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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft das technische Gebiet einer Steuerung für eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis, die eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis, in der Ausgestaltung als Lenkung mit veränderbarem Getriebe-Übersetzungsverhältnis (variable gear ratio steering, VGRS), steuert.
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2. Beschreibung des in Beziehung stehenden Standes der Technik
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Einige Lenkvorrichtungen mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis sind mit einem Verriegelungsmechanismus zur Begrenzung der relativen Drehung einer Lenkantriebswelle und Lenkabtriebswelle versehen, und ein Beispiel davon ist in der Japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2008-068782 (
JP-A-2008-068782 ) offenbart. Gemäß der in
JP-A-2008-068782 offenbarten Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis kann ein Fahrer am Wahrnehmen eines Verriegelungsgeräuschs des Verriegelungsmechanismus durch Erzeugen eines Endkontaktgeräuschs, das etwa gleichzeitig zu dem Verriegelungsgeräusch des Verriegelungsmechanismus aus einem mechanischen Anschlag stammt, basierend auf Lenkwinkelgeschwindigkeit und Lenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwert bei der Verriegelung gehindert werden.
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Weiterhin ist, für den Fall, dass VGRS in einem verriegelten Zustand ist, die Bestimmung eines aktuellen Grenzwerts korrespondierend mit der Größe eines Abtriebsdrehmoments vorgeschlagen worden, wie, zum Beispiel, in der Japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2009-166598 (
JP-A-2009-166598 ) beschrieben.
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Gemäß der in
JP-A-2008-068782 offenbarten technischen Idee, ist die Zeit, zu der die Verriegelung des Verriegelungsmechanismus abgeschlossen ist, etwa gleich der Zeit, zu der der Einschlagwinkel der einzuschlagenden Räder eine basierend auf dem physischen Aufbau des Lenkmechanismus bestimmte Einschlagwinkelendposition erreicht (nämlich Endkontaktzeit).
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Da der Lenkmechanismus hier eine große physische Festigkeit an der Einschlagwinkelendposition hat, steigt, zum Beispiel, für den Fall, dass der Fahrer ein Lenkrad oder andere Lenkeingabevorrichtung in einer Richtung von erhöhtem Einschlag an der Einschlagwinkelendposition oder innerhalb eines Einschlagbereichs in der Nähe davon betätigt hat, ein Lenkdrehmoment als Lenklast plötzlich an.
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Auf der anderen Seite wird, obwohl eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis einen Aufbau verwendet, bei dem eine Lenkantriebswelle und eine Lenkabtriebswelle durch einen Antrieb, der einen Motor umfasst, relativ zu einander gedreht werden, der Motor, aufgrund der Natur der relativen Drehung, für den Fall, dass das Lenkdrehmoment auf die Lenkantriebswelle gegeben wird, gedreht, auch wenn die Lenkabtriebswelle außerstande ist, sich weiter in die Einschlagwinkelendposition zu drehen.
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Zur gleichen Zeit steigt vorübergehend die Motordrehzahl übermäßig an, da, wie zuvor beschrieben, das Lenkdrehmoment innerhalb eines Einschlagwinkelbereichs in der Nähe der Einschlagwinkelendposition plötzlich ansteigt. Insbesondere in einem Aufbau, in dem eine Motordrehzahl nach geeigneter Reduzierung mit einem Geschwindigkeitsreduzierungsmechanismus an die Lenkabtriebswelle übertragen wird, wird ein Lenkdrehmoment, begleitet von einer Geschwindigkeitserhöhung entsprechend dem Getriebeverhältnis des Geschwindigkeitsreduzierungsmechanismus an den Motor übertragen.
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Somit hat ein Motor gemäß dem in
JP-A-2008-068782 offenbarten Vorrichtungsaufbau, das Potential, die Geschwindigkeit übermäßig zu erhöhen, wenn eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis durch einen Verriegelungsmechanismus in einen verriegelten Zustand, in dem die relative Drehung begrenzt wird, geschaltet wird. Da es viele Fälle gibt, in denen Verriegelungsmechanismen typischerweise einen verriegelten Zustand aufgrund einer Eingriffsaktion von korrespondierenden Eingriffselementen umsetzen, gibt es in einem Vorrichtungsaufbau dieses Typs, in dem das Umschalten in einem verriegelten Zustand an einer Einschlagwinkelendposition oder innerhalb eines Einschlagbereichs in der Nähe einer Einschlagwinkelendposition ausgeführt wird, das Potential, dass die Last, die auf den Verriegelungsmechanismus angewendet wird, groß wird, wenn von einem entriegelten Zustand in einen verriegelten Zustand umgeschaltet wird.
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Zusätzlich liefert ein Motor gemäß einem herkömmlichen Vorrichtungsaufbau, der die in
JP-A-2008-068782 offenbarte Vorrichtung umfasst, häufig nur ein so genanntes Haltedrehmoment, wenn in den verriegelten Zustand umgeschaltet wird, und zwar ohne Berücksichtigung von Änderungen in der Lenklast wenn in den verriegelten Zustand umgeschaltet wird. Somit wird, für den Fall, dass sich die Lenklast in die Richtung einer Erhöhung oder Verminderung während der Umschaltperiode in den verriegelten Zustand übermäßig geändert hat, ohne notwendigerweise auf die Einschlagwinkelendposition oder einen Einschlagwinkelbereich in der Nähe der Einschlagwinkelendposition zu begrenzen, das Gleichgewicht zwischen Lenklast und Haltedrehmoment gestört, und der Motor erhöht die Geschwindigkeit, woraus die Möglichkeit einer entsprechenden bzw. ähnlichen Erhöhung in der Last, die auf den Verriegelungsmechanismus angewendet wird, resultiert.
