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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Steuer-
und Regelsystem von Lenkungsvorrichtungen von radgetriebenen Motorfahrzeugen
und insbesondere auf ein Lenkungs-Steuer-/Regelsystem einer Lenkungsvorrichtung
des steer-by-wire-Typs,
wobei ein Lenkrad und die gelenkten Straßenreifen über ein elektronisch gesteuertes
Antriebssystem verbunden sind.
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Um
die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen,
wird ein bekanntes Lenkungs-Steuer-/Regelsystem einer Lenkungsvorrichtung
des steer-by-wire-Typs kurz beschrieben, wie es in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung (Tokkai) 2000-6829 gezeigt ist.
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Im
Lenkungs-Steuer-/Regelsystem dieser Veröffentlichung ist eine Torsionsstange
zwischen einer Lenksäule,
auf welcher ein Lenkrad montiert ist und einer Eingangswelle angeordnet,
die mit einem Sonnenrad einer Planetengetriebeeinheit verbunden ist.
Demnach wird die Torsionsstange verdreht, wenn das Steuerrad gedreht
wird. Der Verdrehwinkel (d.h.: Torsionsmoment oder Drehmoment) der
Torsionsstange wird durch ein Potentiometer erfasst und zu einer
Kontrolleinrichtung gesendet. Eine Ausgangswelle eines Ringrades
der Planetengetriebeeinheit ist mit einem Zahnstangenantrieb verbunden,
so dass die Drehung der Ausgangswelle eine reziproke Bewegung der
Zahnstange des Zahnstangengetriebes bewirkt. Jedes Ende der Zahnstange
ist mit einem Ende einer Spurstange verbunden. Das andere Ende der
Spurstange ist mit dem gesteuerten Rad über einen Lenkhebel verbunden.
Eine elektrische Betätigungseinrichtung,
die durch die Kontrolleinheit überwacht
wird, ist mit dem Ringrad der Planetengetriebeeinheit verbunden,
um dessen Leistungsabgabe zu unterstützen. Das bedeutet: Wenn das
Steuerrad gedreht und somit die Torsionswelle verdreht wird, misst
das Potentiometer das Torsionsmoment (oder Drehmoment) der Torsionsstange
und die Information über
das Torsionsmoment (oder Drehmoment) wird in die elektrische Steuer-/Regeleinheit
eingespeist. Nach Verarbeitung der Information steuert/regelt die
elektrische Steuer-/Regeleinheit die elektrische Betätigungseinheit
so, dass eine entsprechende Hilfskraft an den Ausgang der Planetengetriebeeinheit
angelegt wird. Somit wird das Lenken der gelenkten Räder mit
einer verminderten Kraft, die von einem Fahrer auf das Lenkrad aufgebracht
werden muss, ausgeführt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
dem oben beschriebenen Lenkungs-Steuer-/Regelsystem einer Lenkungsvorrichtung
des steer-by-wire-Typs wird das Drehmoment, das durch das Potentiometer
gemessen wird, als Parameter gebraucht, um die Lenkungsunterstützungsfunktion
zu überwachen.
Das bedeutet: Selbst wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, um das Fahrzeug
zu drehen, kann das Potentiometer die Absicht des Fahrers so lange
nicht messen, wie die Torsionsstange nicht verdreht ist. Natürlich wird
in diesem Fall der Lenkvorgang aufgrund des Entstehens eines solchen
Totzonenbereichs durch die elektrische Betätigungseinheit nicht unterstützt.
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Wenn
ein solcher Totzonenbereich vorliegt, wird eine präzise Unterstützungssteuerung/-regelung für die gelenkten
Räder,
wie zum Beispiel eine Regelung entsprechend den Bewegungsbedingun gen (z.B.
Gierrate) des Motorfahrzeuges, nicht korrekt ausgeführt. Das
bedeutet, dass in einem solchen Fall ein Steuer-/Regelbereich für die Servolenkung der gelenkten
Räder zwangsläufig reduziert
wird.
