DE102015013241A1

DE102015013241A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern einer elektrischen servolenkung

Info

Publication number: DE102015013241A1
Application number: DE102015013241.5A
Authority: DE
Inventors: Seung Gyu Hong
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2016-04-14
Anticipated expiration: 2035-10-13
Also published as: CN105501289A; US9522696B2; KR20160043244A; US20160101809A1; DE102015013241B4; CN105501289B; KR101639479B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer elektrischen Servolenkung. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Servolenkungs-Steuerungsverfahren und eine Vorrichtung dafür, die eine Lenkhilfskraft durch die Verwendung eines Elektromotors in einer elektrischen Servolenkungs-Steuerungsvorrichtung kontinuierlich selbst in Fällen bereitstellen können, in denen ein Drehmomentsensor ausfällt. Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung ein Servolenkungs-Steuerungsverfahren, das die folgenden Schritte umfasst: einen Ausfallerkennungsschritt zum Erkennen, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist; einen Informationsempfangsschritt zum Empfangen von Lenkwinkelwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in dem Fall, in dem der Drehmomentsensor ausgefallen ist; einen Kompensationszielwert-Berechnungsschritt zum Berechnen eines Rückstellmoments sowie einer Dämpfungskraft, einer Trägheitskraft und einer Reibungskraft einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch die Verwendung von einer oder mehreren von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen; und einen Stromsteuerungsschritt zum Berechnen einer Lenkhilfskraft auf der Grundlage des Kompensationszielwerts und zum Steuern der Zufuhr eines Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht; und eine Vorrichtung dafür vor.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDE PATENTANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. §119(a) die Priorität und den Nutzen aus der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0137301 , die am 13. Oktober 2014 eingereicht wurde und die hiermit durch Bezugnahme darauf für alle Zwecke zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung wird, so als ob sie hier vollständig dargelegt wäre.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer elektrischen Servolenkung. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Servolenkungs-Steuerungsverfahren und auf eine Vorrichtung dafür, die selbst in Fällen, in denen ein Drehmomentsensor ausgefallen ist, kontinuierlich eine Lenkhilfskraft bereitstellen können, indem ein Elektromotor in einer Steuerungsvorrichtung einer elektrischen Servolenkung verwendet wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Steuerungsverfahren für eine elektrische Servolenkung bezieht sich auf ein Servolenkungs-Steuerungsverfahren, das einen Lenkhilfskraftgenerator (zum Beispiel einen Elektromotor) zum Unterstützen einer Lenkkraft eines Fahrers verwendet. Das Steuerungsverfahren für eine elektrische Servolenkung bezieht sich zum Beispiel auf ein System, das ein Lenkdrehmoment eines Fahrers misst, eine Lenkhilfskraft berechnet, die dem Lenkdrehmoment entspricht, und die Lenkhilfskraft unter Verwendung eines Elektromotors bereitstellt, wenn der Fahrer ein Lenkrad betätigt.
Ein solches Steuerungsverfahren für eine elektrische Servolenkung hilft dem Fahrer dabei, den Lenkvorgang mit wenig Kraft durchzuführen, und es stellt verschiedene Lenkhilfskräfte entsprechend Fahrzeuggeschwindigkeiten bereit, um einen Unfall zu verhindern, der durch ein abruptes Lenken verursacht werden könnte, während mit einer hohen Geschwindigkeit gefahren wird.
Dementsprechend ist es wichtig, ein Lenkdrehmoment eines Fahrers exakt zu messen, um die Servolenkung exakt steuern zu können.
Aber in Fällen, in denen die Zuverlässigkeit einer Drehmomentsignalausgabe von einem Drehmomentsensor, der ein Lenkdrehmoment eines Fahrers misst, aufgrund eines Ausfalls in dem Drehmomentsensor nicht gewährleistet ist, kann es sein, dass die Servolenkung falsch gesteuert wird, oder es kann sein, dass die Servolenkung selbst nicht durchgeführt wird, was zu einem schweren Verkehrsunfall führt.
Trotz dieser Probleme hört das Servolenkungs-Steuerungsverfahren in dem Stand der Technik abrupt auf, eine Lenkhilfskraft in der Situation zuzuführen, in der ein Drehmomentsensor ausgefallen ist, wodurch eine Empfindung der Verschiedenheit in der Servolenkung und ein Versagen bei der Bereitstellung einer ausreichenden Zeit für den Fahrer, damit dieser dem Ausfall entgegensteuern kann, verursacht wird. Des Weiteren hört das Servolenkungs-Steuerungsverfahren in dem Stand der Technik in dem Fall des Ausfalls des Drehmomentsensors nur damit auf, die Lenkhilfskraft zuzuführen, und es versäumt, ein Verfahren für das kontinuierliche Bereitstellen der Lenkhilfskraft vorzuschlagen.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung, die ersonnen worden ist, um solche Probleme auf dem Fachgebiet zu lösen, stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Servolenkung bereit, die kontinuierlich eine Lenkhilfskraft bereitstellen können, indem sie Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in einem Fall verwenden, in dem der Drehmomentsensor ausgefallen ist.
Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Berechnen eines Kompensationszielwerts bereit, der benötigt wird, um eine Lenkhilfskraft ohne Informationen von einem Drehmomentsensor bereitstellen zu können.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern einer Servolenkung Folgendes: einen Ausfallerkennungsschritt zum Erkennen, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist; einen Informationsempfangsschritt zum Empfangen von Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in dem Fall eines Ausfalls in dem Drehmomentsensor; einen Kompensationszielwert-Berechnungsschritt zum Berechnen eines Rückstellmoments sowie einer Dämpfungskraft, einer Trägheitskraft und einer Reibungskraft einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch die Verwendung von einer oder mehreren von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen; und einen Stromsteuerungsschritt zum Berechnen einer Lenkhilfskraft auf der Grundlage des Kompensationszielwerts und zum Steuern der Zufuhr eines Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zum Steuern einer Servolenkung Folgendes auf: eine Ausfallerkennungseinheit, die erkennt, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist; eine Informationsempfangseinheit, die Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in dem Fall eines Ausfalls in dem Drehmomentsensor empfängt; eine Kompensationszielwert-Berechnungseinheit, die ein Rückstellmoment sowie eine Dämpfungskraft, eine Trägheitskraft und eine Reibungskraft einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung unter Verwendung von einer oder mehreren von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet; und ein Stromsteuergerät (Strom-Controller), das eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage des Kompensationszielwerts berechnet und die Zufuhr eines Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht, steuert.
Wie oben beschrieben worden ist, stellt die vorliegende Erfindung das Verfahren und die Vorrichtung zum Steuern einer Servolenkung bereit, die in dem Fall eines Ausfalls in einem Drehmomentsensor eine Lenkhilfskraft kontinuierlich bereitstellen können, indem sie Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen verwenden.
Außerdem stellt die vorliegende Erfindung das Verfahren und die Vorrichtung bereit, die einen Kompensationszielwert berechnen können, der benötigt wird, um eine Lenkhilfskraft ohne Informationen von einem Drehmomentsensor bereitstellen zu können.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, offensichtlicher werden, wobei in den Zeichnungen:
1 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Servolenkungs-Steuerungsverfahren in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 eine Ansicht zum Erläutern eines Vorgangs des Erkennens eines Ausfalls in einem Drehmomentsensor der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine Ansicht zum Erläutern eines Vorgangs des Berechnens von Querbeschleunigungsinformationen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4A und 4B graphische Darstellungen zum Erläutern eines Vorgangs des Schätzens eines Rückstellmoments aus Querbeschleunigungsinformationen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
5 ein schematisches Blockdiagramm ist, das einen Vorgang des Berechnens eines Kompensationszielwerts in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
6 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Vorgang des Berechnens eines Rückstellmoments in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
7 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Vorgang des Berechnens einer Dämpfungskraft in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
8 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Vorgang des Berechnens einer Trägheitskraft in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
9 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Vorgang des Berechnens einer Reibungskraft in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
10 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Vorgang des Berechnens eines Elektromotor-Steuerstroms in einem Servolenkungs-Steuerungsverfahren in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
11 ein Blockdiagramm einer Servolenkungs-Steuerungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden ein Servolenkungs-Steuerungsverfahren und eine Servolenkungs-Steuerungsvorrichtung offenbart.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der Beschreibung der Elemente der vorliegenden Erfindung können Begriffe wie etwa ein „erster” ein „zweiter”, „A”, „B”, „(a)”, „(b)” und dergleichen verwendet werden. Diese Begriffe werden lediglich zur Unterscheidung eines strukturellen Elements von anderen strukturellen Elementen verwendet, und eine Eigenschaft, eine Ordnung, eine Reihenfolge und dergleichen eines entsprechenden strukturellen Elements sind durch diesen Begriff nicht eingeschränkt. Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn in der Patentspezifikation beschrieben wird, dass eine Komponente bzw. ein Bauteil mit einer anderen Komponente bzw. einem anderen Bauteil „verbunden”, „gekoppelt” oder „zusammengefügt” ist, eine dritte Komponente bzw. ein drittes Bauteil zwischen den ersten und zweiten Komponenten bzw. Bauteilen „angeschlossen” bzw. „verbunden”, „gekoppelt” und damit „zusammengefügt” sein kann, obwohl die erste Komponente bzw. das erste Bauteil direkt mit der zweiten Komponente bzw. dem zweiten Bauteil verbunden, gekoppelt oder zusammengefügt sein kann.
