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Querverweise auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der
koreanischen Anmeldung Nr. 10-2016-0048690 , eingereicht am 21. April 2016, in Anspruch, die in vollem Umfang durch Bezugnahme in dieses Dokument aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Servolenkungssystem (MDPS-System, Motor Driven Power Steering system) und auf ein Verfahren zum Bestimmen seiner Neutralstellung, und genauer auf ein MDPS-System, das in der Lage ist, eine Neutralstellung eines Lenkrads zu bestimmen, indem es während der Fahrt Informationen zur Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Drehmoment kombiniert, und auf ein Verfahren zum Bestimmen seiner Neutralstellung.
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Allgemein bezieht sich das MDPS-System auf ein System, das einen Lenkungsmotor enthält, der unten an einer Lenkradwelle eingebaut ist, um eine unterstützende Lenkkraft zu erzeugen, und das den Lenkmotor ansteuert, ein Servolenkungsrad zu betreiben, wenn ein Fahrzeug gestartet wird, anders als ein typisches Servolenkungssystem, das ein Servolenkungsrad unter Verwendung von Öl betreibt, das durch den Betrieb einer Leistungspumpe umgewälzt wird.
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Das MDPS-System bestimmt die Neutralstellung des Lenkrads unter Verwendung einer Lenkwinkelinformation. Wenn eine Störung in einem Fühler zum Erfassen eines Lenkwinkels auftritt, kann das MDPS die Neutralstellung des Lenkrads nicht genau bestimmen.
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Wenn die Radausrichtung verzogen wird, kann das Fahrzeug beim Fahren mit im Neutralzustand befindlichem Lenkrad zu einer beliebigen Seite tendieren. Das heißt, obwohl sich das Lenkrad im Neutralzustand befindet, kann das Fahrzeug zu einer beliebigen Seite tendieren, weil die Radausrichtung verzogen ist. Somit kann ein Fahrer aufgrund einer Verringerung der Kontrollfähigkeit und eines durch eine übertriebene Lenkfunktion seltsamen Gefühls die Fahrstabilität nicht sicherstellen.
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Der die vorliegende Erfindung betreffende Stand der Technik ist in der
koreanischen Offenlegungsschrift Nr. 10-2012-0053300 , veröffentlicht am 25. Mai 2012, mit dem Titel „MDPS control device and method” (MDPS-Steuervorrichtung und -verfahren) offenbart.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung richten sich auf ein MDPS-System, das in der Lage ist, eine Neutralstellung eines Lenkrads zu bestimmen, indem es während der Fahrt Informationen zur Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Drehmoment kombiniert, und ein Verfahren zum Bestimmen seiner Neutralstellung.
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In einer Ausführungsform kann ein Verfahren zum Bestimmen einer Neutralstellung eines MDPS-Systems enthalten: Bestimmen durch eine Steuervorrichtung, ob ein Fahrzeug fährt; Bestimmen durch die Steuervorrichtung, ob ein Lenkmoment kleiner ist als ein voreingestellter Schwellenpunkt auf einer Verstärkungskurve, wenn das Fahrzeug fährt; und Bestimmen durch die Steuervorrichtung, dass sich das Fahrzeug in einem Neutralzustand befindet, wenn das Lenkmoment kleiner ist als der vorgegebene Schwellenpunkt auf der Verstärkungskurve.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine voreingestellte Geschwindigkeit, kann die Steuervorrichtung bestimmen, dass das Fahrzeug fährt.
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Das Verfahren kann weiter enthalten, wenn sich das Fahrzeug im Neutralzustand befindet: Berechnen durch die Steuervorrichtung eines Ausmaßes des Verziehens der Radausrichtung; und Ausgeben eines Kompensationsmoments an einen Elektromotor, um als Reaktion auf das Ausmaß des Verziehens und die Richtung der Radausrichtung das Ausmaß des Verziehens in der entsprechenden Richtung zu kompensieren.
