DE102017126209B4

DE102017126209B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln eines Lenkdrehmoments

Info

Publication number: DE102017126209B4
Application number: DE102017126209.1A
Authority: DE
Inventors: Chan Jung Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2023-06-29
Anticipated expiration: 2037-11-10
Also published as: DE102017126209A1; KR102286847B1; US10661828B2; KR20180115047A; CN108688719B; CN108688719A; US20180297630A1

Abstract

Ein Verfahren eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments, wobei das Verfahren aufweist:Aufnehmen einer Information in einer Steuereinheit, welche einen Wert einer Gierrate (Wy) und einen Wert einer Seitenbeschleunigung (alat) eines Fahrzeuges aufweist, die in dem Fahrzeug in Echtzeit erfasst wurden,Ausführen einer Fehleranalyse an einem Drehmomentdetektor, welcher gestaltet ist, um das Lenkdrehmoment entsprechend einer vorbestimmten Analyselogik zu detektieren,Ermitteln und Berechnen eines Wertes einer Zahnstangenkraft in der Steuereinheit aus der aufgenommenen Information und Eigenwerten des Fahrzeugs durch Verwenden einer Modellgleichung eines vorbestimmten Modells eines Ermittelns der Zahnstangenkraft, undErzeugen eines ermittelten Wertes eines Lenkdrehmoments in der Steuereinheit entsprechend einem Lenkwinkel aufgrund einer Bedienung eines Lenkrades durch einen Fahrer aus dem ermittelten Wert der Zahnstangenkraft durch Verwenden eines vorbestimmten Wertes einer Verstärkung,wobei die Steuereinheit gestaltet ist, um das Ermitteln des Wertes der Zahnstangenkraft und das Erzeugen des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments auszuführen, wenn ein Fehler des Drehmomentdetektors durch die Fehleranalyse ermittelt wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ermitteln eines Lenkdrehmoments und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren, welche zum genauen Ermitteln und Berechnen eines Wertes eines Lenkdrehmoments gestaltet sind, das durch einen Fahrer nach einem Fehler oder einer Entfernung eines Drehmomentdetektors auf ein Lenkrad angewendet wird.
Beschreibung der verwandten Technik
Im Allgemeinen sind in der verwandten Technik bekannt: ein elektrisch unterstütztes Lenksystem, welches zum Verringern eines Drehmoments eines Fahrers bei einem Lenken eines Fahrzeuges gestaltet ist, ein hydraulisches Servolenkungssystem (Hydraulic Power Steering System, HPS-System), welches eine Lenkkraft des Fahrers durch Verwenden einer hydraulischen Kraft unterstützt, die durch eine hydraulische Pumpe erzeugt wird, und ein elektromotorbetriebenes Servolenkungssystem (Motor Driven Power Steering System, MDPS-System), welches eine Lenkkraft des Fahrers unterstützt durch Verwenden eines Ausgabe-Drehmoments (Stützdrehmoments) eines elektrischen Motors.
Unter den oben beschriebenen Systemen stellt das MDPS-System ein verbessertes Lenkverhalten und Lenkgefühl bereit im Vergleich zu dem hydraulischen Servolenkungssystem, da das MDPS-System eine Ausgabe des elektrischen Motors steuern kann, welcher für eine Lenkunterstützung entsprechend einer Fahrbedingung des Fahrzeuges gestaltet ist, wenn eine Lenkunterstützungsfunktion entsprechend einem Bedienen eines Lenkrades durch den Fahrer ausgeführt wird.
Dementsprechend wird das MDPS-System, welches eine Lenkunterstützungskraft ändern und steuern kann, die durch die Ausgabe des Elektromotors entsprechend einer Fahrbedingung erzeugt wird, weit verbreitet auf in letzter Zeit vermarktete Fahrzeuge angewendet.
Das MDPS-System kann gestaltet sein, so dass es eine Mehrzahl von Detektoren aufweist, welche aufweisen: einen Lenkwinkeldetektor, der zum Detektieren eines Lenkwinkels ((Lenk-)Säule-Eingabewinkel) entsprechend einer Bedienung des Lenkrades durch den Fahrer gestaltet ist, einen Drehmomentdetektor, welcher gestaltet ist zum Detektieren eines Lenkdrehmoments (eines Lenkrad-Drehmoments, eines (Lenk-)Säule-Drehmoments), welches durch das Lenkrad aufgenommen wird, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor, welcher gestaltet ist zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Radgeschwindigkeitsdetektor, einen Verbrennungsmotor-Drehzahl-Detektor, einen Gierdetektor, eine Steuereinheit (MDPS ECU) und einen Lenk-Elektromotor (MDPS-Elektromotor).
In der vorstehend beschriebenen Gestaltung ist die Steuereinheit gestaltet, eine Lenk-Eingabeinformation, welche zu dem Fahrer in Bezug steht und welche den Lenkwinkel, eine Lenkwinkelgeschwindigkeit und das Lenkdrehmoment aufweist, von den Detektoren aufzunehmen und zu erhalten und eine Fahrzeugzustandsinformation (aufzunehmen und zu erhalten), welche die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Radgeschwindigkeit, die Verbrennungsmotordrehung (-drehzahl) und die Gierrate aufweist, um einen Betrieb und eine Ausgabe des Lenk-Elektromotors zu steuern.
Hierbei zeigt der Lenkwinkel eine Position des Lenkrades an, und die Lenkwinkelgeschwindigkeit kann einen Wert der Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades anzeigen, welcher durch einen separaten Detektor erhalten wird oder aus einem anderen Signal eines Signals des Lenkwinkels (einem Signal des Lenkwinkeldetektors) erzeugt wird, und das Lenkdrehmoment zeigt ein Drehmoment an, welches durch den Fahrer auf das Lenkrad angewendet wird, das heißt, ein Eingabedrehmoment des Fahrers.
Momentan ist die Steuereinheit gestaltet, so dass sie eine Betriebskraft (Ausgabe) des Lenk-Elektromotors entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, und sie erzeugt ein Drehmoment, welches für eine Lenkunterstützung (nachstehend als „Stützdrehmoment“ bezeichnet) angepasst ist, und sie erhöht (z. B. verstärkt) die Ausgabe des Elektromotors, so dass der Fahrer das Lenkrad bei einer niedrigen Geschwindigkeit leicht bedienen kann, und sie verringert die Ausgabe des Elektromotors (z. B. schwächt sie ab), so dass der Fahrer das Lenkrad bei einer hohen Geschwindigkeit schwer bedienen kann, wodurch eine Fahrsicherheit des Fahrzeuges erhalten wird.