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Dementsprechend
hat sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt, ein Lenkungs-Steuer-/Regelsystem
einer Lenkungsvorrichtung des steer-by-wire-Typs anzubieten, das
frei von den oben genannten Nachteilen ist.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lenkungs-Steuer-/Regelsystem zum
Steuern/Regeln einer Drehbewegung gelenkter Räder eines Motorfahrzeuges entsprechend
der Lenkbewegung eines Lenkrades vorgesehen. Das Lenkungs-Steuer-/Regelsystem weist
einen Lenkwinkelsensor auf, der einen Lenkwinkel erfasst, um den
das Lenkrad gedreht wird; eine elektrische Betätigungseinrichtung, die die
gelenkten Räder
bei Betätigung
dreht; einen Fahrzeugbetriebszustandssensor, der einen Betriebszustand
des Motorfahrzeuges erfasst; einen Zielwert-Bestimmungssabschnitt, der einen Lenkwinkelzielwert
der gelenkten Räder
gemäß dem von
dem Lenkwinkel-Sensor erfassten Lenkwinkel und dem Fahrzeugbetriebszustand,
der vom Fahrzeugbetriebszustandssensor erfasst wurde, bestimmt;
und einen Treiberschaltkreis für
die elektrische Betätigungseinrichtung,
der die Betätigungseinrichtung
gemäß dem Lenkwinkelzielwert antreibt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lenkungs-Steuer-/Regelsystem einer
Lenkungsvorrichtung des steer-by-wire-Typs vorgesehen, wobei die
Lenkungsvorrichtung einen Elektromotor zum Drehen der gelenkten
Räder eines Motorfahrzeugs
und eine Torsionsstange, die zwischen einem Lenkrad und den gelenkten
Rädern
angeordnet ist, aufweist. Das Lenkungs-Steuer-/Regelsystem umfasst
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
erfasst; einen Lenkwinkelsensor der den Lenkradlenkwinkel, um den
ein Lenkrad des Fahrzeugs gedreht wurde, erfasst; einen Lenkwinkelsensor,
der einen Lenkwinkel von gelenkten Rädern des Fahrzeuges erfasst;
einen Drehmomentsensor, der ein Drehmoment, das auf die Lenkstange
aufgebracht wird, erfasst; eine erste Einrichtung, die durch Verarbeitung der
gefahrenen Geschwindigkeit des Fahrzeuges, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
gemessen wird und den Lenkradlenkwinkel, der durch den Lenkwinkelsensor
gemessen wird, ein Lenkwinkelzielwertsignal ausgibt, das einem Lenkwinkelzielwert
der gelenkten Räder
des Fahrzeugs entspricht; eine zweite Einrichtung, die durch Verarbeitung
des Lenkwinkelzielwertsignals von der ersten Einrichtung und dem
Lenkwinkel, der durch den Lenkwinkelsensor gemessen wird, ein korrigiertes
Lenkwinkelsignal ausgibt, dass einem korrigierten Wert des Lenkwinkels
der Räder
des Fahrzeuges entspricht, wobei das Lenkwinkelsignal zum Elektromotor
geschickt wird, der den Einschlag der gelenkten Räder steuert/regelt;
und eine dritte Einrichtung, die durch Verarbeitung des Drehmoments,
das durch den Drehmomentsensor erfasst wird, eine Steuerreaktionskraft erzeugt,
die auf das Lenkrad aufgebracht wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der anliegenden Zeichnung:
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1 ist eine schematische
Ansicht eines Lenkungs-, Steuer-/Regelsystems einer Lenkungsvorrichtung
eines steer-by-wire-Typs, als eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist eine schematisch dargestellte Schnittansicht
der Lenkvorrichtung des steer-by-wire-Typs;
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3 ist ein Blockdiagramm
einer Steuer-/Regeleinheit, wie sie in der ersten Ausführung der vorliegenden
Erfindung zum Einsatz gelangt;
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4 ist eine weitere schematische
Ansicht des Lenkungs-Steuer-/Regelsystems
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist ein Blockdiagramm
einer Steuer-/Regeleinheit, wie sie in der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zum Einsatz gelangt;
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6 ist eine schematische
Ansicht einer Lenkvorrichtung des steer-by-wire-Typs, auf das ein Lenkungs-Steuer-/Regelsystem einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung praktisch angewandt ist; und
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7 ist eine schematische
Darstellung eines Lenkvorrichtung des steer-by-wire-Typs, auf das ein
Lenkungs-Steuer-/Regelsystem
einer vierten Ausführung
der Erfindung praktisch angewandt ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gemäß 1, ist schematisch ein Lenkungs-Steuer-/Regelsystem
in einer steer-by-wire-Typausführung
gezeigt, das eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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Die
gezeigte Lenkvorrichtung ist konstruiert, um rechte und linke Vorderräder FR und
FL mit Hilfe einer Hilfskraft entsprechend der Drehung eines Lenkrades 1 zu
steuern.
