DE102017215306A1

DE102017215306A1 - Lenksteuerungsapparat

Info

Publication number: DE102017215306A1
Application number: DE102017215306.7A
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: CN107792165B; CN107792165A; DE102017215306B4; JP2018039350A; US20180065660A1; US10363956B2; JP6729212B2

Abstract

In einer Zurückführungssteuerungseinheit berechnet eine Fahrerlenkkorrektureinheit eine Korrekturgröße, die in Hinsicht auf irgendeine Berechnungsgröße in einem Berechnungsprozess für eine Zurückführungssteuerungsgröße ausgegeben wird, basierend auf einem Lenkmoment und einer lenkradpositionsbezogenen Information derart, dass die Zurückführungssteuerungsgröße beibehalten oder erhöht wird, wenn ein Lenkmoment in eine Zurückführrichtung zu einer Neutralposition eines Lenkrads hin aufgebracht wird, und die Zurückführungssteuerungsgröße reduziert wird, wenn das Lenkmoment, von dem ein Absolutwert gleich einem vorgegebenen kritischen Wert oder größer als dieser ist, in eine Drehrichtung weg von der Neutralposition des Lenkrads aufgebracht wird. Die lenkradpositionsbezogene Information ist eine Information, von der ein Wert, wenn das Lenkrad bei der Neutralposition ist, 0 ist und der Wert basierend auf einer Lenkradposition in Hinsicht auf die Neutralposition positiv oder negativ ist.

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 dieser Zurückführungssteuerung wird ein Korrekturdrehmoment in einer Richtung, in der das Lenkrad auf die Neutralposition zurückkehrt, berechnet und zu einem Unterstützungsdrehmoment addiert.
Zum Beispiel offenbart die japanische Patentveröffentlichung Nr. 4959217 einen Apparat, in dem ein folgendes Problem betrachtet wird. Das heißt, dass es, wenn die Zurückführungssteuerung durchgeführt wird, während ein Lenken durch einen Fahrer gehalten wird, schwierig ist, ein Lenken bei einem kleinen Lenkwinkel, und insbesondere bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit, stabil durchzuführen. Hier wird als ein Mittel für ein Lösen dieses Problems eine Verstärkung derart berechnet, dass der Wert der Verstärkung 1 ist, wenn ein Lenkmoment 0 ist, und sich dieser graduell 0 nähert, wenn sich das Lenkmoment von 0 in eine negative oder positive Richtung erhöht. Die berechnete Verstärkung wird dann mit einem Zurückführungsdrehmoment multipliziert und eine Ausgabe von der Zurückführungssteuerung wird, wenn das Lenken gehalten wird, unterdrückt.
In der Technologie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4959217 wird die Ausgabe von der Zurückführungssteuerung ebenfalls unterdrückt, wenn der Fahrer das Lenkmoment in eine Zurückführrichtung aktiv aufbringt. Deshalb entsteht insofern ein Problem, als sich eine Lenklast bzw. Lenkbelastung, die auf den Fahrer platziert bzw. auferlegt wird, erhöht.
Zusammenfassung
Es wird folglich gewünscht, einen Lenksteuerungsapparat bereitzustellen, der eine Zurückführungssteuerungsgröße passend einstellt, und zwar basierend auf einem Lenken durch einen Fahrer während einer Zurückführungssteuerung.
Eine beispielhafte Ausführungsform stellt einen Lenksteuerungsapparat bereit, der ein Unterstützungsdrehmoment, das durch einen Lenkunterstützungsmotor ausgegeben wird, steuert, und zwar basierend auf einem Lenkmoment, das durch einen Fahrer aufgebracht wird. Der Lenksteuerungsapparat enthält eine Basis-Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit, die ein Basis-Unterstützungsdrehmoment berechnet, und eine Zurückführungssteuerungseinheit. Die Zurückführungssteuerungseinheit berechnet eine Zurückführungssteuerungsgröße für ein derartiges Bereitstellen einer Unterstützung, dass ein Lenkrad auf eine Neutralposition zurückkehrt, als ein Korrekturdrehmoment, das zu dem Basis-Unterstützungsdrehmoment addiert werden soll.
Hier wird „eine Information, von der ein Wert, wenn das Lenkrad bei der Neutralposition ist, 0 ist und der Wert basierend auf einer Lenkradposition in Hinsicht auf die Neutralposition positiv oder negativ ist” einfach als eine „lenkradpositionsbezogene Information” bezeichnet. Zum Beispiel ist, wenn das Lenkrad auf die linke Seite in Hinsicht auf die Neutralposition positioniert wird, der Wert der lenkradpositionsbezogenen Information positiv. Wenn das Lenkrad auf die rechte Seite in Hinsicht auf die Neutralposition positioniert wird, ist der Wert der lenkradpositionsbezogenen Information negativ. Die lenkradpositionsbezogene Information enthält zusätzlich zu einem Lenkwinkel, der eine Rotationsgröße des Lenkrads direkt kennzeichnet, eine Information, wie beispielsweise einen Motorrotationswinkel, einen Rotationswinkel eines Übertragungssystemgangs bzw. Getriebesystemgangs, einen Lenkwinkel eines Reifens oder eine Gierrate, die in Wechselbeziehung mit dem Lenkwinkel steht.
Die Zurückführungssteuerungseinheit enthält eine Fahrerlenkkorrektureinheit, die eine Korrekturgröße berechnet, die in Hinsicht auf irgendeine Berechnungsgröße bei einem Berechnungsprozess für die Zurückführungssteuerungsgröße ausgegeben wird, und zwar basierend auf dem Lenkmoment und der lenkradpositionsbezogenen Information. Die Korrekturgröße wird derart berechnet, dass die Zurückführungssteuerungsgröße beibehalten oder erhöht wird, wenn das Lenkmoment in eine Zurückführrichtung zu der Neutralposition des Lenkrads hin aufgebracht wird, und die Zurückführungssteuerungsgröße reduziert wird, wenn das Lenkmoment, von dem ein Absolutwert gleich einem vorgegebenen kritischen Wert oder größer als dieser ist, in eine Drehrichtung weg von der Neutralposition des Lenkrads aufgebracht wird.
Das heißt, dass die Fahrerlenkkorrektureinheit eine Erhöhung bei einer Lenklast bzw. Lenkbelastung verhindert oder eine Lenklast bzw. Lenkbelastung reduziert, und zwar durch ein Beibehalten oder Erhöhen der Zurückführungssteuerungsgröße, wenn der Fahrer das Lenkmoment in die Zurückführrichtung aufbringt. Zusätzlich reduziert die Fahrerlenkkorrektureinheit eine Wahrnehmung eines gehemmten Lenkens durch ein Reduzieren der Zurückführungssteuerungsgröße, wenn der Fahrer das Lenkmoment in die Drehrichtung aufbringt. Jedoch muss, wenn der Absolutwert des Lenkmoments in die Drehrichtung klein ist, der Effekt auf ein Lenken in einigen Fällen nicht berücksichtigt werden. Deshalb wird die Zurückführungssteuerungsgröße reduziert, wenn der Absolutwert des Lenkmoments in die Drehrichtung gleich dem vorgegeben kritischen Wert oder größer als dieser ist. Der kritische Wert kann natürlich auf 0 gesetzt sein.
