DE10241696B4 - Lenkvorrichtung - Google Patents

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    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
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Abstract

Lenkvorrichtung, die ein Lenkdrehmoment in einem Modus, d. h. in einem Nicht-Selbstlenkmodus oder einem Selbstlenkmodus, auf eine Lenkwelle (24) eines Lenkmechanismus aufbringt, der ein Rad eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Drehung der mit einem Lenkrad (22) verbundenen Lenkwelle (24) einschlägt, wobei die Lenkvorrichtung ein auf das in dem Nicht-Selbstlenkmodus erzeugtes Lenkdrehmoment aufaddiertes Unterstützungsdrehmoment erzeugt, wobei das Unterstützungsdrehmoment in dem Selbstlenkmodus kleiner als das in dem Nicht-Selbstlenkmodus erzeugte Unterstützungsdrehmoment ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Selbstlenkvorrichtung, die in einem Fahrzeug eingesetzt wird und zum Parken automatisch angetrieben wird, ohne dabei beispielsweise einen Fahrzeugführer zum Durchführen eines Lenkvorgangs zu benötigen.
  • Eine in der offengelegten Japanischen Patentveröffentlichung Nr. JP 4-205505 A offenbarte Selbstlenkvorrichtung ermöglicht es dem Führer eines Fahrzeugs, den Lenkvorgang einfach während dem Selbstlenkvorgang durchzuführen, indem gleichzeitig ein Selbstlenkdrehmoment und ein Unterstützungsdrehmoment der Servolenkung erzeugt wird. Die Selbstlenkvorrichtung verringert das übermäßige Lenkdrehmoment des Selbstlenkdrehmoments unter Verwendung des Unterstützungsdrehmoments, bzw. Hilfsdrehmoments der Servolenkung. Wenn der Fahrzeugführer beabsichtigt, den Lenkvorgang in dem Selbstlenkmodus durchzuführen, wird das Lenkdrehmoment der Selbstlenkvorrichtung verringert, um den Fahrzeugführer zu unterstützen, den Lenkvorgang einfach durchzuführen.
  • Wenn der Fahrzeugführer einen Lenkvorgang in dem Selbstlenkmodus durchführt, wird der Lenkmodus durch Abstellen des Selbstlenkmodus auf den manuellen Lenkmodus umgeschaltet. Gemäß der in der vorstehend Veröffentlichung offenbarten Technologie kann der Selbstlenkmodus sanft auf den manuellen Lenkmodus umgeschalten werden. Da die Selbstlenkvorrichtung, die vor Einführung der vorstehend erwähnten Technologie erzeugt wurde, kein Unterstützungsdrehmoment der Servolenkung in dem Selbstlenkmodus erzeugt, wird das Selbstlenkdrehmoment bei einer im Wesentlichen hohen Rate verringert. Das Unterstützungsdrehmoment wird wieder bei einer hohen Rate in der entgegengesetzten Richtung zu der des Selbstlenkdrehmoments erzeugt, wodurch sich ein scharfer Wechsel in der Lenkreaktionskraft ergibt. Im Gegensatz dazu verhindert die in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung offenbarte Technologie einen scharfen Wechsel in der Lenkreaktion durch Verringern des übermäßigen Lenkdrehmoments des Selbstlenkdrehmoments. Als ein Ergebnis kann der Lenkmodus sanft zwischen dem manuellen Lenkmodus und dem Selbstlenkmodus umgeschaltet werden.
  • Die Technologie zum Umschalten des Lenkmodus von dem Selbstlenkmodus zu dem manuellen Lenkmodus in Erwiderung auf den Lenkvorgang des Fahrzeugführers ist in JP 11-198839 A offenbart. Bei dieser Technologie wird auf Grundlage von durch den Lenkdrehmomentsensor ermittelten Ermittlungswerten des Lenkdrehmoments bestimmt, ob der Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer durchgeführt wurde.