Bei einem Fahren des Fahrzeuges bei einer hohen Geschwindigkeit tritt keine Fahrstabilität auf, da eine riskante Situation selbst bei geringer Bedienung des Lenkrades auftreten kann, wenn das Lenkrad sehr leicht ist (z. B. leicht zu bedienen ist). Dementsprechend kann eine stabile Bedienung des Lenkrades erreicht werden durch Ändern einer Eigenschaft der Lenkunterstützung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und durch Unterstützen, um dem Fahrer zu erlauben, das Lenkrad bei einem Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit schwerer zu bedienen.
Im Allgemeinen wird die Ausgabe des Lenk-Elektromotors, welcher die Lenkkraft des Fahrers unterstützt, durch eine Steuerung eines elektrischen Stromes des Elektromotors (Stärke des elektrischen Stromes für eine gestützte Steuerung) in der Steuereinheit erzeugt, welcher auf den Elektromotor angewendet wird.
Momentan ist die Steuereinheit gestaltet, eine Stärke des elektrischen Stromes, wie eingestellt, zu ermitteln, die zu einem Wert der Ausgabe (einem Wert des Stützdrehmoments) korrespondiert, welcher basierend auf einer Information ermittelt ist, die in dem Fahrzeug erfasst wird, das heißt, der Lenkeingabeinformation, welche mit dem Fahrer in Bezug steht, und der Fahrzeugzustandsinformation, und sie wendet den ermittelten Wert auf den Lenk-Elektromotor an und erzeugt das Stützdrehmoment, welches eine Kraft zum Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers ist, durch den Betrieb des Elektromotors.
In dem vorstehend beschriebenen Lenksystem weist eine Gestaltung zum Übertragen der Lenkkraft des Fahrers, die durch das Lenkrad angewendet wird, und der Lenk-Unterstützungskraft, die durch den Elektromotor erzeugt ist, auf: eine Lenksäule, welche an einem unteren Abschnitt des Lenkrades angeordnet ist, ein Getriebe, welches eine Drehkraft, die von der Lenksäule übertragen wird, in eine direkte (z. B. lineare) Kraft umwandelt und eine Richtung eines (Fahrzeug-) Rades ändert, und ein Antriebsgelenk (z. B. Kardangelenk), welches die Drehkraft, die an die Lenksäule übertragen wurde, an das Getriebe überträgt.
Hierbei weist das Getriebe auf: ein Zahnrad(getriebe), welches die Drehkraft von dem Antriebsgelenk aufnimmt, und einen Zahnstangenstab mit einer darauf ausgebildeten Zahnstange, welche in das Zahnrad eingreift, und der Zahnstangenstab führt auf eine Drehung des Zahnrades hin mittels der Zahnstange eine direkte (z. B. lineare) Bewegung von Seite zu Seite aus.
Momentan wird eine Kraft, die durch die direkte Bewegung des Zahnstangenstabes erzeugt wird, an das (Fahrzeug-)Rad durch eine Spurstange und ein Kugelgelenk übertragen, und sie ändert eine Richtung des (Fahrzeug-) Rades.
Des Weiteren verwendet das MDPS-System das Lenkdrehmoment ((Lenk-) Säule-Drehmoment), welches durch den Drehmomentdetektor detektiert wird, der gestaltet ist, um einen Betrieb und eine Ausgabe des Lenk-Elektromotors zu steuern, und 1 ist eine Veranschaulichung eines Erzeugens eines Wertes des Stützdrehmoments zum Lenkunterstützen durch Verwenden des Lenkdrehmoments, das mittels des Drehmomentdetektors detektiert wird.
Wie in 1 gezeigt, erzeugt das MDPS-System den Wert des Stützdrehmoments durch Verwenden des Lenkdrehmoments, welches von dem Drehmomentdetektor detektiert wird, und steuert den Betrieb des Elektromotors durch Verwenden des erzeugten Wertes des Stützdrehmoments.
Momentan steuert das MDPS-System einen elektrischen Strom, welcher auf den Elektromotor angewendet wird, das heißt, den elektrischen Strom des Elektromotors, durch Verwenden des Wertes des Stützdrehmoments und steuert eine gezielte Lenkunterstützungskraft (Stützdrehmoment durch den Elektromotor).
Allerdings kann die Steuereinheit nach einem Fehler des Drehmomentdetektors, wie in 2 gezeigt, da die Steuereinheit ein momentanes Drehmoment nicht kennt, den Wert des Stützdrehmoments nicht ermitteln. Als Folge davon verliert der Fahrer, da die Lenkunterstützung nicht ausgeführt werden kann, plötzlich während eines Fahrens des Fahrzeuges die Lenkkraft und kann daher in einer gefährlichen Situation sein.
Dementsprechend ist es nötig, den Wert des Lenkdrehmoments, welches mittels des Lenkrades von dem Fahrer erhalten (z. B. angewendet) wird, zu ermitteln und eine geeignete Lenkunterstützung auszuführen.
Ein Verfahren eines Analysierens und/oder Detektierens eines Auftretens eines unnormalen Signals oder eines Fehlers in dem Lenksystem und ein Ausfallsicherheit-Steuerungsverfahren zum Steuern des Lenksystems nach einer Detektion eines Fehlers werden offenbart.
Entsprechend der verwandten Technik wird nach einem Fehler eines Drehmomentdetektors in einem MDPS-System, wie in 3 gezeigt, ein Verfahren ausgeführt zum Ermitteln eines Lenkdrehmoments durch Verwenden eines Lenkwinkels und eines Elektromotor-Drehwinkels, welche jeweils zugeordnet von den Detektoren 1 und 2 detektiert werden, und zum Erzeugen eines Wertes eines Stützdrehmoments durch Verwenden des ermittelten Lenkdrehmoments.
Allerdings ermittelt das vorstehend beschriebene Verfahren eine Verdrehung eines Drehstabes aus dem Lenkwinkel und dem Elektromotor-Drehwinkel und ermittelt das Lenkdrehmoment, und in dem Verfahren kann ein (großer) Fehler auftreten aufgrund einer Ermittlung der Verdrehung des Drehstabes und es ist nicht anwendbar auf einen Typ eines DC-Elektromotors, welcher keinen Elektromotor-Drehwinkeldetektor 2 hat.
Aus der DE 10 2010 042 135 A1 ist ein Verfahren eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments bekannt, wobei das Verfahren aufweist: Aufnehmen einer Information in einer Steuereinheit, welche einen Wert einer Gierrate und einen Wert einer Seitenbeschleunigung eines Fahrzeuges aufweist, die in dem Fahrzeug in Echtzeit erfasst wurden, und Ermitteln und Berechnen eines Wertes einer Zahnstangenkraft in der Steuereinheit aus der aufgenommenen Information und Eigenwerten des Fahrzeugs durch Verwenden einer Modellgleichung eines vorbestimmten Modells eines Ermittelns der Zahnstangenkraft.