In der verwandten Technologie wird in dieser zuvor genannten Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4959217 die Ausgabe der Zurückführungssteuerung unterdrückt, selbst wenn der Fahrer das Lenkmoment in die Zurückführrichtung aufbringt. Deshalb wird eine Lenklast bzw. Lenkbelastung hoch. In dieser Hinsicht wird in der vorliegenden Offenbarung die Zurückführungssteuerungsgröße zumindest nicht reduziert, wenn der Fahrer das Lenkmoment in die Zurückführrichtung aufbringt. Deshalb kann ein Lenkgefühl verbessert werden. Folglich ist der Lenksteuerungsapparat der vorliegenden Offenbarung imstande, die Zurückführungssteuerungsgröße basierend auf einem Lenken durch den Fahrer passend einzustellen.
Die Fahrerlenkkorrektureinheit berechnet vorzugsweise die Korrekturgröße basierend auf einem Post- bzw. Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment, das durch das Vorzeichen der lenkradpositionsbezogenen Information und des Lenkmoments, die multipliziert sind bzw. werden, erhalten wird. Insbesondere berechnet die Fahrerlenkkorrektureinheit die Korrekturgröße auf die folgende Art und Weise mit Bezug auf die Zurückführungssteuerungsgröße, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment null ist, und basierend auf der Definition der Vorzeichen des Lenkmoments.
Wenn die Vorzeichen des Lenkmoments basierend auf Richtungen, die dieselben wie die Richtungen sind, die durch die Vorzeichen der lenkradpositionsbezogenen Information gekennzeichnet sind, definiert werden, hält die Fahrerlenkkorrektureinheit die Zurückführungssteuerungsgröße aufrecht oder erhöht diese, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment negativ ist, und reduziert diese die Zurückführungskorrekturgröße, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment positiv ist und der Absolutwert von diesem gleich dem vorgegebenen kritischen Wert oder größer als dieser ist.
Wenn die Vorzeichen des Lenkmoments basierend auf Richtungen, die entgegengesetzt den Richtungen sind, die durch die Vorzeichen der lenkradpositionsbezogenen Information gekennzeichnet sind, definiert werden, hält die Fahrerlenkkorrektureinheit die Zurückführungssteuerungsgröße aufrecht oder erhöht diese, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment positiv ist, und reduziert diese die Zurückführungskorrekturgröße, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment negativ ist und der Absolutwert von diesem gleich dem vorgegebenen kritischen Wert oder größer als dieser ist.
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 und 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 einer ersten Ausführungsform,
ist 4 ein Steuerungsblockschaltbild einer Zurückführzustandsbestimmungseinheit,
ist 5 ein Steuerungsblockschaltbild einer Fahrerlenkkorrektureinheit gemäß der ersten Ausführungsform,
ist 6 ein erläuterndes Diagramm von Definitionen von positiven und negativen Vorzeichen des Lenkwinkels und Lenkmoments,
ist 7 ein Beispiel eines Verzeichnisses bzw. einer Karte in 5,
sind 8A bis 8C tatsächliche Apparatedaten (1), die Arbeitsauswirkungen bzw. Funktionsauswirkungen einer Fahrerlenkkorrektur kennzeichnen,
sind 9A und 9B tatsächliche Apparatedaten (2), die Arbeitsauswirkungen bzw. Funktionsauswirkungen einer Fahrerlenkkorrektur kennzeichnen,
ist 10 ein Gesamtsteuerungsblockschaltbild einer Zurückführungssteuerungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform,
ist 11 ein Steuerungsblockschaltbild einer Fahrerlenkkorrektureinheit gemäß der zweiten Ausführungsform,
ist 12 ein Beispiel eines Verzeichnisses bzw. einer Karte in 11,
ist 13 ein Gesamtsteuerungsblockschaltbild einer Zurückführungssteuerungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform,
ist 14 ein Steuerungsblockschaltbild einer Fahrerlenkkorrektureinheit gemäß der dritten Ausführungsform,
sind 15A und 15B Beispiele von Verzeichnissen bzw. Karten in 14,
ist 16 ein Gesamtsteuerungsblockschaltbild einer Zurückführungssteuerungseinheit gemäß einer vierten Ausführungsform,
ist 17 ein Steuerungsblockschaltbild einer Fahrerlenkkorrektureinheit gemäß der vierten Ausführungsform,
ist 18 ein Gesamtsteuerungsblockschaltbild einer Zurückführungssteuerungseinheit gemäß einer fünften Ausführungsform,
ist 19 ein Steuerungsblockschaltbild einer Fahrerlenkkorrektureinheit gemäß der fünften Ausführungsform, und
ist 20 ein Beispiel eines Verzeichnisses bzw. einer Karte in 19.
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 fünfte 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.
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 13 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 13 berechnet verschiedene Typen eines Korrekturdrehmoments, das zu dem Basis-Unterstützungsdrehmoment Tb addiert werden soll. Jedoch ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Fokus einzig auf eine Zurückführungssteuerungsgröße Tr* für eine Zurückführungssteuerung als das Korrekturdrehmoment gerichtet. Andere Typen eines Korrekturdrehmoments werden nicht genannt. Deshalb wird die „Korrekturdrehmomentberechnungseinheit” nachstehend insbesondere als eine „Zurückführungssteuerungseinheit 13” beschrieben.
Die Zurückführungssteuerungseinheit 13 berechnet die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* basierend auf dem Lenkmoment Ts, der Lenkwinkelgeschwindigkeit ω und einem Lenkwinkel θ. Eine Addiereinrichtung 12 addiert die Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, die durch die Zurückführungssteuerungseinheit 13 berechnet wird, zu dem Basis-Unterstützungsdrehmoment Tb. Der Unterstützungsdrehmomentbefehl Ta* wird dadurch berechnet. Zusätzlich wird, wie es in 3 und dergleichen zu sehen ist, in dem Fall einer Konfiguration, in der ein anderes Korrekturdrehmoment weiter zu der Zurückführungssteuerungsgröße Tr* addiert wird, die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* in 1 durch einen Zurückführungssteuerungsgröße-finaler-Befehlswert Tr** ersetzt.
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 Bezeichnungen. 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 breiteren 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 der Wahrnehmungen bzw. den 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 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 wird als „ein Zustand, in dem die Lenkradposition zu der Neutralposition hin geändert wird” definiert. Der Zurückführzustand wird 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.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 4959217 offenbart eine verwandte Technologie, in der, wenn ein Lenkmoment durch den Fahrer derart aufgebracht wird, dass ein Lenken gehalten wird, ein Korrekturdrehmoment, das aus einer Zurückführungssteuerung resultiert, davon abgehalten, ausgegeben zu werden. Jedoch entsteht in dieser verwandten Technologie, da die Ausgabe der Zurückführungssteuerung unterdrückt wird, selbst wenn der Fahrer das Lenkmoment in die Zurückführrichtung aktiv aufbringt, insofern ein Problem, als sich eine Lenklast bzw. Lenkbelastung, die auf den Fahrer platziert bzw. auferlegt wird, erhöht.
Mit Hinblick auf dieses Problem enthält die Zurückführungssteuerungseinheit 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine „Fahrerlenkkorrektureinheit”, um die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* basierend auf dem Lenken durch den Fahrer während der Zurückführungssteuerung passend einzustellen. Die Fahrerlenkkorrektureinheit bestimmt, ob das Lenkmoment Ts in die Zurückführrichtung oder die Drehrichtung aufgebracht wird. Wenn es bestimmt wird, dass das Lenkmoment in die Zurückführrichtung aufgebracht wird, hält die Fahrerlenkkorrektureinheit die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* davon ab, unterdrückt zu werden.