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Auf der anderen Seite, treten Probleme hinsichtlich Kosten und Installierbarkeit auf, wenn ein Versuch unternommen wird, eine zuverlässige Sicherheit für diese große Last sicher zu stellen.
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Auf diese Weise hat die in
JP-A-2008-068782 offenbarte technische Idee den technischen Mangel, für eine Erhöhung in der auf den Verriegelungsmechanismus angewendeten Last anfällig zu sein. Dies gilt gleichermaßen für die in
JP-A-2009-166598 offenbarte Vorrichtung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In Anbetracht vorstehender Erwägungen, stellt die Erfindung eine Steuerung für eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis bereit, die geeignet ist, die auf einen Verriegelungsmechanismus wirkende Last zu reduzieren.
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Somit schafft die Erfindung gemäß einem ihrer Aspekte eine Steuervorrichtung für eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis, die mit einem Motor, welcher in der Lage ist, eine Antriebskraft, die eine relative Drehung zwischen einer Lenkabtriebswelle, die an gelenkte Räder gekoppelt ist, und einer Lenkantriebswelle hervorzurufen, die einen Lenkeingang an die Lenkabtriebswelle gibt, entweder auf die Lenkabtriebswelle oder auf die Lenkantriebswelle zu geben, einer Motorantriebseinrichtung, die den Motor antreibt, und einer Verriegelungseinrichtung ausgestattet ist, die in der Lage ist, die relative Drehung zu begrenzen, wobei die Steuervorrichtung mit einer Einstelleinrichtung, die eine Antriebsspannung des Motors festlegt und eine Verstärkung festlegt, die auf den Motor wirkt, einer Bestimmungseinrichtung, die die Antriebsspannung des Motors basierend auf der eingestellten Verstärkung bestimmt, und einer Steuerung versehen ist, die die Motorantriebseinrichtung derart steuert, dass die bestimmte Antriebsspannung während einer Verriegelungssteuerperiode, in der ein Zustand der Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis von einem entriegelten Zustand, in dem die relative Drehung nicht begrenzt ist, in einen verriegelten Zustand, in dem die relative Drehung begrenzt ist, schaltet, an den Motor geliefert wird.
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Die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung, die eine relative Drehung zwischen einer Lenkabtriebswelle, die an gelenkte Räder durch verschiedene Arten von Lenkmechanismen entsprechend verschiedener Arten von Systemen, wie einem Zahnstangen-Ritzel-System oder Kugelumlaufsystem, geeignet gekoppelt ist, und einer Lenkantriebswelle, die an verschiedene Arten von Lenkeingabevorrichtungen, wie ein Lenkrad, ermöglicht. Als Resultat dieser relativen Drehung kann ein Lenkübersetzungsverhältnis, das das Verhältnis von Lenkwinkel zu Einschlagwinkel ist, in Schritten oder kontinuierlich verändert werden. Weiterhin korreliert der Lenkwinkel mit dem Drehwinkel der Lenkantriebwelle, während der Einschlagwinkel der Einschlagwinkel der einzuschlagenden Räder ist und mit dem Drehwinkel der Lenkabtriebswelle korreliert.
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Es gibt keine bestimmten Einschränkungen des detaillierten physischen oder elektrischen Aufbaus der Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis, vorausgesetzt, dass das oben beschrieben technische Konzept sichergestellt ist. Zum Beispiel kann die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis mit verschiedenen Arten von Getriebemechanismen, Geschwindigkeitsreduzierungsmechanismen oder Differentialmechanismen und dergleichen in einem Kraftübertragungsweg zwischen dem Motor und der Lenkabtriebswelle bereit gestellt werden.
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Die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis gemäß der Erfindung ist zusätzlich zu dem Motor zum Anwenden der Antriebskraft, die die relative Drehung fördert, und der Motorantriebseinrichtung, die als die Antriebseinrichtung davon dient, mit einer Verriegelungseinrichtung versehen.
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Die Verriegelungseinrichtung gemäß der Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, die zum selektiven Begrenzen der oben genannten relativen Drehung geeignet ist, welche die variable Steuerung des Lenkübersetzungsverhältnisses ermöglicht. Dabei gibt es keine bestimmten Einschränkungen der Struktur des Verriegelungsmechanismus, um die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis in einen verriegelten Zustand zu bringen, vorausgesetzt, dass Verriegelungseffekte sichergestellt sind.
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Zum Beispiel kann, als eine bevorzugte Ausführungsform davon, die Verriegelungseinrichtung einen Mechanismus aufweisen, der mit einem Paar von Eingriffselementen, aufgebaut aus, zum Beispiel, einem Verriegelungshalter und einem Verriegelungshebel, versehen ist, wobei eines der Eingriffselemente entweder direkt oder indirekt an der Lenkantriebswelle befestigt und das andere entweder direkt oder indirekt an der Lenkabtriebswelle befestigt sein kann, wodurch die relative Drehung durch ihren physischen Eingriff begrenzt ist (wie derjenige, bei dem der Verriegelungshebel in eine Aussparung passt, welche entlang des Umfangs des Verriegelungshalters ausgebildet ist).
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Weiterhin soll der Begriff ”Begrenzung”, obwohl er wie hier verwendet ”Verhinderung” in dem engen Sinn bedeutet, eine Bedeutung haben, die eine maßgebliche Begrenzung oder einen gewissen Grad von relativer Drehung mit Bezug auf einen entriegelten Zustand in einem breiteren Sinn einschließt. Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt, wird ein Zustand in der Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis, in dem die relative Drehung begrenzt ist, als ein verriegelter Zustand bezeichnet, während ein Zustand, in dem sie nicht begrenzt ist, als ein entriegelter Zustand bezeichnet wird.
