DE102015223687A1

DE102015223687A1 - Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102015223687A1
Application number: DE102015223687.0A
Authority: DE
Inventors: Shuji Kuramitsu
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2016-06-09
Also published as: CN105667584A; JP6222063B2; US9540035B2; JP2016107711A; US20160159389A1; CN105667584B

Abstract

Eine Steuervorrichtung steuert einen Motor (15) eines elektrischen Servolenkungssystems (1), das beinhaltet: eine Eingangswelle (11), die mit einem Lenkelement (10) verbunden ist; eine Säulenwelle (12), die mit der Eingangswelle verbunden ist; eine Dreheinrichtung (17), die einen Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus beinhaltet und ein Rad (20) dreht; und den Motor (15). Die Steuervorrichtung beinhaltet einen Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt (53, 63, 73), der eine Zuverlässigkeit in Übereinstimmung mit einem Abnormalitätserfassungszustand bezüglich zumindest einem eines Stromsensors (31), eines Drehmomentsensors (32) oder eines Drehwinkelsensors (33) berechnet; einen Lenkwellenlastabschätzabschnitt (81), der eine Lenkwellenlast, einen Drehmomententsprechungswert und einen Drehwinkelentsprechungswert abschätzt; und einen Gewichtänderungsabschnitt (55, 65, 75, 155, 165), der eine Gewichtung des Stromentsprechungswerts, des Drehmomententsprechungswerts oder des Drehwinkelentsprechungswerts in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit ändert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, die eine elektrische Servolenkungseinrichtung steuert.
Patentliteratur 1: JP 2013-126822 A
Konventionell ist eine elektrische Servolenkungseinrichtung, die einen Motor als eine Antriebsquelle verwendet, offenbart. Zum Beispiel offenbart die Patentliteratur 1 eine elektrische Servolenkungseinrichtung (die auch als eine motorangetriebene Servolenkungseinrichtung bezeichnet wird). Bei der elektrischen Servolenkungseinrichtung wird eine auf eine Lenkwelle angewandte Axialkraft auf der Grundlage von Werten von einem Drehmomentsensor, einem Stromsensor und einer Motordrehwinkelgeschwindigkeitserfassungseinrichtung abgeschätzt, und wird die abgeschätzte Axialkraft in einem Programm zum Verbessern des Lenkempfindens verwendet.
Der Erfinder dieser Erfindung fand Folgendes:
Wenn eine Sensorabnormalität, welche die Abnormalität des Drehmomentsensors, des Stromsensors oder eines Drehwinkelsensors beinhaltet, erfasst wird, ist eine vorbestimmte Zeit zum Bestätigen der Abnormalität als eine Fehlfunktion nach einer anfänglichen Erfassung der Abnormalität erforderlich, um eine fehlerhafte Ermittlung zu vermeiden. Bei der elektrischen Servolenkeinrichtung in der Patentliteratur 1 wird eine Sensorabnormalität nicht berücksichtigt. Daher wird während einer Zeit ab der Erfassung der Abnormalität bis zu der Bestätigung der Fehlfunktion eine Axialkraft unter Verwendung eines wenig zuverlässigen bzw. verlässlichen Sensorwerts abgeschätzt.
Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Lenkwellenlast in Übereinstimmung mit dem Erfassungszustand einer Abnormalität eines Sensors geeignet abzuschätzen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die einen Motor eines elektrischen Servolenkungssystems steuert, das beinhaltet: eine Eingangswelle, die mit einem durch einen Fahrer gedrehten Lenkelement verbunden ist; eine Säulenwelle, die an einer dem Lenkelement gegenüberliegenden Position mit der Eingangswelle verbunden ist; eine Dreheinrichtung, die einen Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus beinhaltet, der die Drehbewegung der Säulenwelle in eine Hin- und Her-Bewegung umwandelt und ein Rad dreht; und den Motor, der ein Unterstützungsdrehmoment erzeugt, das die Drehung des Lenkelements unterstützt. Die Steuervorrichtung beinhaltet: einen Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt, der eine Zuverlässigkeit berechnet in Übereinstimmung mit einem Abnormalitätserfassungszustand für zumindest einen (i) eines Stromsensors, der einen Erregungsstrom für den Motor erfasst, (ii) eines Drehmomentsensors, der ein Lenkdrehmoment erfasst, und (iii) eines Drehwinkelsensors, der einen Drehwinkel des Motors erfasst, einen Lenkwellenlastabschätzabschnitt, der eine Lenkwellenlast abschätzt unter Verwendung (i) eines Stromentsprechungswerts, der einem Erfassungswert von dem Stromsensor entspricht, (ii) eines Drehmomententsprechungswerts, der einem Erfassungswert von dem Drehmomentsensor entspricht, und (iii) eines Drehwinkelentsprechungswerts, der einem Erfassungswert von dem Drehwinkelsensor entspricht, und einen Gewichtänderungsabschnitt, der eine Gewichtung des Stromentsprechungswerts, des Drehmomententsprechungswerts, oder des Drehwinkelentsprechungswerts, der einem Sensor entspricht, von welchem eine Abnormalität erfasst wird, in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit ändert, wobei die Gewichtung zur Abschätzung der Lenkwellenlast verwendet wird.
Während einer Zeitspanne der Zeit ab dann, wenn die Abnormalität eines Sensors erfasst wird, bis der Sensor als fehlfunktionierend oder als zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt wird, kann der Sensor einen inkorrekten Wert erfassen. Zum Beispiel dann, wenn sich ein Erfassungswert aufgrund der Abnormalität eines Sensors schnell ändert, kann sich auch die unter Verwendung des Erfassungswerts berechnete Lenkwellenlast schnell ändern. Demgegenüber wird erfindungsgemäß der Verlässlichkeits- bzw. Zuverlässigkeitswert eines Sensors in Übereinstimmung mit einem Abnormalitätserfassungszustand berechnet, und wird eine zum Berechnen der Lenkwellenlast verwendete Gewichtung eines Werts in Übereinstimmung mit dem Verlässlichkeits- bzw. Zuverlässigkeitswert geändert. Daher kann es möglich sein, die Lenkwellenlast in Übereinstimmung mit dem Abnormalitätserfassungszustand geeignet abzuschätzen. Es kann möglich sein, den Unterstützungsdrehmomentbefehlswert geeignet zu berechnen, wenn der Unterstützungsdrehmomentbefehlswert auf der Grundlage der Lenkwellenlast berechnet wird. Demgemäß wird es unwahrscheinlich, dass eine durch eine Sensorabnormalität verursachte schnelle Sensorwertänderung den berechneten Unterstützungsdrehmomentbefehlswert beeinträchtigt, und kann es daher möglich sein, einen Einfluss der Sensorabnormalität auf das Fahrzeugverhalten zu verringern.
Das vorstehende sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser zu entnehmen. Es zeigen:
1 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Steuervorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
2 ein Ablaufdiagramm, das einen Zuverlässigkeitsberechnungsprozess in dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
3 ein Diagramm, das ein Modell eines elektrischen Servolenkungssystems in dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
4 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Steuervorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
5 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Steuervorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt;
6 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Steuervorrichtung in einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt; und
7 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Steuervorrichtung in einem fünften Ausführungsbeispiel darstellt;
Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In mehreren zu beschreibenden Ausführungsbeispielen sind identische Bezugszeichen im Wesentlichen gleichen Konfigurationselemente zugewiesen, und wird deren Beschreibung weggelassen.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird eine Steuervorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt ist, steuert eine Steuervorrichtung 41 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Antrieb eines Motors 15, der in einem elektrischen Servolenkungssystem 1 verwendet wird. Nebenbei bemerkt kann das elektrische Servolenkungssystem als ein motorangetriebenes Verwaltungssystem bezeichnet werden.
Das elektrische Servolenkungssystem 1 beinhaltet ein Lenkrad 10, das einem Lenkelement entspricht, eine Eingangswelle 11, eine Lenksäule bzw. Säulenwelle 12, eine Zwischenwelle 13, eine Torsionsstange 14, den Motor 15, ein Schneckengetriebe 16, eine Dreheinrichtung 17, einen Stromsensor 31, einen Drehmomentsensor 32, einen Motordrehwinkelsensor (nachstehend als ein Drehwinkelsensor bezeichnet) 33, und dergleichen.
Ein Fahrer betätigt das Lenkrad 10. Das Lenkrad 10 ist mit einem Ende der Eingangswelle 11 verbunden. Die Eingangswelle 11 ist über die Torsionsstange 14 mit der Säulenwelle 12 verbunden.
Die Säulenwelle 12 ist über die Torsionsstange 14 mit dem anderen Ende der Eingangswelle 11 verbunden, wobei das andere Ende dem Lenkrad 10 gegenüberliegend positioniert ist. Die Säulenwelle 12 ist über das Schneckengetriebe 16 mit dem Motor 15 verbunden. Der Motor 15 ist ein Dreiphasen-Wechselstrommotor. Von dem Motor 15 ausgegebenes Drehmoment hat einen Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm, wird über das Schneckengetriebe 16 an die Säulenwelle 12 übertragen, und unterstützt die Drehung bzw. Rotation der Säulenwelle 12. Das elektrische Servolenkungssystem 1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein säulengestütztes elektrisches Servolenkungssystem, das die Drehung der Säulenwelle 12 durch Hinzufügen von Drehmoment (mit dem Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm) des Motors 15 unterstützt.
Die Zwischenwelle 13 verbindet die Säulenwelle 12 mittels der Dreheinrichtung 17. Daher überträgt die Zwischenwelle 13 die Drehung der Säulenwelle 12 auf die Dreheinrichtung 17.
Die Dreheinrichtung 17 beinhaltet einen Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus mit einer Zahnstange und einem Ritzel (nicht dargestellt). Die Dreheinrichtung 17 wandelt mit der über die Zwischenwelle 13 übertragenen Drehbewegung die Drehbewegung der Säulenwelle 12 in die Hin- und Her-Bewegung der Zahnstange um. Spurstangen 18 sind jeweils an beiden Enden der Zahnstange bereitgestellt. Die Spurstangen 18 bewegen sich zusammen mit der Zahnstange in einer Richtung nach rechts und nach links hin und her, und ziehen oder schieben Achsschenkelarme 19, die jeweils zwischen den Spurstangen 18 und Rädern 20 bereitgestellt sind. Daher drehen sich die in Kontakt mit einer Straßenoberfläche rd stehenden Räder 20.
