СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЕЮ
TRANSPORT FACILITY STEERING SYSTEM AND METHOD OF ITS CONTROL

1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к системе рулевого управления транспортного средства и способу управления ею. В частности, настоящее изобретение относится к устройству управления, которое управляет работой рулевого механизма с электрическим усилителем.
2. Описание известного уровня техники
[0002] В таких транспортных средствах, как автомобили, рулевой механизм с электрическим усилителем, который приводит в действие электродвигатель в ответ на момент рулевого управления, приложенный водителем к рулевому колесу, прикладывает вспомогательное усилие рулевого управления к механизму управления направлением перемещения, включающему передние колеса. Указанный рулевой механизм с электрическим усилителем имеет редуктор скорости для изменения частоты вращения электродвигателя, вырабатывающего вспомогательное усилие рулевого управлениям, и зубчатую передачу, например реечную передачу. В зубчатую передачу закладывается консистентная смазка для улучшения подвижности зубчатой передачи. Известно, что вязкость консистентной смазки увеличивается под воздействием низкой температуры (в частности, температуры ниже точки замерзания). При увеличении вязкости консистентной смазки первоначальная нагрузка на зубчатой передаче возрастает, и поворачивать рулевое колесо становится тяжело. Это нежелательно, т.к. это негативно сказывается на ощущении управления направлением движения («чувство руля») у водителя.
[0003] Для решения этой проблемы в соответствии с технологией, описанной в JP-A-2003-285752, оценивается относительная величина коэффициента вязкости, отнесенная к коэффициенту вязкости рулевой системы, и вспомогательное усилие рулевого управления увеличивается посредством его коррекции в соответствии с ростом относительной величины коэффициента вязкости и угловой скоростью рулевого механизма. Таким образом, при увеличении вязкости консистентной смазки вспомогательное усилие рулевого управления может быть скомпенсировано. В JP-A-2004-352090 описана технология, согласно которой при понижении температуры вокруг зубчатой передачи ниже заранее заданного значения через продольную ось пропускается электрический ток. При этом температура электродвигателя повышается, что приводит к уменьшению вязкости консистентной смазки.
[0004] Однако, поскольку вязкость консистентной смазки увеличивается в зависимости от температуры, считается возможным позволить водителю в большей степени ощутить естественное «чувство руля» путем коррекции вспомогательного усилия рулевого управления с непосредственным использованием температуры. С другой стороны, применение еще одного датчика температуры в зубчатой передаче вовсе не обязательно является наилучшим решением, потому что это требует затрат, связанных с местом для установки датчика температуры, и затрат на изменение конфигурации существующей аппаратуры, которая должна быть подключена к датчику температуры, в дополнение к стоимости самого датчика температуры.
[0005] Кроме того, рулевой механизм с усилителем, выполненный с соосной рейкой, в котором вращение электродвигателя преобразуется в возвратно-поступательное движение рейки с помощью шариковой винтовой пары, в частности, имеет тенденцию генерировать шум из-за вибрации шариковой винтовой пары. Для уменьшения шума в обычном диапазоне температур необходимо уменьшить вибрацию шариковой винтовой пары. Однако в этом случае возрастает трение, что приводит к ухудшению «чувства руля» в диапазоне низких температур. То есть, когда согласно данному способу в диапазоне низких температур приоритет отдается «чувству руля», в обычном диапазоне температур возникает проблема шума.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Настоящее изобретение предусматривает систему рулевого управления транспортного средства, которая уменьшает нарушение (изменение) «чувства руля» в условиях низких температур при малых затратах, и способ управления ею.
[0007] Первый аспект настоящего изобретения относится к системе рулевого управления транспортного средства. Система рулевого управления транспортного средства управляет работой рулевого механизма с электрическим усилителем транспортного средства, который прикладывает вспомогательное усилие управления к механизму управления направления перемещением через зубчатую передачу. Система рулевого управления транспортного средства включает секцию оценки температуры для оценки температуры зубчатой передачи в качестве температуры самой зубчатой передачи или вокруг нее; и секцию коррекции для коррекции вспомогательного усилия управления в соответствии с оценкой температуры зубчатой передачи.
[0008] В системе рулевого управления транспортного средства в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения вспомогательное усилие управления, определяемое поворотом рулевого колеса водителем и создаваемое электродвигателем, прикладывается к механизму управления через зубчатый механизм, такой как редуктор или зубчато-реечный механизм. Благодаря этому усилие, которое должен приложить водитель к рулевому механизму, уменьшается.
[0009] В частности, благодаря работе секции оценки температуры осуществляется оценка температуры зубчатого колеса в качестве температуры зубчатой передачи или температуры вокруг зубчатой передачи, используя метод вычислений, описание которого приведено ниже. В данном случае "температура зубчатой передачи" означает буквально температуру самой зубчатой передачи, а "температура вокруг зубчатой передачи" означает температуру окружающей среды вокруг зубчатой передачи (например, воздуха вокруг зубчатой передачи или корпуса, в котором помещается зубчатая передача). "Температура вокруг зубчатой передачи" по существу равна "температуре зубчатой передачи".
[0010] Вспомогательное усилие управления, которое должно быть приложено к механизму управления, корректируется путем срабатывания секции коррекции в соответствии с температурой зубчатой передачи, оцененной секцией оценки температуры. Например, когда температура зубчатой передачи, оцененная секцией оценки температуры, равна или ниже заранее заданной температуры (более конкретно, когда температура зубчатой передачи является низкой), вспомогательное усилие управления, прилагаемое к рулевому механизму, корректируется путем срабатывания секции коррекции. Когда температура зубчатой передачи является низкой, из-за увеличения вязкости консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу, первоначальная нагрузка на зубчатой передаче возрастает. Это нежелательно, т.к. при этом у водителя нарушается «чувство руля» (например, становится тяжело поворачивать рулевое колесо, или оно не возвращается плавно в исходное положение). Таким образом, более конкретно, вспомогательное усилие управления возрастает за счет срабатывания секции коррекции.
[00011] Как описано выше, в системе рулевого управления транспортного средства в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, когда температура зубчатой передачи ниже заранее заданной температуры, вспомогательное усилие управления больше усилия, прикладываемого к рулевому механизму, когда температура зубчатой передачи выше заранее заданной температуры. Поэтому даже тогда, когда первоначальная нагрузка на зубчатой передаче возрастает с увеличением вязкости консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу, нарушение «чувства руля» у водителя сводится к минимуму.
[0012] Кроме того, поскольку температура зубчатой передачи вместо прямого определения температуры зубчатой передачи оценивается с использованием различных параметров, определяемых в существующей конфигурации аппаратуры, могут быть уменьшены расходы и пространство, необходимые для реализации состава настоящего изобретения.
[0013] Для предотвращения нарушения «чувства руля» при низкой температуре "заранее заданное значение" в настоящем изобретении может быть определено на основе температуры, при которой первоначальная нагрузка на зубчатой передаче начинает возрастать с увеличением вязкости консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу. Например, в качестве заданного значения может быть определена температура, при которой первоначальная нагрузка на зубчатой передаче начинает возрастать с увеличением вязкости консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу. По другому примеру в качестве заданного значения может быть определена температура, при которой первоначальная нагрузка на зубчатой передаче с увеличением вязкости консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу, возрастает на заранее определенную величину.
[0014] Секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи на основе конвективного тепла от радиатора. Более конкретно, секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи на основе конвективного тепла, поступающего от радиатора в зубчатую передачу.
[0015] В соответствии с данным аспектом, поскольку температура зубчатой передачи может быть оценена на основе конвективного тепла от радиатора, который оказывает большое влияние на температуру зубчатой передачи, представляется возможным точно оценить температуру зубчатой передачи.
[0016] В системе рулевого управления транспортного средства, в которой температура зубчатой передачи оценивается, как описано выше, на основе конвективного тепла от радиатора, секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи путем оценки величины изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого конвективным теплом от радиатора, на основе, как минимум, одного из параметров: обороты двигателя, скорость транспортного средства и температура охлаждающего средства, в виде температуры охлаждающего средства, используемой для охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
[0017] В такой конфигурации величина изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого конвективным теплом от радиатора, может быть определена на основе оборотов двигателя, скорости транспортного средства и температуры охлаждающего средства, которые могут быть факторами, определяющими величину конвективного тепла от радиатора. Таким образом, величина изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого конвективным теплом от радиатора, может быть оценена с высокой точностью, и, следовательно, может быть точно оценена температура зубчатой передачи.
[0018] Секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи на основе самостоятельного нагрева электродвигателя для выработки вспомогательного усилия управления. Более конкретно, секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи на основе собственного тепла, выделяемого электродвигателем для приложения вспомогательного усилия управления к зубчатой передаче.