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Das Berechnen des Ausmaßes des Radausrichtungs-Verziehens kann ein Berechnen des Ausmaßes des Radausrichtungs-Verziehens auf Grundlage einer Differenz zwischen einem in dem aktuell gefahrenen Fahrzeug erfassten Wert und einem in einer Kenndatentabelle enthaltenen Wert enthalten, die in einem Internen Speicher gespeichert ist und vorab in einem normalen Zustand gemessene Kenndaten enthält.
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Die Kenndatentabelle kann eins oder mehrere aus einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Lenkwinkel und einer Giergeschwindigkeit für jede Fahrzeugbewegung enthalten.
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Der Schwellenpunkt kann gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit abgewandelt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann ein MDPS-System enthalten: einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler, ausgelegt, eine Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs zu erfassen; einen Drehmomentfühler, ausgelegt, ein Lenkmoment eines Lenkrads zu erfassen; und eine Steuervorrichtung, ausgelegt, auf Grundlage der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen, ob das Fahrzeug fährt, zu bestimmen, ob das Lenkmoment kleiner ist als ein voreingestellter Schwellenpunkt auf der Verstärkungskurve, wenn das Fahrzeug fährt, und zu bestimmen, dass sich das Fahrzeug in einem Neutralzustand befindet, wenn das Lenkmoment kleiner ist als der voreingestellte Schwellenpunkt auf der Verstärkungskurve.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine voreingestellte Geschwindigkeit, kann die Steuervorrichtung bestimmen, dass das Fahrzeug fährt.
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Wenn sich das Fahrzeug im Neutralzustand befindet, kann die Steuervorrichtung ein Ausmaß des Radausrichtungs-Verziehens berechnen und ein Kompensationsmoment an einen Elektromotor ausgeben, um als Reaktion auf das Ausmaß des Verziehens und die Richtung der Radausrichtung das Ausmaß des Verziehens in der entsprechenden Richtung zu kompensieren.
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Die Steuervorrichtung kann das Ausmaß des Radausrichtungs-Verziehens auf Grundlage einer Differenz zwischen einem in dem aktuell gefahrenen Fahrzeug erfassten Wert und einem in einer Kenndatentabelle enthaltenen Wert berechnen, die in einem internen Speicher gespeichert ist und vorab in einem normalen Zustand gemessene Kenndaten enthält.
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Die Kenndatentabelle kann eins oder mehrere aus einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Lenkwinkel und einer Giergeschwindigkeit für jede Fahrzeugbewegung enthalten.
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Der Schwellenpunkt kann gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit abgewandelt sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist ein Blockschaltbild, das eine schematische Anordnung eines MDPS-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Bestimmen einer Neutralstellung eines MDPS-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist ein Diagramm, das eine Verstärkungskurve darstellt, in der ein Schwellenpunkt zum Bestimmen eines Neutralzustands in 2 festgelegt ist.
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Beschreibung besonderer Ausführungsformen
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Nachstehend sind ein elektrisches Servolenkungssystem (MDPS-System, Motor Driven Power Steering system) und ein Verfahren zum Bestimmen seiner Neutralstellung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitende Zeichnung genau beschrieben.
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Zu beachten ist, dass die Zeichnung nicht exakt maßstabsgetreu ist und Linienstärken oder Komponentengrößen nur der Einfachheit und Übersichtlichkeit wegen übermaßstäblich dargestellt sein können. Darüber hinaus sind die hierin verwendeten Begriffe unter Berücksichtigung von Funktionen der Erfindung definiert worden und können entsprechend den Gewohnheiten oder Zwecken der Benutzer oder Bediener angepasst werden. Daher sollte die Definition der Begriffe entsprechend der hier dargelegten gesamten Offenbarung vorgenommen werden.
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1 ist ein Blockschaltbild, das eine schematische Anordnung eines MDPS-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 1 dargestellt, kann das MDPS-System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 110, einen Drehmomentfühler 120, eine Steuervorrichtung 130 und einen Elektromotor 140 enthalten.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 110 kann eine Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs erfassen (das heißt, eine Fahrzeuggeschwindigkeit).
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Die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 110 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit kann an die Steuervorrichtung 130 ausgegeben werden.
