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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Anmeldung mit der Nr. 10-2015-0141932 nach 35 U.S.C 119(a), die am 12. Oktober 2015 eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme miteingeschlossen ist.
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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems, das die Größe des Stoßes aufgrund einer Kollision zwischen einem Stoppelement bzw. Anschlagelement einer Zahnstange und einem IBJ-Sockel (Gehäuse) einer Getriebeeinrichtung reduziert.
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2. Stand der Technik
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Als ein Hilfsservosystem zur Verringerung der unterstützenden Lenkkraft eines Fahrers zum Zeitpunkt des Steuerns eines Fahrzeugs werden ein hydraulisches Servolenksystem, das einen Hydraulikdruck in einer hydraulischen Pumpe aufbaut und die unterstützende Lenkkraft unterstützt, und ein motorangetriebenes Servolenksystem (im Weiteren als ein "MDPS" bezeichnet) verwendet, das die unterstützende Lenkkraft unter Anwendung eines Antriebsmoments eines Elektromotors beisteuert.
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Das MDPS stellt ein verbessertes Lenkverhalten und ein verbessertes Lenkgefühl im Vergleich zu dem hydraulischen Servolenksystem bereit, da der Elektromotor des MDPS automatisch in Übereinstimmung mit Fahrbedingungen des Fahrzeugs gesteuert wird und das MDPS führt eine Funktion derart aus, dass eine Unterstützung für die unterstützende Lenkkraft entsprechend der Lenkradbetätigung des Fahrers bereitgestellt wird.
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Wenn jedoch im Falle eines MDPS des Stands der Technik ein Fahrer einen Lenkvorgang mit vollem Einschlag nach links oder nach rechts ausführt, können ein Anschlagselement der mit einer Lenkwelle verbundenen Zahnstange und ein IBJ-Sockel (Gehäuse) einer Getriebeeinrichtung miteinander in Kontakt kommen. Dieser Kontakt kann Geräusche und Schwingungen des Fahrzeugs selbst hervorrufen, wodurch dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl vermittelt wird, und es kann auch die Lebensdauer des Fahrzeugs aufgrund der mechanischen Schäden verkürzt werden.
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Der Stand der Technik der vorliegenden Offenbarung ist in dem
koreanischen Patent mit der Einreichungs-Nr. 10-0247334 offenbart, das am 10. Dezember 1999 mit dem Titel "Elektrische Servolenkung" eingetragen wurde.
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ÜBERBLICK
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung richten sich an ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems, das den Stoß, der durch eine Kollision zwischen einem Anschlagselement einer Zahnstange und einem IBJ-Sockel (Gehäuse) einer Getriebeeinrichtung hervorgerufen wird, reduziert, wenn ein Fahrer das Lenkrad mit vollem Ausschlag betätigt, wodurch Geräusche aufgrund des Stoßes reduziert werden und wodurch mechanische Schäden von Komponenten verhindert werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zur Steuerung eines motorangetriebenen Lenksystems aufweisen: Einstellen bzw. Festlegen eines Referenzpunktes eines Motorwinkels mittels einer Steuereinheit; Abschätzen, durch die Steuereinheit, einer Lenkwinkelgeschwindigkeit und eines Lenkwinkels unter Verwendung des Referenzpunktes; Ermitteln durch die Steuereinheit, ob der Lenkwinkel in dem vorbestimmten Einstellbereich liegt; und Steuern mittels der Steuereinheit eines Ausgangsmoments des motorangetriebenen Lenksystems unter Verwendung der Lenkwinkelgeschwindigkeit und des Lenkwinkels, wenn der Lenkwinkel innerhalb des Einstellbereichs liegt.
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Der Vorgang des Festlegens eines Referenzpunktes eines Motorwinkels kann beinhalten: Ermitteln, ob ein Lenkwinkelsensor fehlerhaft ist oder nicht, nachdem eine Zündung eines Fahrzeugs eingeschaltet ist, und Festlegen des Referenzpunktes des Motorwinkels unter Anwendung eines von dem Lenkwinkelsensor eingespeisten Lenkwinkels oder eines Lenkwinkels, der gespeichert ist, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, gemäß einem Ergebnis der Ermittlung.