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Die
Lenkvorrichtung weist allgemein eine Lenkwelle 2, die mit
dem Lenkrad 1 verbunden ist und von diesem angetrieben
wird, einen Zahnstangenantriebsmechanismus 3, der die gelenkten
rechten und linken Vorderräder
FR und FL betätigt,
eine Lenk hilfesteuereinheit 4, die die Zahnstangengetriebeanordnung 3 entsprechend
dem Lenkwinkel, um den die Lenkwelle 2 gedreht ist, betätigt, eine
Reserve-Lenkeinrichtung 5, die unabhängig wirkend von der Lenkhilfesteuereinheit 4 ist
und den Zahnstantriebsmechanismus entsprechend dem Lenkwinkel der
Lenkwelle 2 antreibt, und eine elektrischen Steuer-/Regeleinheit 6,
die hauptsächlich
die Lenkhilfesteuereinheit 4 in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel
der Lenkwelle 2 steuert, auf.
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Wie
in 1 und 2 zu sehen, ist die Lenkwelle 2 mit
einem Lenkwinkelsensor 7 ausgestattet, der den Lenkwinkel
erfasst, um den das Lenkrad 1 gedreht wurde.
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Wie
in 2 zu sehen, hat die
Lenkwelle 2 ein Führungsende 2a,
dass an einer Eingangswelle 14a mit einer später zu erläuternden
Planetengetriebeeinheit 14 verbunden ist.
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Gemäß 1, weist die Zahnstangengetriebeanordnung 3 eine
Zahnstange 10 auf, deren beiden Enden mit den gelenkten
Rädern
FR oder FL über
eine Spurstange 8 und einen Spurstangenhebel 9 und
ein Ritzel 11, das in die Zahnstange 10 eingreift,
verbunden sind.
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Wie
in 1 und 2, insbesondere aber in 2 ersichtlich, weist die Lenkhilfesteuerungseinheit 4 eine
Getriebeeinheit 12 auf, die das Ritzel 11 in die
eine oder andere Richtung dreht und einen Elektromotor 13,
der die Getriebeeinheit 12 mit elektrischer Kraft in die
eine oder andere Richtung antreibt. Die Getriebeeinheit 12 weist
ein Schneckenrad 12a auf, das auf eine Ausgangswelle 13a des
Elektromotors 13 montiert ist und ein Schneckenrad 12b,
das auf eine Welle 11a (siehe 2) des Ritzels 11 montiert ist
und in das Schneckenrad 12a eingreift. Wie im Nachhinein
noch näher
beschrieben, wird der Elektromotor 13 so gesteuert/geregelt,
dass er entsprechend den Befehlsignalen der Steuer-/Regeleinheit 6 in
die eine oder andere Richtung dreht.
