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QUERVERWEIS ZU BEZOGENER ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0099923 , eingereicht am 10. September 2012, deren gesamter Inhalt via Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein hybrides Lenksystem und ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln (kurz: Steuern) desselben, bei welchem eine motorbetriebene Servolenkung (MDPS, abgeleitet vom entsprechenden englischen Begriff „motor driven power steering”) bzw. motorbetriebene Lenkhilfe (kurz: Servolenkung) und eine elektrohydraulische Servolenkung (EHPS, abgeleitet vom entsprechenden englischen Begriff „electro-hydraulic power steering”) kombiniert sind.
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Beschreibung bezogener Technik
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Im Allgemeinen benötigt ein Lenksystem eine Hydraulikpumpe, da es Hydraulikdruck als eine zusätzliche Lenkkraft bzw. zum Aufbringen einer zusätzlichen Lenkkraft verwendet. Da jedoch die Hydraulikpumpe von dem Motor bzw. dem Verbrennungsmotor (kurz: Verbrennungsmotor) angetrieben wird, ist die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors zwangsläufig vermindert.
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Ein solcher Verlust in der Antriebsleistung des Verbrennungsmotors führt zu einem Verlust bei der Kraftstoffeffizienz.
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Darum ist es möglich, die Kraftstoffeffizienz in einem Maß zu verbessern, das dem Betrag der Abnahme der Antriebsleistung des Verbrennungsmotors, der andernfalls durch das Lenksystem verloren würde, entspricht.
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Als ein Beispiel zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz ist ein hydraulisches Lenksystem mit einer durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe bereitgestellt. Dieses hydraulische Lenksystem kann einen Verlust bei der Antriebsleistung des Verbrennungsmotors verringern, indem der Strömungswiderstand eines Schlauchs gesenkt wird oder die Förderrate der Pumpe im Leerlauf gesenkt wird.
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Ein solches Beispiel zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz unter Verwendung des hydraulischen Lenksystems ist jedoch nicht effektiv, da die Hydraulikpumpe von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird.
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Darum ist es vorzuziehen, dass die Hydraulikpumpe, welche von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, weggelassen wird, so dass das Lenksystem beim Verbessern der Kraftstoffeffizienz eine hohe Wirkung erzielen kann. Beispiele für ein solches Lenksystem können eine motorbetriebene Servolenkung (MDPS) aufweisen, bei welcher ein Elektromotor, der keinen Hydraulikdruck benötigt, genutzt wird, oder eine elektro-hydraulische Servolenkung (EHPS), bei welcher eine Elektropumpe genutzt wird, welche durch einen Motor bzw. Elektromotor (kurz: Elektromotor) anstelle der Antriebskraft des Verbrennungsmotors angetrieben wird.
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Darum können die MDPS oder die EHPS als ein Lenksystem eines Hybridfahrzeugs genutzt werden, bei welchem eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz tatsächlich benötigt wird.
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Die verbesserte Kraftstoffeffizienz ist ein Aspekt, welcher nicht nur bei Motorfahrzeugen zum Fahren, sondern auch bei Nutzfahrzeugen verfolgt werden muss. Unter diesen Umständen kann die Fähigkeit von Nutzfahrzeugen, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, stark erhöht werden, wenn die Hydraulikpumpe, welche die Antriebskraft des Verbrennungsmotors nutzt, weggelassen werden kann und die MDPS oder die EHPS als das Lenksystem genutzt werden können.
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Das MDPS-System und das EHPS-System sind jedoch für das Lenksystem von Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise einen Lastwagen oder einen Bus, ungeeignet, da die Systeme so ausgelegt sind, dass sie für Motorfahrzeuge zum Fahren geeignet sind.
