс задания опорных значений на основе электрической мощности, подаваемой на электромотор, в дополнение к первому процессу задания опорных значений, выполняемому на основе данных изображений относительно узла «колесо-шина». Когда транспортное средство движется, сила для позиционирования узла «колесо-шина» в прямом положении (может называться «самовыравнивающим крутящим моментом») действует на узел «колесо-шина» от дороги. Чтобы поддерживать положение руления узла «колесо-шина», электромотор должен формировать силу против самовыравнивающего крутящего момента. Следовательно, определенный ток (может называться «поддерживающим током») подается на электромотор. Абсолютная величина самовыравнивающего крутящего момента зависит от положения руления узла «колесо-шина» и скорости движения транспортного средства (может называться «скоростью транспортного средства»). Абсолютная величина поддерживающего тока зависит от абсолютной величины самовыравнивающего крутящего момента. Второй процесс задания опорных значений использует эти взаимосвязи для того, чтобы оценивать положение руления узла «колесо-шина» и задавать опорное рабочее положение, представляющее собой опорное значение рабочего положения электромотора, на основе оценки. Первый процесс задания опорных значений имеет преимущество в том, что процесс может выполняться относительно быстро и легко. Согласно второму процессу задания опорных значений, определенная продолжительность требуется для того, чтобы стабильно выяснять питающий ток, но положение руления узла «колесо-шина» может выясняться достаточно точно, и опорное рабочее положение электромотора может задаваться достаточно точно. Поскольку могут выполняться два типа процесса задания опорных значений, имеющие различные характеристики, управляющее устройство руления настоящего изобретения имеет высокую практичность.
Например, когда электромотор представляет собой вращательный электромотор, рабочее положение электромотора означает положение угла вращения вала электромотора, т.е. угол вращения электромотора для электромотора. Аналогично, положение руления узла «колесо-шина» означает угол поворота при рулении узла «колесо-шина». Дополнительно, рабочее положение электромотора может рассматриваться в качестве величины действия из опорного рабочего положения. Опорное рабочее положение типично может задаваться в качестве прямого положения, которое представляет собой рабочее положение в состоянии, в котором транспортное средство движется по прямой. Аналогично, положение руления узла «колесо-шина» может рассматриваться в качестве величины поворачивания из опорного положения руления. Опорное положение руления типично может задаваться в качестве прямого положения, которое представляет собой положение руления в состоянии, в котором транспортное средство движется по прямой. Когда опорное положение руления, связанное с положением руления узла «колесо-шина», и опорное рабочее положение, связанное с рабочим положением электромотора, совпадают между собой, положение руления узла «колесо-шина» может надлежащим образом управляться, например, в ответ на операцию задействования элемента руления (может называться «операцией руления») посредством управления рабочим положением электромотора на основе операции руления. Два процесса задания опорных значений, т.е. первый процесс задания опорных значений и второй процесс задания опорных значений, могут рассматриваться в качестве процессов для задания опорного рабочего положения электромотора таким образом, что оно совпадает с положением руления узла «колесо-шина» с рабочим положением электромотора.
Базовое управление операцией руления контроллера может заключать в себе определение целевого рабочего положения, которое представляет собой рабочее положение электромотора, которое соответствует ожидаемому положению руления узла «колесо-шина», и определение питающего тока на электромотор на основе отклонения рабочего положения, которое представляет собой отклонение фактического рабочего положения электромотора от целевого рабочего положения. Например, целевое рабочее положение или целевое положение руления, которое представляет собой ожидаемое положение руления узла «колесо-шина», может определяться на основе операции руления водителя. В частности, питающий ток на электромотор может определяться в соответствии с правилом управления с обратной связью на основе отклонения рабочего положения. Чтобы поддерживать положение руления в то время, когда узел «колесо-шина» поворачивается посредством определенной величины поворачивания из прямого положения в то время, когда транспортное средство движется, желательно, если электромотор снабжается током для приложения, к узлу «колесо-шина», силы против самовыравнивающего крутящего момента, которая представляет собой силу для возврата узла «колесо-шина» в прямое положение. Таким образом, желательно, если контроллер управляет питающим током на электромотор таким образом, что электромотор снабжается поддерживающим током, требуемым для того, чтобы поддерживать положение руления узла «колесо-шина» в целевом положении руления, даже когда степень операции руления не изменяется. Следовательно, целесообразно оптимизировать усиление интегрального члена в выражении для определения питающего тока в соответствии с правилом управления с обратной связью.
Как описано выше, первый процесс задания опорных значений является худшим по отношению ко второму процессу задания опорных значений с точки зрения точности задания опорного рабочего положения электромотора, но может выполняться легко, другими словами, быстро. Вследствие этого преимущества, желательно, если первый процесс задания опорных значений выполняется, когда работа транспортного средства начинается, т.е. когда IG-переключатель включается, чтобы быстро начинать управление операцией руления. При рассмотрении внешней силы, действующей на узел «колесо-шина», когда IG-переключатель отключен, более желательно, если первый процесс задания опорных значений выполняется каждый раз, когда работа транспортного средства начинается.