1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Servolenkungs-Steuerungsverfahren in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Das Servolenkungs-Steuerungsverfahren in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann folgende Schritte umfassen: einen Ausfallerkennungsschritt zum Erkennen, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist; einen Informationsempfangsschritt zum Empfangen von Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in dem Fall eines Drehmomentsensor-Ausfalls; einen Kompensationszielwert-Berechnungsschritt zum Berechnen eines Rückstellmoments sowie einer Dämpfungskraft, einer Trägheitskraft und einer Reibungskraft einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch die Verwendung von einer oder mehreren von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen; und einen Stromsteuerungsschritt zum Berechnen einer Lenkhilfskraft auf der Grundlage des Kompensationszielwerts und zum Steuern der Zufuhr eines Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht.
Unter Bezugnahme auf 1 kann das Servolenkungs-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung den Ausfallerkennungsschritt (S100) zum Erkennen, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist, umfassen. Der Drehmomentsensor erfasst ein Lenkdrehmoment, das auf ein Lenkrad einwirkt, und gibt ein Lenkdrehmomentsignal aus, das dem Lenkdrehmoment entspricht. Der Lenkdrehmomentsensor kann zum Beispiel ein Lenkdrehmomentsignal ausgeben, das dem Verdrehen eines Torsionsstabs entspricht, der durch eine Lenkradbetätigung eines Fahrers verdreht wird. Ein Steuerungssystem für eine elektrische Servolenkung, das eine Lenkhilfskraft unter Verwendung des Lenkdrehmoments entsprechend der Lenkradbetätigung des Fahrers bereitstellt, kann in Verbindung mit Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, etc. eine Steuerung dahingehend durchführen, dass es erlaubt wird, dass eine große Kraft angelegt werden kann, um das Lenkrad während des Fahrens bei einer hohen Geschwindigkeit zu betätigen, und dass es erlaubt wird, dass eine kleine Kraft angelegt werden kann, um das Lenkrad während eines Fahrens bei einer niedrigen Geschwindigkeit oder während eines Stopps zu betätigen. Auf diese Weise kann der Fahrer die Annehmlichkeit und die Sicherheit der Lenkradbetätigung gewährleisten.
Um das Steuerungssystem für eine elektrische Servolenkung zu verwenden, ist es wichtig, das Lenkdrehmoment des Fahrers zu messen, und der Drehmomentsensor kann das Lenkdrehmoment des Fahrers messen. Aber in dem Fall eines Ausfalls in dem Drehmomentsensor kann das Steuerungssystem für eine elektrische Servolenkung eine Lenkhilfskraft falsch bereitstellen, so dass der Fahrer keinen exakten Lenkvorgang durchführen kann. Dementsprechend kann in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung erkannt werden, ob der Drehmomentsensor ausgefallen ist, um eine exakte Lenkhilfskraft selbst in dem Fall eines Ausfalls in dem Drehmomentsensor bereitzustellen.
Die Feststellung dahingehend, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist, kann zum Beispiel durch eine vergleichende Analyse von Lenkdrehmomentsignalen von einem oder mehreren Drehmomentsensoren durchgeführt werden. Das heißt, in Fällen, in denen es zwei Drehmomentsensoren gibt, kann dann, wenn der Unterschied zwischen Lenkdrehmomentsignalen, die von den zwei Drehmomentsensoren empfangen werden, einen vorab festgelegten Schwellenwert überschreiten, festgestellt werden, dass wenigstens einer von den Drehmomentsensoren ausgefallen ist. Alternativ dazu kann in Fällen, in denen der Fahrer eine Abnormalität erkennt und ein Ausfallsignal durch eine Ausfalltaste oder Ausfallschaltfläche, etc., empfangen wird, festgestellt werden, dass ein Drehmomentsensor ausgefallen ist. In einem anderen Fall kann durch die Verwendung eines Ausfallsignals, das von einer Ausfallerkennungslogik davon erzeugt wird, wenn der Drehmomentsensor ausfällt, erkannt werden, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist. Außerdem kann durch verschiedene andere Verfahren erkannt werden, ob ein Drehmomentsensor normal arbeitet, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten exemplarischen Vorgänge beschränkt.
In der Zwischenzeit kann das Servolenkungs-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung den Informationsempfangsschritt (S102) zum Empfangen von Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in dem Fall, in dem der Drehmomentsensor ausgefallen ist, umfassen. In dem Informationsempfangsschritt können zum Beispiel dann, wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor ausgefallen ist, Lenkwinkelinformationen von einem Lenkwinkelsensor oder einen Elektromotor-Positionssensor bzw. -Stellungssensor empfangen werden und können Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor empfangen werden. Der Lenkwinkelsensor kann ein Lenkwinkelsignal erzeugen, das Informationen über einen Lenkwinkel des Lenkrads enthält, und der Elektromotor-Positionssensor kann die Lenkwinkelinformationen des Fahrers unter Verwendung von einer oder mehreren Informationen von einem absoluten Winkel und einem relativen Winkel des Lenkhilfemotors (Lenkhilfe-Elektromotors) berechnen und bereitstellen. Insbesondere kann eine Elektromotor-Antriebseinheit zum Beispiel zuerst die Winkelgeschwindigkeit eines Elektromotors unter Verwendung eines kreisförmigen Magneten, welcher gleichmäßig in „N-Pol – S-Pol – N-Pol – S-Pol” in einer seriellen Reihenfolge unterteilt ist und um eine Drehwelle des Elektromotors herum befestigt ist, und einer Hall-Erfassungseinheit, die 12 Hall-Sensoren hat, die darin in einem gleichen Abstand installiert sind, und die um den aufeinanderfolgenden „N-Pol – S-Pol” von dem „N-Pol – S-Pol – N-Pol – S-Pol” angeordnet ist, ermitteln. Beispielsweise erzeugen die 12 Hall-Sensoren 48 Impulse, während der Elektromotor eine einzige Umdrehung vollführt, und die Elektromotor-Antriebseinheit kann einen Lenkwinkel durch das Ermitteln der Rotationsposition des Elektromotors durch eine Kombination der 48 Impulse ermitteln. Des Weiteren kann eine Lenkwinkelgeschwindigkeit durch die Zeitableitung des Lenkwinkels erhalten werden. Jeder der Hallsensoren erzeugt ein Hochpegelsignal bzw. Großsignal oder ein Niedrigpegelsignal bzw. Kleinsignal, wenn sich ihnen ein N- oder S-Pol dicht nähert.
In der Zwischenzeit erfasst der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor die Fahrzeuggeschwindigkeit und gibt Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen aus, die der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor kann zum Beispiel Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen für eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit durch das periodische Zählen von Radimpulsen ausgeben, die entsprechend der Rotation eines Fahrzeugrades erzeugt werden.