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Bei der Einstellung bzw. Festlegung des Referenzpunktes des Motorwinkels wird als Ergebnis der Ermittlung, ob der Lenkwinkelsensor fehlerhaft ist oder nicht, im Falle, dass der Lenkwinkelsensor in einem normalen Zustand ist, der Referenzpunkt des Motorwinkels auf einen Winkel festgelegt, der dem Lenkwinkel entspricht, der von dem Lenkwinkelsensor eingespeist wird.
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Bei der Festlegung des Referenzpunktes des Motorwinkels wird als Folge der Ermittlung, ob der Lenkwinkelsensor fehlerhaft ist oder nicht, im Falle, dass der Lenkwinkelsensor in einem Fehlerzustand ist, der Referenzpunkt des Motors unter Anwendung des Lenkwinkels festgelegt, der gespeichert ist, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist.
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Der Vorgang des Festlegens eines Referenzpunktes eines Motorwinkels kann beinhalten: Ermitteln, ob das Fahrzeug in einem geradlinigen Bewegungszustand ist, und wenn das Fahrzeug in dem geradlinigen Bewegungszustand ist, Festlegen des aktuellen Lenkwinkels auf "0", als Folge der Ermittlung, Ermitteln, ob ein Fehler zwischen dem aktuellen Lenkwinkel und dem Lenkwinkel, der gespeichert ist, wenn die Zündung des Fahrzeugs abgeschaltet ist, gleich oder größer als ein Einstellfehler ist, und wenn der Fehler des Lenkwinkels gleich oder größer als der Einstellfehler als Ergebnis der Ermittlung ist, Festlegen des Referenzpunktes des Motorwinkels auf der Grundlage des aktuellen Lenkwinkels, und wenn der Fehler des Lenkwinkels kleiner als der Einstellfehler als Ergebnis der Ermittlung ist, Festlegen des Referenzpunktes des Motorwinkels auf der Grundlage des Lenkwinkels, der gespeichert ist, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist.
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Bei der Steuerung des Ausgangsmoments des motorangetriebenen Lenksystems nimmt das Ausgangsmoment mit Zunahme des Lenkwinkels ab.
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Der Vorgang des Steuerns eines Ausgangsmoments des motorangetriebenen Lenksystems umfasst: Erfassen einer vorbestimmten aktuellen Entkopplungszunahme, die der Lenkwinkelgeschwindigkeit und dem Lenkwinkel entspricht, und Kompensieren des Ausgangsmoments des motorangetriebenen Lenksystems durch Anwendung der aktuellen Entkopplungszunahme auf das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Lenksystems.
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Der Vorgang des Steuerns eines Ausgangsmoments des motorangetriebenen lenksystems kann ferner umfassen: Erfassen einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung, die einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, und Kompensieren des Ausgangsmoments des motorangetriebenen Lenksystems durch Anwendung der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung auf das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Lenksystems.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Vorrichtung zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems aufweisen: einen Lenkwinkelsensor zur Erfassung eines Lenkwinkels eines Lenkrads; eine Steuereinheit zur Einstellung bzw. Festlegung eines Referenzpunktes eines Motorwinkels auf der Grundlage des Lenkwinkels, zur Abschätzung einer Lenkwinkelgeschwindigkeit und eines Lenkwinkels unter Anwendung des Referenzpunktes, und wenn der abgeschätzte Lenkwinkel in einem vorbestimmten Einstellbereich enthalten ist, zur Steuerung eines Ausgangsmoments des motorangetriebenen Lenksystems unter Anwendung der abgeschätzten Lenkwinkelgeschwindigkeit und des abgeschätzten Lenkwinkels.
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Bei der Festlegung des Referenzpunktes des Motorwinkels ermittelt die Steuereinheit, ob der Lenkwinkelsensor fehlerhaft ist oder nicht, nachdem eine Zündung eines Fahrzeugs eingeschaltet ist, und legt den Referenzpunkt des Motors unter Verwendung eines aus dem Lenkwinkelsensor eingespeisten Lenkwinkels oder eines Lenkwinkels fest, der gespeichert ist, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, wobei dies entsprechend einem Ergebnis der Ermittlung erfolgt.
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Bei der Festlegung des Referenzpunktes des Motorwinkels legt, wenn der Lenkwinkelsensor in einem normalen Zustand ist, die Steuereinheit den Referenzpunkt des Motors in Reaktion auf den Lenkwinkel fest, der aus dem Lenkwinkelsensor eingespeist wird, und wenn der Lenkwinkelsensor in einem fehlerhaften Zustand ist, legt die Steuereinheit den Referenzpunkt des Motors unter Anwendung des Lenkwinkels fest, der gespeichert ist, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist.