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Der Hauptgrund dafür, dass das Lenksystem von Nutzfahrzeugen nicht durch das MDPS-System oder das EHPS-System ersetzt wird, kann der Lenkleistung bzw. der Lenkkraft (kurz: Lenkkraft) des Lenksystems zugeordnet werden. Beispielsweise ist eine Lenkkraft von ungefähr 13 kN ausreichend für Motorfahrzeuge zum Fahren, wohingegen Nutzfahrzeuge eine Lenkkraft in einem Bereich von ungefähr 50 kN bis 190 kN benötigen.
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Dies macht es folglich schwer, das MDPS-System oder das EHPS-System, welche zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz hocheffektiv sind, bei Nutzfahrzeugen zu verwenden.
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Darum wird ein neues Konzept eines Lenksystems benötigt, welches die Kraftstoffeffizienz verbessern kann, während es der bei Nutzfahrzeugen benötigten Lenkkraft gerecht wird, und eine Steuerlogik, welche eine Lenkstabilität für ein solches System garantiert, wird auch benötigt.
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Als eine bezogene Technik, bei welcher sowohl die MDPS als auch die EHPS verwendet werden, kann auf das
koreanische Patent Nr. 1071563 mit dem Titel ”Lenksystem für ein Fahrzeug, welches MDPS und EHPS kombiniert” verwiesen werden. Dieses Patent betrifft das Lenk System, bei welchem die MDPS und die EHPS kombiniert sind. Insbesondere betrifft dieses Patent das Lenk System, bei welchem ein lenken ausgeführt wird, indem die MDPS und die EHPS kombiniert werden, so dass die MDPS und die EHPS komplementäre Funktionen ausführen können, und zusätzliche Lenkkraft kann bei einem notfallmäßigen Versagen der Lenkung bereitgestellt werden, um Stabilität zu garantieren. Zu diesem Zweck weist das Lenksystem eine MDPS auf, welche eine Lenkkraft unter Verwendung des Drehmoments eines Hauptmotors unterstützt, und eine EHPS, welche die Lenkkraft unter Verwendung hydraulischen Drucks, der durch den Betrieb einer Hydraulikpumpe erzeugt wird, unterstützt. Die MDPS wird als eine Hauptlenkvorrichtung verwendet, und die EHPS wird als eine zusätzliche Lenkvorrichtung verwendet, um ungenügende Lenkkraft während einer notfallmäßigen Fehlfunktion des Elektromotors oder bei Hochlastfahrzeugen zu unterstützen.
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Diese Struktur betrifft jedoch ein Patent, welches ein System aufweist, das eine Zahnstangen-Ausgestaltung hat, in der Praxis jedoch bei Hochlast-Nutzfahrzeugen wegen unzureichenden Leistungsvermögens nicht angewendet werden kann. Darüber hinaus betrifft diese Struktur lediglich ein Konzept, die MDPS als die Hauptlenkvorrichtung zu nutzen, und die EHPS als die zusätzliche Lenkvorrichtung zu nutzen, welcher handelt, wenn die Hauptlenkvorrichtung versagt, oder einen ungenügenden Lenkkraftbetrag ausgleicht, doch es gibt kein Konzept bezüglich der Steuerlogik. Folglich wird eine zusätzliche Ausgestaltung wie beispielsweise die Steuerlogik immer noch benötigt, um sowohl die MDPS als auch die EHPS als Hauptlenkvorrichtungen anzuwenden und zu diesem Zweck die Leistung zu verbessern.
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Die Information, die in diesem Hintergrundabschnitt bereitgestellt wird, dient nur dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds dieser Erfindung und sollte nicht so interpretiert werden, als würde hiermit anerkannt oder vorgeschlagen, dass diese Information den dem Fachmann bekannten Stand der Technik darstellt.