[0019] В системе рулевого управления транспортного средства, поскольку температура зубчатой передачи может быть оценена на основе нагрева самого электродвигателя, оказывающего большое влияние на увеличение или уменьшение температуры зубчатой передачи, температура зубчатой передачи может быть оценена с высокой точностью.
[0020] В системе рулевого управления транспортного средства, в которой температура зубчатой передачи оценивается, как описано выше, на основе нагрева самого электродвигателя, как описано выше, секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи путем оценки величины изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого нагревом самого электродвигателя, на основе тока двигателя, затрачиваемого электродвигателем.
[0021] В такой конфигурации величина изменения температуры зубчатой передачи, вызываемой нагревом самого электродвигателя, может быть оценена на основе тока электродвигателя, который может быть фактором, определяющим количество тепла, генерируемого за счет нагрева самого электродвигателя. Таким образом, величина изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого нагревом самого электродвигателя, может быть оценена с высокой точностью, и, следовательно, может быть точно оценена температура зубчатой передачи.
[0022] Секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи на основе лучистого тепла от двигателя внутреннего сгорания. Более конкретно, секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи на основе лучистого тепла от двигателя внутреннего сгорания в зубчатую передачу.
[0023] В системе рулевого управления транспортного средства, поскольку температура зубчатой передачи может быть оценена на основе тепла, поступающего от двигателя внутреннего сгорания, оказывающей большое влияние на увеличение или уменьшение температуры зубчатой передачи, температура зубчатой передачи может быть оценена с высокой точностью.
[0024] В системе рулевого управления транспортного средства секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи путем оценки величины изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого лучистым теплом двигателя внутреннего сгорания, на основе времени, прошедшего после запуска двигателя внутреннего сгорания.
[0025] В такой конфигурации величина изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого лучистым теплом двигателя внутреннего сгорания, оценивается на основе времени, прошедшего после запуска двигателя внутреннего сгорания, которое может быть фактором, определяющим количество лучистого тепла от двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, величина изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого лучистым теплом двигателя внутреннего сгорания, может быть оценена с высокой точностью, и, следовательно, может быть точно оценена температура зубчатой передачи.
[0026] Секция оценки температуры может оценивать температуру зубчатой передачи на основе температуры окружающей среды.
[0027] В системе рулевого управления транспортного средства, поскольку температура зубчатой передачи может быть оценена на основе температуры окружающей среды, оказывающей большое влияние на увеличение или уменьшение температуры зубчатой передачи, температура зубчатой передачи может быть оценена с высокой точностью.
[0028] Секция коррекции может корректировать вспомогательное усилие управления путем добавления низкотемпературного поправочного вспомогательного усилия, соответствующего температуре зубчатой передачи, к обычному вспомогательному усилию, являющемуся вспомогательным усилием управления, которое прикладывается, когда температура зубчатой передачи выше, чем заранее заданное значение.
[0029] В соответствии с этой системой рулевого управления транспортного средства, когда температура зубчатой передачи равна или ниже заранее заданной температуры, к рулевому механизму прикладывается вспомогательное усилие управления, большее, чем усилие, прикладываемое к рулевому механизму, когда температура зубчатой передачи выше заранее заданной температуры, потому что к обычному вспомогательному усилию добавляется низкотемпературное поправочное вспомогательное усилие. Таким образом, даже тогда, когда первоначальная нагрузка на зубчатой передаче возрастает с увеличением вязкости консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу, нарушение «чувства руля» у водителя уменьшается.
[0030] В данной системе рулевого управления транспортного средства секция коррекции может корректировать вспомогательное усилие управления путем увеличения низкотемпературного поправочного вспомогательного усилия по мере понижения температуры зубчатой передачи.
[0031] Чем ниже температура зубчатой передачи, тем выше вязкость консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу, и тем больше возрастает первоначальная нагрузка на зубчатой передаче. Поэтому, когда система рулевого управления транспортного средства сконфигурирована, как описано выше, при более низкой температуре зубчатой передачи может быть приложено большее вспомогательное усилие управления. В результате нарушение «чувства руля» у водителя может быть уменьшено более эффективно.
[0032] Второй аспект настоящего изобретения относится к способу управления системой рулевого управления транспортного средства для управления работой электрического усилителя рулевого управления, который прикладывает вспомогательное усилие управления к механизму управления через зубчатую передачу. Способ управления включает: оценку температуры зубчатой передачи или температуры вокруг зубчатой передачи; и коррекцию вспомогательного усилия управления в соответствии с оценкой температуры зубчатой передачи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0033] Вышеизложенные и дополнительные особенности и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из последующего описания предпочтительных примеров его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, где для представления одинаковых элементов используются одинаковые номера и на которых:
на ФИГ.1 представлена общая схема конфигурации, иллюстрирующей принципы примера осуществления системы рулевого управления транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением;
на ФИГ.2 представлена блок-схема, иллюстрирующая принципы общей последовательности работы электрического усилителя рулевого управления в соответствии с данным примером осуществления;
на ФИГ.3 представлен график, иллюстрирующий принципы вычисления нормального вспомогательного момента;
на ФИГ.4 представлена блок-схема, иллюстрирующая принципы оценки температуры зубчатой передачи на шаге S100 на ФИГ.2;
на ФИГ.5 представлена блок-схема, иллюстрирующая принципы оценки начальной температуры зубчатой передачи на шаге S110 на ФИГ.4;
на ФИГ.6 представлен график, иллюстрирующий величину изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого нагревом самого электродвигателя;
на ФИГ.7 представлен график, иллюстрирующий величину изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого лучистым теплом двигателя внутреннего сгорания;
на ФИГ.8А-8С представлены графики, иллюстрирующие величину изменения температуры зубчатой передачи, вызываемого конвективным теплом от радиатора;
на ФИГ.9А и 9В представлены графики, иллюстрирующие температурную эффективность для использования при оценке конвективного тепла от радиатора;
на ФИГ.10 представлен график, иллюстрирующий поправочное значение для использования с целью коррекции температуры охлаждающей жидкости, используемой при оценке конвективного тепла от радиатора;
на ФИГ.11А и 11В представлены графики, иллюстрирующие принципы оценки температуры зубчатой передачи с учетом начальной температуры зубчатой передачи;
на ФИГ.12А-12D представлены графики для использования при вычислении вспомогательного момента, используемого при вычислении низкотемпературного поправочного вспомогательного момента;
на ФИГ.13 представлен график для использования при вычислении коэффициента усиления, на который умножается вспомогательный момент при вычислении низкотемпературного поправочного вспомогательного момента;
на ФИГ.14 представлен график, на котором показана зависимость от температуры зубчатой передачи для момента на рулевом колесе в случае, когда низкотемпературный поправочный вспомогательный момент согласно данному примеру осуществления добавляется, и для момента на рулевом колесе в случае, когда низкотемпературный поправочный вспомогательный момент согласно данному примеру осуществления не добавляется.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0034] Далее приводится описание наилучшего примера осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
[0035] Со ссылкой на ФИГ.1 приводится описание базовой конфигурации примера осуществления системы рулевого управления транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ.1 представлена общая схема конфигурации, иллюстрирующая принципы примера осуществления системы рулевого управления транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением.
[0036] Как показано на ФИГ.1, транспортное средство 1 имеет передние колеса 5 и 6 и задние колеса 7 и 8. Как минимум передние колеса 5 и 6 или задние колеса 7 и 8 приводятся движущей силой от двигателя 21, при этом передние колеса 5 и 6 являются управляемыми для обеспечения движения транспортного средства 1 в требуемом направлении.
[0037] Передние колеса 5 и 6 управляются с помощью электрического усилителя рулевого управления 10, который срабатывает в ответ на поворот водителем рулевого колеса 11. Более конкретно, электрический усилитель рулевого управления 10 является, например, электрическим усилителем рулевого управления реечно-соосного типа. Электрический усилитель рулевого управления 10 имеет рулевой вал 12, один конец которого соединен с рулевым колесом 11; зубчато-реечный механизм 17, подсоединенный к другому концу рулевого вала 12 (или подсоединенная к валу шестерни, соединенному с другим концом рулевого вала 12); датчик угла поворота 13 для определения угла поворота θ как угла поворота рулевого колеса 11; и электродвигатель 15 для генерирования вспомогательного усилия управления с целью уменьшения усилия управления, прикладываемого водителем, и приложения вспомогательного усилия управления к зубчатой рейке 18 через понижающий редуктор 16.
[0038] В электрическом усилителе рулевого управления 10 электронный блок управления 30 вычисляет вспомогательный момент управления AT, являющийся моментом, который должен быть создан электродвигателем 15, на основе выходного сигнала угла поворота θ от датчика угла поворота 13 и выходного сигнала момента управления МТ от датчика момента 14.