  • Mit der Selbstlenkvorrichtung, die das Selbstlenkdrehmoment und das Unterstützungsdrehmoment der Servolenkung gleichzeitig erzeugt, wird es dem Fahrzeugführer ermöglicht, den Lenkbetrieb selbst in dem Selbstlenkmodus bei einem verringerten Lenkdrehmoment durchzuführen. Das Lenkdrehmoment, das zum Unterstützen des Fahrzeugführers klein gehalten werden kann, macht es wiederum schwierig zu bestimmen, ob der Lenkvorgang auf Grundlage der Lenkdrehmomentermittlungswerte durchgeführt wurde. Der Schwellenwert der Lenkdrehmomentermittlungswerte muss verringert werden, um so den Lenkvorgang des Fahrzeugführers zu bestimmen. In diesem Fall ist es jedoch schwierig, das durch den Lenkvorgang des Fahrzeugführers erzeugte Lenkdrehmoment von einem Trägheitsdrehmoment des Lenkrads an sich als Störung zu unterscheiden. Als ein Ergebnis, kann der Lenkvorgang nicht genau bestimmt werden.
  • Ferner offenbart die DE 199 22 284 A1 eine Lenkvorrichtung, die ein Lenkdrehmoment in einem Modus auf eine Lenkwelle eines Lenkmechanismus aufbringt, der ein Rad eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Drehung der mit einem Lenkrad verbundenen Lenkwelle einschlägt, wobei die Lenkvorrichtung ein auf das im Nicht-Selbstlenkmodus erzeugtes Lenkdrehmoment aufaddiertes Unterstützungsdrehmoment erzeugt und wobei in dem Selbstlenkmodus ein Unterstützungsdrehmoment erzeugt wird.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Lenkvorrichtung bereitzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bringt eine Selbstlenkvorrichtung ein Lenkdrehmoment in einem Selbstlenkmodus auf eine Lenkwelle eines Lenkmechanismus auf, der ein Rad eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einer Drehung der an einem Lenkrad befestigten Lenkwelle einschlägt. Die Selbstlenkvorrichtung hat eine Steuerung, die einen Selbstlenkdrehmomentwert und einen Unterstützungsdrehmomentzielwert berechnet und ein Stellglied, das durch die Steuerung so gesteuert wird, dass es ein Drehmoment entsprechend einer Summe aus dem Selbstlenkdrehmomentwert und dem Unterstützungsdrehmomentzielwert auf die Lenkwelle aufbringt. Die Steuerung berechnet den Unterstützungsdrehmomentzielwert durch Multiplizieren eines Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktors mit einem durch einen Führer des Fahrzeugs von dem Lenkrad zu der Lenkwelle aufgebrachten Lenkdrehmoment. Die Steuerung stellt den Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor in dem Selbstlenkmodus so ein, dass er kleiner als ein Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor in einem Nicht-Selbstlenkungsmodus ist.
  • Da der Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor in dem Selbstlenkmodus kleiner als der in dem Nicht-Selbstlenk-(manuellen)modus wird, wird das durch den Lenkvorgang in dem Selbstlenkmodus erzeugte Lenkdrehmoment auf eine bestimmte Größe erhöht. Dies macht es möglich, den Schwellenwert des Lenkdrehmoments zum Ermitteln des Lenkvorgangs auf einen relativ großen Wert einzustellen. Dementsprechend kann das Lenkdrehmoment einfach von dem Trägheitsdrehmoment des Lenkrads unterschieden werden. Der durch den Fahrzeugführer durchgeführte Lenkvorgang kann auf Grundlage des Ermittlungswerts des Lenkdrehmoments genau bestimmt werden und dementsprechend kann der Selbstlenkbetrieb genau auf den ma nuellen Lenkbetrieb umgeschaltet werden.
  • Obwohl das Lenkdrehmoment in dem Selbstlenkdrehmoment auf einen gewissen Betrag erhöht wird, kann der Lenkvorgang in dem Selbstlenkmodus, verglichen mit dem Fall, in dem kein Unterstützungsdrehmoment erzeugt wird, einfach durchgeführt werden. Dies macht es möglich, eine durch Umschalten des Vorgangs von einer Selbstlenkung zu einer manuellen Lenkung nach einem durch den Fahrzeugführer durchgeführten Lenkvorgang erzeugte scharfe Verringerung in dem Lenkdrehmoment zu unterdrücken.
  • Das Stellglied hat einen Elektromotor, der dazu dient, ein Drehmoment auf die Lenkwelle aufzubringen. Die Steuerung steuert den Elektromotor so, dass das auf die Lenkwelle aufgebrachte Drehmoment einer Summe aus dem Unterstützungsdrehmomentzielwert und dem Selbstlenkdrehmomentwert entspricht.
  • Das Stellglied kann einfach durch den Elektromotor aufgebaut sein, der dazu dient, die Drehwelle sowohl mit dem Selbstlenkdrehmoment als auch mit dem Unterstützungsdrehmoment zu versorgen.