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KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung unter Beachtung der obigen beim Stand der Technik auftretenden Probleme gemacht. Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein hybrides Lenksystem und ein Verfahren zum Steuern desselben bereit, bei welchem sowohl eine motorbetriebene Servolenkung (MDPS), als auch eine elektrohydraulische Servolenkung (EHPS) gleichzeitig als die Hauptlenkvorrichtung genutzt werden können.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein hybrides Lenksystem bereit, welches aufweisen kann: ein MDPS-Modul, welches an einem rückwärtigen Ende eines Lenkrads angeordnet ist, ein EHPS-Modul, welches an einem rückwärtigen Ende des MDPS-Moduls angeordnet ist, und eine Steuerungseinheit bzw. Regelungseinheit (kurz: Steuerungseinheit). Das MDPS-Modul weist einen ersten Torsionsstab auf, der mit einem Lenkradschaft verbunden ist, sowie einen ersten Drehmomentsensor, welcher das Drehmoment des ersten Torsionsstab misst, und einen MDPS-Motor, welcher das Drehmoment auf den Lenkradschaft aufbringt. Das EHPS-Modul weist einen zweiten Torsionsstab auf, welcher mit dem Lenkradschaft verbunden ist, sowie einen Hydraulikmechanismus, welcher Lenkkraft unter Verwendung hydraulischen Drucks in Abhängigkeit von der Torsion des zweiten Torsionsstabs aufbringt. Die Steuerungseinheit steuert sowohl das Drehmoment des MDPS-Motors, als auch die Lenkkraft des Hydraulikmechanismus in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder/und dem Einschlagwinkel bzw. Lenkradeinschlag (kurz: Einschlagwinkel) eines Fahrzeugs, so dass beide Kräfte sowohl von dem MDPS-Motor, als auch von dem Hydraulikmechanismus, an dem Lenkradschaft aufgebracht werden können.
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Die Steuerungseinheit kann eine Lenkfähigkeit verbessern, indem die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, wenn das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, erhöht wird, und eine Stabilität steigern, indem die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, verringert wird.
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Wenn der erste Torsionsstab eine größere Steifigkeit aufweist als der zweite Torsionsstab, kann die Steuerungseinheit die Lenkkraft des Hydraulikmechanismus maximieren, wenn das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, und sie kann sowohl die Kraft von dem MDPS-Motor, als auch von dem Hydraulikmechanismus steuern, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt.
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Wenn der erste Torsionsstab eine geringere Steifigkeit aufweist als der zweite Torsionsstab, kann die Steuerungseinheit die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus erzeugt wird, erhöhen, während sie das Drehmoment durch den MDPS-Motor verringert, wenn das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, und sie kann die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus erzeugt wird, verringern, während sie das Drehmoment durch den MDPS-Motor erhöht, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum Steuern eines hybriden Lenksystems bereit, welches aufweisen kann: einen Geschwindigkeit-Messschritt eines Messens einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs; einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Bestimmungsschritt eines Bestimmens, ob das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder einer hohen Geschwindigkeit fährt, durch ein Vergleichen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einer Referenzgeschwindigkeit; einen Niedrige-Geschwindigkeit-Steuerungs- bzw. Regelungsschritt (kurz: -Steuerungsschritt) eines Verbesserns der Lenkfähigkeit durch Erhöhen einer Lenkkraft von dem Hydraulikmechanismus, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt; und einen Hohe-Geschwindigkeit-Steuerungs- bzw. Regelungsschritt (kurz: -Steuerungsschritt) eines Verbesserns einer Fahrstabilität durch Verringern der Lenkkraft, die erzeugt wird.