Als Nächstes werden Konfigurationen der Zurückführungssteuerungseinheit 13 gemäß den ersten bis fünften Ausführungsformen in dieser Reihenfolge beschrieben. Als das Bezugszeichen der Zurückführungssteuerungseinheit gemäß jeder Ausführungsform wird die Zahl der Ausführungsform als eine dritte Ziffer, die der Zahl „13” folgt, hinzugefügt.
Konfiguration der Zurückführungssteuerungseinheit
Erste Ausführungsform
Eine Gesamtkonfiguration der Zurückführungssteuerungseinheit 131 gemäß der ersten Ausführungsform ist in 3 zu sehen.
Die Zurückführungssteuerungseinheit 131 ist größtenteils durch vier Blöcke, das heißt, eine Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 201, eine Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 301, eine Zurückführzustandsbestimmungseinheit 50 und eine Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60, konfiguriert. Einfach ausgedrückt sind die Funktionen der vier Blöcke wie folgt: Die Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 201 berechnet eine Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* dafür, wenn das Lenkrad auf die Neutralposition zurückkehrt, die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 301 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.
Der Lenkwinkel θ, die Lenkgeschwindigkeit ω und das Lenkmoment Ts werden der Zurückführungssteuerungseinheit 131 als Informationsgrößen, die für eine Berechnung in jedem Block verwendet werden, zugeführt. Hier entspricht der Lenkwinkel θ einer „lenkradpositionsbezogenen Information, von der der Wert, wenn ein Lenkrad in einer Neutralposition ist, 0 ist und der Wert basierend auf einer Lenkradposition mit Bezug auf die Neutralposition positiv oder negativ ist”.
In dem Gesamtkonfigurationsdiagrammen der Zurückführungssteuerungseinheit gemäß jeder Ausführungsform, die in 3 und in anderen Zeichnungen zu sehen sind, ist eine Eingabe des Lenkwinkels θ durch eine Ein-Punkt-Kettenlinie bzw. Strichpunktlinie gekennzeichnet, ist eine Eingabe der Lenkgeschwindigkeit ω durch eine Zwei-Punkt-Kettenlinie gekennzeichnet und ist eine Eingabe der Lenkmoments Ts durch eine durchgehende Linie gekennzeichnet, wobei eine Sichtbarkeit der Zeichnungen berücksichtigt wird. Alle Berechnungsergebnisse, die von diesen Blöcken ausgegeben werden, sind durch durchgehende Linien gekennzeichnet.
Unter den vier Blöcken unterscheiden sich die Konfigurationen der Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit und der Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit zwischen der ersten Ausführungsform und den zweiten bis fünften Ausführungsformen, was nachstehend beschrieben wird. Zusätzlich ist die Fahrerlenkkorrektureinheit in einer der beiden Einheiten, Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit und Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit, enthalten.
Nachstehend wird die Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit gemäß jeder Ausführungsform durch die Zahl der Ausführungsform, die als eine dritte Ziffer hinzugefügt ist, die der Zahl „20” folgt, unterschieden. Die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit wird ebenso in ähnlicher Weise durch die Zahl der Ausführungsform, die als eine dritte Ziffer hinzugefügt ist, die der Zahl „30” folgt, unterschieden. Jedoch ist, wenn die Konfiguration im Wesentlichen identisch zu der gemäß einer vorangegangenen Ausführungsform ist, das Bezugszeichen der vorangegangenen Ausführungsform anwendbar.
In der Zurückführungssteuerungseinheit 131 gemäß der ersten Ausführungsform enthält die Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 201 eine Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 21, einen Multiplikator 23 und eine Fahrerlenkkorrektureinheit 401.
Die Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 21 berechnet eine Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0 basierend auf dem Lenkwinkel θ. Die Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0 ist ein Basiswert der Soll-Lenkgeschwindigkeit, wenn das Lenkrad auf die Neutralposition zurückgeführt wird. Der Multiplikator 23 multipliziert eine Korrekturverstärkung K1 mit der Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0. Die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* wird dadurch berechnet. Die Korrekturverstärkung K1 wird durch die Fahrerlenkkorrektureinheit 401 berechnet. Die Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 201 gibt die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*, die auf die vorhergehende Art und Weise berechnet wird, aus. Eine detaillierte Konfiguration der Fahrerlenkkorrektureinheit 401 wird nachstehend beschrieben.
In der vorliegenden Beschreibung werden Bezeichnungen, die durch das Wort „Basis” betitelt sind, nachstehend in Hinblick auf eine Vielzahl von Typen von Berechnungswerten verwendet. Diese Bezeichnungen kennzeichnen, dass der Wert der vor einer Addition oder Multiplikation einer Korrekturgröße ist, und zwar in Hinsicht auf einen Berechnungswert, der final ausgegeben wird.
Die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 301 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 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 Lenkwinkel-Referenzdrehmoment Tθ, das die Zurückführkraft ist, und zwar basierend auf dem Lenkwinkel θ. Der Addiereinrichtung 37 addiert das Lenkwinkel-Referenzdrehmoment Tθ zu der Basis-Zurückführungssteuerungsgröße Tr*_0. Die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* wird dadurch berechnet. Die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 301 gibt die Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, die auf die vorhergehende Art und Weise berechnet wird, aus.
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 dimensionslose Größen [–].
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 Lenkwinkelbestimmungseinheit 52 berechnet eine Winkelzustandsgröße αθ, die ein Wert ist, der von –1 bis +1 reicht, und zwar basierend auf dem Lenkwinkel θ. Der Multiplikator 53 multipliziert die Geschwindigkeitszustandsgröße αω mit der Winkelzustandsgröße αθ. Eine Pre- bzw. Vor-Beschränkung-Zurückführungszustandsgröße α0, die ein Wert ist, der von –1 bis +1 reicht, wird berechnet. Die Ausgabebeschränkungseinheit 54 eliminiert negative Werte, die von –1 bis 0 reichen, von der Vor-Beschränkung-Zurückführungszustandsgröße α0 und gibt einzig positive Werte, die von 0 bis +1 reichen, als eine Zurückführungszustandsgröße α aus.
Die Zurückführungszustandsgröße α wird als ein Indikator für ein Bestimmen, ob ein gegenwärtiger Lenkzustand der Zurückführung-Zeitabschnitt, der Drehung-Zeitabschnitt oder der Übergang-Zeitabschnitt ist, wie es in 2B zu sehen ist, verwendet.
Die Zurückführungsgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 berechnet ein Zurückführungsgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb basierend auf der Zurückführungszustandsgröße α und der Lenkgeschwindigkeit ω. Ein Multiplikator 39 multipliziert das Zurückführungsgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb mit der Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, die durch die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 301 ausgegeben wird. Der Zurückführungssteuerungsgrößefinaler-Befehlswert Tr** wird dadurch berechnet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine ausführliche Beschreibung von Konfigurationen, die mit der Zurückführungszustandsgröße α und dem Zurückführungsgeschwindigkeitsstabilisierung-Drehmoment Tω_stb verwandt bzw. auf diese bezogen sind, weggelassen.
