Устройство, облегчающее рулевое управление транспортным средством (варианты)

Устройство, облегчающее рулевое управление транспортным средством (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству, облегчающему рулевое управление транспортным средством, которое передает вспомогательное усилие, сформированное посредством электродвигателя, на поворот управляемых колес, выполняемый за счет вращения руля.

Уровень техники

Ранее, как раскрыто в японской патентной публикации №H6-4417, устройство, облегчающее рулевое управление, выполняли таким образом, чтобы не допускать лишнего приведения и управления электродвигателем, снижая вспомогательный крутящий момент, формируемый посредством электродвигателя, или прекращая формирование вспомогательного крутящего момента посредством уменьшения управляющего напряжения, применяемого к электродвигателю, когда зубчатая рейка подходит к концу своего хода.

Сущность изобретения

Тем не менее, в режиме, когда руль повернут на большой угол поворота, требуется большой крутящий рулевой момент для того, чтобы вращать руль. Следовательно, если вспомогательный крутящий момент, формируемый посредством электродвигателя, снижается, либо формирование вспомогательного крутящего момента прекращается, когда зубчатая рейка подходит к концу своего хода, как в вышеописанной традиционной методике, водитель чувствует неестественное ощущение на руле при рулении, так что "чувство руля" ухудшается. Настоящее изобретение решает проблему ухудшения "чувства руля" и проблему формирования анормального шума в секции рулевого механизма от руля к управляемым колесам.

В общем, в режиме, когда руль повернут на значительную величину, поскольку усилие, облегчающее рулевое управление, является большим, электродвигатель выдает большой крутящий момент. Помимо этого, поскольку скорость изменения тока, протекающего через электродвигатель, является большой, изменение выходного крутящего момента электродвигателя является значительным. Следовательно, в этом режиме анормальный шум с большой вероятностью образуется в рулевом механизме вследствие разности реактивности выходного крутящего момента электродвигателя и реактивности функционирования рулевого механизма. Более конкретно, в случае, если управление электродвигателем настроено в соответствии с характеристиками рулевого механизма так, что в диапазоне обычного угла поворота никакого анормального шума в рулевом механизме не образуется, в режиме, когда управляющая реактивность электродвигателя задана высокой, когда угол поворота становится большим, в работе рулевого механизма возникает перекомпенсация по причине большого изменения выходного крутящего момента электродвигателя и образуется анормальный шум. Между тем, в случае, если управление электродвигателем настроено в соответствии с характеристиками рулевого механизма так, что в диапазоне обычного угла поворота анормальный шум в рулевом механизме не образуется, в режиме, когда управляющая реактивность электродвигателя задана низкой, когда угол поворота становится большим, возникает чрезмерная задержка в отклике выходного крутящего момента электродвигателя по отношению к работе рулевого механизма. В этом случае также образуется сильный анормальный шум.

Настоящее изобретение осуществлено для того, чтобы решить вышеописанную проблему, и целью настоящего изобретения является создание устройства, облегчающего рулевое управление транспортным средством, которое подавляет образование анормального шума посредством рулевого механизма без ухудшения "чувства руля".

Для достижения упомянутой цели согласно настоящему изобретению создано устройство, облегчающее рулевое управление, для транспортного средства, которое включает в себя электродвигатель для передачи вспомогательного усилия на поворот управляемых колес, выполняемый за счет вращения руля, в котором выполняется регулирование с обратной связью, когда фактическая величина регулирования электродвигателя используется в качестве обратной связи, так что электродвигатель работает в соответствии с целевой величиной регулирования, при этом устройство содержит средство определения угла поворота для определения угла поворота руля и средство изменения коэффициента усиления для изменения коэффициента усиления обратной связи, используемого при регулировании с обратной связью в соответствии с определяемым углом поворота. В этом случае коэффициентом усиления обратной связи может быть коэффициент усиления регулирования, касающийся пропорционального элемента и/или интегрального элемента, связанного с регулированием с обратной связью.

Средство изменения коэффициента усиления может быть сконфигурировано так, что когда определяемый угол поворота является большим, коэффициент усиления обратной связи изменяется до меньшего значения в сравнении со случаем, когда определяемый угол поворота является малым, чтобы тем самым снизить анормальный шум, который образуется вследствие высокой реактивности регулирования с обратной связью. Альтернативно средство изменения коэффициента усиления может быть сконфигурировано так, что когда определяемый угол поворота является большим, коэффициент усиления обратной связи изменяется до большего значения в сравнении со случаем, когда определяемый угол поворота является малым, чтобы тем самым снизить анормальный шум, который образуется вследствие низкой реактивности регулирования с обратной связью.