Aus der DE 10 2006 044 088 A1 ist bekannt, dass eine durch ein Servolenksystem erzeugte Hilfskraft sowohl auf Basis einer Zahnstangenkraft als auch auf Basis eines mittels eines Drehmomentdetektors gemessenen Lenkdrehmoments bestimmbar ist.
Aus der DE 198 37 665 A1 ist ein Verfahren eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments
bekannt, wobei das Verfahren aufweist: Ausführen einer Fehleranalyse an einem Drehmomentdetektor, welcher gestaltet ist, um das Lenkdrehmoment entsprechend einer vorbestimmten Analyselogik zu detektieren; und dann, falls ein Fehler des Drehmomentdetektors festgestellt wird, Schätzen eines Drehmoments mittels der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ermitteln eines Lenkdrehmoments bereitzustellen, welche zum genauen Ermitteln und Berechnen eines Wertes des Lenkdrehmoments gestaltet sind, das durch einen Fahrer nach einem Fehler oder einem Entfernen (z. B. Ausfall) eines Drehmomentdetektors auf ein Lenkrad angewendet wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Als ein Ergebnis haben die Vorrichtung und das Verfahren zum Ermitteln des Lenkdrehmoments entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, welche darauf abzielt, einen genaueren Wert des Lenkdrehmoments zu ermitteln und zu berechnen als das Verfahren eines Berechnens und Ermittelns des Verdrehgrades des Drehstabes aus dem Lenkwinkel und dem Elektromotor-Drehwinkel nach einem Fehler des Drehmomentdetektors.
Außerdem hat die vorliegende Erfindung eine Wirkung, die auf eine genauere Ermittlung des Lenkdrehmoments abzielt, wenn ein Verfahren eines Mischens bzw. anteiligen Zusammensetzens (Addieren des Gewichtungsfaktors bzw. Addieren gewichteter Werte) der Werte angewendet wird, welche mittels der zwei vorstehend beschriebenen Verfahren entsprechend einer Fahrzeug-Fahrbedingung ermittelt werden, und auf ein Entfernen des Drehmomentdetektors abzielt.
Es ist zu verstehen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere ähnliche Begriffe, wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließt, einschließlich Personenkraftfahrzeuge, wie beispielsweise Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und Fahrzeuge mit anderen alternativen Kraftstoffen (z. B. Kraftstoffe, welche aus anderen Quellen als Benzin erzeugt sind) einschließt. Ein Hybridfahrzeug, auf welches hierin Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen hat, zum Beispiel sowohl mit Benzin betrieben als auch elektrisch betrieben ist.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den begleitenden Figuren, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung klar werden oder darin in größerem Detail dargestellt sind, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
Figurenliste

1 ist eine Veranschaulichung eines Erzeugens eines Wertes eines Stützdrehmoments nach einem normalen Betrieb eines Drehmomentdetektors.
2 ist eine Veranschaulichung eines Nicht-Erzeugens eines Wertes eines Stützdrehmoments nach einem Fehler des Drehmomentdetektors.
3 ist eine Veranschaulichung eines Ermittelns eines Drehmoments und Erzeugens eines Wertes eines Stützdrehmoments entsprechend einer verwandten Technik.
4 ist eine Ansicht, welche eine Gestaltung einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Stützdrehmoments darstellt, welche ein Verfahren eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments entsprechend verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anwendet.
5 ist eine Ansicht, welche die Gestaltung der Vorrichtung zum Ermitteln des Lenkdrehmoments entsprechend der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail darstellt.
6 ist eine Ansicht zum Erklären eines Modells eines Ermittelns einer Zahnstangenkraft entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Veranschaulichung eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments und Erzeugens eines Stützdrehmoments durch Verwenden des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments entsprechend verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Es ist zu verstehen, dass die angehängten Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Eigenschaften präsentieren, welche grundlegende Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, einschließlich zum Beispiel spezifischer Dimensionen, Richtungen, Orte und Formen, werden teilweise durch die besonders beabsichtigte Anwendung und Gebrauchsumgebung bestimmt.
In den Figuren beziehen sich (gleiche) Bezugszeichen durchgehend in den verschiedenen Abbildungen der Figuren auf die gleichen oder ähnlichen Teile der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den angehängten Figuren veranschaulicht und nachstehend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass es nicht beabsichtigt ist, die vorliegende Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Es ist im Gegenteil beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen abdeckt, welche innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist, beinhaltet sein können.
Es ist zu verstehen, dass in der gesamten Beschreibung, wenn Bezug genommen wird auf eine Komponente, welche irgendeine Komponente „aufweist“, dadurch andere Komponenten nicht ausgeschlossen sind, sondern sie die anderen Komponenten auch enthalten kann, außer es ist anders spezifiziert.
Als erstes wird für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung ein Verfahren eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments und eines Erzeugens eines Wertes eines Stützdrehmoments entsprechend einer verwandten Technik mit Bezug zu der Figur beschrieben.
3 ist eine Ansicht, welche eine Gestaltung eines Ermittelns eines Drehmoments und eines Erzeugens eines Stützdrehmoments nach einem Fehler eines Drehmomentdetektors darstellt.
Bezugnehmend auf 3 werden ein Lenkwinkel, welcher von einem Lenkwinkeldetektor 1 detektiert wird, und ein Elektromotor-Drehwinkel, welcher von einem Elektromotor-Drehwinkel-Detektor 2 detektiert wird, in einen Drehmomentermittler 3 eingegeben.
Hierbei kann der Elektromotor-Drehwinkel-Detektor 2 ein Resolver sein, welches ein Detektor ist, der zum Detektieren einer Position eines Elektromotors gestaltet ist, insbesondere ein Detektor, welcher zum Detektieren einer Position eines absoluten Winkels eines Elektromotor-Rotators gestaltet ist, und der Lenkwinkeldetektor 1 kennzeichnet einen bekannten Detektor, welcher zum Detektieren eines Lenkwinkels entsprechend einer Bedienung eines Lenkrades eines Fahrers gestaltet ist.