Als Nächstes zeigt 5 eine Konfiguration der Fahrerlenkkorrektureinheit 401 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Fahrerlenkkorrektureinheit 401 hat eine Vorzeichenbestimmungseinheit („sgn” in den Zeichnungen) 411, einen Vorzeichenmultiplikator 412 und ein Verzeichnis bzw. eine Karte 42. Die Vorzeichenbestimmungseinheit 411 bestimmt das Vorzeichen des Lenkwinkels θ. Die Vorzeichenbestimmungseinheit 411 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 412 multipliziert das Vorzeichen des Lenkwinkels θ mit dem Lenkmoment Ts. Ein Post- bzw. Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn wird berechnet. Das Verzeichnis bzw. die Karte 42 schreibt ein Verhältnis zwischen dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn und der Korrekturverstärkung K1 vor.
Wie es oben beschrieben wurde, multipliziert der Multiplikator 23 die Korrekturverstärkung K1, die durch die Fahrerlenkkorrektureinheit 401 ausgegeben wird, mit der Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0. Die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* wird dadurch berechnet.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist eine Berechnungsgröße, die „irgendeiner Berechnungsgröße in einem Berechnungsprozess für eine Zurückführungssteuerungsgröße” entspricht, die in dem Geltungsbereich von Ansprüchen rezitiert wird, die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*. Gemäß den Ausführungsformen wird der Einfachheit halber bzw. zum Verständnis die Bezeichnung „Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0” von der „Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*” unterschieden. Jedoch unterscheiden sich die „Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0” und die „Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*” lediglich hinsichtlich darin, Werte vor und nach einer Korrektur zu sein, und drücken diese im Wesentlichen dasselbe Subjekt bzw. denselben Gegenstand aus. Deshalb wird der Ausdruck „in Hinsicht auf irgendeine Berechnungsgröße ausgegeben” interpretiert, um „in Hinsicht auf die Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0 ausgegeben und als Folge wird die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* nach einer Korrektur erlangt” zu bedeuten. Das „Lenkwinkel-Referenzdrehmoment” und die „Zurückführungssteuerungsgröße” gemäß den Ausführungsformen werden nachstehend ebenso einfach interpretiert.
Zusätzlich entspricht gemäß der ersten Ausführungsform die Korrekturverstärkung K1 „einer Korrekturgröße, die in Hinsicht auf irgendeine Berechnungsgröße ausgegeben wird”. Das Bezugszeichen „K1” kennzeichnet, dass die Korrekturverstärkung die gemäß der ersten Ausführungsform ist. In einer entsprechenden Art und Weise ist das Bezugszeichen der Korrekturverstärkung gemäß der zweiten Ausführungsform „K2”.
Hier werden Definitionen der Vorzeichen des Lenkwinkels θ und des Lenkmoments Ts mit Bezug auf 6 beschrieben. Eine Richtung einer Einzelner-Punkt-Kettenlinie bzw. Strichpunktlinie N in 6 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 wird der Lenkwinkel θ auf der linken Seite in Hinsicht auf die Neutralposition als positiv definiert und wird der Lenkwinkel θ auf der rechten Seite in Hinsicht auf die Neutralposition als negativ definiert. Zusätzlich werden die Lenkgeschwindigkeit ω und das Lenkmoment Ts in einer Nach-Links-Rotationsrichtung, das heißt, in der Gegenuhrzeigerrichtung, als positiv definiert. Die Lenkgeschwindigkeit ω und das Lenkmoment Ts in einer Nach-Rechts-Rotationsrichtung, das heißt, in der Uhrzeigerrichtung, werden 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 werden. 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 werden.
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 in Fällen, in denen das Lenkrad in die dem Lenkmoment Ts entgegengesetzte Richtung rotiert wird, berücksichtigt bzw. betrachtet werden. Außerdem wird, 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 von der Neutralposition weg bewegt, wird 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 das gleiche 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 die Drehrichtung aufgebracht wird, aus.
7 zeigt ein Beispiel des Verzeichnisses bzw. der Karte 42. Die Korrekturverstärkung K1, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn gleich 0 ist, ist 1. Die Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 201 gibt die Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0, wie sie ist, als die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* aus.
Mit Bezug auf das Vorhergehende erhöht sich die Korrekturverstärkung K1 von 1, wenn sich das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn in der negativen Richtung verringert. Die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*, die größer als die Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0 ist, wird ausgegeben. Infolgedessen erhöht sich die Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, die durch die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 301 berechnet wird. Folglich erhöht sich die Unterstützungsgröße für die Zurückführungssteuerung, wenn der Fahrer das Lenkmoment Ts in die Zurückführrichtung aufbringt. Die Lenklast kann reduziert werden.
Basierend auf dem technischen Konzept gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist alles, das erforderlich ist, dass es zumindest keine Verringerung bei der Zurückführungssteuerungsgröße Tr* gibt, verglichen damit, wenn die Fahrerlenkkorrektur nicht durchgeführt wird, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn negativ ist. Das heißt, dass zusätzlich zu einem Erhöhen der Zurückführungssteuerungsgröße Tr* die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* beibehalten werden kann. Deshalb kann, wie es in 12 zu sehen ist, gemäß der zweiten Ausführungsform zum Beispiel ein Verzeichnis bzw. eine Karte, in dem bzw. der die Korrekturverstärkung in der negativen Region des Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoments Ts_sgn auf 1 gesetzt ist, verwendet werden. In diesem Fall kann eine Erhöhung bei der Lenklast verhindert werden.
Zusätzlich verringert sich die Korrekturverstärkung K1 von 1, wenn sich das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn in der positiven Richtung erhöht. Die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*, die niedriger als die Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0 ist, wird ausgegeben. Infolgedessen verringert sich die Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, die durch die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 301 berechnet wird. Insbesondere ändert sich ein Änderungsgradient der Korrekturverstärkung K1 derart, um sich zu der negativen Seite in einer Region hin, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn gleich „+E” oder größer als dieses ist, verglichen zu dem in einer Region, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn geringer als „+E” ist, zu erhöhen.
Infolgedessen verringert sich die Unterstützungsgröße für die Zurückführungssteuerung, wenn der Fahrer das Lenkmoment Ts in die Drehrichtung aufbringt. Eine Wahrnehmung eines gehemmten Lenkens, das durch den Fahrer erfahren wird, das heißt, ein Unbehagen, in dem der Fahrer fühlt, dass das Lenkrad auf die Neutralposition zurückkehrt, und zwar trotz einem Durchführen einer Drehbetätigung bzw. eines Drehvorgangs, kann reduziert werden.
Hier werden mit den oben beschriebenen Arbeitsauswirkungen bzw. Funktionsauswirkungen als Basis detaillierte Charakteristiken, wie beispielsweise eine Neigung des Verzeichnisses bzw. der Karte, ein Drehmomentwert, bei dem sich die Neigung ändert, und dergleichen, vorzugsweise auf optimale Charakteristiken gesetzt, und zwar basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit V. Deshalb kann, wie es durch die Vielzahl von überlappenden Verzeichnissen bzw. Karten 42 in 5 gekennzeichnet ist, ein unterschiedliches Verzeichnis bzw. eine unterschiedliche Karte für jede Fahrzeuggeschwindigkeit V verwendet werden. Alternativ kann ein optimales Verzeichnis bzw. eine optimale Karte ausgewählt werden, und zwar basierend auf einer Verstärkung, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wird.