Целевой величиной регулирования электродвигателя может быть целевое значение тока, которое представляет целевой ток, который должен быть подан к электродвигателю. В этом случае фактической величиной регулирования электродвигателя является фактическое значение тока, которое представляет ток, протекающий через электродвигатель и определяемый посредством датчика тока. Предпочтительно устройство, облегчающее рулевое управление транспортным средством, содержит средство определения крутящего момента от руля для определения крутящего момента, применяемого к рулю, средство определения скорости транспортного средства для определения скорости транспортного средства и средство определения целевой величины регулирования для определения целевой величины регулирования электродвигателя в соответствии с определяемыми крутящим моментом руля и скоростью транспортного средства, посредством чего целевая величина регулирования электродвигателя определяется посредством крутящего момента и скоростью транспортного средства.

Согласно настоящему изобретению средство изменения коэффициента усиления изменяет коэффициент усиления обратной связи, используемый при регулировании с обратной связью в соответствии с углом поворота. Средство изменения коэффициента усиления изменяет коэффициент усиления обратной связи так, что когда определяемый угол поворота является большим, коэффициент усиления обратной связи изменяется до меньшего значения по сравнению со случаем, когда определяемый угол поворота является небольшим, чтобы тем самым снизить анормальный шум, который образуется вследствие высокой реактивности регулирования с обратной связью. Альтернативно средство изменения коэффициента усиления изменяет коэффициент усиления обратной связи так, что когда определяемый угол поворота является большим, коэффициент усиления обратной связи изменяется до большего значения в сравнении со случаем, когда определяемый угол поворота является небольшим, чтобы тем самым снизить анормальный шум, который образуется вследствие низкой реактивности регулирования с обратной связью. Посредством изменения коэффициента усиления обратной связи величина регулирования, используемая для того, чтобы заставить фактическую величину регулирования электродвигателя достичь целевой величины регулирования, изменяется без изменения целевой величины регулирования, посредством чего скорость перехода электродвигателя из текущего режима в режим, соответствующий целевой величине регулирования, регулируется так, чтобы увеличиваться или уменьшаться, когда угол и выходной крутящий момент электродвигателя становятся большими.

Как результат, даже когда угол поворота становится большим, обеспечивается величина регулирования электродвигателя, требуемая в режиме, когда угол поворота является большим. Следовательно, "чувство руля" не ухудшается. Дополнительно, как результат регулирования изменения усиления обратной связи в соответствии с углом поворота, может быть устранено образование анормального шума вследствие разности реактивности выходного крутящего момента электродвигателя и реактивности рулевого механизма. В частности, в случае, если управление электродвигателем отрегулировано в соответствии с характеристиками рулевого механизма так, что в диапазоне обычного угла поворота анормальный шум в рулевом механизме не формируется, в режиме, когда управляющая реактивность электродвигателя задана высокой, когда угол поворота возрастает, величина регулирования, передаваемая обратно в электродвигатель, регулируется так, чтобы уменьшиться, и выходной крутящий момент становится трудно изменить, так что формирование анормального шума вследствие перекомпенсации рулевого механизма подавляется. Между тем, в случае, если управление электродвигателем отрегулировано в соответствии с характеристиками рулевого механизма так, что в диапазоне обычного угла поворота анормальный шум в рулевом механизме не образуется, в режиме, когда управляющая реактивность электродвигателя задана низкой, когда угол поворота возрастает, величина регулирования, передаваемая обратно в электродвигатель, регулируется так, чтобы увеличиться, и выходной крутящий момент можно легко изменить, так что в выходном крутящем моменте в отношении работы рулевого механизма не создается никакой задержки реакции, посредством чего подавляется образование анормального шума.