  • Die Erfindung wird mit Bezug auf die nachstehenden Zeichnungen beschrieben, die ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen und in denen:
  • 1 eine schematische Ansicht eines Aufbaus einer Selbstlenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
  • 2A und 2B Zeitgebungsdiagramme zeigen, die jeweils ein Verhältnis zwischen dem Lenkwinkel und dem Lenkdrehmoment im Vergleich mit dem Trägheitsdrehmoment zeigen;
  • 3 ein Ablaufdiagramm einer Steuerungsroutine zum Bestimmen des manuellen Lenkvorgangs zeigt; und
  • 4A bis 4D Zeitgebungsdiagramme zeigen, die jeweils eine chronologische Änderung in dem durch das Ausführungsbeispiel der Erfindung im Vergleich mit herkömmlichen Arten von Selbstlenkvorrichtungen ermittelten Lenkdrehmomenten wiedergeben.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Selbstlenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und einen Lenkmechanismus zeigt, auf den die Selbstlenkvorrichtung angewendet wird. Die Selbstlenkvorrichtung hat eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10 für die Selbstlenkung, eine elektronische Steuereinheit (ECU) 12 für die EMPS (Servolenkung mit Elektromotor), einen Lenkdrehmomentsensor 14 und ein EMPS-Stellglied 20 als eine Kombination aus einem Elektromotor 16 und Zahnrädern 18a, 18b.
  • Die ECUs 10 und 12 bilden eine Steuerung 11 der Selbstlenkvorrichtung. Eine Lenkwelle 24 ist mit dem Lenkdrehmomentsensor 14 versehen, der direkt mit einem Lenkrad 22 verbunden ist. Der Lenkdrehmomentsensor 14 ermittelt ein von dem Lenkrad 22 zu der Lenkwelle 24 übertragenes Lenkdrehmoment. Das an der Lenkwelle 24 befestigte Zahnrad 18a kämmt mit dem an einer Welle des Elektromotors 16 befestigten Zahnrad 18b.
  • Die Lenkwelle 24 ist an einer vorbestimmten Stelle über ein Antriebsgelenk 26 gelenkig verbunden. Ein Ende der Lenkwelle 24 ist über ein Getriebe 28, wie z. B. ein Zahnstangengetriebe, mit einer Seitenstange 30 verbunden.
  • Die Steuerung 11 berechnet einen Stellglieddrehmomentzielwert und steuert das Stellglied 20 so, dass es ein Drehmoment auf die Lenkwelle 24 aufbringt, das dem Stellglieddrehmomentzielwert entspricht.
  • Der Stellglieddrehmomentzielwert entspricht einer Summe aus dem Unterstützungsdrehmomentzielwert und aus dem Selbstlenkdrehmomentwert. Der Unterstützungsdrehmomentzielwert wird durch die ECU 12 auf Grundlage des durch den Lenkdrehmomentsensor 14 ermittelten Lenkdrehmomentermittlungswert berechnet.
  • Der Selbstlenkdrehmomentwert wird durch die ECU 10 berechnet und zu der ECU 12 übermittelt. Die ECU 12 berechnet den Stellglieddrehmomentzielwert durch Addieren des von der ECU 10 übermittelten Selbstlenkdrehmomentwerts, auf den Unterstützungsdrehmomentzielwert.
  • Da der Selbstlenkdrehmomentwert in dem manuellen Lenkmodus, das heißt in dem Nicht-Selbstlenkmodus, null ist, wird der Stellglieddrehmomentzielwert gleich zu dem Unterstützungsdrehmomentzielwert. Die ECU 12 berechnet den Unterstützungsdrehmomentzielwert auf Grundlage des durch den Lenkdrehmomentsensor 14 in dem Nicht-Selbstlenkmodus ermittelten Lenkdrehmomentermittlungswerts. Somit wird das Stellglied 20 so gesteuert, dass es ein Unterstützungsdrehmoment erzeugt, das dem Unterstützungsdrehmomentzielwert entspricht. Die ECU 12 berechnet den Unterstützungsdrehmomentzielwert durch Multiplieren des Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktors mit dem durch den Lenkdrehmomentsensor 14 ermittelten Lenkdrehmomentermittlungswert.