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Der Drehmomentfühler 120 kann ein Lenkmoment (oder Lenksäulenmoment) eines Lenkrads erfassen.
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Die durch den Drehmomentfühler 120 erfasste Drehmomentinformation kann an die Steuervorrichtung 130 ausgegeben werden.
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Die Steuervorrichtung 130 kann ein Ausmaß des Radausrichtungs-Verziehens während der Fahrt auf Grundlage der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 110 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und der durch den Drehmomentfühler 120 erfassten Drehmomentinformation berechnen und ein linkes oder rechtes Kompensationsmoment an den Elektromotor 140 (oder MDPS-Motor) als Reaktion auf das Ausmaß des Verziehens ausgeben.
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Typischerweise kann, wenn die Radausrichtung zu einer beliebigen Seite verzogen wird, ein Fahrzeug beim Fahren mit im Neutralzustand befindlichem Lenkrad zu einer beliebigen Seite tendieren.
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Daher kann ein Fahrer aufgrund einer Verringerung der Kontrollfähigkeit und eines durch eine übertriebene Lenkfunktion seltsamen Gefühls Schwierigkeiten haben, die Fahrstabilität sicherzustellen. Die übertriebene Lenkfunktion kann angeben, dass der Fahrer, um geradeaus zu fahren, das Lenkrad zur entgegengesetzten Seite gegenüber der Seite lenkt, zu der das Fahrzeug tendiert.
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Als Anhaltspunkt kann die Steuervorrichtung 130, wenn ein kleineres Drehmoment als ein voreingestellter Schwellenpunkt (beispielsweise Tx) in einem Verstärkungskennfeld oder einer Verstärkungskurve (siehe 3) auf den Elektromotor 140 angewendet ist, während der Fahrer das Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit fährt (das heißt, in einem Fahrzeugfahrtzustand), bestimmen, dass das Fahrzeug mittig gefahren wird.
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Dabei kann sich der Schwellenpunkt Tx abhängig von einem Abstimmungskennfeld für jede Fahrzeuggeschwindigkeit unterscheiden, und ein zum Aufrechterhalten des Neutralzustands erforderlicher Drehmomentbetrag kann sich aufgrund der Selbstausrichtungseigenschaft des Fahrzeugs unterscheiden, während das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit gefahren wird (das heißt, in einem Fahrzeugfahrtzustand).
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Das MDPS-System gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Neutralstellung durch ein Kombinieren der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und der Drehmomentinformation bestimmen, ohne die Lenkwinkelinformation zu verwenden.
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Das heißt, da sogar dieselben Arten von Fahrzeugen unterschiedliche Selbstausrichtungseigenschaften abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit aufweisen und verschiedene Drehmomentwerte zum Fahren in einem Neutralzustand abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit erfordern, kann auch der zum Bestimmen des Neutralzustands erforderliche Drehmomentbetrag unterschiedlich sein.
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Daher kann in Anbetracht der oben beschriebenen Eigenschaften das MDPS-System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verstärkungskurve (siehe 3) verwenden, um einen Neutralzustand während der Fahrt zu bestimmen. Somit kann das MDPS-System einen Neutralzustand für jede Fahrzeuggeschwindigkeit in Echtzeit leicht bestimmen, ohne eine Lenkwinkelinformation zu verwenden.
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Weiter kann, wenn die Radausrichtung des Fahrzeugs nicht verzogen ist, eine Giergeschwindigkeit nicht wesentlich geändert sein. Wenn jedoch das Fahrzeug zu einer beliebigen Seite tendiert, kann das Fahrzeug eine andere Giergeschwindigkeit aufweisen gegenüber dem Zustand, wenn das Fahrzeug mittig fährt.
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Daher kann das MDPS-System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Neutralzustand und das Radausrichtungs-Verziehen des Fahrzeugs in Echtzeit auf Grundlage einer in einem internen Speicher (nicht dargestellt) gespeicherten Kenndatentabelle bestimmen. Die Kenndatentabelle kann Kenndaten enthalten, die vorab in einem normalen Zustand gemessen werden, in dem die Radausrichtung nicht verzogen ist, und die Kenndaten können eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Lenkwinkel und eine Giergeschwindigkeit für jede Fahrzeugbewegung enthalten.
