Устройство рулевого управления с усилителем и схема управления для устройства рулевого управления с усилителем - RU2017107491A

1. Устройство рулевого управления с усилителем, содержащее:

механизм рулевого управления, включающий в себя рулевой вал, выполненный с возможностью вращения с поворотом руля, и зубчатую рейку, выполненную с возможностью аксиального смещения согласно вращению рулевого вала и выполненную из ферромагнитного металлического материала;

электромотор, выполненный с возможностью обеспечения силы поворота при рулении в механизм рулевого управления;

редуктор, предусмотренный между механизмом рулевого управления и электромотором и выполненный с возможностью передачи вращающей силы электромотора в механизм рулевого управления, причем редуктор включает в себя шариковинтовой механизм,

причем шариковинтовой механизм включает в себя:

канавку шариковинтовой пары на стороне вала поворачивания колес, предусмотренную на внешней периферийной стороне зубчатой рейки и имеющую форму винтовой канавки,

гайку, образованную кольцеобразно таким образом, что она окружает зубчатую рейку и выполненную из ферромагнитного металлического материала, причем гайка выполнена с возможностью вращения относительно зубчатой рейки,

канавку шариковинтовой пары на стороне гайки, предусмотренную на внутренней периферийной стороне гайки и имеющую форму винтовой канавки, причем канавка шариковинтовой пары на стороне гайки образует канавку для кругового движения шариков вместе с канавкой шариковинтовой пары на стороне вала поворачивания колес,

множество шариков, выполненных из ферромагнитного металлического материала и загруженных в канавку для кругового движения шариков, и

элемент кругового движения, предусмотренный на внешней стороне гайки в радиальном направлении относительно оси вращения гайки и соединяющий одну торцевую сторону и противоположную торцевую сторону канавки для кругового движения шариков с обеспечением кругового движения множества шариков от одной торцевой стороны к противоположной торцевой стороне канавки для кругового движения шариков,

причем устройство рулевого управления с усилителем дополнительно содержит:

датчик крутящего момента, выполненный с возможностью определения момента поворота управляемых колес при рулении, образованного в механизме рулевого управления;

модуль управления, выполненный с возможностью вычисления, на основе момента поворота управляемых колес при рулении, значения управляющего тока для управления приведением в действие электромотора и вывода вычисленного значения управляющего тока в электромотор; и

схему определения анормальностей, предусмотренную в модуле управления и выполненную с возможностью определения анормальности в устройстве рулевого управления с усилителем на основе того, возникает или нет периодическое изменение в пределах заданного частотного диапазона относительно числа оборотов электромотора, скорости руления, которая составляет число оборотов рулевого вала, или момента поворота управляемых колес при рулении.

2. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, в котором механизм рулевого управления включает в себя торсионный вал, предусмотренный на рулевом валу,

при этом датчик крутящего момента определяет момент поворота управляемых колес при рулении на основе крутильной величины торсионного вала, и

при этом заданная частота в схеме определения анормальностей задается равной частоте ниже резонансной частоты торсионного вала.

3. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 2, в котором заданная частота в схеме определения анормальностей задается равной 5 Гц или ниже.

4. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 2, в котором заданная частота в модуле определения анормальностей задается равной 1 Гц или выше.

5. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, в котором схема определения анормальностей определяет анормальность в устройстве рулевого управления с усилителем на основе момента поворота управляемых колес при рулении и числа оборотов электромотора или скорости руления.

6. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, в котором схема определения анормальностей определяет анормальность в устройстве рулевого управления с усилителем на основе цикла, в котором число оборотов электромотора опускается ниже первого заданного значения, цикла, в котором скорость руления опускается ниже второго заданного значения, или цикла, в котором момент поворота управляемых колес при рулении превышает третье заданное значение.

7. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, в котором схема определения анормальностей определяет анормальность в устройстве рулевого управления с усилителем, когда скорость руления составляет четвертое заданное значение или выше и пятое заданное значение или ниже, причем пятое заданное значение выше четвертого заданного значения.

8. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, в котором схема определения анормальностей корректирует значение заданной частоты до большего значения по мере того, как увеличивается число оборотов электромотора или скорость руления.

9. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, дополнительно содержащее фильтр нижних частот, предусмотренный в модуле управления,

при этом схема определения анормальностей определяет анормальность в устройстве рулевого управления с усилителем на основе сигнала, указывающего число оборотов электромотора, скорость руления или момент поворота управляемых колес при рулении, который подвергается обработке с помощью фильтра посредством фильтра нижних частот.

10. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, в котором схема определения анормальностей определяет анормальность в устройстве рулевого управления с усилителем, когда среднее значение момента поворота управляемых колес при рулении за заданный период времени выше заданного значения.

11. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 10, в котором модуль управления включает в себя модуль ввода сигналов давления воздуха, в который вводится предупредительный сигнал относительно давления воздуха, причем предупредительный сигнал относительно давления воздуха представляет собой сигнал относительно уменьшения давления воздуха в шине, и

при этом когда предупредительный сигнал относительно давления воздуха вводится, схема определения анормальностей корректирует заданное значение, которое должно сравниваться со средним значением момента поворота управляемых колес при рулении за заданный период времени, до большего значения, чем тогда, когда предупредительный сигнал относительно давления воздуха не вводится.

12. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, в котором схема определения анормальностей не использует информацию, указывающую число оборотов электромотора, скорость руления или момент поворота управляемых колес при рулении в состоянии, в котором зубчатая рейка смещена приблизительно до конца хода, для определения анормальности в устройстве рулевого управления с усилителем.

13. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, в котором при определении анормальности в устройстве рулевого управления с усилителем схема определения анормальностей выводит сигнал относительно анормальности в устройстве рулевого управления с усилителем в бортовое устройство для уведомления водителя в отношении анормальности.

14. Устройство рулевого управления с усилителем по п. 1, в котором схема определения анормальностей не использует информацию, указывающую число оборотов электромотора, скорость руления или момент поворота управляемых колес при рулении в состоянии, в котором ограничение накладывается на значение управляющего тока вследствие причины, отличной от анормальности в устройстве рулевого управления с усилителем, которая определяется посредством схемы определения анормальностей.

15. Схема управления для устройства рулевого управления с усилителем, содержащего:

механизм рулевого управления, включающий в себя рулевой вал, выполненный с возможностью вращения с поворотом руля, и зубчатую рейку, выполненную с возможностью аксиального смещения согласно вращению рулевого вала и выполненную из ферромагнитного металлического материала,

электромотор, выполненный с возможностью обеспечения силы поворота при рулении в механизм рулевого управления,

редуктор, предусмотренный между механизмом рулевого управления и электромотором и выполненный с возможностью передачи вращающей силы электромотора в механизм рулевого управления, причем редуктор включает в себя шариковинтовой механизм,

причем шариковинтовой механизм включает в себя:

канавку шариковинтовой пары на стороне вала поворачивания колес, предусмотренную на внешней периферийной стороне зубчатой рейки и имеющую форму винтовой канавки,

гайку, образованную кольцеобразно таким образом, что она окружает зубчатую рейку и выполненную из ферромагнитного металлического материала, причем гайка выполнена с возможностью вращения относительно зубчатой рейки,

канавку шариковинтовой пары на стороне гайки, предусмотренную на внутренней периферийной стороне гайки и имеющую форму винтовой канавки, причем канавка шариковинтовой пары на стороне гайки образует канавку для кругового движения шариков вместе с канавкой шариковинтовой пары на стороне вала поворачивания колес,

множество шариков, выполненных из ферромагнитного металлического материала и загруженных в канавку для кругового движения шариков, и

элемент кругового движения, предусмотренный на внешней стороне гайки в радиальном направлении относительно оси вращения гайки и соединяющий одну торцевую сторону и противоположную торцевую сторону канавки для кругового движения шариков с обеспечением кругового движения множества шариков от одной торцевой стороны к противоположной торцевой стороне канавки для кругового движения шариков,

при этом устройство рулевого управления с усилителем дополнительно включает в себя датчик крутящего момента, выполненный с возможностью определения момента поворота управляемых колес при рулении, образованного в механизме рулевого управления,

причем схема управления содержит:

схему управления электромотором, выполненную с возможностью вычисления, на основе момента поворота управляемых колес при рулении, значения управляющего тока для управления приведением в действие электромотора и вывода вычисленного значения управляющего тока в электромотор; и

схему определения анормальностей, выполненную с возможностью определения анормальности в устройстве рулевого управления с усилителем на основе того, возникает или нет периодическое изменение в пределах заданного частотного диапазона относительно числа оборотов электромотора, скорости руления, которая составляет число оборотов рулевого вала, или момента поворота управляемых колес при рулении.

