DE102017215302A1

DE102017215302A1 - Lenksteuerungsapparat

Info

Publication number: DE102017215302A1
Application number: DE102017215302.4A
Authority: DE
Inventors: Takashi Aoki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2037-09-02
Also published as: CN107792171A; JP2018039352A; CN107792171B; US20180065658A1; US10377411B2; JP6747193B2; DE102017215302B4

Abstract

In einem Lenksteuerungsapparat berechnet eine Basis-Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit ein Basis-Unterstützungsdrehmoment. Eine Korrekturdrehmomentberechnungseinheit berechnet ein Korrekturdrehmoment, das zu dem Basis-Unterstützungsdrehmoment addiert werden soll. In der Korrekturdrehmomentberechnungseinheit bestimmt eine Zurückführzustandsbestimmungseinheit, ob ein Lenkrad gedreht oder zurückgeführt wird. Eine Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit berechnet ein Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment, um eine Zurückführgeschwindigkeit des Lenkrads zu stabilisieren, als das Korrekturdrehmoment. Die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung berechnet das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment derart, um einen Zweite-Ordnung-Zeitdifferentialwert einer lenkradpositionsbezogenen Information, die in Wechselbeziehung mit einer Lenkradposition steht, näher an 0 zu bringen, und derart, dass ein Absolutwert des Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoments, wenn das Lenkrad zurückgeführt wird, verhältnismäßig größer als der ist, wenn das Lenkrad gedreht wird.

Description

Hintergrund
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Lenksteuerungsapparat.
2. Stand der Technik
In einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich ist der Seitenschlupfwinkel eines Fahrzeugkörpers oder eines Reifens verhältnismäßig kleiner als der, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Bei demselben Lenkwinkel und derselben Seitenbeschleunigung ist ein selbstausrichtendes bzw. selbstanliegendes Drehmoment, das von einer Straßenoberfläche aufgenommen wird, in dem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich kleiner. Wenn das selbstausrichtende bzw. selbstanliegende Drehmoment ungefähr gleich einer Reibung in einem Lenkmechanismus oder geringer als diese wird, kehrt das Lenkrad nicht einfach auf eine Neutralposition zurück. Folglich ist ein Fahrer erforderlich, um mit Absicht eine Betätigung bzw. einen Vorgang durchzuführen, um das Lenkrad auf die Neutralposition zurückzuführen. Deshalb ist ein Lenksteuerungsapparat, der eine „Zurückführungssteuerung” durchführt, bekannt. In der Zurückführungssteuerung wird ein Korrekturdrehmoment in einer Richtung, in der das Lenkrad auf die Neutralposition zurückkehrt, berechnet und zu einem Unterstützungsdrehmoment addiert.
Zum Beispiel offenbart JP-A-2015-145216 einen Apparat, in dem ein folgendes Problem betrachtet wird. Das heißt, dass das Lenkrad während der Zurückführungssteuerung nicht problemlos auf die Neutralposition zurückkehrt, und zwar als Folge eines Verdrehens der Drehstabfeder. Hier wird als ein Mittel für ein Lösen dieses Problems ein Gegen-Zurückführung-Befehlswert in einer Richtung, in der das Lenkrad nicht auf die Neutralposition zurückkehrt, basierend auf einer Winkelbeschleunigung eines Motors berechnet. Der Gegen-Zurückführung-Befehlswert wird zu einem Unterstützungsbefehlswert addiert und das Lenkrad ist dadurch imstande, problemlos auf die Neutralposition zurückzukehren.
In der Technologie in JP-A-2015-145216 wird der Gegen-Zurückführung-Befehlswert basierend auf der Winkelbeschleunigung des Motors berechnet, und zwar selbst während einem Drehen. Deshalb entsteht insofern ein Problem, als ein Drehmoment in einer Richtung, dass ein Lenken hemmt, ausgegeben wird, wenn der Fahrer ein Drehungslenken durchführt.
Zusammenfassung
Es wird folglich gewünscht, einen Lenksteuerungsapparat bereitzustellen, der eine Zurückführgeschwindigkeit eines Lenkrads stabilisiert.
Eine beispielhafte Ausführungsform stellt einen Lenksteuerungsapparat bereit, der ein Unterstützungsdrehmoment, das durch einen Lenkunterstützungsmotor ausgegeben wird, basierend auf einem Lenkmoment, das durch einen Fahrer aufgebracht wird, steuert. Der Lenksteuerungsapparat enthält eine Basis-Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit, die ein Basis-Unterstützungsdrehmoment berechnet, und eine Korrekturdrehmomentberechnungseinheit, die ein Korrekturdrehmoment, das zu dem Basis-Unterstützungsdrehmoment addiert werden soll, berechnet.
Die Korrekturdrehmomentberechnungseinheit enthält eine Zurückführzustandsbestimmungseinheit und eine Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit. Die Zurückführzustandsbestimmungseinheit bestimmt, ob ein Lenkrad gedreht oder zurückgeführt wird. Die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit berechnet ein Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit, um eine Zurückführgeschwindigkeit des Lenkrads zu stabilisieren, als das Korrekturdrehmoment. Die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit berechnet das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment derart, um einen Zweite-Ordnung-Zeitdifferentialwert einer lenkradpositionsbezogenen Information, die in Wechselbeziehung mit einer Lenkradposition steht, auf 0 zu bringen, und derart, dass ein Absolutwert des Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoments, wenn das Lenkrad zurückgeführt wird, verhältnismäßig größer als der ist, wenn das Lenkrad gedreht wird.
Der „Zweite-Ordnung-Zeitdifferentialwert einer lenkradpositionsbezogenen Information” ist typischerweise eine Lenkwinkelbeschleunigung. Zusätzlich bedeutet „bringe einen Zweite-Ordnung-Zeitdifferentialwert einer lenkradpositionsbezogenen Information... näher an 0” eine Steuerung, die derart durchgeführt wird, dass eine Beschleunigung der Rotation des Lenkrads unterdrückt wird und die Zurückführgeschwindigkeit fest bzw. unveränderlich ist. Von einer sensorischen Perspektive aus entspricht diese Steuerung einem künstlichen Erhöhen einer Trägheit in einem Lenksystemmechanismus, der einer Steuerung durch den Lenksteuerungsapparat unterworfen bzw. von dieser abhängig ist. Infolgedessen ist die vorliegende Offenbarung imstande, die Zurückführgeschwindigkeit des Lenkrads zu stabilisieren und ein Lenkgefühl zu verbessern.
Zusätzlich wird das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment derart berechnet, dass der Absolutwert, wenn das Lenkrad zurückgeführt wird, verhältnismäßig größer als der ist, wenn das Lenkrad gedreht wird. Mit anderen Worten wird das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment nicht ausgegeben, wenn das Lenkrad gedreht wird, verglichen damit, wenn das Lenkrad zurückgeführt wird. Die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit setzt vorzugsweise das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment auf 0, wenn das Lenkrad gedreht wird.
Infolgedessen wird während einem Drehungslenken eine Beschleunigung der Rotation des Lenkrads, wie es durch den Fahrer beabsichtigt ist, gestattet. Deshalb wird ein Lenken nicht gehemmt. Folglich kann die Zurückführgeschwindigkeit des Lenkrads stabilisiert werden, während ein Problem, das heißt, „eine Hemmung eines Lenkens, wenn der Fahrer ein Drehungslenken durchführt”, das ein Problem in der herkömmlichen Technologie in JP-A-2015-145216 ist, verhindert wird.
Insbesondere bestimmt die Zurückführzustandsbestimmungseinheit, ob das Lenkrad in einem Zurückführzustand, in dem die Lenkradposition in eine Richtung zu einer Neutralposition hin geändert wird, oder einem Drehzustand, in dem die Lenkradposition in eine Richtung von der Neutralposition weg geändert wird, ist.
Zusätzlich bestimmt die Zurückführzustandsbestimmungseinheit vorzugsweise den Zurückführzustand basierend auf einer Zurückführungszustandsgröße (α), die aus der lenkradpositionsbezogenen Information, die in Wechselbeziehung mit der Lenkradposition steht, und einer Zeitrate einer Änderung der lenkradpositionsbezogenen Information berechnet wird. Die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit ändert dann das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment basierend auf der Zurückführungszustandsgröße.