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Wie
in 2 gezeigt, weist
die Reserve-Lenkeinrichtung 5 eine Planetengetriebeeinheit 14,
deren Sonnenrad mit der Eingangswelle 14a verbunden ist,
eine untere Welle 16, die über eine Getriebeeinheit 15 mit
der Ausgangswelle 14b der Planetengetriebeeinheit 14 verbunden
ist, ein Lenkwinkelsensor 17, der auf der unteren Welle 16 angeordnet
ist und einen Lenkwinkel der gelenkten Räder FR und FL erfasst und eine
Torsionsstange 19 auf, die zwischen dem Lenkwinkelsensor 17 und
der Getriebeeinheit 12 angeordnet und mit der unteren Welle 16 durch ein
Anschlussstück 18 verbunden
ist. Die Getriebeeinheit 15 weist zwei gegenseitig in Eingriff
befindliche Stirnräder 15a und 15b auf,
wobei Stirnrad 15a mit der Ausgangswelle 14b der
Planetengetriebeeinheit 14 verbunden und das andere Stirnrad 15b mit der
unteren Welle 16, wie dargestellt, verbunden ist.
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Wie
in 2 zu sehen, ist das
untere Ende der Torsionsstange 19 koaxial verbunden mit
der Welle 11a des Ritzels 11 und ein Drehmomentsensor 20 ist
neben der Torsionsstange 19 angeordnet, um einen Verdrehungsgrad
(d.h. Torsionsmoment oder Drehmoment) der Torsionsstange 19 zu
erfassen.
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Wie
nachstehend noch detailliert beschrieben, wird das Drehmoment, das
durch den Drehmomentsensor 20 gemessen wird, dazu verwendet,
um eine entsprechende Lenkreaktionskraft (oder Lenklast) auf das
Lenkrad 1 aufzubringen.
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Wie
in 2 zu sehen, weist
die Planetengetriebeeinheit 14 ein Gehäuse 21 und ein Sonnenrad 22,
das einstückig
mit der oben erwähnten
Eingangswelle 14a verbunden ist, ein Ringrad 25,
das konzentrisch um das Sonnenrad 25 angeordnet ist, um
dazwischen einen ringförmigen
Zwischenraum zu bilden und eine Vielzahl (z.B. drei) von Planetenrädern 24 auf,
die sich im ringförmigen
Zwischenraum befinden, um sowohl mit dem Sonnenrad 22 und
dem Ringrad 25 in Eingriff zu stehen und die von einem
Planetenträger 23 gehalten
werden. Um die Planetenräder 24 drehbar
aufnehmen zu können,
ist der Planetenträger 23,
wie gezeigt, mit einer Vielzahl (z.B. drei) von Wellen 23a versehen.
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Das
Ringrad 25 ist auf seiner äußeren Oberfläche mit
einem Schneckenrad (nicht dargestellt) ausgebildet, dass in eine
Schneckenwelle 27 eingreift, die wiederum mit der Ausgangswelle
eines Elektromotors 26 verbunden ist.
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Die
Ausgangswelle 14b der Planetengetriebeeinheit 14 ist
mit der unteren Welle 16 über die Getriebeeinheit 15 so
verbunden, dass die Drehung der Ausgangswelle 14b zur unteren
Welle 16 übertragen wird.
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Der
Elektromotor 26 wird entsprechend den Steuerbefehlen der
Steuer-/Regeleinheit 6 so gesteuert, dass er in die eine
oder die andere Richtung dreht. Durch Drehung des Elektromotors 26 werden das
Ringrad 25 und die Planetenräder 24 der Planetengetriebeeinheit 14 angetrieben,
um so ein Drehungsverhältnis
(d.h.: Geschwindigkeitsverminderungsverhältnis) zwischen den Eingangs-
und Ausgangswellen 14a und 14b zu variieren.
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Die
Steuer-/Regeleinheit 6 weist einen Mikrocomputer samt CPU,
RAM, ROM und Eingangs- und Ausgangsinterfaces auf. Die Steuer-/Regeleinheit führt Steuer-/Regelvorgänge wie
folgt aus.