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum Steuern eines hybriden Lenksystems bereit, welches aufweisen kann: einen Geschwindigkeit-Messschritt eines Messens einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs; einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Bestimmungsschritt eines Bestimmens, ob das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder einer hohen Geschwindigkeit fährt, durch ein Vergleichen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einer Referenzgeschwindigkeit; einen Niedrige-Geschwindigkeit-Steuerungsschritt eines Erhöhens einer Lenkkraft, die durch einen Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, auf ein Maximum und eines Steuerns des Drehmoments eines MDPS-Motors in Abhängigkeit von einem Drehmoment, welches durch einen ersten Drehmomentsensor gemessen wird, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt; einen ersten Hohe-Geschwindigkeit-Steuerungsschritt eines Verringerns des Drehmoments, welches durch den MDPS-Motor aufgebracht wird, und eines Steuerns der Lenkkraft des Hydraulikmechanismus in Abhängigkeit von einem Drehmoment, welches durch einen zweiten Drehmomentsensor gemessen wird, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt und das Lenkrad in Geradeausstellung ist bzw. geradeaus gelenkt wird (kurz: geradeaus gelenkt wird); und einen zweiten Hohe-Geschwindigkeit-Steuerungsschritt eines Verringerns der Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, und eines Steuerns des Drehmoments des MDPS-Motors in Abhängigkeit von dem Drehmoment, welches durch den ersten Drehmomentsensor gemessen wird, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt und nicht geradeaus gelenkt wird.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum Steuern eines hybriden Lenksystems bereit, welches aufweisen kann: einen Geschwindigkeit-Messschritt eines Messens einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs; einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Bestimmungsschritt eines Bestimmens, ob das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder einer hohen Geschwindigkeit fährt, durch ein Vergleichen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einer Referenzgeschwindigkeit; einen Niedrige-Geschwindigkeit-Steuerungsschritt eines Erhöhens einer Lenkkraft, die durch einen Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, und eines Verringerns eines Drehmoments, welches durch den MDPS-Motor aufgebracht wird, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt; und einen Hohe-Geschwindigkeit-Steuerungsschritt eines Verringerns der Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, und eines Erhöhens des Drehmoments, welches von dem MDPS-Motor angebracht wird, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt.
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Gemäß dem hybriden Lenksystem und dem Verfahren zum Steuern desselben, welche wie oben beschrieben ausgestaltet sind, ist es möglich, eine Kraftstoffeffizienz um 3–4% zu verbessern, indem ein Fahrzeug mit einem neuen hybriden Lenksystem bereitgestellt wird. Da eine Mehrzahl von Torsionsstäben angewendet wird, wird eine Rückfederungskraft von der Straße genau erfasst, und folglich ist die Lenkfähigkeit verbessert.
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Ferner ist es leicht, ein Geradeausfahrgefühl genau zu steuern, den Eindruck eines Unterschieds beim Lenken zu vermeiden und das System in Abhängigkeit von den jeweiligen Geschwindigkeiten eines Fahrzeugs zu steuern. Es ist auch möglich, die EHPS so festzulegen, dass sie den Hauptanteil der Lenkung des Fahrzeugs übernimmt, oder die MDPS und die EHPS so festzulegen, dass sie sich die Lenkung des Fahrzeugs je mach Anforderung aufteilen, wodurch die Lebensdauer der Komponenten verbessert wird.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorzüge, welche anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich sind, bzw. genauer erläutert werden. Zusammen mit der detaillierten Beschreibung dienen sie der Erläuterung bestimmter Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Konfigurationsansicht eines beispielhaften hybriden Lenksystems gemäß der Erfindung.
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2 ist ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern des in 1 dargestellten hybriden Lenksystems veranschaulicht.
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3 ist ein Flussdiagramm, welches ein weiteres beispielhaftes Verfahren. zum Steuern des in 1 dargestellten hybriden Lenksystems veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun detailliert Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Beispiele werden durch die beigefügten Zeichnungen und den Text unten erläutert. Auch wenn die Erfindung im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungen erläutert wird, wird damit in keiner Weise die Erfindung auf die Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Sondern die Erfindung soll abgesehen von den als Beispiel angeführten Ausführungsformen auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen abdecken, insofern innerhalb des von den Ansprüchen definierten Schutzumfangs liegend.