Das Servolenkungs-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann den Kompensationszielwert-Berechnungsschritt (S104) zum Berechnen eines Rückstellmoments sowie einer Dämpfungskraft, einer Trägheitskraft und einer Reibungskraft der elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch die Verwendung von einer oder mehreren von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen umfassen. In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt können zum Beispiel das Rückstellmoment, die Dämpfungskraft, die Trägheitskraft und die Reibungskraft, die verwendet werden können, um eine Lenkhilfskraft zu berechnen, die benötigt wird, um die Lenkkraft des Fahrers zu unterstützen, durch das Verarbeiten der Lenkwinkelinformationen und der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet werden. Das Rückstellmoment, das auch als ein Rückstelldrehmoment bezeichnet wird, steht für eine Kraft, die in einer Richtung wirkt, die den Schräglaufwinkel um eine Kontaktmitte herum reduziert, weil der Aktionspunkt einer Seitenführungskraft nicht mit dem Kontaktmittelpunkt eines Reifens übereinstimmt, wenn der Reifen mit dem Schräglaufwinkel einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet. Das Rückstellmoment kann als eine externe Kraft wirken, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, um zu bewirken, dass das Fahrzeug gewendet wird bzw. eine Kurve fährt oder einschlägt. Dementsprechend ist es für das Kompensieren der Lenkkraft entsprechend der Lenkradbetätigung des Fahrers notwendig, das Rückstellmoment zu berechnen und eine Lenkhilfskraft bereitzustellen, die dem relevanten Drehmoment entspricht. Des Weiteren kann sich die Dämpfungskraft der elektrischen Servolenkungsvorrichtung auf eine Kraft beziehen, die die Vibration ausgleicht, die entsprechend der Rotation des Elektromotors auftreten kann, der in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung enthalten ist. Das heißt, ein Dämpfungsstrom wird für das Dämpfen des elektrischen Servolenkungssystems benötigt, und um das zu erreichen, kann ein Dämpfungsstrom unter Verwendung von Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen berechnet werden. Dementsprechend kann die Dämpfungskraft für die Berechnung des Dämpfungsstroms in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung berechnet werden. In der vorliegenden Spezifikation kann die Dämpfungskraft für die Berechnung des Dämpfungsstroms der elektrischen Servolenkungsvorrichtung oder des elektrischen Servolenkungssystems eine Vibrationskraft einschließen, und sie kann sich auch auf eine Kraft beziehen, die benötigt wird, um die Vibration zu reduzieren. Die Reibungskraft kann sich auf eine Reibungskraft beziehen, die auftritt, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt. Wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, kann ein vorbestimmter Betrag an Reibungskraft durch das Lenkrad in einem stationären Zustand in der entgegengesetzten Richtung zu der Betätigung durch den Fahrer erzeugt werden. In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt kann eine Reibungskraft dafür berechnet werden.
In der Zwischenzeit kann das Servolenkungs-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung des Weiteren den Stromsteuerungsschritt (S106) zum Berechnen einer Lenkhilfskraft auf der Grundlage des Kompensationszielwerts und zum Steuern der Zufuhr eines Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht, umfassen. In dem Stromsteuerungsschritt kann ein Elektromotor-Steuerstrom zum Antreiben des Elektromotors, der in dem elektrischen Servolenkungssystem enthalten ist, berechnet werden und dem Elektromotor zugeführt werden. Alternativ dazu kann in dem Stromsteuerungsschritt eine Steuerung durchgeführt werden, um entsprechend der Lenkradbetätigung des Fahrers einen Elektromotor-Steuerstrom zu berechnen und den entsprechenden Elektromotor-Steuerstrom zuzuführen.
Im Folgenden werden die jeweiligen Schritte des Servolenkungs-Steuerungsverfahrens der vorliegenden Erfindung, das oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben worden ist, spezifisch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
2 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Vorgangs des Erkennens eines Ausfalls in einem Drehmomentsensor der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 2 kann eine elektrische Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Lenkrad 210, eine Eingangswelle 212, ein Messzahnrad 214 zum Erfassen von Rotationsinformationen, einen Eingangsrotorwinkel 216, einen Torsionsstab 218, einen Ausgangsrotorwinkel 220, eine Ausgangswelle 222, einen Elektromotor 224, etc. aufweisen.
Des Weiteren kann die elektrische Servolenkungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen oder mehrere Drehmomentsensoren aufweisen, die ein Lenkdrehmoment eines Fahrers durch das Messen des Verdrehens des Torsionsstabs 218 messen. Das heißt, wenn der Fahrer das Lenkrad 210 betätigt, wird der Torsionsstab 218 verdreht, während sich die Eingangswelle, die physisch mit dem Lenkrad 210 verbunden ist, dreht, und die Drehmomentsensoren können das Lenkdrehmoment des Fahrers, das auf das Lenkrad 210 einwirkt, berechnen, indem sie den Grad des Verdrehens messen.
Dementsprechend kann in dem Ausfallerkennungsschritt in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Ausfall in den Drehmomentsensoren dadurch erkannt werden, dass überprüft wird, ob eine Abnormalität in den Lenkdrehmomentsignalen vorliegt, die von dem einen oder den mehreren Drehmomentsensoren empfangen werden. Eine Ausfallerkennungseinheit 200 kann zum Beispiel Signale von den Drehmomentsensoren empfangen, um zu erkennen, um die Drehmomentsensoren ausgefallen sind. Ob die Drehmomentsensoren ausgefallen sind, kann auch durch das Vergleichen der Signale, die von der Vielzahl von Drehmomentsensoren empfangen werden, oder durch das Empfangen von Ausfallsignalen entsprechend der Ausfallerkennungslogik der Drehmomentsensoren erkannt werden.
Wie oben beschrieben worden ist, können die Drehmomentsensoren als ein einziger Drehmomentwinkelsensor verkörpert sein, oder sie können als Drehmomentsensoren verkörpert sein, die nur die Funktionen davon durchführen.
3 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Vorgangs des Berechnens von Querbeschleunigungsinformationen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können ein Rückstellmoment sowie eine Dämpfungskraft, eine Trägheitskraft und eine Reibungskraft einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung unter Verwendung von einer oder mehreren von Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet werden. Die Lenkwinkelinformationen können von einem Lenkwinkelsensor oder einem Elektromotor-Positionssensor empfangen werden, und die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen können von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor empfangen werden.
In einem Lenkkraft-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, eine Kraft zu berechnen, die eine Auswirkung auf einen Lenkvorgang eines Fahrers hat, um einen Kompensationszielwert zu berechnen. Wenn der Fahrer einen Lenkvorgang durchführt, können zum Beispiel ein Rückstellmoment, das eine Kraft ist, durch die ein Reifen ausgerichtet wird, eine Dämpfungskraft eines Lenksystems, eine Trägheitskraft eines Lenkrads, eine Reibungskraft, die entsprechend einer Bewegung des Lenkrads erzeugt werden kann, den Lenkvorgang beeinflussen. Dementsprechend ist es in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung möglich, eine Lenkhilfskraft entsprechend einem Elektromotor-Steuerstrom durch das Berechnen eines Kompensationswerts durch die Berechnung der oben erwähnten Kraft, die den Lenkvorgang beeinflusst, zuzuführen, selbst wenn ein Drehmomentsensor ausgefallen ist. Auf diese Weise kann der Fahrer den Lenkvorgang mit der kontinuierlichen Hilfe des elektrischen Servolenkungssystems durchführen. Im Folgenden werden spezifische Vorgänge und Verfahren zum Berechnen der jeweiligen Kräfte sequentiell unter Bezugnahme auf die jeweiligen Zeichnungen beschrieben werden.
Unter Bezugnahme auf 3 kann in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt der vorliegenden Erfindung die Querbeschleunigung auf der Grundlage von Lenkwinkelinformationen, Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und vorab festgelegten Fahrzeugeigenschaftsinformationen berechnet werden, und ein Rückstellmoment kann auf der Grundlage der berechneten Querbeschleunigungsinformationen berechnet werden. Die Fahrzeugeigenschaftsinformationen können ein Wert sein, der im Voraus als eindeutige Informationen über das Fahrzeug festgelegt worden ist. Die Fahrzeugeigenschaftsinformationen können zum Beispiel eine oder mehrere von den Fahrzeug-Radstandsinformationen, den Eigenlenkgradienten-Konstanteninformationen, den Informationen über die Gravitätsbeschleunigung und den Informationen über ein Übersetzungsverhältnis zwischen einem Lenkrad und einem Reifen einschließen.