Der Drehmomentermittler 3, welcher ein Signal des Lenkwinkeldetektors 1 und ein Signal des Elektromotor-Drehwinkel-Detektors 2 aufnimmt, ermittelt ein Lenkdrehmoment basierend auf dem Elektromotor-Drehwinkel und dem Lenkwinkel, welche die Werte der Signale der zwei Detektoren kennzeichnen, und ermittelt und berechnet, wie in Gleichung 1 nachstehend gezeigt, das Lenkdrehmoment mit einem (z. B. als einen) Wert, welcher einen Differenzwert des Lenkwinkels und des Elektromotor-Drehwinkels mit einer Steifheit eines Drehstabs multipliziert, welche ein (gut) bekannter Einstellwert ist. $\begin{array}{l} Lenkdrehmoment = \\ (Lenkwikel - Elektromotor - Drehwinkel) \times Steifheit von Drehstab \end{array}$
Außerdem ermittelt der Drehmomentermittler 3 das Lenkdrehmoment und gibt den ermittelten Wert des Lenkdrehmoments aus, und dann erzeugt ein Stützdrehmoment-Erzeuger 4 einen Wert eines Stützdrehmoments aus dem ermittelten Wert des Lenkdrehmoments durch Verwenden von Einstelldaten (kann eine Karte oder dergleichen sein).
Außerdem ist es schwierig, da der erzeugte Wert des Stützdrehmoments durch den ermittelten Wert des Lenkdrehmoments ermittelt wird, die Zuverlässigkeit des Wertes zu garantieren. Dementsprechend kann ein Endwert des Stützdrehmoments ermittelt werden durch Multiplizieren des Wertes des Stützdrehmoments mit einem vorbestimmten Wert (welcher kleiner als 1 ist) einer Verstärkung (z. B. eines (Korrektur-)Faktors), um lediglich einen Anteil des erzeugten Stützdrehmoments zu verwenden.
Hierbei wird, wie vorstehend beschrieben, das Verfahren eines Ermittelns des Lenkdrehmoments durch Verwenden des Elektromotor-Drehwinkels und des Lenkwinkels als ein zweites Drehmoment-Ermittlung-Verfahren definiert, und in verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen, welche (nachstehend) beschrieben werden, ermittelt ein zweiter Drehmomentermittler das Lenkdrehmoment durch Anwenden des zweiten Drehmoment-Ermittlung-Verfahrens.
Die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen werden später detaillierter beschrieben.
Des Weiteren sind verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet, ein Verfahren zum Ermitteln eines Lenkdrehmoments nach einem Fehler eines Drehmomentdetektors bereitzustellen, und sie weisen ein Ermitteln des Lenkdrehmoments auf durch Verwenden einer Information, welche sich auf eine Gierrate und eine Seitenbeschleunigung eines Fahrzeuges bezieht, welche Werte von Signalen von verschiedenen Detektoren nach einem Fehler des Drehmomentdetektors sind.
Die vorliegende Erfindung ermittelt eine Zahnstangenkraft durch Verwenden der Information, welche sich auf die Gierrate eines Fahrzeuges bezieht, die von einem Gierratendetektor detektiert wird, und der Information, welche sich auf die Seitenbeschleunigung des Fahrzeuges bezieht, die von einem Seitenbeschleunigung-Detektor detektiert wird, und ermittelt das Lenkdrehmoment aus der ermittelten Zahnstangenkraft.
4 ist eine Ansicht, welche eine Gestaltung eines Erzeugens eines Stützdrehmoments darstellt, welche ein Verfahren eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments entsprechend verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anwendet, und 5 ist eine Ansicht, welche die Gestaltung eines Ermittelns des Lenkdrehmoments entsprechend der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail darstellt.
Die Gestaltungen von 4 und 5 können innerhalb einer Steuervorrichtung (zum Beispiel MDPS ECU) gestaltet sein, und sie können gestaltet sein, um eine Fahrzeugzustandsinformation und eine Lenkinformation, welche in Echtzeit in dem Fahrzeug erfasst werden, als eine Detektionsinformation, die sich auf einen Detektor bezieht, aufzunehmen und um ein Lenkdrehmoment zu ermitteln.
Zum ersten ist die Steuereinheit gestaltet, um eine Fehleranalyse eines Drehmomentdetektors entsprechend einer vorbestimmten Analyselogik auszuführen, und die Steuereinheit ist gestaltet, um das Ermitteln des Lenkdrehmoments entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen, wenn ein Fehler des Drehmomentdetektors mittels der Fehleranalyse festgestellt wird.
Außerdem werden eine Gierrate und eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeuges, welche jeweils zugeordnet mittels der Detektoren 11 und 12 als eine Fahrzeugzustandsinformation zum Ermitteln des Lenkdrehmoments detektiert werden, das bei einem Fehler des Drehmomentdetektors ausgeführt wird, in einem Drehmomentermittler 20 innerhalb der Steuereinheit eingegeben.
Das heißt, dass ein Signal des Gierratendetektors 11 und ein Signal des Seitenbeschleunigung-Detektors 12 in den Drehmomentermittler 20 eingegeben werden, und dass der Drehmomentermittler 20 das Lenkdrehmoment ermittelt aus einem Wert der Gierrate des Fahrzeuges, welcher von dem Gierratendetektor 11 detektiert wird, und einem Wert der Seitenbeschleunigung des Fahrzeuges, welcher von dem Seitenbeschleunigung-Detektor 12 detektiert wird.
Außerdem kann eine Information, die sich auf eine Lenk-Winkelgeschwindigkeit oder auf eine Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit bezieht, zum Ermitteln des Lenkdrehmoments zusätzlich zu der Gierrate und der Seitenbeschleunigung verwendet werden, und hierbei können die Lenk-Winkelgeschwindigkeit und die Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit auch zu einer Information werden, welche aus dem Signal des Detektors erhalten wird.
Die Lenk-Winkelgeschwindigkeit kann zu einem Wert einer Drehwinkelgeschwindigkeit eines Lenkrades werden, welcher erhalten wird mittels eines separaten Detektors oder aus einem anderen Signal des Lenkwinkelsignals, welches ein Signal des Lenkwinkeldetektors ist (in 4 nicht gezeigt und ein Bezugszeichen 1 in 3).
Außerdem kann die Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit ein Wert einer Drehwinkelgeschwindigkeit eines Elektromotor-Rotators werden, welcher aus einem anderen Signal eines Drehwinkelsignals erhalten wird, welches ein Signal des Elektromotor-Drehwinkel-Detektors ist (kann ein Resolver sein) (in 4 nicht gezeigt und ein Bezugszeichen 2 in 3).
Als ein Ergebnis ermittelt der Drehmomentermittler 20 das Lenkdrehmoment und gibt den Wert des ermittelten Lenkdrehmoments aus, und ein Stützdrehmoment-Ermittler 30 innerhalb der Steuereinheit erzeugt einen Wert eines Stützdrehmoments aus dem ermittelten Wert des Lenkdrehmoments durch Verwenden von Einstelldaten (kann eine Karte oder dergleichen sein).