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Weiter kann das MDPS-System rückwärts ein Ausmaß des Radausrichtungs-Verziehens gemäß einer Differenz zwischen einem in der Kenndatentabelle enthaltenen Wert und einem von dem aktuell gefahrenen Fahrzeug erfassten Wert berechnen. Die Kenndatentabelle kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Lenkwinkel und eine Giergeschwindigkeit für jede Fahrzeugbewegung enthalten, und der von dem aktuell gefahrenen Fahrzeug erfasste Wert kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Drehmoment und eine Giergeschwindigkeit enthalten.
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Das von der Differenz abhängige Ausmaß des Radausrichtungs-Verziehens kann mit Bezug auf die Kenndatentabelle berechnet werden, die Kenndaten enthält, die zuvor in dem Fahrzeug abhängig von jedem Zustand gemessen wurden. Wenn das Ausmaß des Radausrichtungs-Verziehens berechnet wird, kann die Steuervorrichtung 130 ein Kompensationsmoment (oder linkes oder rechtes Kompensationsmoment) für den Elektromotor 140 anwenden, um das Ausmaß des Verziehens in der entsprechenden Richtung als Reaktion auf das Ausmaß des Verziehens und die Richtung der Radausrichtung zu kompensieren, verbessert dadurch das Lenkgefühl und die Kontrollfähigkeit des Fahrers und hilft dem Fahrer, das Fahrzeug sicher zu fahren.
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Das Kompensationsmoment kann einen Drehmomentwert zum Einstellen eines Bezugswerts (oder Versatzwerts) angeben, um zu verhindern, dass das Lenkrad zum Vorgabe-Neutralzustand vor dem Verziehen der Radausrichtung zurückkehrt.
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2 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Bestimmen einer Neutralstellung in einem MDPS-System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 2 dargestellt, kann die Steuervorrichtung 130 in Schritt S101 bestimmen, ob das Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit fährt.
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Das heißt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine voreingestellte Geschwindigkeit (beispielsweise 0 km/h), kann die Steuervorrichtung 130 bestimmen, dass das Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit fährt.
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Wenn das Fahrzeug fährt (Ja in Schritt S101), kann die Steuervorrichtung 130 in Schritt S102 bestimmen, ob ein Drehmoment (oder Lenkmoment) kleiner ist als ein voreingestellter Schwellenpunkt (beispielsweise Tx) in der Verstärkungskurve von 3.
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Wenn das Drehmoment (oder Lenkmoment) kleiner ist als der voreingestellte Schwellenpunkt Tx in der Verstärkungskurve (Ja in Schritt S102), kann die Steuervorrichtung 130 in Schritt S103 ein Neutralzustands-Bestimmungsflag einschalten oder das Neutralzustands-Bestimmungsflag auf 1 setzen.
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Wenn ein Stoß oder Schaden (eine Panne) eines Reifens oder dergleichen plötzlich während der Fahrt auftritt, wird die Radausrichtung des Fahrzeugs verzogen. Wenn der Neutralzustand des Lenkrads als Reaktion auf das Verziehen der Radausrichtung nicht geändert wird, kann ein Fahrer ein seltsames Gefühl haben und die Kontrollfähigkeit verlieren.
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Daher kann die Steuervorrichtung 130 in Schritt S104, obwohl die Steuervorrichtung 130 bestimmte, dass sich das Lenkrad im Neutralzustand befand, eine Giergeschwindigkeit im aktuellen Zustand überwachen.