Außerdem enthält die Korrekturdrehmomentberechnungseinheit des Weiteren vorzugsweise eine Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit (30), die eine Zurückführungssteuerungsgröße (Tr*), um ein Zurückführen des Lenkrads auf die Neutralposition zu unterstützen, als das Korrekturdrehmoment berechnet. In diesem Fall kann die Korrekturdrehmomentberechnungseinheit die Zurückführungssteuerungsgröße basierend auf zumindest einer der Größen, Lenkwinkel (θ) und Lenkgeschwindigkeit (ω), berechnen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den beigefügten Zeichnungen:
ist 1 ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines elektrischen Servolenksystems,
ist 2A ein Diagramm von Änderungen über Zeit bei einem Lenkwinkel,
ist 2B ein Diagramm von Änderungen bei einem Zustand während einem Übergang von einem Drehungslenken zu einem Zurückführungslenken bei einer Zurückführungssteuerung,
ist 3 ein Gesamtsteuerungsblockschaltbild einer Zurückführungssteuerungseinheit gemäß jeder Ausführungsform,
ist 4 ein Steuerungsblockschaltbild einer Zurückführzustandsbestimmungseinheit,
ist 5A ein Beispiel eines Geschwindigkeitszustandsgrößenverzeichnisses bzw. einer Geschwindigkeitszustandsgrößenkarte,
ist 5B ein Beispiel eines Winkelzustandsgrößenverzeichnisses bzw. einer Winkelzustandsgrößenkarte der Zurückführzustandsbestimmungseinheit,
ist 6 ein Diagramm für ein Erläutern einer Beschränkung einer Zurückführungssteuerungsgröße durch eine Ausgabebeschränkungseinheit,
ist 7 tatsächliche Apparatedaten, die Änderungen bei einer Zurückführungszustandsgröße basierend auf einem Lenkzustand kennzeichnen,
ist 8 ein Steuerungsblockschaltbild einer Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform,
sind 9A bis 9C tatsächliche Apparatedaten (1), die Arbeitsauswirkungen bzw. Funktionsauswirkungen einer Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung kennzeichnen,
sind 10A bis 10C tatsächliche Apparatedaten (2), die Arbeitsauswirkungen bzw. Funktionsauswirkungen einer Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung kennzeichnen,
ist 11 ein Steuerungsblockschaltbild einer Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform,
ist 12 ein Beispiel eines Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungsverzeichnisses bzw. einer Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungskarte in 11,
ist 13 ein Steuerungsblockschaltbild einer Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform,
ist 14 ein Diagramm für ein Erläutern von Definitionen von Vorzeichen für einen Lenkwinkel und ein Lenkmoment, und
ist 15 ein Beispiel eines Korrekturverstärkungsverzeichnisses bzw. einer Korrekturverstärkungskarte in 13.
Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Vielzahl von Ausführungsformen eines Lenksteuerungsapparats wird im Nachfolgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Gemäß jeder Ausführungsform wird eine elektronische Steuerungseinheit (ECU, electronic control unit), die als der ”Lenksteuerungsapparat” dient, auf ein elektrisches Servolenksystem eines Fahrzeugs angewendet. Das ECU steuert ein Unterstützungsdrehmoment, das von einem Lenkunterstützungsmotor ausgegeben wird. Zusätzlich bezieht in der Beschreibung eine „vorliegende Ausführungsform” gemeinsam auf erste bis dritte Ausführungsformen, die nachstehend beschreiben werden.
Konfiguration des elektrischen Servolenksystems
Wie es in 1 zu sehen ist, unterstützt ein elektrisches Servolenksystem 1 einen Fahrer bei einem Betätigen eines Lenkrads 91 unter Verwendung eines Drehmoments von einem Lenkunterstützungsmotor 80.
Das Lenkrad 91 ist an einem Ende einer Lenkwelle 92 befestigt. Eine zwischenliegende Welle 93 ist auf der anderen Endseite der Lenkwelle 92 bereitgestellt. Ein Drehmomentmesswertgeber 94 ist zwischen der Lenkwelle 92 und der zwischenliegenden Welle 93 bereitgestellt. Eine Gesamtwelle von der Lenkwelle 92 durch den Drehmomentmesswertgeber 94 zu der zwischenliegenden Welle 93 wird insgesamt als ein Lenkwellenabschnitt 95 bezeichnet.
Der Drehmomentmesswertgeber 94 detektiert ein Lenkmoment Ts, das auf eine Drehstabfeder, die die Lenkwelle 92 und die zwischenliegende Welle 93 verbindet, aufgebracht wird, und zwar basierend auf einem Winkel einer Torsion der Drehstabfeder. Ein Detektionswert des Drehmomentmesswertgebers 94 wird an das ECU 10 ausgegeben. Ein Getriebekasten 96 ist in einem Endabschnitt der zwischenliegenden Welle 93 auf der dem Drehmomentmesswertgeber 94 entgegengesetzten Seite bereitgestellt. Der Getriebekasten 96 enthält ein Zahnrad 961 und eine Zahnstange 962.
Wenn das Lenkrad 91 durch den Fahrer gedreht wird, rotiert das Zahnrad 961 zusammen mit der zwischenliegenden Welle 93. Die Zahnstange 962 bewegt sich in Begleitung mit der Rotation des Zahnrads 961 nach links oder nach rechts. Spurstangen 97 sind auf beiden Enden der Zahnstange 962 bereitgestellt. Die Spurstangen 97 bewegen sich in einer hin- und her bewegenden Art und Weise zusammen mit der Zahnstange 962 nach links und nach rechts. Eine Ausrichtung eines Rads 99 ändert sich als Folge dessen, dass die Spurstange 97 einen Spurhebel bzw. Gelenkarm 98 zieht und drückt.
Zusätzlich ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitsmesswertgeber 71 in einem vorgegebenen Abschnitt des Fahrzeugs bereitgestellt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsmesswertgeber 71 detektiert eine Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Zum Beispiel ist der Motor 80 ein dreiphasiger, bürstenloser Wechselstrommotor. Der Motor 80 gibt ein Unterstützungsdrehmoment basierend auf einer Antriebsspannung Vd, die von dem ECU 10 ausgegeben wird, aus. Das Unterstützungsdrehmoment unterstützt mit einer Lenkkraft des Lenkrads 91. In dem Fall des dreiphasigen Wechselstrommotors bezieht sich die Antriebsspannung Vd auf eine Phasenspannung von jeder Phase, das heißt, einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase.
Eine Rotation des Motors 80 wird über einen Reduktionsmechanismus 85 an die zwischenliegende Welle 93 übertragen. Der Reduktionsmechanismus 85 hat ein Schneckengetriebe 86 und ein Schneckenrad 87. Zusätzlich wird, wenn die zwischenliegende Welle 93 als Folge eines selbstausrichtenden bzw. selbstanliegenden Drehmoments oder einer Straßenoberflächenreaktionskraft von der Seite des Rads 99 rotiert, die Rotation über den Reduktionsmechanismus 85 an den Motor 80 übertragen.
Das elektrische Servolenksystem 1, das in 1 zu sehen ist, ist ein säulenunterstützter Typ, in dem die Rotation des Motors 80 an den Lenkwellenabschnitt 95 übertragen wird. Jedoch kann das ECU 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in ähnlicher Weise auf einen zahnstangenunterstützten Typ eines elektrischen Servolenksystems oder ein Steer-by-wire-System (elektromechanisches Lenksystem) angewendet werden. In dem Steer-by-wire-System sind das Lenkrad und gelenkte Räder mechanisch getrennt.
Zusätzlich kann gemäß einer anderen Ausführungsform ein vielphasiger Wechselstrommotor, der eine Anzahl an Phasen abgesehen von drei hat, oder ein gebürsteter Direktstrommotor als der Lenkunterstützungsmotor verwendet werden. Hier wird ein Gesamtmechanismus von dem Lenkrad 91 zu den Rädern 99, durch die die Lenkkraft des Lenkrads 91 übertragen wird, als ein „Lenksystemmechanismus 100” bezeichnet.
Das ECU 10 wird durch eine elektrische Leistung, die von einer On-board-Batterie bzw. Bordbatterie (nicht zu sehen) erhalten wird, betrieben. Das ECU 10 berechnet einen Unterstützungsdrehmomentbefehl Ta* basierend auf dem Lenkmoment Ts, das durch den Drehmomentmesswertgeber 94 detektiert wird, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsmesswertgeber 71 detektiert wird, und dergleichen. Dann bringt das ECU 10 die Antriebsspannung Vd, die basierend auf dem Unterstützungsdrehmomentbefehl Ta* berechnet wird, auf den Motor 80 auf, um damit den Motor 80 das Unterstützungsdrehmoment erzeugen zu lassen. Die verschiedenen Berechnungsprozesse, die durch das ECU 10 durchgeführt werden, können Softwareprozesse sein, die durch eine zentrale Recheneinheit (CPU, central processing unit) aktualisiert werden, die Programme laufen lässt, die im Voraus in einer greifbaren Speichervorrichtung, wie beispielsweise einem Nur-Lese-Speicher (ROM, read-only memory), gespeichert werden. Alternativ können die verschiedenen Berechnungsprozesse durch Hardwareprozesse, die durch zugeordnete elektronische Schaltungen durchgeführt werden, aktualisiert werden.
Das ECU 10 enthält eine Basis-Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 11, eine Korrekturdrehmomentberechnungseinheit 15 und eine Stromrückkopplungseinheit 70. Die Basis-Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 11 berechnet ein Basis-Unterstützungsdrehmoment Tb basierend auf dem Lenkmoment Ts und einer Lenkgeschwindigkeit ω. Die Korrekturdrehmomentberechnungseinheit 15 berechnet verschiedene Typen eines Korrekturdrehmoments, das zu dem Basis-Unterstützungsdrehmoment Tb addiert werden soll. Das Korrekturdrehmoment enthält zumindest ein Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Konfiguration, in der ein Zurückführungssteuerungsgröße-finaler-Befehlswert Tr** berechnet wird, in erster Linie als das Korrekturdrehmoment angenommen. Der Zurückführungssteuerungsgröße-finaler-Befehlswert Tr** wird durch ein Addieren einer Zurückführungssteuerungsgröße Tr* und des Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoments Tω_stb in der Zurückführungssteuerung erhalten. Andere Typen eines Korrekturdrehmoments werden nicht genannt. Deshalb wird die „Korrekturdrehmomentberechnungseinheit” nachstehend insbesondere als eine „Zurückführungssteuerungseinheit 15” beschrieben.