[0039] Вспомогательный момент управления AT является выходным сигналом электронного блока управления 30 на электродвигатель 15, и для вращения электродвигателя 15 на него подается ток I, пропорциональный вспомогательному моменту управления AT. Благодаря этому к рулевому валу 12 прикладывается вспомогательное усилие управления от электродвигателя 15, и в результате требуемое усилие управления уменьшается. Кроме того, усилие в направлении вращения электродвигателя 15 посредством зубчато-реечного механизма 17 преобразуется в усилие в возвратно-поступательном направлении (иными словами, в прямолинейном направлении) зубчатой рейки 18 зубчато-реечного механизма 17. Более конкретно, усилие в направлении вращения электродвигателя 15 преобразуется в усилие возвратно-поступательного движения зубчатой рейки 18 посредством шарикового винта или аналогичного устройства в зубчато-реечном механизме 17. Оба конца зубчатой рейки 18 подсоединяются к передним колесам 5 и 6 соответственно, через поперечные рулевые тяги 19, и направление передних колес 5 и 6 изменяется за счет возвратно-поступательного движения зубчатой рейки 18.
[0040] Транспортное средство 1 также оборудовано датчиком оборотов двигателя 41 для определения оборотов R двигателя 21; датчиком температуры охлаждающей жидкости 42 для определения температуры охлаждающей жидкости T_water, используемой для охлаждения двигателя 21; датчиком скорости транспортного средства 43 для определения скорости транспортного средства V; датчиком температуры окружающей среды 44 для определения температуры окружающей среды T_atm; датчиком тока 45 для определения тока I, вращающего электродвигатель 15; и датчиком температуры электронного блока управления 46 для определения температуры электронного блока управления Т_ecu.
[0041] Вязкость консистентной смазки, заложенной в зубчатую передачу, включающую понижающий редуктор 16 и зубчато-реечный механизм 17, возрастает с понижением температуры. Поэтому первоначальная нагрузка на зубчатой передаче возрастает, и в результате поворачивать рулевое колесо 11 становится труднее, что приводит к нарушению «чувства руля» у водителя.
[0042] Таким образом, в данном примере осуществления в качестве температуры зубчатой передачи, включающей понижающий редуктор 16, зубчато-реечный механизм 17 и т.п., оценивается температура зубчатой передачи T_gear, и когда оценка температуры зубчатой передачи T_gear становится равной или более низкой, чем заранее заданная температура T_thr1, то для предотвращения нарушения «чувства руля» вспомогательный момент управления AT корректируется. Оценка температуры зубчатой передачи T_gear производится на основе оборотов двигателя R, определенных датчиком оборотов двигателя 41, температуры охлаждающей жидкости T_water, определенной датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, скорости транспортного средства V, определенной датчиком скорости транспортного средства 43, температуры окружающей среды T_atm, датчиком температуры окружающей среды 44, тока I, определенного датчиком тока 45, и температуры электронного блока управления Т_ecu, определенной датчиком температуры электронного блока 46. Далее подробно описываются оценка температуры зубчатой передачи T_gear и коррекция вспомогательного момента управления AT.
[0043] (2) Принцип действия: Далее со ссылкой на ФИГ.2-ФИГ.14 более подробно рассматривается работа электрического усилителя рулевого управления 10 в соответствии с данным примером осуществления. Здесь, в то время как общая последовательность работы электрического усилителя рулевого управления 10 в соответствии с данным примером осуществления описывается со ссылкой на ФИГ.2, более подробное описание представлено со ссылкой, по мере необходимости, на ФИГ.4-ФИГ.14. ФИГ.2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую принципы общей последовательности работы электрического усилителя рулевого управления 10 в соответствии с данным примером осуществления.
[0044] Как показано на ФИГ.2, сначала оценивается температура зубчатой передачи T_gear посредством работы секции оценки температуры 31 в виде блока, логически сформированного в электронном блоке управления 30 (шаг S100). Оценка температуры зубчатой передачи T_gear подробно описывается далее (см. ФИГ.4-ФИГ.11).
[0045] Затем определяется, равна или ниже заранее заданной пороговой температуры T_thr1 (шаг S200) температура зубчатой передачи T_gear, оцененная на шаге S100.
[0046] Если на шаге S200 будет определено, что температура зубчатой передачи T_gear не равна или ниже заранее заданной пороговой температуры T_thr1 ("НЕТ" на шаге S200), в качестве вспомогательного момента управления AT устанавливается обычный нормальный момент AT, вычисляемый обычно на основе угла поворота θ и момента управления МТ. То есть вспомогательный момент управления AT = обычный вспомогательный момент AT_usual.
[0047] Здесь со ссылкой на ФИГ.3 описывается нормальный вспомогательный момент AT_usual. ФИГ.3 представляет собой график, иллюстрирующий принципы вычисления нормального вспомогательного момента AT_usual.
[0048] Как показано на ФИГ.3, нормальный вспомогательный момент AT_usual вычисляется на основе графика, показывающего соотношение между моментом управления МТ и нормальным вспомогательным моментом AT_usual. Более конкретно, чем больше момент управления МТ, тем больше вычисленный нормальный вспомогательный момент AT_usual.
[0049] График на ФИГ.3, показывающий соотношение между моментом управления МТ и нормальным вспомогательным моментом AT_usual, является лишь одним конкретным примером, и нормальный вспомогательный момент AT_usual может быть вычислен с использованием другого графика, показывающего соотношение между моментом управления МТ и нормальным вспомогательным моментом AT_usual. По другому примеру нормальный вспомогательный момент AT_usual может быть вычислен с использованием графика, показывающего соотношение между углом управления θ (или угловой скоростью управления dθ) в дополнение или вместо момента управления МТ и нормальным вспомогательным моментом AT_usual.
[0050] Со ссылкой снова на ФИГ.2 затем ток I, пропорциональный нормальному вспомогательному моменту AT_usual как вспомогательному моменту управления AT, подается на электродвигатель 15 для питания электродвигателя 15. В результате к рулевому валу 12 в качестве вспомогательного момента управления AT прикладывается нормальный вспомогательный момент AT_usual (шаг S600).
[0051] Если на шаге S200 будет определено, что температура зубчатой передачи T_gear равна или ниже заранее заданной пороговой температуры T_thr1 ("ДА" на шаге S200), то посредством работы секции коррекции вспомогательного момента 32, имеющей вид блока, логически сформированного в электронном блоке управления 30 (шаг S400), вычисляется низкотемпературный поправочный вспомогательный момент AT_low. Вычисление низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low подробно рассматривается далее (см. ФИГ.12 и ФИГ.13).
[0052] После этого значение момента, полученного путем добавления низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low, вычисленного на шаге S400, к нормальному вспомогательному моменту AT_usual, устанавливается в качестве вспомогательного момента управления AT ("окончательного" или "скорректированного"?) (шаг S500). То есть ("окончательный" или "скорректированный"?) вспомогательный момент управления AT = нормальному вспомогательному моменту AT_usual + низкотемпературный поправочный вспомогательный момент AT_low. Затем ток I, пропорциональный нормальному вспомогательному моменту AT_usual и низкотемпературному поправочному вспомогательному моменту управления AT_low, подается на электродвигатель 15 для питания электродвигателя 15. В результате сумма обычного вспомогательного момента AT_usual и низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low прикладывается к рулевому валу 12 в качестве вспомогательного момента управления AT (шаг S600).
[0053] Далее со ссылкой на ФИГ.4 описывается оценка температуры зубчатой передачи T_gear на шаге S100 на ФИГ.2. ФИГ.4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую принципы оценки температуры зубчатой передачи T_gear на шаге S100 на ФИГ.2.
[0054] Как показано на ФИГ.4, при запуске для двигателя 21 (то есть при повороте ключа зажигания во включенное положение) оценивается начальная температура зубчатой передачи T_gear0, которая является температурой зубчатой передачи (шаг S110).
[0055] В данном случае со ссылкой на ФИГ.5 рассматривается оценка начальной температуры зубчатой передачи T_gear на шаге S100 на ФИГ.4. ФИГ.5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую принципы оценки начальной температуры зубчатой передачи на шаге S110 на ФИГ.4.
[0056] Как показано на ФИГ.5, предыдущая температура окружающей среды T_atm.mem в качестве температуры окружающей среды T_atm, которая была последней определена во время предшествующей работы двигателя 21 (иными словами, которая была последней определена перед тем, как ключ зажигания был повернут в отключенное положение), предыдущая температура электронного блока управления T_ecu.mem в качестве температуры электронного блока управления Т_ecu, являющейся температурой электронного блока управления 30, которая была последней определена во время предшествующей работы двигателя 21, и предыдущая температура зубчатой передачи T_gear.mem в качестве температуры зубчатой передачи T_gear, которая была последней определена во время предшествующей работы двигателя 21, считываются из запоминающего устройства 34 посредством работы секции оценки начальной температуры 33, имеющей вид блока, логически сформированного в электронном блоке управления 30 (шаг S111). Для выполнения этой операции в запоминающее устройство 34 сразу же после определения или оценки могут быть записаны по крайней мере температура окружающей среды T_atm, температура электронного блока управления Т_ecu и температура зубчатой передачи T_gear.