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Bei der Festlegung des Referenzpunktes des Motorwinkels ermittelt, wenn das Fahrzeug in dem geradlinigen Bewegungszustand ist, die Steuerung den aktuellen Lenkwinkel auf "0" fest, und die Steuereinheit ermittelt, ob ein Fehler zwischen dem aktuellen Lenkwinkel und dem Lenkwinkel, der gespeichert ist, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, gleich oder größer als ein Einstellfehler ist, und wenn der Fehler des Lenkwinkels gleich oder größer als ein Einstellfehler als Folge der Ermittlung ist, dann legt die Steuereinheit den Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des aktuellen Lenkwinkels fest, und wenn der Fehler des Lenkwinkels kleiner als der Einstellfehler als Folge der Ermittlung ist, dann legt sie den Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des Lenkwinkels fest, der gespeichert ist, wenn die Zündung des Fahrzeugs abgeschaltet ist.
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Bei der Steuerung des Ausgangsmoments des motorangetriebenen Lenksystems erfasst die Steuereinheit eine vorbestimmte aktuelle Entkopplungszunahme, die der Lenkwinkelgeschwindigkeit und dem Lenkwinkel entspricht, und kompensiert das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Lenksystems, indem die aktuelle Entkopplungszunahme auf das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Lenksystems angewendet wird.
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Bei der Steuerung des Ausgangsmoments des motorangetriebenen Lenksystems erfasst die Steuereinheit eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung bzw. Fahrzeuggeschwindigkeitszunahme, die der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, und kompensiert das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Lenksystems, indem die Fahrzeuggeschwindigkeitszunahme auf das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Lenksystems angewendet wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diverse Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Konzepts gehen deutlicher aus den beigefügten Zeichnungen und der begleitenden detaillierten Beschreibung hervor, wobei:
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1 eine Blockansicht ist, die einen Aufbau einer Vorrichtung zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
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2 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
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3 eine Ansicht ist, die eine Änderung eines Ausgangsmoments gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die Zeichnungen nicht genau maßstabsgetreu sind und dass sie im Hinblick auf die Dicke von Linien oder die Größen von Komponenten nur zum Zwecke der besseren Beschreibung und der Klarheit übertrieben dargestellt sein können. Ferner werden die Begriffe, wie sie hierin verwendet sind, so definiert, dass sie die Funktionen der Erfindung berücksichtigen, und sie können entsprechend den Eigenheiten und den Absichten von Anwendern oder Bedienern geändert werden. Daher sollte die Bedeutung der Begriffe entsprechend der gesamten hierin dargelegten Offenbarung verstanden werden.
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1 ist eine Blockansicht, die einen Aufbau einer Vorrichtung zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Gemäß 1 umfasst die Vorrichtung zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Radgeschwindigkeitssensor 10, einen Drehmomentsensor 20, einen Lenkwinkelsensor 30, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 40, eine Steuereinheit 50 und einen Motor 60.
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In der Ausführungsform kann das motorangetriebene Servolenksystem (MDPS), das die unterstützende Lenkkraft unterstützt, unter Anwendung eines Antriebsmoments des Motors 60 als das motorangetriebene Servolenksystem verwendet werden. Das MDPS der Ausführungsform kann auf ein MDPS mit säulenartigem Antriebsmodus (C-MDPS) angewendet werden, in welchem der Motor 60 mit einer Lenkwelle (nicht dargestellt) kombiniert ist, es kann auf ein MDPS mit Zahnritzelantriebsmodus (P-MDPS) angewendet werden, in welchem der Motor 60 mit einem Zahnradritzel einer Hantierungswelle (nicht dargestellt) kombiniert ist, und es kann auf ein MDPS mit Zahnstangenantriebsmodus (R-MDPS) angewendet werden, in welchem der Motor 60 mit einer Zahnstange (nicht gezeigt) kombiniert ist, usw.
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Zum Zwecke der Darstellung wird in der Ausführungsform ein MDPS mit Zahnstangenantriebsmodus (R-MDPS) als ein Beispiel beschrieben.