Die Zurückführungssteuerungseinheit 15 berechnet die Zurückführungssteuerungsgröße-finaler-Befehlswert Tr** basierend auf der Lenkwinkelgeschwindigkeit ω und einem Lenkwinkel θ. Eine Addiereinrichtung 12 addiert den Zurückführungssteuerungsgrößefinaler-Befehlswert Tr**, der durch die Zurückführungssteuerungseinheit 15 berechnet wird, zu dem Basis-Unterstützungsdrehmoment Tb. Der Unterstützungsdrehmomentbefehl Ta* wird dadurch berechnet.
Einheiten, wie beispielsweise [Nm], [deg] bzw. [Grad] und [deg/s] bzw. [Grad/s], die im Hinblick auf verschiedene Größen verwendet werden, dienen dazu, Dimensionen dieser Größen auszudrücken und sind nicht gedacht, um eine Verwendung auf diese zu beschränken. Zum Beispiel kann [rad] als die Einheit für Winkel verwendet werden. Eine ähnliche Interpretation betrifft ebenfalls die nachstehenden Zeichnungen. Außerdem werden die Bezeichnungen „Lenkwinkel θ” und „Lenkgeschwindigkeit ω” nicht nur für Fälle, in denen das Lenkrad 91 durch ein aktives Lenken durch den Fahrer rotiert wird, sondern auch in einer expansiven bzw. weiteren Art und Weise, um die Position und Rotationsgeschwindigkeit des Lenkrads 91 zu enthalten, und zwar in einem Zustand, in dem der Fahrer das Lenkrad 91 losgelassen hat, verwendet.
Die Stromrückführungseinheit 70 führt eine Regelung eines tatsächlichen Stroms, der zu dem Motor 80 fließt, in Hinsicht auf einen Sollstrom durch, und zwar basierend auf dem Unterstützungsdrehmomentbefehl Ta*, und berechnet dadurch die Antriebsspannung Vd, die auf den Motor 80 aufgebracht wird. Konfigurationen der Basis-Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 11 und der Stromrückführungseinheit 70 in dem Lenksteuerungsapparat sind bekannte Technologie. Deshalb werden ausführliche Beschreibungen von diesen weggelassen.
Überblick der Zurückführungssteuerung
Als Nächstes wird ein Überblick der Zurückführungssteuerung mit Bezug auf 2 beschrieben.
In einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich ist der Seitenschlupfwinkel eines Fahrzeugkörpers oder eines Reifen verhältnismäßig kleiner als der, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Bei demselben Lenkwinkel und derselben Seitenbeschleunigung ist das selbstausrichtende bzw. selbstanliegende Drehmoment, das von einer Straßenoberfläche aufgenommen wird, in dem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich kleiner. Wenn das selbstausrichtende bzw. selbstanliegende Drehmoment ungefähr gleich der Reibung in dem Lenkmechanismus oder geringer als diese wird, kehrt das Lenkrad nicht einfach auf die Neutralposition zurück. Folglich ist der Fahrer erforderlich, um mit Absicht eine Betätigung bzw. einen Vorgang durchzuführen, um das Lenkrad auf die Neutralposition zurückzuführen.
Insbesondere ist eine Zurückführkraft in Fahrzeugen, in denen ein Spurwinkel und ein Nachlaufwinkel klein sind, und in Fahrzeugen, die mit Reifen versehen sind, die einen niedrigen Rollwiderstand haben, klein. Zusätzlich ist eine Reibung in Fahrzeugen, in denen ein Kontaktdruck gegen Komponenten festgesetzt ist, um hoch zu sein, um einen Klapperlärm des Zahnstangenmechanismus bzw. Zahnstangen-und-Zahnrad-Mechanismus zu reduzieren, hoch. Jedes bzw. alles von dem Vorhergehenden dient als ein Faktor bei einem Hemmen der Zurückführung des Lenkrads auf die Neutralposition.
In Hinblick auf solche Probleme ist die Zurückführungssteuerung eine Steuerung, in der ein Korrekturdrehmoment in der Richtung, in der das Lenkrad auf die Neutralposition zurückkehrt, weiter zu dem Unterstützungsdrehmoment in dem elektrischen Servolenksystem addiert wird.
Nachstehend wird in der vorliegenden Spezifikation bzw. Beschreibung eine Richtung, in der sich das Lenkrad von der Neutralposition weg bewegt, als eine „Drehrichtung” bezeichnet. Die Richtung, in der sich das Lenkrad zu der Neutralposition hin bewegt, wird als eine „Zurückführrichtung” bezeichnet. Das heißt, dass die „Zurückführ-/Drehrichtung” basierend auf einem Verhältnis zwischen dem Lenkrad und der Neutralposition objektiv definiert ist, ungeachtet den Wahrnehmungen bzw. Sinnen des Fahrers.
Ein Lenken in die Drehrichtung und ein Lenken in die Zurückführrichtung werden jeweilig als ein „Drehungslenken” und „Zurückführungslenken” bezeichnet. Zusätzlich wird eine Geschwindigkeit, bei der das Lenkrad als Folge des selbstausrichtenden bzw. selbstanliegenden Drehmoments und der Zurückführungssteuerung auf die Neutralposition zurückkehrt, auch ohne dass der Fahrer eine Betätigung bzw. einen Vorgang aktiv durchführt, um das Lenkrad zurückzuführen, als eine „Zurückführgeschwindigkeit” bezeichnet.
2A ist ein konzeptionelles Diagramm, das Änderungen über Zeit bei dem Lenkwinkel θ zeigt, bis das Lenkrad nach dem Drehungslenken auf die Neutralposition zurückkehrt (das heißt, Lenkwinkel θ = 0 [deg]), und zwar in einen Zustand, in dem der bzw. die Fahrer seine bzw. ihre Hände auf dem Lenkrad hat bzw. haben. Eine lang gestrichelte Linie R0 kennzeichnet eine Betätigung bzw. einen Vorgang in einem Fall, in dem der Lenkwinkel θ als Folge einer Reibung nicht auf 0 [deg] zurückkehrt, wenn die Zurückführungssteuerung nicht durchgeführt wird oder wenn die Ausgabe der Zurückführungssteuerung unzureichend ist und die Zurückführgeschwindigkeit zu langsam ist.
Umgekehrt kennzeichnet eine kurz gestrichelte Linie R1 eine Betätigung bzw. einen Vorgang, in der bzw. dem das Lenkrad als Folge einer vorteilhaften Zurückführungssteuerung auf die Neutralposition zurückkehrt. Da die Zurückführgeschwindigkeit angemessen ist, ändert sich der Lenkwinkel θ problemlos.
Zusätzlich zeigen eine Ein-Punkt-Kettenlinie bzw. Strichpunktlinie R2 und eine Zwei-Punkt-Kettenlinie R3 Beispiele von einer unpassenden bzw. ungeeigneten Zurückführungssteuerung. Bei einer Betätigung bzw. in einem Vorgang, die bzw. der durch die Ein-Punkt-Kettenlinie bzw. Strichpunktlinie R2 gekennzeichnet ist, ist die Ausgabe der Zurückführungssteuerung übermäßig und ist die Zurückführgeschwindigkeit zu schnell. Folglich wird ein Lenken gehemmt. Bei einer Betätigung bzw. in einem Vorgang, die bzw. der durch die Zwei-Punkt-Kettenlinie R3 gekennzeichnet ist, ist die Zurückführgeschwindigkeit instabil. Folglich kann der Fahrer ein Unbehagen erfahren. Deshalb ist es in bzw. bei der Zurückführungssteuerung ein Steuerungsziel, die Betätigung bzw. den Vorgang, die bzw. der durch die kurz gestrichelte Linie R1 gekennzeichnet ist, in der bzw. dem ein Lenken nicht gehemmt wird und das Lenkrad bei einer natürlichen Geschwindigkeit zurückkehrt, die kein Unbehagen verursacht, zu aktualisieren.
2B ist ein Diagramm, das Änderungen in bzw. bei einem Zustand während einem Übergang von dem Drehungslenken zu dem Zurückführungslenken ausdrückt, und zwar basierend auf einem Verhältnis zwischen dem Lenkwinkel θ und dem Lenkmoment Ts. Hier sind positive und negative Vorzeichen des Lenkwinkels θ basierend auf Nach-Links- und Nach-Rechts-Richtungen mit Bezug auf die Neutralposition definiert. Zusätzlich sind Vorzeichen des Lenkmoments Ts basierend auf denselben Richtungen wie den Richtungen, die durch die Vorzeichen des Lenkwinkels θ gekennzeichnet sind, definiert. Im Grunde ändert sich, wenn das Lenkmoment Ts in eine positive Richtung aufgebracht wird, der Lenkwinkel θ zu einer positiven Richtung. Wenn das Lenkmoment Ts in eine negative Richtung aufgebracht wird, ändert sich der Lenkwinkel θ zu einer negativen Richtung. 2B zeigt ein Diagramm, in dem der Lenkwinkel θ und das Lenkmoment Ts beide in der positiven Region sind. Ein Diagramm, in dem der Lenkwinkel θ und das Lenkmoment Ts beide in der negativen Region sind, wird symmetrisch zu dem Diagramm in 2B mit Bezug auf den Ursprung erscheinen.