Außerdem ist es schwierig, da der erzeugte Wert des Stützdrehmoments aus dem ermittelten Wert des Lenkdrehmoments ermittelt wird, seine Zuverlässigkeit zu garantieren. Dementsprechend ist die Steuereinheit gestaltet, um den Wert des Stützdrehmoments mit einem vorbestimmten Wert (welcher kleiner als 1 ist) einer Verstärkung (z. B. eines (Korrektur-)Faktors) zu multiplizieren, und sie ermittelt einen Endwert des Stützdrehmoments, so dass lediglich ein Anteil des erzeugten Stützdrehmoments verwendet wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, wenn der Wert des Stützdrehmoments erzeugt wird, die Steuereinheit gestaltet, um einen Betrieb eines Elektromotors durch Verwenden des erzeugten Wertes des Stützdrehmoments zu steuern, und sie steuert momentan einen elektrischen Strom, der auf den Elektromotor angewendet wird, das heißt, den elektrischen Strom des Elektromotors, durch Verwenden des Wertes des Stützdrehmoments, und sie erzeugt eine gezielte Lenkunterstützungskraft (Stützdrehmoment).
Bezugnehmend auf 5 ist der Drehmomentermittler 20 gestaltet, so dass er einen Zahnstangenkraft-Ermittler 21, einen Reibungsermittler 22, einen Drehmomentwandler 23 und einen Drehmomentkompensator 24 aufweist.
Als erstes ermittelt der Zahnstangenkraft-Ermittler 21 eine Zahnstangenkraft aus der Gierrate und der Seitenbeschleunigung des Fahrzeuges, welche mittels der Detektoren als die Fahrzeugzustandsinformation detektiert werden, durch Verwenden von Einstelldaten.
Hierbei können die Einstelldaten ein vorbestimmtes Modell eines Ermittelns der Zahnstangenkraft aufweisen, und der Zahnstangenkraft-Ermittler 21 ermittelt und berechnet die Zahnstangenkraft aus der Gierrate, der Seitenbeschleunigung und einer Eigenwert-Information, welche sich auf das Fahrzeug bezieht und eine (gut) bekannte Einstell-Information ist, die eine Modellgleichung (welche eine Modellgleichung eines Fahrrades sein kann) des Modells des Ermittelns der Zahnstangenkraft verwendet.
Hierbei wird eine beispielhafte Ausführungsform einer Gleichung zum Ermitteln der Zahnstangenkraft nachstehend beschrieben.
6 ist eine Ansicht, welche das Modell des Ermittelns der Zahnstangenkraft erklärt, und ein Bezugszeichen 5 zeigt einen (Fahrzeug-)Rad-Lenkwinkel an.
Bezüglich des Modells zum Ermitteln der Zahnstangenkraft, wie in 6 gezeigt, ist in nachstehender Gleichung 2 eine Gleichung gezeigt einer Seitenkraft, welche auf ein Vorderrad des Fahrzeuges angewendet wird (nachstehend als „vordere-Seitenkraft“ bezeichnet), einer Seitenkraft, welche auf ein Hinterrad des Fahrzeuges angewendet wird (nachstehend als „hintere-Seitenkraft“ bezeichnet) und der Seitenbeschleunigung. $F_{ƒ} + F_{r} = m \times a_{l a t}$
Hierbei bezeichnet F_r eine vordere-Seitenkraft und F_r eine hintere-Seitenkraft.
Außerdem bezeichnet m eine Fahrzeugmasse, welche eine Eigenwert-Information ist, und a_lat bezeichnet eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeuges, welche eine Detektionsinformation in Bezug auf einen Detektor ist.
Außerdem ist eine Gleichung einer vordere-Seitenkraft, einer hintere-Seitenkraft und einer Gierrate in nachstehender Gleichung 3 gezeigt. $l_{ƒ} \times F_{ƒ} - l_{r} \times F_{r} = I_{z} \times \dot{W} y$
Hierbei bezeichnet I_f einen Abstand zwischen einem Schwerpunkt des Fahrzeuges und einer Vorderradachse als eine Eigenwert-Information, welche sich auf das Fahrzeug bezieht, und I_r bezeichnet einen Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeuges und einer Hinterradachse als eine Eigenwert-Information, welche sich auf das Fahrzeug bezieht.
Außerdem bezeichnet I_z ein Fahrzeug-Trägheitsmoment und Ẇy bezeichnet eine Gierrate eines Fahrzeuges, welche eine Detektionsinformation ist, die sich auf einen Detektor bezieht.
In den Gleichungen 2 und 3 bezeichnen m, a_lat (ein detektierter Wert des Detektors), I_f, I_r, I_z und Ẇy (ein detektierter Wert des Detektors) bekannte Werte und F_f und F_r bezeichnen unbekannte Werte.
Dementsprechend kann, da die beiden Gleichungen, das heißt die Gleichung 2 und die Gleichung 3, zwei unbekannte Werte enthalten, F_r erhalten werden aus a_lat und Ẇy, welches detektierte Werte des Detektors sind, und aus m, I_f, I_r und I_z.
Als ein Ergebnis kann eine Zahnstangenkraft durch Multiplizieren von F_f mit einem Wert eines vorbestimmten Verhältnisses als einem Eigenwert des Fahrzeuges ermittelt werden.
Dementsprechend kann der Zahnstangenkraft-Ermittler 21 die Zahnstangenkraft aus der Gierrate und der Seitenbeschleunigung des Fahrzeuges, welche jeweils zugeordnet mittels der Detektoren 11 und 12 detektiert werden, entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren ermitteln und berechnen.
Obwohl die Gleichungen 2 und 3 als die vorstehend genannte(n) Modellgleichung(en) angegeben sind, ist die (jeweilige) Modellgleichung lediglich eine beispielhafte Ausführungsform und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Lenk-Winkelgeschwindigkeit oder die Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit, welche (jeweils) eine Lenkinformation ist und mittels des Detektors erhalten wird, kann entsprechend einer Modellgleichung zusätzlich zu der Gierrate und der Seitenbeschleunigung verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, ermittelt und berechnet der Zahnstangenkraft-Ermittler 21 die Zahnstangenkraft und gibt den ermittelten Wert der Zahnstangenkraft aus, und der Zahnstangenkraft-Ermittler 21 erzeugt den Wert des Lenkdrehmoments entsprechend dem ermittelten Wert der Zahnstangenkraft.
Momentan multipliziert der Drehmomentwandler 23 die Zahnstangenkraft mit dem Wert der Verstärkung zum Konvertieren der Zahnstangenkraft in ein Drehmoment des Lenk-Zahnrads und erzeugt den Wert des Lenkdrehmoments aus dem Wert durch Multiplizieren der Zahnstangenkraft mit dem Wert der Verstärkung.