Als Nächstes werden tatsächliche Apparatedaten, die durch die Zurückführungssteuerung erhalten werden, die die Fahrerlenkkorrektur gemäß der ersten Ausführungsform enthält, die durchgeführt wird, mit Bezug auf 8A bis 8C, 9A und 9B beschrieben. Eine horizontale Achse in jeder der 8A bis 8C, 9A und 9B kennzeichnet eine gemeinsame Zeitachse. Eine vertikale Achse in 8A kennzeichnet den Lenkwinkel θ. Eine vertikale Achse in 8B kennzeichnet das Lenkmoment Ts. Eine vertikale Achse in 8C kennzeichnet das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn. Eine vertikale Achse in 9A kennzeichnet die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* nach einer Multiplikation durch bzw. mit der Korrekturverstärkung K1. Eine vertikale Achse in 9B kennzeichnet die Zurückführungssteuerungsgröße Tr*.
Wie es in 8A zu sehen ist, kennzeichnen die tatsächlichen Apparatedaten die Änderungen bei der Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, wenn, nachdem ein Lenken in der Zurückführrichtung von einer Zeit t0 zu einer Zeit t1 um ungefähr –400 [deg] durchgeführt wird, ein Lenken in der Zurückführrichtung zu der Neutralposition hin, das heißt, 0 [deg], durchgeführt wird, und zwar von einer Zeit t1 bis zu einer Zeit t3. Insbesondere wird das Lenkmoment Ts weiterhin während dem Zeitabschnitt unmittelbar nach einer Zeit t1 bis zu einer Zeit t2 in die negative Richtung aufgebracht. Das Lenkmoment Ts wird zu einer Zeit t2 gleich 0. Das Vorzeichen des Lenkwinkels θ ist über den Zeitabschnitt von einer Zeit t0 bis zu einer Zeit t3 negativ. Deshalb hat das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn in 8C eine Form, in der positiv und negativ in Hinsicht auf die Form des Lenkmoments Ts in 8B umgekehrt ist.
In 9A und 9B werden Daten, die erhalten werden, wenn die Zurückführungssteuerung durchgeführt wird, die die Fahrerlenkkorrektur nicht enthält, für einen Vergleich durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet. Wie es in einem d1-Abschnitt in 9A und einem e1-Abschnitt in 9B zu sehen ist, verringern sich, wenn die Fahrerlenkkorrektur enthalten ist, die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* nach einer Multiplikation durch bzw. mit der Korrekturverstärkung K1 und die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* während dem Zeitabschnitt von einer Zeit t1 bis zu einer Zeit t2, verglichen damit, wenn die Fahrerlenkkorrektur nicht enthalten ist. Auf diese Weise wird als Folge eines Reduzierens der Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, wenn der Fahrer das Lenkmoment Ts in die Zurückführrichtung aufbringt, die Wahrnehmung eines gehemmten Lenkens reduziert.
Wie es in einem d2-Abschnitt in 9A und einem e2-Abschnitt in 9B zu sehen ist, erhöhen sich, wenn die Fahrerlenkkorrektur enthalten ist, die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* nach einer Multiplikation durch bzw. mit der Korrekturverstärkung K1 und die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* während dem Zeitabschnitt von einer Zeit t2 bis zu einer Zeit t3, verglichen damit, wenn die Fahrerlenkkorrektur nicht enthalten ist. Auf diese Weise wird als Folge eines Erhöhens der Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, wenn der Fahrer das Lenkmoment Ts in die Zurückführrichtung aufbringt, eine Lenklast reduziert.
In der verwandten Technologie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4959217 wird die Ausgabe der Zurückführungssteuerung unterdrückt, selbst wenn der Fahrer das Lenkmoment Ts in die Zurückführrichtung aufbringt. Deshalb erhöht sich die Lenklast, die auf den Fahrer platziert bzw. auferlegt wird. In dieser Hinsicht wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* beibehalten oder erhöht, wenn der Fahrer das Lenkmoment Ts in die Zurückführrichtung aufbringt, verglichen damit, wenn die Fahrerlenkkorrektur nicht durchgeführt wird. Das heißt, dass zumindest die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* nicht reduziert wird. Deshalb kann die Lenklast reduziert werden und kann ein Lenkgefühl verbessert werden. Folglich ist der Lenksteuerungsapparat gemäß der vorliegenden Ausführungsform imstande, die Zurückführungssteuerungsgröße basierend auf einem Lenken durch den Fahrer passend einzustellen.
Zusätzlich nähert sich, wenn ein Augenmerk auf die Betätigung bzw. den Vorgang unmittelbar vor einer Zeit t3 bis zu einer Zeit t3 gerichtet wird, die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* graduell an 0 an, wenn sich der Lenkwinkel θ graduell 0 [deg] annähert. Bei der Fahrerlenkkorrektur wird eine Multiplikation durch bzw. mit dem Vorzeichen des Lenkwinkels θ während einer Berechnung des Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoments Ts_sgn durchgeführt. Deshalb entsteht, bis die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* einen Wert nahe 0 ist, wenn der Lenkwinkel θ gleich 0 [deg] ist, insofern ein Problem, als ein Ausreißer in der Ausgabe vorkommt oder in anderen Worten die Ausgabe deskontinuierlich wird. Deshalb bringt die Fahrerlenkkorrektureinheit 401 die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* näher zu 0, wenn sich der Lenkwinkel θ graduell an 0 [deg] annähert. Infolgedessen kann eine Kontinuität der Ausgabe sichergestellt werden.
Gemäß den nachstehenden zweiten bis fünften Ausführungsformen werden andere Konfigurationen, in denen die Fahrerlenkkorrektureinheit in der Zurückführungssteuerungseinheit bereitgestellt ist, beschrieben. Konfigurationen gemäß den zweiten bis fünften Ausführungsformen, die im Wesentlichen identisch mit denjenigen gemäß der ersten Ausführungsform sind, werden dieselben Bezugszeichen gegeben. Beschreibungen von diesen werden weggelassen. Insbesondere wird die Konfiguration, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn durch eine Multiplikation des Vorzeichens des Lenkwinkels θ und des Lenkmoments Ts durch die Vorzeichenbestimmungseinheit 411 und den Vorzeichenmultiplikator 412 berechnet wird, gemeinsam in Fahrerlenkkorrektureinheiten 402 bis 405 gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen verwendet.
Die Fahrerlenkkorrektureinheit gemäß jeder Ausführungsform verhindert eine Erhöhung bei der Lenklast, die auf den Fahrer platziert bzw. diesem auferlegt wird, oder reduziert die Lenklast durch ein Beibehalten oder Erhöhen der Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, wenn ein Lenken in die Zurückführrichtung, bei der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn negativ wird, durchgeführt wird. Zusätzlich reduziert die Fahrerlenkkorrektureinheit die Wahrnehmung eines gehemmten Lenkens, das durch den Fahrer erfahren wird, und zwar durch ein Reduzieren der Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, wenn ein Lenken in die Drehrichtung, bei der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn positiv wird, durchgeführt wird. In einer Art und Weise, die ähnlich wie die gemäß der ersten Ausführungsform ist, kann in Hinblick auf das Verzeichnis bzw. die Karte gemäß jeder Ausführungsform ein unterschiedliches Verzeichnis bzw. eine unterschiedliche Karte für jede Fahrzeuggeschwindigkeit V verwendet werden. Alternativ kann ein Verzeichnis bzw. eine Karte verwendet werden, und zwar basierend auf einer Verstärkung, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wird.