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Generell ist der Zahnstangenantriebsmodus ein Antriebsmodus, in welchem ein Antriebsmoment des Motors 60 aufgenommen und eine Bewegung in Richtung der Welle einer Zahnstange (nicht dargestellt) hervorgerufen wird. Die Drehkraft des Motors 60 wird auf die Zahnstange übertragen und in eine geradlinige Bewegungskraft entlang einer Wellenrichtung der Zahnstange umgewandelt. Zu diesem Zweck werden ein Riemen, eine Rolle, Kugelmuttern, Lager, eine Zahnstange des Typs mit Kugelspindelumlauf, oder dergleichen verwendet. Anders ausgedrückt, die Kugelmuttern werden mit der Zahnstange in einem Zustand kombiniert, in welchem sie von dem Lager im Inneren einer Reduziereinheit gehalten werden, und es ist ein Antriebsrad an einer Antriebswelle des Motors 60 befestigt und ein angetriebenes Rad ist an der Kugelmutter, die mit der Zahnstange kombiniert ist, befestigt, um die Drehkraft zu übertragen. Das antreibende Rad auf Seite des Motors 60 und das angetriebene Rad auf Seite der Kugelmutter sind durch den Riemen miteinander verbunden, und die Drehkraft der Motors 60 wird über das Rad und den Riemen auf die Zahnstange übertragen. Dabei wird die Drehkraft des Motors 60 mittels eines Kugelspindelumlaufaufbaus der Kugelmutter und der Zahnstange in die geradlinige Antriebskraft der Zahnstange umgewandelt.
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Die Radgeschwindigkeitssensoren 10 sind an einem rechten Vorderrad (FR) und einem linken Vorderrad (FL) des Fahrzeugs entsprechend montiert, erfassen die Radgeschwindigkeit jeweils des rechten Vorderrads (FR) und des linken Vorderrads (FL), und speisen die erfasste Radgeschwindigkeit in die Steuereinheit 50 ein.
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Der Drehmomentsensor 20 erfasst ein Lenkmoment eines Lenkrads (nicht dargestellt) und gibt das erfasste Lenkmoment in die Steuereinheit 50 ein.
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Der Lenkwinkelsensor 30 erfasst einen Lenkwinkel des Lenkrads und leitet den erfassten Lenkwinkel der Steuereinheit 50 zu. Dabei ist der Lenkwinkelsensor 30 ein separater Lenkwinkelsensor, der separat zu dem MDPS vorgesehen ist. Der von dem separaten bzw. autarken Lenkwinkelsensor 30 erfasste Lenkwinkel kann zu der Zeit verwendet werden, wenn die Zündung eingeschaltet ist.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 40 erfasst eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und leitet die erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs der Steuereinheit 50 zu.
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Die Steuereinheit 50 berechnet ein Ausgangsmoment unter Anwendung des Lenkwinkels, des Lenkmoments, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Radgeschwindigkeit und prägt einen Strom, der dem Ausgangsmoment entspricht, in den Motor 60 ein, um die unterstützende Lenkkraft des Fahrers zu unterstützen.
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Wenn der Fahrer das Lenkrad voll einschlägt, reduziert die Steuereinheit 50 das Ausgangsmoment und begrenzt den Strom, der dem Motor 60 eingeprägt wird, und minimiert damit den Stoß, wenn der Lenkwinkel in einem vorgegebenen Einstellbereich liegt.
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Dabei bedeutet der Einstellbereich einen Bereich eines Lenkwinkels, unmittelbar bevor eine Kollision zwischen einem Anschlagselement der Zahnstange und einem IBJ-Sockel (Gehäuse) auftritt. Wenn der Lenkwinkel in dem Einstellbereich liegt, reduziert daher die Steuereinheit 50 den Stoß bzw. Aufschlag aufgrund der Kollision zwischen dem Anschlagselement der Zahnstange und dem IBJ-Sockel (Gehäuse), reduziert damit Geräusche aufgrund des Stoßes und verhindert eine mechanische Schädigung von Komponenten, indem das Ausgangsmoment begrenzt wird.
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Genauer gesagt, wenn eine Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet ist, ermittelt die Steuereinheit 50, ob der Lenksensor 30 in einem fehlerhaften Zustand ist oder nicht, und wenn der Lenksensor 30 in einem normalen Zustand ist, erhält die Steuereinheit 50 einen Lenkwinkel aus dem Lenkwinkelsensor 30 und korrigiert einen Versatz bzw. Offset eines Motorwinkels, d.h., sie legt einen Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des empfangenden Lenkwinkels fest.