Hier kann der Wert der Verstärkung als ein vorbestimmter Wert, wie in Gleichung 4 gezeigt, ermittelt werden aus einer Nachlauf-Spur (Caster Trail) eines Vorderrades, einer pneumatischen Spur des Vorderrad(reifen)s, eines Hebelarms und eines Radius des Lenk-Zahnrads, welche Eigenwerte des Fahrzeuges sind. $\begin{array}{l} Verstarkung = \\ (Nachlauf - Spur + pneumatische Spur) / Hebelarm \times Zahnrad - Radius \end{array}$
Des Weiteren wird bevorzugt ein Reibungskompensation-Drehmoment mit Bezug zu dem Wert des Lenkdrehmoments kompensiert (z. B. ausgeglichen), wobei die Zahnstangenkraft mit dem Wert der Verstärkung multipliziert und ermittelt wird und wobei der kompensierte Wert des Drehmoments als ein ermittelter Endwert des Lenkdrehmoments ermittelt wird.
Dementsprechend kann der Drehmomentermittler 20 ferner einen Reibungsermittler 22 aufweisen, welcher das Reibungskompensation-Drehmoment ermittelt und berechnet aus der Lenkinformation, die mittels des Detektors und der Einstell-Information erhalten wird, und die Lenkinformation zum Ermitteln des Reibungskompensation-Drehmoments kann eine Lenk-Winkelgeschwindigkeit oder eine Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit aufweisen.
Wie vorstehend beschrieben, da das Verfahren zum Ermitteln und Berechnen des Reibungskompensation-Drehmoment durch Verwenden der Lenkinformation und der Einstell-Information, welche in dem Fahrzeug erhalten werden, eine bekannte Technologie ist, die bereits für eine Lenksteuerung eines Fahrzeuges angewendet wird, wird auf eine detaillierte Beschreibung davon hier verzichtet.
Als ein Ergebnis empfängt der Drehmomentkompensator 24 den Wert des Lenkdrehmoments, welcher von dem Drehmomentwandler 23 ermittelt und ausgegeben wird, und des Reibungskompensation-Drehmoments, welches von dem Reibungsermittler 22 ermittelt und ausgegeben wird, und kompensiert das Reibungskompensation-Drehmoment mit Bezug zu dem Wert des Lenkdrehmoments und erzeugt den kompensierten Wert des Drehmoments, und daher wird der Wert des kompensierten Drehmoments, welcher von dem Drehmomentkompensator 24 kompensiert und ausgegeben wird, zu dem ermittelten Wert des Lenkdrehmoments.
Dementsprechend kann der Wert des Stützdrehmoments erzeugt werden durch Verwenden des in dem Drehmomentermittler 20 aus 4 und 5 ermittelten Endwertes des Lenkdrehmoments.
Als nächstes zeigt 7 eine Ansicht, welche eine Gestaltung veranschaulicht eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments und Erzeugens eines Stützdrehmoments durch Verwenden des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments entsprechend verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Ein Verfahren zum Ermitteln des Lenkdrehmoments, welches mit Bezug zu 4 und 5 beschrieben ist, wird als ein erstes Lenk(drehmoment)-Ermittlung-Verfahren definiert, und in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen, die in 7 gezeigt sind, wird ein End-Lenkdrehmoment erzeugt durch Verwenden eines Verfahrens eines Anwendens eines Gewichtungsfaktors jeweils auf den ermittelten Wert des Lenkdrehmoments in dem ersten (Lenk-)Drehmoment-Ermittlung-Verfahren und auf den ermittelten Wert des Lenkdrehmoments in dem zweiten (Lenk-)Drehmoment-Ermittlung-Verfahren und eines (z. B. anschließenden) Addierens dieser Multiplikationsprodukte (z. B. der so erzeugten mathematischen Produkte).
Hier kann, wie vorstehend beschrieben, das zweite (Lenk-)Drehmoment-Ermittlung-Verfahren ein Verfahren sein eines Ermittelns des Lenkdrehmoments aus dem Lenkwinkel, welcher von dem Lenkdetektor 1 detektiert wird, und aus dem Elektromotor-Drehwinkel, welcher von dem Elektromotor-Drehwinkel-Detektor 2 detektiert wird.
Nachstehend wird in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Lenkdrehmoment, welches mittels des ersten (Lenk-) Drehmoment-Ermittlung-Verfahrens ermittelt wird, ein erstes Lenkdrehmoment genannt und das Lenkdrehmoment, welches mittels des zweiten (Lenk-) Drehmoment-Ermittlung-Verfahrens ermittelt wird, ein zweites Drehmoment genannt.
Das erste Lenkdrehmoment und das zweite Lenkdrehmoment bezeichnen die ermittelten Werte.
Dementsprechend kann eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Lenkdrehmoments in einer Steuereinheit gestaltet sein, aufzuweisen: einen ersten Drehmomentermittler 20, welcher ein erstes Lenkdrehmoment aus einer Gierrate und einer Seitenbeschleunigung eines Fahrzeuges, welche eine Information darstellen, die mittels der Detektoren 11 und 12 erhalten wird, und aus einer Lenk-Winkelgeschwindigkeit oder einer Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges durch Anwenden des ersten (Lenk-)Drehmoment-Ermittlung-Verfahren ermittelt; einen zweiten Drehmomentermittler 3, welcher ein zweites Lenkdrehmoment aus dem Lenkwinkel und dem Elektromotor-Drehwinkel, welche eine Information darstellen, die durch die Detektoren 1 und 2 erhalten wird, durch Anwenden des zweiten (Lenk-)Drehmoment-Ermittlung-Verfahren ermittelt; und einen Gewichtungserzeuger 25, welcher einen Gewichtungsfaktor aus einer momentanen Fahrzeug-Fahrbedingung ermittelt, den ermittelten Gewichtungsfaktor jeweils auf das erste Lenkdrehmoment und das zweite Lenkdrehmoment anwendet, (z. B. die so erhaltenen Ergebnisse) addiert und (dadurch) einen ermittelten Endwert des Lenkdrehmoments erzeugt.
Da das Verfahren des Ermittelns des Lenkdrehmoments, welches entsprechend in dem ersten Drehmomentermittler 20 und dem zweiten Drehmomentermittler 3 ausgeführt wird, mit Bezug zu 3, 4 und 5 beschrieben wurde, wird auf eine weitere Beschreibung davon hier verzichtet.