Die Änderungen bei einem Zustand während dem Übergang eines Lenkens werden in vier Zeitabschnitte, das heißt, einen „Drehung-Zeitabschnitt”, der durch eine durchgehende Linie gekennzeichnet ist, einen „Erster-Übergang-Zeitabschnitt”, der durch eine Ein-Punkt-Kettenlinie bzw. Strichpunktlinie gekennzeichnet ist, einen „Zurückführung-Zeitabschnitt”, der durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet ist, und einen „Zweiter-Übergang-Zeitabschnitt”, der durch eine Zwei-Punkt-Kettenlinie gekennzeichnet ist, geteilt.
Während dem Drehung-Zeitabschnitt, in dem der Fahrer das Lenkrad dreht, erhöht sich ein Absolutwert des Lenkwinkels θ. Kurvenformen in 2B sind lediglich ein Beispiel. Während dem Drehung-Zeitabschnitt wird die Zurückführungssteuerung nicht durchgeführt, um nicht ein Lenken zu hemmen.
Wenn der Fahrer damit beginnt, das Lenkrad auf die Neutralposition zurückzuführen, ändert sich der Lenkwinkel θ kaum. Ein Absolutwert der Lenkgeschwindigkeit ω ist relativ klein. Während diesem Erster-Übergang-Zeitabschnitt erfährt, wenn die Zurückführungssteuerung aktiv durchgeführt wird, der Fahrer ein starkes Zurückführgefühl. Deshalb wird die Zurückführungssteuerung graduell gestartet.
Während dem Zurückführung-Zeitabschnitt, in dem der Fahrer das Lenkrad auf die Neutralposition zurückführt, verringert sich der Absolutwert des Lenkwinkels θ. Während dem Zurückführung-Zeitabschnitt wird die Zurückführungssteuerung aktiv durchgeführt. Infolgedessen wird eine Kurve, die durch eine dünn gestrichelte Linie ausgedrückt wird, die kennzeichnet, „wenn die Zurückführungssteuerung nicht durchgeführt wird”, derart korrigiert, dass die Spitze der Kurve dem Punkt eines Ursprungs zugewandt ist.
Während dem Zweiter-Übergang-Zeitabschnitt, in dem das Lenkrad nahe der Neutralposition ist, nähert sich der Absolutwert des Lenkwinkels θ über einen relativ kleinen Bereich graduell an null an. Die Zurückführungssteuerung wird während diesem Zeitabschnitt graduell beendet.
Zusätzlich werden jeweilige Lenkzustände während dem Zurückführung-Zeitabschnitt, dem Drehung-Zeitabschnitt und den Übergang-Zeitabschnitten als ein „Zurückführzustand”, ein „Drehzustand”, und ein „Übergangszustand” bezeichnet. Der Zurückführzustand ist als „ein Zustand, in dem die Lenkradposition zu der Neutralposition hin geändert wird” definiert. Der Zurückführzustand ist als „ein Zustand, in dem die Lenkradposition in die Richtung weg von der Neutralposition geändert wird” definiert.
Eine Information, die den Zurückführzustand quantitativ ausdrückt, ist eine „Zurückführungszustandsgröße α”, die durch eine Zurückführzustandsbestimmungseinheit 50 berechnet wird, was nachstehend beschrieben wird. Die Zurückführungszustandsgröße α während jedem Zeitabschnitt in 2B ist „α = 0” während dem Drehung-Zeitabschnitt, „α = 1” während dem Zurückführung-Zeitabschnitt und „0 < α < 1” während den Erster- und Zweiter-Übergang-Zeitabschnitten.
JP-A-2015-145216 offenbart eine herkömmliche Technologie, in der ein Gegen-Zurückführung-Befehlswert in der Richtung, in der das Lenkrad nicht auf die Neutralposition zurückkehrt, basierend auf einer Winkelbeschleunigung eines Motors berechnet wird. Der Gegen-Zurückführung-Befehlswert wird zu einem Unterstützungsbefehlswert addiert und das Lenkrad ist dadurch imstande, problemlos auf die Neutralposition zurückzukehren. Jedoch wird in dieser herkömmlichen Technologie der Gegen-Zurückführung-Befehlswert basierend auf der Winkelbeschleunigung des Motors berechnet, und zwar selbst während einem Drehen. Infolgedessen entsteht insofern ein Problem, als ein Drehmoment in einer Richtung, das ein Lenken hemmt, ausgegeben wird, wenn der Fahrer ein Drehungslenken durchführt.
Mit Hinblick auf dieses Problem enthält die Zurückführungssteuerungseinheit 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine „Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit”, die das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb berechnet. Das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb stabilisiert die Zurückführgeschwindigkeit, wenn das Lenkrad 91 zu der Neutralposition hin zurückgeführt wird. Die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit berechnet das das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment derart, dass eine Lenkwinkelbeschleunigung näher an 0 kommt. Die Lenkwinkelbeschleunigung ist ein Zweite-Ordnung-Zeitdifferentialwert einer lenkradpositionsbezogenen Information, die in Wechselbeziehung mit der Lenkradposition steht, typischerweise ein Zweite-Ordnung-Zeitdifferentialwert des Lenkwinkels θ, und ist ein Zeitdifferentialwert der Lenkgeschwindigkeit ω.
„Der Zweite-Ordnung-Zeitdifferentialwert der lenkradpositionsbezogenen Information kommt näher an 0” bezieht sich auf eine Steuerung, die derart durchgeführt wird, dass eine Beschleunigung der Rotation des Lenkrads unterdrückt wird und die Zurückführgeschwindigkeit fest bzw. unveränderlich ist. Von einer sensorischen Perspektive aus entspricht diese Steuerung einem künstlichen Erhöhen einer Trägheit in einem Lenksystemmechanismus 100.
Als Nächstes wird eine Konfiguration der Zurückführungssteuerungseinheit 15 im Detail beschrieben.
Konfiguration der Zurückführungssteuerungseinheit
Eine Gesamtkonfiguration der Zurückführungssteuerungseinheit 15 ist in 3 zu sehen.
Die Zurückführungssteuerungseinheit 15 ist größtenteils durch vier Blöcke, das heißt, eine Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 20, eine Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 30, eine Zurückführzustandsbestimmungseinheit 50 und eine Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60, konfiguriert. Einfach ausgedrückt sind die Funktionen der vier Blöcke wie folgt: Die Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 20 berechnet eine Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* dafür, wenn das Lenkrad auf die Neutralposition zurückkehrt, die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 30 berechnet einen Zurückführkraftbefehlswert für die Zurückführkraft, die das Lenkrad auf die Neutralposition zurückführt, die Zurückführzustandsbestimmungseinheit 50 bestimmt, ob das Lenkrad gedreht oder zurückgeführt wird, und die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 stabilisiert die Zurückführgeschwindigkeit des Lenkrads.
Gemäß jeder Ausführungsform werden der Lenkwinkel θ und die Lenkgeschwindigkeit ω der Zurückführungssteuerungseinheit 15 als Informationsgrößen, die für eine Berechnung in jedem Block verwendet werden, zugeführt. In dem Gesamtkonfigurationsdiagramm in 3 ist eine Eingabe des Lenkwinkels θ durch eine Ein-Punkt-Kettenlinie bzw. Strichpunktlinie gekennzeichnet und ist eine Eingabe der Lenkgeschwindigkeit ω durch eine Zwei-Punkt-Kettenlinie gekennzeichnet, wobei eine Sichtbarkeit der Zeichnungen berücksichtigt wird. Alle Berechnungsergebnisse, die von diesen Blöcken ausgegeben werden, sind durch durchgehende Linien gekennzeichnet. Zusätzlich wird gemäß der zweiten Ausführungsform die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Weiteren der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 zugeführt. Gemäß der dritten Ausführungsform wird das Lenkmoment Ts der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 zugeführt. Eingabesignale der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Lenkmoment Ts sind durch gestichelte Linien in 3 gekennzeichnet.
Die Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 20 berechnet die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* dafür, wenn das Lenkrad auf die Neutralposition zurückkehrt, und zwar basierend auf dem Lenkwinkel θ.
Die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 30 enthält eine Lenkgeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 31, ein Lenkgeschwindigkeit-Servosteuergerät 32, eine Lenkwinkel-Referenzdrehmoment-Berechnungseinheit 33 und eine Addiereinrichtung 37. Die Lenkgeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 31 berechnet eine Abweichung Δω zwischen der Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* und der Lenkgeschwindigkeit ω. Das Lenkgeschwindigkeit-Servosteuergerät 32 führt eine Servosteuerung derart durch, dass die Lenkgeschwindigkeitsabweichung Δω gleich 0 wird, das heißt, die Lenkgeschwindigkeit ω folgt der Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*. Das Lenkgeschwindigkeit-Servosteuergerät 32 berechnet eine Basis-Zurückführungssteuerungsgröße Tr*_0.