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Wie
in 3 und 4 zu sehen, weist die Steuer-/Regeleinheit 6 einen
Zielwertbestimmungsschaltkreis 40, der durch Verarbeitung
eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals „V", gemessen durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
(nicht gezeigt) und eines Lenkwinkelsignals „θ", gemessen durch den Lenkwinkelsensor 7,
sowohl einen Lenkwinkelzielwert „δ1" als auch einen Lenkreaktionskraftzielwert „T1" ausgibt, ferner
einen Lenkwinkelkor rekturschaltkreis 41, der durch Verarbeitung
des Lenkwinkelzielwerts „δ1" und des Signales „δ" des tatsächlich gelenkten
Winkels vom Lenkwinkelsensor 17 ein korrigiertes Lenkwinkelsignal „δ2" zum Elektromotor 13 ausgibt,
auf. Auf Wunsch kann ein Drehmomentsignal „T" vom Drehmomentsensor 20 zum
Lenkwinkelkorrekturschaltkreis 41 übertragen werden. Nachdem das
korrigierte Lenkwinkelsignal „δ2" vorliegt, wird der
Elektromotor 13 betätigt,
um den Lenkwinkel des rechten und linken gelenkten Vorderrads FR
und FL durch die Torsionsstange 19 und die Zahnstangengetriebeanordung 3 anzupassen.
Hierdurch werden das rechte und linke gesteuerte Vorderrad FR und
FL durch den Elektromotor 13 entsprechend der Drehung des
Lenkrads 1 gedreht.
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Die
Steuer-/Regeleinheit 6 weist ferner einen Bestimmungsschaltkreis 42 für einen
Drehwinkelzielwert (oder TRADC) auf, der durch Verarbeitung des Lenkreaktionskraftzielwerts „T1" und des Linkwinkelsignals „θ" eine Winkelgeschwindigkeit „ω3" für das Ringrad 25 der
Planetengetriebeeinheit 14 ausgibt und einen Motorsteuer-/Regelschaltkreis
(oder MCC) 43 auf, der durch Verarbeitung der Winkelgeschwindigkeit „ω3" und des Lenkwinkelsignals „θ" einen Drehwinkel „θ2" der Ausgangswelle 14b zum
Elektromotor 26 weiterleitet. Auf Wunsch wird das Drehmomentsignal „T" vom Drehmomentsensor 20 zum
Bestimmungsschaltkreis 42 für den Drehwinkelzielwert weitergeleitet.
Sobald vom Motorsteuer-Regelschaltkreis 43 ein Signal über den
Drehwinkel „θ2" vorliegt, wird der
Elektromotor 26 angesteuert, um den Lenkwinkel der vorderen
rechten und linken Räder
FR und FL durch die Torsionsstange 19 und die Zahnstangeanordnung 3 zu
steuern/regeln.
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Die
Steuerung/Regelung der Lenkreaktionskraft, die auf das Lenkrad 1 aufgebracht
wird, wird durch Anpassung des Drehwinkels „θ2" der Ausgangswelle 14b, entsprechend
dem tatsächlich
gelenkten Winkel „δ", ausgeführt.
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Eine
geeignete Lenkreaktionskraft (T1), die von der Planetengetriebeeinheit 14 über die
Torsionsstange 16 zum Lenkrad 1 rückübertragen
wird, kann von den folgenden Gleichungen abgeleitet werden.
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Es
wird nun festgehalten, dass „θ" ein vom Lenkwinkelsensor 7 ermittelter
Lenkwinkel ist, „δ" ein vom Lenkwinkelsensor 17 ermittelter
tatsächlich
gelenkter Winkel der gelenkten Räder
FR und FL ist, „δ1" ein Zielwert für den tatsächlich gelenkten
Winkel „δ" ist, „ω1" eine Eingangsdrehwinkelgeschwindigkeit
der Lenkwelle 2 (d.h.: Lenkwinkelgeschwindigkeit) relativ
zur Planetengetriebeeinheit 14 ist, „ω2" eine Ausgangswellendrehwinkelgeschwindigkeit (d.h.:
tatsächlich
gelenkte Winkelgeschwindigkeit) der Planetengetriebeeinheit 14 ist, „ω3" ein Zielwert der
Drehwinkelgeschwindigkeit des Ringrads 25 der Planetengetriebeeinheit 14 ist, „θ2" ein Drehwinkel der
Ausgangswelle 14b der Planetengetriebeeinheit 14 ist, „θ3" ein Zielwert für den Drehwinkel „θ2" der Ausgangswelle 14b ist, „T" ein Torsionsmoment (oder
Drehmoment) der Torsionsstange 19 ist, „T1" ein Zielwert der Lenkreaktionskraft
ist und K ein Festigkeitsfaktor der Torsionsstange 19 ist.