In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt wird das Rückstellmoment berechnet, um eine Lenkhilfskraft zu berechnen. Das Rückstellmoment ist zum Beispiel abhängig von einem Schräglaufwinkel des Fahrzeugs, und der Schräglaufwinkel ist abhängig von der Querbeschleunigung. Dementsprechend kann das Rückstellmoment durch das Berechnen der Querbeschleunigungsinformationen des Fahrzeugs berechnet werden. Deshalb ist es notwendig, die Querbeschleunigungsinformationen in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt zu berechnen. Die Querbeschleunigungsinformationen können durch die Lenkwinkelinformationen, die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und die Fahrzeugeigenschaftsinformationen berechnet werden.
Ein Prozess des Berechnens von Querbeschleunigungsinformationen wird unter Verwendung eines Fahrradmodells, das wie in 3 veranschaulicht vereinfacht dargestellt ist, beschrieben werden.
In dem vereinfachten Fahrradmodell, das allgemein verwendet wird, bezeichnet zum Beispiel δ_f einen Lenkwinkel (δ) oder einen Winkel, der dem Lenkwinkel (δ) entspricht (einen Winkel, der mit einem Einschlagwinkel bzw. Drehwinkel assoziiert ist), bezeichnet P_f die Mitte eines Vorderrads, bezeichnet P_r die Mitte eines Hinterrads, bezeichnet l den Abstand zwischen der Mitte (P_f) des Vorderrads und der Mitte (P_r) des Hinterrads und bezeichnet P einen spezifischen Punkt auf einer Linie, die P_f und P_r miteinander verbindet. Des Weiteren bezeichnet l_f die Abstandskomponente von der Mitte (P_f) des Vorderrads zu dem Punkt P und bezeichnet l_r die Abstandskomponente von der Mitte (P_r) des Hinterrads zu dem Punkt P.
Wenn die X-Achsen-Richtung (die Richtung der Linie, die P_f und P_r miteinander verbindet) die Frontseitenrichtung des Fahrzeugs ist und die Y-Achsen-Richtung (die rechtwinklige Richtung zu der Linie, die P_f und P_r verbindet) die laterale Richtung des Fahrzeugs ist, dann bezeichnet in 3 v_x die X-Achsen-Geschwindigkeitskomponente und bezeichnet v_y die Y-Achsen-Geschwindigkeitskomponente. Dementsprechend kann die Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs durch die Vektorsumme von v_x und v_y erhalten werden.
Des Weiteren ist die β-Komponente ein Winkel, der einem Einschlagwinkel in einem Übersteuerungszustand auf der Basis der X-Achse entspricht, und ist Ɣ ein Element, das einer Gierrate mit dem Punkt P als der zentralen Achse davon in dem Übersteuerungszustand des Fahrzeugs entspricht. 2F_yf bezeichnet eine Kraft, die auf das Vorderrad in der Y-Achsen-Richtung einwirkt, und 2F_yr bezeichnet eine Kraft, die auf das Hinterrad in der Y-Achsen-Richtung einwirkt.
Die Querbeschleunigung für eine Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Lenkeingabe können zum Beispiel durch die Gleichung 1 unten geschätzt werden. [Gleichung 1]

a_y:: Querbeschleunigung
δ:: Lenkwinkel
V:: Fahrzeuggeschwindigkeit
L:: Radstand
K:: Eigenlenkgradient (Konstante)
g:: Gravitätsbeschleunigung

Genauer gesagt kann die Querbeschleunigung (a_y) eines Fahrzeugs durch die Gleichung 1 auf der Grundlage der Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit (V), die von einem Geschwindigkeits-Messsensor oder einer Geschwindigkeits-Messeinrichtung des Fahrzeugs erhalten werden, und der Informationen über den Lenkwinkel (δ), die von einem Lenkwinkel-Messsensor oder einer Lenkwinkel-Messeinrichtung erhalten werden, berechnet werden, wohingegen Informationen über den Radstand (L), die Eigenlenkgradienten-Konstante (K) und die Gravitätsbeschleunigung (g), die Konstanten sind, bekannt sind.
Wie oben beschrieben worden ist, können in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt die Querbeschleunigungsinformationen des Fahrzeugs auf der Grundlage der Lenkwinkelinformationen, der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und der Fahrzeugeigenschaftsinformationen berechnet und geschätzt werden. In einem anderen Beispiel können die Querbeschleunigungsinformationen auch durch ein Querbeschleunigungssignal berechnet werden, das durch einen Querbeschleunigungssensor empfangen wird.
In der Zwischenzeit kann in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt ein Rückstellmoment unter Verwendung der Querbeschleunigungsinformationen berechnet werden. Das Rückstellmoment kann unter Verwendung einer Beziehung zwischen den Querbeschleunigungsinformationen und dem Schräglaufwinkel und einer Beziehung zwischen dem Schräglaufwinkel und dem Rückstellmoment berechnet werden, was unten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden wird.
4A und 4B sind graphische Darstellungen zum Erläutern eines Vorgangs des Schätzens eines Rückstellmoments aus Querbeschleunigungsinformationen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Schräglaufwinkelinformationen, die den Querbeschleunigungsinformationen entsprechen, identifiziert werden, und das Rückstellmoment, das den Schräglaufwinkelinformationen entspricht, kann berechnet werden.
Unter Bezugnahme auf 4A können Querbeschleunigungen eine Beziehung zu Schräglaufwinkeln haben, wie diese in der graphischen Darstellung von 4A dargestellt ist. Des Weiteren können Rückstellmomente eine Beziehung zu den Schräglaufwinkeln haben, wie diese in der graphischen Darstellung von 4B dargestellt ist. Die graphischen Darstellungen von 4A und 4B können aus Experimenten erhalten werden und können vorab gespeicherte Werte sein. Dementsprechend kann in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt der Schräglaufwinkel, der mit der entsprechenden Querbeschleunigung verknüpft ist, berechnet werden, wenn die oben genannte Querbeschleunigung geschätzt wird. In diesem Fall wird die Beziehung von 4A verwendet. Wenn der Schräglaufwinkel berechnet wird, kann das Rückstellmoment, das dem Schräglaufwinkel entspricht, in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt berechnet werden. In diesem Fall kann die Beziehung von 4B verwendet werden.
Aber da die jeweiligen Werte einander nicht linear entsprechen, wie dies in 4A und 4B dargestellt ist, kann ein Rückstellmoment in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt nur dann berechnet werden, wenn festgestellt wird, dass die Querbeschleunigungsinformationen innerhalb eines vorab festgelegten linearen Intervalls liegen. Das heißt, das Rückstellmoment kann nur dann berechnet werden, wenn die Querbeschleunigungsinformationen, die dem Intervall 400 entsprechen, berechnet werden.
In dem oben erwähnten Prozess des Berechnens eines Rückstellmoments kann zum Beispiel dann, wenn ein Querbeschleunigungswert, der auf der Grundlage von Lenkwinkelinformationen, Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und Fahrzeugeigenschaftsinformationen berechnet worden ist, A ist, ein Schräglaufwinkel B, der dem Wert A entspricht, berechnet werden. Des Weiteren kann ein Rückstellmoment C, das dem Schräglaufwinkel B entspricht, unter Verwendung der graphischen Darstellung von 4B berechnet werden. Dementsprechend kann in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt ein Rückstell-Steuerstromwert für das Kompensieren des Rückstellmoments nach dem Berechnen des Rückstellmoments C berechnet werden.
5 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Vorgang des Berechnens eines Kompensationszielwerts in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 5 werden in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt der vorliegenden Erfindung ein Rückstellmoment, eine Dämpfungskraft, eine Trägheitskraft und eine Reibungskraft durch die Verwendung von Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet. Des Weiteren kann in dem Stromsteuerungsschritt ein Elektromotor-Steuerstrom berechnet werden, um einen Elektromotor zu steuern, indem das Rückstellmoment, die Dämpfungskraft, die Trägheitskraft und die Reibungskraft, die berechnet werden, verwendet werden.