[0057] Затем определяются начальная температура окружающей среды T_atm0, которая является температурой окружающей среды T_atm в момент запуска двигателя 21, и начальная температура электронного блока T_ecu0, которая является температурой Т_ecu в момент запуска двигателя 21 (шаг S112).
[0058] После этого определяется, были ли успешно закончены считывание предыдущей температуры окружающей среды T_atm.mem, температуры электронного блока управления T_ecu.mem и температуры зубчатой передачи T_gear.mem на шаге S111 и определение начальной температуры окружающей среды T_atm0 и начальной температуры электронного блока управления Т_ecu0 на шаге S112 (шаг S113).
[0059] Если на шаге S113 будет определено, что показания на шаге S111 или определение на шаге S112 не были успешно завершены ("НЕТ" на шаге S113), то будет невозможно оценить начальную температуру зубчатой передачи T_gear на рассматриваемых далее шагах S114-S118. Поэтому в качестве начальной температуры зубчатой передачи T_gear0 устанавливается температура зубчатой передачи по умолчанию T_gear.def (step 119). То есть начальная температура зубчатой передачи T_gear0 принимается равной температуре зубчатой передачи T_gear.def, устанавливаемой по умолчанию. Температура зубчатой передачи по умолчанию T_gear.def может быть заранее записана, например, в запоминающее устройство 34.
[0060] Если показания на шаге S111 или определение на шаге S112 не были успешно завершены, показания на шаге S111 и определение на шаге S112 могут быть выполнены снова вместо установки температуры зубчатой передачи T_gear.def, устанавливаемой по умолчанию в качестве начальной температуры зубчатой передачи T_gear.
[0061] Температура зубчатой передачи по умолчанию T_gear.def может быть выше пороговой температуры T_thr1, так что коррекция вспомогательного момента управления AT, которая производится, когда температура зубчатой передачи T_gear является низкой, может не выполняться. Иными словами, температура зубчатой передачи по умолчанию T_gear.def может быть выше пороговой температуры T_thr1, чтобы избежать состояния, когда коррекция вспомогательного момента управления AT неизбежно выполняется, когда температура зубчатой передачи T_gear устанавливается на температуру зубчатой передачи по умолчанию T_gear.def.
[0062] Если на шаге S113 определено, что показания на шаге S111 или определение на шаге S112 были успешно завершены ("ДА" на шаге S113), то тогда определяется, равна ли начальная температура окружающей среды T_atm0 предыдущей температуре окружающей среды T_atm.mem и больше ли начальная температура электронного блока управления Т_ecu.0 предыдущей температуры электронного блока управления T_ecu.mem (шаг S114).
[0063] Если на шаге S113 определено, что начальная температура окружающей среды T_atm0 равна предыдущей температуре окружающей среды T_atm.mem и начальная температура электронного блока управления Т_ecu.0 больше предыдущей температуры электронного блока управления T_ecu.mem ("ДА" на шаге S114), то может быть определено, что период времени между последним поворотом ключа зажигания в отключенное положение и поворотом ключа зажигания во включенное положение в данный момент является коротким (например, несколько секунд, несколько десятков секунд или несколько минут). Это определение может быть объяснено следующей причиной. Поскольку электронный блок управления 30 располагается в моторном отсеке над двигателем 21, в течение определенного периода времени после поворота ключа зажигания в отключенное положение температура электронного блока управления Т_ecu возрастает из-за тепла от двигателя 21. Затем по мере уменьшения количества тепла от двигателя 21 температура электронного блока управления Т_ecu также понижается. Следовательно, если период времени между последним поворотом ключа зажигания в отключенное положение и поворотом ключа зажигания во включенное положение в данный момент является коротким, то температура электронного блока управления Т_ecu возрастает. Кроме того, если температура окружающей среды T_atm не изменяется, то принимается, что окружающая среда вокруг транспортного средства 1 не изменилась за время включения зажигания после последнего поворота ключа зажигания в отключенное положение. Таким образом, когда начальная температура окружающей среды T_atm0 равна предыдущей температуре окружающей среды T_atm.mem и начальная температура электронного блока управления Т_ecu.0 больше предыдущей температуры электронного блока управления T_ecu.mem, то может быть определено, что период времени между последним поворотом ключа зажигания в отключенное положение и поворотом ключа зажигания во включенное положение в данный момент является коротким.
[0064] В этом случае принимается, что температура зубчатой передачи T_gear существенно не изменилась за время поворота ключа зажигания во включенное положение после последнего поворота ключа зажигания в отключенное положение. То есть принимается, что нет почти или совсем никакой разницы между температурой зубчатой передачи T_gear и предыдущей температурой зубчатой передачи T_gear.mem. Таким образом, в данном случае в качестве начальной температуры зубчатой передачи T_gear0 устанавливается предыдущая температура зубчатой передачи T_gear.mem. То есть оценивается, что начальная температура зубчатой передачи T_gear0 равняется предыдущей температуре зубчатой передачи T_gear.mem.
[0065] Если в результате определения на шаге S114 будет определено, что начальная температура зубчатой передачи T_gear0 не равна предыдущей температуре зубчатой передачи T_gear.mem или что начальная температура электронного блока управления Т_ecu.0 не больше предыдущей температуры электронного блока управления T_ecu.mem (шаг S114: "НЕТ"), то тогда определяется, меньше или не меньше абсолютная величина разности между начальной температурой электронного блока управления Т_ecu.0 и начальной температурой окружающей среды T_atm0, чем заранее заданная вторая пороговая температура T_thr2 (например, несколько °С) (шаг S116). Иными словами, определяется, можно или нельзя рассматривать начальную температуру электронного блока управления Т_ecu.0 и начальную температуру окружающей среды T_atm0 почти или совершенно равными друг другу. В этом случае, если разность между начальной температурой электронного блока управления Т_ecu.0 и начальной температурой окружающей среды T_atm0 составляет несколько °С (например, от 0°С до 5°С), то начальную температуру электронного блока управления Т_ecu.0 и начальную температуру окружающей среды T_atm0 можно рассматривать как почти или совершенно равные друг другу.
[0066] Если в результате определения на шаге S116 будет установлено, что абсолютная величина разности между начальной температурой электронного блока управления Т_ecu.0 и начальной температурой окружающей среды Т_atm0 меньше заранее заданной второй пороговой температуры T_thr2 (шаг S116: "ДА"), то может быть определено, что период времени между последним поворотом ключа зажигания в отключенное положение и поворотом ключа зажигания во включенное положение в данный момент является длинным (например, несколько десятков часов, несколько дней или несколько десятков дней). То есть принимается, что начальная температура электронного блока управления Т_ecu.0 и начальная температура окружающей среды T_atm0 почти или совершенно равны друг другу, так как период времени между последним поворотом ключа зажигания в отключенное положение и поворотом ключа зажигания во включенное положение в данный момент является достаточно длинным для надлежащего охлаждения электронного блока управления 30.
[0067] В этом случае считается, что понижающий редуктор 16 и зубчато-реечный механизм 17 также достаточно охладились. Поэтому в качестве начальной температуры зубчатой передачи T_gear0 устанавливаются более высокие значения начальной температуры окружающей среды T_atm0 и начальной температуры электронного блока управления Т_ecu.0 (шаг S117). То есть оценивается, что начальная температура зубчатой передачи T_gear0 равняется более высоким значениям начальной температуры окружающей среды T_atm0 и начальной температуры электронного блока управления T_ecu.0.
[0068] Вторая пороговая температура T_thr2 может быть установлена, как указано выше, имея в виду тот факт, что она используется для определения того, что период времени между последним поворотом ключа зажигания в отключенное положение и поворотом ключа зажигания во включенное положение в данный момент является длинным. Как правило, чем больше скорость транспортного средства V, тем больше количество воздуха, втекающего в моторный отсек. В результате внутренний объем моторного отсека интенсивнее охлаждается воздухом. В этом случае разность между температурой электронного блока управления Т_ecu и температурой окружающей среды T_atm уменьшается. Поэтому, когда вторая пороговая температура T_thr2 является чрезмерно высокой, абсолютное значение разности между начальной температурой электронного блока управления Т_ecu.0 и начальной температурой окружающей среды T_atm0 может быть меньше, чем вторая пороговая температура T_thr2, когда ключ зажигания был повернут в отключенное положение после движения на сравнительно большой скорости, а затем через короткое время повернут во включенное положение (например, через несколько секунд или несколько минут). Такая ситуация нежелательна, поскольку она неблагоприятно влияет на определение того, является ли длинным период времени между последним поворотом ключа зажигания в отключенное положение и поворотом ключа зажигания во включенное положение в данный момент. Поэтому вторая пороговая температура T_thr2 может быть установлена на меньшее значение, чем абсолютное значение разности между начальной температурой электронного блока управления Т_ecu.0 и начальной температурой окружающей среды T_atm0, когда транспортное средство 1 движется на сравнительно большой скорости.