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Danach schätzt die Steuereinheit 50 eine Lenkwinkelgeschwindigkeit und einen Lenkwinkel unter Berücksichtigung mechanischer Gegebenheiten, etwa des zuvor beschriebenen Motorwinkels (oder Referenzwert des Motorwinkels), der Reduziereinheit, einem C-Faktor der Zahnstange, und dergleichen ab. Dabei kann der aus dem Lenkwinkelsensor 30 eingespeiste Lenkwinkel einmal verwendet werden, wenn die Zündung eingeschaltet ist, und der abgeschätzte Lenkwinkel kann einer Zahnstangenposition entsprechen. Die Lenkwinkelgeschwindigkeit und der Lenkwinkel können aus einer Bedingung entsprechend den mechanischen Gegebenheiten bzw. Spezifikationen, etwa dem Motorwinkel (oder dem Referenzwert des Motorwinkels), der Reduziereinheit, dem C-Faktor der Zahnstange, und dergleichen mittels einer Steuerlogik abgeschätzt werden, die in dem Fahrzeug im Voraus eingestellt ist, wobei dies keine Einschränkung ist, oder kann durch diverse bekannte oder nicht bekannte Verfahren abgeschätzt werden. Im Weiteren werden die abgeschätzte Lenkwinkelgeschwindigkeit und der Lenkwinkel verwendet.
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Indessen ermittel nach der Abschätzung der Lenkwinkelgeschwindigkeit und des Lenkwinkels, wie dies zuvor beschrieben ist, die Steuereinheit 50, ob der abgeschätzte Lenkwinkel in dem vorgegebenen Einstellbereich enthalten ist. Als Ergebnis der Ermittlung liegt der Lenkwinkel innerhalb des vorgegebenen Einstellbereichs und die Steuereinheit 50 steuert das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Servolenksystems unter Anwendung der Lenkwinkelgeschwindigkeit, des Lenkwinkels und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
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Anders ausgedrückt, die Steuereinheit 50 berechnet das Ausgangsmoment unter Anwendung der Lenkwinkelgeschwindigkeit, des Lenkwinkels und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und gibt das berechnete Ausgangsmoment aus. Dabei erfasst die Steuereinheit 50 eine vorgegebene aktuelle Entkopplungszunahme bzw. einen Entkopplungsfaktor, die bzw. der der Lenkwinkelgeschwindigkeit und dem Lenkwinkel entspricht, erfasst eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitszunahme bzw. einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktor, die bzw. der der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, und kompensiert das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Servolenksystems durch Multiplikation des Ausgangsmoments des motorangetriebenen Servolenksystems mit dem aktuellen Entkopplungsfaktor und dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktor.
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In diesem Falle erfasst die Steuereinheit 50 den aktuellen Entkopplungsfaktor über eine zweidimensionale Nachschlagtabelle für den Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit. Wenn der aktuelle Entkopplungsfaktor reduziert wird, wird die Ausgangsleistung des Motors 60, d.h., das Antriebsmoment reduziert, so dass daher der Stoß aufgrund der Kollision des Anschlagselements der Zahnstange und des IBJ-Sockels (Gehäuses) der Getriebeeinrichtung reduziert werden kann.
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Des Weiteren erfasst die Steuereinheit 50 den vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktor, der der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktor macht es möglich, das Ausgangsmoment zu erhöhen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird. Folglich wird bei Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Anschlagsfunktion (RES) des Endes einer Zahnstange ausgelöst. Die RES-Funktion ist eine Funktion, um den Stoß in einem Zustand zu minimieren, in welchem das Fahrzeug, das das MDPS enthält, angehalten wird, wenn der Fahrer das Lenkrad mit vollem Ausschlag betätigt, indem der Zustand des vollen Ausschlags erkannt wird und ein Strom begrenzt wird, der dem Motor 60 eingeprägt wird, wobei ein Signal des Lenkwinkelsensors 30 von unmittelbar vor dem vollen Ausschlag verwendet wird.
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Indessen berechnet, wie zuvor beschrieben ist, im Falle der Kompensation des Ausgangsmoments unter Anwendung des aktuellen Entkopplungsfaktors und des Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktors die Steuereinheit 50 einen Strom, der den Motor 60 antreibt, im Hinblick auf die mechanischen Gegebenheiten des MDPS, etwa im Hinblick auf eine Drehmomentkonstante, ein Drehzahlreduktionsverhältnis, eine mechanische Effizienz, im Hinblick auf die Zahnstange, den C-Faktor, oder dergleichen, und prägt den berechneten Strom in den Motor 60 ein.