Zweite Ausführungsform
Eine Zurückführungssteuerungseinheit 132 gemäß der zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 10 bis 12 beschrieben.
In der Zurückführungssteuerungseinheit 132 gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 10 zu sehen ist, ist die Fahrerlenkkorrektureinheit 402 in einer Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 302 bereitgestellt. Die Fahrerlenkkorrektureinheit 402 berechnet die Korrekturverstärkung K2. Ein Multiplikator 36 multipliziert die Korrekturverstärkung K2, die durch die Fahrerlenkkorrektureinheit 402 ausgegeben wird, mit einem Basis-Lenkwinkel-Referenzdrehmoment Tθ_0, das durch die Lenkwinkel-Referenzdrehmoment-Berechnungseinheit 33 ausgegeben wird. Infolgedessen wird das Lenkwinkel-Referenzdrehmoment Tθ berechnet. Gemäß der zweiten Ausführungsform entspricht das Lenkwinkel-Referenzdrehmoment Tθ „irgendeiner Berechnungsgröße in einem Berechnungsprozess für eine Zurückführungssteuerungsgröße”. Die Korrekturverstärkung K2 entspricht einer „Korrekturgröße”.
Wie es in 11 zu sehen ist, hat die Fahrerlenkkorrektureinheit 402 das Verzeichnis bzw. die Karte 42, die ein Verhältnis zwischen dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn und der Korrekturverstärkung K2 vorschreibt. In Hinblick auf das Verzeichnis bzw. die Karte 42 kann das Verzeichnis bzw. die Karte 42, die in 7 gemäß der ersten Ausführungsform zu sehen ist, gemeinsam verwendet werden. Alternativ kann, wie es in 12 zu sehen ist, die Korrekturverstärkung K2 in der negativen Region des Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoments Ts_sgn auf 1 gesetzt sein. In Hinblick auf die zweite Ausführungsform wird die japanische Patentveröffentlichung Nr. 4959212 als eine verwandte Technologie zusätzlich zu der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4959217 referenziert.
Eine Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 202, die unter der zweiten, dritten und vierten Ausführungsformen geteilt wird, unterscheidet sich von der Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 201 gemäß der ersten Ausführungsform insofern, als die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*, die durch die Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 21 berechnet wird, ausgegeben wird, wie sie ist. Deshalb kann es erachtet werden, dass die Hinzufügung von „Basis” zu der „Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 21” bedeutungslos ist. Jedoch wird die Anmerkung „Basis” für den Zweck einer Konsistenz mit den ersten und fünften Ausführungsformen in 10 und anderen Zeichnungen verbleiben.
Dritte Ausführungsform
Eine Zurückführungssteuerungseinheit 133 gemäß der dritten Ausführungsform wird mit Bezug auf 13, 14, 15A und 15B beschrieben.
In der Zurückführungssteuerungseinheit 133 gemäß der dritten Ausführungsform, die in 13 zu sehen ist, ist die Fahrerlenkkorrektureinheit 403 in einer Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 303 bereitgestellt, und zwar parallel zu der Lenkwinkel-Referenzdrehmoment-Berechnungseinheit 33. Die Fahrerlenkkorrektureinheit 403 berechnet ein Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment Tr*_comp. Eine Addiereinrichtung 38 addiert das Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment Tr*_comp, das durch die Fahrerlenkkorrektureinheit 403 ausgegeben wird, und das Lenkwinkel-Referenzdrehmoment Tθ, das durch die Lenkwinkel-Referenzdrehmoment-Berechnungseinheit 33 ausgegeben wird, zu der Basis-Zurückführungssteuerungsgröße Tr*_0. Infolgedessen wird die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* berechnet.
Gemäß der dritten Ausführungsform entsprechen das Lenkwinkel-Referenzdrehmoment Tθ und die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* „irgendeiner Berechnungsgröße in einem Berechnungsprozess für eine Zurückführungssteuerungsgröße”. Das Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment Tr*_comp entspricht einer „Korrekturgröße”.
Wie es in 14 zu sehen ist, hat die Fahrerlenkkorrektureinheit 403 ein erstes Verzeichnis bzw. eine erste Karte 44 und ein zweites Verzeichnis bzw. eine zweite Karte 47. Das erste Verzeichnis bzw. die erste Karte 44 schreibt ein Verhältnis zwischen einem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn und einem Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment-Basiswert Tr*_comp_0 vor. In einem Beispiel des ersten Verzeichnisses bzw. der ersten Karte 44, das bzw. die wie in 15A zu sehen ist, ist der Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment-Basiswert Tr*_comp_0 in der Region, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn gleich dem positiven Wert „+E” oder größer als dieser ist, auf 0 gesetzt. Der Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment-Basiswert Tr*_comp_0 wird festgesetzt, um sich bei einer im Wesentlichen festen bzw. unveränderlichen Neigung zu verringern, wenn sich das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn verringert, und zwar in der negativen Region des Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoments Ts_sgn und der positiven Region, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn geringer als „+E” ist.
Das zweite Verzeichnis bzw. die zweite Karte 47 schreibt ein Verhältnis zwischen einem Absolutwert des Lenkwinkels θ, der durch eine Absolutwert-Bestimmungseinheit (|θ| in den Zeichnungen) 46 bestimmt wird, und der Winkelzustandsgröße αθ, die ein Wert ist, der von 0 bis 1 reicht, vor. In einem Beispiel des zweiten Verzeichnisses bzw. der zweiten Karte 47, das bzw. die in 15B zu sehen ist, ist die Winkelzustandsgröße αθ gleich 0, wenn der Lenkwinkel θ gleich 0 [deg] ist. Die Winkelzustandsgröße αθ erhöht sich von 0 hin zu 1, wenn sich der Absolutwert des Lenkwinkels θ erhöht. Die Winkelzustandsgröße αθ konvergiert im Wesentlichen auf 1, wenn der Lenkwinkel θ ungefähr 60 [deg] ist.
Das Vorzeichen des Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment-Basiswerts Tr*_comp_0, das in dem ersten Verzeichnis bzw. der ersten Karte 44 berechnet wird, wird als Folge davon, dass ein Vorzeichenmultiplikator 43 den Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment-Basiswert Tr*_comp_0 mit dem Vorzeichen des Lenkwinkels θ multipliziert, das durch die Vorzeichenbestimmungseinheit 411 bestimmt wird, angepasst. Außerdem multipliziert ein Multiplikator 48 das Drehmoment nach einer Vorzeichenanpassung mit der Winkelzustandsgröße αθ, die durch das zweite Verzeichnis bzw. die zweite Karte 47 ausgegeben wird. Das Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment Tr*_comp wird berechnet.
Die Fahrerlenkkorrektureinheit 403 verwendet das erste Verzeichnis bzw. die erste Karte 44, wie beispielsweise das bzw. die in 15A, um das Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment Tr*_comp in der Region, in der der Fahrer das Lenkmoment Ts in die Zurückführrichtung aufbringt, zu erhöhen. Zusätzlich verwendet die Fahrerlenkkorrektureinheit 403 das zweite Verzeichnis bzw. die zweite Karte 47, wie beispielsweise das bzw. die in 15B, um das Zurückführungssteuerungsgrößenkorrekturdrehmoment Tr*_comp auf 0 zu setzen, wenn das Lenkrad nahe der Neutralposition ist.