  • In dem Selbstlenkmodus berechnet die ECU 12 den Stellglieddrehmomentzielwert durch Addieren des Unterstützungsdrehmomentwerts zu dem in der ECU 10 bestimmten Selbstlenkdrehmomentwert. Die ECU 12 steuert das Stellglied 20, um das Drehmoment zu erzeugen, das dem Stellglieddrehmomentzielwert entspricht.
  • In dem Selbstlenkmodus wird der durch den Lenkdrehmomentsensor 14 ermittelte Lenkdrehmomentermittlungswert mit Ausnahme beim Start und beim Ende des Selbstlenkbetriebs auf null gehalten, bis der Fahrzeugführer einen Lenkvorgang durchführt. Dementsprechend wird der Stellglieddrehmomentzielwert gleich zu dem Selbstlenkdrehmomentwert.
  • Beim Start und beim Ende des Selbstlenkvorgangs wird das Trägheitsdrehmoment unverzüglich in der der Selbstlenkkraft entge gengesetzten Richtung aufgrund der Trägheit des Lenkrads 22 erzeugt. Der Lenkdrehmomentsensor 14 kann das Trägheitsdrehmoment als eine Störung ermitteln, die die Ermittlung des Lenkdrehmoments beeinträchtigt.
  • 2A ist ein Zeitgebungsdiagramm eines Lenkwinkels und 2B ist ein Zeitgebungsdiagramm eines Lenkdrehmomentermittlungswerts. In diesen Figuren startet der Lenkbetrieb im Selbstlenkmodus zum Zeitpunkt t1 und endet zum Zeitpunkt t2. Das heißt, der Selbstlenkbetrieb wird zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 durchgeführt. Für die Zeitspanne, während der der Selbstlenkbetrieb durchgeführt wird, bilden die ermittelten Lenkdrehmomentwerte ein wellenförmiges Impulsmuster, das das durch die Trägheit des Lenkrads 22 verursachte Trägheitsdrehmoment anzeigt.
  • Unter Bezugnahme auf ein in 3 gezeigtes Ablaufdiagramm wird der Betrieb der Selbstlenkvorrichtung, wie sie vorstehend aufgebaut ist, beschrieben.
  • In Schritt S1 wird bestimmt, ob das Fahrzeug im Selbstlenkmodus läuft. Wenn JA erhalten wird, das heißt, wenn das Fahrzeug im Selbstlenkmodus läuft, schreitet der Ablauf zu Schritt S2 vor, bei dem der Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor durch die ECU 12 verringert wird.
  • Der Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor in dem Selbstlenkmodus wird auf weniger als der in dem manuellen Lenkmodus verkleinert. Unter der Annahme, dass der Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor in dem manuellen Lenkmodus so eingestellt ist, dass das Verhältnis des Lenkdrehmoments zu dem Unterstützungsdrehmoment 1:15 wird, wird der Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor so eingestellt, dass er so verringert wird, dass das Verhältnis des Lenkdrehmoments zu dem Unterstützungsdrehmoment in dem Selbstlenkmodus 1:3 wird.
  • Dann berechnet die ECU 10 in Schritt S3 den Selbstlenkdrehmomentwert. Der Ablauf schreitet zu Schritt S4 vor, bei dem das Lenkdrehmoment durch den Lenkdrehmomentsensor 14 ermittelt wird. Auf Grundlage des ermittelten Lenkdrehmoments berechnet die ECU 12 in Schritt S5 den Unterstützungsdrehmomentzielwert.
  • Wenn in Schritt S1 NEIN erhalten wurde, das heißt, wenn das Fahrzeug nicht in dem Selbstlenkmodus läuft, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt S4 vor.
  • In Schritt S6 wird der in Schritt S5 berechnet Unterstützungsdrehmomentzielwert auf den in Schritt S3 berechneten Selbstlenkdrehmomentwert addiert und das Stellglied 20 wird so gesteuert, dass es das Drehmoment des Stellglieds 20 gleich zu dem Stell glieddrehmomentzielwert macht.
  • Der Ablauf schreitet zu Schritt S7 vor, bei dem bestimmt wird, ob das Fahrzeug in dem Selbstlenkmodus läuft. Wenn JA erhalten wird, das heißt, wenn das Fahrzeug in dem Selbstlenkmodus läuft, schreitet der Ablauf zu Schritt S8 vor. In Schritt S8 wird auf Grundlage des durch den Lenkdrehmomentsensor 14 ermittelten Bestimmungsdrehmomentwert bestimmt, ob das Fahrzeug in dem Nicht-Selbstlenkmodus (manuellen Lenkmodus) läuft. Wenn in Schritt S7 NEIN erhalten wird, das heißt, wenn das Fahrzeug in dem Nicht-Selbstlenkmodus läuft, endet die Steuerroutine.