Например, целевое положение руления может определяться на основе управляющего состояния элемента руления, когда работа транспортного средства начинается, и первый процесс задания опорных значений может выполняться на основе разности между целевым положением руления и положением руления, полученным на основе данных изображений относительно узла «колесо-шина» в это время. Например, положение руления узла «колесо-шина» может сохраняться, когда работа транспортного средства прекращается, и первый процесс задания опорных значений может выполняться на основе разности между сохраненным положением руления и положением руления, полученным на основе данных изображений относительно узла «колесо-шина», когда работа транспортного средства начинается.
Второй процесс задания опорных значений может выполняться на основе разности между током, фактически подаваемым на электромотор в то время, когда транспортное средство движется, и стандартным током, связанным с положением руления узла «колесо-шина» и скоростью движения транспортного средства. Например, когда узел «колесо-шина» поддерживается в определенном положении руления, стандартный ток может определяться в качестве тока, который должен подаваться на электромотор против самовыравнивающего крутящего момента, на основе скорости транспортного средства и целевого положения руления узла «колесо-шина». Например, стандартный ток может сохраняться в качестве питающего тока на электромотор, который фактически определяется в то время, когда транспортное средство движется, а именно, в качестве тока, когда транспортное средство движется с конкретной скоростью транспортного средства, и положение руления узла «колесо-шина» поддерживается в конкретном положении. С учетом того, что самовыравнивающий крутящий момент практически не прикладывается, и разность между стандартным током и током, фактически подаваемым на электромотор, выясняется легко, желательно, если второй процесс задания опорных значений выполняется, когда транспортное средство движется по прямой с конкретной скоростью.
1. Управляющее устройство руления, выполненное с возможностью поворота одного из множества узлов «колесо-шина» транспортного средства независимо от других узлов «колесо-шина», причем управляющее устройство руления содержит:
электромотор, служащий в качестве приводного источника;
механизм преобразования действий, выполненный с возможностью преобразования действия электромотора в действие поворота узла «колесо-шина»; и
контроллер, выполненный с возможностью управления питающим током на электромотор, чтобы поворачивать узел «колесо-шина» на основе рабочего положения электромотора,
при этом контроллер выполнен с возможностью осуществления в качестве процесса задания опорных значений для задания опорного рабочего положения, представляющего собой опорное значение рабочего положения электромотора:
- первого процесса задания опорных значений на основе положения руления узла «колесо-шина», которое получается на основе данных изображений относительно узла «колесо-шина», полученных посредством камеры; и
- второго процесса задания опорных значений на основе питающего тока на электромотор, когда узел «колесо-шина» поддерживается в конкретном положении руления или в произвольном положении руления при движении транспортного средства.
2. Управляющее устройство руления по п. 1, в котором:
контроллер выполнен с возможностью определения целевого рабочего положения, которое представляет собой рабочее положение электромотора, которое соответствует ожидаемому положению руления узла «колесо-шина», и
контроллер выполнен с возможностью определения питающего тока на электромотор на основе отклонения рабочего положения, которое представляет собой отклонение фактического рабочего положения электромотора от целевого рабочего положения.
3. Управляющее устройство руления по п. 2, в котором контроллер выполнен с возможностью управления питающим током на электромотор, чтобы снабжать электромотор поддерживающим током, требуемым для поддержания положения руления узла «колесо-шина» в целевом положении руления при движении транспортного средства.
4. Управляющее устройство руления по любому из пп. 1-3, в котором контроллер выполнен с возможностью осуществления первого процесса задания опорных значений, когда начинается работа транспортного средства.
5. Управляющее устройство руления по п. 4, в котором:
контроллер выполнен с возможностью сохранения положения руления узла «колесо-шина», когда прекращается работа транспортного средства, и
контроллер выполнен с возможностью осуществления первого процесса задания опорных значений на основе разности между сохраненным положением руления и положением руления, полученным на основе данных изображений относительно узла «колесо-шина», когда начинается работа транспортного средства.
6. Управляющее устройство руления по любому из пп. 1-3, в котором контроллер выполнен с возможностью осуществления второго процесса задания опорных значений на основе разности между током, фактически подаваемым на электромотор, и стандартным током, связанным с положением руления узла «колесо-шина» и скоростью движения транспортного средства.
7. Управляющее устройство руления по п. 6, в котором контроллер выполнен с возможностью сохранения в качестве стандартного тока, питающего тока на электромотор, который фактически определяется при движении транспортного средства.
8. Управляющее устройство руления по любому из пп. 1-3, в котором контроллер выполнен с возможностью осуществления второго процесса задания опорных значений, когда транспортное средство движется по прямой с конкретной скоростью.