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Folglich wird das Moment der Lenksäule für den Fahrer sofort groß, und die Größe des Stoßes der Zahnstange wird reduziert. Wenn ferner das vom Fahrer auf die Lenksäule auszuübende Drehmoment entsprechend einer Belastung durch die Straßenoberfläche geändert wird, kann das Ausgangsmoment geändert werden, und daher kann der Betrag des Stoßes unabhängig von dem Zustand der Straßenoberfläche gesteuert werden.
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Wenn indessen in dem zuvor beschriebenen Vorgang der Lenksensor 30 in einem fehlerhaften Zustand ist, erfasst die Steuereinheit 50 den Lenkwinkel, der gespeichert ist, wenn die Zündung vorher ausgeschaltet war, und steuert das Lenken des Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Lenkwinkels. Dabei ermittelt die Steuereinheit 50, ob das Fahrzeug in einem geradlinigen Bewegungszustand ist, und wenn sich das Fahrzeug in dem geradlinigen Bewegungszustand befindet, legt die Steuereinheit 50 den aktuellen Lenkwinkel auf "0" fest.
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Dabei speichert die Steuereinheit 50 den Lenkwinkel für eine Abschaltung der Zündung im Hinblick auf einen Fehler des Lenkwinkelsensors 30, wie zuvor beschrieben ist. Der gespeicherte Lenkwinkel kann verwendet werden, um den Lenkwinkel im Hinblick auf einen Fehler des Lenkwinkelsensors 30 bei eingeschalteter Zündung abzuschätzen.
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Ferner kann ermittelt werden, ob das Fahrzeug sich in dem geradlinigen Bewegungszustand befindet, aufgrund dessen, ob das Fahrverhalten für 2 Sekunden oder länger beibehalten wird in einem Zustand, der allen drei Bedingungen genügt, d.h., dass eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs gleich oder größer als 60 km/h, ein Lenksäulendrehmoment gleich oder kleiner als 0,2 Nm ist, und eine Differenz einer Radgeschwindigkeit des linken Vorderrads und einer Radgeschwindigkeit des rechten Vorderrads gleich oder kleiner als 0,2 ist.
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Es sei angemerkt, dass die Ermittlung, ob sich das Fahrzeug in dem geradlinigen Bewegungszustand befindet, nicht auf die vorhergehende Ausführungsform beschränkt ist, und die Ermittlung auf viele Arten entsprechend den Anforderungen erfolgen.
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Wenn indessen das Fahrzeug sich in dem geradlinigen Bewegungszustand befindet, wie zuvor beschrieben ist, legt die Steuereinheit 50 den aktuellen Lenkwinkel auf "0" fest, ermittelt, ob ein Lenkwinkelfehler zwischen dem aktuellen Lenkwinkel und dem Lenkwinkel, der zum Zeitpunkt der abgeschalteten Zündung gespeichert ist, gleich oder größer als der Einstellfehler ist, und legt den Referenzpunkt des Motorwinkels entsprechend einem Ergebnis der Ermittlung fest.
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Anders ausgedrückt, wenn der Lenkwinkelfehler zwischen dem aktuellen Lenkwinkel und dem zum Zeitpunkt der abgeschalteten Zündung gespeicherten Lenkwinkel gleich oder größer als der Einstellfehler ist, legt die Steuereinheit 50 den Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des aktuellen Lenkwinkels fest, und wenn der Lenkwinkelfehler kleiner als der Einstellfehler ist, legt die Steuereinheit 50 den Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des Lenkwinkels fest, der zum Zeitpunkt der abgeschalteten Zündung des Fahrzeugs gespeichert ist.
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Dabei entspricht der Fall, dass der Lenkwinkelfehler kleiner als der Einstellfehler ist, einem Fall, wonach der Lenkwinkelfehler zwischen dem Lenkwinkel zum Zeitpunkt der abgeschalteten Zündung und einem tatsächlichen Lenkwinkel zum Zeitpunkt der eingeschalteten Zündung innerhalb des Einstellfehlers liegt. Da in diesem Falle der Lenkfehler innerhalb des Einstellfehlers liegt, kann der Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des Lenkwinkels zum Zeitpunkt der ausgeschalteten Zündung festgelegt werden.