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1 ist eine Konfigurationsansicht des hybriden Lenksystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Das hybride Lenksystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist ein motorbetriebenes Servolenkungsmodul (MDPS-Modul) 300 auf, welches an dem rückwärtigen Ende eines Lenkrads 10 angeordnet ist, sowie ein elektro-hydraulisches Servolenkungsmodul (EHPS-Modul) 500, welches an einem rückwärtigen Ende des MDPS-Moduls 300 angeordnet ist, und eine Steuerungseinheit 700. Das MDPS-Modul 300 weist einen ersten Torsionsstab 320 auf, der mit einem Lenkradschaft 100 verbunden ist, sowie einen ersten Drehmomentsensor 340, welcher das Drehmoment des ersten Torsionsstabs 320 misst, und einen MDPS-Motor 360, welcher das Drehmoment auf den Lenkradschaft 100 aufbringt. Das EHPS-Modul 500 weist einen zweiten Torsionsstab 520 auf, welcher mit dem Lenkradschaft 100 verbunden ist, sowie einen Hydraulikmechanismus 560, welcher Lenkkraft unter Verwendung hydraulischen Drucks in Abhängigkeit von der Torsion des zweiten Torsionsstabs 520 aufbringt. Die Steuerungseinheit 700 steuert sowohl das Drehmoment des MDPS-Motors 360, als auch die Lenkkraft des Hydraulikmechanismus 560 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder/und dem Einschlagwinkel eines Fahrzeugs, so dass sowohl Kräfte von dem MDPS-Motor, als auch von Hydraulikmechanismus an dem Lenkradschaft 100 aufgebracht werden können.
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Das hybride Lenksystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist dadurch charakterisiert, dass es ein angemessenes Gefühl des Steuern in Abhängigkeit von verschiedenen Situationen bereitstellt, indem es die MDPS und die EHPS gleichzeitig nutzt und die MDPS und die EHPS gemeinschaftlich steuert. Dafür sind die MDPS und die EHPS so ausgestaltet, dass sie mit dem Lenkradschaft 100 in Reihe verbunden sind.
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Zuerst ist das MDPS-Modul 300, welches den mit dem Lenkradschaft 100 verbundenen ersten Torsionsstab 320, den ersten Drehmomentsensor 340 zum Messen des Drehmoments des ersten Torsionsstabs 320 und den MDPS-Motor 360 zum Aufbringen des Drehmoments auf den Lenkradschaft 100 aufweist, am rückwärtigen Ende des Lenkrads 10 angeordnet.
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Ein Lenkdrehmoment, welches ein Fahrer unter Verwendung des Lenkrads 10 aufbringt, wird als Td bezeichnet. Das Drehmoment Td durch den Fahrer wird an dem ersten Torsionsstab 320 des MDPS-Moduls 300 aufgebracht. Der erste Drehmomentsensor 340 misst dann das Drehmoment Td. Außerdem wird ein Drehmoment, welches durch den MDPS-Motor 360 erzeugt wird, dem Lenkradschaft 100 hinzugefügt, so dass das Drehmoment, welches sich daraus ergebend aufgebracht wird, Td + Tm ist, wobei Td das Drehmoment durch den Fahrer und Tm das Drehmoment des Elektromotors ist.
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Das Drehmoment Td + Tm wird dann an dem zweiten Torsionsstab 520 des EHPS-Moduls 500 aufgebracht, und ein Ventil wird beim Verdrehen des zweiten Torsionsstabs 520 geöffnet. Somit wird ein Hydraulikdruck durch eine Motorpumpe bereitgestellt, und eine Zahnstangenkraft bzw. Antriebskraft für eine Zahnstange wird durch eine Zylindervorrichtung 540 bereitgestellt. Die Lenkkraft, welche der Hydraulikmechanismus 560, d. h. die Motorpumpe, anwendet, bezieht sich auf die Kraft des Elektromotors, welcher die Zahnstangenkraft erzeugen soll.