Vierte Ausführungsform
Eine Zurückführungssteuerungseinheit 134 gemäß der vierten Ausführungsform wird mit Bezug auf 16 und 17 beschrieben.
In der Zurückführungssteuerungseinheit 134 gemäß der vierten Ausführungsform, die in 16 zu sehen ist, ist eine Fahrerlenkkorrektureinheit 404 in einer Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 304 bereitgestellt. Die Fahrerlenkkorrektureinheit 404 berechnet eine Korrekturverstärkung K4. Ein Multiplikator 34 multipliziert die Korrekturverstärkung K4, die durch die Fahrerlenkkorrektureinheit 404 ausgegeben wird, mit der Basis-Zurückführungssteuerungsgröße Tr*_0. Die Basis-Zurückführungssteuerungsgröße Tr*_0 ist der Wert, bevor das Lenkwinkel-Referenzdrehmoment Tθ addiert wird. Gemäß der vierten Ausführungsform entspricht die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* „irgendeiner Berechnungsgröße in einem Berechnungsprozess für eine Zurückführungssteuerungsgröße”. Die Korrekturverstärkung K4 entspricht einer „Korrekturgröße”.
Wie es in 17 zu sehen ist, hat die Fahrerlenkkorrektureinheit 404 das Verzeichnis bzw. die Karte 42, das bzw. die im Format im Wesentlichen identisch zu dem Verzeichnis bzw. der Karte 42 gemäß der ersten Ausführungsform ist. Das Verzeichnis bzw. die Karte 42 schreibt ein Verhältnis zwischen dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn und der Korrekturverstärkung K4 vor. Infolgedessen kann gemäß der vierten Ausführungsform basierend auf dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* passend eingestellt werden, und zwar in einer ähnlichen Art und Weise wie der gemäß der ersten Ausführungsform.
Außerdem kann zusätzlich zu den Konfigurationen gemäß den ersten und vierten Ausführungsformen die Stelle, bei der eine Multiplikation durch die bzw. mit der Korrekturverstärkung basierend auf dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn durchgeführt wird, irgendeine Stelle sein, solange die Stelle eine Erhöhung und Verringerung bei der Zurückführungssteuerungsgröße Tr* ermöglicht. Zum Beispiel kann die Korrekturverstärkung mit der Geschwindigkeitsabweichung Δω zwischen der Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* und der Lenkgeschwindigkeit ω unmittelbar vor dem Lenkgeschwindigkeit-Servosteuergerät 32 multipliziert werden.
Fünfte Ausführungsform
Eine Zurückführungssteuerungseinheit 135 gemäß der fünften Ausführungsform wird mit Bezug auf 18 bis 20 beschrieben.
In der Zurückführungssteuerungseinheit 135 gemäß der fünften Ausführungsform, die in 18 zu sehen ist, ist die Fahrerlenkkorrektureinheit 405 in einer Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 205 bereitgestellt. Die Fahrerlenkkorrektureinheit 405 berechnet eine Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit ω5. Eine Addiereinrichtung 24 addiert die Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit ω5, die durch die Fahrerlenkkorrektureinheit 405 ausgegeben wird, zu der Basis-Soll-Lenkgeschwindigkeit ω*_0. Gemäß der fünften Ausführungsform entspricht die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* „irgendeiner Berechnungsgröße in einem Berechnungsprozess für eine Zurückführungssteuerungsgröße”. Die Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit ω5 entspricht einer „Korrekturgröße”.
Wie es in 19 zu sehen ist, hat die Fahrerlenkkorrektureinheit 405 ein Verzeichnis bzw. eine Karte 45.
Das Verzeichnis bzw. die Karte 45 schreibt ein Verhältnis zwischen dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn und einem Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit-Basiswert ω5_0 vor einer Vorzeichenanpassung vor. In dem Beispiel des Verzeichnisses bzw. der Karte 45, das bzw. die in 20 zu sehen ist, ist das Verhältnis mit dem Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit-Basiswert ω5_0 in fünf Regionen I bis V, des Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoments Ts_sgn vorgeschrieben.
In der Region I, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn geringer als ein negativer Wert „–A” ist, ist der Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit-Basiswert ω5_0 auf einen negativen Untergrenzwert „–ω5_LIM” gesetzt.
In der Region II, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn gleich dem negativen Wert „–A” oder größer als dieser und geringer als ein negativer Wert „–B” ist, erhöht sich der Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit-Basiswert ω5_0 von dem Untergrenzwert „–ω5_LIM” auf 0, und zwar basierend auf der Erhöhung bei dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn.
In der Region III, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn gleich dem negativen Wert „–B” oder größer als dieser und gleich oder geringer als 0 ist, und in der Region IV, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn 0 übersteigt und geringer als ein positiver Wert „+C” ist, ist der Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit-Basiswert ω5_0 auf 0 gesetzt.
In der Region V, in der das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn gleich dem positiven Wert „+C” oder größer als dieser ist, erhöht sich der Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit-Basiswert ω5_0 ab 0, und zwar basierend auf der Erhöhung bei dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn.
In der Region IV wird in diesem Beispiel die Zurückführungssteuerungsgröße Tr*, die derselbe Wert wie der in der Region III ist, beibehalten, selbst wenn das Lenkmoment Ts in die Drehrichtung aufgebracht wird. Auf diese Weise muss, da der Effekt bzw. die Auswirkung auf ein Lenken in einigen Fällen nicht berücksichtigt werden muss, wenn der Absolutwert des Lenkmoments Ts in der Zurückführrichtung klein ist, die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* nicht zwangsläufig reduziert werden. Der Wert „+C” des Lenkmoments Ts in diesem Beispiel wird als ein „kritischer Wert” bezeichnet.
Wenn das Verzeichnis bzw. die Karte, das bzw. die in 20 zu sehen ist, verwendet wird, berechnet die Fahrerlenkkorrektureinheit 405 die Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit ω5 derart, um die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* zu reduzieren, wenn das Lenkmoment Ts, von dem der Absolutwert gleich dem kritischen Wert oder größer als dieser ist, in die Drehrichtung aufgebracht wird. Wenn die Verzeichnisse bzw. die Karten in 7 und 12, die früher beschrieben wurden, verwendet werden, wird davon ausgegangen, dass der kritische Wert auf 0 gesetzt ist.
Der Vorzeichenmultiplikator 43 multipliziert den Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit-Basiswert ω5_0, der durch das Verzeichnis bzw. die Karte 45 ausgegeben wird, mit dem Vorzeichen des Lenkwinkels θ, das durch die Vorzeichenbestimmungseinheit 411 bestimmt wird. Die Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit ω5 wird berechnet. Die Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 205 gibt an die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 301 die Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* nach einer Korrektur aus, zu der die Korrektur-Soll-Zurückführgeschwindigkeit ω5, die durch die Fahrerlenkkorrektureinheit 405 ausgegeben wird, addiert worden ist. Die Zurückführungssteuerungsgrößenberechnungseinheit 301 berechnet die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* basierend auf der Soll-Lenkgeschwindigkeit ω* nach einer Korrektur. Infolgedessen kann die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* passend angepasst werden.