  • Unter Bezugnahme auf 4A bis 4D wird eine Bestimmung der in 3 gezeigten Steuerroutine mit Bezug auf den in Schritt S8 ausgeführten manuellen Lenkmodus beschrieben. 4A ist ein Zeitgebungsdiagramm des Lenkwinkels. Jede der 4A bis 4C ist ein Zeitgebungsdiagramm des Lenkdrehmomentermittlungswerts der Selbstlenkvorrichtung der vorstehend erwähnten Arten bzw. des Ausführungsbeispiels der Erfindung. In diesen Figuren startet der Selbstlenkbetrieb bei einem Zeitpunkt t1 und ein den manuellen Lenkvorgang anzeigendes Signal wird bei einem Zeitpunkt t2 empfangen (der Lenkvorgang wird durch den Fahrzeugführer durchgeführt). Bei einem Zeitpunkt t3 wird der manuelle Lenkbetrieb nicht länger ermittelt und bei einem Zeitpunkt t4 endet der Selbstlenkbetrieb. Der Selbstlenkbetrieb wird in Übereinstimmung mit dem Selbstlenkdrehmomentwert zwischen den Zeitpunkten t1 und t4 durchgeführt. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird das Lenkdrehmoment durch manuellen Lenkvorgang des Fahrzeugführers so erzeugt, um zu verhindern, dass sich der Lenkwinkel gegen den Selbstlenkbetrieb ändert.
  • 4B zeigt eine chronologische Änderung in den Selbstlenkermittlungswerten einer im Allgemeinen verwendeten Selbstlenkvorrichtung, die die Kraftunterstützungsfunktion in dem Selbstlenkmodus nicht einsetzt. 4C zeigt eine chronologische Änderung in den Lenkdrehmomentermittlungswerten einer anderen Art einer im Allgemeinen verwendeten Selbstlenkvorrichtung. In der Selbstlenkvorrichtung dieses Falls wird die Kraftunterstützungsfunktion bei dem Selbstlenkmodus verwendet und der erhaltene Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor wird gleich zu dem des Nicht-Selbstlenkmodus gemacht. 4D zeigt eine chronologische Änderung in den Lenkdrehmomentermittlungswerten der Selbstlenkvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In dem Fall, in dem eine Kraftunterstützung während dem Lenkvorgang des Fahrzeugführers in dem Selbstlenkmodus nicht durchgeführt wird, wie dies in 4A gezeigt ist, muss das Lenkdrehmoment in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Lenkvorgangs (negative Richtung) aufgebracht werden, wie dies durch T1 aus 4B gezeigt ist.
  • Unterdessen wird in einer anderen Art der Selbstlenkvorrichtung, die Kraftunterstützung mit dem Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor durchführt, der gleich zu dem in dem manuellen Lenkbetrieb verwendete Verstärkungsfaktor ist, ein kleines Lenkdrehmoment in die entgegengesetzte (Minus) Richtung aufgebracht, wie dies durch den Drehmomentwert T2 aus 4C gezeigt ist. Der Lenkwinkel kann somit gegen den Selbstlenkbetrieb beibehalten werden. In dem vorstehend erwähnten Fall, kann der Unterschied zwischen den Drehmomentwerten T1 und T2 durch das Unterstützungsdrehmoment kompensiert werden. Diese Art von Selbstlenkvorrichtung ermöglicht es dem Fahrzeugführer, Lenkvorgänge in dem Selbstlenkmodus einfach durchzuführen. Da jedoch das Lenkdrehmoment klein ist, ist es schwierig, den Lenkvorgang in den manuellen Modus auf Grundlage der Ermittlungswerte des Lenkdrehmomentsensors zu ermitteln.