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Außerdem kann ein zweiter Drehmomentsensor, z. B. auf der Seite des Ventils, angeordnet sein, um einen Drallwinkel bzw. Steigungswinkel bzw. Schrägungswinkel zu messen, welcher für eine präzise Steuerung der MDPS oder der EHPS verwendet werden kann. Insbesondere weist diese Ausgestaltung im Fall des MDPS-Motors auch eine MDPS-Motor-Elektronik-Steuerungseinheit (ECU, abgeleitet vom entsprechenden englischen Begriff „electronic control unit”) und einen Verzögerer 364 auf. Im Fall des Hydraulikmechanismus sind ein Behälter 562, eine Zylindervorrichtung 540 und eine Kugelmutter 620 bereitgestellt. Die Lenkkraft, welche durch die Kombination von der MDPS und der EHPS erzeugt wird, wird an die einzelnen Räder W mittels eines Lenkstockhebels 640, einer Lenkschubstange 660, eines Radlenkhebels bzw. Umlenkhebels bzw. Spurstangenhebels 680 und einer Spurstange 690 übertragen.
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Die Steuerungseinheit 700 steuert sowohl das Drehmoment des MDPS-Motors 360, als auch die Lenkkraft des Hydraulikmechanismus 560, so dass die beiden Kräfte von dem MDPS-Motor und dem Hydraulikmechanismus an dem Lenkradschaft 100 aufgebracht werden können.
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Insbesondere verbessert die Steuerungseinheit 700 die Lenkfähigkeit, indem sie die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus 560 aufgebracht wird, erhöht, wenn ein Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, und sie verbessert die Fahrstabilität, indem sie die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus 560 aufgebracht wird, verringert, wenn ein Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt. Wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt, ist also der Einfluss durch den Hydraulikmechanismus 560 verringert, indem die Lenkkraft des Hydraulikmechanismus 560 erhöht wird, so dass die Steuerung durch den MDPS-Motor 360 vorrangig sein kann. Dementsprechend kann der Fahrer ein gleichmäßiges und genaues Lenkgefühl bei verringertem Kraftaufwand erzielen.
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Zusätzlich steuert die Steuerungseinheit 700 das Lenkgefühl, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt, derart, dass es allgemein schwer bzw. schwergängig (kurz: schwergängig) ist, indem sie die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus 560 aufgebracht wird, absenkt, so dass die Steuerung durch den Hydraulikmechanismus 560 bei einem Verhältnis, welches dem des MDPS-Motors 360 entspricht, vorrangig ist, bzw. anders ausgedrückt der Anteil des Hydraulikmechanismus 560 an der Steuerung dem des MDPS-Motors 360 entspricht, wodurch sie ein gleichmäßiges Lenkgefühl bereitstellt.
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Wenn die Steifigkeit des ersten Torsionsstabs 320 höher ist als die Steifigkeit des zweiten Torsionsstabs 520, maximiert die Steuerungseinheit 700 die Lenkkraft des Hydraulikmechanismus 560, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt, steuert jedoch die beiden Kräfte von dem MDPS-Motor 360 und dem Hydraulikmechanismus 560, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt. Wenn die Steifigkeit des ersten Torsionsstabs 320 so ausgelegt ist, dass sie höher ist als die Steifigkeit des zweiten Torsionsstabs 520, erhöht die Steuerungseinheit 700 die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus 560 erzeugt wird, auf das Maximum, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt, um den Einfluss des Hydraulikdrucks aufzuheben, steuert jedoch die beiden Kräfte von dem MDPS-Motor 360 und dem Hydraulikmechanismus 560, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt.
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Wenn im Gegensatz dazu die Steifigkeit des ersten Torsionsstabs 320 kleiner ist als die Steifigkeit des zweiten Torsionsstabs 520, erhöht die Steuerungseinheit 700 die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus 560 erzeugt wird, während sie das Drehmoment durch den MDPS-Motor 360 verringert, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt, sie verringert jedoch die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus erzeugt wird, während sie das Drehmoment durch den MDPS-Motor 360 erhöht, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt. Dementsprechend ist es möglich, sowohl den Hydraulikdruck, als auch den MDPS-Motor gleichzeitig zu steuern.