Genauer gesagt kann eine Querbeschleunigung unter Verwendung von Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen geschätzt werden. Die Querbeschleunigung kann unter Verwendung der oben genannten Gleichung 1 geschätzt werden. Nach dem Schätzen der Querbeschleunigungsinformationen wird ein Rückstellmoment durch das oben unter Bezugnahme auf 4A und 4B beschriebene Verfahren berechnet. Dementsprechend kann ein Rückstell-Steuerstromwert auf der Grundlage des Rückstellmoments berechnet werden.
In der Zwischenzeit können in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen unter Verwendung der Lenkwinkelinformationen berechnet werden. Die Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen können durch die Zeitableitung der Lenkwinkelinformationen erhalten werden. Die Dämpfungskraft wird in Abhängigkeit von der Lenkwinkelgeschwindigkeit geändert und kann durch das Multiplizieren der Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen mit einem vorab festgelegten Verstärkungsfaktor berechnet werden. Dementsprechend kann ein Dämpfungssteuerstrom entsprechend der Dämpfungskraft berechnet werden.
Des Weiteren können in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen durch die Verwendung der Lenkwinkelinformationen berechnet werden. Die Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen können durch die zweite Zeitableitung der Lenkwinkelinformationen erhalten werden. Eine Trägheitskraft wird in Abhängigkeit von der Lenkwinkelbeschleunigung geändert und kann durch das Multiplizieren der Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen mit einem vorab festgelegten Verstärkungsfaktor berechnet werden. Dementsprechend kann ein Trägheitssteuerstrom, der der Trägheitskraft entspricht, berechnet werden.
Die Reibungskraft kann in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet werden. Informationen über die Richtung, in der die Reibungskraft erzeugt wird, können durch die Verwendung der Lenkwinkelinformationen berechnet werden, und die Größe der Reibungskraft kann entsprechend den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet werden. Dementsprechend kann ein Reibungssteuerstrom, der der Reibungskraft entspricht, berechnet werden. Das heißt, in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt können der Rückstellsteuerstrom, der Dämpfungssteuerstrom, der Trägheitssteuerstrom und der Reibungssteuerstrom auf der Grundlage der jeweiligen Kompensationszielwerte berechnet werden, und in dem Stromsteuerungsschritt kann die Lenkhilfskraft durch die Verwendung des Rückstellsteuerstroms, des Dämpfungssteuerstroms, des Trägheitssteuerstroms und des Reibungssteuerstroms, die berechnet werden, berechnet werden. Alternativ dazu kann in dem Stromsteuerungsschritt ein Elektromotor-Steuerstrom durch die Verwendung der Summe aus dem Rückstellsteuerstrom, dem Dämpfungssteuerstrom, dem Trägheitssteuerstrom und dem Reibungssteuerstrom berechnet werden. In einem anderen Beispiel kann ein Elektromotor-Steuerstrom in dem Stromsteuerungsschritt auch durch das Berechnen des Rückstellsteuerstroms, des Dämpfungssteuerstroms, des Trägheitssteuerstroms und des Reibungssteuerstroms berechnet werden.
In dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren kann der Elektromotor-Steuerstrom für das Bereitstellen einer Lenkhilfskraft schließlich berechnet werden, um den Elektromotor zu steuern, indem der Rückstellsteuerstrom, der Dämpfungssteuerstrom, der Trägheitssteuerstrom und der Reibungssteuerstrom verwendet werden, die oben beschrieben sind. Der Elektromotor wird in Abhängigkeit von einer Änderung des Elektromotor-Steuerstromwerts gesteuert und stellt eine Lenkhilfskraft entsprechend einem Lenkvorgang eines Fahrers bereit.
Der Elektromotor der vorliegenden Erfindung führt eine Funktion des Bereitstellens der Lenkhilfskraft durch. Obwohl der Elektromotor für ein leichteres Verständnis veranschaulicht ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Position und den Typ des Elektromotors beschränkt. Außerdem sollte klar sein, dass verschiedene Konstitutionen bzw. Strukturen, die in der Lage sind, eine Lenkhilfskraft bereitzustellen, zusätzlich zu dem Elektromotor eingeschlossen sind.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang des Berechnens eines Rückstellmoments in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Der Vorgang des Berechnens eines Rückstellmoments in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben werden. Zum Beispiel kann in einem Servolenkungs-Steuerungsverfahren in einem Ausfallerkennungsschritt (S600) festgestellt werden, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist. In Fällen, in denen der Drehmomentsensor ausgefallen ist, werden in einem Informationsempfangsschritt (S605) Lenkwinkelinformationen von einem Lenkwinkelsensor oder einem Elektromotor-Positionssensor empfangen und werden Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor empfangen. Wie oben beschrieben worden ist, können in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt Querbeschleunigungsinformationen auf der Grundlage der Lenkwinkelinformationen, der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und von vorab gespeicherten Fahrzeugeigenschaftsinformationen geschätzt und berechnet werden (S610). In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt können dann, wenn die Querbeschleunigungsinformationen berechnet werden, entsprechende Schräglaufwinkelinformationen geschätzt werden, und kann ein Rückstellmoment, das den geschätzten Schräglaufwinkelinformationen entspricht, berechnet werden (S615).
Wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor normal arbeitet, kann eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage eines Drehmomentsignals des Drehmomentsensors berechnet werden, um einen Elektromotor-Steuerstrom zuzuführen.
In einem anderen Beispiel können in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt die Querbeschleunigungsinformationen, die im Schritt S610 berechnet werden, mit einem erfassten Wert verglichen werden, der von einem Querbeschleunigungssensor erfasst wird, und ein Rückstellmoment kann entsprechend dem Vergleichsergebnis berechnet werden. In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt können zum Beispiel in Fällen, in denen die berechneten Querbeschleunigungsinformationen innerhalb eines vorab festgelegten Fehlerbereichs auf der Grundlage des erfassten Werts liegen, Schräglaufwinkelinformationen durch die Verwendung der Querbeschleunigungsinformationen geschätzt werden, um ein Rückstellmoment zu berechnen. In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt kann in Fällen, in denen die berechneten Querbeschleunigungsinformationen außerhalb des Fehlerbereichs des erfassten Werts liegen, eine Fehlerverarbeitung durchgeführt werden, weil die Querbeschleunigungsinformationen nicht zuverlässig sind. Alternativ dazu kann in Fällen, in denen die berechneten Querbeschleunigungsinformationen außerhalb des Fehlerbereichs des erfassten Werts liegen, Schräglaufwinkelinformationen durch die Verwendung des erfassten Werts geschätzt werden, um ein Rückstellmoment zu berechnen. Auf diese Weise ist es möglich, ein Problem, dass Querbeschleunigungsinformationen entsprechend Fahrbahnzuständen unterschiedlich berechnet werden, anzugehen. Das heißt, ein Einstellwert für das Berechnen eines Rückstellmoments ist auf der Grundlage einer vorab festgelegten Straße, wie etwa einer Asphaltstraße, festgelegt, und in Fällen, in denen der Einstellwertwert aufgrund einer Änderung der Fahrbahnumgebung nicht angewendet werden kann, kann durch einen Vergleich mit dem erfassten Wert eines Querbeschleunigungssensors festgestellt werden, ob die berechneten Querbeschleunigungsinformationen zur Verfügung stehen. Deshalb ist es möglich, die Zuverlässigkeit in Fällen zu verbessern, in denen die vorliegende Erfindung angewendet wird.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang des Berechnens einer Dämpfungskraft in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen durch die Verwendung von Lenkwinkelinformationen berechnet werden und kann eine Dämpfungskraft, die den Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen entspricht, berechnet werden.
Unter Bezugnahme auf 7 kann in einem Servolenkungs-Steuerungsverfahren in einem Ausfallerkennungsschritt (S700) festgestellt werden, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist. In Fällen, in denen der Drehmomentsensor ausgefallen ist, werden Lenkwinkelinformationen von einem Lenkwinkelsensor oder einem Elektromotor-Positionssensor in einem Informationsempfangsschritt (S705) empfangen. In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt werden Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen durch die Zeitableitung der empfangenen Lenkwinkelinformationen berechnet (S710). Eine Dämpfungskraft eines elektrischen Servolenkungssystems entspricht der Lenkwinkelgeschwindigkeitskomponente und kann durch die Verwendung der Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen und eines vorab festgelegten Verstärkungsfaktors in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt berechnet werden. Die Dämpfungskraft kann zum Beispiel durch das Multiplizieren der Lenkwinkelgeschwindigkeit mit dem Verstärkungsfaktor berechnet werden.
Wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor normal arbeitet, kann eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage eines Drehmomentsignals des Drehmomentsensors berechnet werden, um einen Elektromotor-Steuerstrom zuzuführen.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang des Berechnens einer Trägheitskraft in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen unter Verwendung von Lenkwinkelinformationen berechnet werden und kann eine Trägheitskraft, die den Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen entspricht, berechnet werden.
Unter Bezugnahme auf 8 kann in einem Servolenkungs-Steuerungsverfahren in einem Ausfallerkennungsschritt (S800) festgestellt werden, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist. In Fällen, in denen der Drehmomentsensor ausgefallen ist, werden Lenkwinkelinformationen von einem Lenkwinkelsensor oder einem Elektromotor-Positionssensor in einem Informationsempfangsschritt (S805) empfangen. In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt werden die Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen durch die Verwendung der empfangenen Lenkwinkelinformationen berechnet (S810). Die Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen können durch die Zeitableitung der Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen erhalten werden, die durch die Zeitableitung der Lenkwinkelinformationen berechnet werden. In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt kann dann, wenn die Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen berechnet werden, eine Trägheitskraft, die den Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen entspricht, berechnet werden (S815). Die Trägheitskraft ist abhängig von der Lenkwinkelbeschleunigung und kann durch die Verwendung eines vorab festgelegten Verstärkungsfaktors und der Lenkwinkelbeschleunigung berechnet werden. Die Trägheitskraft kann zum Beispiel durch das Multiplizieren der Lenkwinkelbeschleunigung mit dem Verstärkungsfaktor berechnet werden.
Wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor normal arbeitet, kann die Lenkhilfskraft auf der Grundlage eines Drehmomentsignals des Drehmomentsensors berechnet werden, um einen Elektromotor-Steuerstrom zuzuführen.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang des Berechnens einer Reibungskraft in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Richtung der Reibungskraft auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen, die unter Verwendung der Lenkwinkelinformationen berechnet werden, erhalten werden und kann eine Reibungskraft, die den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen entspricht, berechnet werden.
Unter Bezugnahme auf 9 kann in einem Servolenkungs-Steuerungsverfahren in einem Ausfallerkennungsschritt (S900) festgestellt werden, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist. In Fällen, in denen der Drehmomentsensor ausgefallen ist, werden in einem Informationsempfangsschritt (S905) Lenkwinkelinformationen von einem Lenkwinkelsensor oder einem Elektromotor-Positionssensor empfangen und werden Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor empfangen. In dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt können Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen aus den Lenkwinkelinformationen berechnet werden, und da eine Reibungskraft in einer entgegengesetzten Richtung zu der Lenkwinkelgeschwindigkeit erzeugt wird, kann die Richtung der Reibungskraft erhalten werden (S910). Des Weiteren kann in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt die Reibungskraft, die in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen erzeugt wird, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet werden (S915). Da die Reibungskraft in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen erzeugt wird, kann die Reibungskraft durch das Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen mit einem vorab festgelegten Verstärkungsfaktor erhalten werden. Des Weiteren können, da die Reibungskraft in der entgegengesetzten Richtung zu der Lenkwinkelgeschwindigkeit erzeugt wird, wie dies oben beschrieben worden ist, alle von der Richtung und den Kraftkomponenten der Reibungskraft berechnet werden.
Wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor normal arbeitet, kann eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage eines Drehmomentsignals des Drehmomentsensors berechnet werden, um einen Elektromotor-Steuerstrom zuzuführen.
Wie oben beschrieben worden ist, können in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren das Rückstellmoment, die Dämpfungskraft, die Trägheitskraft und die Reibungskraft, welche Kraftkomponenten sind, die berechnet werden müssen, um eine Lenkhilfskraft bereitstellen zu können, aus den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet werden, selbst wenn der Drehmomentsensor ausgefallen ist, was es ermöglicht, kontinuierlich die Lenkhilfskraft bereitzustellen. Der oben beschriebene Prozess des Berechnens des Elektromotor-Steuerstroms für das Steuern des Elektromotors aus dem Rückstellmoment, der Dämpfungskraft, der Trägheitskraft und der Reibungskraft kann in dem Stromsteuerungsschritt durchgeführt werden. Alternativ dazu können die jeweiligen Steuerströme aus dem Rückstellmoment, der Dämpfungskraft, der Trägheitskraft und der Reibungskraft in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt erhalten werden, und ein Elektromotor-Steuerstrom kann durch das Addieren der Steuerströme in dem Stromsteuerungsschritt berechnet werden. Ein Fall, in dem ein Steuerstrom für jede Komponente in einem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt berechnet wird, wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben werden.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang des Berechnens eines Elektromotor-Steuerstroms in einem Servolenkungs-Steuerungsverfahren in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Das Servolenkungs-Steuerungsverfahren in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen Stromsteuerungsschritt zum Berechnen der Lenkhilfskraft auf der Grundlage eines Kompensationszielwerts und zum Steuern der Zufuhr des Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht, umfassen. Des Weiteren kann der Elektromotor-Steuerstrom der vorliegenden Erfindung durch das Addieren eines Rückstellsteuerstroms für ein Rückstellmoment, eines Dämpfungssteuerstroms für eine Dämpfungskraft, eines Trägheitssteuerstroms für eine Trägheitskraft und eines Reibungssteuerstroms für eine Reibungskraft berechnet werden. Wie oben beschrieben worden ist, können der Rückstellsteuerstrom, der Dämpfungssteuerstrom, der Trägheitssteuerstrom und der Reibungssteuerstrom in dem Kompensationszielwert-Berechnungsschritt berechnet werden oder sie können in dem Stromsteuerungsschritt berechnet werden.
Unter Bezugnahme auf 10 kann in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren in einem Ausfallerkennungsschritt (S1000) festgestellt werden, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist. In Fällen, in denen der Drehmomentsensor ausgefallen ist, werden in einem Informationsempfangsschritt (S1005) Lenkwinkelinformationen von einem Lenkwinkelsensor oder einem Elektromotor-Positionssensor empfangen und werden Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor empfangen.
In dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann ein Kompensationszielwert wie oben unter Bezugnahme auf 6 bis 9 beschrieben berechnet werden. In dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren kann zum Beispiel ein Rückstellmoment durch die Verwendung der Lenkwinkelinformationen, der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und der Fahrzeugeigenschaftsinformationen berechnet werden (S1010). Des Weiteren kann in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren ein Rückstellsteuerstrom, der dem Rückstellmoment entspricht, auf der Grundlage des Rückstellmoments berechnet werden (S1015). Der Rückstellsteuerstrom, der ein Stromwert ist, der dem Rückstellmoment entspricht, kann durch eine vorab festgelegte Tabelle, etc. berechnet werden.
Des Weiteren kann in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren eine Dämpfungskraft durch das Berechnen von Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen unter Verwendung der Lenkwinkelinformationen berechnet werden (S1020). In dem Servolenkungsverfahren wird dann, wenn die Dämpfungskraft berechnet ist, ein Dämpfungssteuerstrom, der der relevanten Dämpfungskraft entspricht, berechnet (S1025). Der Dämpfungssteuerstrom bezieht sich auf einen Stromwert, der im Voraus festgelegt wird, um die Dämpfungskraft zu kompensieren. Der Dämpfungssteuerstrom, der ein Stromwert ist, der der Dämpfungskraft entspricht, kann durch eine vorab festgelegte Tabelle, etc. berechnet werden.
Des Weiteren können in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen unter Verwendung der Lenkwinkelinformationen berechnet werden und kann eine Trägheitskraft auf der Grundlage der Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen berechnet werden (S1030). In dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren wird ein Trägheitssteuerstrom für das Kompensieren der Trägheitskraft auf der Grundlage der berechneten Trägheitskraft berechnet (S1035). Der Trägheitssteuerstrom, der ein Stromwert ist, der der Trägheitskraft entspricht, kann durch eine vorab festgelegte Tabelle, etc. berechnet werden.