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Der Fall, dass der Lenkwinkelfehler gleich oder größer ist als der Einstellfehler, entspricht einem Fall, dass der Lenkwinkelfehler zwischen dem Lenkwinkel zum Zeitpunkt der ausgeschalteten Zündung und dem tatsächlichen Lenkwinkel zum Zeitpunkt der eingeschalteten Zündung außerhalb des Einstellfehlers liegt und entspricht einem Fall, in welchem der Fahrer oder dergleichen mit Kraft das Lenkrad über den Einstellfehler hinaus in einem Zustand mit abgeschalteter Zündung betätigt. In diesem Falle wird der tatsächliche Lenkwinkel deutlich geändert, und daher wird der Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des aktuellen Lenkwinkels festgelegt.
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Dabei schätzt nach der Festlegung des Referenzpunktes des Motorwinkels die Steuereinheit 50 die Lenkwinkelgeschwindigkeit und den Lenkwinkel in der zuvor beschrieben Weise ab, und kompensiert das Ausgangsmoment auf der Grundlage der abgeschätzten Lenkwinkelgeschwindigkeit und des abgeschätzten Lenkwinkels.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug zu 2 und 3 detailliert beschrieben.
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2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines motorangetriebenen Servolenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und 3 ist eine Ansicht, die eine Änderung eines Ausgangsmoments gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Mit Verweis auf 2 und 1 ermittelt, wenn die Zündung eingeschaltet ist, die Steuereinheit 50, ob der Lenkwinkelsensor 30 in einem fehlerhaften Zustand ist (S20).
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Als Folge der Ermittlung im Schritt S20 empfängt, wenn der Lenkwinkelsensor 30 in einem normalen Zustand ist, die Steuereinheit 50 einen Lenkwinkel aus dem Lenkwinkelsensor 30 und korrigiert den Versatz des Motorwinkels, d.h., sie legt einen Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des empfangenen Lenkwinkels fest (S30).
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Danach schätzt die Steuereinheit 50 die Lenkwinkelgeschwindigkeit und den Lenkwinkel im Hinblick auf die mechanischen Spezifikationen, etwa einen Motorwinkel, eine Reduziereinheit, einen C-Faktor der Zahnstange, ab (S40), (S50).
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Nach der Abschätzung des Lenkwinkels in der zuvor beschriebenen Weise ermittelt die Steuereinheit 50, ob der Lenkwinkel in einem vorbestimmten Einstellbereich enthalten ist (S60).
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Als Ergebnis der Ermittlung im Schritt S60 berechnet, wenn der Lenkwinkel innerhalb des Einstellbereichs liegt, die Steuereinheit 50 ein Ausgangsmoment unter Anwendung eines Lenkwinkels, eines Lenkmoments und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Bei diesem Vorgang erfasst die Steuereinheit 50 einen aktuellen Entkopplungsfaktor über eine zweidimensionale Nachschlagtabelle für einen Lenkwinkel und eine Lenkwinkelgeschwindigkeit (S70), und erfasst ferner einen vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktor, der einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs entspricht (S80).
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Anschließend kompensiert die Steuereinheit 50 das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Servolenksystems durch Multiplikation des Ausgangsmoments mit dem aktuellen Entkopplungsfaktor und dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktor (S90).
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In diesem Fall erfasst die Steuereinheit 50 den aktuellen Entkopplungsfaktor über die zweidimensionale Nachschlagtabelle entsprechend dem Lenkwinkel und der Lenkwinkelgeschwindigkeit. Wenn der aktuelle Entkopplungsfaktor reduziert wird, wird die Ausgangsleistung des Motors 60 reduziert, und der Stoß aufgrund der Kollision zwischen dem Anschlagelement der Zahnstange und dem IBJ-Sockel (Gehäuse) der Getriebeeinrichtung kann reduziert werden.
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Wenn ferner das Ausgangsmoment unter Anwendung des aktuellen Entkopplungsfaktors und des Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktors kompensiert wird, berechnet die Steuereinheit 50 einen Strom, der dem Motor 60 eingeprägt wird, im Hinblick auf mechanische Spezifikationen des MDPS, etwa eine Drehmomentkonstante, ein Drehzahlreduktionsverhältnis, ein mechanischer Wirkungsgrad, die Zahnstange, der C-Faktor oder dergleichen, und prägt den berechneten Strom in den Motor 60 ein.