[0069] Если на шаге S116 будет определено, что абсолютная величина разности между начальной температурой электронного блока управления Т_ecu.0 и начальной температурой окружающей среды T_atm0 не меньше, чем заранее заданная вторая пороговая температура T_thr2 ("НЕТ" на шаге S116), то начальная температура зубчатой передачи T_gear0 оценивается на основе допущения о том, что соотношение между предыдущей температурой зубчатой передачи T_gear.mem, предыдущей температурой окружающей среды T_atm.mem и предыдущей температурой электронного блока управления T_ecu.mem равняется соотношению между начальной температурой зубчатой передачи T_gear0, начальной температурой окружающей среды T_atm0 и начальной температурой электронного блока управления Т_ecu0 (шаг S118). Более конкретно, начальная температура зубчатой передачи T_gear0 оценивается на основе уравнения: (Т_ecu0-T_atm0)/(T_ecu.mem-T_atm.mem)=(T_gear0-T_atm0)/(T_gear.mem-T_atm.mem). Из этого уравнения оценивается, что начальная температура зубчатой передачи T_gear0 равняется T_atm0+((T_ecu0-T_atm0)/(T_ecu.mem-T_atm.mem))Ч(T_gear.mem-T_atm.mem).
[0070] Затем с повторной ссылкой на ФИГ.4 определяется, исправны ли датчики на транспортном средстве 1 (шаг S120). Более конкретно, имеется ли хотя бы один неисправный датчик из датчиков оборотов двигателя 41, температуры охлаждающей жидкости 42, скорости транспортного средства 43 и температуры окружающего воздуха 44.
[0071] Если в результате определения на шаге S120 будет установлено, что датчики на транспортном средстве 1 неисправны (то есть хотя бы один из датчиков оборотов двигателя 41, температуры охлаждающей жидкости 42, скорости транспортного средства 43 и температуры окружающей среды 44 находится в неисправном состоянии) (шаг S120" "ДА"), то температура зубчатой передачи T_gear устанавливается на постепенное изменение на температуру зубчатой передачи по умолчанию T_gear.def (шаг S170). Этим по соображениям безопасности заканчивается плавная коррекция вспомогательного момента управления AT.
[0072] Если в результате определения на шаге S120 будет установлено, что датчики на транспортном средстве 1 неисправны (то есть ни один из датчиков оборотов двигателя 41, температуры охлаждающей жидкости 42, скорости транспортного средства 43 и температуры окружающей среды 44 не находится в неисправном состоянии) (шаг S120" "НЕТ"), то затем вычисляется изменение Te1 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое нагревом самого электродвигателя 15 (шаг S130).
[0073] Со ссылкой на ФИГ.6 приводится описание вычисления изменения Te1 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого нагревом самого электродвигателя 15. ФИГ.6 представляет собой график, иллюстрирующий изменение Te1 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое нагревом самого электродвигателя 15.
[0074] Как показано на ФИГ.6, изменение Те1 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое нагревом самого электродвигателя 15, определяется в соответствии с величиной тока I, подаваемого для питания электродвигателя 15. Более конкретно, когда ток I возрастает, нагрев самого электродвигателя 15 увеличивается. В результате изменение Te1 температуры зубчатой передачи T_gear увеличивается. Когда ток I снижается, нагрев самого электродвигателя 15 уменьшается. В результате изменение Te1 температуры зубчатой передачи T_gear уменьшается. Когда ток I равен нулю, нагрев самого электродвигателя 15 является нулевым.
[0075] Таким образом, изменение Te1 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое нагревом самого электродвигателя 15, вычисляется в соответствии с временем t, истекшем после запуска двигателя 21, на основе графика, показанного на ФИГ.6.
[0076] Соотношение между током I и изменением Te1 (например, величина отклонения изменения Te1 при отклонении тока I) изменяется в зависимости от характеристик электродвигателя 15. Поэтому для каждого транспортного средства 1, оборудованного электрическим усилителем рулевого управления 10, может быть экспериментально, эмпирически, математически или логически, методом моделирования или как-то иначе установлено соотношение между током I и изменением Te1 с учетом характеристик электродвигателя 15, встроенного в электрический усилитель рулевого управления 10.
[0077] На графике, показанном на ФИГ.6, изменение Te1 выражается в виде функции времени t, истекшего после запуска двигателя 21, в соответствии с вычислениями изменения Те2 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого лучистым теплом от двигателя 21, и изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого конвективным теплом от радиатора 22, которые будут описаны позже.
[0078] С повторной ссылкой на ФИГ.4 вычисляется изменение Те2 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого лучистым теплом от двигателя 21 (шаг S140).
[0079] Со ссылкой на ФИГ.7 приводится описание вычисления изменения Те2 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого лучистым теплом от двигателя внутреннего сгорания 21. ФИГ.7 представляет собой график, иллюстрирующий величину изменения Те2 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого лучистым теплом от двигателя 21.
[0080] Как показано на ФИГ.7, изменение Те2 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое лучистым теплом от двигателя 21, определяется в зависимости от времени t, прошедшего после запуска двигателя 21. Более конкретно, изменение Те2 температуры зубчатой передачи T_gear возрастает с увеличением времени t, истекшего после запуска двигателя 21, для определенного периода времени, пока после запуска двигателя 21 не пройдет время t1. Изменение Те2 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое лучистым теплом от двигателя внутреннего сгорания 21, меньше, чем другие изменения Te1 и Те3. Таким образом, даже если изменение Те2 температуры зубчатой передачи T_gear рассматривать как пропорциональное времени t, истекшему после запуска двигателя 21, для определенного периода времени, пока после запуска двигателя 21 не пройдет время t1, точность оценки температуры зубчатой передачи T_gear не ухудшается в неприемлемой степени. Таким образом, для упрощения вычисления изменения Те2 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого лучистым теплом от двигателя внутреннего сгорания 21, изменение Те2 температуры зубчатой передачи T_gear за период времени до истечения после запуска двигателя 21 времени t1 может быть определено в виде линейной функции времени, прошедшего после запуска двигателя 21. После того, как после запуска двигателя 21 пройдет время t1, изменение Те2 температуры зубчатой передачи T_gear сохраняет постоянное значение Те2_1.
[0081] Таким образом, изменение Те2 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое лучистым теплом от двигателя внутреннего сгорания 21, вычисляется в зависимости от времени t, прошедшего после запуска двигателя 21, на основе графика, показанного на ФИГ.7.
[0082] Соотношение между временем t, прошедшим после запуска двигателя 21, и изменением Те2 (например, форма графика (например, градиент линии), показанного на ФИГ.7, то есть значения, которые изменение Те2 может принимать в зависимости от прошедшего времени t), изменяется в зависимости от относительного положения двигателя 21 и зубчатой передачи, характеристик двигателя 21, характеристик зубчатой передачи и т.д. Поэтому для каждого транспортного средства 1, оборудованного электрическим усилителем рулевого управления 10, может быть экспериментально, эмпирически, математически или логически, методом моделирования или как-то иначе установлено соотношение между временем t и изменением Те2 после запуска двигателя 21 с учетом относительного положения двигателя 21 и зубчатой передачи, характеристик двигателя 21 и характеристик зубчатой передачи.
[0083] В данном примере осуществления соотношение между временем t и изменением Те2 после запуска двигателя 21 аппроксимируется с использованием линейной функции для упрощения вычисления изменения Те2 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого лучистым теплом от двигателя 21. Однако соотношение между временем t и изменением Те2 после запуска двигателя 21 может быть аппроксимировано с использованием другой функции (например, нелинейной) вместо аппроксимации линейной функцией. По другому примеру, вместо аппроксимации соотношение между временем t и изменением Те2 после запуска двигателя 21 линейной функцией может быть использовано реальное соотношение между временем t и изменением Те2 после запуска двигателя 21. Когда используется реальное соотношение между временем t и изменением Те2 после запуска двигателя 21, вычисление изменения Те2 является более точным, и, соответственно, точность оценки температуры зубчатой передачи T_gear улучшается.