Des Weiteren kann in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren eine Reibungskraft durch die Verwendung der Lenkwinkelinformationen und der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet werden (S1040). Das heißt, die Richtung der Reibungskraft kann unter Verwendung der Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen, die durch die Verwendung der Lenkwinkelinformationen berechnet werden, berechnet werden, und die Größe der Reibungskraft kann durch die Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet werden. In dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren wird ein Reibungssteuerstrom zum Kompensieren der Reibungskraft auf der Grundlage der berechneten Reibungskraft berechnet (S1045). Der Reibungssteuerstrom, der ein Stromwert ist, der der Reibungskraft entspricht, kann durch eine vorab festgelegte Tabelle, etc. berechnet werden.
In dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren kann ein Elektromotor unter Verwendung eines Elektromotor-Steuerstroms gesteuert werden. Der Elektromotor-Steuerstrom kann durch die Verwendung des Rückstellsteuerstroms, des Dämpfungssteuerstroms, des Trägheitssteuerstroms und des Reibungssteuerstroms, die oben beschrieben worden sind, berechnet werden (S1050). Der Elektromotor-Steuerstrom kann zum Beispiel berechnet werden, indem der Rückstellsteuerstrom, der Dämpfungssteuerstrom, der Trägheitssteuerstrom und der Reibungssteuerstrom, die oben beschrieben sind, addiert werden. In einem anderen Beispiel kann der Elektromotor-Steuerstrom auch durch die Summe von Werten berechnet werden, die durch das Zuordnen von identischen oder unterschiedlichen Gewichtungswerten zu jeweils dem Rückstellsteuerstrom, dem Dämpfungssteuerstrom, dem Trägheitssteuerstrom und dem Reibungssteuerstrom erhalten werden. In noch einem anderen Beispiel kann der Elektromotor-Steuerstrom auch durch die Verwendung der Summe aus dem Rückstellmoment, der Dämpfungskraft, der Trägheitskraft und der Reibungskraft, die oben beschrieben sind, und einer Tabelle, die der berechneten Summe entspricht, berechnet werden.
Die Tabellen für das Berechnen der jeweiligen Steuerströme, die oben beschrieben sind, können Werte beinhalten, die im Voraus so gespeichert werden, dass sie durch Experimente, etc. jeder Fahrzeugeigenschaft entsprechen.
In der Zwischenzeit kann in dem Stromsteuerungsschritt der vorliegenden Erfindung eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage eines Kompensationszielwerts berechnet werden, und die Zufuhr des Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht, kann gesteuert werden. Des Weiteren kann in dem Stromsteuerungsschritt der vorliegenden Erfindung eine Feststellung dahingehend getroffen werden, ob ein Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet, und die Zufuhr des Elektromotor-Steuerstroms kann nur gesteuert werden, während das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet. In dem Stromsteuerungsschritt kann zum Beispiel festgestellt werden, ob das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet. Wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet, kann ein Elektromotor gesteuert werden, indem der Elektromotor-Steuerstrom verwendet wird, der durch das Durchführen der oben beschriebenen Vorgänge der vorliegenden Erfindung berechnet worden ist, und wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug nicht einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet, dann braucht die Lenkhilfskraft nicht bereitgestellt zu werden. Das heißt, in Fällen, in denen eine Abnormalität in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung vorliegt, während das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet, kann es sein, dass plötzlich eine Kraft an einen Lenkvorgang eines Fahrers angelegt wird, und wenn der Fahrer mit der Situation nicht richtig fertig wird, kann sich das Fahrzeug nach vorne bewegen, um dadurch einen Unfall zu verursachen. Aber selbst wenn die Lenkhilfskraft verloren geht, während sich das Fahrzeug gerade nach vorne bewegt, wird keine große Rückstellkraft an den Fahrer angelegt, um das Risiko eines Unfalls zu reduzieren. Deshalb kann die vorliegende Erfindung nur in einem Fall angewendet werden, in dem das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet. Durch die Verwendung der Querbeschleunigungsinformationen des Fahrzeugs kann festgestellt werden, ob das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet. Die Querbeschleunigungsinformationen können wie oben beschrieben geschätzt werden, oder sie können durch die Verwendung eines Querbeschleunigungssensors erhalten werden. Alternativ dazu kann durch die Verwendung von Reifenausrichtungsinformationen des Fahrzeugs, des Winkels des Lenkrads oder dergleichen festgestellt werden, ob das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet. Die Feststellung, ob das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet, ist nicht darauf beschränkt, und dies kann durch verschiedene andere Methoden und Verfahren erkannt werden.
Wenn der Drehmomentsensor ausfällt, kann ein Alarmsignal zum Informieren des Fahrers über den Ausfall in dem Drehmomentsensor in dem Servolenkungs-Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung erzeugt werden. Der Fahrer kann das entsprechende Alarmsignal erkennen und kann die Situation erkennen, in der eine Lenkhilfskraft durch das oben erwähnte Servolenkungs-Steuerungsverfahren angelegt wird. Deshalb kann der Fahrer noch vorsichtiger einen Lenkvorgang durchführen, während er sich des Ausfalls bewusst ist, wodurch das Risiko eines Unfalls reduziert wird.
Wie oben beschrieben worden ist, sieht die vorliegende Erfindung das Verfahren und die Vorrichtung zum Steuern einer Servolenkung vor, die durch die Verwendung von Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in dem Fall eines Ausfalls eines Drehmomentsensors kontinuierlich eine Lenkhilfskraft bereitstellen können.
Außerdem sieht die vorliegende Erfindung das Verfahren und die Vorrichtung vor, die einen Kompensationszielwert berechnen können, der benötigt wird, um eine Lenkhilfskraft ohne Informationen von einem Drehmomentsensor bereitstellen zu können.
Im Folgenden wird die Servolenkungs-Steuerungseinrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschrieben worden ist, noch einmal kurz beschrieben werden.
11 ist ein Blockdiagramm einer Servolenkungs-Steuerungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Servolenkungs-Steuerungsvorrichtung 1100 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Ausfallerkennungseinheit 1110, die erkennt, ob ein Drehmomentsensor 1101 ausgefallen ist; eine Informationsempfangseinheit 1120, die Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in dem Fall empfängt, in dem der Drehmomentsensor 1101 ausgefallen ist; eine Kompensationszielwert-Berechnungseinheit 1130, die ein Rückstellmoment sowie eine Dämpfungskraft, eine Trägheitskraft und eine Reibungskraft der elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch die Verwendung von einer oder mehreren von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet; und ein Stromsteuergerät (Strom-Controller) 1140 aufweisen, das eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage eines Kompensationszielwerts berechnet und die Zufuhr eines Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht, steuert.
Unter Bezugnahme auf 11 bezieht sich der Drehmomentsensor 1101 auf einen Sensor, der das Lenkdrehmoment misst, das entsprechend einer Lenkradbetätigung eines Fahrers erzeugt wird, und ein Lenkdrehmomentsignal erzeugt. Die Ausfallerkennungseinheit 1110 stellt fest, ob der Drehmomentsensor 1101 ausgefallen ist. Durch eine vergleichende Analyse von einem oder mehreren Drehmomentsensorsignalen kann festgestellt werden, ob der Drehmomentsensor 1101 ausgefallen ist, oder dies kann durch eine Ausfallidentifikationslogik ermittelt werden. Alternativ dazu kann die Ausfallerkennungseinheit 1110 ein Ausfallsignal empfangen, um festzustellen, ob der Drehmomentsensor 1101 ausgefallen ist.
Die Informationsempfangseinheit 1120 kann Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen empfangen, wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor 1101 ausgefallen ist. Wenn zum Beispiel festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor 1101 ausgefallen ist, kann die Informationsempfangseinheit 1120 Lenkwinkelinformationen von einem Lenkwinkelsensor oder einem Elektromotor-Positionssensor 1105 empfangen und kann sie Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1109 empfangen. Der Lenkwinkelsensor kann ein Lenkwinkelsignal erzeugen, das Informationen über den Lenkwinkel eines Lenkrads enthält, und der Elektromotor-Positionssensor 1105 kann die Lenkwinkelinformationen des Fahrers durch die Verwendung von einem oder mehreren von einem absoluten Winkel und einem relativen Winkel eines Lenkhilfemotors berechnen und bereitstellen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1109 kann die Geschwindigkeitsinformationen eines Fahrzeugs berechnen und bereitstellen.