Der Gewichtungserzeuger 25 weist ein Gewichtungsfaktor-Ermittlungselement 26 auf, welches den Gewichtungsfaktor basierend auf einer momentanen Fahrzeug-Fahrbedingung ermittelt, und das Gewichtungsfaktor-Ermittlungselement 26 ermittelt den Gewichtungsfaktor, welcher zu der momentanen Fahrzeug-Fahrbedingung korrespondiert.
Hier kann die Fahrzeug-Fahrbedingung sein: der Lenkwinkel, welcher mittels des Lenkwinkeldetektors 1 detektiert wird, und eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, welche mittels eines Fahrzeuggeschwindigkeit-Detektierelements 13 detektiert wird.
Nachstehende Gleichung 5 zeigt eine Gleichung zum Ermitteln des ermittelten Endwertes des Lenkdrehmoments aus dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment durch Verwenden des vorstehend beschriebenen gewichtete-Summe-Verfahrens, und Gewichtungsfaktoren K1 und K2 werden als Werte geringer als 1 vorbestimmt, und K2 kann gleich sein zu 1 - K1 (K2 = 1 - K1). $\begin{array}{l} Ermittelter Endwert = \\ K 1 \times erstes Lendkdrehmoment + K_{2} \times zweites Lendkrehmoment = \\ K 1 \times erstes Lendrehmoment + (1 - K1) \times zweites Lendkdrehmoment \end{array}$
Wenn der Gewichtungsfaktor K2 = 1 - K1 ist, verwendet das Gewichtungsfaktor-Ermittlungselement 26 Einstelldaten, welche einen vorbestimmten Gewichtungsfaktor K1 aufweisen, entsprechend dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit; und wenn das Gewichtungsfaktor-Ermittlungselement 26 den Gewichtungsfaktor K1 entsprechend einem momentanen Lenkwinkel und einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt, multipliziert der Gewichtungserzeuger 25 jeweils den ermittelten Wert des ersten Lenkdrehmoments des ersten Drehmomentermittlers 20 und den ermittelten Wert des zweiten Lenkdrehmoments des zweiten Drehmomentermittlers 3 mit dem Gewichtungsfaktor und addiert (z. B. die so multiplizierten/gewichteten Werte), wie in 5 gezeigt, und erzeugt den ermittelten Endwert des Lenkdrehmoments.
Da der ermittelte Wert des zweiten Drehmomentermittlers 3 bei einer niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeuges ein genauerer Wert ist als der des ersten Drehmomentermittlers 20, ist es in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorzuziehen, einen größeren Gewichtungsfaktor auf den ermittelten Wert in dem zweiten Drehmomentermittler 3 anzuwenden, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
Dementsprechend wird der Gewichtungsfaktor K2 größer, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist, und deswegen wird der Gewichtungsfaktor K2 als ein großer Wert vorbestimmt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
Wenn der Gewichtungsfaktor durch eine Gleichung von K2 = 1 - K1 ermittelt wird, ist der Gewichtungsfaktor K1 ein kleinerer Wert, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist.
In den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen erzeugt der Gewichtungserzeuger 25 den ermittelten Endwert des Lenkdrehmoments und gibt ihn aus, und der Stützdrehmoment-Erzeuger 30 erzeugt den Wert des Stützdrehmoments aus dem ermittelten Wert des Lenkdrehmoments durch Verwenden der Einstell-Information (kann eine Karte oder dergleichen sein). Außerdem kann der Endwert des Stützdrehmoments ermittelt werden durch Multiplizieren des erzeugten Wertes des Stützdrehmoments mit dem vorbestimmten Wert der Verstärkung.
Momentan ermitteln die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen das Drehmoment durch Verwenden der zwei Verfahren und können daher einen genaueren und präziseren Wert des Drehmoments ermitteln. Der Wert der Verstärkung könnte jedoch (auch) 1 sein.
Außerdem können die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen das Lenkdrehmoment genauer ermitteln, was den Drehmomentdetektor ersetzt und nicht ein Ausfallsicherheit-Konzept, welches das Drehmoment bei einem Fehler (z. B. Ausfall) des Drehmomentdetektors ermittelt. Als ein Ergebnis kann es zweckmäßig sein, den Drehmomentdetektor zu entfernen, daher wird der Effekt einer Kostenersparnis erreicht.

Claims

Ein Verfahren eines Ermittelns eines Lenkdrehmoments, wobei das Verfahren aufweist: Aufnehmen einer Information in einer Steuereinheit, welche einen Wert einer Gierrate (Wy) und einen Wert einer Seitenbeschleunigung (a_lat) eines Fahrzeuges aufweist, die in dem Fahrzeug in Echtzeit erfasst wurden, Ausführen einer Fehleranalyse an einem Drehmomentdetektor, welcher gestaltet ist, um das Lenkdrehmoment entsprechend einer vorbestimmten Analyselogik zu detektieren, Ermitteln und Berechnen eines Wertes einer Zahnstangenkraft in der Steuereinheit aus der aufgenommenen Information und Eigenwerten des Fahrzeugs durch Verwenden einer Modellgleichung eines vorbestimmten Modells eines Ermittelns der Zahnstangenkraft, und Erzeugen eines ermittelten Wertes eines Lenkdrehmoments in der Steuereinheit entsprechend einem Lenkwinkel aufgrund einer Bedienung eines Lenkrades durch einen Fahrer aus dem ermittelten Wert der Zahnstangenkraft durch Verwenden eines vorbestimmten Wertes einer Verstärkung, wobei die Steuereinheit gestaltet ist, um das Ermitteln des Wertes der Zahnstangenkraft und das Erzeugen des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments auszuführen, wenn ein Fehler des Drehmomentdetektors durch die Fehleranalyse ermittelt wird.
Das Verfahren eines Ermittelns des Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments aufweist: Erzeugen eines Reibungskompensation-Drehmoments in der Steuereinheit aus einer Information, welche sich auf eine Lenk-Winkelgeschwindigkeit oder eine Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit bezieht und die mittels eines Detektors erhalten wird, Multiplizieren des ermittelten Wertes der Zahnstangenkraft mit dem vorbestimmten Wert der Verstärkung und Erzeugen des Wertes des Lenkdrehmoments, welcher zu dem Wert der Zahnstangenkraft korrespondiert, in der Steuereinheit, und Kompensieren des Reibungskompensation-Drehmoments mit Bezug zu dem Wert des Lenkdrehmoments, welcher durch Multiplizieren mit dem vorbestimmten Wert der Verstärkung erzeugt wird, und Erzeugen des kompensierten Wertes des Drehmoments als den ermittelten Wert des Lenkdrehmoments.
Das Verfahren eines Ermittelns des Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgenommene Information ferner eine Lenk-Winkelgeschwindigkeit oder eine Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit aufweist.