Die Lenkwinkel-Referenzdrehmoment-Berechnungseinheit 33 berechnet ein Lenkreferenzdrehmoment Tθ, das die Zurückführkraft ist, und zwar basierend auf dem Lenkwinkel θ. Die Addiereinrichtung 37 addiert das Lenkwinkel-Referenzdrehmoment Tθ zu der Basis-Zurückführungssteuerungsgröße Tr*_0. Die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* wird dadurch berechnet. Die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 30 gibt die Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, die auf diese Art und Weise berechnet wird, aus.
Die Konfiguration und Funktionsweisen der Zurückführzustandsbestimmungseinheit 50 werden mit Bezug auf 4 bis 7 beschrieben.
Die Zurückführzustandsbestimmungseinheit 50 bestimmt, ob der Lenkzustand der „Zurückführzustand” ist oder nicht, und zwar basierend auf dem Lenkwinkel θ und der Lenkgeschwindigkeit ω. Hier entspricht der Lenkwinkel θ einer „lenkradpositionsbezogenen Information, die in Wechselbeziehung mit der Lenkradposition steht”. Der Wert des Lenkwinkels θ, wenn das Lenkrad in der Neutralposition ist, ist 0. Der Wert des Lenkwinkels θ wird basierend auf einer Rotationsrichtung des Lenkrads von der Neutralposition positiv oder negativ. Zusätzlich entspricht die Lenkgeschwindigkeit ω einer „Zeitrate einer Änderung der lenkradpositionsbezogenen Information”.
Wie es in 4 zu sehen ist, enthält die Zurückführzustandsbestimmungseinheit 50 eine Lenkgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 51, eine Lenkwinkelbestimmungseinheit 52, einen Multiplikator 53 und eine Ausgabebeschränkungseinheit 54. Zustandsgrößen αω, αθ, α0 und α sind jeweils eine dimensionslose Größe [–].
Verzeichnisse bzw. Karten in 5A und 5B zeigen jeweilig Verzeichnisse bzw. Karten, in denen die Lenkgeschwindigkeit ω und der Lenkwinkel θ in der positiven Region sind. Verzeichnisse bzw. Karten, in denen die Lenkgeschwindigkeit ω und der Lenkwinkel θ in der negativen Region sind, werden symmetrisch zu den Verzeichnissen bzw. Karten in 5A und 5B mit Bezug auf den Ursprung erscheinen. Zahlenwerte in dem Verzeichnis bzw. der Karte sind lediglich Beispiele.
Die Lenkgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 51 berechnet eine Geschwindigkeitszustandsgröße αω, die ein Wert ist, der von –1 bis +1 reicht, und zwar basierend auf der Lenkgeschwindigkeit ω. Die Geschwindigkeitszustandsgröße αω kennzeichnet, dass das Lenkrad bei einer höheren Geschwindigkeit rotiert wird, wenn sich der Absolutwert der Geschwindigkeitszustandsgröße αω erhöht. Positiv/Negativ von dem Wert kennzeichnet die Rotationsrichtung.
Insbesondere ist, wie es in 5A zu sehen ist, die Geschwindigkeitszustandsgröße αω gleich 0 wenn die Lenkgeschwindigkeit ω gleich 0 [deg/s] ist. Wenn die Lenkgeschwindigkeit ω positiv ist, verringert sich die Geschwindigkeitszustandsgröße αω von 0 auf –1, wenn sich die Lenkgeschwindigkeit ω erhöht. Wenn die Lenkgeschwindigkeit ω negativ ist, erhöht sich die Geschwindigkeitszustandsgröße αω von 0 auf +1, wenn sich die Lenkgeschwindigkeit ω verringert.
Die Lenkwinkelbestimmungseinheit 52 berechnet eine Winkelzustandsgröße αθ, die ein Wert ist, der von –1 bis +1 reicht, und zwar basierend auf dem Lenkwinkel θ. Die Winkelzustandsgröße αθ kennzeichnet, dass das Lenkrad bei einer Position ist, die weiter von der Neutralposition weg ist, wenn sich der Absolutwert der Winkelzustandsgröße αθ erhöht. Positiv/Negativ von dem Wert kennzeichnet die Richtung.
Insbesondere ist, wie es in 5B zu sehen ist, die Winkelzustandsgröße αθ gleich 0, wenn der Lenkwinkel θ gleich 0 [deg] ist. Wenn der Lenkwinkel θ positiv ist, erhöht sich die Winkelzustandsgröße αθ von 0 auf +1, wenn sich der Lenkwinkel θ erhöht, und konvergiert diese bei ungefähr +1, wenn der Lenkwinkel θ nahe 60 [deg] ist. Wenn der Lenkwinkel θ negativ ist, verringert sich die Winkelzustandsgröße αθ von 0 auf –1, wenn sich der Lenkwinkel θ verringert, und konvergiert diese bei ungefähr –1, wenn der Lenkwinkel θ nahe –60 [deg] ist.
Der Multiplikator 53 berechnet eine Vor-Beschränkung-Zurückführungszustandsgröße α0, die ein Wert ist, der von –1 bis +1 reicht. Die Vor-Beschränkung-Zurückführungszustandsgröße α0 ist ein Produkt aus der Geschwindigkeitszustandsgröße αω und der Winkelzustandsgröße αθ.
Wie es in 6 zu sehen ist, löscht die Ausgabebeschränkungseinheit 54 „negative Werte, die von –1 bis 0 reichen” der Vor-Beschränkung-Zurückführungszustandsgröße α0. Die „negativen Werte, die von –1 bis 0 reichen” entsprechen Werten während dem Drehung-Zeitabschnitt und sind in Berechnungen, die nachstehend beschrieben werden, unnötig. Die Ausgabebeschränkungseinheit 54 gibt dann einzig „positive Werte, die von 0 bis +1 reichen” an die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 als die Zurückführungszustandsgröße α aus. Die „positiven Werte, die von 0 bis +1 reichen” entsprechen Werten während dem Zurückführung-Zeitabschnitt oder dem Übergang-Zeitabschnitt.
7 zeigt tatsächliche Apparatedaten der Zurückführungszustandsgröße α während einem Drehungslenken bei einer niedrigen Geschwindigkeit und von einem niedrigen Lenkwinkel. Während den Drehung-Zeitabschnitten vor einer Zeit ta und nach einer Zeit td ist die Zurückführungszustandsgröße α gleich 0. Während dem Erster-Übergang-Zeitabschnitt von einer Zeit ta zu einer Zeit tb erhöht sich die Zurückführungszustandsgröße α von 0 auf 1. Während dem Zurückführung-Zeitabschnitt von einer Zeit tb zu einer Zeit tc ist die Zurückführungszustandsgröße α gleich 1. Während dem Zweiter-Übergang-Zeitabschnitt von einer Zeit tc zu einer Zeit td verringert sich die Zurückführungszustandsgröße α von 1 auf 0. Wie es die tatsächlichen Apparatedaten kennzeichnen, kann der Lenkzustand bestimmt werden, um in dem Zurückführung-Zeitabschnitt zu sein, wenn 1 als die Zurückführungszustandsgröße α ausgegeben wird.
Wie es oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Vorzeichen der Vor-Beschränkung-Zurückführungszustandsgröße α0 basierend auf dem Produkt aus der Winkelzustandsgröße αθ und der Geschwindigkeitszustandsgröße αω bestimmt. Das heißt, dass, wenn sich die Vorzeichen des Lenkwinkels θ und der Lenkgeschwindigkeit ω unterscheiden, die Vor-Beschränkung-Zurückführungszustandsgröße α0 positiv ist. Eine Bestimmung wird gemacht, dass der Lenkzustand der Zurückführzustand oder der Übergangszustand ist. Das heißt, dass der Lenkzustand zwischen dem Zurückführzustand oder dem Übergangszustand, und dem Drehzustand bei der Neutralposition, bei der der Lenkwinkel θ gleich 0 ist, wechselt.
Wenn eine Bestimmung basierend auf dem Produkt aus den Vorzeichen des Lenkmoments Ts und der Lenkgeschwindigkeit ω gemacht wird, wird das Vorzeichen von „Ts × ω” während dem Zeitabschnitt, in dem der Lenkwinkel θ erhöht wird, positiv, ungeachtet dessen, ob der Lenkwinkel θ positiv oder negativ ist, wenn das Lenkmoment Ts in die positive Richtung aufgebracht wird. Unterdessen wird das Vorzeichen von „Ts × ω” während dem Zeitabschnitt, in dem der Lenkwinkel θ verringert wird, positiv, ungeachtet dessen, ob der Lenkwinkel θ positiv oder negativ ist, wenn das Lenkmoment Ts in die negative Richtung aufgebracht wird. Das heißt, dass „Ts × ω” nicht zwischen positiv und negativ bei der Neutralposition, bei der der Lenkwinkel θ gleich 0 ist, wechselt. Deshalb wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bestimmung in Hinblick auf den Zurückführzustand nicht basierend auf dem Lenkmoment Ts und der Lenkgeschwindigkeit ω gemacht.