Второй отличительный признак настоящего изобретения основывается на том, что средство изменения коэффициента усиления изменяет коэффициент усиления обратной связи с первого коэффициента усиления обратной связи на второй коэффициент усиления обратной связи, когда угол поворота, определяемый посредством средства определения угла поворота, превышает заданный угол поворота; и дополнительно имеется средство определения скорости поворота для определения скорости поворота руля и средство регулирования изменения коэффициента усиления для обеспечения средству изменения коэффициента усиления возможности изменения коэффициента усиления обратной связи, когда скорость поворота, определяемая посредством средства определения скорости поворота, составляет менее заданной скорости поворота, и запрета на изменение коэффициента усиления обратной связи средством изменения коэффициента усиления, когда определяемая скорость поворота равна или превышает заданную скорость поворота.

Когда руль поворачивается внезапно в режиме большого угла поворота, в некоторых случаях требуется резкое увеличение напряжения (тока). Если коэффициент усиления обратной связи переключается в этот режим, то управляющая реактивность электродвигателя изменяется внезапно и чрезмерно, так что может быть образован анормальный шум и в рулевом механизме может возникнуть неисправность. Тем не менее, согласно второму отличительному признаку настоящего изменения резкие изменения тока возбуждения, применяемого к электродвигателю, подавляются, так что могут быть предотвращены образование анормального шума и неисправность рулевого механизма, связанные с внезапным изменением управляющей реактивности электродвигателя.

Третий отличительный признак настоящего изобретения основывается на том, что обеспечивается запаздывание в регулирование изменения коэффициента усиления обратной связи, выполняемое посредством средства изменения коэффициента усиления и средства регулирования изменения коэффициента усиления в соответствии с изменениями угла поворота, определяемыми посредством средства определения угла поворота руля, и скорости поворота руля, определяемой посредством средства определения скорости поворота руля. Благодаря этой конфигурации может быть снижена частота переключения коэффициента усиления обратной связи для изменений угла поворота и скорости поворота. Как результат, частое переключение коэффициента усиления обратной связи, то есть частое переключение тока возбуждения, подаваемого в электродвигатель, уменьшается, посредством чего может более эффективно подавляться образование анормального шума в рулевом механизме.

Четвертый отличительный признак настоящего изобретения основывается на том, что средство изменения коэффициента усиления изменяет коэффициент усиления обратной связи с первого коэффициента усиления обратной связи на второй коэффициент усиления возможности изменения коэффициента усиления обратной связи, когда угол поворота, определяемый посредством средства определения угла поворота, превышает заданный угол поворота; причем целевое значение тока снижается по мере того, как скорость транспортного средства возрастает; при этом дополнительно имеется средство регулирования изменения коэффициента усиления для обеспечения средству изменения коэффициента усиления возможности изменения коэффициента усиления обратной связи, когда ток, протекающий через электродвигатель, превышает заданный ток, и запрета на изменение коэффициента усиления обратной связи средством изменения коэффициента усиления, когда ток, протекающий через электродвигатель, равен или меньше заданного тока. В этом случае целевое значение тока или фактическое значение тока может быть использовано в качестве тока, протекающего через электродвигатель.

Даже когда угол поворота руля является большим, а ток, протекающий через электродвигатель, является небольшим, коэффициент усиления обратной связи не переключается. Другими словами, даже когда угол поворота руля является большим, а скорость транспортного средства - высокой, коэффициент усиления обратной связи не переключается. Как результат, даже когда коэффициент усиления обратной связи установлен так, чтобы не допускать образования анормального шума из рулевого механизма в течение периодов, когда транспортное средство останавливается или перемещается на очень низкой скорости, а руль поворачивается в значительной степени, коэффициент усиления обратной связи не переключается в течение периодов, когда транспортное средство перемещается на высокой скорости, посредством чего может быть предотвращено ухудшение "чувства руля".

Пятый отличительный признак настоящего изобретения основывается на том, что обеспечивается запаздывание в регулировании изменения коэффициента усиления обратной связи, выполняемое посредством средства изменения коэффициента усиления и средства регулирования изменения коэффициента усиления в соответствии с изменениями угла поворота, определяемыми посредством средства определения угла поворота, и тока, протекающего через электродвигатель. Благодаря этой конфигурации может быть снижена частота переключения коэффициента усиления обратной связи для изменений угла поворота и тока, протекающего через электродвигатель. Как результат, частое переключение коэффициента усиления обратной связи, то есть частое переключение тока возбуждения, подаваемого в электродвигатель, уменьшается, посредством чего может более эффективно подавляться образование анормального шума в рулевом механизме.