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Wenn gemäß 3 der Fahrer das Lenkrad bis zum Anschlag dreht, d.h., wenn das Lenkrad von –410 Grad bis –460 Grad ausgelenkt wird, wird das Ausgangsmoment um den Entkopplungsfaktor (einen aktuellen Entkopplungsfaktor, der durch den Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit erfasst wird, und einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktor, der entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird) reduziert, wodurch das Ausgangsmoment, d.h., das Drehmoment an der Lenksäule verringert wird, so dass das Drehmoment an der Lenksäule für den Fahrer sofort sehr groß wird. Dies führt zu einer Verringerung des Betrags des Stoßes der Zahnstange für den entsprechenden Lenkwinkel.
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Indessen erfasst als Ergebnis der Ermittlung im Schritt S20, wonach der Lenkwinkelsensor 30 in einem Fehlerzustand ist, die Steuereinheit 50 den Lenkwinkel, der zum Zeitpunkt der ausgeschalteten Zündung gespeichert ist (S100), und steuert das Lenken des Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Lenkwinkels.
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Dabei ermittelt die Steuereinheit 50, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gleich oder größer als 60 km/h ist, ob ein Drehmoment an der Lenksäule gleich oder kleiner als 0,2 Nm ist, ob eine Differenz der Radgeschwindigkeit des linken Vorderrads und der Radgeschwindigkeit des rechten Vorderrads gleich oder kleiner als 0,2 ist, und ob das Fahren für 2 Sekunden oder länger in einem Zustand beibehalten wird, in dem alle diese drei Bedingungen erfüllt sind. Auf der Grundlage der Ermittlung ermittelt die Steuereinheit 50, ob das Fahrzeug sich in einem geradlinigen Bewegungszustand befindet (S110), und wenn sich das Fahrzeug nicht in dem geradlinigen Bewegungszustand befindet, kehrt die Steuereinheit 50 zum Schritt S30 zurück.
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Wenn andererseits das Fahrzeug sich in dem geradlinigen Beweugnszustand befindet, legt die Steuereinheit 50 den aktuellen Lenkwinkel auf "0" fest (S120), ermittelt sie, ob der Lenkwinkelfehler gleich oder größer als der Einstellfehler ist, und legt den Referenzpunkt des Motorwinkels entsprechend dem Ergebnis der Ermittlung fest (S130). Wenn dabei der Lenkwinkelfehler gleich oder größer als der Einstellfehler ist, legt die Steuereinheit 50 den Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des aktuellen Lenkwinkels fest, und wenn der Lenkwinkelfehler kleiner als der Einstellfehler ist, legt die Steuereinheit 50 den Referenzpunkt des Motorwinkels auf der Grundlage des Lenkwinkels fest, der zum Zeitpunkt der ausgeschalteten Zündung des Fahrzeugs gespeichert ist.
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Nach Festlegung des Referenzpunktes des Motorwinkels schätzt die Steuereinheit 50 die Lenkwinkelgeschwindigkeit und den Lenkwinkel ab (S40, S50), und sie ermittelt nachfolgend, ob der Lenkwinkel in dem vorgegebenen Einstellbereich liegt (S60).
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Wenn als Ergebnis der Ermittlung im Schritt S60 der Lenkwinkel in dem Einstellbereich liegt, berechnet die Steuereinheit 50 das Ausgangsmoment und gibt dieses aus, und gleichzeitig erfasst sie den aktuellen Entkopplungsfaktor mittels einer zweidimensionalen Nachschlagtabelle für den Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit (S70), erfasst einen vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktor, der der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht (S80), und kompensiert das Ausgangsmoment des motorangetriebenen Servolenksystems, indem das Ausgangsmoment mit dem aktuellen Entkopplungsfaktor und dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfaktor multipliziert wird (S90).
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Wenn in der Ausführungsform der Fahrer das Lenkrad bis zum vollen Ausschlag betätigt, wird die Kollision zwischen dem Anschlagselement der Zahnstange und dem IBJ-Sockel (Gehäuse) der Getriebeeinrichtung verringert, und dadurch werden Geräusche aufgrund des Stoßes reduziert und es wird eine mechanische Beschädigung von Komponenten verhindert.
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Die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Konzepts sind zuvor für anschauliche Zwecke offenbart. Der Fachmann erkennt, dass diverse Modifizierungen, Hinzufügungen und Ergänzungen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich und dem Grundgedanken des erfindungsgemäßen Konzepts abzuweichen, wie es in den begleitenden Patentansprüchen offenbart ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2015-0141932 [0001]
- KR 10-0247334 [0006]