16. Схема управления для устройства рулевого управления с усилителем по п. 15, в которой механизм рулевого управления включает в себя торсионный вал, предусмотренный на рулевом валу,

при этом датчик крутящего момента определяет момент поворота управляемых колес при рулении на основе крутильной величины торсионного вала, и

причем заданная частота в схеме определения анормальностей задается равной частоте ниже резонансной частоты торсионного вала.

17. Схема управления для устройства рулевого управления с усилителем по п. 15, в которой схема определения анормальностей определяет анормальность в устройстве рулевого управления с усилителем на основе момента поворота управляемых колес при рулении и числа оборотов электромотора или скорости руления.

18. Схема управления для устройства рулевого управления с усилителем по п. 15, в которой схема определения анормальностей определяет анормальность в устройстве рулевого управления с усилителем на основе цикла, в котором число оборотов электромотора опускается ниже первого заданного значения, цикла, в котором скорость руления опускается ниже второго заданного значения, или цикла, в котором момент поворота управляемых колес при рулении превышает третье заданное значение.

19. Схема управления для устройства рулевого управления с усилителем по п. 15, в которой схема определения анормальностей определяет анормальность в устройстве рулевого управления с усилителем, когда скорость руления составляет четвертое заданное значение или выше и пятое заданное значение или ниже, причем пятое заданное значение выше четвертого заданного значения.

20. Устройство рулевого управления с усилителем, содержащее:

механизм рулевого управления, включающий в себя рулевой вал, выполненный с возможностью вращения с поворотом руля, и зубчатую рейку, выполненную с возможностью аксиального смещения согласно вращению рулевого вала и выполненную из ферромагнитного металлического материала;

электромотор, выполненный с возможностью обеспечения силы поворота при рулении в механизм рулевого управления;

редуктор, предусмотренный между механизмом рулевого управления и электромотором и выполненный с возможностью передачи вращающей силы электромотора в механизм рулевого управления, причем редуктор включает в себя шариковинтовой механизм,

причем шариковинтовой механизм включает в себя:

канавку шариковинтовой пары на стороне вала поворачивания колес, предусмотренную на внешней периферийной стороне зубчатой рейки и имеющую форму винтовой канавки,

гайку, образованную кольцеобразно таким образом, что она окружает зубчатую рейку и выполненную из ферромагнитного металлического материала, причем гайка выполнена с возможностью вращения относительно зубчатой рейки,

канавку шариковинтовой пары на стороне гайки, предусмотренную на внутренней периферийной стороне гайки и имеющую форму винтовой канавки, причем канавка шариковинтовой пары на стороне гайки образует канавку для кругового движения шариков вместе с канавкой шариковинтовой пары на стороне вала поворачивания колес,

множество шариков, выполненных из ферромагнитного металлического материала и загруженных в канавку для кругового движения шариков, и

элемент кругового движения, предусмотренный на внешней стороне гайки в радиальном направлении относительно оси вращения гайки и соединяющий одну торцевую сторону и противоположную торцевую сторону канавки для кругового движения шариков с обеспечением кругового движения множества шариков от одной торцевой стороны к противоположной торцевой стороне канавки для кругового движения шариков,

причем устройство рулевого управления с усилителем дополнительно содержит:

датчик крутящего момента, выполненный с возможностью определения момента поворота управляемых колес при рулении, образованного в механизме рулевого управления;

модуль управления, выполненный с возможностью вычисления, на основе момента поворота управляемых колес при рулении, значения управляющего тока для управления приведением в действие электромотора и вывода вычисленного значения управляющего тока в электромотор; и

схему определения анормальностей, предусмотренную в модуле управления и выполненную с возможностью определения анормальности в устройстве рулевого управления с усилителем, когда число оборотов электромотора попадает в пределы заданного диапазона числа оборотов, либо скорость руления попадает в пределы заданного диапазона, причем скорость руления составляет число оборотов рулевого вала, и момент поворота управляемых колес при рулении составляет заданное значение или выше.