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2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern des in 1 dargestellten hybriden Lenksystems veranschaulicht. Das Verfahren zum Steuern des hybriden Lenksystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist einen Geschwindigkeit-Messschritt eines Messens einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs auf, sowie einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Bestimmungsschritt S200 eines Bestimmens, ob das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder einer hohen Geschwindigkeit fährt, mittels eines Vergleichens der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einer Referenzgeschwindigkeit, einen Niedrige-Geschwindigkeit-Steuerungsschritt eines Verbesserns der Lenkfähigkeit durch Erhöhen einer Lenkkraft von dem Hydraulikmechanismus, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt, und einen Hohe-Geschwindigkeit-Steuerungsschritt eines Verbesserns einer Fahrstabilität durch Verringern der Lenkkraft, die durch den Hydraulikmechanismus erzeugt wird, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt.
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Insbesondere zeigt 2 den Fall, bei welchem die Steifigkeit des ersten Torsionsstabs 320 höher ist als die Steifigkeit des zweiten Torsionsstabs 520. In diesem Fall führt das Verfahren zum Steuern des hybriden Lenksystems zuerst eine simultane Steuerung unter Verwendung der MDPS und der EHPS in Schritt S100 durch. Das Verfahren weist auch den Geschwindigkeit-Messschritt des Messens der Geschwindigkeit der Fahrzeugs auf, sowie den Fahrzeuggeschwindigkeit-Bestimmungsschritt S200 des Bestimmens, ob das Fahrzeug mit der niedrigen oder der hohen Geschwindigkeit fährt, mittels eines Vergleichens der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit der Referenzgeschwindigkeit, die Niedrige-Geschwindigkeit-Steuerungsschritte S320 und S340 des Erhöhens der Lenkkraft, die durch einen Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, auf ein Maximum und des Steuerns des Drehmoments des MDPS-Motors in Abhängigkeit von einem Drehmoment, das von dem ersten Drehmomentsensor gemessen wird, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt, einen Geradeaus-Bestimmungsschritt S400 eines Bestimmens, ob geradeaus gelenkt wird, erste Hohe-Geschwindigkeit-Steuerungsschritte S420 und S440 des Absenkens des Drehmoments, welches durch den MDPS-Motor aufgebracht wird und des Steuerns der Lenkkraft des Hydraulikmechanismus in Abhängigkeit von dem Drehmoment, welches durch den zweiten Drehmomentsensor gemessen wird, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt und geradeaus gelenkt wird, und zweite Hohe-Geschwindigkeit-Steuerungsschritte S430 und S450 des Absenkens der Lenkkraft, welche durch den Hydraulik-Mechanismus aufgebracht wird und des Steuerns des Drehmoments des MDPS-Motors in Abhängigkeit von dem Drehmoment, welches durch den ersten Drehmomentsensor gemessen wird, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt und nicht geradeaus gelenkt wird.
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Wenn die Steifigkeit des ersten Torsionsstabs noch größer ist, wird der Einfluss des Hydraulikmechanismus vermindert durch ein Erhöhen der Lenkkraft des Hydraulikmechanismus auf das Maximum bei der niedrigen Geschwindigkeit. Dementsprechend ist die Steuerung durch den MDPS-Motor vorherrschend, so dass die Steuerung durch die MDPS vorrangig wird. Wenn bei der hohen Geschwindigkeit geradeaus gelenkt wird, ist es notwendig, eine geradlinige bzw. geradeaus-Stabilität genau beizubehalten. Der Einfluss des MDPS wird verringert, in dem das Drehmoment, welches durch den MDPS-Motor aufgebracht wird, abgesenkt wird, und die Lenkkraft des Hydraulikmechanismus wird in Abhängigkeit von einem Drehmoment, das durch den zweiten Drehmomentsensor gemessen wird, gesteuert. Außerdem wird in dem Fall eines Dezentriertseins bzw. einer Lenkbewegung aus der Geradeausrichtung heraus der Einfluss durch die EHPS reduziert, indem die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, vermindert wird, und das Drehmoment des MDPS-Motors wird in Abhängigkeit von dem Drehmoment, welches durch den ersten Drehmomentsensor gemessen wird, gesteuert, um die Genauigkeit und den Komfort beim Lenken zu erhöhen, mit dem Ziel, die Kurvenstabilität zu verbessern.