[0084] Со ссылкой снова на ФИГ. 4 вычисляется изменение Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое конвективным теплом от радиатора 22 (шаг S150).
[0085] Со ссылкой на ФИГ.8-ФИГ.10 рассматривается вычисление изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого конвективным теплом от радиатора 22. ФИГ.8А-8С представляют собой графики, иллюстрирующие величину изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого конвективным теплом от радиатора. ФИГ.9А и 9В представляют собой графики, иллюстрирующие эффективность использования температуры Ф при оценке конвективного тепла от радиатора 22, а ФИГ.10 представляет собой график, иллюстрирующий поправочное значение для использования с целью коррекции температуры охлаждающей жидкости T_water, используемой при оценке конвективного тепла от радиатора 22.
[0086] Как показано на ФИГ.8А-8С, на изменение Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое конвективным теплом от радиатора 22, влияют скорость транспортного средства V, обороты R двигателя 21 и температура охлаждающей жидкости T_water; изменение Те3 определяется в зависимости от времени t, прошедшего после запуска двигателя 21. Более конкретно, для определенного периода времени, пока после запуска двигателя 21 не пройдет время t2, изменение Те3 температуры зубчатой передачи T_gear остается нулевым. По истечении после запуска двигателя 21 периода времени t2 изменение Те3 температуры зубчатой передачи T_gear возрастает с увеличением времени, прошедшего после запуска двигателя 21. Затем, после того как после запуска двигателя 21 пройдет время t3 (либо t2_a или t2_b), изменение Те3 температуры зубчатой передачи T_gear сохраняет постоянное значение Те3_1. На ФИГ.8А показана зависимость изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого конвективным теплом от радиатора 22, от скорости транспортного средства V, на ФИГ.8В показана зависимость изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого конвективным теплом от радиатора 22, от оборотов R двигателя 21, и на ФИГ.8С показана зависимость изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого конвективным теплом от радиатора 22, от температуры охлаждающей жидкости T_water.
[0087] Кривые, показанные на ФИГ.8А-8С, изменяются в зависимости от температурной эффективности Ф, которая определяется в соответствии со скоростью транспортного средства V, оборотами R двигателя 21 и температурой охлаждающей жидкости T_water, и от постоянной времени τ, которая определяется в соответствии со скоростью транспортного средства V. Более конкретно, кривые, показанные на ФИГ.8А-8С, могут быть выражены, например, посредством уравнения: Те3=(ФЧ(T_water-T_atm))/(τ×S+1). То есть в данном примере осуществления изменение Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое конвективным теплом от радиатора 22, оценивается с использованием вышеприведенного уравнения.
[0088] Как показано на ФИГ.9А, температурная эффективность Ф зависит от скорости транспортного средства V, оборотов R двигателя 21 и температуры охлаждающей жидкости T_water. Когда скорость транспортного средства V увеличивается, температурная эффективность Ф уменьшается. Когда скорость транспортного средства V уменьшается, температурная эффективность Ф увеличивается. Когда обороты R двигателя 21 увеличиваются, температурная эффективность Ф увеличивается. Когда обороты R двигателя 21 уменьшаются, температурная эффективность Ф уменьшается. Когда температура охлаждающей жидкости T_water увеличивается, температурная эффективность Ф увеличивается. Когда температура охлаждающей жидкости T_water уменьшается, температурная эффективность Ф уменьшается.
[0089] Как показано на ФИГ.9В, постоянная времени τ зависит от скорости транспортного средства V. Когда скорость транспортного средства V увеличивается, постоянная времени τ уменьшается. Когда скорость транспортного средства V уменьшается, постоянная времени τ увеличивается.
[0090] Более конкретно, когда температурная эффективность Ф уменьшается, постоянное значение Те3_1, которое изменение Те3 принимает после того, как после запуска двигателя 21 пройдет время t2, становится меньше, чем постоянное значение Те3_1, которое изменение Те3 принимает перед тем, как температурная эффективность Ф начнет уменьшаться, а когда постоянная времени τ увеличивается, скорость увеличения изменения Те3 становится меньше, чем скорость увеличения изменения Те3 перед тем, как постоянная времени τ начнет увеличиваться (то есть изменение Те3 увеличивается сравнительно незначительно).
[0091] С другой стороны, когда температурная эффективность Ф увеличивается, постоянное значение Те3_1, которое изменение Те3 принимает после того, как после запуска двигателя 21 пройдет время t2, становится меньше, чем постоянное значение Те3_1, которое изменение Те3 принимает перед тем, как температурная эффективность Ф начнет увеличиваться, а когда постоянная времени τ уменьшается, скорость увеличения изменения Те3 становится больше, чем скорость увеличения изменения Те3 перед тем, как постоянная времени τ начнет уменьшаться (то есть изменение Те3 увеличивается сравнительно быстро).
[0092] Когда влияния скорости транспортного средства V, оборотов R двигателя 21 и температуры охлаждающей жидкости T_water на изменение Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемое конвективным теплом от радиатора 22, показанные на ФИГ.8А-8С, показываются отдельно на основе температурной эффективности, показанной на ФИГ.9А, и на основе постоянной времени τ, показанной на ФИГ.9В, справедливы следующие пояснения.
[0093] Как показано на ФИГ.8А, когда скорость транспортного средства V увеличивается, то расход воздуха, протекающего через радиатор 22, уменьшается, а время на прохождение через радиатор 22 единичного количества воздуха возрастает. Поэтому стимулируется увеличение температуры воздуха, проходящего через радиатор 22. Кроме того, поскольку количество воздуха, обтекающего зубчатую передачу, уменьшается с уменьшением скорости транспортного средства V, то скорость возрастания изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear уменьшается. То есть, когда эффективность температуры Ф и постоянная времени τ возрастают с уменьшением скорости транспортного средства V, скорость возрастания постоянного значения изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear уменьшается.
[0094] С другой стороны, когда скорость транспортного средства V увеличивается, то расход воздуха, протекающего через радиатор 22, возрастает, а время на прохождение через радиатор 22 единичного количества воздуха уменьшается. Поэтому увеличение температуры воздуха, проходящего через радиатор 22, подавляется. Кроме того, поскольку количество воздуха, обтекающего зубчатую передачу, увеличивается с увеличением скорости транспортного средства V, то скорость возрастания изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear увеличивается. То есть, когда эффективность температуры Ф и постоянная времени τ уменьшаются с увеличением скорости транспортного средства V, постоянное значение изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear уменьшается, но скорость его возрастания увеличивается.
[0095] Как показано на ФИГ.8В, когда обороты R двигателя 21 увеличиваются, количество охлаждающей жидкости, втекающей в радиатор 22, увеличивается. Поэтому на единичное количество воздуха, проходящего через радиатор 22, приходится большее количество тепла, и стимулируется повышение температуры воздуха.
[0096] С другой стороны, когда обороты R двигателя 21 уменьшаются, количество охлаждающей жидкости, втекающей в радиатор 22, уменьшается. Поэтому на единичное количество воздуха, проходящего через радиатор 22, приходится меньшее количество тепла, и повышение температуры воздуха подавляется.
[0097] Как показано на ФИГ.8С, когда температура охлаждающей жидкости T_water увеличивается, то на единичное количество воздуха, проходящего через радиатор 22, приходится большее количество тепла, и температура воздуха повышается.
[0098] С другой стороны, когда температура охлаждающей жидкости T_water снижается, на единичное количество воздуха, проходящего через радиатор 22, приходится меньшее количество тепла, и повышение температуры воздуха подавляется.
[0099] В данном случае, поскольку при вычислении температурной эффективности Ф необходимо учитывать температуру охлаждающей жидкости Т_water, используется температура охлаждающей жидкости в трубе системы охлаждения 23 от двигателя 21 к радиатору 22, измеряемая датчиком температуры охлаждающей жидкости 42 (то есть до ее охлаждения в радиаторе 22). Однако вместо вышеописанной температуры охлаждающей жидкости может быть использована температура охлаждающей жидкости, проходящей через термореле 24, предусмотренное в трубе 23 от двигателя 21 к радиатору 22 (то есть после ее охлаждения в радиаторе 22) (иными словами, температура термореле 24).
[0100] То есть, когда термореле 24 располагается рядом или поблизости от точки измерения датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, температура охлаждающей жидкости T_water, измеряемая датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, и температура охлаждающей жидкости T_water, проходящей через термореле 24, могут рассматриваться как практически равные друг другу. Когда термореле 24 располагается в стороне от точки, где протекает охлаждающая жидкость, являющаяся целью измерения датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, температуру охлаждающей жидкости T_water, измеряемую датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, и температуру охлаждающей жидкости T_water, проходящей через термореле 24, с точки зрения надежности температуры охлаждающей жидкости нежелательно считать практически равными друг другу (то есть надежности изменения Те3 температуры зубчатой передачи T_gear, вызываемого конвективным теплом от радиатора 22). Таким образом, когда термореле 24 располагается в стороне от точки, где протекает охлаждающая жидкость, являющаяся целью измерения датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, может быть выполнена коррекция по температуре охлаждающей жидкости T_water, измеренной датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, и скорректированная температура охлаждающей жидкости может быть установлена в качестве температуры охлаждающей жидкости T_water, которая должна учитываться при вычислении изменения Те3.