Der Stromsensor 31 erfasste Phasenströme Iu, Iv, Iw, die auf die Phasen des Motors 15 auferregt werden.
Der Drehmomentsensor 32 erfasst ein Torsionsmoment auf der Grundlage eines Verdrehwinkels der Torsionsstange 14 In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das durch den Drehmomentsensor 32 erfasste Torsionsmoment als ein Lenkdrehmoment bezeichnet.
Der Drehwinkelsensor 33 erfasst einen mechanischen Winkel θm des Motors 15. Der mechanische Winkel θm wird als ein Motordrehwinkel θm bezeichnet.
Die Steuervorrichtung 41 empfängt ein Erfassungssignal, das die von dem Stromsensor 31 erfassten Phasenströme Iu, Iv, Iw angibt, ein Erfassungssignal, das das von dem Drehmomentsensor 32 erfasste Lenkdrehmoment angibt, und ein Erfassungssignal, das den von dem Drehwinkelsensor 33 erfassten Motordrehwinkel θm angibt.
Die Steuervorrichtung 41 beinhaltet einen Mikrocomputer und beinhaltet eine CPU, ein ROM, ein RAM, und eine I/O bzw. Eingabe/Ausgabe, sowie eine diese Konfigurationselemente miteinander verbindende Busleitung. Jeder von der Steuervorrichtung 41 durchgeführte Prozess kann ein Hardware-Prozess sein, der von einer dedizierten elektronischen Schaltung durchgeführt wird, oder kann ein Software-Prozess sein, in welchem die CPU ein vorab gespeichertes Programm ausführt, oder kann eine Kombination aus dem Hardware-Prozess und dem Softwareprozess sein.
Die Steuervorrichtung 41 beinhaltet einen ersten Eingangswertberechnungsabschnitt 50, einen zweiten Eingangswertberechnungsabschnitt 60, einen dritten Eingangswertberechnungsabschnitt 70, und einen Befehlswertberechnungsabschnitt 80.
Der erste Eingangswertberechnungsabschnitt 50 beinhaltet einen Drehmomentberechnungsabschnitt 51, einen ersten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 53, und einen ersten Gewichtungsberechnungsabschnitt 55.
Der Unterstützungsdrehmomentberechnungsabschnitt 51 berechnet den Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm auf der Grundlage der Phasenströme Iu, Iv, Iw, die von dem Stromsensor 31 beschafft wurden. Der Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm wird durch dq-Transformieren der Phasenströme Iu, Iv, Iw und Multiplizieren eines q-Achsenstroms Iq mit einem Drehmomentumwandlungskoeffizienten berechnet.
Der erste Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 53 berechnet einen ersten Zuverlässigkeitswert C1, der ein Zuverlässigkeitsgrad des Unterstützungsdrehmomenterfassungswerts Tm auf der Grundlage der Phasenströme Iu, Iv, Iw, die von dem Stromsensor 31 beschafft wurden, ist. Wenn der Stromsensor 31 in einem normalen Zustand ist, wird der erste Zuverlässigkeitswert C1 auf einen Maximalwert (zum Beispiel 1) gesetzt. Wenn der Stromsensor 31 als fehlfunktionierend bestätigt wird, wird der erste Zuverlässigkeitswert auf einen Minimalwert (zum Beispiel 0) gesetzt. Während einer Zeitspanne nach der Erfassung einer Abnormalität und bevor der Stromsensor 31 als fehlfunktionierend oder als zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt wird, wird der erste Zuverlässigkeitswert C1 auf einen Wert zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert gesetzt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann, wenn ein Zählwert NE1 eines Fehlfunktionszählers nach der Erfassung einer Abnormalität des Stromsensors 31 gleich einem Fehlfunktionsbestätigungswert NE1_f ist, der Stromsensor 31 als fehlfunktionierend bestätigt. Der erste Zuverlässigkeitswert C1 nimmt ab, wenn sich der Zählwert NE1 dem Fehlfunktionsbestätigungswert NE1_f nähert. Wenn der Stromsensor 31 zu dem normalen Zustand zurückkehrt, ohne innerhalb einer vorbestimmten Zeitmenge, nachdem die Abnormalität des Stromsensor 31 erfasst ist, als fehlfunktionierend bestätigt zu werden, nimmt der erste Zuverlässigkeitswerte C1 zu, wenn sich ein Zählwert NR1 eines Rückkehrzählers einem Rückkehrbestätigungswert NR1_f annähert.
Ein Zuverlässigkeitsberechnungsprozess, der durch den ersten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 53 durchgeführt wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte Ablaufdiagramm beschrieben.
In S101 wird ermittelt, ob die Abnormalität des Stromsensors erfasst wird. Falls ermittelt wird, dass die Abnormalität des Stromsensors 31 nicht erfasst wird (S101: NEIN), schreitet der Prozess zu S103 fort. Falls ermittelt wird, dass die Abnormalität des Stromsensors 31 erfasst wird (S101: JA), schreitet der Prozess zu Schritt S102 fort.
Es wird angemerkt, dass ein Ablaufdiagramm oder ein Prozess des Ablaufdiagramms in der vorliegenden Anmeldung Schritte (ebenfalls als Sektionen bzw. Abschnitte bezeichnet) beinhaltet, von welchen jeder als zum Beispiel S101 repräsentiert ist. Jeder Schritt kann in mehrere Unterschritte unterteilt sein, und mehrere Schritte können zu einem einzelnen Schritt kombiniert sein.
In S102 wird ein Fehlfunktionsflag auf ”Unter-Erfassung” gesetzt. Der Fehlfunktionszähler inkrementiert. Der Prozess schreitet zu S104 fort. Wenn der Zählwert NR1 des Rückkehrzählers nicht 0 ist, wird der Rückkehrzähler zurückgesetzt.
In S103 wird ermittelt, ob das Fehlfunktionsflag auf die Unter-Erfassung gesetzt ist. Wenn ermittelt wird, dass das Fehlfunktionsflag nicht auf die Unter-Erfassung gesetzt ist (S103: NEIN), schreitet der Prozess zu Schritt S110 fort. Wenn ermittelt wird, dass das Fehlfunktionsflag auf die Unter-Erfassung gesetzt ist (S103: JA), schreitet der Prozess zu S104 fort.
In S104 wird ermittelt, ob der Zählwert NE1 des Fehlfunktionszählers größer ist als der Fehlfunktionsbestätigungswert NE1_f. Wenn ermittelt wird, dass der Zählwert NE1 des Fehlfunktionszählers kleiner als der oder gleich dem Befehlsfunktionsbestätigungswert NE1_f ist (S104: NEIN), schreitet der Prozess zu Schritt S107 fort. Wenn ermittelt wird, dass der Zählwert NE1 des Fehlfunktionszählers größer ist als der Fehlfunktionsbestätigungswert NE1_f (S104: JA), schreitet der Prozess zu S105 fort.
In S105 wird das Fehlfunktionsflag auf eine ”Bestätigung” gesetzt.
In S106 wird der Zuverlässigkeitswert C1 auf den Minimalwert gesetzt, und schreitet der Prozess zu einem Prozess fort, wenn die Fehlfunktion bestätigt ist.
In S107, zu welchem der Prozess fortgeschritten ist, wenn ermittelt wurde, dass der Zählwert NE1 des Fehlfunktionszählers kleiner als der oder gleich dem Fehlfunktionsbestätigungswerte NE1_f ist (S104: NEIN), wird ermittelt, ob eine Dauer (ebenfalls als eine Zeitspanne bezeichnet), nachdem die Abnormalität erfasst ist, kleiner bzw. kürzer ist als die vorbestimmte Zeit bzw. Zeitmenge. Wenn ermittelt wird, dass die Dauer größer als die oder gleich der vorbestimmten Zeitmenge ist (S107: NEIN), schreitet der Prozess zu S113 fort. Wenn ermittelt wird, dass die Dauer kleiner bzw. kürzer ist als die vorbestimmte Zeitmenge (S107: JA), schreitet der Prozess zu S108 fort.
In S108 bleibt das Fehlfunktionsflag die Unter-Erfassung.
In S109 verringert sich der Zuverlässigkeitswert C1 graduell bzw. langsam. Oder, der Zuverlässigkeitswert C1 wird in Übereinstimmung mit dem Zählwert NE1 des Fehlfunktionszählers auf einen vorbestimmten Wert geändert, der kleiner als der oder gleich dem letzten Zuverlässigkeitswert ist. Wenn in S103 ”JA” ermittelt wird (d. h., wenn eine bejahende Ermittlung durchgeführt wird), kann in S109 der letzte Zuverlässigkeitswert beibehalten werden.
In S110, zu welchem der Prozess fortgeschritten ist, wenn ermittelt wurde, dass die Sensorabnormalität nicht erfasst ist und das Fehlfunktionsflag nicht auf die Unter-Erfassung gesetzt ist (S101: NEIN und S103: NEIN), wird ermittelt, ob das Fehlfunktionsflag auf ”Rückkehr zu dem normalen Zustand” gesetzt ist. Wenn ermittelt wird, dass das Fehlfunktionsflag nicht auf Rückkehr zu dem normalen Zustand gesetzt ist (S110: JA), schreitet der Prozess zu S111 fort.
In S111 inkrementiert der Zählwert NR1 des Rückkehrzählers.
In S112 wird ermittelt, ob der Zählwert NR1 des Rückkehrzählers kleiner als der Rückkehr Bestätigungswert NR1_f ist. Wenn ermittelt wird, dass der Zählwert NR1 des Rückkehrzählers größer als der oder gleich dem Rückkehrbestätigungswert NR1_f ist (S112: NEIN), schreitet der Prozess zu S115 fort. Wenn ermittelt wird, dass das Fehlfunktionsflag auf Rückkehr zu dem normalen Zustand gesetzt ist (S112: JA), schreitet der Prozess zu S113 fort.