  • In der erfindungsgemäßen Selbstlenkvorrichtung wird der Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor während dem Selbstlenkbetrieb so gesteuert, dass er kleiner als der während dem Nicht-Selbstlenkbetrieb verwendete Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor ist. Die auf Grundlage des Lenkvorgangs in dem Selbstlenkmodus ermittelten Lenkdrehmomentermittlungswerte bilden eine Wellenform mit einem gewissen Betrag und einer gewissen Weite, wie dies durch die Drehmomentwerte T3 aus 4D gezeigt ist. Die in 4D gezeigte Wellenform unterscheidet sich deutlich von der Impulswellenform der Lenkdrehmomentermittlungswerte aufgrund des Trägheitsdrehmoments. Dies macht es möglich, den manuellen Lenkvorgang auf Grundlage der Weite und Betrags der Wellenform durch Unterscheidung der Änderung in den durch den Lenkvorgang erhaltenen Lenkdrehmomentermittlungswerten von der Änderung in den durch das Trägheitsdrehmoment verursachten Lenkdrehmomentermittlungswerten zu ermitteln.
  • Die erfindungsgemäße Selbstlenkvorrichtung ermöglicht es dem Fahrzeugführer, den Lenkvorgang einfach durch Kraftunterstützung selbst in dem Selbstlenkmodus durchzuführen. Die Selbstlenkvorrichtung kann ferner den durch den Fahrzeugführer durchgeführten manuellen Lenkvorgang genau ermitteln.
  • Wie dies in 4A bis 4D gezeigt ist, wird der Selbstlenkbetrieb selbst nach dem Ende des Lenkvorgangs beibehalten. Tatsächlich dient jedoch nach Ermittlung des Lenkvorgangs (manuellen Lenkvorgangs) in dem Selbstlenkmodus die Selbstlenkvorrichtung dazu, den Lenkmodus auf den manuellen Modus durch Stoppen des Selbstlenkbetriebs umzuschalten. Das heißt, die Selbstlenkvorrichtung stellt den Selbstlenkdrehmomentwert nach Ermittlung des manuellen Lenkvorgangs auf null ein.
  • Bei der Selbstlenkvorrichtung der allgemeinen Bauweise, die keine Kraftunterstützung während dem Selbstlenkbetrieb aufweist, wie dies in 4B gezeigt ist, kann die Gegenkraft des Lenkdrehmoments bei einer hohen Rate abfallen, wenn das Selbstlenkdrehmoment aufgrund eines großen Lenkdrehmoments null wird. Dies lässt den Fahrzeugführer während dem Lenkvorgang unkomfortabel fühlen.
  • Die Selbstlenkvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung betätigt die Kraftunterstützungsfunktion, um so das Lenkdrehmoment zu verringern. Dies macht es möglich, das abrupte Abfallen der Gegenkraft gegen das nach dem Umschalten des Lenkmodus von dem Selbstlenkmodus zu dem manuellen Lenkmodus erzeugte Lenkdrehmoment zu unterdrücken.
  • Der Lenkbetrieb wird ermittelt, indem bestimmt wird, ob der Lenkdrehmomentermittlungswert den Schwellenwert überschreitet und ob die Zeitspanne für die der Zustand, in dem der Lenkdrehmomentermittlungswert über eine vorbestimmte Haltezeitspanne gehalten wird. Zumindest ein Schwellenwert Th des Lenkdrehmomentermittlungswert kann mit zumindest einer vorbestimmten Haltezeit S kombiniert werden.
  • Eine Vielzahl von Schwellenwerten Th des Lenkdrehmomentermittlungswerts kann mit einer Vielzahl von vorbestimmten Haltezeitspannen S kombiniert werden. Es wird angenommen, dass drei Arten von Schwellenwerten Th1, Th2 und Th3 gesetzt sind und dass drei Arten der vorbestimmten Haltezeitspannen S1, S2, S3 gesetzt sind. Es kann bestimmt werden, dass der Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer durchgeführt wurde, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind;
    • (1) Der Lenkdrehmomentermittlungswert ist gleich oder größer als Th1, welcher für eine Zeitspanne gleich oder länger als S1 gehalten wird;
    • (2) Der Lenkdrehmomentermittlungswert ist gleich oder größer als Th2, welcher für die Zeitspanne gleich oder länger als S2 gehalten wird; oder
    • (3) Der Lenkdrehmomentermittlungswert ist gleich oder größer als Th3, welcher für die Zeitspanne gleich oder länger als S3 gehalten wird.
  • Mit den Bedingungen, auf deren Grundlage der durch den Fahrzeug führer durchgeführte Lenkvorgang bestimmt wird, kann der Selbstlenkmodus für eine kurze Zeitspanne beendet werden, wenn der Fahrzeugführer ein großes Lenkdrehmoment aufbringt. Wenn der Fahrzeugführer ein kleines Lenkdrehmoment aufbringt, kann der Selbstlenkbetrieb nach dem Verstreichen einer kurzen Zeitspanne gestoppt werden.