[0101] Более конкретно, по мере увеличения периодов простоя температура охлаждающей жидкости T_water, измеряемая датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, и температура охлаждающей жидкости T_water, проходящей через термореле 24, стремятся к взаимному равенству. По мере уменьшения периодов простоя разница между температурой охлаждающей жидкости T_water, измеряемой датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, и температурой охлаждающей жидкости Т_water, проходящей через термореле 24, увеличивается. Более конкретно, температура охлаждающей жидкости T_water становится ближе к температуре охлаждающей жидкости, проходящей через термореле 24. Следовательно, по мере уменьшения периодов простоя, за счет вычитания из температуры охлаждающей жидкости T_water большей величины поправки, температура охлаждающей жидкости T_water, из которой вычитается величина поправки, становится больше температуры охлаждающей жидкости, проходящей через термореле 24. С другой стороны, по мере увеличения периодов простоя температура охлаждающей жидкости T_water, из которой вычитается величина поправки, становится ближе к температуре охлаждающей жидкости, проходящей через термореле 24, даже если большая величина поправки не вычитается из температуры охлаждающей жидкости T_water.
[0102] Следовательно, скорректированную температуру охлаждающей жидкости T_water_amend, определенную в соответствии с периодом простоя на основе графика, показанного на Фиг.10, можно вычесть из температуры охлаждающей жидкости T_water, измеренной датчиком температуры охлаждающей жидкости 42. То есть в качестве температуры охлаждающей жидкости T_water может быть принята величина "T_water-T_water_amend", которая должна учитываться при вычислении изменения Те3.
[0103] На графике, показанном на ФИГ.10, изображена кривая, на основе которой по мере уменьшения периодов простоя устанавливается повышенная скорректированная температура охлаждающей жидкости T_water_amend, а по мере увеличения периодов устанавливается пониженная скорректированная температура охлаждающей жидкости Т_water_amend.
[0104] Со ссылкой снова на ФИГ.4 значение температуры, полученное путем суммирования изменения Te1, вычисленного на шаге S130, изменения Те2, вычисленного на шаге S140, и изменения Те3, вычисленного на шаге S150, с текущей температурой окружающей среды T_atm, оценивается как текущая температура зубчатой передачи T_gear (шаг S160).
[0105] Здесь, когда на шаге S160 оценивается текущая температура зубчатой передачи T_gear, в дополнение к суммированию изменения Te1, вычисленного на шаге S130, изменения Те2, вычисленного на шаге S140, и изменения Те3, вычисленного на шаге S150, с текущей температурой окружающей среды T_atm, может быть учтена начальная температура зубчатой передачи T_gear0, вычисленная на шаге S110. Операция оценки температуры зубчатой передачи T_gear с учетом начальной температуры зубчатой передачи T_gear0 описывается со ссылкой на ФИГ.11А и 11В. ФИГ.11А и 11В представляют собой графики, иллюстрирующие принципы оценки температуры зубчатой передачи T_gear с учетом начальной температуры зубчатой передачи T_gear0.
[0106] На графике, показанном на ФИГ.11А, изображена сумма изменений Te1, Те2 и Те3 (то есть Te1+Те2+Те3, а именно сумма кривых, показанных на ФИГ.6, ФИГ.7 и ФИГ.8), которая должна быть добавлена к текущей температуре окружающей среды T_atm. Когда текущая температура окружающей среды T_atm и начальная температура окружающей среды T_gear0 равны друг другу, текущая температура зубчатой передачи T_gear может быть вычислена путем добавления суммы изменений температуры зубчатой передачи T_gear, вычисленной по графику, показанному на ФИГ.11А, к текущей температуре окружающей среды T_atm.
[0107] С другой стороны, когда текущая температура окружающей среды T_atm и начальная температура окружающей среды T_gear0 не равны друг другу, сумма изменений Te1, Те2 и Те3 уже включает изменение, соответствующее разности между текущей температурой окружающей среды T_atm и начальной температурой окружающей среды T_gear0. Следовательно, в этом случае, как показано на ФИГ.11В, кривая суммы изменений Te1, Те2 и Те3 требует такой коррекции, чтобы начальное значение суммы изменений Te1, Те2 и Те3 (то есть изменение сразу же после запуска двигателя 21) было равно разнице между текущей температурой окружающей среды T_atm и начальной температурой окружающей среды T_gear0. Однако даже после коррекции сумма изменений Te1, Те2 и Те3 по-прежнему имеет постоянное значение Т_max после того, как после запуска двигателя 21 пройдет определенный период времени, То есть коррекция для изменения скорости увеличения суммы изменений Te1, Те2 и Те3 с увеличением времени t после запуска двигателя 21 выполняется, когда начальное значение суммы изменений Те1, Те2 и Те3 поддерживается равным разнице между текущей температурой окружающей среды T_atm и начальной температурой окружающей среды T_gear0.
[0108] Вместо коррекции кривой суммы изменений Te1, Те2 и Те3 одна из кривых, показанных на ФИГ.6, ФИГ.7 и ФИГ.8, может быть заранее скорректирована таким образом, чтобы начальное значение одной из кривых было равно разнице между текущей температурой окружающей среды T_atm и начальной температурой окружающей среды T_gear0. По другому примеру, как минимум две кривых, показанных на ФИГ.6, ФИГ.7 и ФИГ.8, могут быть заранее скорректированы таким образом, чтобы сумма начальных значений как минимум двух кривых, показанных на ФИГ.6, ФИГ.7 и ФИГ.8, была равна разности между текущей температурой окружающей среды T_atm и начальной температурой окружающей среды T_gear0.
[0109] Далее со ссылкой на ФИГ.12 и ФИГ.13 описывается вычисление низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low на шаге S400 на ФИГ.2. На ФИГ.12 показаны графики для использования при вычислении вспомогательного момента AT_low0, используемого при вычислении низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low, а ФИГ.13 представляет собой график для использования при вычислении коэффициента усиления AT_low_gain, на который умножается вспомогательный момент AT_low0 при вычислении низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low.
[0110] Сначала на основе графика, показанного на ФИГ.12А, вычисляется базовый вспомогательный момент АТ_low_base. Более конкретно, когда момент управления МТ сравнительно невелик, базовый вспомогательный момент AT_low_base вычисляется как 0 с целью гарантировать, что рулевое колесо 11 будет иметь некоторый люфт. После того как момент управления МТ превысит заранее заданное значение МТ1, по мере увеличения момента управления МТ вычисляется все больший базовый вспомогательный момент AT_low_base. Когда момент управления МТ станет больше заранее заданного значения МТ2, вычисляется постоянный базовый вспомогательный момент AT_low_base, который не меняется, невзирая на изменение момента управления МТ.
[0111] Кроме того, на основе графика, показанного на ФИГ.12В, вычисляется вспомогательный момент AT_low_dump для предотвращения нарушения «чувства руля», связанного с обратным демпфированием. Более конкретно, когда скорость управления (то есть угловая скорость управления) dθ сравнительно невелика, вспомогательный момент AT_low_dump вычисляется как 0. После того как скорость управления dθ превысит заранее заданное значение dθ1, по мере увеличения скорости управления dθ вычисляется все больший вспомогательный момент AT_low_dump. После того как скорость управления dθ превысит заранее заданное значение dθ2, вычисляется постоянный вспомогательный момент AT_low_dump, который не меняется, невзирая на изменение скорости управления dθ.
[0112] Кроме того, на основе графика, показанного на ФИГ.12С, вычисляется вспомогательный момент AT_low_handlereturn, для предотвращения нарушения «чувства руля», связанного с переключением на заднюю передачу. Более конкретно, когда скорость управления (то есть угловая скорость управления) dθ сравнительно невелика, вспомогательный момент AT_low_handlereturn вычисляется как 0. После того как скорость управления dθ превысит заранее заданное значение dθ1, по мере увеличения скорости управления dθ вычисляется все больший вспомогательный момент AT_low_handlereturn. После того как скорость управления dθ превысит заранее заданное значение dθ2, вычисляется постоянный вспомогательный момент AT_low_handlereturn, который не меняется, невзирая на изменение скорости управления dθ. После того как скорость управления dθ3 превысит заранее заданное значение dθ3, по мере увеличения скорости управления dθ вычисляется все меньший вспомогательный момент AT_low_handlereturn. После того как скорость управления dθ превысит заранее заданное значение dθ4, вспомогательный момент AT_low_handlereturn вычисляется как 0.