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Die Steuerung für eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung, die diese Art von Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis steuert, und sie kann eine oder eine Vielzahl von praktischen Aspekten, wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit, CPU), Mikroprozessoreinheit (microprocessing unit, MPU), elektronische Steuereinheit (electronic controlled unit, ECU) und verschiedene Arten von Prozessoren oder verschiedene Arten von Steuerungen verwenden. Weiterhin können diese, soweit erforderlich, mit verschiedenen Arten von Speichereinrichtungen, wie Festwertspeicher (read-only memory, ROM), Direktzugriffsspeicher (random access memory, RAM), Pufferspeicher (buffer memory) oder Flash-Speicher (flash memory) Verknüpft bzw. internalisiert oder verbunden werden.
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In der Steuerung für eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis legt die Einstelleinrichtung (setting device) vorzugsweise eine Dämpfungsverstärkung (damping gain), die in eine Richtung wirkt, die die Drehzahl des Motor reduziert, größer als einen mit einem entriegelten Zustand korrespondierenden Referenzwert fest, während die Bestimmungseinrichtung vorzugsweise eine Antriebsspannung des Motors basierend auf der eingestellten Dämpfungsverstärkung bestimmt.
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Gemäß dieser Steuerung für eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis, wird während einer Verriegelungssteuerperiode als einer Zeitperiode, während der die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis von einem entriegelten Zustand in einen verriegelten Zustand schaltet, die Dämpfungsverstärkung, die die Motorantriebsspannung festlegt, basierend auf derjenigen während des entriegelten Zustands festgelegt. Die Bestimmungseinrichtung bestimmt die Motorantriebsspannung basierend auf dieser festgelegten Dämpfungsverstärkung, und die Steuerung steuert die Motorantriebseinrichtung so, dass diese bestimmte Antriebsspannung an den Motor geliefert wird.
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Weiterhin weist der Ausdruck ”basierend auf der festgelegten Dämpfungsverstärkung” darauf hin, dass die Bestimmungseinrichtung nicht notwendigerweise erforderlich ist, um die Motorantriebsspannung nur mit Bezug auf die festgelegte Dämpfungsverstärkung zu bestimmen. Im Gegenteil, die Dämpfungsverstärkung kann vorzugsweise eine Wirkung auf einen Teil (einen Dämpfungsausdruck, wie später beschrieben) von einer Vielzahl von Steuerausdrücken, die die Antriebsspannung festschreiben bzw. festlegen, haben.
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Dabei ist der Begriff ”Dämpfungsverstärkung” als ein Koeffizient zu verstehen, der einen Dämpfungsausdruck unter verschiedenen Steuerausdrücken vorschreibt, welche eine Motorantriebsspannung festlegen, die gemäß verschiedener Steuerregeln, wie Rückkopplungsregelung (feedback (F/B) control) oder Sollwertsteuerung (feed forward (F/F) control) mit Bezug auf eine Steuerung der Motorposition (Drehwinkel) oder Geschwindigkeitssteuerung (Differenzwert des Drehwinkels), bestimmt wird.
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Da der Dämpfungsausdruck selbst ein Steuerausdruck ist, der eine Abschwächung der Motordrehzahl verursacht, werden als ein Resultat des Festlegens der Dämpfungsverstärkung auf einen höheren Wert als derjenige in dem entriegelten Zustand und des Verwendens für tatsächliche Steuerung mit Bezug auf die Bestimmungseinrichtung und der Steuerung zumindest Erhöhungen der Motordrehzahl während Verriegelungssteuerperiode abgeschwächt. Zusätzlich nimmt die Motordrehzahl idealerweise ab. Insbesondere kann der Motor, wenn die Dämpfungsverstärkung auf einen angemessen großen Wert festgelegt wird, während der Verriegelungssteuerperiode auch im wesentlichen angehalten oder in einen diesem Zustand angenäherten Zustand gebracht werden.
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Weiterhin ist gemäß der Erfindung der Aspekt der Motorsteuerung während einer normalen Steuerperiode außer der Verriegelungssteuerperiode ungeachtet ihrer Verfügbarkeit nicht limitiert. Zum Beispiel kann der Antrieb des Motors, in einer bevorzugten Ausführungsform davon, durch Verwenden einer Positionsrückkopplungssteuerung bzw. -regelung (F/B control) basierend auf einer Positionsabweichung, die eine Abweichung zwischen einer Zielposition und einer aktuellen Position bezeichnet, als Hauptsteuerregel gesteuert werden. In diesem Fall wird ein Dauerzustandsausdruck (steady state term) als ein Abschnitt bzw. Teil der Steuerausdrücke, welche die Antriebsspannung durch eine Dauerzustandsverstärkung (steady state gain) für eine Positionsabweichung festlegen, bestimmt, und die Motorantriebsspannung kann durch Verwenden dieses Dauerzustandsausdrucks als ein Hauptelement bestimmt werden.
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Auf der anderen Seite können, während der Verriegelungssteuerperiode, diese Steuerregeln während der normalen Steuerperiode beibehalten, vorübergehend ausgesetzt, oder durch andere Steuerregeln über die Zeit ausgetauscht werden. In jedem Fall können Erhöhungen der Motordrehzahl durch Erhöhen der Dämpfungsverstärkung begrenzt werden.
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Weiterhin gibt es verschiedene Bedingungen zum Schalten in den verriegelten Zustand, einschließlich herkömmlicher Bedingungen, und obwohl sie nicht kurz gefasst festgelegt sind, ist es von dem Standpunkt des Einschlagwinkels, für diesen angemessen, dass er an der Einschlagwinkelendposition oder innerhalb eines Einschlagbereichs in deren Nähe liegt; und in diesem Fall, von dem Standpunkt des Schutzes des Motors mit Bezug auf übermäßigen Lenkeingang an der Einschlagwinkelendposition wie zuvor beschrieben, kann die Dauerzustandsverstärkung während der Verriegelungssteuerperiode allmählich in die Richtung einer Verminderung geändert werden.