Die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 berechnet das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb basierend auf mindestens der Zurückführungszustandsgröße α und der Lenkgeschwindigkeit ω. Ein Multiplikator 39 multipliziert das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb mit der Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, das durch die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 30 ausgegeben wird. Der Zurückführungssteuerungsgrößefinaler-Befehlswert Tr** wird dadurch berechnet.
Als Nächstes werden Konfigurationen der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen in dieser Reihenfolge beschrieben. Als das Bezugszeichen der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit gemäß jeder Ausführungsform wird die Zahl der Ausführungsform als eine dritte Ziffer, die der Zahl „60” folgt, hinzugefügt.
Konfiguration der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit
Erste Ausführungsform
8 zeigt eine Konfiguration der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 601 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 601 enthält eine Soll-Lenkwinkelbeschleunigung-Eingabeeinheit 61, einen Differenziator bzw. Differenzierer 62, einen Vergleicher 63, ein Stabilisierungsdrehmomentsteuergerät 64 und einen Zurückführungszustandsgrößenmultiplikator 69.
Die Soll-Lenkwinkelbeschleunigung-Eingabeeinheit 61 gibt 0 [deg/s/s] an einen nichtumkehrenden Eingabeanschluss (+) des Vergleichers 63 als einen Sollwert für eine Lenkwinkelbeschleunigung aus. Hier ist 0 [deg/s/s] ein Wert, dessen Lenkgeschwindigkeit ω fest bzw. unveränderlich ist. Der Differenziator 62 führt eine Zeitdifferenzierung an der eingegebenen Lenkgeschwindigkeit ω durch und führt eine tatsächliche Lenkwinkelbeschleunigung zu a [deg/s/s] einem umkehrenden Eingabeanschluss (–) des Vergleichers 63 zu.
Der Vergleicher 63 berechnet eine Abweichung zwischen der Soll-Lenkwinkelbeschleunigung (das heißt 0) und der tatsächlichen Lenkwinkelbeschleunigung a. Das Stabilisierungsdrehmomentsteuergerät 64 berechnet einen Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0 derart, dass die Lenkwinkelbeschleunigungsabweichung 0 folgt und die Zurückführgeschwindigkeit stabilisiert wird.
Zum Beispiel ist, wenn die Zurückführgeschwindigkeit in die positive Richtung beschleunigt wird, die tatsächliche Lenkwinkelbeschleunigung a positiv und ist die Abweichung negativ. Zu dieser Zeit wird der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0 in der negativen Richtung berechnet. Zusätzlich ist, wenn die Zurückführgeschwindigkeit in die negative Richtung beschleunigt wird, die tatsächliche Lenkwinkelbeschleunigung a negativ und ist die Abweichung positiv. Zu dieser Zeit wird der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0 in der positiven Richtung berechnet. Dies gilt in ähnlicher Weise, wenn die Zurückführgeschwindigkeit verlangsamt wird.
Der Zurückführungszustandsgrößenmultiplikator 69 multipliziert die Zurückführungszustandsgröße α mit dem Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0 und gibt das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb aus. Das heißt, dass die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 601 das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb basierend auf der Zurückführungszustandsgröße α derart ändert, dass der Absolutwert des Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoments Tω_stb in dem Zurückführzustand verhältnismäßig größer als der in dem Drehzustand ist.
Infolgedessen wird während dem Zurückführung-Zeitabschnitt, in dem die Zurückführungszustandsgröße α gleich 1 ist, und den Übergang-Zeitabschnitten, in denen die Zurückführungszustandsgröße α größer als 0 und geringer als 1 ist, das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb ausgegeben. Eine Steuerung wird derart durchgeführt, dass die Lenkwinkelbeschleunigung 0 wird, das heißt, die Zurückführgeschwindigkeit wird festgesetzt. Unterdessen wird während dem Drehung-Zeitabschnitt, in dem die Zurückführungszustandsgröße α gleich 0 ist, das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb nicht ausgegeben. Infolgedessen wird während einem Drehungslenken eine Beschleunigung der Rotation des Lenkrads, wie es durch den Fahrer beabsichtigt ist, gestattet. Deshalb wird ein Lenken nicht gehemmt.
Als Nächstes werden tatsächlich Apparatedaten, die erhalten werden, wenn die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, mit Bezug auf 9A bis 9C und 10A bis 10C beschrieben. Eine horizontale Achse in jeder der 9A bis 9C und 10A bis 10C kennzeichnet eine gemeinsame Zeitachse. Vertikale Achsen in 9A und 10A kennzeichnen den Lenkwinkel θ. Vertikale Achsen in 9B und 10B kennzeichnen die Lenkgeschwindigkeit ω. Vertikale Achsen in 9C und 10C kennzeichnen das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb.
Wie es in 9A zu sehen ist, sind die tatsächlichen Apparatedaten in 9A bis 9C Daten, die erhalten werden, wenn das Lenkrad nach einem Lenken von ungefähr –180 [deg] zu ungefähr +180 [deg] auf die Neutralposition gelenkt wird. Insbesondere wird ein Drehungslenken in die negative Richtung bei dem Lenkwinkel θ von einer Zeit t0 zu einer Zeit t1 durchgeführt. Ein Zurückführungslenken wird von einer Zeit t1 zu einer Zeit t2 durchgeführt. Ein Drehungslenken in die positive Richtung bei dem Lenkwinkel θ wird von einer Zeit t2 zu einer Zeit t3 durchgeführt. Ein Zurückführungslenken wird von einer Zeit t3 zu einer Zeit t4 durchgeführt.
Wie es in 9B zu sehen ist, kreuzt die Lenkgeschwindigkeit ω 0 zu einer Zeit t1 und einer Zeit t3, wenn das Lenken von dem Drehungslenken zu dem Zurückführungslenken übergeht.
Während einem Zeitabschnitt, der eine Zeit t1 kreuzt, erhöht sich die Lenkgeschwindigkeit ω und wird die positive Lenkwinkelbeschleunigung a erzeugt. Jedoch ist vor einer Zeit t1 das Produkt aus der positiven Geschwindigkeitszustandsgröße αω und der negativen Winkelzustandsgröße αθ negativ. Die Zurückführungszustandsgröße α ist 0. Deshalb wird das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb nicht ausgegeben. Wenn die Lenkgeschwindigkeit ω zu einer Zeit t1 von negativ zu positiv übergeht, wird die Zurückführungszustandsgröße α größer als 0. Wie es in Abschnitt c in 9C gekennzeichnet ist, wird das negative Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb ausgegeben.
Während eine Zeitabschnitt, der ein Zeit t3 kreuzt, verringert sich die Lenkgeschwindigkeit ω und wird die negative Lenkwinkelbeschleunigung a erzeugt. Jedoch ist vor einer Zeit t3 das Produkt aus der negativen Geschwindigkeitszustandsgröße αω und der positiven Winkelzustandsgröße αθ negativ. Die Zurückführungszustandsgröße α ist 0. Deshalb wird das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb nicht ausgegeben. Wenn die Lenkgeschwindigkeit ω zu einer Zeit t3 von positiv zu negativ übergeht, wird die Zurückführungszustandsgröße α größer als 0. Das positive Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb wird ausgegeben.
Wie es oben beschrieben wurde, wird während einem Zurückführungslenken das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb in die Richtung, die entgegengesetzt zu der Richtung der Lenkwinkelbeschleunigung a ist, ausgegeben. Infolgedessen wird eine Beschleunigung der Rotation des Lenkrads unterdrückt. Folglich wird ein Gefühl, das in ähnlicher Weise wie das einer Erhöhung bei der Trägheit in dem Lenksystem-Mechanismus 100 ist, erzeugt. Eine Zurückführgeschwindigkeit wird stabilisiert.
Zusätzlich wird das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb einzig während dem Zurückführung-Zeitabschnitt und dem Übergang-Zeitabschnitt ausgegeben und wird dieses nicht während dem Drehungslenken ausgegeben. Infolgedessen wird während einem Drehungslenken eine Beschleunigung der Rotation des Lenkrads zugelassen, wie es durch den Fahrer beabsichtigt ist. Ein Lenken durch den Fahrer wird nicht gehemmt.
Wie es in 10A zu sehen ist, sind die tatsächlichen Apparatedaten in 10A bis 10C Daten, die erhalten werden, wenn der Fahrer das Lenkrad auf ungefähr –480 [deg] steuert und das Lenkrad loslässt. In 10A und 10B sind Änderungen bei dem Lenkwinkel θ und der Lenkgeschwindigkeit ω, wenn die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung nicht durchgeführt wird, für einen Vergleich durch gestrichelte Linien gekennzeichnet.
Der Fahrer lässt das Lenkrad zu einer Zeit t6 sowohl in dem Fall, in dem die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung durchgeführt wird, als auch in dem Fall, in dem die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung nicht durchgeführt wird, los. Der Zurückführungsvorgang wird zu einer Zeit t7 in dem Fall, in dem die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung nicht durchgeführt wird, vervollständigt. Der Zurückführungsvorgang wird zu einer Zeit t8, und zwar mit einer geringen Verzögerung von einer Zeit t7, in dem Fall vervollständigt, in dem die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung durchgeführt wird.