[0113] Кроме того, на основе графика, показанного на ФИГ.12D, вычисляется вспомогательный момент AT_low_Nreturn для предотвращения нарушения «чувства руля», связанного с переключением на нейтраль. Более конкретно, когда угол управления θ сравнительно невелик, вспомогательный момент AT_low_Nreturn вычисляется как 0. После того как угол управления θ превысит заранее заданное значение θ1, по мере увеличения угла управления θ вычисляется все больший вспомогательный момент AT_low_Nreturn. После того как угол управления θ превысит заранее заданное значение θ2, вычисляется постоянный вспомогательный момент AT_low_Nreturn, который не меняется, невзирая на изменение скорости управления θ. После того как угол управления θ превысит заранее заданное значение θ3, по мере увеличения угла управления θ вычисляется все меньший вспомогательный момент AT_low_Nreturn. После того как угол управления θ превысит заранее заданное значение θ4, вспомогательный момент AT_low_Nreturn вычисляется как 0.
[0114] Сумма базового, вспомогательного момента AT_low_base, вспомогательного момента AT_low_dump, вспомогательного момента AT_low_handlereturn и вспомогательного момента AT_low_Nreturn, вычисленных, как описано выше, представляет собой вспомогательный момент AT_low0 для использования при вычислении низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low. То есть AT_low0=AT_low_base+AT_low_dump+AT_low_handlereturn+AT_low_Nreturn.
[0115] Кроме того, на основе графика, показанного на ФИГ.13, вычисляется коэффициент усиления AT_low_gain, на который умножается вспомогательный момент AT_low0, вычисленный на основе ФИГ.12А-12D. Более конкретно, если температура зубчатой передачи T_gear, оцененная на шаге S100 на ФИГ.2, является низкой, то вычисляемое значение коэффициента усиления AT_low_gain увеличивается. Если температура зубчатой передачи Т_gear, оцененная на шаге S100 на ФИГ.2, является высокой, то вычисляемое значение коэффициента усиления AT_low_gain уменьшается.
[0116] Значение температуры зубчатой передачи T_gear, при котором коэффициент усиления AT_low_gain является нулевым, соответствует порогу T_thr1, используемому на шаге S200 на ФИГ.2.
[0117] Таким образом, для вычисления низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low вспомогательный момент AT_low0, вычисленный на основе ФИГ.12А-ФИГ.12D, умножается на коэффициент усиления AT_low_gain, вычисленный на основе графика на ФИГ.13. То есть AT_low=AT_low0×AT_low_gain.
[0118] Как описано выше, в соответствии с настоящим примером осуществления, когда температура зубчатой передачи T_gear является сравнительно низкой, то прикладывается вспомогательный момент управления AT, полученный путем добавления низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low к нормальному вспомогательному моменту AT_usual. То есть прикладывается вспомогательный момент управления AT, больший, чем нормальный вспомогательный момент AT_usual. Следовательно, даже тогда, когда первоначальная нагрузка на зубчатой передаче возрастает с увеличением вязкости консистентной смазки, заложенной в зубчатую передачу, прикладывается вспомогательный момент управления AT, который может скомпенсировать увеличение первоначальной нагрузки. Таким образом, нарушение «чувства руля» у водителя может быть предотвращено.
[0119] В частности, при вычислении низкотемпературного поправочного вспомогательного момента AT_low необходимо учитывать вспомогательный момент для предотвращения нарушения «чувства руля» из-за демпфирования, нарушения «чувства руля» из-за переключения на заднюю передачу и нарушения «чувства руля» из-за переключения на нейтраль. Таким образом, нарушение «чувства руля» у водителя может быть предотвращено более эффективно.
[0120] Далее предотвращение нарушения «чувства руля» у водителя описывается подробно со ссылкой на ФИГ.14. ФИГ.14 представляет собой график, на котором показана зависимость от температуры зубчатой передачи T_gear для момента на рулевом колесе 11 в случае, когда низкотемпературный поправочный вспомогательный момент AT_low согласно данному примеру осуществления добавляется, и для момента на рулевом колесе 11 в случае, когда низкотемпературный поправочный вспомогательный момент AT_low согласно данному примеру осуществления не добавляется.
[0121] Как показано на ФИГ.14, когда низкотемпературный поправочный вспомогательный момент AT_low согласно данному примеру осуществления добавляется (то есть когда выполняется управление при низкой температуре), то момент, который водитель должен приложить к рулевому колесу 11 при низкой температуре, меньше, чем момент, когда низкотемпературный поправочный вспомогательный момент AT_low согласно данному примеру осуществления не добавляется (то есть когда управление при низкой температуре не выполняется). Поскольку вспомогательный момент управления AT прикладывается для компенсации первоначальной нагрузки при низкой температуре, как описано выше, нарушение «чувства руля» у водителя может быть предотвращено.
[0122] В дополнение к этому вместо того, чтобы предусматривать датчик или аналогичное устройство для непосредственного измерения температуры зубчатой передачи T_gear, температура зубчатой передачи T_gear оценивается с использованием различных параметров, измеряемых в существующей конфигурации аппаратуры (то есть оборотов R двигателя, определенных датчиком оборотов двигателя 41, температуры охлаждающей жидкости T_water, определенной датчиком температуры охлаждающей жидкости 42, скорости транспортного средства V, определенной датчиком скорости транспортного средства 43, температуры окружающей среды T_atm, датчиком температуры окружающей среды 44, тока I, определенного датчиком тока 45, и температуры электронного блока управления Т_ecu, определенной датчиком температуры электронного блока 46). Поэтому денежные затраты и пространство, необходимые для реализации данного примера изобретения, могут быть уменьшены.
[0123] Кроме того, поскольку при оценке температуры зубчатой передачи T_gear учитываются различные параметры, влияющие на температуру зубчатой передачи T_gear (то есть описанные выше температура окружающей среды T_atm, самонагрев электродвигателя 15, лучистое тепло от двигателя внутреннего сгорания 21 и конвективное тепло от радиатора 22), то точность оценки температуры зубчатой передачи T_gear может быть улучшена. Таким образом, можно с высокой точностью оценить первоначальную нагрузку, возрастающую при низкой температуре, и приложить вспомогательный момент управления AT, который может эффективно скомпенсировать возросшую первоначальную нагрузку. В результате нарушение «чувства руля» у водителя может быть предотвращено более эффективно.
[0124] Чтобы обеспечить воздействие электрического усилителя рулевого управления 10 в соответствии с данным примером осуществления на предотвращение нарушения «чувства руля» при низкой температуре, на основе температуры, при которой первоначальная нагрузка на зубчатой передаче начинает возрастать с увеличением вязкости консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу, может быть определен порог T_thr1. Например, в качестве порога T_thr1 может быть определена температура, при которой первоначальная нагрузка на зубчатой передаче начинает возрастать с увеличением вязкости консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу. По другому примеру, в качестве порога T_thr1 может быть определена температура, при которой первоначальная нагрузка на зубчатой передаче с увеличением вязкости консистентной или аналогичной смазки, заложенной в зубчатую передачу, возрастает на заранее определенную величину.
[0125] Определять температуру охлаждающей жидкости T_water не обязательно. В этом случае температуру зубчатой передачи T_gear можно оценить с использованием температуры охлаждающей жидкости T_water, оцененной по оборотам двигателя R.
[0126] В вышеописанном примере осуществления температура электронного блока управления Т_ecu определяется с использованием датчика температуры электронного блока управления 46. Однако когда транспортное средство 1 имеет датчик температуры для определения, например, температуры электродвигателя 15, вместо температуры электронного блока управления Т_ecu в качестве температуры электронного блока управления Т_ecu можно использовать температуру электродвигателя 15.
[0127] Хотя в вышеуказанном примере осуществления рассматривается пример, в котором настоящее изобретение применимо к электрическому механизму рулевого управления реечного соосного типа, рассмотренные выше результаты могут также быть достигнуты, когда настоящее изобретение применяется к другим электрическим усилителям рулевого управления (например, с воздействием на рулевую колонку или на рейку).
[0128] Несмотря на то что описание настоящего изобретения было дано со ссылкой на предпочтительные примеры его осуществления, должно быть понятным, что данное изобретение не ограничено указанными примерами или конструкциями. Напротив, изобретение рассчитано на охват различных модификаций и эквивалентных схем. Кроме того, хотя различные элементы раскрытого изобретения показаны в различных примерных комбинациях и конфигурациях, другие комбинации и конфигурации, включающие больше, меньше элементов или только один элемент, также подпадают под область действия прилагаемой формулы изобретения.