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Umgekehrt kann, auch wenn angenommen wird, dass die Verriegelungseinrichtung die relative Drehung auf der Basis irgendeiner Form von physischer Aktion steuert, die physische Auswirkung, die zu der Zeit, wenn das Verriegeln abgeschlossen ist, auf die Verriegelungseinrichtung wirkt, mit der Drehzahl des Motors korreliert werden. Somit können während der Verriegelungssteuerperiode Erhöhungen der Motordrehzahl wie zuvor beschrieben begrenzt werden, und der Motor kann in einem angehaltenen Zustand oder näherungsweise angehaltenen Zustand (ein ”näherungsweise angehaltener Zustand” bezieht sich hier auf einen Drehzustand bis zu einem Grad, bei dem die an den Eingriffselementen wirkende physische Auswirkung bei Abschluss des Verriegelns innerhalb eines erlaubbaren Bereichs gehalten werden kann) gehalten werden. Gemäß der Steuerung wie oben beschrieben kann vorteilhafterweise eine große Auswirkung vom Wirken auf die Verriegelungseinrichtung begrenzt werden, wenn die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis in einen verriegelten Zustand schaltet. Mit der Steuerung gemäß der Erfindung kann nämlich eine Last, die auf einen Verriegelungsmechanismus angewendet wird, reduziert werden.
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Weiterhin muss die ”Verriegelungssteuerperiode” gemäß der Erfindung keine Zeitperiode sein, die strikt im Sinne einer Zeitfolge festgelegt ist, und sie hat einen beträchtlich großen Gestaltungs-Freiheitsgrad. Von dem Standpunkt einer sichereren Reduzierung der Last, die auf die Verriegelungseinrichtung wirkt, ist sie jedoch vorzugsweise eine Zeitperiode, die die Zeit umfasst, zu der die Verriegelung abgeschossen ist (zum Beispiel die Zeit, zu der sich Eingriffselemente bestehend aus Eingriffselementen der Lenkantriebswelle und Eingriffselementen der Lenkabtriebswelle vollständig verbunden haben). Zusätzlich versteht es sich von selbst, dass der Vorgang zum Einstellen der Dämpfungsverstärkung bezüglich der Einstelleinrichtung mindestens zu einer Zeit vor der Zeit, zu der die Verriegelung abgeschlossen ist, eingeleitet wird.
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Als eine zusätzliche Erklärung des Obigen, wird für den Fall, dass die Verriegelungseinrichtung einen Aufbau verwendet, in dem ein Verriegelungshebel in den äußeren Umfang eines Verriegelungshalters eingreift, die Gegenwart oder Abwesenheit der Verriegelung nur durch die Gegenwart oder Abwesenheit der Versorgung der elektromechanischen Kraft zu dem Verriegelungshebel festgelegt. In einem solchen Fall, wird, ob das Schalten in den Verriegelten Zustand abgeschlossen ist oder nicht, nicht als ein tatsächlicher Zustand in dem engen Sinn verstanden. Die Verriegelungssteuerperiode kann in solchen Fällen die Zeitperiode von der Zeit, zu der Verriegelungsbedingungen erfüllt sind, oder der Zeit, zu der die Versorgung der elektromechanischen Kraft unterbrochen ist, bis zu der Zeit, zu der eine Zeit, zu der der Verriegelungshebel als zuverlässig in den Verriegelungshalter eingefügt zu sein gelten kann, abgelaufen ist, und zwar basierend auf einem vorläufigen Versuch, Erfahrung, Theorie oder einer Simulation und desgleichen.
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Zusätzlich wird, obwohl die ”Verriegelungssteuerperiode” die Zeit umfassen kann, zu der der Einschlagwinkel der einzuschlagenden Räder eine Einschlagendposition oder die Nähe davon erreicht, die die physische Betriebsbegrenzung des Lenkmechanismus ist, der Vorgang zum Einstellen der Dämpfungsverstärkung bezüglich der Einstelleinrichtung vorzugsweise mindestens zu einer Zeit vor der Zeit, zu der der Einschlagwinkel der einzuschlagenden Räder die Einschlagwinkelendposition oder die Nähe davon erreicht, eingeleitet.
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Die Steuerung realisiert nämlich die technische Idee, die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis zu veranlassen, in einem Zustand, in dem Erhöhungen der Motordrehzahl, verursacht durch Änderungen in der Lenklast durch Bevorrechtigen eines Dämpfungsausdrucks, der die Antriebsspannung festlegt, über andere Steuerausdrücke, begrenzt werden, in einen verriegelten Zustand zu schalten.
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Somit kann, solange diese technische Idee verkörpert werden kann, die Einstelleinrichtung eine Berichtigung der Dämpfungsverstärkung (nämlich Einstellen der Dämpfungsverstärkung in die Richtung, in der sie steigt) oder eine vollständige Berichtigung der Dämpfungsverstärkung zu jeder Zeit einleiten.
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Zusätzlich variiert die praktische Bedeutung der ”Dämpfungsverstärkung” (und noch direkter, die Position, an der die Verstärkung in den Regelkreis eingefügt wird) korrespondierend mit der Struktur des Steuersystems, und seine Begrenzung im Detail ändert sich mit dem technischen Wesen der Steuerung.
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Zusätzlich legt die Einstelleinrichtung vorzugsweise die Dauerzustandsverstärkung fest, die in eine Richtung wirkt, welche die Annäherung einer Lageabweichung des Motors in Übereinstimmung mit einer festgelegten Lenklast bewirkt, um mit der entsprechenden Größe einer Erhöhung oder Verminderung in der Lenklast zu korrespondieren, während die Bestimmungseinrichtung die Antriebsspannung des Motors vorzugsweise basierend auf der eingestellten Dauerzustandsverstärkung bestimmt.
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Gemäß der Steuerung für eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis wie oben beschrieben, wird die Lenklast, wie das Lenkdrehmoment, durch eine Einstelleinrichtung festgelegt, und die Dauerzustandsverstärkung wird korrespondierend mit der festgelegten Lenklast während der oben genannten Verriegelungssteuerperiode festgelegt. Die Bestimmungseinrichtung bestimmt die Motorantriebsspannung basierend auf dieser eingestellten Dauerzustandsverstärkung, und die Steuerung steuert die Motorantriebseinrichtung in Übereinstimmung damit.
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Hier bezieht sich der Begriff ”Dauerzustandsverstärkung” auf einen Koeffizienten, der einen Dauerzustandsausdruck (Proportionalausdruck) unter verschiedenen Arten von Steuerausdrücken vorschreibt bzw. festlegt, die die Motorantriebsspannung festlegen, die mit Bezug auf Steuerregeln, wie Rückkopplungsregelung (F/B control) oder Sollwertsteuerung (F/F control) mit Bezug auf eine Steuerung der Motorposition (Drehwinkel) oder Geschwindigkeitssteuerung (Differenzwert des Drehwinkels), festgelegt wird.
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Gemäß der Steuerung wie oben beschrieben, wird diese Dauerzustandsverstärkung erhöht, wenn die Lenklast zum zunehmen tendiert, oder vermindert, wenn die Lenklast zum abnehmen tendiert. Dabei ist es nicht notwendigerweise erforderlich, dass die festgelegte Lenklast binär als ein zunehmender Trend oder abnehmender Trend klassifiziert wird. Zum Beispiel kann eine Art von Totzone durch Vergleichen von entsprechenden Schwellwerten, die auf der Zunahmeseite bzw. Abnahmeseite eingestellt sind, ausgebildet sein.
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Auf der einen Seite ist dies, für den Fall, dass die Lenklast, vom Standpunkt des Motors, zuzunehmen neigt, in gewisser Hinsicht gleichbedeutend mit einem Antreiben des Motors, da er gemäß der Lenklast passiv arbeitet. Unter solchen Umständen können Erhöhungen der Motordrehzahl, die durch die Lenklast verursacht werden, durch Korrigieren der Dauerzustandsverstärkung in Zunahmerichtung begrenzt werden.
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Auf der anderen Seite ist dies, für den Fall, dass die Lenklast, wieder vom Standpunkt des Motors, abzunehmen neigt, gleichbedeutend mit einem Beschleunigen des Motors mit Bezug auf einen Zielwert der Antriebsspannung (Zielantriebsspannung). Unter diesen Umständen können Erhöhungen der Motordrehzahl, die durch die Lenklast verursacht sind, wieder durch Korrigieren der Dauerzustandsverstärkung in Abnahmerichtung begrenzt werden.
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Auf diese Weise kann, gemäß der Steuerung wie oben beschrieben, jeweils das Gleichgewicht zwischen Motorlast und Motordrehmoment beibehalten werden und Erhöhungen der Motordrehzahl, verursacht durch die Lenklast, durch Erhöhen oder Vermindern der Motorantriebsspannung als Antwort auf eine Erhöhung oder Verminderung der Lenklast begrenzt werden. Somit kann die Einwirkung bzw. Anwendung einer großen Last auf die Verriegelungseinrichtung, welche durch eine Erhöhung der Motordrehzahl, die einer Änderung in der Lenklast zuschreibbar ist, verursacht ist, vorteilhafterweise verhindert werden.
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Die oben genannte Steuerung realisiert nämlich die technische Idee, die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis zu veranlassen, in einen Verriegelungszustand in einem Zustand zu schalten, in dem durch Änderungen in der Lenklast verursachte Erhöhungen der Motordrehzahl durch zuverlässiges Steuern eines Dauerzustandsausdrucks, der die Antriebsspannung korrespondierend mit der Lenklast festschreibt bzw. festlegt, eingeschränkt sind.
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Als eine zusätzliche Erklärung davon, schaltet bei der Steuerung wie oben beschrieben der Steueraspekt des Motors dann, wenn die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis veranlasst wird, in einen verriegelten Zustand zu schalten, von Positionssteuerung, die in Bezug auf Änderungen der Lenklast instabil ist, auf Geschwindigkeitssteuerung, die in Bezug auf Änderungen der Lenklast vergleichsweise robust ist, wodurch Erhöhungen der Motordrehzahl begrenzt werden.
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Somit kann das Einstellen der Dauerzustandsverstärkung korrespondierend mit der Lenklast zu dieser Zeit zusammen mit dem Steuern von Erhöhungen der Dämpfungsverstärkung mit Bezug auf die Steuerung ausgeführt werden. In diesem Fall können Korrekturen der Dauerzustandsverstärkung korrespondierend mit der Lenklast praktischerweise entsprechend ausgeführt werden, nachdem sich die Dauerzustandsverstärkung während der Verriegelungssteuerperiode im Wesentlichen allmählich auf die Dämpfungsseite geändert hat.
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Weiterhin kann die Einstelleinrichtung zum Beispiel für den Fall, dass die Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis oder ein mit einer Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis ausgerüstetes Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung versehen ist, die zum Erfassen des Lenkdrehmoments geeignet ist, die Lenklast durch Erlangen eines Erfassungswerts der Erfassungseinrichtung festlegen. Alternativ kann die Einstelleinrichtung die Lenklast als ein Ergebnis einer numerischen Berechnung oder logischen Operation unter Verwendung verschiedener Arten von alternativen, mit Bezug auf Motordrehzahl, einer Motorbeschleunigung oder Steuerregeln festgelegten Indikatorwerten, wie einer Zielantriebsspannung, einem Ritzelwinkel (pinion angle, der mit dem Einschlagwinkel gleichzusetzen ist), einer Ritzelwinkelgeschwindigkeit oder Drehwinkelgeschwindigkeit, festlegen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung von Beispielausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente kennzeichnen, und in denen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild ist, das den Aufbau eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung konzeptionell zeigt;
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2 ein Antriebssteuerblockschaltbild eines VGRS-Antriebs in einer ECU in einer Ausführungsform zeigt; und
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3 ein Ablauf- oder Flussdiagramm bzw. ein Fließbild einer Verriegelungssteuerung ist, die durch eine ECU ausgeführt wird.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Das Folgende stellt eine Erklärung der Ausführungsformen gemäß einer Fahrzeuglenksteuerung der Erfindung mit geeignetem Bezug auf die Zeichnungen bereit. Zunächst wird eine Erklärung des Aufbaus eines Fahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 1 bereitgestellt. Hier ist 1 ein schematisches Blockschaltbild, das den Aufbau des Fahrzeugs 10 konzeptionell zeigt.
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In 1 weist das Fahrzeug 10 ein Paar lateral symmetrische Vorderräder FL und FR als gelenkte Räder auf, und das Fahrzeug 10 ist aufgebaut, um durch Drehen der Vorderräder ein Fahren in eine gewünschte Richtung zu ermöglichen.
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Das Fahrzeug 10 weist eine ECU 100, einen VGRS-Antrieb 200, eine VGRS-Antriebseinrichtung 300, einen EPS-Antrieb 400 eines elektrisch angetriebenen Servolenkungssystem (electronic power steering system, EPS) und eine EPS-Antriebseinrichtung 500 sowie einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 600 auf.
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Die ECU 100 ist eine elektronische Steuereinheit mit einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einem ROM (Nur-Lesespeicher) und einem RAM (Direktzugriffsspeicher), die jeweils nicht gezeigt sind, und sie ist konfiguriert bzw. aufgebaut, um den Gesamtbetrieb des Fahrzeugs 10 zu steuern; sie stallt ein Beispiel einer ”Steuerung für eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis” gemäß der Erfindung dar. Die ECU 100 ist aufgebaut, um das Ausführen der Verriegelungssteuerung zu ermöglichen, welche später mit Bezug auf ein Steuerprogramm beschrieben wird, das in dem ROM installiert ist.
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In dem Fahrzeug 10 wird eine Lenklast, die von einem Fahrer durch ein Lenkrad 11 aufgebracht wird, an eine obere Lenkwelle 12 übertragen, die ein Wellenkörper darstellt, der koaxial und drehbar mit dem Lenkrad 11 gekoppelt und zum Drehen in die gleiche Richtung wie das Lenkrad 11 geeignet ist. Die obere Lenkwelle 12 ist ein Beispiel der ”Lenkantriebswelle” gemäß der Erfindung. Die obere Lenkwelle 12 ist mit ihrem bezüglich des Kraftflusses stromabwärts liegenden Ende an den VGRS-Aktuator bzw. -Antrieb 200 angeschlossen.
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Der VGRS-Antrieb 200 weist ein Gehäuse 201, einen VGRS-Motor 202, einen Verriegelungsmechanismus 203 und einen Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 204 auf.
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Das Gehäuse 201 ist ein Behälter für den VGRS-Antrieb 200, der den VGRS-Motor 202, den Verriegelungsmechanismus 203 und den Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 204 aufnimmt. Das Ende auf der stromabwärts liegenden Seite der vorher beschriebenen oberen Lenkwelle 12 ist an dem Gehäuse 201 befestigt, und das Gehäuse 201 ist in der Lage, sich im Wesentlichen einheitlich mit der oberen Lenkwelle 12 zu drehen.
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Der VGRS-Motor 202 hat einen Rotor, das heißt einen Rotor 202a, einen Stator, das heißt einen Stator 202b und eine Antriebskraftabtriebswelle, das heißt eine Rotationswelle 202c, und er ist als ein Beispiel des ”Motors” gemäß der Erfindung als ein bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Der Stator 202b ist innerhalb des Gehäuses 201 befestigt, und der Rotor 202a wird innerhalb des Gehäuses 201 drehbar gehalten. Die Rotationswelle 202c ist koaxial an dem Rotor 202a befestigt und zugleich in der Lage, sich einheitlich mit dem Rotor 202a zu drehen, wobei ihr auf der stromabwärts liegenden Seite liegendes Ende mit dem Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 204 gekoppelt ist.
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Der Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 204 ist eine Getriebeeinrichtung, die aus einem an dem Gehäuse 201 befestigten Statorrad bzw. Hohlrad, einem drehbar innerhalb des Hohlrads gehalten flexiblen bzw. verformbaren Laufring bzw. Zahnrad, einem koaxial mit dem flexiblen Zahnrad angeordneten und an einer unteren Lenkwelle 15 befestigten Antriebsrad, und einem mit der Rotationswelle 202c des VGRS-Motors 202 gekoppelten Wellengenerator (wave generator) aufgebaut ist. Der Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 204 ist so aufgebaut, dass er in der Lage ist, eine Drehung der oberen Lenkwelle 12 und des VGRS-Motors 202 an die untere Lenkwelle 15 nach Geschwindigkeitsreduzierung mit Bezug auf ein Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis zu übertragen, das korrespondierend mit dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis jeder Zahnrad-Übersetzung bestimmt ist. Auf der anderen Seite ist der Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 204 so aufgebaut, dass die Drehung der oberen Lenkwelle 12 korrespondierend mit der Lenklast des Fahrers an die untere Lenkwelle 15 durch einen Antriebstrang übertragen wird, der sequenziell mit dem Hohlrad, dem verformbaren Laufring und dem Antriebsradzwischengeschaltet ist.
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Der Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 204 hat eine Funktion, die eine relative Drehung zwischen der oberen Lenkwelle 12 und der unteren Lenkwelle 15 bewirkt.
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Noch genauer wird, wenn sich der Rotor 202a des VGRS-Motors 202 mit dem oben beschriebenen Aufbau dreht, dessen Antriebsdrehmoment an den verformbaren Laufring, der teilweisen Kontakt mit einem Nocken hat, der als ein Kraftübertragungselement in dem Wellengenerator bereitgestellt ist, durch diesen Nocken übertragen, wodurch die Drehung des verformbaren Laufrings bewirkt wird. Dieser verformbare Laufring dreht sich innerhalb des Hohlrads und bewirkt weiter die Drehung des Antriebsrads in einem koaxialen Verhältnis damit.
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Gemäß dem VGRS-Antrieb 200 bezieht sich der Drehwinkel der unteren Lenkwelle 15 somit nicht ausschließlich auf den Drehwinkel der oberen Lenkwelle 12, und die obere Lenkwelle 12 und die unteren Lenkwelle 15 sind in der Lage, sich relativ zueinander zu drehen.
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Gemäß dem VGRS-Antrieb 200 kann genauer gesagt der Winkel der relativen Drehung der unteren Lenkwelle 15 relativ zu der oberen Lenkwelle 12 gesteuert werden, um zuzunehmen oder abzunehmen, indem die Position (Drehwinkel) des VGRS-Motors 202 in Richtung Zunahme oder Abnahmegesteuert wird.
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Als ein Ergebnis des Erlaubens der relativen Drehung zwischen der oberen Lenkwelle 12 und der unteren Lenkwelle 15 kann in dem Fahrzeug 10 auf diese Weise das Verhältnis zwischen dem Drehwinkel der oberen Lenkwelle 12, das heißt einem Lenkwinkel MA, und einem Vorderradeinschlagwinkel δf, der ausschließlich korrespondierend mit dem Drehwinkel der unteren Lenkwelle 15 bestimmt wird (und auch ein Übersetzungsverhältnis von einem Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus, der später beschrieben wird, einbezieht), das heißt ein Lenkübertragungsverhältnis R, kontinuierlich und variabel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gesteuert werden. Weiterhin wird, obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, der Vorderradeinschlagwinkel δf durch einen Einschlagwinkelsensor erfasst, und er kann von der ECU 100, die damit elektrisch verbunden ist, verwendet werden.
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Weiterhin ist der Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 204 nicht auf den hier beispielhaft gezeigten Aufbau, der einen Wellengenerator umfasst, beschränkt, sondern er kann vielmehr verschiedene Arten von herkömmlichen Aspekten haben. Zum Beispiel kann der Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus ein Planetengetriebemechanismus versehen mit einer Vielzahl von Rotationselementen in einem gegenseitigen Differenzialverhältnis sein. Dabei kann jedes Rotationselement jeweils entsprechend an die Rotationswelle 202c, das Gehäuse 201 bzw. die untere Lenkwelle 15 gekoppelt sein.
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Weiterhin ist, obwohl nicht in der Zeichnung gezeigt, in dem VGRS-Motor 202 ein Drehwinkelsensor, wie ein Drehgeber (Drehwertgeber, Drehwinkelgeber) bereitgestellt, der so aufgebaut ist, dass er in der Lage ist, einen Drehwinkel θ der Rotationswelle 202c zu erfassen. Dieser Drehwinkelsensor ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und so aufgebaut, dass die ECU 100 in regelmäßigen oder unregelmäßigen Perioden auf den erfassten Drehwinkel θ zugreift.
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Der Verriegelungsmechanismus 203 ist ein Beispiel der ”Verriegelungseinrichtung” gemäß der Erfindung und er ist mit einem Verriegelungshalter 203a, einem Verriegelungshebel 203b und einer Magnetspule 203c versehen.
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Der Verriegelungshalter 203a ist ein an dem Rotor 202a des VGRS-Motors 202 befestigtes scheibenförmiges Element, welches in der Lage ist, sich einheitlich mit dem Rotor 202a zu drehen. Eine Vielzahl von Vertiefungen bzw. Aussparungen sind entlang der Umfangsrichtung in dem äußeren Umfang des Verriegelungshalters 203a ausgebildet.
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Der Verriegelungshebel 203b ist ein passfederartiges Eingriffselement, dessen eines Ende an einer festen Stelle, die an dem Gehäuse 201 des VGRS-Antriebs 200 bereitgestellt ist, befestigt ist und das durch Verwenden der festen Stelle als ein axialer Drehpunkt drehbar aufgebaut ist. Ein Vorsprung, der zum Einpassen in die Aussparungen, die in dem äußeren Umfang des Verriegelungshalters 203a ausgebildet sind, geeignet ist, ist an dem anderen Ende des Verriegelungshebels 203b ausgebildet. Zusätzlich wird dieses andere Ende des Verriegelungshebels 203b durch eine nicht gezeigte Feder in die Richtung der Aussparungen, die in dem Verriegelungshalter 203a ausgebildet sind, gedrängt.
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Die Magnetspule 203c ist ein Magnetspulenaktuator bzw. -antrieb, der zum Anwenden einer auf den Verriegelungshebel 203b einwirkenden elektromagnetischen Kraft geeignet ist, welche die oben beschriebene Vorspannung der Feder überwindet. In einem Zustand, in dem die elektromagnetische Kraft von der Magnetspule 203c angewendet wird, überwindet der Verriegelungshebel 203b die Vorspannkraft der Feder, und der Vorsprung, der an dem Ende davon ausgebildet ist, wird in einem entriegelten Zustand gehalten, in dem er nicht in die Aussparungen des Verriegelungshalters 203a eingreift.