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3 ist ein Flussdiagramm, welches ein weiteres in 2 dargestelltes Verfahren zum Steuern des hybriden Lenksystems veranschaulicht. Dies ist der Fall, bei welchem die Steifigkeit des ersten Torsionsstabs 320 kleiner ist als die Steifigkeit des zweiten Torsionsstabs 520. In diesem Fall weist das Verfahren zum Steuern des hybriden Lenksystems einen Geschwindigkeit-Messschritt eines Messens der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs auf, sowie einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Bestimmungsschritt S200 eines Bestimmens, ob das Fahrzeug mit einer niedrigen oder einer hohen Geschwindigkeit fährt, mittels eines Vergleichens der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einer Referenzgeschwindigkeit, Niedrige-Geschwindigkeit-Steuerungsschritte S360 und S380 eines Erhöhens der Lenkkraft, die durch einen Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, und eines Verringerns des Drehmoments, welches durch den MDPS-Motor aufgebracht wird, wenn das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit fährt, und Hohe-Geschwindigkeit-Steuerungsschritte S460 und S480 eines Absenkens der Lenkkraft, die durch den Hydraulikmechanismus aufgebracht wird und eines Erhöhens des Drehmoments, das durch den MDPS-Motor aufgebracht wird, wenn das Fahrzeug mit der hohen Geschwindigkeit fährt.
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In diesem Fall wird bei der niedrigen Geschwindigkeit die EHPS, welche schwergängig ist, so abgeglichen, dass sie leichter gängig ist, indem die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, erhöht wird, die MDPS hingegen, welche leicht bzw. leichtgängig (kurz: leichtgängig) ist, wird so abgeglichen, dass sie schwergängiger ist, indem das Drehmoment, welches durch den MDPS-Motor aufgebracht wird, verringert wird, so dass ein geeignetes Lenkgefühl erzeugt werden kann.
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Im Gegensatz dazu wird bei der hohen Geschwindigkeit die Schwergängigkeit der EHPS bis zu einem gewissen Grad beibehalten, indem die Lenkkraft, welche durch den Hydraulikmechanismus aufgebracht wird, gesenkt wird, und die MDPS wird so eingestellt, dass sie für die EHPS, welche schwergängiger gemacht wird, indem das Drehmoment, das durch den MDPS-Motor aufgebracht wird, erhöht wird, schwergängiger ist, so dass so dass kein übermäßiger Lenkkraftbetrag an der Lenkung aufgebracht wird.
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Gemäß den oben beschriebenen Steuerungsverfahren, welche getrennt voneinander sind, kann der Fahrer, je nach Gelegenheit, genau den Komfort und die Stabilität beim Lenken fühlen.
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Um die Erklärung zu vereinfachen und eine genaue Definition in den beigefügten Ansprüchen zu ermöglichen, werden die Begriffe „rückwärtig” etc. verwendet, um Elemente der beispielhaften Ausführung zu bezeichnen mit Bezug auf die Positionierung dieser Elemente wie in den Zeichnungen dargestellt.
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Die vorangehenden Beschreibungen bestimmter beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen wurden zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung aufgezeigt. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie vollständig sein sollen, oder die Erfindung auf die genau offenbarten Formen beschränken sollen, und offenbar sind viele Änderungen und Variationen im Licht der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu beschreiben, so dass Fachmänner in die Lage versetzt werden, sowohl verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, als auch verschiedenen Alternativen und Abwandlungen davon herzustellen und zu verwenden. Es ist vorgesehen, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angehängten Ansprüche und ihre Entsprechungen definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2012-0099923 [0001]
- KR 1071563 [0015]