  • In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine einzelne Einheit des Stellglieds 20 verwendet, die so gesteuert wird, dass das Ausgabedrehmoment gleich wie die Summe aus dem Unterstützungsdrehmomentzielwert und dem Selbstlenkdrehmomentwert ist. Die Selbstlenkvorrichtung kann jedoch so aufgebaut sein, dass sie ein Stellglied für den Selbstlenkbetrieb und ein anderes, getrenntes Stellglied für die Kraftunterstützung hat. Die Ausgabe des Stellglieds für die Selbstlenkung wird gleich zu dem Drehmomentwert in dem Selbstlenkmodus gemacht und die Ausgabe des Stellglieds für die Kraftunterstützung kann gleich zu dem Stellglieddrehmomentzielwert gemacht werden. Wenn jede Funktion der Stellglieder zum Aufbringen des Selbstlenkdrehmoments und zum Aufbringen des Unterstützungsdrehmoments in eine durch einen einzelnen Elektromotor realisierte einzelne Funktion kombiniert werden, kann der Aufbau der Selbstlenkvorrichtung weiter vereinfacht werden.
  • Die erfindungsgemäße Selbstlenkvorrichtung steuert den Unterstützungsverstärkungsfaktor auf den Wert, der kleiner als der bei dem Nicht-Selbstlenkbetrieb (manuellen Betrieb) verwendete Wert ist. Das Lenkdrehmoment wird auf ein gewisses Ausmaß erhöht, wenn der Fahrzeugführer den Lenkvorgang durchführt. Das Lenkdrehmoment kann somit klar von dem Trägheitsdrehmoment des Lenkrads unterschieden werden und es kann auf Grundlage der Lenkdrehmomentermittlungswerte bestimmt werden, ob der Lenkvorgang durchgeführt wurde. Dementsprechend kann der Selbstlenkbetrieb genau auf den manuellen Lenkbetrieb auf Grundlage der Beendigungsergebnisse umgeschaltet werden.
  • In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung durch die Steuerung 11 gesteuert (eine oder mehrere elektronische Steuereinheiten (ECUs), die als ein programmierter Allzweckcomputer ausgeführt ist. Es ist für den Fachmann einsehbar, dass die Steuerung unter Verwendung einer einzelnen integrierten Allzweckschaltung (z. B. ASIC) ausgeführt werden kann, die einen Haupt- oder zentralen Prozessorabschnitt zur Gesamtsystemniveausteuerung und getrennte Abschnitte hat, die zum Durchführen von unterschiedlichen bestimmten Berechnungen, Funktionen und anderen Vorgängen unter der Steuerung des zentralen Prozessorabschnitts bestimmt sind. Die Steuerung 11 kann eine Vielzahl von getrennt vorgesehenen oder programmierbar eingebauten oder anderen elektronischen Schaltungen oder Vorrichtungen sein (z. B., fest verdrahtete Elektronik oder logische Schaltungen, wie z. B. diskrete Elementschaltungen oder programmierbare logische Vorrichtungen wie z. B. PLDs, PLAs, PALs oder dergleichen). Die Steuerung 11 kann unter Verwendung eines geeignet programmierten Allzweckcomputers, z. B. eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung oder anderen Prozessorvorrichtungen (CPU oder MPU) ausgeführt sein, entweder alleine oder in Verbindung mit einem oder mehreren Peripheriedaten- (z. B. integrierten Schaltungen) oder Signalverarbeitungsvorrichtungen. Im Allgemeinen kann als die Steuerung 11 jede Vorrichtung oder Vorrichtungsanordnung verwendet werden, auf der ein endlicher Automat läuft, der in der Lage ist, die hierin beschriebenen Prozesse auszuführen. Eine verteilte Verarbeitungsarchitektur kann für maximale Daten-/Signalverarbeitungsfähigkeit und Geschwindigkeit verwendet werden.