In dem Fall, in dem die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung durchgeführt wird, wenn die Lenkgeschwindigkeit ω damit beginnt, zu schwanken, wird das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb ausgegeben, um die Schwankungen zu unterdrücken. Deshalb werden, wie es in Abschnitt b in 10B gekennzeichnet ist, die Änderungen bei der Lenkgeschwindigkeit ω verglichen mit denen in dem Fall, in dem die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung nicht durchgeführt wird, kleiner. Ein stabiler Zurückführungsvorgang des Lenkrads kann aktualisiert werden. Deshalb kann ein Lenkgefühl verbessert werden.
Als Nächstes werden Konfigurationen der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit gemäß den zweiten und dritten Ausführungsformen beschrieben. Konfigurationen, die im Wesentlichen identisch mit denjenigen gemäß der ersten Ausführungsform sind, werden dieselben Bezugszeichen gegeben. Beschreibungen von diesen werden weggelassen.
Zweite Ausführungsform
Eine Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 602 gemäß der zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 11 und 12 beschrieben. Wie es in 11 zu sehen ist, enthält die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 602 gemäß der zweiten Ausführungsform des Weiteren ein Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungsverzeichnis bzw. eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungskarte 65 und einen Verstärkungsmultiplikator 68 zusätzlich zu der Konfiguration der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 601 gemäß der ersten Ausführungsform.
Das Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungsverzeichnis bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungskarte 65 schreibt ein Verhältnis zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Kv vor. Der Verstärkungsmultiplikator 68 multipliziert die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Kv mit dem Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0, der durch das Stabilisierungsdrehmomentsteuergerät 64 berechnet wird. Das Produkt wird dann an den Zurückführungszustandsgrößenmultiplikator 69 ausgegeben.
Basierend auf einem Beispiel des Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungsverzeichnisses bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungskarte 65, das bzw. die in 12 zu sehen ist, ist in einer Niedriggeschwindigkeitsregion von ungefähr 30 km/h oder niedriger, die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Kv ein Maximalwert F, der größer als 1 ist. In einer Mittelgeschwindigkeitsregion von ungefähr 30 km/h bis ungefähr 60 km/h verringert sich die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Kv graduell von dem Maximalwert F auf 0, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht. In einer Hochgeschwindigkeitsregion von ungefähr 60 km/h oder höher, wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Kv gleich 0.
Deshalb wird in der Niedriggeschwindigkeitsregion der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0 verstärkt. In der Hochgeschwindigkeitsregion wird der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0 nicht länger ausgegeben. Wie es oben beschrieben wurde, wird gemäß der zweiten Ausführungsform der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet. Infolgedessen kann ein Lenkgefühl verbessert werden.
Dritte Ausführungsform
Eine Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 603 gemäß der dritten Ausführungsform wird mit Bezug auf 13 bis 15 beschrieben. Wie es in 13 zu sehen ist, enthält die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 603 gemäß der dritten Ausführungsform des Weiteren eine Vorzeichenbestimmungseinheit („sgn” in der Zeichnung) 661, einen Vorzeichenmultiplikator 662, ein Korrekturverstärkungsverzeichnisses bzw. eine Korrekturverstärkungskarte 67 und einen Verstärkungsmultiplikator 68 zusätzlich zu der Konfiguration der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 601 gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Vorzeichenbestimmungseinheit 661 bestimmt das Vorzeichen des Lenkwinkels θ. Die Vorzeichenbestimmungseinheit 661 berechnet „+1”, wenn der Lenkwinkel θ positiv ist, und berechnet „–1”, wenn der Lenkwinkel θ negativ ist. Wenn der Lenkwinkel θ gleich 0 ist, kann der Wert ein beliebiger Wert, der von –1 bis +1 reicht, sein. Der Vorzeichenmultiplikator 662 multipliziert das Vorzeichen des Lenkwinkels θ mit dem Lenkmoment Ts. Das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn wird dadurch berechnet.
Das Korrekturverstärkungsverzeichnisses bzw. die Korrekturverstärkungskarte 67 schreibt ein Verhältnis zwischen dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn und einer Korrekturverstärkung Kts vor. Der Verstärkungsmultiplikator 68 multipliziert die Korrekturverstärkung Kts mit dem Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0, der durch das Stabilisierungsdrehmomentsteuergerät 64 berechnet wird. Das Produkt wird dann an den Zurückführungszustandsgrößenmultiplikator 69 ausgegeben.
Hier werden Definitionen der Vorzeichen des Lenkwinkels θ und des Lenkmoments Ts mit Bezug auf 14 beschrieben.
Eine Richtung einer Einzelner-Punkt-Kettenlinie bzw. Strichpunktlinie N in 14 kennzeichnet die Neutralposition des Lenkrads 91 (nachstehend wird das Bezugszeichen 91 weggelassen). Eine Richtung einer gestrichelten Linie D kennzeichnet eine gegenwärtige Lenkradposition. In Hinblick auf den Lenkwinkel θ ist der Lenkwinkel θ auf der linken Seite in Hinsicht auf die Neutralposition als positiv definiert und ist der Lenkwinkel θ auf der rechten Seite in Hinsicht auf die Neutralposition als negativ definiert. Zusätzlich sind die Lenkgeschwindigkeit ω und das Lenkmoment Ts in einer Nach-Links-Rotationsrichtung, das heißt der Gegenuhrzeigersinnrichtung, als positiv definiert. Die Lenkgeschwindigkeit ω und das Lenkmoment Ts in einer Nach-Rechts-Rotationsrichtung, das heißt, der Uhrzeiger-Richtung, sind als negativ definiert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform können umgekehrt zu dem Vorhergehenden der Lenkwinkel θ auf der rechten Seite in Hinsicht auf die Neutralposition, und die Lenkgeschwindigkeit ω und das Lenkmoment Ts in der Nach-Rechts-Rotationsrichtung als positiv definiert sein. Der Lenkwinkel θ auf der linken Seite in Hinsicht auf die Neutralposition, und die Lenkgeschwindigkeit ω und das Lenkmoment Ts in der Nach-Links-Rotationsrichtung können als negativ definiert sein.
Zusätzlich kennzeichnet in Hinblick auf das Lenkmoment Ts die Richtung lediglich die Richtung, in der das Drehmoment aufgebracht wird, ungeachtet dessen, ob das Lenkrad tatsächlich in diese Richtung rotiert wird oder nicht. Zum Beispiel können Fälle, in denen das Lenkrad gestoppt ist, selbst wenn das Lenkmoment Ts aufgebracht wird, wie beispielsweise aufgrund einer Straßenoberflächenlast oder einem Trägheitsmoment, und Fälle, in denen das Lenkrad in die zu dem Lenkmoment Ts entgegengesetzte Richtung rotiert wird, berücksichtigt bzw. betrachtet werden.
Außerdem ist, wie es oben beschrieben wurde, die Richtung, in der sich das Lenkrad zu der Neutralposition hin bewegt, als die „Zurückführrichtung” definiert. Die Richtung, in der sich das Lenkrad weg von der Neutralposition bewegt, ist als die „Drehrichtung” definiert.
Zum Beispiel wird, wenn der Lenkwinkel θ in der positiven Region ist, das Drehmoment in die Zurückführrichtung aufgebracht, wenn das Lenkmoment Ts negativ ist. Das Drehmoment wird in die Drehrichtung aufgebracht, wenn das Lenkmoment Ts positiv ist. Unterdessen wird, wenn der Lenkwinkel θ in der negativen Region ist, das Drehmoment in die Zurückführrichtung aufgebracht, wenn das Lenkmoment Ts positiv ist. Das Drehmoment wird in die Drehrichtung aufgebracht, wenn das Lenkmoment Ts negativ ist.
Mit anderen Worten kennzeichnet, dass der Lenkwinkel θ und das Lenkmoment Ts unterschiedliche Vorzeichen haben und das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn negativ ist, dass das Drehmoment in die Zurückführrichtung aufgebracht wird. Dass der Lenkwinkel θ und das Lenkmoment Ts dasselbe Vorzeichen haben und das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn positiv ist, kennzeichnet, dass das Drehmoment in die Drehrichtung aufgebracht wird. Deshalb drückt das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn sowohl eine Information über den Absolutwert des Lenkmoments Ts als auch eine Information in Hinblick darauf, ob das Lenkmoment Ts in die Zurückführrichtung oder in die Drehrichtung aufgebracht wird, aus.
Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Vorzeichen des Lenkmoments Ts basierend auf Richtungen, die entgegengesetzt zu den Richtungen sind, die durch die Vorzeichen des Lenkwinkels θ gekennzeichnet werden, definiert sein. Das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn kann basierend auf dieser Definition berechnet werden. In diesem Fall kennzeichnet, dass das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn positiv ist, dass das Drehmoment in die Zurückführrichtung aufgebracht wird. Dass das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn negativ ist, kennzeichnet, dass das Drehmoment in die Drehrichtung aufgebracht wird.