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Die
Beziehung zwischen dem tatsächlich
gelenkten Winkel „δ" und Werten aus den
Informationssignalen der verschiedenen Sensoren wird durch die folgende
Gleichung repräsentiert: δ = θ2 + T/k (1)wobei
T/K:
der Verdrehungsgrad der Torsionsstange 19 ist.
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Aufgrund
der Wirkungsweise des Lenkwinkel-Korrekturschaltkreises 41 wird
der tatsächlich
gelenkte Winkel „α" der Räder FL und
FR auf einen Instruktionswert „α1" gesetzt. D.h., "α = α1".
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Dementsprechend
wird der Drehwinkel-Zielwert "θ3" der Ausgangswelle 14b zur
Erreichung des Zielwertes „T1" für die Lenkreaktionskraft
aus der folgenden Gleichung erhalten: θ3
= δ1 – T1/K (2) Δθ2 = θ3 – θ2 = (T – T1)/K (3)
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Daher
sollte die Steuerung/Regelung nach der folgenden Gleichung durchgeführt werden. ω2 = αΔθ2 = α(T – T1)/K (4)wobei:
α: Verstärkung
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Durch
Verwendung des oben genannten wird ein Zielwert der Drehwinkelgeschwindigkeit
der Ausgangswelle des Elektromotors 26, d.h., der Zielwert "ω3", der der Rotationswinkelgeschwindigkeit des
Ringrades 25 durch die folgende Gleichung dargestellt: ω3 = (ω1 + α(T – T1)/K)/Z (5)wobei:
Z:
Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis,
eingestellt zwischen Ausgangswelle 14b und Ringrad 25.
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Es
ist zu erwähnen,
dass der Festigkeitsfaktor "K" der Torsionsstange 19 so
festgelegt wird, dass die Steuerung/Regelung ideal gemacht wird.
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Wie
sich aus der obigen Beschreibung ergibt, hängt die Lenkungs-Steuer-/Regelung
für die gelenkten
Räder FL
und FR entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht von dem Torsionsmoment (nämlich Drehmoment)
ab, das auf die Torsionsstange 19 aufgebracht wird. Das
bedeutet, dass die Flexibilität
der Lenkungs-Steuer-/Regelung der gelenkten Räder FR und FL im Gegensatz
zur bekannten Steuerung/Regelung der zuvor erwähnten offengelegten japanischen
Patentanmeldung (Tokkai) 2000-6829 erhöht wird.
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Darüber hinaus
wird die Reaktionskraft des Lenkrades 1 auf geeignete Weise
gesteuert/geregelt, ohne dass sie von Störeinflüssen der gelenkten Räder FR und
FL beeinflusst wird. Das bedeutet, dass beim Drehen des Lenkrades 1 die
Lenkungs-Steuerung/Regelung der Räder FR und FL hauptsächlich durch
die Hilfskraftlenkungseinrichtung 4 ausgeführt wird.
Das bedeutet, dass die Reaktionskraft der Räder FR und FL durch die Torsionsstange 19 von
der Reservelenkungseinrichtung 5 zum Lenkrad 1 übertragen
wird. Während
der Übertragung
der Reaktionskraft auf das Lenkrad 1 wird folglich die
Torsionsstange 19 um ein bestimmtes Maß verdreht, um Schläge (oder
Störungen),
die sonst von den Rädern FR
und FL auf das Lenkrad 1 übertragen werden würden, zu
dämpfen.