  • Eine Selbstlenkvorrichtung bringt ein Lenkdrehmoment in einem Selbstlenkmodus auf eine Lenkwelle (24) eines Lenkmechanismus auf, der ein Rad eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Drehung der mit einem Lenkrad verbunden Lenkwelle einschlägt. Die Selbstlenkvorrichtung hat eine Steuerung (11), die einen Selbstlenkdrehmomentwert und einen Unterstützungsdrehmomentzielwert berechnet und ein Stellglied (20) das durch die Steuerung so gesteuert wird, dass es ein Drehmoment entsprechend einer Summe aus dem Selbstlenkdrehmomentwert und dem Unterstützungsdrehmomentzielwert auf die Lenkwelle aufbringt. Die Steuerung berechnet den Unterstützungsdrehmomentzielwert durch Multiplieren eines Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktors mit einem durch einen Fahrzeugführer von dem Lenkrad auf die Lenkwelle aufgebrachten Lenkdrehmoment und setzt den Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor in dem Selbstlenkmodus so, dass er kleiner als ein Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor in einem Nicht-Selbstlenkmodus ist.

Claims (8)

  1. Lenkvorrichtung, die ein Lenkdrehmoment in einem Modus, d. h. in einem Nicht-Selbstlenkmodus oder einem Selbstlenkmodus, auf eine Lenkwelle (24) eines Lenkmechanismus aufbringt, der ein Rad eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Drehung der mit einem Lenkrad (22) verbundenen Lenkwelle (24) einschlägt, wobei die Lenkvorrichtung ein auf das in dem Nicht-Selbstlenkmodus erzeugtes Lenkdrehmoment aufaddiertes Unterstützungsdrehmoment erzeugt, wobei das Unterstützungsdrehmoment in dem Selbstlenkmodus kleiner als das in dem Nicht-Selbstlenkmodus erzeugte Unterstützungsdrehmoment ist.
  2. Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerung (11), die einen Selbstlenkdrehmomentwert und einen Unterstützungsdrehmomentzielwert berechnet; und ein Stellglied (20), das durch die Steuerung (11) gesteuert wird, um ein Drehmoment entsprechend einer Summe aus dem Selbstlenkdrehmomentwert und dem Unterstützungsdrehmomentzielwert auf die Lenkwelle (24) aufzubringen, wobei: die Steuerung (11) den Unterstützungsdrehmomentzielwert durch Multiplizieren eines Unterstützungsdrehmomentsverstärkungsfaktors mit einem durch einen Führer des Fahrzeugs von dem Lenkrad (22) zu der Lenkwelle (24) aufgebrachtem Lenkdrehmoment berechnet; und die Steuerung (11) den Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor in dem Selbstlenkmodus so einstellt, dass er kleiner als der Unterstützungsdrehmomentverstärkungsfaktor in einem Nicht-Lenkmodus ist.
  3. Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (20) einen Elektromotor (16) aufweist, der ein Drehmoment auf die Lenkwelle (24) aufbringt und wobei die Steuerung (11) den Elektromotor (16) so steuert, dass das auf die Lenkwelle (24) aufgebrachte Drehmoment einer Summe aus dem Unterstützungsdrehmomentzielwert und dem Selbstlenkdrehmomentwert entspricht.
  4. Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (11) einen durch den Führer des Fahrzeugs durchgeführten Lenkvorgang ermittelt, indem sie bestimmt, ob das Lenkdrehmoment einen Schwellenwert überschreitet und ob das Lenkdrehmoment für zumindest eine vorbestimmte Zeitspanne größer als der Schwellenwert gehalten wird.
  5. Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schwellenwert und zumindest eine vorbestimmte Zeitspanne zum Ermitteln des durch den Führer des Fahrzeugs durchgeführten Lenkvorgang verwendet werden.
  6. Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Ermittlung des durch den Fahrzeugführer durchgeführten Lenkvorgangs die Steuerung den Selbstlenkmodus stoppt und auf den Nicht-Selbstlenkmodus umschaltet.
  7. Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis aus dem Lenkdrehmoment zu dem Unterstützungsdrehmoment in dem Nicht-Selbstlenkmodus kleiner als das Verhältnis aus dem Lenkdrehmoment zu dem Unterstützungsdrehmoment in dem Selbstlenkmodus ist.
  8. Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet ferner mit dem Lenkmechanismus, der das Rad des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Drehung einer an einem Lenkrad (22) angeschlossenen Lenkwelle (24) einschlägt, und einem Stellglied (20), das während dem Selbstlenkmodus auf den Lenkmechanismus ein Selbstlenkdrehmoment aufbringt, wobei in dem Selbstlenkmodus das Unterstützungsdrehmoment auf das Selbstlenkdrehmoment aufaddiert ist.
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