In S113 wird das Fehlfunktionsflag auf Rückkehr zu dem normalen Zustand gesetzt.
In S114 nimmt der Zuverlässigkeitswert C1 graduell bzw. langsam ab, oder wird in Übereinstimmung mit dem Zählwert NR1 des Rückkehrzählers der Zuverlässigkeitswert C1 auf einen vorbestimmten Wert größer als der oder gleich dem letzten Zuverlässigkeitswert geändert.
In S115, zu welchem der Prozess fortgeschritten ist, wenn ermittelt wurde, dass das Fehlfunktionsflag nicht auf die Unter-Erfassung und die Rückkehr zu dem normalen Zustand gesetzt ist (S109: NEIN und S110: NEIN), oder ermittelt wird, dass der Zählwert NR1 des Rückkehrzählers größer als der oder gleich dem Rückkehrbestätigungswert NR1_f ist (S112: NEIN), wird das Fehlfunktionsflag auf ”normal” gesetzt. Der Abnormalitätszähler wird zurückgesetzt, und der Rückkehrzähler wird ebenfalls zurückgesetzt.
In S116 wird der Zuverlässigkeitswert auf den Maximalwert gesetzt.
Der erste Gewichtungsberechnungsabschnitt 55 empfängt den Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm von dem Unterstützungsdrehmomentberechnungsabschnitt 51 und den ersten Zuverlässigkeitswert C1 von dem ersten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 53. Der erste Gewichtungsberechnungsabschnitt 55 berechnet einen Unterstützungsdrehmomentgewichtungswert Tm_w als den ersten Eingangswert auf der Grundlage des Unterstützungsdrehmomenterfassungswerts Tm und des ersten Zuverlässigkeitswerts C1. Der Unterstützungsdrehmomentgewichtungswert Tm_w wird unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (1) berechnet. Tm_w = Tm × Wm (1)
Wm in dem Ausdruck (1) repräsentiert einen Gewichtungskoeffizienten für den Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm. Wenn der Stromsensor 31 in einem normalen Zustand ist, wird der Gewichtungskoeffizient Wm auf 1 gesetzt. Wenn der Stromsensor 31 als fehlfunktionierend bestätigt ist, wird der Gewichtungskoeffizient Wm auf 0 gesetzt. Der Gewichtungskoeffizient Wm wird während einer Zeitspanne, nachdem die Abnormalität des Stromsensors 31 erfasst ist und bevor der Stromsensor 31 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt ist, in Übereinstimmung mit dem erste Zuverlässigkeitswert C1 auf einen Wert zwischen 0 und 1 gesetzt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nimmt während einer Zeitspanne ab der Erfassung der Abnormalität und zur Bestätigung der Abnormalität als eine Fehlfunktion der Gewichtungskoeffizient Wm in Übereinstimmung mit dem ersten Zuverlässigkeitswert C1 graduell bzw. langsam ab. Während einer Zeitspanne, in welcher die vorbestimmte Zeitmenge verstrichen ist, ohne dass die Fehlfunktion des Stromsensors 31 bestätigt wurde und der Stromsensor 31 zu dem normalen Zustand zurückkehrt, nimmt der Gewichtungskoeffizient Wm in Übereinstimmung mit dem ersten Zuverlässigkeitswert C1 graduell bzw. langsam innerhalb eines Bereichs von kleiner als oder gleich 1 zu
Nebenbei bemerkt kann der Gewichtungskoeffizient Wm der erste Zuverlässigkeitswert C1 selbst sein, oder kann ein umgewandelter Wert des erste Zuverlässigkeitswerts C1 sein.
Der zweite Eingangswertberechnungsabschnitt 60 beinhaltet einen zweiten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 63 und einen zweiten Gewichtungsberechnungsabschnitt 65.
Der zweite Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 63 berechnet einen zweiten Zuverlässigkeitswert C2, der die Zuverlässigkeit eines Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts ist, auf der Grundlage des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts, der durch den Drehmomentsensor 32 beschafft wurde. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der zweite Zuverlässigkeitswert C2 auf einen Maximalwert (zum Beispiel 1) gesetzt, wenn der Drehmomentsensor 32 in einem normalen Zustand ist. Der zweite Zuverlässigkeitswert C2 wird auf einen Minimalwert (zum Beispiel Null) gesetzt, wenn der Drehmomentsensor 32 als fehlfunktionierend bestätigt ist. Der zweite Zuverlässigkeitswert C2 wird während einer Zeitspanne nach der Erfassung der Abnormalität und bevor der Drehmomentsensor 32 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt ist auf einen Wert zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert gesetzt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann, wenn ein Zählwert NE2 eines Fehlfunktionszählers, nachdem die Abnormalität des Drehmomentsensor 32 erfasst ist, gleich einem Fehlfunktionsbestätigungswert NE2_f ist, der Drehmomentsensor 32 als fehlfunktionierend bestätigt. Der zweite Zuverlässigkeitswert C2 nimmt ab, wenn sich der Zählwert NE2 dem Fehlfunktionsbestätigungswert NE2_f nähert. Wenn der Drehmomentsensor 32 zu dem normalen Zustand zurückkehrt, ohne als fehlfunktionierend bestätigt zu sein, nachdem die Abnormalität des Drehmomentsensors 32 erfasst ist, nimmt der zweite Zuverlässigkeitswert C2 zu, da ein Zählwert NR2 eines Rückkehrzählers sich einem Rückkehrbestätigungswert NR2_f nähert.
Ein Zuverlässigkeitsberechnungsprozess, der von dem zweiten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 63 durchgeführt wird, ist derselbe wie der Prozess, der von dem ersten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 53 durchgeführt wird, so dass die Beschreibung des Zuverlässigkeitsberechnungsprozesses des zweiten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitts 63 weggelassen wird.
Der zweite Gewichtungsberechnungsabschnitt 65 empfängt den Lenkdrehmomenterfassungswert Ts von dem Drehmomentsensor 32 und den zweiten Zuverlässigkeitswert C2 von dem zweiten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 63.
Der zweite Gewichtungsberechnungsabschnitt 65 berechnet einen Lenkdrehmomentgewichtungswert Ts_w als den zweiten Eingangswert auf der Grundlage des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts, der durch den Drehmomentsensor 32 beschafft wurde, und des zweiten Zuverlässigkeitswerts C2. Der Lenkdrehmomentgewichtungswert Ts_w wird unter Verwendung eines Ausdrucks (2) berechnet. Ts_w = Ts × Ws (2)
Ws in dem Ausdruck (2) repräsentiert einen Gewichtungskoeffizienten für den Lenkdrehmomenterfassungswert Ts. Wenn der Drehmomentsensor 32 in einem normalen Zustand ist, wird der Gewichtungskoeffizient Ws auf 1 gesetzt. Wenn der Drehmomentsensor 32 als fehlfunktionierend bestätigt ist, wird der Gewichtungskoeffizient Ws auf 0 gesetzt. Der Gewichtungskoeffizient Ws wird während einer Zeitspanne ab der Erfassung der Abnormalität des Drehmomentsensors 32 bis zu der Bestätigung der Fehlfunktion oder des Rückkehrens zu einem normalen Zustand des Drehmomentsensors 32 in Übereinstimmung mit dem zweiten Zuverlässigkeitswert C2 auf einen Wert zwischen 0 und 1 gesetzt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nimmt der Gewichtungskoeffizient Ws während einer Zeitspanne nach der Erfassung der Abnormalität und bevor die Abnormalität als eine Fehlfunktion bestätigt wird der Gewichtungskoeffizient Ws in Übereinstimmung mit dem zweiten Zuverlässigkeitswert C2 graduell bzw. langsam ab. Während einer Zeitspanne, in welcher eine vorbestimmte Zeitmenge verstrichen ist, ohne dass die Fehlfunktion des Drehmomentsensors 32 bestätigt wurde und der Drehmomentsensor 32 zu dem normalen Zustand zurückkehrt, nimmt der Gewichtungskoeffizient Ws in Übereinstimmung mit dem zweiten Zuverlässigkeitswert C2 innerhalb eines Bereichs von kleiner als oder gleich 1 graduell bzw. langsam zu.
Der Gewichtungskoeffizient Ws kann der zweite Zuverlässigkeitswert C2 sein, oder kann ein umgewandelter Wert des zweiten Zuverlässigkeitswerts C2 sein.
Der dritte Eingangswertberechnungsabschnitt 70 beinhaltet einen Motorwinkelgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 71, einen Säulenwellenumwandlungsabschnitt 72, einen dritten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 73, und einen dritten Gewichtungsberechnungsabschnitt 75.
Der Motorwinkelgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 71 berechnet einen Motorwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωm auf der Grundlage des Motordrehwinkels θm, der von dem Drehwinkelsensor 33 beschafft wurde.
Der Säulenwellenumwandlungsabschnitt 72 berechnet einen Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc (d. h. die Drehwinkelgeschwindigkeit der Säulenwelle 12) durch Umwandeln des Motorwinkelgeschwindigkeitserfassungswerts ωm auf der Grundlage des Übersetzungsverhältnisses des Schneckengetriebes 16. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel repräsentiert der Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc einen ”Erfassungswert der Drehwinkelgeschwindigkeit der Säulenwelle”.
Der dritte Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 73 berechnet einen dritten Zuverlässigkeitswert C3, welcher die Zuverlässigkeit des Drehwinkelsensors 33 ist, auf der Grundlage des Motordrehwinkels θm, der von den Drehwinkelsensor 33 beschafft wurde. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann, wenn der Drehwinkelsensor 33 in dem normalen Zustand ist, der dritte Zuverlässigkeitswert C3 auf einen Maximalwert (zum Beispiel 1) gesetzt. Wenn der Drehwinkelsensor 33 als fehlfunktionierend bestätigt ist, wird der dritte Zuverlässigkeitswert C3 auf einen Minimalwert (zum Beispiel 0) gesetzt. Während einer Zeitspanne ab der Erfassung der Abnormalität und bis zur Bestätigung des Drehwinkelsensors 33 als fehlfunktionierend oder zu dem normalen Zustand zurückkehrend wird der dritte Zuverlässigkeitswert C3 auf einen Wert zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert gesetzt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann, wenn ein Zählwert NE3 eines Fehlfunktionszählers nach der Erfassung der Abnormalität des Drehwinkelsensors 33 gleich einem Fehlfunktionsbestätigungswert NE3_f ist, der Drehwinkelsensor 33 als fehlfunktionierend bestätigt. Der dritte Zuverlässigkeitswert C3 nimmt ab, wenn sich der Zählwert NE3 dem Fehlfunktionsbestätigungswert NE3_f nähert. Wenn der Drehwinkelsensor 33 zu dem normalen Zustand zurückkehrt, ohne als fehlfunktionierend bestätigt zu werden, nachdem die Abnormalität des Drehwinkelsensors 33 erfasst ist, nimmt der dritte Zuverlässigkeitswert C3 zu, wenn sich ein Zählwert NR3 eines Rückkehrzählers einem Rückkehrbestätigungswert NR3_f nähert.