Andere Ausführungsformen

(1) Der Lenkwinkel θ, der bei einer Steuerung durch die Fahrerlenkkorrektureinheiten 401 bis 405 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, ist ein typisches Beispiel einer „lenkradpositionsbezogenen Information”, von der der Wert, wenn das Lenkrad in der Neutralposition ist, 0 ist und der Wert basierend auf der Lenkradposition mit Bezug auf die Neutralposition positiv oder negativ ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine Information, wie beispielsweise ein Motorrotationswinkel, ein Rotationswinkel eines Übertragungssystemgangs bzw. Getriebesystemgangs, ein Lenkwinkel eines Reifens oder eine Gierrate, die in Wechselbeziehung mit dem Lenkwinkel θ steht, als die Gesamtheit oder ein Abschnitt der lenkradpositionsbezogenen Information verwendet werden. In diesem Fall kann der Lenkwinkel θ in den Blockschaltbildern und Verzeichnissen bzw. Karten gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen durch einen anderen Typ einer lenkradpositionsbezogenen Information ersetzt werden, soweit es erforderlich ist.
(2) Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Vorzeichen des Lenkmoments Ts basierend auf denselben Richtungen wie den Richtungen, die durch die Vorzeichen des Lenkwinkels θ gekennzeichnet sind, definiert. Das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn wird basierend auf dieser Definition berechnet. Die Fahrerlenkkorrektureinheit berechnet die Korrekturgröße derart, um die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* beizubehalten oder zu erhöhen, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn negativ ist, und um die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* zu reduzieren, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn positiv ist und der Absolutwert von diesem gleich dem kritischen Wert oder größer als dieser ist.
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 sind, definiert sein. Das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn kann basierend auf dieser Definition berechnet werden. In diesem Fall berechnet die Fahrerlenkkorrektureinheit die Korrekturgröße derart, um die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* beizubehalten oder zu erhöhen, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn positiv ist, und um die Zurückführungssteuerungsgröße Tr* zu reduzieren, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment Ts_sgn negativ ist und der Absolutwert von diesem gleich dem kritischen Wert oder größer als dieser ist.
(3) Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Verzeichnisse bzw. Karten für eine Berechnung der Korrekturgröße in den Fahrerlenkkorrekturberechnungseinheiten 401 bis 405 verwendet. Jedoch ist die Berechnung der Berechnungsgröße nicht auf das Verfahren, in dem ein Verzeichnis bzw. eine Karte verwendet wird, beschränkt. Die Korrekturgröße kann durch eine mathematische Formel berechnet werden.
(4) In den Steuerungsblockschaltbildern gemäß jeder Ausführungsform können Konfigurationen abgesehen von der Fahrerlenkkorrektureinheit entfernt oder geändert werden, soweit es erforderlich ist. Zum Beispiel kann die Zurückführzustandsbestimmungseinheit 50 oder die Zurückführgeschwindigkeitsstabilisierung-Steuerungseinheit 60 nicht bereitgestellt sein. Alternativ kann ein unterschiedlicher Typ einer Korrektursteuerung hinzugefügt 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 4959217 [0003, 0004, 0010, 0059, 0098, 0104]
JP 4959212 [0104]

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 Zurückführungssteuerungseinheit (13), die eine Zurückführungssteuerungsgröße (Tr*) für ein Bereitstellen einer derartigen Unterstützung, dass ein Lenkrad (91) auf eine Neutralposition zurückkehrt, als ein Korrekturdrehmoment, das zu dem Basis-Unterstützungsdrehmoment addiert werden soll, berechnet, wobei die Zurückführungssteuerungseinheit enthält eine Fahrerlenkkorrektureinheit (401 bis 405), die eine Korrekturgröße, die in Hinsicht auf irgendeine Berechnungsgröße in einem Berechnungsprozess für die Zurückführungssteuerungsgröße ausgegeben wird, basierend auf dem Lenkmoment und der lenkradpositionsbezogenen Information derart berechnet, dass die Zurückführungssteuerungsgröße beibehalten oder erhöht wird, wenn das Lenkmoment in eine Zurückführrichtung zu der Neutralposition des Lenkrads hin aufgebracht wird, und die Zurückführungssteuerungsgröße reduziert wird, wenn das Lenkmoment, von dem ein Absolutwert gleich einem vorgegebenen kritischen Wert oder größer als dieser ist, in eine Drehrichtung weg von der Neutralposition des Lenkrads aufgebracht wird, wobei die lenkradpositionsbezogene Information eine Information ist, von der ein Wert, wenn das Lenkrad bei der Neutralposition ist, 0 ist und der Wert basierend auf einer Lenkradposition in Hinsicht auf die Neutralposition positiv oder negativ ist.
Lenksteuerungsapparat gemäß Anspruch 1, wobei: die Fahrerlenkkorrektureinheit basierend auf einem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment (Ts_sgn), das durch ein Multiplizieren der Vorzeichen der lenkradpositionsbezogenen Information und des Lenkmoments erhalten wird, und mit Bezug auf die Zurückführungssteuerungsgröße, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment 0 ist, die Korrekturgröße berechnet, wenn Vorzeichen des Lenkmoments basierend auf Richtungen, die gleich wie Richtungen sind, die durch Vorzeichen der lenkradpositionsbezogenen Information gekennzeichnet sind, derart definiert sind, dass die Zurückführungssteuerungsgröße beibehalten oder erhöht wird, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment negativ ist, und die Zurückführungssteuerungsgröße reduziert wird, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment positiv ist und der Absolutwert von diesem gleich dem kritischen Wert oder größer als dieser ist, und die Korrekturgröße berechnet, wenn die Vorzeichen des Lenkmoments basierend auf Richtungen, die entgegengesetzt zu den Richtungen sind, die durch die Vorzeichen der lenkradpositionsbezogenen Information gekennzeichnet sind, derart definiert sind, dass die Zurückführungssteuerungsgröße beibehalten oder erhöht wird, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment positiv ist, und die Zurückführungssteuerungsgröße reduziert wird, wenn das Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment negativ ist und der Absolutwert von diesem gleich dem kritischen Wert oder größer als dieser ist.
Lenksteuerungsapparat gemäß Anspruch 2, wobei: die Fahrerlenkkorrektureinheit die Zurückführungssteuerungsgröße graduell näher an 0 bringt, wenn sich die lenkradpositionsbezogene Information graduell an 0 annähert.
Lenksteuerungsapparat gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei: die Zurückführungssteuerungseinheit eine Soll-Lenkgeschwindigkeit-Berechnungseinheit (201, 205), die eine Soll-Lenkgeschwindigkeit (ω*) berechnet, die ein Sollwert für eine Lenkgeschwindigkeit (ω) ist, berechnet, und die Fahrerlenkkorrektureinheit (401, 405) eine Multiplikation oder Addition der Korrekturgröße, die basierend auf dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment berechnet wird, mit der Soll-Lenkgeschwindigkeit durchführt.
Lenksteuerungsapparat gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuerungseinheit eine Lenkwinkel-Referenzdrehmoment-Berechnungseinheit (33), die ein Lenkwinkel-Referenzdrehmoment (Tθ) basierend auf einem Lenkwinkel (θ) berechnet, enthält, und die Fahrerlenkkorrektureinheit (402, 403) eine Multiplikation oder Addition der Korrekturgröße, die basierend auf dem Nach-Vorzeichen-Multiplikation-Lenkmoment berechnet wird, mit dem Lenkwinkel-Referenzdrehmoment durchführt.