Шестой отличительный признак настоящего изобретения базируется на том, что средство изменения коэффициента усиления изменяет коэффициент усиления обратной связи с первого коэффициента усиления обратной связи на второй коэффициент усиления обратной связи, когда угол поворота, определяемый посредством средства определения угла поворота, становится больше заданного угла поворота; причем используется средство определения скорости изменения тока для определения в качестве скорости изменения тока отношения скорости изменения тока, протекающего через электродвигатель, к скорости изменения крутящего момента от руля, определенного посредством средства определения крутящего момента от руля, и средство регулирования изменения коэффициента усиления для обеспечения средству изменения коэффициента усиления возможности изменения коэффициента усиления обратной связи, когда скорость изменения тока, определяемая посредством средства определения скорости изменения тока, превышает заданную скорость изменения, и запрета на изменение коэффициента усиления обратной связи средством изменения коэффициента усиления, когда определяемая скорость изменения тока равна или меньше заданной скорости изменения. В этом случае также целевое значение тока или фактическое значение тока может быть использовано в качестве тока, протекающего через электродвигатель.

Скорость изменения тока представляет модуль изменения крутящего момента, формируемый посредством электродвигателя для требуемого вспомогательного крутящего момента, то есть режима, когда анормальный шум с большой вероятностью образуется посредством увеличения его значения. Когда скорость изменения тока является небольшой, переключение коэффициента усиления обратной связи посредством средства изменения коэффициента усиления запрещено, а когда скорость изменения тока становится большой, переключение коэффициента усиления обратной связи посредством средства изменения коэффициента усиления разрешено. Как результат, коэффициент усиления обратной связи с большой вероятностью переключается в режим, когда образуется анормальный шум, так что снижение анормального шума и хорошее "чувство руля" реализуются одновременно.

Седьмой отличительный признак настоящего изобретения основывается на том, что обеспечивается запаздывание в регулирование изменения коэффициента усиления обратной связи, выполняемое посредством средства изменения коэффициента усиления и средства регулирования изменения коэффициента усиления в соответствии с изменениями угла поворота, определяемыми посредством средства определения угла поворота, и скорости изменения тока, определяемой посредством средства вычисления скорости изменения тока. Благодаря этой конфигурации частота переключения коэффициента усиления обратной связи для изменений угла поворота и скорости изменения тока может быть снижена. Как результат, частое переключение коэффициента усиления обратной связи, то сеть частое переключение тока возбуждения, подаваемого в электродвигатель, уменьшается, посредством чего образование анормального шума в рулевом механизме может подавляться более эффективно.

Восьмой отличительный признак настоящего изобретения основывается на том, что средство изменения коэффициента усиления изменяет коэффициент усиления обратной связи с первого коэффициента усиления обратной связи на второй коэффициент усиления обратной связи, когда угол поворота, определяемый посредством средства определения угла поворота, превышает заданный угол поворота; причем используется средство регулирования изменения коэффициента усиления для обеспечения средству изменения коэффициента усиления возможности изменения коэффициента усиления обратной связи, когда скорость транспортного средства, определяемая посредством средства определения скорости транспортного средства, меньше заданной скорости транспортного средства, и запрета на изменение коэффициента усиления обратной связи средством изменения коэффициента усиления, когда скорость транспортного средства равна или выше заданной скорости транспортного средства.

Благодаря этой конфигурации, даже когда угол поворота руля является большим, а скорость транспортного средства - высокой, коэффициент усиления обратной связи не переключается. Как результат, даже когда коэффициент усиления обратной связи установлен так, чтобы не допускать образования анормального шума из рулевого механизма в течение периодов, когда транспортное средство останавливается или перемещается на очень низкой скорости и руль поворачивается в значительной степени, коэффициент усиления обратной связи не переключается в течение периодов, когда транспортное средство перемещается на высокой скорости, посредством чего может быть предотвращено ухудшение "чувства руля".

Девятый отличительный признак настоящего изобретения основывается на том, что обеспечивается запаздывание в регулирование изменения коэффициента усиления обратной связи, выполняемое посредством средства изменения коэффициента усиления и средства регулирования изменения коэффициента усиления в соответствии с изменениями угла поворота, определяемыми посредством средства определения угла поворота, и скорости транспортного средства, определяемой посредством средства определения скорости транспортного средства. Благодаря этой конфигурации частота переключения коэффициента усиления обратной связи для изменений фактического угла поворота и скорости транспортного средства может быть снижена. Как результат, частое переключение коэффициента усиления обратной связи, то есть частое переключение тока возбуждения, подаваемого в электродвигатель, уменьшается, посредством чего может более эффективно подавляться образование анормального шума в рулевом механизме.