Das Verfahren eines Ermittelns des Lenkdrehmoments gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert der Verstärkung ermittelt wird aus einer Nachlauf-Spur eines Vorderrades, einer pneumatischen Spur eines Vorderradreifens, einem Hebelarm und einem Radius eines Lenk-Zahnrads, welche jeweils Eigenwerte des Fahrzeuges sind.
Das Verfahren eines Ermittelns des Lenkdrehmoments gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner aufweist: Aufnehmen einer Information in der Steuereinheit, welche sich auf den Lenkwinkel (δ) und einen Elektromotor-Drehwinkel bezieht, die jeweils durch einen Detektor (1, 2) detektiert wurden, Erzeugen des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments in der Steuereinheit aus der aufgenommenen Information, welche sich auf den Lenkwinkel (δ) und den Elektromotor-Drehwinkel bezieht, und Multiplizieren jeweils des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments, welcher aus dem Wert der Zahnstangenkraft erzeugt wird, und des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments, welcher aus dem Lenkwinkel (δ) und dem Elektromotor-Drehwinkel erzeugt wird, mit einem Gewichtungsfaktor (K1, K2), der aus einer momentanen Fahrbedingung des Fahrzeuges ermittelt wird, und Addieren dieser Multiplikationswerte, und Erzeugen eines ermittelten Endwertes des Lenkdrehmoments.
Das Verfahren eines Ermittelns des Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Fahrbedingung des Fahrzeuges den Lenkwinkel (δ) und eine Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt.
Das Verfahren eines Ermittelns des Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (K2), welcher mit dem ermittelten Wert des Lenkdrehmoments multipliziert wird, der aus dem Lenkwinkel (δ) und dem Elektromotor-Drehwinkel erzeugt wird, als ein größerer Wert eingestellt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist.
Eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Lenkdrehmoments, aufweisend: einen Gierratendetektor (11), welcher zum Detektieren einer Gierrate (Wy) eines Fahrzeuges gestaltet ist, einen Seitenbeschleunigung-Detektor (12), welcher zum Detektieren einer Seitenbeschleunigung (a_lat) des Fahrzeuges gestaltet ist, und einen ersten Drehmomentermittler (20), welcher gestaltet ist zum Erzeugen eines ermittelten Wertes eines Lenkdrehmoments entsprechend einem Lenkwinkel aufgrund einer Bedienung eines Lenkrades eines Fahrers aus einer Information, welche einen Wert der Gierrate (Ẇy) und einen Wert der Seitenbeschleunigung (a_lat) aufweist, die jeweils zugeordnet durch den Detektor (11) und durch den Detektor (12) detektiert werden, wobei der erste Drehmomentermittler (20) aufweist: einen Zahnstangenkraft-Ermittler (21), welcher gestaltet ist zum Ermitteln und Berechnen eines Wertes einer Zahnstangenkraft aus dem Wert der Gierrate (Wy), dem Wert der Seitenbeschleunigung (a_lat) und Eigenwerten des Fahrzeugs durch Verwenden einer Modellgleichung eines vorbestimmten Modells eines Ermittelns der Zahnstangenkraft, und einen Drehmomentwandler (23), welcher gestaltet ist zum Multiplizieren des ermittelten Wertes der Zahnstangenkraft mit einem vorbestimmten Wert einer Verstärkung und Konvertieren des Wertes der Zahnstangenkraft in den Wert des Lenkdrehmoments entsprechend dem multiplizierten Wert.
Die Vorrichtung zum Ermitteln des Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehmomentermittler (20) ferner aufweist: einen Reibungsermittler (22), welcher gestaltet ist zum Erzeugen eines Reibungskompensation-Drehmoments aus einer Information, die sich auf eine Lenk-Winkelgeschwindigkeit oder eine Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit, erhalten durch den Detektor, bezieht, und einen Drehmomentkompensator (24), welcher gestaltet ist zum Kompensieren des Reibungskompensation-Drehmoments, das von dem Reibungsermittler (22) aufgenommen wird, mit Bezug zu dem von dem Drehmomentwandler (23) aufgenommenen Wert des Lenkdrehmoments, und Erzeugen des kompensierten Wertes des Drehmoments als den ermittelten Wert des Lenkdrehmoments.
Die Vorrichtung zum Ermitteln des Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Information zum Erzeugen des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments in dem ersten Drehmomentermittler (20) ferner eine Lenk-Winkelgeschwindigkeit oder eine Elektromotor-Winkelgeschwindigkeit aufweist.
Die Vorrichtung zum Ermitteln des Lenkdrehmoments gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert der Verstärkung in dem Drehmomentwandler (23) ermittelt wird aus einer Nachlauf-Spur eines Vorderrades, einer pneumatischen Spur eines Vorderradreifens, einem Hebelarm und einem Radius eines Lenk-Zahnrades, welche jeweils Eigenwerte des Fahrzeugs sind.
Die Vorrichtung zum Ermitteln des Lenkdrehmoments gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner aufweist: einen Lenkwinkeldetektor (1), welcher zum Detektieren des Lenkwinkels (δ) entsprechend der Bedienung des Lenkrades des Fahrers gestaltet ist, einen Elektromotor-Drehwinkel-Detektor (2), welcher gestaltet ist zum Detektieren eines Drehwinkels eines Lenk-Elektromotors, einen zweiten Drehmomentermittler (3), welcher zum Erzeugen des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments gestaltet ist aus einer Information, welche sich bezieht auf den Lenkwinkel (δ), der von dem Lenkwinkeldetektor (1) detektiert wird, und den Elektromotor-Drehwinkel, der von dem Elektromotor-Drehwinkel-Detektor (2) detektiert wird, und einen Gewichtungserzeuger (25), welcher gestaltet ist zum Multiplizieren jeweils des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments, welcher in dem ersten Drehmomentermittler (20) detektiert wird, und des ermittelten Wertes des Lenkdrehmoments, welcher in dem zweiten Drehmomentermittler (3) detektiert wird, mit einem Gewichtungsfaktor (K1, K2), der aus einer momentanen Fahrbedingung des Fahrzeuges ermittelt wird, und Addieren dieser Multiplikationswerte, und Erzeugen eines ermittelten Endwertes des Lenkdrehmoments.
Die Vorrichtung zum Ermitteln des Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Fahrbedingung des Fahrzeuges in dem Gewichtungserzeuger (25) den Lenkwinkel (δ) und eine Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt.
Die Vorrichtung zum Ermitteln des Lenkdrehmoments gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (K2), welcher mit dem ermittelten Wert des Lenkdrehmoments in dem zweiten Drehmomentermittler (3) multipliziert wird, in dem Gewichtungserzeuger (25) als ein größerer Wert eingestellt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist.