DE112008002150T5

DE112008002150T5 - Elektrische Servolenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112008002150T5
Application number: DE112008002150T
Authority: DE
Inventors: Ikuo Toyota-shi Kushiro
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-08-07
Also published as: DE112008002150B4; WO2009020233A1; CN101778751A; CN101778751B; JP2009040194A; JP4281828B2; US20100211262A1; US8718873B2

Abstract

Eine elektrische Servolenkvorrichtung mit einer Lenkeingabeeinrichtung, die durch einen Fahrer betätigt wird, einer Lenkeinrichtung, die zwischen der Lenkeingabeeinrichtung und den gelenkten Rädern vorgesehen ist und die die gelenkten Räder im Ansprechen auf den Lenkvorgang lenkt, der durch einen Fahrer mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, einer elektrischen Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft auf die Lenkeinrichtung, einer Lenkkrafterlangungseinrichtung zum Erlangen einer Lenkkraft, die auf die Lenkeingabeeinrichtung durch einen Fahrer aufgebracht wird, und einer Steuereinrichtung zum Berechnen einer Solllenkunterstützungskraft entsprechend zumindest der Lenkkraft und zum Steuern der Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage der Solllenkunterstützungskraft, wobei die elektrische Servolenkvorrichtung eine Lenkgeschwindigkeitserlangungseinrichtung zum Erlangen der Geschwindigkeit des Lenkvorgangs, der mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, als Lenkgeschwindigkeit hat, und wobei die Steuereinrichtung einen Korrekturbetrag berechnet, indem die Lenkgeschwindigkeit mit einem Filter mit der Verzögerung zweiter Ordnung und dem Voreilen erster Ordnung gefiltert wird, die Solllenkunterstützungskraft mit dem Korrekturbetrag korrigiert und die...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkvorrichtung für ein Fahrzeug, wie zum Beispiel ein Kraftfahrzeug, und insbesondere auf eine elektrische Servolenkvorrichtung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Auf dem Gebiet einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, wie zum Beispiel ein Kraftfahrzeug, ist es bekannt, die Lenkbelastung eines Fahrers zu verringern und das Lenkgefühl zu verbessern, indem ein Unterstützungsdrehmoment einer elektrischen Servolenkvorrichtung gesteuert wird oder eine Lenk-Reaktionskraft einer Lenkvorrichtung vom Steer-by-Wire-Typ gesteuert wird.
Insbesondere wird in der japanischen Patentoffenlegungsschrift (kokai) Nr. 2006-182052 eine Lenkvorrichtung vom Steer-by-Wire-Typ beschrieben, die eine Lenk-Reaktionskraft entsprechend dem Lenkdrehmoment steuert. Im Hinblick auf die Tatsache, dass sich die Lenk-Reaktionskraft in dem spezifischen Lenkfrequenzbereich verringert, unterdrückt die Lenkvorrichtung die Verringerung der Lenk-Reaktionskraft in einem spezifischen Lenkfrequenzbereich, indem eine Verstärkung einer Übertragungsfunktion vom Lenkwinkel zum Lenkdrehmoment verringert wird.
In der japanischen Patentoffenlegung (kokai) Nr. 2003-306158 wird eine elektrische Servolenkvorrichtung beschrieben, die eine Dämpfungssteuerung (Viskositätsausgleichssteuerung) auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit vornimmt. Die elektrische Servolenkvorrichtung verbessert die Komponente um die Gierratenresonanzfrequenz, die sich im Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal be findet, um dadurch die Verringerung der Lenk-Reaktionskraft zu unterdrücken, wenn die Lenkfrequenz bei der Gierratenresonanzfrequenz oder nahe dieser ist.
Unter Bezugnahme auf das Ansprechen der Lenk-Reaktionskraft gegenüber dem Lenkwinkel verringert sich die Größe der Lenk-Reaktionskraft bei einer spezifischen Lenkfrequenz im Allgemeinen und ändert sich die Phase der Lenk-Reaktionskraft entsprechend der Lenkfrequenz. Insbesondere bewegt sich in einem Bereich, in dem die Lenkfrequenz höher als die spezifische Lenkfrequenz ist, die Phase der Lenk-Reaktionskraft vor, so dass sich die Dämpfungseigenschaft erhöht und das zähe Gefühl, das durch einen Fahrer wahrgenommen wird, ansteigt. Gleichzeitig verzögert sich in einem Bereich, in dem die Lenkfrequenz niedriger als die spezifische Lenkfrequenz ist, die Phase der Lenk-Reaktionskraft, so dass sich die Dämpfungseigenschaft verringert und sich das zähe Gefühl, das durch einen Fahrer wahrgenommen wird, verringert.
Bei herkömmlichen Lenkvorrichtungen, wie zum Beispiel bei den in den vorstehenden Bezugnahmen beschriebenen, wird nicht berücksichtigt, dass sich die Phase des Lenk-Reaktionskraft-Ansprechens gegenüber dem Lenkwinkel entsprechend der Lenkfrequenz ändert, woraus sich eine Änderung beim zähen Gefühl ergibt. Dementsprechend ist es bei herkömmlichen Lenkvorrichtungen nicht möglich zu verhindert, dass sich das zähe Gefühl entsprechend der Lenkfrequenz ändert; dementsprechend besteht Raum zum Verbessern beim Erhöhen des Lenkgefühls.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Änderung beim zähen Gefühl aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit zu verringern, indem die Verringerung der Größe des Lenk-Reaktionskraft-Ansprechens gegenüber dem Lenkwinkel bei einer spezifischen Lenkgeschwindigkeit ausgeglichen wird und indem die Änderung bei der Phase der Lenk-Reaktionskraft aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit unterdrückt wird, und eine elektri sche Servolenkvorrichtung vorzusehen, die ein besseres Lenkgefühl als herkömmliche Lenkvorrichtungen aufweist.
Die vorliegende Erfindung sieht eine elektrische Servolenkvorrichtung vor, die aufweist: eine Lenkeingabeeinrichtung, die durch einen Fahrer betätigt wird, eine Lenkeinrichtung, die zwischen der Lenkeingabeeinrichtung und den gelenkten Rädern vorgesehen ist und die die gelenkten Räder im Ansprechend auf den Lenkvorgang lenkt, der durch einen Fahrer mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, eine elektrische Lenkunterstützungslenkkrafterzeugungseinrichtung zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft auf die Lenkeinrichtung, eine Lenkkrafterlangungseinrichtung zum Erlangen einer Lenkkraft, die auf die Lenkeingabeeinrichtung durch einen Fahrer aufgebracht wird, und eine Steuereinrichtung zum Berechnen einer Solllenkunterstützungskraft entsprechend zumindest der Lenkkraft und zum Steuern der Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage der Solllenkunterstützungskraft, wobei die elektrische Servolenkvorrichtung eine Lenkgeschwindigkeitserlangungseinrichtung zum Erlangen der Geschwindigkeit des Lenkvorgangs, der mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, als Lenkgeschwindigkeit hat, und die Steuereinrichtung einen Korrekturbetrag berechnet, indem die Lenkgeschwindigkeit mit einem Filter mit einer Verzögerung zweiter Ordnung und einem Voreilen erster Ordnung berechnet wird, die Solllenkunterstützungskraft mit Korrekturbetrag korrigiert und die Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Basis der korrigierten Solllenkunterstützungskraft steuert.
Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine elektrische Servolenkvorrichtung vor, die aufweist: eine Lenkeingabeeinrichtung, die durch einen Fahrer betätigt wird, eine Lenkeinrichtung, die zwischen der Lenkeingabeeinrichtung und den gelenkten Rädern vorgesehen ist und die die gelenkten Räder im Ansprechen auf den Lenkvorgang lenkt, der durch einen Fahrer mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, eine elektrische Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft auf die Lenkeinrichtung, eine Lenkkrafterlangungseinrichtung zum Erlangen der Lenkkraft, die auf die Lenkeingabe einrichtung durch einen Fahrer aufgebracht wird, und eine Steuereinrichtung zum Berechnen einer Solllenkunterstützungskraft entsprechend zumindest der Lenkkraft und zum Steuern der Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage der Solllenkunterstützungskraft, wobei die elektrische Servolenkvorrichtung eine Lenkgeschwindigkeitserlangungseinrichtung zum Erlangen einer Geschwindigkeit des Lenkvorgangs, der mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, als Lenkgeschwindigkeit hat, wobei die Steuereinrichtung einen Korrekturbetrag auf der Grundlage der Lenkgeschwindigkeit berechnet, die Solllenkunterstützungskraft mit dem Korrekturbetrag korrigiert und die Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage der korrigierten Solllenkunterstützungskraft steuert und die Steuereinrichtung den Korrekturbetrag berechnet, so dass, wenn die Größe der Lenkgeschwindigkeit in einem spezifischen Bereich ist, die Größe des Korrekturbetrages kleiner als dann ist, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich außerhalb des spezifischen Bereiches ist, und wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich, der höher als der spezifische Bereich ist, die Phase der Lenk-Reaktionskraft in Bezug auf den Lenkvorgang zur Verzögerungsseite hin verschoben wird, im Vergleich dazu, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich ist, der niedriger als der spezifische Bereich ist.
Bei einem Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs, das in 11 gezeigt ist, sind die Masse und das Gierratenmoment eines Fahrzeugs 100 durch M bzw. I_z bezeichnet und sind die Seitenführungskräfte eines Vorderrades 102f, das ein gelenktes Rad ist, und eines Hinterrades 102r, das ein nicht gelenktes Rad ist, durch F_f bzw. F_r bezeichnet. Die Abstände zwischen einem Schwerkraftmittelpunkt 104 des Fahrzeuges und zwischen der Vorderradachse 106f und der Hinterradachse 106r sind durch L_f bzw. L_r bezeichnet, der Schräglaufwinkel des Fahrzeugs durch β und die Gierrate des Fahrzeugs ist durch γ bezeichnet. Ferner ist die Fahrzeuggeschwindigkeit durch V bezeichnet und ist der Laplace-Operator durch s bezeichnet. Die nachstehend beschriebenen Gleichungen 1 und 2 sind aus dem Kräftegleichgewicht, das in Seitenrichtung des Fahrzeugs wirkt, bzw. dem Kräftegleichgewicht, das um den Schwerkraftmittelpunkt des Fahrzeugs wirkt, abgeleitet. MV(β·s + γ) = Ff + Fr (1) Izγ·s = FfLf – FrLr (2)
Obwohl es nicht dargestellt ist, ist die Summe der Nachlaufspur und der pneumatischen Spur des Vorderrades 102f als ξ bezeichnet. Dann ist das Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q um die Achsschenkelbolzenachse des Vorderrades 102f durch die folgende Gleichung 3 gegeben: Tq = ξ·Ff (3)
Der Ist-Winkel des gelenkten Rades wird durch δ bezeichnet und die Seitenführungsvermögen des Vorderrades 102f und des Hinterrades 102r sind durch K_f bzw. K_r bezeichnet. Dann werden die Seitenführungskräfte F_f und F_r des Vorder- und Hinterrades durch die folgenden Gleichungen 4 bzw. 5 ausgedrückt:
Die Radbasis des Fahrzeugs 100 ist durch L (= L_f + L_r) bezeichnet, die Zuordnungsrate der Fahrzeuglast für das Vorderrad ist als D_wf bezeichnet und diese normalisierten Seitenführungsvermögen des Vorderrades 102f und des Hinterrades 102r sind als C_f bzw. C_r bezeichnet. Die Schwerkraftbeschleunigung wird durch g und das normalisierte Trägheitsmoment um die Vertikalachse des Fahrzeugs durch I_zN bezeichnet. Dann sind unter Verwendung der normalisierten Ausdrücke der Abstand L_f zwischen einem Schwerkraftmittelpunkt 104 des Fahrzeugs und der Vorderradachse 106f, der Abstand L_r zwischen einem Schwerkraftmittelpunkt 104 des Fahrzeugs und der Hinterradachse 106r, die Seitenführungsvermögen K_f bzw. K_r des Vorderrades 102f und 102r und das Gierträgheitsmoment I_z des Fahrzeugs durch die folgenden zugeordneten Gleichungen 6 bis 10 gegeben: Lf = L(1 – Dwf) (6) Lr = LDwf (7) Kf = CfMDwfg (8) Kr = CrM(1 – Dwf)g (9) Iz = IzNMLfLr = IzNMLDwf(1 – Dwf) (10)
Das normalisierte Trägheitsmoment I_z um die Vertikalachse eines momentanen Fahrzeugs ist ungefähr 1. Dementsprechend wird I_z aus Gründen der Einfachheit mit 1 angenommen und wird das Gierträgheitsmoment I_z eines Fahrzeugs durch die folgende Gleichung 11 gegeben: Iz = MLDwf(1 – Dwf) (11)
Auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Gleichungen 1 bis 9 und 11 wird das Ansprechen der Lenk-Reaktionskraft T_q gegenüber einem momentanen gelenkten Winkel δ des Vorderrades 102f (das Drehmoment, das um die Achsschenkelbolzenachse des Vorderrades 102f wirkt) durch die folgende Gleichung 12 ausgedrückt:
Nun wird angenommen, dass das Fahrzeug in einem sich beständig drehenden Zustand ist. Durch das Einsetzen von s = 0 in die vorstehend beschriebene Gleichung 12 kann das Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q0 unter der Bedingung, dass sich das Fahrzeug in einem sich beständig drehenden Zustand befindet, durch die nachstehend beschriebene Gleichung 13 ausgedrückt werden. Wie es aus der Gleichung 13 bekannt ist, ist, wenn der Ist-Winkel δ des gelenkten Rades und die Fahrzeuggeschwindigkeit jeweils die gleichen sind, die Lenk-Reaktionskraft T_q0 unabhängig von der Lenkgeschwindigkeit die gleiche.
Ein Korrekturdrehmoment für das Lenkreaktionsdrehmoments T_q wird nun durch T_cmp bezeichnet und es wird angenommen, dass das Korrekturdrehmoment T_cmp die nachstehend beschriebene Gleichung 14 erfüllt. Die Korrektur des Lenk-Reaktionsdrehmoments T_q mit dem Korrekturdrehmoment T_cmp durch das Aufbringen des Korrekturdrehmoments T_cmp auf das Vorderrad 102f um die Achsschenkelbolzenachse ermöglicht es zu verhindern, dass sich die Größe des Lenk-Reaktionsdrehmoments, das zu dem als Lenkeingabeeinrichtung dienenden Lenkrad übertragen wird, aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit ändert, und ermöglicht es ebenfalls zu verhindern, dass sich die Phase des Lenk-Reaktionsdrehmoments aufgrund der Änderung des Lenkgeschwindigkeit ändert. Anders ausgedrückt ermöglicht die Korrektur, dass die dynamische Ansprecheigenschaft des Lenk-Reaktionsdrehmoments des Fahrzeugs gegen die Lenkgeschwindigkeit konstant gehalten wird.
Auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Gleichungen 12 und 14 ist das Korrekturdrehmoment T_cmp durch die nachstehend beschriebene Gleichung 15 gegeben. Die Gleichung 15 kann als die folgende Gleichung 16 vereinfacht werden:
Es ist festzuhalten, dass die Koeffizienten in der vorstehend beschriebenen Gleichung 16 folgende sind:
Wenn das Lenkübersetzungsverhältnis durch N_s bezeichnet ist und der Lenkwinkel durch θ bezeichnet ist, ist der gelenkte Winkel δ des Vorderrades durch θ/N_s gegeben. Ein Korrekturdrehmoment, das durch Übertragen des Korrekturdrehmoments T_cmp auf ein Drehmoment um die Lenkwelle erhalten wird, ist durch T_cmps bezeichnet und G_s ist durch die nachstehend beschriebene Gleichung 22 gegeben. Das Korrekturdrehmoment T_cmps wird dann durch die folgende Gleichung 23 ausgedrückt:
Aus der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 wird verständlich, dass das Korrekturdrehmoment T_cmps ein Wert ist, der erhalten wird, indem die Lenkgeschwindigkeit s·θ, die durch einen Fahrer erhalten wird, mit einer Übertragungsfunktion mit einer Verzögerung zweiter Ordnung und einem Voreilen erster Ordnung multipliziert wird, so dass, obwohl weder der gelenkte Winkel δ des Vorderrades noch der Lenkwinkel θ bekannt sind, das Korrekturdrehmoment T_cmps berechnet werden kann, wenn die Lenkgeschwindigkeit bekannt ist. Die vorstehend beschriebene Übertragungsfunktion kann als ein Produkt eines Filters mit einer Verzögerung zweiter Ordnung und mit einem Voreilen erster Ordnung und einer Verstärkung G_s angesehen werden.
Aus dem Vorstehenden ist verständlich, dass es mittels der Prozeduren des Erlangens der Lenkgeschwindigkeit s·θ, des Filterns der Lenkgeschwindigkeit s·θ mit einem Filter mit einer Verzögerung zweiter Ordnung und einem Voreilen erster Ordnung zum Berechnen eines Korrekturdrehmoments T_cmps und des Modifizierens eines Solllenkunterstützungsdrehmoments mit einem Korrekturdrehmoment T_cmps möglich ist zu verhindern, dass sich die Größe des Lenkreaktionsdrehmoments, das zum Lenkrad übertragen wird, aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit ändert, und es ebenfalls möglich ist zu verhindern, dass sich die Phase des Lenk-Reaktionsdrehmoments aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit ändert.
Entsprechend der vorstehend beschriebenen erstgenannten Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird ein Korrekturbetrag berechnet, indem die Lenkgeschwindigkeit mit einem Filter mit einer Verzögerung zweiter Ordnung und einem Voreilen erster Ordnung gefiltert wird, die Solllenkunterstützungskraft mit dem Korrekturbetrag modifiziert wird, um eine End-Solllenkunterstützungskraft zu berechnen, und die Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskraft erzeugungseinrichtung erzeugt wird, entsprechend der End-Solllenkunterstützungskraft gesteuert wird.
Entsprechend der vorstehend später beschriebenen Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird ein Korrekturbetrag auf der Grundlage der Lenkgeschwindigkeit, des Modifizierens der Solllenkunterstützungskraft mit dem Korrekturbetrag, um eine End-Solllenkunterstützungskraft zu berechnen, und des Steuerns der Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage der End-Solllenkunterstützungskraft berechnet. In diesem Zusammenhang wird der Korrekturbetrag berechnet, so dass, wenn die Größe der Lenkgeschwindigkeit in einem spezifischen Bereich ist, die Größe des Korrekturbetrags kleiner als dann ist, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich außerhalb des spezifischen Bereiches ist, und, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich ist, der höher als der spezifische Bereich ist, wird die Phase der Lenk-Reaktionskraft in Bezug auf den Lenkvorgang zur Verzögerungsseite verschoben im Vergleich zu dem Fall, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich ist, der niedriger als der spezifische Bereich ist.
Entsprechend diesen Konfigurationen ist es daher möglich zu verhindern, dass sich die Größe der Lenk-Reaktionskraft, die ein Fahrer empfindet, aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit ändert, und es ist ebenfalls möglich zu verhindern, dass sich die Phase der Lenk-Reaktionskraft aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit verändert, woraus sich ergibt, dass die Änderung beim zähen Gefühl aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit verringert wird, so dass das Lenkgefühl zwangsläufig verbessert wird.
Die vorstehend genannte letztere Konfiguration kann so ausgestaltet sein, dass: die Steuereinrichtung den Korrekturbetrag berechnet, so dass, wenn die Größe der Lenkgeschwindigkeit in einem spezifischen Bereich ist, die Größe des Korrekturbetrags kleiner als dann ist, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich außerhalb des spezifischen Bereiches ist, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich, der höher als der spezifische Bereich ist, die Phase der Lenk-Reaktionskraft in Bezug auf den Lenkvorgang zur Verzögerungsseite hin verscho ben wird, und, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich ist, der niedriger als der spezifische Bereich ist, die Phase der Lenk-Reaktionskraft in Bezug auf den Lenkvorgang zur Voreilenseite hin verschoben wird.
Entsprechend dieser Konfiguration wird die Änderung beim zähen Gefühl aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit effizienter als in dem Fall der vorstehend beschriebenen früheren Konfiguration der vorliegenden Erfindung verringert.
Beispielsweise wird die Fahrzeugmasse M eines Zwei-Rad-Modells mit 1800 kg bezeichnet, ist das normalisierte Trägheitsmoment I_zN als 1 bezeichnet, ist die Zuordnungsrate D_wf der Fahrzeuglast für das Vorderrad als 0,55 bezeichnet, wird der Radstand mit 2,7 m bezeichnet, sind die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r des Vorder- und Hinterrades mit 10 bzw. 20 bezeichnet, ist das Dämpfungsverhältnis ζ als 0,05 m bezeichnet und ist das Lenkübersetzungsverhältnis N_s mit 18 bezeichnet. In dieser Anmeldung wird das Zwei-Rad-Modell als ”ein erläuterndes Zwei-Rad-Modell” bezeichnet.
Bei diesem erläuternden Zwei-Rad-Modell sind, wenn das Solllenkunterstützungsdrehmoment nicht mit einem Korrekturbetrag entsprechend der vorstehend beschriebenen erstgenannten oder späteren Konfiguration korrigiert wird, die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) und zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h so, wie es durch die gestrichelten Linien in den 12 bzw. 13 gezeigt ist. Wie es in 12 gezeigt ist, fällt das Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q in einem spezifischen Bereich stark ab, wo die Lenkfrequenz f um einige Hz herum ist. Wie es in 13 gezeigt ist, verzögert sich die Phase φ der Lenk-Reaktionskraft stark in einem Bereich, wo die Lenkfrequenz f niedriger als der spezifische Bereich ist, während diese stark in einem Bereich voreilt, wo die Lenkfrequenz f höher als der spezifische Bereich ist.
Im Gegensatz dazu sind bei dem erläuterten Zwei-Rad-Modell, wenn eine Verstärkung G_s und Filterparameter, wie das Dämpfungsverhältnis ζ in der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 17 bis 21 und 22 berechnet werden und das Solllenkunterstützungsdrehmoment mit einem Korrekturdrehmoment T_cmps, das entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 berechnet wird, korrigiert wird, die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) und zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenkreaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h so, wie es durch die Volllinien in den 12 bzw. 13 gezeigt ist. Wie es bekannt ist, sind unabhängig von der Lenkfrequenz f das Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q konstant und die Phase φ des Lenk-Reaktionsdrehmoments Null.
Obwohl die Zeitkonstante T_n mit dem Voreilen erster Ordnung des Filters in der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 ein Wert ist, der durch die vorstehend beschriebene Gleichung 18 ausgedrückt wird, ist es, selbst wenn die Zeitkonstante T_n Null ist, möglich, dass nicht perfekt jedoch zwangsläufig verhindert wird, dass sich die Größe und die Phase des Lenk-Reaktionsdrehmoments aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit ändern.
In dem erläuterten Zwei-Rad-Modell sind, wenn die Zeitkonstante T_n Null ist, die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) und zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h so, wie es in den Volllinien in den 14 bzw. 15 gezeigt ist. Aus den 14 und 15 ist verständlich, dass, obwohl das Verringern und das Verändern der Phase φ der Lenk-Reaktionskraft T_q nicht Null sind, das Verringern und die Änderung der Phase φ des Lenk-Reaktionsdrehmoments T_q zwangsläufig geringer im Vergleich zu dem Fall gestaltet werden kann, wo das grundlegende Solllenkunterstützungsdrehmoment nicht mit einem Korrekturbetrag entsprechend den Konfigurationen der Ansprüche 1 und 4 korrigiert wird.
Somit kann die vorstehend genannte Konfiguration so vorgenommen sein: die Zeitkonstante des Voreilens erster Ordnung des Filters ist Null.
Entsprechend dieser Konfiguration ist die Zeitkonstante des Voreilens erster Ordnung des Filters Null und ist der Filter ein Filter mit Verzögerung zweiter Ordnung. Obwohl die Wirkung niedriger als in dem Fall ist, in dem die Zeitkonstante des Voreilens erster Ordnung entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 18 berechnet wird, kann die Änderung des Lenkreaktionsdrehmoments bei der Größe und Phase zwangsweise unterdrückt werden und kann der betroffene notwendige Berechnungsbetrag verringert werden.
Wie es aus den vorstehend beschriebenen Gleichungen 18 bis 21 bekannt ist, sind die Filterparameter, die durch diese Gleichungen dargestellt sind, Funktionen der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Die Filterparameter sind ebenfalls Funktionen der normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r der Vorder- bzw. Hinterräder und die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r ändern sich entsprechend dem Fahrzeuggewicht und dem Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche.
Somit kann die vorstehend genannte Konfiguration so ausgestaltet sein, dass: die Parameter des Filters entsprechend zumindest einer der Größen Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuggewicht und Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche variabel eingestellt sind.
Entsprechend dieser Konfiguration werden die Parameter des Filters entsprechend zumindest einer der Größen Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuggewicht und Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche variabel eingestellt. Dementsprechend kann im Vergleich zu dem Fall, in dem die Parameter des Filters konstant sind, der Filter in stärker geeigneter Weise entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Fahrzeuggewicht und dem Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche eingestellt werden, und es ist somit möglich, in stärker angemessener. Weise die Änderung des Lenk-Reaktionsdrehmoments in der Größe und der Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit unabhängig von der Fahr zeuggeschwindigkeit, dem Fahrzeuggewicht und dem Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche in stärker geeigneter Weise zu verringern.
Wie es aus der vorstehend beschriebenen Gleichung 17 bekannt ist, ist die Verstärkung G_s, die durch die Gleichung ausgedrückt wird, eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Fahrzeuggewichts und des Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche. 16 zeigt die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Verstärkung G_s in Bezug auf das erläuternde Zwei-Rad-Modell. Wie es in 16 gezeigt ist, ist die Verstärkung G_s negativ, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem Bereich ist, der niedriger als ungefähr 60 km/h ist, ist jedoch positiv und erhöht sich allmählich, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem Bereich ist, der höher als ungefähr 60 km/h ist. In diesem Zusammenhang wird angenommen, dass die Vorzeichenumkehr der Verstärkung G_s aufgrund der Tatsache auftritt, dass, wie es in 17 gezeigt, die Zeitkonstante T_n unendlich wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V ungefähr 60 km/h ist, und dass sich das Vorzeichen der Verstärkung G_s über die Fahrzeuggeschwindigkeit V von ungefähr 60 km/h umkehrt.
Somit kann die vorstehend genannte Konfiguration in einer solchen Weise vorliegen, dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, die Steuereinrichtung die Größe des Korrekturbetrages im Vergleich zu dem Fall verringert, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist.
Entsprechend dieser Konfiguration wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, die Größe des Korrekturbetrages im Vergleich zu dem Fall verringert, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Dementsprechend ist es möglich, in stärker angemessener Weise die Änderung des Lenk-Reaktionsdrehmoments in der Größe und Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Fahrzeuggewicht und dem Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche im Vergleich beispielsweise zu dem Fall in angemessener Weise zu verringern, in dem die Größe des Korrekturbetrages entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geändert wird.
Gemäß Vorbeschreibung ist die Verstärkung G_s negativ, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem unteren Bereich ist. Es ist jedoch, selbst wenn die Verstärkung G_s auf Null eingestellt ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem unteren Bereich ist, möglich, die Änderung des Lenk-Reaktionsdrehmoments in der Größe und der Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit im Bereich mit mittlerer und höherer Fahrzeuggeschwindigkeit, wo die Verstärkung G_s nicht auf Null eingestellt ist, zwangsweise zu verringern.
Somit kann die vorstehend genannte Konfiguration in einer solchen Weise vorliegen, dass die Steuereinrichtung den Korrekturbetrag auf Null setzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht höher als eine Referenzfahrzeuggeschwindigkeit ist.
Entsprechend dieser Konfiguration wird der Korrekturbetrag auf Null gesetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht höher als eine Referenzfahrzeuggeschwindigkeit ist. Dementsprechend kann die Steuerung des Lenkunterstützungsdrehmoments in einfacher Weise ausgeführt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als eine Referenzfahrzeuggeschwindigkeit ist, und es ist möglich, die Änderung des Lenk-Reaktionsdrehmoments in der Größe und der Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit zwangsweise zu verringern, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine Referenzfahrzeuggeschwindigkeit ist.
Die vorstehend genannten Konfigurationen können in einer solchen Weise vorliegen, dass: die Lenkeingabeeinrichtung ein Lenkrad ist und die Steuereinrichtung ein Sollunterstützungsdrehmoment auf der Grundlage von zumindest dem Lenkdrehmoment berechnet, ein Korrekturdrehmoment berechnet, indem die Lenkgeschwindigkeit mit einem Filter mit Verzögerung zweiter Ordnung und einem Voreilen ersten Ordnung gefiltert wird, das Solllenkunterstützungsdrehmoment mit dem Korrekturdrehmoment korrigiert und die Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage des korrigierten Solllenkunterstützungsdrehmoments steuert.
Die vorstehend genannten Konfigurationen können in einer solchen Weise vorliegen, dass: die Steuereinrichtung das Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 berechnet.
Die vorstehend genannte Gleichung 23 kann zur nachstehend beschriebenen Gleichung 24 umgeformt werden. Die Untersuchung der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Produkt aus G_s·T_n beweist, was in 18 gezeigt ist. Aus dem Vergleich der 17 und 18 geht hervor, dass durch das Berechnen des Korrekturdrehmoments T_cmps entsprechend der nachstehend beschriebenen Gleichung 24, in der G_s·T_n als eine Zeitkonstante dient, verhindert werden kann, dass die Zeitkonstante G_s·T_n unendlich wird.
Die vorstehend genannten Konfigurationen können in einer solchen Weise vorliegen, dass: die Steuereinrichtung das Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 24 berechnet.
Die vorstehend genannten Konfigurationen können in einer solchen Weise vorliegen, dass: die Steuereinrichtung die Zeitkonstante G_s·T_n entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 18 berechnet.
Die vorstehend genannten Konfigurationen können in einer solchen Weise vorliegen, dass: die Steuereinrichtung das Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der nachstehend beschriebenen Gleichung 25 berechnet, in der die Zeitkonstante T_n in der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 auf Null gesetzt ist.
Die vorstehend beschriebenen Konfigurationen können in einer solchen Weise vorliegen, dass: die Steuereinrichtung die Filterparameter entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 19 bis 21 berechnet.
Die vorstehend beschriebenen Konfigurationen können in einer solchen Weise vorliegen, dass: die Steuereinrichtung die Verstärkung G_s entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 17 und 22 berechnet.
Es ist vorzuziehen, dass die Verstärkung G_s entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichung 17 und 22 berechnet wird. Jedoch ist es, selbst wenn G_s ein Wert ist, der kleiner als der entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 17 und 22 berechnete ist, möglich, die Änderung des Lenk-Reaktionsdrehmoments in der Größe und Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit stärker zwangsweise im Vergleich zu dem Fall zu verringern, in dem das Solllenkunterstützungsdrehmoment mit dem Korrekturdrehmoment nicht korrigiert wird.
Beispielsweise zeigen die Volllinien in den 19 und 20 die Beziehungen zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) bzw. zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h in Bezug auf den Fall an, in dem die Größe der Verstärkung G_s auf 50% von der eingestellt ist, die entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 17 und 22 im erläuternden Zwei-Rad-Modell berechnet wird. Aus dem Vergleich der Volllinien und gestrichelten Linien (die Werte zeigen, wenn keine Korrektur beim Korrekturbetrag vorgenommen wird) in den 19 und 20 ist verständlich, dass es selbst in dem Fall, in dem die Größe der Verstärkung G_s auf 50% des natürlichen Wertes eingestellt ist, noch möglich ist, die Änderung des Lenkreaktionsdrehmoments in der Größe und Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit zwangsweise zu verringern.
Die Volllinien in den 21 und 22 zeigen die Beziehungen zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) bzw. zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 140 km/h in Bezug auf den Fall, in dem die Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V von 140 km/h berechnet wird und das Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 unter Verwendung der Zeitkonstante T_n und der Filterparameter berechnet wird, die zuvor für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h und die Verstärkung G_s im erläuternden Zwei-Rad-Modell berechnet wurden.
Die Volllinien in den 23 und 24 zeigen die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) bzw. zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 180 km/h in Bezug auf den Fall, in dem die Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V von 80 km/h berechnet wird und das Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 unter Verwendung der Zeitkonstante T_n und der Filterparameter berechnet wird, die zuvor für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h und die Verstärkung G_s im erläuternden Zwei-Rad-Modell berechnet wurden.
Aus dem Vergleich der Volllinien und gestrichelten Linien (die Werte zeigen, wenn keine Korrektur beim Korrekturbetrag vorgenommen wird) in den 21 bis 24 wird verständlich, dass es selbst in dem Fall, in dem die Zeitkonstante T_n und die Filterparameter, die zuvor für eine spezifische Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wurden, verwendet werden und nur die Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wird, noch möglich ist, die Änderung des Lenk-Reaktionsdrehmoments in der Größe und Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit im Vergleich zu dem Fall, in dem keine Korrektur beim Korrekturbetrag vorgenommen wird, stärker zwangsweise zu verringern.
Die vorstehend genannten Konfigurationen können in einer solchen Weise vorgenommen sein, dass: die Steuereinrichtung die Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet und diese das Korrektur drehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 unter Verwendung der Zeitkonstante T_n und der Filterparameter, die zuvor für eine spezifische Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Verstärkung G_s berechnet wurden, berechnet.
Die vorstehend genannten Konfigurationen können in einer solchen Weise vorgenommen sein, dass: die Steuereinrichtung das Produkt G_s·T_n der Zeitkonstante T_n und die Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend der nachstehend beschriebenen Gleichung 26 berechnet und das Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 24 unter Verwendung der Filterparameter, die zuvor für eine spezifische Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Produkt G_s·T_n berechnet wurden, berechnet.
Die Volllinien in den 25 und 26 zeigen die Beziehungen zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) bzw. zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 140 km/h in Bezug auf den Fall, in dem die Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V von 140 km/h berechnet wird und das Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 25 unter Verwendung der Filterparameter, die zuvor für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h und die Verstärkung G_s im erläuternden Zwei-Rad-Modell berechnet wurden, berechnet.
Aus dem Vergleich der Volllinien und gestrichelten Linien (die Werte zeigen, wenn keine Korrektur beim Korrekturbetrag vorgenommen wird) in den 25 bis 26 wird verständlich, dass es selbst in dem Fall, in dem die Filterparameter, die zuvor für eine spezifische Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wurden, verwendet werden und nur die Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwin digkeit V berechnet wird, noch möglich ist, die Änderung des Lenk-Reaktionsdrehmoments in der Größe und Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit im Vergleich zu dem Fall, in dem keine Korrektur beim Korrekturbetrag vorgenommen wird, stärker zwangsweise zu verringern.
Somit können die vorstehend genannten Konfigurationen so vorgenommen sein, dass: die Steuereinrichtung die Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet und das Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 25 unter Verwendung der Filterparameter, die zuvor für eine spezifische Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Verstärkung G_s berechnet wurden, berechnet.
Gemäß Vorbeschreibung ist die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Verstärkung G_s so wie in 16 gezeigt. Die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Verstärkung G_s kann an die in 27 gezeigte Beziehung angenähert werden.
Somit können die vorstehend genannten Konfigurationen so vorliegen, dass: die Steuereinrichtung die Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend einem Verzeichnis berechnet, das der in 27 gezeigten graphischen Darstellung entspricht.
Gemäß Vorbeschreibung ist die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Zeitkonstante T_n wie es in 17 gezeigt. Wenn die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Verstärkung G_s an die in 27 gezeigte Beziehung angenähert wird, kehrt sich das Vorzeichen der Verstärkung G_s aufgrund der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht um. Dementsprechend kann die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Zeitkonstante T_n an die in 28 gezeigte Beziehung angenähert werden.
Somit können die vorstehend genannten Konfigurationen so sein, dass: die Steuereinrichtung die Zeitkonstante T_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwin digkeit V entsprechend einem Verzeichnis berechnet, das der in 28 gezeigten graphischen Darstellung entspricht.
Gemäß Vorbeschreibung ist die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Produkt von G_s·T_n wie es in 18 gezeigt. Die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Produkt G_s·T_n kann an die in 29 gezeigte Beziehung angenähert werden.
Somit können die vorstehend genannten Konfigurationen so sein, dass: die Steuereinrichtung das Produkt G_s·T_n auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend einem Verzeichnis, das der in 29 gezeigten graphischen Darstellung entspricht, berechnet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
3 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
4 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
5 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.
6 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt.
7 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt.
8 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem siebten Ausführungsbeispiel zeigt.
9 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem achten Ausführungsbeispiel zeigt.
10 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem neunten Ausführungsbeispiel zeigt.
11 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugpedals in einem Zustand mit Rotation entgegen dem Uhrzeigersinn zeigt.
12 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h in Bezug auf den Fall, in dem ein Solllenkunterstützungsdrehmoment mit einem Korrekturdrehmoment nicht korrigiert wird (gestrichelte Linie), und den Fall, in dem ein Solllenkunterstützungsdrehmoment mit einem Korrekturdrehmoment korrigiert wird (Volllinie), zeigt.
13 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h in Bezug auf den Fall, in dem das Solllenkunterstützungsdrehmoment mit einem Korrekturdrehmoment nicht korrigiert wird (gestrichelte Linie), und den Fall, in dem ein Solllenkunterstützungsdrehmoment mit einem Korrekturdrehmoment korrigiert wird (Volllinie), zeigt.
14 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 12 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) in Bezug auf den Fall zeigt, wo die Zeitkonstante eines Filters mit Voreilung erster Ordnung Null ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit 100 km/h ist.
15 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 13 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments in Bezug auf den Fall zeigt, wo die Zeitkonstante eines Filters mit Voreilung erster Ordnung Null ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit 100 km/h ist.
16 ist eine graphische Darstellung, die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Verstärkung G_s in Bezug auf das erläuternde Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs zeigt.
17 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Zeitkonstante T_n in Bezug auf das erläuternde Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs zeigt.
18 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Produkt G_s·T_n in Bezug auf das erläuternde Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs zeigt.
19 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 12 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h in Bezug auf den Fall zeigt, wo die Größe eine Verstärkung G_s auf 50% im erläuternden Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs ist.
20 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 13 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h in Bezug auf den Fall zeigt, wo die Größe einer Verstärkung G_s auf 50% im erläuternden Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs eingestellt ist.
21 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 12 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 140 km/h in Bezug auf den Fall zeigt, wo eine Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V von 140 km/h berechnet wird und ein Korrekturdrehmoment T_cmps unter Verwendung einer Zeitkonstante T_n und von Filterparametern, die zuvor für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h und eine Verstärkung G_s im erläuternden Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs berechnet wurden, berechnet wird.
22 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 13 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und einer Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 140 km/h in Bezug auf den Fall zeigt, wo eine Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V von 140 km/h berechnet wird und ein Korrekturdrehmoment T_cmps unter Verwendung einer Zeitkonstante T_n und von Filterparametern, die zuvor für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h und eine Verstärkung G_s im erläuternden Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs berechnet wurden, berechnet wird.
23 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 12 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 80 km/h in Bezug auf den Fall zeigt, wo eine Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V von 80 km/h berechnet wird und ein Korrekturdrehmoment T_cmps unter Verwendung einer Zeitkonstante T_n und von Filterparametern, die zuvor für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h und eine Verstärkung G_s im erläuternden Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs berechnet wurden, berechnet wird.
24 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 13 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 80 km/h in Bezug auf den Fall zeigt, wo eine Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V von 80 km/h berechnet wird und ein Korrekturdrehmoment T_cmps unter Verwendung einer Zeitkonstante T_n und von Filterparametern, die zuvor für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h und eine Verstärkung G_s im erläuternden Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs berechnet wurden, berechnet wird.
25 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 12 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und dem Lenk-Reaktionsdrehmoment T_q (Nm) für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 140 km/h in Bezug auf den Fall zeigt, wo eine Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V von 140 km/h berechnet wird und ein Korrekturdrehmoment T_cmps unter Verwendung einer Zeitkonstante T_n und von Filterparametern, die zuvor für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h und eine Verstärkung G_s im erläuternden Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs berechnet wurden, berechnet wird.
26 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich 13 die Beziehung zwischen der Lenkfrequenz f (Hz) und der Phase φ (deg) des Lenk-Reaktionsdrehmoments für die Fahrzeuggeschwindigkeit von 140 km/h in Bezug auf den Fall zeigt, wo eine Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V von 140 km/h berechnet wird und ein Korrekturdrehmoment T_cmps unter Verwendung einer Zeitkonstante T_n und von Filterparametern, die zuvor für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von 100 km/h und eine Verstärkung G_s im erläuternden Zwei-Rad-Modell eines Fahrzeugs berechnet wurden, berechnet wird.
27 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Verstärkung G_s zum Berechnen einer Verstärkung G_s zeigt.
28 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Zeitkonstante T_n zum Berechnen einer Zeitkonstante T_n zeigt.
29 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Produkt G_s·T_n zum Berechnen eines Produktes G_s·T_n zeigt.
30 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Zeitzyklus ω der Eigenschwingung zeigt.
31 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Dämpfungsverhältnis ζ zeigt.
32 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, einer Verstärkung G_s und dem Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche zeigt.
33 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, einer Verstärkung G_s und dem Fahrzeuggewicht W zeigt.
34 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, einer Verstärkung G_s und der Zuordnungsrate D_wf der Fahrzeuglast für das Vorderrad zeigt.
35 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem Zeitzyklus ω der Eigenschwingung und dem Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche zeigt.
36 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem Dämpfungsverhältnis ζ und dem Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche zeigt.
37 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, einem Produkt G_s·T_n und dem Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche zeigt.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden als nächstes unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 insgesamt eine elektrische Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Bezugszeichen 12FL und 12FR bezeichnen linke bzw. rechte Vorderräder, die gelenkte Räder eines Fahrzeugs 14 sind, während die Bezugszeichen 12RL und 12RR linke bzw. rechte Hinterräder bezeichnen, die nicht gelenkte Räder des Fahrzeugs 14 sind. Die elektrische Servolenkvorrichtung 10 hat ein Lenkrad 16, das als Lenkeingabeeinrichtung dient, die durch einen Fahrer betätigt wird, eine Lenkvorrichtung 18, eine Servolenkbetätigungseinrichtung 20 und eine elektronische Steuereinheit 22.
Die Lenkvorrichtung 18 ist zwischen dem Lenkrad 16 und dem linken und rechten Vorderrad 12FL und 12FR vorgesehen und lenkt die linken und rechten Vorderräder 12FL und 12FR im Ansprechen auf den Lenkvorgang des Lenkrades 16 durch einen Fahrer. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Lenkvorrichtung 18 eine Lenkwelle 24 und eine Zahnstangenlenkeinheit 26 auf. Das obere Ende der Lenkwelle 24 ist mit dem Lenkrad 16 über einen Torsionsstab, der in der Figur nicht gezeigt ist, gekoppelt und das untere Ende der Lenkwelle 24 ist mit einer Ritzelwelle 30 der Lenkeinheit 26 über ein Universalgelenk 28 gekoppelt.
Spurstangen 36L und 36R sind an ihren inneren Enden mit den entgegengesetzten Enden eines Zahnstangenstabes 32 der Lenkeinheit 26 über Kugellager 34L bzw. 34R schwenkbar verbunden. Die äußeren Enden der Spurstangen 36L und 36R sind mit entfernt liegenden Enden von Spurhebeln, die nicht in der Figur gezeigt sind, des linken und rechten Vorderrades 12FL bzw. 12FR schwenkbar verbunden. Die lineare Bewegung des Zahnstangenstabes 32 in Seitenrichtung des Fahrzeugs wird in Rotationsbewegungen um Achsschenkelbolzenachsen, die in der Figur nicht gezeigt sind, des linken und rechten Vorderrades 12FL und 12FR durch Spurstangen 36L und 36R übertragen, so dass die linken und rechten Vorderräder 12FL und 12FR gelenkt werden.
In dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Servolenkbetätigungseinrichtung 20 einen Elektromotor 38 und einen Geschwindigkeitsverringerungsgetriebemechanismus 40, der das Rotationsdrehmoment des Elektromotors 38 zur Lenkwelle 24 überträgt. Die Servolenkbetätigungseinrichtung 20 erzeugt eine Lenkunterstützungskraft zum Antriebsrotieren der Lenkwelle 24 in Bezug auf einen Fahrzeugaufbau, wodurch ein Lenkunterstützungsdrehmoment zum Verringern der Lenkbelastung eines Fahrers erzeugt wird
Die Lenkwelle 24 ist mit einem Lenkwinkelsensor 42 zum Erfassen des Lenkwinkels θ und einem Drehmomentsensor 44 zum Erfassen des Lenkdrehmoments T_s versehen. Das Fahrzeug 14 ist mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit V versehen. In diesem Zusammenhang erfassen der Lenkwinkelsensor 42 und der Drehmomentsensor 44 den Lenkwinkel θ bzw. das Lenkdrehmoment T_s, wobei die Drehrichtung im Uhrzeigersinn des Fahrzeugs positiv ist.
Wie es in der Figur gezeigt ist, ist die Eingabe in die elektronische Steuereinheit 22 ein Signal, das einen durch den Lenkwinkelsensor 42 erfassten Lenkwinkel anzeigt, ein Signal, das das durch den Drehmomentsensor 44 erfasste Lenkmoment T_s anzeigt, und ein Signal, das die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigt. Obwohl es nicht in der Figur gezeigt ist, enthält die elektronische Steuereinheit 22 einen Mikrocomputer, der von einem gewöhnlichen Typ mit einer CPU, einem RAM, einem ROM, einer Eingabe- und Ausgabe-Anschlusseinrichtung und einem gemeinsamen Bus, der diese Elemente miteinander verbindet, sein kann.
Die elektronische Steuereinheit 22 berechnet entsprechend dem in 2 gezeigten Fließbild ein grundlegendes Unterstützungsdrehmoment Tab zum Unterstützen der Lenkbelastung eines Fahrers auf der Grundlage eines Lenkdrehmoments T_s und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V. Die elektronische Steuereinheit 22 berechnet ebenfalls ein Trägheitsausgleichdrehmoment Ttd zum Verringern eines Trägheitsgefühls (rauen bzw. zähne Gefühls) des Lenkens auf der Grundla ge des Lenkdrehmoments T_s, eines Differentialwertes Tsd davon und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Die elektronische Steuereinheit 22 berechnet ferner ein Dämpfungssteuerdrehmoment Tdp zum Verbessern einer Konvergenzeigenschaft des Lenkrades 16 auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd, die ein Differentialwert des Lenkwinkels θ, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Lenkdrehmoments T_s ist.
Die elektronische Steuereinheit 22 berechnet entsprechend dem in 2 gezeigten Fließbild ein Korrekturdrehmoment T_cmps und berechnet ein End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta durch das Summieren eines grundlegenden Unterstützungsdrehmoments Tab, eines Trägheitsausgleichsdrehmoments Ttd, eines Dämpfungssteuerdrehmoments Tdp und eines Korrekturdrehmoments T_cmps. Anders ausgedrückt berechnet die elektronische Steuereinheit 22 ein End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta durch das Modifizieren eines grundlegenden Sollunterstützungsdrehmoments, das eine Summe des grundlegenden Unterstützungsdrehmoments Tab, eines Trägheitsausgleichsdrehmoments Ttd und eines Dämpfungssteuerdrehmoments Tdp ist, mit einem Korrekturdrehmoment T_cmps.
Ferner steuert die elektronische Steuereinheit 22 den Elektromotor 38 der Servolenkbetätigungseinrichtung 20 auf der Grundlage des End-Sollunterstützungsdrehmoments Ta, so dass das durch die Servolenkbetätigungseinrichtung 20 erzeugte Lenkunterstützungsdrehmoment an das End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta angeglichen ist.
In dieser Hinsicht ist festzuhalten, dass ein grundlegendes Sollunterstützungsdrehmoment auf eine beliebige im Stand der Technik bekannte Art berechnet werden kann, solange dieses als ein Unterstützungsdrehmoment zum Verringern der Lenkbelastung eines Fahrers auf der Grundlage von zumindest dem Lenkdrehmoment berechnet wird. In ähnlicher Weise kann ein grundlegendes Unterstützungsdrehmoment Tab, ein Trägheitsausgleichsdrehmoment Ttd und ein Dämpfungssteuerdrehmoment Tdp auf eine beliebige im Stand der Technik bekannte Art berechnet werden.
Die Routine zum Steuern eines Unterstützungsdrehmoments im ersten Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in 2 gezeigte Fließbild beschrieben. Die Steuerung entsprechend der in 2 gezeigten Routine wird durch das Schließen eines nicht in der Figur gezeigten Zündschalters gestartet und zyklisch wiederholt.
Als erstes werden in Schritt 10 die Signale eingelesen, wie z. B. ein Signal, das ein durch den Drehmomentsensor 44 erfasstes Lenkdrehmoment Ts anzeigt. In Schritt 20 wird ein grundlegendes Unterstützungsdrehmoment Tab auf der Grundlage des Lenkdrehmoments Ts und der Fahrzeuggeschwindigkeit V in einer aus dem Stand der Technik bekannten Art und Weise berechnet, so dass sich die Größe des grundlegenden Unterstützungsdrehmoments Tab erhöht, wenn die Größe des Lenkdrehmoments Ts größer wird, und sich die Größe des grundlegenden Unterstützungsdrehmoments Tab verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer wird.
In Schritt 30 wird ein Trägheitsausgleichsdrehmoment Ttd auf der Grundlage des Lenkdrehmoments Ts, eines Differentialwertes Tsd von diesem und der Fahrzeuggeschwindigkeit V in einer im Stand der Technik bekannten Art berechnet. In Schritt 40 wird ein Dämpfungssteuerdrehmoment Tdp auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Lenkdrehmoments Ts in einer im Stand der Technik bekannten Art berechnet.
In Schritt 50 werden Filterparameter, wie z. B. die Zeitkonstante T_n, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 18 bis 21 berechnet, wobei die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r des Vorder- bzw. Hinterrades, eine Masse M des Fahrzeugs, die Zuordnungsrate D_wf der Fahrzeuglast für das Vorderrad und die anderen Parameter als bekannte konstante Werte angenommen werden. In Schritt 60 wird eine Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 17 bis 22 berechnet, wobei ein normalisiertes Seitenführungsvermögen C_r des Hinterrades ein bekannter konstanter Wert ist.
In Schritt 100 wird eine Lenkgeschwindigkeit s·θ als ein Zeitdifferentialwert des Lenkwinkels θ berechnet und wird ein Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 auf der Grundlage der in Schritt 50 berechneten Filterparameter und einer in Schritt 60 berechneten Verstärkung G_s berechnet.
In Schritt 130 wird ein End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta durch das Summieren eines grundlegenden Unterstützungsdrehmoments Tab, eines Trägheitsausgleichsdrehmoments Ttd, eines Dämpfungssteuerdrehmoments Tdp und eines Korrekturdrehmoments T_cmps berechnet.
In Schritt 140 wird ein Steuersignal, das dem End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta entspricht, zum Elektromotor 38 ausgegeben, wodurch eine Steuerung eines Lenkunterstützungsdrehmoments ausgeführt wird, so dass das Unterstützungsdrehmoment zum Verringern eines Lenkdrehmoments, das für einen Fahrer erforderlich ist, an das End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta angeglichen ist.
Somit werden entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ein grundlegendes Unterstützungsdrehmoment Tab, ein Trägheitsausgleichsdrehmoment Ttd bzw. ein Dämpfungssteuerdrehmoment Tdp in den Schritten 20 bis 40 berechnet. In Schritt 50 werden Filterparameter, wie z. B. eine Zeitkonstante T_n entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 18 bis 21 berechnet und in Schritt 60 wird eine Verstärkung G_s entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 17 bis 22 berechnet. In Schritt 100 wird ein Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 berechnet, in Schritt 130 wird ein End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta durch das Summieren eines grundlegenden Unterstützungsdrehmoments Tab, eines Trägheitsausgleichsdrehmoments Ttd, eines Dämpfungssteuerdrehmoments Tdp und eines Korrekturdrehmoments T_cmps berechnet und in Schritt 140 wird ein Lenkunterstützungsdrehmoment gesteuert, so dass dieses an das End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta angeglichen ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
3 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem zweiten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. In 3 sind Schritte, die denen in 2 erscheinenden ähnlich sind, durch ähnliche Schrittbezeichnungen, die in 2 erscheinen, bezeichnet und dieses gilt für die Fließbilder des dritten bis neunten Ausführungsbeispiels, die später zu beschreiben sind.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Schritte 10 bis 40 in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt und nach dem Abschluss von Schritt 40 wird Schritt 60 in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt, wobei Schritt 50 nicht ausgeführt wird.
Auch in diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Filterparameter, wie z. B. eine Zeitkonstante T_n, die durch die vorstehend beschriebenen Gleichungen 18 bis 21 ausgedrückt wird, für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von beispielsweise 100 km/h berechnet und im ROM gespeichert. Daher wird in Schritt 100 die Lenkgeschwindigkeit s·θ als ein Zeit-Differentialwert des Lenkwinkels θ und eines Korrekturdrehmoments T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der im ROM gespeicherten Filterparameter und einer in Schritt 60 berechneten Verstärkung G_s berechnet. Ferner werden die Schritte 130 und 140 in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt.
Somit kann entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Korrekturdrehmoment T_cmps wie im ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme berechnet werden, dass ein Schritt, der Schritt 50 im ersten Ausführungsbeispiel entspricht, nicht ausgeführt wird und im ROM gespeicherte Filterparameter verwendet werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
4 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem dritten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
In diesem dritten Ausführungsbeispiel werden die Schritte 10 bis 40 und die Schritte 100 bis 140 in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt und nach dem Abschluss von Schritt 40 wird in Schritt 70 eine Verstärkung G_s auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend einem Verzeichnis ausgeführt, das der in der 16 gezeigten graphischen Darstellung entspricht, ohne dass irgendein Schritt, der dem Schritt 50 im ersten Ausführungsbeispiel entspricht, ausgeführt wird.
Somit kann entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel ein Korrekturdrehmoment T_cmps wie im ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme berechnet werden, dass ein Schritt, der Schritt 50 im ersten Ausführungsbeispiel entspricht, nicht ausgeführt wird, im ROM gespeicherte Filterparameter verwendet werden und eine Verstärkung G_s entsprechend einem Verzeichnis berechnet wird, das der in 16 gezeigten graphischen Darstellung entspricht.
Wie aus den vorstehenden Beschreibungen hervorgeht, wird entsprechend dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel, da ein Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 23 berechnet wird, dieses als ein Wert berechnet, der erhalten wird, indem die Lenkgeschwindigkeit s·θ durch einen Filter mit einer Verzögerung zweiter Ordnung und ein Voreilen erster Ordnung gefiltert wird. Dementsprechend ist es zusätzlich zum zwangsläufigen und effektiven Unterdrücken der Änderung bei der Größe des Lenkdrehmoments, die ein Fahrer empfindet, wenn sich die Lenkgeschwindigkeit ändert, möglich, zwangsläufig und effektiv die Änderung bei der Phase des Lenkdrehmoments, die ein Fahrer empfindet, zu unterdrücken, um dadurch die Änderung des zähen Gefühls zu verringern, das eine Änderung der Lenkgeschwindigkeit begleitet, um zwangsweise und effektiv das Lenkgefühl zu verbessern.
Viertes Ausführungsbeispiel
5 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem vierten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
In diesem vierten Ausführungsbeispiel werden die Schritte 10 bis 50 und die Schritte 130 und 140 in der gleichen Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt und nach dem Abschluss von Schritt 50 wird in Schritt 80 ein Produkt G_s·T_n entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 24 berechnet.
In Schritt 110 wird eine Lenkgeschwindigkeit s·θ als beispielsweise ein Zeit-Differentialwert des Lenkwinkels θ berechnet und ein Korrekturdrehmoment T_cmps wird entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 24 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der in Schritt 50 berechneten Filterparameter und des in Schritt 80 berechneten Produktes G_s·T_n berechnet.
Somit kann entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ein Korrekturdrehmoment T_cmps wie im ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme berechnet werden, dass in Schritt 80 ein Produkt G_s·T_n auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wird und ein Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 24 berechnet wird.
Fünftes Ausführungsbeispiel
6 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem fünften Ausführungsbeispiel einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. In 6 werden Schritte, die den in 5 erscheinenden ähnlich sind, durch gleiche Schrittbezeichnungen, die in 5 erscheinen, bezeichnet, und dieses gilt für das Fließbild eines sechsten Ausführungsbeispiels, das später zu beschreiben ist.
In diesem fünften Ausführungsbeispiel werden die Schritte 10 bis 40 und die Schritte 110 und 140 in der gleichen Weise wie im vierten Ausführungsbeispiel ausgeführt und nach dem Abschluss von Schritt 40 wird Schritt 80 ausgeführt, ohne dass ein beliebiger Schritt, der Schritt 50 im ersten und vierten Ausführungsbeispiel entspricht, ausgeführt wird.
Somit kann entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel ein Korrekturdrehmoment T_cmps wie im vierten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme berechnet werden, dass ein Schritt, der Schritt 50 im ersten und vierten Ausführungsbeispiel entspricht, nicht ausgeführt wird und Filterparameter, die im ROM gespeichert sind, verwendet werden.
Sechstes Ausführungsbeispiel
7 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem sechsten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Im sechsten Ausführungsbeispiel werden die Schritte 10 bis 40 und die Schritte 110 bis 140 in der gleichen Weise wie im vierten und fünften Ausführungsbeispiel ausgeführt und nach dem Abschluss von Schritt 40 wird in Schritt 90 ein Produkt G_s·T_n auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend einem Verzeichnis, das der in 18 gezeigten graphischen Darstellung entspricht, berechnet, ohne dass ein Schritt, der Schritt 50 im ersten und vierten Ausführungsbeispiel entspricht, ausgeführt wird.
Somit kann entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel ein Korrekturdrehmoment T_cmps wie im fünften Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme berechnet werden, dass ein Schritt, der Schritt 50 im ersten und vierten Ausführungsbeispiel entspricht, nicht ausgeführt wird, im ROM gespeicherte Filterparameter verwendet werden und ein Produkt G_s·T_n entsprechend einem Verzeichnis berechnet wird, das der in 18 gezeigten graphischen Darstellung entspricht.
Aus der vorstehenden Beschreibung entsprechend dem vierten bis sechsten Ausführungsbeispiel ist verständlich, dass es, da ein Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 24 berechnet wird, möglich ist, zu verhindern, dass sich die Zeitkonstante eines Filters auf einen unendlichen Wert bei einer spezifischen Lenkgeschwindigkeit erhöht. Dementsprechend ist es zusätzlich zum zwangsläufigen und effektiven Unterdrücken der Änderung bei der Größe des Lenkdrehmoments, die ein Fahrer empfindet, wenn sich die Lenkgeschwindigkeit ändert, möglich, die Änderung bei der Phase des Lenkdrehmoments, die ein Fahrer empfindet, zwangsläufig und effektiv zu unterdrücken, um dadurch die Änderung des zähen Gefühls zu verringern, die eine Änderung der Lenkgeschwindigkeit begleitet, um das Lenkgefühl zwangsläufig und effektiv zu verbessern.
Siebtes Ausführungsbeispiel
8 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem siebten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. In 8 sind Schritte, die ähnlich den in 2 erscheinenden sind, durch gleiche Schrittzahlen, die in 2 erscheinen, bezeichnet.
In diesem siebten Ausführungsbeispiel werden die Schritte 10 bis 40 und die Schritte 60, 130 und 140 in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt und nach dem Abschluss von Schritt 40 werden in Schritt 55 Filterparameter exklusiv für eine Zeitkonstante T_n auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 19 bis 21 berechnet, wobei die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r der Vorder- bzw. Hinterräder, eine Masse M des Fahrzeugs, eine Zuordnungsrate D_wf einer Fahrzeuglast für das Vorderrad und der andere Parameter als bekannte konstante Werte angenommen werden.
In Schritt 120 wird eine Lenkgeschwindigkeit s·θ als ein Zeit-Differentialwert des Lenkwinkels θ berechnet und ein Korrekturdrehmoment T_cmps wird entspre chend der vorstehend beschriebenen Gleichung 25 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der in Schritt 55 berechneten Filterparameter und einer in Schritt 60 berechneten Verstärkung G_s berechnet.
Somit kann entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel ein Korrekturdrehmoment T_cmps wie im ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme berechnet werden, dass in Schritt 50 Filterparameter exklusiv für eine Zeitkonstante T_n berechnet werden und in Schritt 120 ein Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 25 berechnet wird.
Achtes Ausführungsbeispiel
9 ist ein Fließbild, das eine Unterstützungsdrehmoment-Steuerroutine in einem achten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. In 9 sind Schritte ähnlich den in 8 erscheinenden durch gleiche Schrittbezeichnungen, die in 8 erscheinen, bezeichnet, und dieses gilt für das Fließbild eines neunten Ausführungsbeispiels, das später beschrieben werden soll.
In diesem achten Ausführungsbeispiel werden die Schritte 10 bis 40 und Schritte 60 bis 140 in der gleichen Weise wie beim siebten Ausführungsbeispiel ausgeführt und nach dem Abschluss von Schritt 40 wird Schritt 60 ausgeführt, ohne dass ein Schritt ausgeführt wird, der Schritt 55 im siebten Ausführungsbeispiel entspricht.
Somit kann entsprechend dem achten Ausführungsbeispiel ein Korrekturdrehmoment T_cmps wie im siebten Ausführungsbeispiel berechnet werden, wobei die Ausnahme besteht, dass ein dem Schritt 50 im ersten und vierten Ausführungsbeispiel entsprechender Schritt nicht ausgeführt wird und im ROM gespeicherte Filterparameter verwendet werden.
Neuntes Ausführungsbeispiel
10 ist ein Fließbild, das eine Drehmomentunterstützungssteuerroutine in einem neunten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Servolenkvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
In diesem neunten Ausführungsbeispiel werden die Schritte 10 bis 40 und die Schritte 120 bis 140 in der gleichen Weise wie beim siebten und achten Ausführungsbeispiel ausgeführt und nach dem Abschluss von Schritt 40 wird Schritt 70 in der gleichen Weise wie beim dritten und sechsten Ausführungsbeispiel ausgeführt, ohne dass ein Schritt ausgeführt wird, der Schritt 55 im siebten Ausführungsbeispiel entspricht.
Somit kann entsprechend dem neunten Ausführungsbeispiel ein Korrekturdrehmoment T_cmps wie im siebten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme berechnet werden, dass ein Schritt, der Schritt 50 im ersten und vierten Ausführungsbeispiel entspricht, nicht ausgeführt wird, im ROM gespeicherte Filterparameter verwendet werden und eine Verstärkung G_s entsprechend einem Verzeichnis berechnet wird, das der in 16 gezeigten graphischen Darstellung entspricht.
Entsprechend dem siebten bis neunten Ausführungsbeispiel wird ein Korrekturdrehmoment T_cmps entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 25 in Schritt 120 berechnet und ist der Filter, der zum Berechnen eines Korrekturdrehmoments T_cmps verwendet wird, ein Filter mit Verzögerung zweiter Ordnung, der die Zeitkonstante mit Voreilen erster Ordnung von Null hat. Dementsprechend ist es im Vergleich zum ersten bis sechsten Ausführungsbeispiel, wo ein Filter mit Verzögerung zweiter Ordnung und einem Voreilen ersten Ordnung verwendet wird, möglich, die Menge der Berechnungen zu verringern, die nötig sind, um ein Korrekturdrehmoment T_cmps zu berechnen.
Entsprechend dem ersten, vierten und siebten Ausführungsbeispiel werden Filterparameter, wie z. B. eine Zeitkonstante T_n, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 18 bis 21 in Schritt 50 berechnet. Dementsprechend kann im Vergleich mit einem Fall, wo Filterparameter auf konstante Werte unabhängig von der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit gesetzt sind, ein Korrekturdrehmoment T_cmps auf einen stärker geeigneten Wert abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet werden, indem geeignete Filterprozesse entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgeführt werden, was ermöglicht, in stärker geeigneter Weise die Änderung des Lenk-Reaktionsdrehmoments bei der Größe und Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit zu unterdrücken.
Auch wird entsprechend dem ersten, vierten und siebten Ausführungsbeispiel bei den Berechnungen der Filterparameter in Schritt 50 angenommen, dass die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r des Vorder- bzw. Hinterrades, eine Masse M des Fahrzeugs, die Zuordnungsrate D_wf der Fahrzeuglast für das Vorderrad und der andere Parameter bekannte konstante Werte sind. Dementsprechend kann im Vergleich zu einem Fall, wo der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche, das Fahrzeuggewicht und ähnliches erfasst oder abgeschätzt werden und die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und ähnliches entsprechend den erfassten oder abgeschätzten Werten variabel eingestellt werden, die Menge der betroffenen Berechnungen zwangsläufig verringert werden.
Entsprechend dem ersten, zweiten, siebten und achten Ausführungsbeispiel wird eine Verstärkung G_s entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 17 und 22 in Schritt 60 berechnet. Dementsprechend kann im Vergleich zu einem Fall, wo eine Verstärkung G_s auf einen konstanten Wert unabhängig von der Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt ist, ein Korrekturdrehmoment T_cmps auf einen stärker angemessenen Wert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet werden, was ermöglicht, in stärker geeigneter Weise die Änderung des Lenk-Reaktionsdrehmoments in der Größe und Phase aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit zu unterdrücken.
Auch wird entsprechend dem ersten, zweiten, siebten und achten Ausführungsbeispiel davon ausgegangen, dass in den Berechnungen eine Verstärkung G_s in Schritt 60 die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r des Vorder- bzw. Hinterrades, eine Masse M des Fahrzeugs, die Zuordnungsrate D_wf einer Fahrzeuglast für das Vorderrad und der andere Parameter bekannte konstante Werte sind. Dementsprechend kann im Vergleich zu einem Fall, in dem der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche das Fahrzeuggewicht und ähnliches erfasst oder abgeschätzt werden und die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und ähnliches entsprechend den erfassten oder abgeschätzten Werten variabel eingestellt werden, die Menge der Berechnungen, die betroffen sind, zwangsläufig verringert werden.
Entsprechend dem zweiten, dritten, fünften, sechsten, achten und neunten Ausführungsbeispiel kann, da die Filterparameter konstante Werte sind, die Menge der betroffenen Berechnungen im Vergleich mit den anderen Ausführungsbeispielen zwangsweise verringert werden.
Während die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die vorstehenden speziellen Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern in zahlreichen anderen Formen ausgeführt sein kann, ohne dass vom Bereich der Erfindung abgewichen wird.
Beispielsweise wird in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Rotationswinkel des Lenkrades 24 als Lenkwinkel θ durch einen Lenkwinkelsensor 42 erfasst und wird die Lenkgeschwindigkeit s·θ als ein Zeit-Differentialwert des Lenkwinkels θ berechnet. Jedoch kann die Lenkgeschwindigkeit in einer beliebigen im Stand der Technik bekannten Art berechnet werden. Beispielsweise kann diese auf der Grundlage der Rotationswinkelgeschwindigkeit des Elektromotors 38 berechnet werden oder auf der Grundlage der Eigenschaften der gegenelektromotorischen Kraft des Elektromotors 38 erhalten werden.
Im vorstehend beschriebenen ersten, vierten und siebten Ausführungsbeispiel werden Filterparameter, wie eine Zeitkonstante T_n, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend den vorstehend beschriebenen Gleichungen 18 bis 21 in Schritt 50 berechnet. Da jedoch die in 30 gezeigte Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Zeitzyklus ω der Eigenschwingung vorliegt und die in 31 gezeigte Beziehung zwischen der Fahr zeuggeschwindigkeit V und dem Dämpfungsverhältnis ζ vorliegt, können die Ausführungsbeispiele modifiziert werden, um den Zeitzyklus ω der Eigenschwingung und das Dämpfungsverhältnis ζ auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend den Verzeichnissen zu berechnen, die den in den 30 bzw. 31 gezeigten graphischen Darstellungen entsprechen.
In dem vorstehend beschriebenen ersten, vierten und siebten Ausführungsbeispiel wird bei den Berechnungen der Filterparameter in Schritt 50 angenommen, dass die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r der Vorder- bzw. Hinterräder, eine Masse M des Fahrzeugs, eine Zuordnungsrate D_wf der Fahrzeuglast für das Vorderrad und der andere Parameter bekannte konstante Werte sind. Beim ersten, zweiten, siebten und achten Ausführungsbeispiel wird bei den Berechnungen einer Verstärkung G_s in Schritt 60 angenommen, dass die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r der Vorder- bzw. Hinterräder, eine Masse M des Fahrzeugs, eine Zuordnungsrate D_wf der Fahrzeuglast für das Vorderrad und der andere Parameter bekannte konstante Werte sind. Beispielsweise können jedoch der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche, das Fahrzeuggewicht W und ähnliches erfasst oder abgeschätzt werden und können die normalisierten Seitenführungsvermögen C_f und C_r der Vorder- bzw. Hinterräder und eine Masse M des Fahrzeugs entsprechend den erfassten oder abgeschätzten Werten variabel eingestellt werden. Die Zuordnungsrate D_wf der Fahrzeuglast für das Vorderrad kann erfasst oder abgeschätzt werden und kann auf einen erfassten oder abgeschätzten Wert eingestellt werden.
In dem vorstehend beschriebenen dritten und neunten Ausführungsbeispiel wird eine Verstärkung G_s entsprechend einem Verzeichnis, das 16 in Schritt 70 entspricht, berechnet. Da sich jedoch, wie es in den 32 bis 34 gezeigt ist, die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und eine Verstärkung G_s in Abhängigkeit vom Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche, dem Fahrzeuggewicht W und der Zuordnungsrate D_wf der Fahrzeuglast für das Vorderrad ändert, kann zumindest eine der Größen Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche, Fahrzeuggewicht W und Zuordnungsrate D_wf der Fahrzeuglast für das Vorderrad erfasst oder abgeschätzt werden und kann das in 16 gezeigte Ver zeichnis entsprechend dem erfassten oder abgeschätzten Wert modifiziert werden.
Wie es in den 35 bis 37 gezeigt ist, ändern sich die Beziehungen zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Zeitzyklus ω der Eigenschwingung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Dämpfungsverhältnis ζ und zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Produkt G_s·T_n in Abhängigkeit vom Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche. Dementsprechend kann der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche erfasst oder abgeschätzt werden und können die in den 30, 31 und/oder 29 gezeigten Verzeichnisse entsprechend dem erfassten oder abgeschätzten Wert modifiziert werden.
Beim zweiten, dritten, achten und neunten Ausführungsbeispiel werden die Filterparameter, wie z. B. eine Zeitkonstante T_n und ähnliches für die Fahrzeuggeschwindigkeit V von beispielsweise 100 km/h berechnet und wird ein Korrekturdrehmoment T_cmps unter Verwendung der Filterparameter berechnet. Jedoch kann in dem vorstehend beschriebenen zweiten und achten Ausführungsbeispiel eine Zeitkonstante T_n entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung 18 berechnet werden und kann in dem vorstehend beschriebenen dritten und neunten Ausführungsbeispiel eine Zeitkonstante T_n beispielsweise entsprechend dem 28 entsprechenden Verzeichnis berechnet werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden ein grundlegendes Unterstützungsdrehmoment Tab, ein Trägheitsausgleichsdrehmoment Ttd bzw. ein Dämpfungssteuerdrehmoment Tdp in den Schritten 20 bis 40 berechnet und wird ein End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta berechnet, indem ein grundlegendes Unterstützungsdrehmoment Tab, ein Trägheitsausgleichsdrehmoment Ttd, ein Dämpfungssteuerdrehmoment Tdp und ein Korrekturdrehmoment T_cmps in Schritt 130 summiert werden. Solange jedoch ein als Sollunterstützungskraft dienendes Sollunterstützungsdrehmoment auf der Grundlage von zumindest dem Lenkdrehmoment berechnet wird, kann dieses einer beliebigen im Stand der Technik bekannten Weise berechnet werden.
Ferner bringt in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die elektrische Servolenkvorrichtung 10 das Lenkunterstützungsdrehmoment auf die Lenkwelle 24 durch die Servolenkbetätigungseinrichtung 20 auf. Jedoch kann die elektrische Servolenkvorrichtung 10 angepasst sein, ein Lenkunterstützungsdrehmoment oder eine Lenkunterstützungskraft auf ein Element aufzubringen, das sich von der Lenkwelle 24 unterscheidet. Beispielsweise kann die elektrische Servolenkvorrichtung 10 eine Servolenkvorrichtung vom Typ „Koaxialität mit der Zahnstange” sein, die eine Lenkunterstützungskraft auf einen Zahnstangenstab aufbringt. In diesem Fall wird der Korrekturkoeffizient, der einem Übersetzungsverhältnis zwischen einer Ritzelwelle und einem Zahnstangenstab entspricht, mit dem rechten Element in den Gleichungen 15, 16, 23, 24 und 25 multipliziert.
Zusammenfassung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Vorsehen einer elektrischen Servolenkvorrichtung, die die Änderung des zähen Gefühls aufgrund der Änderung der Lenkgeschwindigkeit verringert und ein besseres Lenkgefühl als herkömmliche Servolenkvorrichtungen aufweist. Ein grundlegendes Unterstützungsdrehmoment Tab und ähnliches werden berechnet, Filterparameter, wie eine Zeitkonstante T_n, werden berechnet und eine Verstärkung G_s wird berechnet. Eine Lenkgeschwindigkeit s·θ wird berechnet und ein Korrekturdrehmoment T_cmps wird als Produkt einer Verstärkung G_s und eines Wertes berechnet, der durch das Filtern der Lenkgeschwindigkeit s·θ mit einem Filter mit Verzögerung zweiter Ordnung und Voreilen erster Ordnung erhalten wird. Ferner wird ein End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta berechnet, indem ein grundlegendes Unterstützungsdrehmoment Tab und ähnliches und ein Korrekturdrehmoment T_cmps addiert werden, und wird ein Lenkunterstützungsdrehmoment gesteuert, so dass dieses an das End-Sollunterstützungsdrehmoment Ta angeglichen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2006-182052 [0003]
- JP 2003-306158 [0004]

Claims

Eine elektrische Servolenkvorrichtung mit einer Lenkeingabeeinrichtung, die durch einen Fahrer betätigt wird, einer Lenkeinrichtung, die zwischen der Lenkeingabeeinrichtung und den gelenkten Rädern vorgesehen ist und die die gelenkten Räder im Ansprechen auf den Lenkvorgang lenkt, der durch einen Fahrer mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, einer elektrischen Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft auf die Lenkeinrichtung, einer Lenkkrafterlangungseinrichtung zum Erlangen einer Lenkkraft, die auf die Lenkeingabeeinrichtung durch einen Fahrer aufgebracht wird, und einer Steuereinrichtung zum Berechnen einer Solllenkunterstützungskraft entsprechend zumindest der Lenkkraft und zum Steuern der Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage der Solllenkunterstützungskraft, wobei die elektrische Servolenkvorrichtung eine Lenkgeschwindigkeitserlangungseinrichtung zum Erlangen der Geschwindigkeit des Lenkvorgangs, der mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, als Lenkgeschwindigkeit hat, und wobei die Steuereinrichtung einen Korrekturbetrag berechnet, indem die Lenkgeschwindigkeit mit einem Filter mit der Verzögerung zweiter Ordnung und dem Voreilen erster Ordnung gefiltert wird, die Solllenkunterstützungskraft mit dem Korrekturbetrag korrigiert und die Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage der korrigierten Solllenkunterstützungskraft steuert.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zeitkonstante des Voreilens erster Ordnung des Filters Null ist.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung die Parameter des Filters entsprechend zumindest einer der Größen Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuggewicht und Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche variabel einstellt.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung mit einer Lenkeingabeeinrichtung, die durch einen Fahrer betätigt wird, einer Lenkeinrichtung, die zwischen der Lenkeingabeeinrichtung und den gelenkten Rädern vorgesehen ist und die die gelenkten Räder im Ansprechen auf den Lenkvorgang lenkt, der durch einen Fahrer mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, einer elektrischen Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft auf die Lenkeinrichtung, einer Lenkkrafterlangungseinrichtung zum Erlangen einer Lenkkraft, die auf die Lenkeingabeeinrichtung durch einen Fahrer aufgebracht wird, und einer Steuereinrichtung zum Berechnen einer Solllenkunterstützungskraft entsprechend zumindest der Lenkkraft und zum Steuern der Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage der Solllenkunterstützungskraft, wobei die elektrische Servolenkvorrichtung eine Lenkgeschwindigkeitserlangungseinrichtung zum Erlangen der Geschwindigkeit des Lenkvorgangs, der mit der Lenkeingabeeinrichtung ausgeführt wird, als Lenkgeschwindigkeit hat, wobei die Steuereinrichtung einen Korrekturbetrag auf der Grundlage der Lenkgeschwindigkeit berechnet, die Solllenkunterstützungskraft mit dem Korrekturbetrag korrigiert und die Lenkunterstützungskraft, die durch die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, auf der Grundlage der korrigierten Solllenkunterstützungskraft steuert und die Steuereinrichtung den Korrekturbetrag berechnet, so dass, wenn die Größe der Lenkgeschwindigkeit in einem spezifischen Bereich ist, die Größe des Korrekturbetrages kleiner als in dem Fall ist, in dem die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich ist, der sich von dem spezifischen Bereich unterscheidet, und wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich ist, der höher als der spezifische Bereich ist, die Phase der Lenk-Reaktionskraft in Bezug auf den Lenkvorgang zur Verzögerungsseite im Vergleich zu dem Fall verschoben wird, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich ist, der niedriger als der spezifische Bereich ist.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung den Korrekturbetrag berechnet, so dass, wenn die Größe der Lenkgeschwindigkeit in einem spezifischen Bereich ist, die Größe des Korrekturbetrages kleiner als dann ist, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich außerhalb des spezifischen Bereiches ist, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich ist, der höher als der spezifische Bereich ist, die Phase der Lenk-Reaktionskraft in Bezug auf den Lenkvorgang zur Verzögerungsseite verschoben wird, und, wenn die Lenkgeschwindigkeit in einem Bereich ist, der niedriger als der spezifische Bereich ist, die Phase der Lenk-Reaktionskraft in Bezug auf den Lenkvorgang zur Voreilseite verschoben wird.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, die Steuereinrichtung die Größe des Korrekturbetrages im Vergleich zu dem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, verringert.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung den Korrekturbetrag auf Null setzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als eine Referenzfahrzeuggeschwindigkeit ist.