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Selbst
wenn die Hilfskraftlenkungseinrichtung 4 versagt, wird
die Drehung des Lenkrades 1 sicher über die Zahnstangengetriebeanordnung 3 über die
Planetengetriebeeinheit 14 und die Torsionsstange 19 übertragen.
Das bedeutet, dass selbst wenn die Hilfskraftlenkungseinrichtung 4 versagt,
keine schädlichen
Einflüsse
auf die Reservelenkungseinrichtung 5 einwirken. D.h., dass,
selbst wenn der Hilfskraftlenkungseinrichtung 4 versagt,
eine sog. "ausfallsichere" Betriebsweise mit
der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann.
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Wenn
die Hilfskraftlenkungseinrichtung 4 normal funktioniert,
wird die oben erwähnte
Lenkungsunterstützung
mit Hilfe des Elektromotors 26 und der Planetengetriebeeinheit 14 ausgeführt.
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Gemäß 5 ist ein Blockdiagramm
einer Steuer-/Regeleinheit dargestellt, die bei einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann.
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Wie
dargestellt, empfängt
bei dieser zweiten Ausführungsform
der Zielwertbestimmungsschaltkreis 40 der elektrischen
Steuer/Regeleinheit 6 zusätzlich zu dem oben erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeitssignal "V" und dem Steuerwinkelsignal "θ" ein Giermaßsignal "yaw",
das durch einen Giermaßsensor 44 gemessen
wird, um den Lenkwinkelzielwert "δ1" und den Lenkreaktionskraft-Zielwert "T1" auszugeben. Durch
Hinzufügung
des neuen Faktors "yaw" ist eine viel genauere
Steuerung/Regelung der Lenkung zu erwarten.
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Gemäß 6 ist schematisch eine Lenkungsvorrichtung
des steer-by-wire-Typs gezeigt, auf die ein Lenkungs-Steuer-/Regelsystem einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung praktisch angewendet ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist der Lenkwinkelsensor 17, der zwischen der Torsionsstange 19 und
der Zahnstangengetriebeanordnung 3 angeordnet ist, so ausgeführt, dass
er auch als ein Drehmomentsensor dienen kann, der eine Torsionsbewegung
(nämlich
Drehmoment) der Torsionsstange 19 erfasst. Es ist zu erwähnen, dass
das Torsionsmoment (nämlich
Drehmoment), das auf die Torsionsstange 19 aufgebracht
wird, indirekt aus der Wirkungsweise der Zahnstangengetriebeanordnung 3 und
der Wirkungsweise des Elektromotors 13 abgeleitet werden
kann.
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Gemäß 7 ist eine Lenkungsvorrichtung des
steer-by-wire-Typs
dargestellt, auf die eine Lenkungs-Steuer-/Regeleinheit einer vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung praktisch angewendet ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist ein Drehwinkelsensor 26A, der einen Drehwinkel des
Elektromotors 26 erfasst, hinzugefügt. Durch Verarbeitung des Informationssignals
des Sensors 26A, kann der wirkliche Lenkwinkel indirekt
abgeleitet werden. Mit der Hinzufügung eines solchen Drehwinkelsensors 26A, wird
die Ermittlung des Geschwindigkeits-Verringerungs-Verhältnisses,
das durch die Planetengetriebeeinheit 14 erreicht wird,
viel sicherer erhalten. Weil die Betriebsbedingung des Elektromotors 26 direkt durch
den Drehwinkelsensor 26A erfasst wird, wird der Elektromotor 26 viel
genauer gesteuert/geregelt.
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Der
gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung 2003-200820, die am 24.
Juli 2003 angemeldet wurde, wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt
der vorliegenden Anmeldung gemacht.
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Obwohl
die Erfindung oben bereits mit Bezug auf die Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf
solche Ausführungsformen,
wie oben beschrieben, begrenzt. Verschiedene Modifikationen und
Variationen solcher Ausführungsformen
können
vom Durchschnittsfachmann im Lichte der obigen Beschreibung ausgeführt werden.