Ein Zuverlässigkeitsberechnungsprozess, der von dem dritten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 73 durchgeführt wird, ist derselbe wie der von dem ersten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 53 durchgeführte Prozess, sodass die Beschreibung desselben weggelassen wird.
Der dritte Gewichtungsberechnungsabschnitt 75 empfängt den Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc von dem Säulenwellenumwandlungsabschnitt 72 und den dritten Zuverlässigkeitswert C3 von dem dritten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 73.
Der dritte Gewichtungsberechnungsabschnitt 75 berechnet einen Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitsgewichtungswert ωc_w als den dritten Eingangswert auf der Grundlage des Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswerts ωc und des dritten Zuverlässigkeitswerts C3. Der Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitsgewichtungswert ωc_w wird unter Verwendung eines Ausdrucks (3) berechnet. ωc_w = ωc × Wω (3)
Wω in dem Ausdruck (3) repräsentiert einen Gewichtungskoeffizienten für den Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc. Wenn der Drehwinkelsensor 33 in einem normalen Zustand ist, wird der Gewichtungskoeffizient Wω auf 1 gesetzt. Wenn der Drehwinkelsensor 33 als fehlfunktionierend bestätigt ist, wird der Gewichtungskoeffizient Wω auf 0 gesetzt. Während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Drehwinkelsensors 33 erfasst ist, bis dann, wenn der Drehwinkelsensor 33 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt ist, wird der Gewichtungskoeffizient Wω in Übereinstimmung mit dem dritten Zuverlässigkeitswert C3 auf einen Wert zwischen 0 und 1 gesetzt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird während einer Zeitspanne ab der Erfassung der Abnormalität bis zu der Bestätigung der Abnormalität als eine Fehlfunktion der Gewichtungskoeffizient in Übereinstimmung mit dem dritten Zuverlässigkeitswert C3 graduell bzw. langsam verringert. Während einer Zeitspanne, in welcher eine vorbestimmte Zeitmenge verstrichen ist, ohne dass die Fehlfunktion des Drehwinkelsensors 33 bestätigt wurde und der Drehwinkelsensor 33 zu dem normalen Zustand zurückkehrt, nimmt der Gewichtungskoeffizient Wω in Übereinstimmung mit dem dritten Zuverlässigkeitswert C3 innerhalb eines Bereichs von weniger als oder gleich 1 graduell bzw. langsam zu.
Der Gewichtungskoeffizient Wω kann der dritte Zuverlässigkeitswert C3 sein, oder kann ein umgewandelter Wert des dritten Zuverlässigkeitswerts C3 sein.
Der Befehlswerteberechnungsabschnitt 80 beinhaltet einen Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81, einen Grunddrehmomentberechnungsabschnitt 82, einen Korrekturdrehmomentberechnungsabschnitt 85 und einen Addierer 86.
Der Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 schätzt eine Lenkwellenlast Tx ab. Die Lenkwellenlast Tx ist eine Last, die in einem Lenkvorgang auf die Lenkwelle beaufschlagt wird, wenn ein Fahrer das Lenkrad betätigt und ein Unterstützungsdrehmoment durch den Antrieb des Motors 15 angewandt wird. Die Lenkwellenlast Tx ist ein Drehmoment, das auf einen X-Abschnitt angewandt wird, welcher die Umgebung eines Verbindungsabschnitts zwischen der Säulenwelle 12 und der Zwischenwelle 13 ist. Die Abschätzung der Lenkwellenlast Tx wird später beschrieben.
Der Grunddrehmomentberechnungsabschnitt 82 berechnet einen Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm*_b auf der Grundlage der Lenkwellenlast Tx, die von dem Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 abgeschätzt wurde.
Der Korrekturdrehmomentberechnungsabschnitt 85 berechnet ein Korrekturdrehmoment Tm_c zum Korrigieren des Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswerts Tm*_b, während bzw. wobei das Drehen des Lenkrads 10, das Wiederherstellen des Lenkrads 10 zurück zu einer ursprünglichen Position oder das Geradeausstellen eines Fahrzeugs berücksichtigt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Korrekturdrehmoment Tm_c unter Verwendung der Lenkwellenlast Tx berechnet. Das Korrekturdrehmoment Tm_c kann ohne Verwenden der Lenkwellenlast Tx berechnet werden.
Der Addierer 86 berechnet einen Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm*durch Aufaddieren des Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswerts Tm*_b und des Korrekturdrehmoments Tm_c. Der Motor 15 wird auf der Grundlage des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts Tm*gesteuert.
Nachstehend wird die Berechnung der Lenkwellenlast Tx, die von dem Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
3 ist ein modellierendes Diagramm des elektrischen Servolenkungssystems 1. Es wird angenommen, dass das elektrische Servolenkungssystem 1 drei Trägheitsmassen wie beispielsweise einen ”Lenkradabschnitt H”, einen ”Säulenabschnitt C” und einen ”Lastabschnitt L” sowie Federn, die diese drei Trägheitsmassen miteinander verbinden, beinhaltet. Der Lenkradabschnitt H ist mit dem Säulenabschnitt C über eine Feder SPt verbunden. Der Säulenabschnitt C ist über eine Feder Spin mit dem Lastabschnitt L verbunden. Der Lastabschnitt L ist über eine Feder SPti mit der Straßenoberfläche rd verbunden.
In Bezug auf eine Korrelation zwischen Konfigurationen des modellierenden Diagramms und des elektrischen Servolenkungssystems 1 entsprechen das Lenkrad 10 und die Eingangswelle dem ”Lenkradabschnitt H”, entspricht der die Säulenwelle 12, die mit dem Motor 15 über das Schneckengetriebe 16 verbunden ist, dem ”Säulenabschnitt C”, entspricht die Konfiguration von der Dreheinrichtung 17 zu den Rädern 20 dem ”Lastabschnitt L”, entspricht die Torsionsstange 14 der ”Feder SPt”, entspricht die Zwischenwelle 13 der ”Feder SPin”, und entsprechen die Reifen der Räder 20 der ”Feder SPti”. k_t repräsentiert eine Torsionsfederkonstante der ”Feder SPt”, k_in repräsentiert eine Torsionsfederkonstante der ”Feder SPin”, und K_ti repräsentiert eine Torsionsfederkonstante der ”Feder SPti”.
In Bezug auf in 3 angegebene Vorzeichen repräsentiert P ein Drehmoment, repräsentiert C einen Viskositätsreibungskoeffizienten, repräsentiert θ einen Drehwinkel, und repräsentieren Indizes ”h”, ”c”, ”L” jeweils Größen in dem Lenkradabschnitt H, dem Säulenabschnitt C und dem Lastabschnitt L. Ein Vorzeichen J in einem noch zu beschreibenden Ausdruck repräsentiert das Trägheitsmoment. Ein in diesen Ausdrücken durch einmaliges Differenzieren eines Säulenwellendrehwinkels θc erhaltener Wert ist gleich dem Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc. Tm in den Rechenausdrücken, die dieses Modell verwenden, ist ein umgewandelter Wert, der durch Umwandeln des Unterstützungsdrehmomenterfassungswerts Tm des Motors 15 unter Verwendung des Übersetzungsverhältnisses des Schneckengetriebes 16 erhalten wird.
Bewegungsgleichungen jedes Abschnitts in dem in 3 dargestellten Modell werden durch einen Ausdruck (4), einen Ausdruck (5) und einen Ausdruck (6) repräsentiert. J_hθ .._h = –k_t(θ_h – θ_c) – C_hθ ._h + T_h (4) J_cθ .._c = k_t(θ_h – θ_c) – C_cθ ._c – k_in(θ_c – θ_L) + Tm (5) J_Lθ .._L = k_in – (θ_c – θ_L) – C_Lθ ._L – k_tiθ_L + TL (6)
Ein Ausdruck (7) wird durch Modifizieren des Ausdrucks (5) für den Säulenabschnitt C erhalten. k_in(θ_c – θ_L) = Tm + k_t(θ_h – θ_c) – C_cθ ._c – J_cθ .._c (7)
Die Lenkwellenlast Tx ist ein auf den X-Abschnitt angewandtes Drehmoment. Es kann so betrachtet werden, dass das auf den X-Abschnitt angewandte Drehmoment gleich einem auf die Zwischenwelle 13 angewandten Drehmoment ist. Die Lenkwellenlast Tx wird durch einen Ausdruck (8) repräsentiert. Tx = k_in(θ_c – θ_L) = Tm + k_t(θ_h – θ_c) – C_cθ ._c – Jθ .._c = Tm + Ts – C_cθ ._c – J_cθ .._c (8)
In Übereinstimmung mit dem Ausdruck (8) kann die Lenkwellenlast Tx auf der Grundlage von Information bezüglich des Unterstützungsdrehmomenterfassungswerts Tm, des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts und des Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswerts ωc abgeschätzt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Gewichtungskoeffizienten Wm, Ws, Wω jeweils in Übereinstimmung mit dem Zuverlässigkeitswert C1 des Stromsensors 31, dem Zuverlässigkeitswert C2 des Drehmomentsensors 32, und dem Zuverlässigkeitswert C3 des Drehwinkelsensors 33 geändert. Der die Gewichtungskoeffizient in Wm, Ws, Wω enthaltende Abschnittsausdruck der Lenkwellenlast Tx wird durch einen Ausdruck (9) repräsentiert. Ein Vorzeichen s in dem Ausdruck (9) ist ein Laplace-Operator. Tx = Tm·Wm + Ts·Ws – C_cθ ._c·Wω – J_c·s·θ ._c·Wω (9)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel tritt eine Zeitverzögerung auf, bis der Stromsensor 31 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt wird, nach dem die Abnormalität des Stromsensors 31 erfasst ist. Während einer Zeitspanne ab der Erfassung der Abnormalität bis dann, wenn die Abnormalität als eine Fehlfunktion bestätigt wird, wird die Lenkwellenlast Tx unter Verwendung des Unterstützungsdrehmomenterfassungswerts Tm abgeschätzt, der auf der Grundlage der Phasenströme Iu, Iv, Iw berechnet wird, die von dem Stromsensor 31 erfasst werden. Der Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm* zum Steuern des Antriebs des Motors 15 wird unter Verwendung der berechneten Lenkwellenlast Tx berechnet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Gewichtungskoeffizient Wm für den Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit des Stromsensors 31 während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Stromsensors 31 erfasst wird, bis dann, wenn der Stromsensor 31 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt wird, geändert. D. h., der Gewichtungskoeffizient Wm für den Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm wird in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit des Stromsensors 31 geändert, nachdem die Abnormalität des Stromsensors 31 erfasst ist und bevor der Stromsensor 31 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt wird.