15 zeigt ein Beispiel des Korrekturverstärkungsverzeichnisses bzw. der Korrekturverstärkungskarte 67. Während einem Zeitabschnitt von „–B” bis „+C”, in dem das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn 0 kreuzt, ist die Korrekturverstärkung Kts gleich 1. Wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn negativ ist, und zwar während einem Zeitabschnitt von „–A” und darunter, ist die Korrekturverstärkung Kts gleich 0. Während einem Zeitabschnitt von „–A” bis „–B” erhöht sich die Korrekturverstärkung Kts graduell von 0 auf 1, wenn sich das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn erhöht. Wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn negativ ist, und zwar während einem Zeitabschnitt von „+C” zu „+D”, verringert sich die Korrekturverstärkung Kts graduell von 1 auf 0, wenn sich das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn erhöht. Während einem Zeitabschnitt von „+D” und darüber ist die Korrekturverstärkung Kts gleich 0.
Deshalb wird in sowohl der Drehrichtung als auch der Zurückführrichtung in einer Region, in der der Absolutwert des Lenkmoments Ts verhältnismäßig klein ist, der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0 beibehalten. In einer Region, in der der Absolutwert des Lenkmoments Ts zwischenliegend ist, wird der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0 abgeschwächt. Zusätzlich wird in einer Region, in der der Absolutwert des Lenkmoments Ts verhältnismäßig groß ist, das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb nicht länger ausgegeben. Wie es oben beschrieben wurde, wird gemäß der dritten Ausführungsform das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb basierend auf dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn berechnet. Infolgedessen kann ein Lenkgefühl verbessert werden. Zusätzlich kann die dritte Ausführungsform mit der zweiten Ausführungsform kombiniert werden.
Andere Ausführungsformen

(1) Die Korrekturdrehmomentberechnungseinheit 15 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen aktualisiert des Weiteren eine Stabilisierung der Zurückführgeschwindigkeit durch die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 auf der Basis einer „Zurückführungssteuerung”, die durch die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 30 durchgeführt wird. Die Zurückführungssteuerung ist eine Steuerung, die durchgeführt wird, um das Lenkrad passend auf die Neutralposition zurückzuführen. Jedoch kann der Lenksteuerungsapparat der vorliegenden Offenbarung einzig die Funktion für ein Stabilisieren der Zurückführgeschwindigkeit durch die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 enthalten. In diesem Fall ist die Betätigung des Lenkrads, das der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerung unterworfen bzw. von dieser abhängig ist, nicht zwangsläufig erforderlich, um die zu sein, die letztlich die Neutralposition erreicht.
(2) Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen werden der Lenkwinkel θ und die Lenkgeschwindigkeit ω als die „lenkradpositionsbezogene Information, die in Wechselbeziehung mit der Lenkradposition steht” und die „Zeitrate einer Änderung der lenkradpositionsbezogenen Information” in der Berechnung der Zurückführungszustandsgröße α durch die Zurückführzustandsbestimmungseinheit 50 verwendet. Zusätzlich wird gemäß der dritten Ausführungsform der Lenkwinkel θ als die „lenkradpositionsbezogene Information” in der Berechnung des Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoments Ts_sgn verwendet.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine lenkradpositionsbezogene Information, wie beispielsweise ein Motorrotationswinkel, ein Rotationswinkel eines Übertragungssystemgangs bzw. Getriebesystemgangs, ein Lenkwinkel eines Reifens oder ein Gierrate anstelle des Lenkwinkels θ verwendet werden. Die Zeitrate einer Änderung von solch einer lenkradpositionsbezogenen Information kann anstelle der Lenkgeschwindigkeit ω verwendet werden.
Außerdem kann in der Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 601 bis 603 ein „Zweite-Ordnung-Zeitdifferentialwert der lenkradpositionsbezogenen Information” anstelle der Lenkwinkelbeschleunigung a verwendet werden.

(3) Die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 601 bis 603 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen multipliziert den Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment-Basiswert Tω_stb_0, der basierend auf der Lenkwinkelbeschleunigungsabweichung berechnet wird, mit der Zurückführungszustandsgröße α und gibt das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb aus. Da die Zurückführungszustandsgröße α in dem Drehzustand gleich 0 ist, wird das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb in dem Drehzustand auf 0 gesetzt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb in dem Drehzustand auf einen Wert abgesehen von 0 festgesetzt werden, und zwar als Folge davon, dass das Verfahren für ein Berechnen des Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoments Tω_stb geändert wird oder ein Zahlenwert in der Berechnung angepasst wird. Solange eine Berechnung zumindest derart durchgeführt wird, dass der Absolutwert des Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoments Tω_stb in dem Zurückführzustand verhältnismäßig größer als der Absolutwert des Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoments Tω_stb in dem Drehzustand ist, werden Arbeitsauswirkungen bzw. Funktionsauswirkungen, die ähnlich wie diejenigen gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen sind, erreicht.

(4) Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Verzeichnisse bzw. Karten für eine Berechnung der Geschwindigkeitszustandsgröße αω und der Winkelzustandsgröße αθ in der Zurückführstandsbestimmungseinheit 50, und eine Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Kv und der Korrekturverstärkung Kts in den Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheiten 602 und 603 verwendet. Jedoch ist eine Berechnung der Zustandsgrößen und der Korrekturgrößen nicht auf das Verfahren, in dem ein Verzeichnis bzw. eine Karte verwendet wird, beschränkt. Die Zustandsgrößen und die Korrekturgrößen können durch mathematische Formeln berechnet werden.

Die vorliegende Offenbarung ist nicht in irgendeiner Weise durch die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Ausführungsformen sind möglich, ohne von dem Sinn der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-145216 A [0003, 0004, 0010, 0065]

Claims

Lenksteuerungsapparat, der ein Unterstützungsdrehmoment, das durch einen Lenkunterstützungsmotor (80) ausgegeben wird, basierend auf einem Lenkmoment (Ts), das durch einen Fahrer aufgebracht wird, steuert, wobei der Lenksteuerungsapparat aufweist: eine Basis-Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit (11), die ein Basis-Unterstützungsdrehmoment (Tb) berechnet, und eine Korrekturdrehmomentberechnungseinheit (15), die ein Korrekturdrehmoment, das zu dem Basis-Unterstützungsdrehmoment addiert werden soll, berechnet, wobei die Korrekturdrehmomentberechnungseinheit enthält eine Zurückführzustandsbestimmungseinheit (50), die bestimmt, ob ein Lenkrad gedreht oder zurückgeführt wird, und eine Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit (601; 602; 603), die ein Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment (Tω_stb), um eine Zurückführgeschwindigkeit des Lenkrads zu stabilisieren, als das Korrekturdrehmoment berechnet, und die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment derart berechnet, um einen Zweite-Ordnung-Zeitdifferentialwert einer lenkradpositionsbezogenen Information, die in Wechselbeziehung mit einer Lenkradposition steht, näher an 0 zu bringen, und derart, dass ein Absolutwert des Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoments, wenn das Lenkrad zurückgeführt wird, verhältnismäßig größer als der ist, wenn das Lenkrad gedreht wird.
Lenksteuerungsapparat gemäß Anspruch 1, wobei: die Zurückführzustandsbestimmungseinheit bestimmt, ob das Lenkrad in einem Drehzustand, in dem die Lenkradposition in eine Richtung weg von einer Neutralposition geändert wird, oder einem Zurückführzustand, in dem die Lenkradposition in eine Richtung zu der Neutralposition hin geändert wird, ist.
Lenksteuerungsapparat gemäß Anspruch 2, wobei: die Zurückführzustandsbestimmungseinheit den Zurückführzustand basierend auf einer Zurückführungszustandsgröße (α), die aus der lenkradpositionsbezogenen Information berechnet wird, die in Wechselbeziehung mit der Lenkradposition steht, und einer Zeitrate einer Änderung der lenkradpositionsbezogenen Information bestimmt, und die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment basierend auf der Zurückführungszustandsgröße ändert.
Lenksteuerungsapparat gemäß Anspruch 3, wobei: die lenkradpositionsbezogene Information ein Lenkwinkel (θ) ist, die Zeitrate einer Änderung der lenkradpositionsbezogenen Information eine Lenkgeschwindigkeit (ω) ist, und die Zurückführzustandsbestimmungseinheit die Zurückführungszustandsgröße basierend auf einem Produkt aus einer Winkelzustandsgröße (αθ), die basierend auf dem Lenkwinkel bestimmt wird, und einer Geschwindigkeitszustandsgröße (αω), die basierend auf dem Lenkwinkel bestimmt wird, berechnet.
Lenksteuerungsapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit das Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment auf null setzt, wenn das Lenkrad gedreht wird.
Lenksteuerungsapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Korrekturdrehmomentberechnungseinheit des Weiteren enthält eine Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit (30), die eine Zurückführungssteuerungsgröße (Tr*), um ein Zurückführen des Lenkrads auf die Neutralposition zu unterstützen, als das Korrekturdrehmoment berechnet.
Lenksteuerungsapparat gemäß Anspruch 6, wobei die Korrekturdrehmomentberechnungseinheit die Zurückführungssteuerungsgröße basierend auf mindestens einer der Größen, Lenkwinkel (θ) und Lenkgeschwindigkeit (ω), berechnet.