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Die Giergeschwindigkeit kann als eine Gier-Winkelgeschwindigkeit bezeichnet werden und die Geschwindigkeit angeben, mit der sich ein Drehwinkel (Gierwinkel) um eine Vertikale ändert, die durch die Mitte des Fahrzeugs hindurchgeht. [0052] Dann kann die Steuervorrichtung 130 in Schritt S105 eine Differenz zwischen einem von einem aktuell gefahrenen Fahrzeug erfassten Wert und einem in einer in einem internen Speicher (nicht dargestellt) gespeicherten Kenndatentabelle enthaltenen Wert berechnen. Der von dem aktuell gefahrenen Fahrzeug erfasste Wert kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Drehmoment, eine Giergeschwindigkeit und dergleichen enthalten. Die Kenndatentabelle kann Kenndaten enthalten, die vorab in einem normalen Zustand gemessen sind, in dem die Radausrichtung nicht verzogen ist, und die Kenndaten können eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Lenkwinkel und eine Giergeschwindigkeit für jede Fahrzeugbewegung enthalten.
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Die Steuervorrichtung 130 kann in Schritt S106 ein Ausmaß des Verziehens der Radausrichtung abhängig von der Differenz durch eine Bezugnahme auf die Kenndatentabelle berechnen.
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Wenn das Ausmaß des Verziehens der Radausrichtung berechnet ist, nachdem bestimmt war, dass sich das Lenkrad im Neutralzustand befindet, kann die Steuervorrichtung 130 in Schritt S107 ein Kompensationsmoment (ein linkes oder rechtes Kompensationsmoment) an den Elektromotor 140 ausgeben, um als Reaktion auf das Ausmaß des Verziehens und die Richtung der Radausrichtung das Ausmaß des Verziehens in der entsprechenden Richtung zu kompensieren.
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Das heißt, wenn die Radausrichtung verzogen wurde, kann der Lenkwinkel des Lenkrads als Reaktion auf das Ausmaß des Verziehens verschoben werden, sodass das Fahrzeug mit dem Lenkrad im Neutralzustand gefahren wird. Somit kann die Steuervorrichtung 130 das Lenkmoment um das Ausmaß des Verziehens korrigieren, um den Bezugswert (oder Versatzwert) auf den Wert einzustellen, zu dem der Lenkwinkel des Lenkrads korrigiert ist. Daher kann die Steuervorrichtung 130 verhindern, dass das Lenkrad zu dem Vorgabe-Neutralzustand vor dem Verziehen der Radausrichtung zurückkehrt, und verbessert dadurch die Stabilität, während sie ein Auftreten eines seltsamen Gefühls und einen Verlust der Kontrollfähigkeit verhindert.
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3 ist ein Diagramm, das die Verstärkungskurve darstellt, in der der Schwellenpunkt zum Bestimmen des Neutralzustands in 2 festgelegt ist.
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Der Verstärkungsstrom kann eine Beziehung zwischen einem anliegenden Eingangsmoment und einem durch einen Elektromotor in einem Lenksystem erzeugtes Unterstützungsmoment angeben, in dem das Unterstützungsmoment durch den Elektromotor erzeugt wird. Mit Bezug auf 3 kann die Steuervorrichtung 130, wenn der Schwellenpunkt Tx in der Verstärkungskurve voreingestellt ist, und ein kleineres Drehmoment als der Schwellenpunkt auf den Elektromotor 140 angewendet wird, bestimmen, dass das Fahrzeug mittig gefahren wird. Dabei kann der Schwellenpunkt Tx unterschiedlich sein, abhängig von einem Abstimmungskennfeld für jede Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können das MDPS-System und das Verfahren zum Bestimmen einer Neutralstellung davon die Neutralstellung des Lenkrads durch ein Kombinieren der Fahrzeuginformation und der Drehmomentinformation während der Fahrt bestimmen. Weiter können das MDPS-System und das Verfahren zum Bestimmen einer Neutralstellung davon nicht nur die Stabilität verbessern, sondern auch ein Auftreten eines seltsamen Gefühls und einen Verlust der Kontrollfähigkeit verhindern, sogar wenn ein Fahrer ein Fahrzeug fährt, dessen Radausrichtung verzogen ist.
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Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zu Veranschaulichungszwecken offenbart wurden, wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Modifikationen, Erweiterungen und Ersetzungen möglich sind, die den Geltungsbereich und Erfindungsgeist der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen nicht überschreiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2016-0048690 [0001]
- KR 10-2012-005330 [0006]