Ähnlich dazu wird während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Drehmomentsensors 32 erfasst wird, bis dann, wenn der Drehmomentsensor 32 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend erfasst wird, die Lenkwellenlast Tx unter Verwendung des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts abgeschätzt, der von dem Drehmomentsensors 32 erhalten wurde, und wird die abgeschätzte Lenkwellenlast Tx zum Berechnen des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts Tm* verwendet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Gewichtungskoeffizient Ws für den Lenkdrehmomenterfassungswert Ts in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit des Drehmomentsensors 32 während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Drehmomentsensors 32 erfasst wird, bis dann, wenn der Drehmomentsensors 32 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt wird, geändert.
Während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Drehwinkelsensors 33 erfasst wird, bis dann, wenn der Drehwinkelsensor 33 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt wird, wird die Lenkwellenlast Tx unter Verwendung des Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswerts ωc abgeschätzt, der auf der Grundlage des Motordrehwinkels θm berechnet wird, der von dem Drehwinkelsensor 33 erfasst wurde. Die abgeschätzte Lenkwellenlast Tx wird zum Berechnen des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts Tm* verwendet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Gewichtungskoeffizient Wω für den Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit des Drehwinkelsensors 33 während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Drehwinkelsensors 33 erfasst wird, bis dann, wenn der Drehwinkelsensor 33 als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt wird, geändert.
Demgemäß kann es möglich sein, die Lenkwellenlast Tx in Übereinstimmung mit den jeweiligen Zuverlässigkeitswerten C1, C2, C3 der Sensoren 31 bis 33 abzuschätzen. Da die Gewichtungskoeffizienten Wm, Ws, Wω in Übereinstimmung mit jeweils den Zuverlässigkeitswerten C1, C2, C2 geändert werden können, kann es möglich sein, dass eine schnelle Änderung in einem Sensorwert, der durch eine Sensorabnormalität verursacht wird, nur unwahrscheinlich den abgeschätzten Lenkwellenlast Tx beeinflusst. Daher kann es möglich sein, den Einfluss der Sensorabnormalität auf das Fahrzeugverhalten zu verringern.
Die Steuervorrichtung 41 steuert den Motor des elektrischen Servolenkungssystems 1. Das elektrische Servolenkungssystem 1 beinhaltet die Eingangswelle 11, die Säulenwelle 12, die Dreheinrichtungen 17 und den Motor 15. Die Eingangswelle 11 ist mit dem Lenkrad 10 verbunden, das von einem Fahrer gedreht wird. Die Säulenwelle 12 ist mit der anderen Seite der Eingangswelle 11 verbunden, wobei die andere Seite dem Lenkelement gegenüberliegend positioniert ist. Die Dreheinrichtung 17 beinhaltet den Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus, der die Drehbewegung der Säulenwelle 12 in eine Hin- und Her-Bewegung umwandelt und die Räder 20 dreht. Der Motor 15 produziert ein Unterstützungsdrehmoment, das die Drehung des Lenkrads 10 unterstützt.
Die Steuervorrichtung 41 beinhaltet die Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitte 53, 63, 73, den Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 und die Gewichtungsberechnungsabschnitte 55, 65, 75.
Die Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitte 53, 63, 73 berechnen zumindest einen des Zuverlässigkeitswerts C1 des Stromsensors 31 zum Erfassen von Erregungsstrom für den Motor 15, des Zuverlässigkeitswerts C2 des Drehmomentsensors 32 zum Erfassen eines Lenkdrehmoments und des Zuverlässigkeitswerts C3 des Drehwinkelsensors 33 zum Erfassen des Drehwinkels des Motors 15 in Übereinstimmung mit einem Abnormalitätserfassungszustand.
In Übereinstimmung mit einem Abnormalitätserfassungszustand berechnet der erste Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 53 den ersten Zuverlässigkeitswert C1 des Stromsensors 31, der den Erregungsstrom für den Motor 15 erfasst.
In Übereinstimmung mit einem Abnormalitätserfassungszustand berechnet der zweite Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 63 den zweiten Zuverlässigkeitswert C2 des Drehmomentsensors 32, der das Lenkdrehmoment erfasst.
In Übereinstimmung mit einem Abnormalitätserfassungszustand berechnet der dritte Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 73 den dritten Zuverlässigkeitswert C3 des Drehwinkelsensors 33, der den mechanischen Winkel θm erfasst, welcher der Drehwinkel des Motors 15 ist.
Der Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 schätzt die Lenkwellenlast Tx unter Verwendung (i) des Lenkunterstützungserfassungswerts Tx, der ein Wert entsprechend einem Erfassungswert von dem Stromsensor 31 ist, (ii) des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts, der ein Wert entsprechend einem Erfassungswert von dem Drehmomentsensors 32 ist, und (iii) des Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswerts ωc, der ein Wert entsprechend einem Erfassungswert von dem Drehwinkelsensor 33 ist, ab.
In Übereinstimmung mit dem Zuverlässigkeitswert C1, C2 oder C3 ändert der Gewichtungsberechnungsabschnitt 55, 65 oder 75 die Gewichtung des Unterstützungsdrehmomenterfassungswerts Tm, des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts, oder des Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswerts ωc, der einem Sensor entspricht, dessen Abnormalität erfasst ist, und zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verringern die Gewichtungsberechnungsabschnitte 55, 65, 75 die Gewichtung der Werte für die Abschätzung der Lenkwellenlast TX in Übereinstimmung mit den entsprechenden Zuverlässigkeitswerten C1, C2, C3 auf einen Wert, der niedriger ist als in einem normalen Zustand.
In Übereinstimmung mit dem ersten Zuverlässigkeitswert C1 ändert der erste Gewichtungsberechnungsabschnitt 55 die Gewichtung des Unterstützungsdrehmomenterfassungswerts Tm, der zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird.
In Übereinstimmung mit dem zweiten Zuverlässigkeitswert C2 ändert der zweite Gewichtungsberechnungsabschnitt 65 die Gewichtung des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts, der zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird.
In Übereinstimmung mit dem dritten Zuverlässigkeitswert C3 ändert der dritte Gewichtungsberechnungsabschnitt 75 die Gewichtung des Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswerts ωc, der zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird.
Während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität eines Sensors erfasst wird, bis dann, wenn der Sensor als fehlfunktionierend oder zu einem normalen Zustand zurückkehrend bestätigt wird, kann der Sensor einen inkorrekten Wert erfassen. Wenn ein Erfassungswert aufgrund der Abnormalität des Sensors schnell geändert wird, kann die Lenkwellenlast Tx, die unter Verwendung des Erfassungswerts berechnet wurde, schnell geändert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die jeweiligen Zuverlässigkeitswerte C1, C2, C3 der Sensoren 31 bis 33 in Übereinstimmung mit Abnormalitätserfassungszuständen berechnet. Die Gewichtung der zur Berechnung der Lenkwellenlast Tx verwendeten Werte wird in Übereinstimmung mit den Zuverlässigkeitswerten C1, C2, C3 geändert. Daher kann es möglich sein, die Lenkwellenlast Tx geeignet abzuschätzen. Eine geeignete Berechnung des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts Tm* wird durchgeführt, wenn der Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm* auf der Grundlage der Lenkwellenlast Tx berechnet wird. Demgemäß beeinflusst eine durch eine Sensorabnormalität verursachte schnelle Änderung in einem Sensorwert nur unwahrscheinlich den berechneten Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm*, und kann es möglich sein, den Einfluss bzw. die Auswirkung der Sensorabnormalität auf das Fahrzeugverhalten zu verringern.
Während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Stromsensors 31, des Drehmomentsensors 32 oder des Drehwinkelsensors 33 erfasst wird, bis dann, wenn die Abnormalität als eine Fehlfunktion bestätigt wird, verringert der Gewichtungsberechnungsabschnitt 55, 65 oder 75 in Übereinstimmung mit dem Zuverlässigkeitswert C1, C2 oder C3 graduell bzw. langsam den Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm, den Lenkdrehmomenterfassungswert Ts oder den Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc, der einem Sensor entspricht, dessen Abnormalität erfasst wird, und zur Abschätzung der Lenkwellenlast Tx verwendet wird.
Folglich verringert während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Stromsensors 31 erfasst wird, bis dann, wenn der Stromsensor 31 als fehlfunktionierend bestätigt wird, der erste Gewichtungsberechnungsabschnitt 55 in Übereinstimmung mit dem ersten Zuverlässigkeitswert C1 graduell bzw. langsam den zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendeten Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm.
Während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Drehmomentsensors 32 erfasst wird, bis dann, wenn der Drehmomentsensor 32 als fehlfunktionierend bestätigt wird, verringert der zweite Gewichtungsberechnungsabschnitt 65 in Übereinstimmung mit dem zweiten Zuverlässigkeitswert C2 graduell bzw. langsam den zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendeten Lenkdrehmomenterfassungswert.
Während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität des Drehwinkelsensors 33 erfasst wird, bis dann, wenn der Drehwinkelsensor 33 als fehlfunktionierend bestätigt wird, verringert der dritte Gewichtungsberechnungsabschnitt 75 in Übereinstimmung mit dem dritten Zuverlässigkeitswert C3 graduell bzw. langsam den zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendeten Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc.
Nebenbei bemerkt ist der Satz ”graduelles Verringern jedes der vorstehend erwähnten Werte” nicht auf eine graduelle Verringerung in jedem bzw. jedes dieser Werte beschränkt, und beinhaltet einen Fall, in welchem diese Werte jeweils in Phasen bzw. phasenweise in Übereinstimmung mit den Zuverlässigkeitswerten C1, C2 und C3 verringert werden.
Demgemäß kann es möglich sein, eine schnelle Änderung in der abgeschätzten Lenkwellenlast Tx zu beschränken. Da eine schnelle Änderung in dem Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm*, der auf der Grundlage der Lenkwellenlast Tx berechnet wird, beschränkt wird, kann es möglich sein, eine schnelle Änderung in dem Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm zu beschränken.
Wenn eine vorbestimmte Zeit bzw. Zeitmenge verstrichen ist, ohne dass eine Fehlfunktion bestätigt wird, nach dem die Abnormalität des Stromsensors 31, des Drehmomentsensors 32 oder des Drehwinkelsensors 33 erfasst ist, und wenn der Stromsensor 31, der Drehmomentsensor 32 oder der Drehwinkelsensor 33 zu einem normalen Zustand zurückkehrt, erhöht der Gewichtungsberechnungsabschnitt 55, 65 oder 75 graduell bzw. langsam den Unterstützungsdrehmomentwert Tm, den Lenkdrehmomenterfassungswert Ts oder den Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc, welcher einem Sensor entspricht, der eine erfasste Abnormalität aufweist, aber nicht als fehlfunktionierend bestätigt ist, und welcher zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird, innerhalb eines Bereichs bis auf einen normalen Wert.
Folglich erhöht dann, wenn eine vorbestimmte Zeit bzw. Zeitmenge verstrichen ist, ohne dass die Fehlfunktion des Stromsensors 31 bestätigt wird, nachdem die Abnormalität des Stromsensors 31 erfasst ist, und der Stromsensor 31 zu einem normalen Zustand zurückkehrt, der erste Gewichtungsberechnungsabschnitt 55 graduell bzw. langsam den Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm, der zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird.
Wenn eine vorbestimmte Zeit bzw. Zeitmenge verstrichen ist, ohne dass die Fehlfunktion des Drehmomentsensors 32 bestätigt wird, nachdem die Abnormalität des Drehmomentsensors 32 erfasst ist, und der Drehmomentsensor 32 zu einem normalen Zustand zurückkehrt, erhöht der zweite Gewichtungsberechnungsabschnitt 65 graduell bzw. langsam den Lenkdrehmomenterfassungswert Ts, der zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird.
Wenn eine vorbestimmte Zeit bzw. Zeitmenge verstrichen ist, ohne dass die Fehlfunktion des Drehwinkelsensors 33 bestätigt wird, nachdem die Abnormalität des Drehwinkelsensors 33 erfasst ist, und der Drehwinkelsensor 33 zu einem normalen Zustand zurückkehrt, erhöht der dritte Gewichtungsberechnungsabschnitt 65 graduell bzw. langsam den Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc, der zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird.
Nebenbei bemerkt ist der Satz ”graduelles Erhöhen jedes der vorstehend erwähnten Werte” nicht auf eine graduelle Erhöhung in jedem bzw. jedes dieser Werte beschränkt, und beinhaltet einen Fall, in welchem diese Werte jeweils in Phasen bzw. phasenweise in Übereinstimmung mit den Zuverlässigkeitswerten C1, C2 und C3 erhöht werden.
Demgemäß kann es möglich sein, eine schnelle Änderung in der abgeschätzten Lenkwellenlast Tx zu beschränken. Da eine schnelle Änderung in dem Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm*, der auf der Grundlage der Lenkwellenlast Tx berechnet wird, beschränkt wird, kann es möglich sein, eine schnelle Änderung in dem Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm zu beschränken.
Die Steuervorrichtung 41 beinhaltet den Grunddrehmomentberechnungsabschnitt 82, den Korrekturdrehmomentberechnungsabschnitt 85, und den Addierer 86. Der Grunddrehmomentberechnungsabschnitt 82 und der Addierer 86 berechnen den Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm*für den Antrieb des Motors 15 auf der Grundlage der Lenkwellenlast Tx. Demgemäß kann es möglich sein, den Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm* geeignet zu berechnen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen der erste Zuverlässigkeitswertberechnungsabschnitt 53, der zweite Zuverlässigkeitswertberechnungsabschnitt 63 und der dritte Zuverlässigkeitswertberechnungsabschnitt 73 einem Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt. Der Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 entspricht einem Lenkwellenlastabschätzabschnitt. Der Grunddrehmomentberechnungsabschnitt 82, der Korrekturdrehmomentberechnungsabschnitt 85 und der Addierer 86 entsprechen einem Unterstützungsdrehmomentbefehlswertberechnungsabschnitt. Der erste Gewichtungsberechnungsabschnitt 55, der zweite Gewichtungsberechnungsabschnitt 65 und der dritte Gewichtungsberechnungsabschnitt 75 entsprechen einem Gewichtsänderungsabschnitt.
Der Unterstützungsdrehmomenterfassungswert Tm, der Lenkdrehmomenterfassungswert Ts und der Säulenwellenwinkelgeschwindigkeitserfassungswert ωc entsprechen jeweils einem Stromentsprechungswert, einem Drehmomententsprechungswert und einem Drehwinkelentsprechungswert. Die Zählwerte des Fehlfunktionszählers und des Rückkehrzählers und der Zustand des Fehlfunktionsflags entsprechen einem Abnormalitätserfassungszustand.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird eine Steuervorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Wie in 4 dargestellt ist, ist der erste Eingangswertberechnungsabschnitt 50 aus der Konfiguration einer Steuervorrichtung 42 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weggelassen. Der Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 empfängt einen letzten Wert Tm*_(n-1) des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts als den ersten Eingangswert. Die Lenkwellenlast Tx wird unter Verwendung des letzten Werts Tm*_(n-1) des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts anstelle des Unterstützungsdrehmomentgewichtungswerts Tm_w berechnet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, da eine Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, der Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm* zu einem Wert, der den Phasenströmen Iu, Iv, Iw entspricht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der letzte Wert Tm*_(n-1) des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts als der ”Stromentsprechungswert” angenommen, und wird zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schätzt der Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 die Lenkwellenlast Tx auf der Grundlage des letzten Werts Tm*_(n-1) des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts für den Antrieb des Motors 15 ab. Der Stromentsprechungswert ist der letzte Wert Tm*_(n-1) des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts. Nebenbei bemerkt ist der ”letzte Wert” nicht auf den neuesten Berechnungswert beschränkt, und kann ein Wert sein, der vor mehreren Zyklen berechnet wurde. In ähnlicher Weise gilt dies für einen letzten Wert Tm*_b_(n-1) eines Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswerts vor einer Korrektur, und einen letzten Wert Ts*_(n-1) des Lenkdrehmomentbefehlswerts. Nebenbei bemerkt kann der Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswert vor der Korrektur als ein nicht korrigierter Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswert bezeichnet werden.
Es kann möglich sein, die Rauschwirkung des Stromsensors 31 durch Verwenden des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts Tm* anstelle des Unterstützungsdrehmomenterfassungswerts Tm, der auf der Grundlage eines Erfassungswerts von dem Stromsensor 31 berechnet wird und von dem Motor 15 ausgegeben wird, zu verringern.
Es werden ebenfalls dieselben Wirkungen wie in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel erhalten.
Der letzte Wert Tm*_b_(n-1) des Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswerts vor der Korrektur kann anstelle des letzten Werts Tm*_(n-1) des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts verwendet werden. Der letzte Wert Tm*_b_(n-1) des Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswerts vor der Korrektur ist in einem Konzept des letzten bzw. neuesten Werts eines Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts enthalten.
Der Stromsensor 31 kann weggelassen werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
5 stellt eine Steuervorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Wie in 5 dargestellt ist, beinhaltet eine Steuervorrichtung 43 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen ersten Eingangswertberechnungsabschnitt 150 zusätzlich zu der Konfiguration der Steuervorrichtung 42 in dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der erste Eingangswertberechnungsabschnitt 150 beinhaltet den erste Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 53 und einen ersten Gewichtungsberechnungsabschnitt 155.
Der erste Gewichtungsberechnungsabschnitt 155 berechnet einen gewichteten Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm*_w, der der erste Eingangswert ist, auf der Grundlage des letzten Werts Tm*_(n-1) des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts und des ersten Zuverlässigkeitswerts C1. Der gewichtete Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm*_w wird unter Verwendung eines Ausdrucks (10) berechnet. Ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel repräsentiert Wm in dem Ausdruck (10) einen Gewichtungskoeffizienten entsprechend dem ersten Zuverlässigkeitswert C1. Tm*_w = Tm*_(n-1) < Wm (10)
Der Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 schätzt die Lenkwellenlast Tx unter Verwendung des gewichteten Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm*_w anstelle des Unterstützungsdrehmomentgewichtungswerts Tm_w ab.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Rückkopplungssteuerung auf der Grundlage der Phasenströme Iu, Iv, Iw, die durch den Stromsensor 31 erfasst wurden, durchgeführt. Wenn der Stromsensor 31 in einem normalen Zustand ist, haben die Phasenströme Iu, Iv, Iw Werte, die dem Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm* folgen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann, wenn der letzte Wert Tm*_(n-1) des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird, der Gewichtungskoeffizient Wm für den letzten Wert Tm*_(n-1) des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts, der zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird, in Übereinstimmung mit den Zuverlässigkeitswert C1 des Stromsensors 31 geändert.