Десятый отличительный признак настоящего изобретения основывается на том, что средство изменения коэффициента усиления включает в себя средство обработки с низкочастотным фильтром для выполнения обработки низкочастотной фильтрации для коэффициента усиления обратной связи, измененного в соответствии с углом поворота. Благодаря этой конфигурации коэффициент усиления обратной связи постепенно изменяется после переключения, так что даже когда коэффициент усиления обратной связи изменяется посредством средства изменения коэффициента усиления, характеристика отклика усиления, облегчающего рулевое управление, формируемого посредством электродвигателя, изменяется плавно, так что водитель не чувствует никаких неестественных ощущений, когда он поворачивает руль.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - обобщенный схематичный вид рулевого устройства для транспортного средства, имеющего функцию облегчения рулевого управления согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - первый пример управления согласно настоящему изобретению с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.3 - график, иллюстрирующий отношение между крутящим моментом руля, скоростью транспортного средства и целевым значением тока;

фиг.4A - график, иллюстрирующий примерное отношение между углом поворота и коэффициентом усиления P;

фиг.4B - график, иллюстрирующий примерное отношение между углом поворота и коэффициентом усиления I;

фиг.5A - график, иллюстрирующий другое примерное отношение между углом поворота и коэффициентом усиления P;

фиг.5B - график, иллюстрирующий другое примерное отношение между углом поворота и коэффициентом усиления I;

фиг.6A - график, иллюстрирующий еще одно другое примерное отношение между углом поворота и коэффициентом усиления P;

фиг.6B - график, иллюстрирующий еще одно другое примерное отношение между углом поворота и коэффициентом усиления I;

фиг.7A - график, иллюстрирующий еще одно другое примерное отношение между углом поворота и коэффициентом усиления P;

фиг.7B - график, иллюстрирующий еще одно другое примерное отношение между углом поворота и коэффициентом усиления I;

фиг.8 - второй пример управления согласно настоящему изобретению с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.9 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая программу определения угла поворота, приводимую в исполнение в блоке определения угла поворота с фиг.8;

фиг.10 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая программу задания коэффициента усиления PI, приводимую в исполнение в блоке задания коэффициента усиления PI с фиг.8;

фиг.11 - таблица, используемая для пояснения карты распределения памяти, которая сохраняет коэффициенты усиления P и коэффициенты усиления I;

фиг.12 - третий пример управления согласно настоящему изобретению с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.13 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая программу определения условий изменения коэффициента усиления, приводимую в исполнение в блоке определения условий изменения коэффициента усиления с фиг.12;

фиг.14 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая модификацию программы определения условий изменения коэффициента усиления с фиг.12;

фиг.15A - график, иллюстрирующий отношение между углом поворота и флагом конечного состояния;

фиг.15B - график, иллюстрирующий отношение между скоростью поворота и флагом условия скорости поворота;

фиг.16 - четвертый пример управления согласно настоящему изобретению с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.17 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая программу определения условий изменения коэффициента усиления, приводимую в исполнение в блоке определения условий изменения коэффициента усиления с фиг.16;

фиг.18 - пятый пример управления согласно настоящему изобретению с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.19 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая программу вычисления скорости изменения тока, приводимую в исполнение в блоке вычисления скорости изменения тока с фиг.18;

фиг.20 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая программу определения условий изменения коэффициента усиления, приводимую в исполнение в блоке определения условий изменения коэффициента усиления с фиг.18;

фиг.21 - шестой пример управления согласно настоящему изобретению с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.22 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая программу определения условий изменения коэффициента усиления, приводимую в исполнение в блоке определения условий изменения коэффициента усиления с фиг.21;

фиг.23 - модификация первого примера управления с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.24 - модификация второго примера управления с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.25 - модификация третьего примера управления с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.26 - модификация четвертого примера управления с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.27 - модификация пятого примера управления с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1;

фиг.28 - модификация шестого примера управления с иллюстрацией функциональной блок-схемы электронного блока управления с фиг.1.

Наилучший способ осуществления изобретения

Далее будет описан вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. На фиг.1 схематично проиллюстрировано рулевое устройство для транспортного средства, которое включает в себя устройство, облегчающее рулевое управление, согласно настоящему изобретению.

Рулевое устройство для транспортного средства включает в себя рулевой вал 12, верхний конец которого соединен с рулем 11, так что рулевой вал 12 вращается вместе с рулем 11. Ведущая шестерня 13 соединена с нижним концом рулевого вала 12, так что ведущая шестерня 13 вращается вместе с рулевым валом 12. Ведущая шестерня 13 находится в зацеплении с зубцами, выполненными на зубчатой рейке 14, чтобы тем самым формировать механизм реечной передачи. Левое и правое передние колеса FW1 и FW2 соединены с возможностью поворота с противоположными концами зубчатой рейки 14 посредством непоказанных поперечных рулевых тяг и рычагов поворотного кулака. Левое и правое передние колеса FW1 и FW2 поворачиваются влево или вправо в соответствии с осевым смещением зубчатой рейки 14, вызываемым посредством вращения рулевого вала 12 вокруг своей оси.

Электродвигатель 15, облегчающий рулевое управление, входит в состав зубчатой рейки 14. Электродвигатель 15 соединен с зубчатой рейкой 14 посредством механизма 16 "винт-шариковая гайка" с силовой передачей. Электродвигатель 15 помогает повороту левого и правого передних колес FW1 и FW2 за счет своего вращения. Механизм 16 "винт-шариковая гайка", который выступает в качестве редуктора и преобразователя вращательного в прямолинейное движение, преобразует вращательное движение электродвигателя 15 в прямолинейное движение, при этом уменьшая скорость вращения, и передает прямолинейное движение на зубчатую рейку 14. Вместо компоновки электродвигателя 15 в составе зубчатой рейки 14 электродвигатель 15 может быть скомпонован в составе рулевого вала 12 таким образом, чтобы передавать вращение электродвигателя 15 на рулевой вал 12 посредством редуктора, чтобы тем самым приводить рулевой вал 12 во вращение вокруг своей оси.

Далее описано электрическое устройство управления, которое управляет работой электродвигателя 15. Электрическое устройство управления включает в себя датчик 21 крутящего момента от руля, датчик 22 угла поворота и датчик 23 скорости транспортного средства. Датчик 21 крутящего момента от руля входит в состав рулевого вала 12 и приспособлен для того, чтобы обнаруживать крутящий момент T от руля, который действует на рулевой вал 12 в результате операции вращения руля 11. Крутящий момент T от руля допускает положительное или отрицательное значение в зависимости от того, поворачиваются левое и правое передние колеса FW1 и FW2 вправо или влево, а модуль положительного или отрицательного значения представляет модуль крутящего момента T от руля. Вместо включения датчика 21 крутящего момента от руля в состав рулевого вала 12, датчик 21 крутящего момента от руля может входить в состав зубчатой рейки 14, чтобы обнаруживать крутящий момент T от руля из величины искривления зубчатой рейки 14 в осевом направлении.

Датчик 22 угла поворота скомпонован в составе рулевого вала 12 и приспособлен для того, чтобы обнаруживать фактический угол θ поворота руля 11 посредством определения угла вращения рулевого вала 12. Фактический угол θ поворота допускает положительное или отрицательное значение в зависимости от того, вращается руль 11 по часовой стрелке или против часовой стрелки, и модуль положительного или отрицательного значения представляет модуль фактического угла θ поворота. Вместо включения датчика 22 угла поворота в состав рулевого вала 12, датчик 22 угла поворота может входить в состав зубчатой рейки 14, чтобы обнаруживать фактический угол θ поворота из величины смещения зубчатой рейки 14 в осевом направлении. Дополнительно, поскольку угол вращения электродвигателя 15 пропорционален фактическому углу θ поворота, фактический угол θ поворота может быть определен из угла вращения электродвигателя 15. Следует отметить, что поскольку фактический угол θ поворота пропорционален углу поворота левого и правого передних колес FW1 и FW2, аналогичное определение может быть выполнено посредством использования угла поворота левого и правого передних колес FW1 и FW2. Датчик 23 скорости транспортного средства обнаруживает скорость V транспортного средства.

Датчик 21 крутящего момента от руля, датчик 22 угла поворота и датчик 23 скорости транспортного средства соединены с электронным блоком 24 управления. Электронный блок 24 управления, главным образом, сформирован посредством микро-ЭВМ, состоящей из ЦП, ПЗУ, ОЗУ и т.п. Электронный блок 24 управления приводит электродвигатель 15 посредством возбуждающей схемы 25 посредством различных вычислительных программных средств управления, которые описаны далее. Возбуждающая схема 25 принимает значение E₀ управляющего напряжения из электронного блока 24 управления и подает в электродвигатель 15 ток, пропорциональный значению E₀ управляющего напряжения, чтобы тем самым инструктировать электродвигателю 15 сформировать вспомогательный крутящий момент, пропорциональный значению E₀ управляющего напряжения. Датчик 25a тока предусмотрен в возбуждающей схеме 25. Датчик 25a тока обнаруживает фактическое значение I тока, которое представляет модуль тока, протекающего через электродвигатель 15, и передает его в электронный блок 24 управления.

Выше приведена примерная аппаратная конфигурация рулевого устройства для транспортного средства согласно настоящему изобретению. Различные примеры управления описываются последовательно. В этих примерах управления в ответ на включение переключателя зажигания ЦП в электронном блоке 24 управления приводит в исполнение программу, сохраненную в ПЗУ, чтобы управлять вращением электродвигателя 15. В последующих описаниях примеров управления программы, приводимые в исполнение посредством ЦП, представлены посредством функциональной блок-схемы.

a) Первый пример управления

Сначала будет подробно описан первый пример управления со ссылкой на чертежи. Фиг.2 представляет собой функциональную блок-схему электронного блока 24 управления согласно первому примеру управления. Блок BL1 определения целевого значения тока определят целевое значение I* тока, которое изменяется в соответствии с крутящим моментом T от руля и скоростью V транспортного средства, при этом ссылаясь на таблицу целевых значений тока посредством использования крутящего момента T от руля, определенного посредством датчика 21 крутящего момента от руля, и скорости V транспортного средства, определяемой посредством датчика 23 скорости транспортного средства. Эта таблица целевых значений тока предварительно сохранена в ПЗУ в электронном блоке 24 управления. Как показано на фиг.3, для каждого из множества репрезентативных скоростей транспортного средства, таблица целевых значений тока сохраняет целевое значение I* тока, которое возрастает нелинейно с крутящим моментом T от руля. Для данного крутящего момента T от руля чем ниже скорость V транспортного средства, тем выше целевое значение I* тока. Следует отметить, что вместо использования таблицы целевых значений тока целевое значение I* тока может быть вычислено посредством использования предварительно заданной функции, которая представляет целевое значение I* тока, которое изменяется в соответствии с крутящим моментом T от руля и скоростью V транспортного средства.

Определенное таким образом целевое значение I* тока передается в блок BL2 вычисления отклонения тока. Этот блок BL2 вычисления отклонения тока принимает фактическое значение I тока, определенное посредством датчика 25a тока. Блок BL2 вычисления отклонения тока вычисляет отклонение тока ΔI=(I*-I) посредством вычитания фактического значения I тока из целевого значения I* тока и передает отклонение ΔI тока в блок BL3 интегральных вычислений и блок BL4 регулирования коэффициента усиления P (то есть блок BL4 регулирования коэффициента усиления пропорционального элемента). Блок BL3 интегральных вычислений выполняет интегральное вычисление отклонения ΔI тока, которое меняется с течением времени, и передает отклонение ΔI тока, прошедшее интегральное вычисление, в блок BL5 регулирования коэффициента усиления I (то есть блок BL5 регулирования коэффициента усиления интегрального элемента).

Между тем, блок BL6 задания коэффициента усиления PI (то есть блок BL6 задания коэффициента усиления пропорционального/интегрального элемента) задает коэффициент усиления P Kp и коэффициент усиления I Ki, которые изменяются в соответствии с фактическим углом θ поворота, при этом ссылаясь на таблицу соответствия коэффициентов усиления P (то есть таблицу соответствия коэффициентов усиления пропорциональных элементов) и таблицу соответствия коэффициентов усиления I (таблицу соответствия коэффициентов усиления интегральных элементов) посредством использования фактического угла θ поворота, определенного посредством датчика 22 уг