Die Kompensationszielwert-Berechnungseinheit 1130 kann ein Rückstellmoment sowie eine Dämpfungskraft, eine Trägheitskraft und eine Reibungskraft der elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch die Verwendung von einer oder mehreren von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnen. Die Kompensationszielwert-Berechnungseinheit 1130 kann zum Beispiel die Lenkwinkelinformationen und die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen verarbeiten, um das Rückstellmoment, die Dämpfungskraft, die Trägheitskraft und die Reibungskraft zu berechnen, die verwendet werden können, um die Lenkhilfskraft zu berechnen, die benötigt wird, um die Lenkkraft des Fahrers zu unterstützen. Spezifische Vorgänge, in denen die Kompensationszielwert-Berechnungseinheit 1130 jeden Kompensationszielwert berechnet, sind die gleichen wie diejenigen, die oben unter Bezugnahme auf 6 bis 10 beschrieben worden sind.
Des Weiteren kann die Kompensationszielwert-Berechnungseinheit 1130 einen Rückstellsteuerstrom, der dem berechneten Rückstellmoment entspricht, und einen Dämpfungssteuerstrom berechnen, der der Dämpfungskraft entspricht. Auf die gleiche Weise kann die Kompensationszielwert-Berechnungseinheit 1130 einen Trägheitssteuerstrom, der der Trägheitskraft entspricht, und einen Reibungssteuerstrom, der der Reibungskraft entspricht, berechnen.
Das Stromsteuergerät 1140 kann eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage eines Kompensationszielwerts berechnen und kann die Zufuhr eines Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht, steuern. Die Stromsteuerungseinheit 1140 kann einen Elektromotor-Steuerstrom zum Antreiben eines Elektromotors berechnen, der in einem elektrischen Servolenkungssystem enthalten ist, und sie kann den Elektromotor-Steuerstrom zu dem Elektromotor zuführen. Alternativ dazu kann die Stromsteuerungseinheit 1140 auch die Berechnung eines Elektromotor-Steuerstroms und die Zufuhr des entsprechenden Elektromotor-Steuerstroms entsprechend der Lenkradbetätigung des Fahrers steuern. Das Stromsteuergerät 1140 kann entsprechend dem oben erwähnten Servolenkungs-Steuerungsverfahren feststellen, ob das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet, und kann die Zufuhr der Lenkhilfskraft nur dann steuern, wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet.
Außerdem kann die Servolenkungs-Steuerungsvorrichtung 1100 der vorliegenden Erfindung alle Servolenkungs-Steuerungsverfahren durchführen, die oben unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschrieben worden sind.
Auch wenn oben beschrieben worden ist, dass alle Komponenten bzw. Bauteile einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine einzige Einheit gekoppelt oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzige Einheit operativ betrieben werden können, ist die vorliegende Erfindung nicht zwangsläufig auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Das heißt, wenigstens zwei Elemente von allen strukturellen Elementen können selektiv zusammengefügt und betrieben werden, ohne dass von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben worden ist, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne dass von dem Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abgewichen wird. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll auf der Basis der beigefügten Ansprüche interpretiert werden, und er soll so interpretiert werden, dass alle die technischen Ideen, die in dem Schutzumfang enthalten sind und äquivalent zu den Ansprüchen sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2014-0137301 [0001]

Claims

Verfahren zum Steuern einer Servolenkung, das die folgenden Schritte umfasst: einen Ausfallerkennungsschritt zum Erkennen, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist; einen Informationsempfangsschritt zum Empfangen von Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in dem Fall, in dem der Drehmomentsensor ausgefallen ist; einen Kompensationszielwert-Berechnungsschritt zum Berechnen eines Rückstellmoments sowie einer Dämpfungskraft, einer Trägheitskraft und einer Reibungskraft einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch Verwendung von einer oder mehreren von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen; und einen Stromsteuerungsschritt zum Berechnen einer Lenkhilfskraft auf der Grundlage des Kompensationszielwerts und zum Steuern der Zufuhr eines Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lenkwinkelinformationen von einem Lenkwinkelsensor oder einem Elektromotor-Positionssensor empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kompensationszielwert-Berechnungsschritt Folgendes umfasst: Berechnen einer Querbeschleunigung auf der Grundlage der Lenkwinkelinformationen, der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und von vorab festgelegten Fahrzeugeigenschaftsinformationen; und Berechnen des Rückstellmoments auf der Grundlage der berechneten Querbeschleunigungsinformationen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Fahrzeugeigenschaftsinformationen eine oder mehrere von Fahrzeug-Radstandsinformationen, Eigenlenkgradienten-Konstanteninformationen, Informationen über die Gravitätsbeschleunigung und Informationen über das Übersetzungsverhältnis zwischen einem Lenkrad und einem Reifen einschließen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Kompensationszielwert-Berechnungsschritt des Weiteren Folgendes umfasst: Identifizieren von Schräglaufwinkelinformationen, die den Querbeschleunigungsinformationen entsprechen; und Berechnen des Rückstellmoments, das den Schräglaufwinkelinformationen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Kompensationszielwert-Berechnungsschritt des Weiteren Folgendes umfasst: Berechnen des Rückstellmoments nur dann, wenn festgestellt wird, dass die Querbeschleunigungsinformationen innerhalb eines vorab festgelegten linearen Intervalls liegen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Kompensationszielwert-Berechnungsschritt des Weiteren Folgendes umfasst: Vergleichen der berechneten Querbeschleunigungsinformationen mit einem erfassten Wert, der von einem Querbeschleunigungssensor erfasst worden ist; und Berechnen des Rückstellmoments auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Kompensationszielwert-Berechnungsschritt des Weiteren Folgendes umfasst: Berechnen des Rückstellmoments auf der Grundlage der Querbeschleunigungsinformationen, wenn die berechneten Querbeschleunigungsinformationen innerhalb eines vorab festgelegten Bereichs auf der Grundlage des erfassten Werts liegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kompensationszielwert-Berechnungsschritt Folgendes umfasst: Berechnen von Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen durch Verwendung der Lenkwinkelinformationen; und Berechnen der Dämpfungskraft, die den Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kompensationszielwert-Berechnungsschritt Folgendes umfasst: Berechnen von Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen durch Verwendung der Lenkwinkelinformationen; und Berechnen der Trägheitskraft, die den Lenkwinkelbeschleunigungsinformationen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kompensationszielwert-Berechnungsschritt Folgendes umfasst: Erhalten der Richtung der Reibungskraft auf der Grundlage von Lenkwinkelgeschwindigkeitsinformationen, die durch Verwendung der Lenkwinkelinformationen berechnet worden sind; und Berechnen der Reibungskraft, die den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor-Steuerstrom durch das Addieren eines Rückstellsteuerstroms für das Rückstellmoment, eines Dämpfungssteuerstroms für die Dämpfungskraft, eines Trägheitssteuerstroms für die Trägheitskraft und eines Reibungssteuerstroms für die Reibungskraft berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Stromsteuerungsschritt Folgendes umfasst: Feststellen, ob ein Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet; und Steuern der Zufuhr des Elektromotor-Steuerstroms nur dann, wenn das Fahrzeug einschlägt bzw. eine Kurve fährt oder wendet.
Vorrichtung zum Steuern einer Servolenkung, die Folgendes aufweist: eine Ausfallerkennungseinheit, die erkennt, ob ein Drehmomentsensor ausgefallen ist; eine Informationsempfangseinheit, die Lenkwinkelinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen in dem Fall empfängt, in dem der Drehmomentsensor ausgefallen ist; eine Kompensationszielwert-Berechnungseinheit, die ein Rückstellmoment sowie eine Dämpfungskraft, eine Trägheitskraft und eine Reibungskraft einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch die Verwendung von einer oder mehreren von den Lenkwinkelinformationen und den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet; und ein Stromsteuergerät, das eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage des Kompensationszielwerts berechnet und die Zufuhr eines Elektromotor-Steuerstroms, der der Lenkhilfskraft entspricht, steuert.