In Übereinstimmung mit dieser Konfiguration werden dieselben Wirkungen wie in den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen erhalten.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht anstelle des ersten Gewichtungsberechnungsabschnitts 55 der erste Gewichtungsberechnungsabschnitt 155 dem Gewichtsänderungsabschnitt. Andere Komponenten sind dieselben wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
6 stellt eine Steuervorrichtung in einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Wie in 6 dargestellt ist, ist der zweite Eingangswertberechnungsabschnitt 60 aus der Konfiguration einer Steuervorrichtung 44 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weggelassen. Ein Befehlswertberechnungsabschnitt 160 beinhaltet einen Lenkdrehmomentberechnungsabschnitt 83 und eine Sollfolgersteuereinrichtung 84 anstelle des Grunddrehmomentberechnungsabschnitts 82.
Der Lenkdrehmomentberechnungsabschnitt 83 berechnet den Lenkdrehmomentbefehlswert Ts* auf der Grundlage der Lenkwellenlast Tx.
Die Sollfolgersteuereinrichtung 84 berechnet den Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswert durch Durchführen einer Rückkopplungsberechnung auf der Grundlage des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts, der durch den Drehmomentsensor 32 erfasst wurde, und des Lenkdrehmomentbefehlswerts Ts*, damit der tatsächliche Lenkdrehmomenterfassungswert Ts dem Lenkdrehmomentbefehlswert Ts* folgt.
Der Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 empfängt einen letzten Wert Ts*_(n-1) des Lenkdrehmomentbefehlswerts und berechnet die Lenkwellenlast Tx unter Verwendung des letzten Werts Ts*_(n-1) des Lenkdrehmomentbefehlswerts anstelle des Lenkdrehmomentgewichtungswerts Ts_w. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Rückkopplungssteuerung durchgeführt, und wird der Lenkdrehmomentbefehlswert Ts* zu einem Wert, der dem Lenkdrehmomenterfassungswert Ts entspricht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der letzte Wert Ts*_(n-1) des Lenkdrehmomentbefehlswerts als der Drehmomententsprechungswert angenommen, und wird zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet.
Die Steuervorrichtung 44 beinhaltet den Lenkdrehmomentberechnungsabschnitt 83, die Sollfolgersteuereinrichtung 84, den Korrekturdrehmomentberechnungsabschnitt 85 und den Addierer 86.
Der Lenkdrehmomentberechnungsabschnitt 83 berechnet den Lenkdrehmomentbefehlswert Ts* auf der Grundlage der Lenkwellenlast Tx.
Die Sollfolgersteuereinrichtung 84, der Korrekturdrehmomentberechnungsabschnitt 85 und der Addierer 86 berechnen den Unterstützungsdrehmomentbefehlswert Tm* für den Antrieb des Motors 15 auf der Grundlage des Lenkdrehmomentbefehlswerts Ts* und des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Lenkdrehmomentbefehlswert Ts auf der Grundlage der Lenkwellenlast Tx berechnet. Daher kann eine gemeinsame Steuerung mit Bezug zu der Berechnung des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts Tm* unabhängig von der Konfiguration des Säulenabschnitts C und des Lastabschnitts L implementiert werden. Demgemäß kann es möglich sein, den Arbeitsaufwand zur Anpassung für jeden Fahrzeugtyp zu reduzieren.
Die Lenkwellenlast Tx wird auf der Grundlage des letzten Werts Ts*_(n-1) des Lenkdrehmomentbefehlswerts abgeschätzt. Der Drehmomententsprechungswert ist der letzte Wert Ts*_(n-1) des Lenkdrehmomentbefehlswerts.
Dieselben Wirkungen wie in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel werden erhalten.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Lenkdrehmomentberechnungsabschnitt 83 einem Lenkdrehmomentbefehlswertberechnungsabschnitt, und entsprechen die Sollfolgersteuereinrichtung 84, der Korrekturdrehmomentberechnungsabschnitt 85 und der Addierer dem Unterstützungsdrehmomentbefehlswertberechnungsabschnitt.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
7 stellt eine Steuervorrichtung in einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Wie in 7 dargestellt ist, beinhaltet eine Steuervorrichtung 45 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen zweiten Eingangswertberechnungsabschnitt 160 zusätzlich zu der Konfiguration der Steuervorrichtung 44 in dem vierten Ausführungsbeispiel. Der zweite Eingangswertberechnungsabschnitt 160 beinhaltet den zweiten Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 63 und einen zweiten Gewichtungsberechnungsabschnitt 165.
Der zweite Gewichtungsberechnungsabschnitt 165 berechnet einen gewichteten Lenkrehmomentbefehlswert Ts*_w als den zweiten Eingangswert auf der Grundlage des letzten Werts Ts*_(n-1) des Lenkdrehmomentbefehlswerts und des zweiten Zuverlässigkeitswerts C2. Der gewichtete Lenkdrehmomentbefehlswert Ts*_w wird unter Verwendung eines Ausdrucks (11) berechnet. Der gewichtete Lenkdrehmomentbefehlswert Ts*_w kann als ein gewichteter Lenkdrehmomentbefehlswert nach einer Gewichtung bezeichnet werden. Ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel repräsentiert Ws in dem Ausdruck (11) einen Gewichtungskoeffizienten entsprechend dem zweiten Zuverlässigkeitswert C2. Ts*_w = Ts*_(n-1) × Ws (11)
Der Lenkwellenlastabschätzabschnitt 81 schätzt die Lenkwellenlast Tx unter Verwendung des gewichteten Lenkdrehmomentbefehlswerts Ts*_w anstelle des Lenkdrehmomentgewichtungswerts Ts_w ab.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Rückkopplungssteuerung auf der Grundlage des Lenkdrehmomenterfassungswerts Ts, der durch den Drehmomentsensor 32 erhalten wird, durchgeführt. Wenn der Drehmomentsensor 32 in einem normalen Zustand ist, hat der Lenkdrehmomenterfassungswert Ts einen Wert, welcher dem Lenkdrehmomentbefehlswert Ts* folgt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann, wenn der letzte Wert Ts*_(n-1) des Lenkdrehmomentbefehlswerts zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird, der Gewichtungskoeffizient Ws für den letzten Wert Ts*_(n-1) des Lenkdrehmomentbefehlswerts, der zum Abschätzen der Lenkwellenlast Tx verwendet wird, in Übereinstimmung mit dem Zuverlässigkeitswert C2 des Drehmomentsensors 32 geändert.
Dieselben Wirkungen wie in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel werden erhalten.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht anstelle des zweiten Gewichtungsberechnungsabschnitts 65 der zweite Gewichtungsberechnungsabschnitt 165 dem Gewichtsänderungsabschnitt. Andere Komponenten sind dieselben wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
(Andere Ausführungsbeispiele)
(1) Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt und Gewichtsänderungsabschnitt
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Zuverlässigkeit jedes des Stromsensors, des Drehmomentsensors und des Drehwinkelsensors berechnet, und wird die Gewichtung eines zum Abschätzen der Lenkwellenlast verwendeten Werts in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit geändert. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Zuverlässigkeit von zumindest einem des Stromsensors, des Drehmomentsensors und des Drehwinkelsensors berechnet werden, und kann ein Teil der Berechnung der Zuverlässigkeit und der Berechnung des Gewichtungskoeffizienten in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit weggelassen sein.
Dies gilt für die zweiten bis fünften Ausführungsbeispiele.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel entsprechen der Zählwert des Fehlfunktionszählers, der Zählwert des Rückkehrzählers und der Zustand des Fehlfunktionsflags einem Abnormalitätserfassungszustand. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein Teil des Zählwerts des Fehlfunktionszählers, des Zählwert des Rückkehrzählers und des Zustands des Fehlfunktionsflags weggelassen sein. Andere Parameter als der Zählwert des Fehlfunktionszählers, der Zählwert des Rückkehrzählers oder das Fehlfunktionsflag können dem Abnormalitätserfassungszustand entsprechen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird dann, wenn ein Sensor zu dem normalen Zustand zurückkehrt, ohne dass die Fehlfunktion des Sensors bestätigt ist bzw. wird, nachdem die Abnormalität des Sensors erfasst ist, die Gewichtung eines zum Abschätzen der Lenkwellenlast verwendeten Werts nicht notwendigerweise in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit geändert. Zum Beispiel kann der Gewichtungskoeffizient nahe an einem normalen Wert festgelegt sein, um eine schnelle Änderung zu beschränken.
(2) Lenkwellenlastabschätzabschnitt
In dem ersten Ausführungsbeispiel schätzt der Lenkwellenlastabschätzabschnitt die Lenkwellenlast unter Verwendung des Unterstützungsdrehmoments als den Stromentsprechungswert, des Lenkdrehmoments als den Drehmomententsprechungswert und der Säulenwellenwinkelgeschwindigkeit als den Drehwinkelerfassungswert ab.
In dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel schätzt der Lenkwellenlastabschätzabschnitt die Lenkwellenlast unter Verwendung des letzten Werts des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts als den Stromentsprechungswert, des Lenkdrehmoment als den Drehmomententsprechungswert und der Säulenwellenwinkelgeschwindigkeit als den Drehwinkelerfassungswert ab.
In dem vierten und dem fünften Ausführungsbeispiel schätzt der Lenkwellenlastabschätzabschnitt die Lenkwellenlast unter Verwendung des Unterstützungsdrehmoments als den Stromentsprechungswert, des letzten Werts des Lenkdrehmomentbefehlswerts als den Drehmomententsprechungswert und der Säulenwellenwinkelgeschwindigkeit als den Drehwinkelerfassungswert ab.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Lenkwellenlastabschätzabschnitt die Lenkwellenlast unter Verwendung des letzten Werts des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts als den Stromentsprechungswert, des letzten Werts des Lenkdrehmomentbefehlswerts als den Drehmomententsprechungswert und der Säulenwellenwinkelgeschwindigkeit als den Drehwinkelerfassungswert abschätzen.
In dem Ausführungsbeispiel repräsentiert der Stromentsprechungswert das Unterstützungsdrehmoment oder den Unterstützungsdrehmomentbefehlswert. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann, solange der Stromentsprechungswert einen Wert entsprechend einem Erfassungswert des Stromsensors repräsentiert, der Stromentsprechungswert ein anderer Wert als das Unterstützungsdrehmoment oder der Unterstützungsdrehmomentbefehlswert sein.
In dem Ausführungsbeispiel repräsentiert der Drehmomententsprechungswert das Lenkdrehmoment oder den Lenkdrehmomentbefehlswert. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann, solange der Drehmomententsprechungswert einen Wert entsprechend einem Erfassungswert von dem Drehmomentsensor repräsentiert, der Drehmomententsprechungswert ein anderer Wert als das Lenkdrehmoment oder der Lenkdrehmomentbefehlswert sein.
In dem Ausführungsbeispiel repräsentiert der Drehwinkelentsprechungswert die Säulenwellenwinkelgeschwindigkeit. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann, solange der Drehwinkelentsprechungswert einen Wert entsprechend einem Erfassungswert von den Drehwinkelsensor repräsentiert, der Drehwinkelentsprechungswert ein anderer Wert als die Säulenwellenwinkelgeschwindigkeit sein, wie beispielsweise eine Säulenwellenwinkelbeschleunigung.
(3) Unterstützungsdrehmomentbefehlswertberechnungsabschnitt
In den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen wird der Unterstützungsdrehmomentbefehl auf der Grundlage der Lenkwellenlast berechnet. In einem anderen Ausführungsbeispiel, in den Konfigurationen der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele, wie in dem vierten Ausführungsbeispiel dargestellt, kann der Lenkdrehmomentbefehlswert auf der Grundlage der Lenkwellenlast berechnet werden, und kann der Unterstützungsdrehmomentbefehlswert auf der Grundlage des Lenkdrehmomentbefehlswerts berechnet werden.
In dem vierten und dem fünften Ausführungsbeispiel wird der Lenkdrehmomentbefehlswert auf der Grundlage der Lenkwellenlast berechnet, und wird der Unterstützungsdrehmomentbefehlswert auf der Grundlage des Lenkdrehmomentbefehlswerts berechnet. In einem anderen Ausführungsbeispiel, in den Konfigurationen des vierten und des fünften Ausführungsbeispiels, wie in dem fünften Ausführungsbeispiel dargestellt, kann der Unterstützungsdrehmomentbefehlswert auf der Grundlage der Lenkwellenlast berechnet werden, und kann der zum Abschätzen der Lenkwellenlast verwendete Lenkdrehmomentbefehlswert unabhängig von der Berechnung des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts berechnet werden.
In dem Ausführungsbeispiel wird der Unterstützungsdrehmomentbefehl durch Addieren des Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswerts und des Korrekturdrehmoments unter Verwendung des Addierer berechnet. In einem anderen Ausführungsbeispiel können der Korrekturdrehmomentberechnungsabschnitt und der Addierer weggelassen sein, und kann der Grundunterstützungsdrehmomentbefehlswert als der Unterstützungsdrehmomentbefehl verwendet werden. Der Grundunterstützungsdrehmomentberechnungsabschnitt 82 oder die Sollfolgersteuereinrichtung 84 können als der Unterstützungsdrehmomentbefehlswertberechnungsabschnitt arbeiten.
(4) Elektrisches Servolenkungssystem
Das elektrische Servolenkungssystem in dem Ausführungsbeispiel ist ein sogenanntes elektrisches Säulenunterstützungs-Servolenkungssystem, das das Unterstützungsdrehmoment des Motors auf die Säulenwelle überträgt bzw. beaufschlagt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein elektrisches Servolenkungssystem dazu konfiguriert sein, dass Unterstützungsdrehmoment auf andere Abschnitte als die Säulenwelle bzw. Lenksäule zu beaufschlagen, und kann zum Beispiel ein elektrisches ”Zahnstangenunterstützung”-Servolenkungssystem sein, dass das Unterstützungsdrehmoment des Motors auf die Zahnstangenwelle überträgt bzw. beaufschlagt.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, und die Erfindung kann in verschiedenen Formen realisiert werden, insoweit als die verschiedenen Formen nicht von dem Inhalt der vorliegenden Offenbarung bzw. Erfindung abweichen.
Während die Ausführungsbeispiele, die Konfigurationen und die Ausführungsformen der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung und Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele derselben beschrieben wurden, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und Anordnungen beschränkt ist. Die Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken.
Während die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen beschrieben wurden, liegen darüber hinaus andere Konfigurationen und Konfigurationen, einschließlich mehr oder weniger Elementen, oder nur eines Elements, ebenfalls innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung und Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-126822 A [0001]

Claims

Steuervorrichtung, die einen Motor (15) eines elektrischen Servolenkungssystems (1) steuert, das beinhaltet: eine Eingangswelle (11), die mit einem durch einen Fahrer gedrehten Lenkelement (10) verbunden ist; eine Säulenwelle (12), die an einer dem Lenkelement gegenüberliegenden Position mit der Eingangswelle verbunden ist; eine Dreheinrichtung (17), die einen Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus beinhaltet, der die Drehbewegung der Säulenwelle in eine Hin- und Her-Bewegung umwandelt und ein Rad (20) dreht; und den Motor (15), der ein Unterstützungsdrehmoment erzeugt, das die Drehung des Lenkelements unterstützt, wobei die Steuervorrichtung beinhaltet: einen Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt (53, 63, 73), der eine Zuverlässigkeit berechnet in Übereinstimmung mit einem Abnormalitätserfassungszustand für zumindest einen eines Stromsensors (31), der einen Erregungsstrom für den Motor erfasst, eines Drehmomentsensors (32), der ein Lenkdrehmoment erfasst, und eines Drehwinkelsensors (33), der einen Drehwinkel des Motors erfasst; einen Lenkwellenlastabschätzabschnitt (81), der eine Lenkwellenlast abschätzt unter Verwendung eines Stromentsprechungswerts, der einem Erfassungswert von dem Stromsensor entspricht, eines Drehmomententsprechungswerts, der einem Erfassungswert von dem Drehmomentsensor entspricht, und eines Drehwinkelentsprechungswerts, der einem Erfassungswert von dem Drehwinkelsensor entspricht; und einen Gewichtänderungsabschnitt (55, 65, 75, 155, 165), der in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit eine Gewichtung der drei Werte einschließlich des Stromentsprechungswerts, des Drehmomententsprechungswerts, und des Drehwinkelentsprechungswerts ändert, wobei die Gewichtung der drei Werte einem Sensor entspricht, dessen Abnormalität erfasst wird, und wobei die Gewichtung zur Abschätzung der Lenkwellenlast verwendet wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der während einer Zeitspanne ab dann, wenn die Abnormalität zumindest eines des Stromsensors, des Drehmomentsensors und des Drehwinkelsensors erfasst wird, bis dann, wenn die Abnormalität als eine Fehlfunktion bestätigt wird, in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit der Gewichtänderungsabschnitt langsam den Stromentsprechungswert, den Drehmomententsprechungswert oder den Drehwinkelentsprechungswert verringert, der einem Sensor entspricht, dessen Abnormalität erfasst wird und zum Abschätzen der Lenkwellenlast verwendet wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der: dann, wenn die Abnormalität von zumindest einem des Stromsensors, des Drehmomentsensors und des Drehwinkelsensors erfasst wird, wenn eine vorbestimmte Zeitmenge verstreicht, ohne dass eine Fehlfunktion bestätigt wird, und wenn der zumindest eine des Stromsensors, des Drehmomentsensors und des Drehwinkelsensors zu einem normalen Zustand zurückkehrt, der Gewichtänderungsabschnitt langsam den Stromentsprechungswert, den Drehmomententsprechungswert oder den Drehwinkelentsprechungswert innerhalb eines Bereichs bis auf einen normalen Wert erhöht, wobei der Stromentsprechungswert, der Drehmomententsprechungswert oder der Drehwinkelentsprechungswert einem Sensor entspricht, bei dem die Abnormalität erfasst ist, aber nicht als eine Fehlfunktion bestätigt ist, und zum Abschätzen der Lenkwellenlast verwendet wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der: der Stromentsprechungswert einen Unterstützungsdrehmomenterfassungswert repräsentiert, der auf der Grundlage eines Erfassungswerts von dem Stromsensor berechnet wurde.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der: der Stromentsprechungswert einen letzten Wert eines Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts repräsentiert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der: der Drehmomententsprechungswert einen durch den Drehmomentsensor erhaltenen Lenkdrehmomenterfassungswert repräsentiert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der: der Drehmomentunterstützungswert einen letzten Wert eines Lenkdrehmomentbefehlswerts repräsentiert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der: der Motor mit der Säulenwelle verbunden ist; und der Drehwinkelentsprechungswert einen Erfassungswert einer Drehwinkelgeschwindigkeit der Säulenwelle repräsentiert, wobei der Erfassungswert auf der Grundlage eines anderen Erfassungswerts von dem Drehwinkelsensor berechnet wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner beinhaltend: einen Unterstützungsdrehmomentbefehlswertberechnungsabschnitt (82, 85, 86), der einen Unterstützungsdrehmomentbefehlswert zum Ansteuern des Motors auf der Grundlage der Lenkwellenlast berechnet.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner beinhaltend: einen Lenkdrehmomentbefehlswertberechnungsabschnitt (83), der einen Lenkdrehmomentbefehlswert auf der Grundlage der Lenkwellenlast berechnet; und einen Unterstützungsdrehmomentwertberechnungsabschnitt (84, 85, 86), der einen Unterstützungsdrehmomentbefehlswert zum Ansteuern des Motors auf der Grundlage des Lenkdrehmomentbefehlswerts und des Lenkdrehmoments berechnet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 9, bei der: der Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt ermittelt, ob zumindest einer des Stromsensors, des Drehmomentsensors und des Drehwinkelsensors in dem Abnormalitätserfassungszustand ist; der Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt einen Erfassungswert von dem Stromsensor, dem Drehmomentsensor und dem Drehwinkelsensor empfängt; die abgeschätzte Lenkwellenlast, welche durch den Lenkwellenlastabschätzabschnitt abgeschätzt wird, an den Unterstützungsdrehmomentwertberechnungsabschnitt ausgegeben wird; und der Motor auf der Grundlage des Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts gesteuert wird.