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Auf der anderen Seite wird, wenn die Anwendung elektromagnetischer Kraft von der Magnetspule 203c beendet ist, der Verriegelungshebel 203b in Richtung des Verriegelungshalters 203a durch Vorspannung bzw. Drängen der Feder gedreht und hält schließlich an einer verriegelten Position, in der er in die Aussparungen, die in dem Verriegelungshalter 203a ausgebildet sind, passt, korrespondierend mit der Drehstellung des Verriegelungshalters 203a an. Die Magnetspule 203c ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und ist so aufgebaut, dass ihr Antriebszustand durch die ECU 100 gesteuert wird.
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Für den Fall, dass der Verriegelungshebel 203b in der verriegelten Position ist, ist der VGRS-Antrieb 200 in einem verriegelten Zustand, in dem der VGRS-Motor 202 und die obere Lenkwelle 12 mechanisch durch den Verriegelungsmechanismus 203 gekoppelt sind.
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Für den Fall, dass der VGRS-Antrieb 200 in dem verriegelten Zustand ist, sind die obere Lenkwelle 12 und die untere Lenkwelle 15 außerstande, sich relativ zueinander zu drehen, und das vorher beschriebene Lenkübertragungsverhältnis R ist auf einen einzigen Wert festgelegt.
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Die VGRS-Antriebseinrichtung 300 ist eine elektrische Antriebsschaltung, welche, zum Beispiel, eine PWM-Schaltung, eine Transistorschaltung und einen Inverter umfasst, der so aufgebaut ist, dass er in der Lage ist, Strom an den VGRS-Motor 202 und den Stator 202b abzugeben. Die VGRS-Antriebseinrichtung 300 ist elektrisch mit einer nicht gezeigten Batterie verbunden und so aufgebaut, dass sie in der Lage ist, eine Antriebsspannung V an den VGRS-Motor 202 durch Verwenden elektrischer von der Batterie bereit gestellten Leistung zu liefern. Zusätzlich ist die VGRS-Antriebseinrichtung 300 mit der ECU 100 elektrisch verbunden, und sie ist so aufgebaut, dass ihr Betrieb durch die ECU 100 gesteuert wird.
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Der EPS-Antrieb 400 ist eine Einrichtung, die einen nicht gezeigten Rotor, der als ein Rotor an dem ein Dauermagnet befestigt ist und der an der unteren Lenkwelle 15 auf der stromabwärts liegenden Seite des VGRS-Motors 202 befestigt ist, dient, und einen bürstenlosen Gleichstrommotor umfasst, der mit einem Stator versehen ist, welcher als ein den Rotor umgebenden Stator dient.
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Der EPS-Aktuator bzw. -Antrieb 400 ist ein so genannter ritzel-unterstützter Antriebstyp, der aufgebaut ist, um in der Lage zu sein, an ein später zu beschreibendes Ritzel 16 ein Antriebsdrehmoment zu liefern, das die Drehung des Ritzels 16 unterstützt. Der EPS-Antrieb 400 ist aufgebaut, um ein Unterstützungsdrehmoment (Hilfsdrehmoment) Tm in die Richtung der Drehung eines Rotors als ein Ergebnis des Drehens des Rotors durch die Aktion eines sich drehenden Magnetfelds zu erzeugen, welches sich innerhalb des EPS-Antriebs 400 durch Anwenden eines Stroms an den Stator über die EPS-Antriebseinrichtung 500 ausbildet.
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Die EPS-Antriebseinrichtung 500 ist eine elektrische Antriebsschaltung, die so aufgebaut ist, dass sie in der Lage ist, den Zustand des sich innerhalb des EPS-Antriebs 400 durch Anwenden eines Stroms an den Stator des EPS-Antriebs 400 ausgebildeten, drehenden Magnetfelds zu steuern. Die EPS-Antriebseinrichtung 500 ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und so aufgebaut, dass ihr Betrieb durch die ECU 100 gesteuert wird. Weiterhin wird der Ausdruck ”EPS” in den folgenden Erklärungen als ein Konzept verwendet, das beides, den EPS-Antrieb 400 und die EPS-Antriebseinrichtung 500, umfasst.
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Die Drehung der unteren Lenkwelle 15, die die Anwendung des Unterstützungsdrehmoments Tm von dem EPS-Antrieb 400 in geeigneter Weise empfängt, wird an einen Lenkmechanismus, wie einen Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus, der das Ritzel 16 und eine Zahnstange 17, an der eine Verzahnung ausgebildet ist, die in Eingriff mit einer Verzahnung des Ritzels 16 steht, umfasst, übertragen.
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In dem Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus wird die Drehung des Ritzels 16, das mit dem Ende auf der stromabwärts liegenden Seite der unteren Lenkwelle 15 verbunden ist, in eine Bewegung der Zahnstange 17 in der seitlichen Richtung – wie in der Zeichnung gezeigt – umgewandelt. Diese hin- und hergehende Bewegung der Zahnstange 17 ist aufgebaut, um an jedes einzuschlagende Rad durch eine Spurstange und ein (nicht gezeigtes) Achsschenkelgelenk, die an das Ende auf der stromabwärts liegenden Seite der Zahnstange 17 angeschlossen sind, übertragen zu werden.
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Weiterhin kann auch ein Lenkmechanismus, der zum Beispiel einem Kugelumlaufsystem oder anderem Lenkmechanismus entspricht, für das Lenksystem des Fahrzeugs 10 eingesetzt werden. Zusätzlich gibt es auch für den Fall des Einsetzens eines zahnstangen-ritzel-artigen Lenkmechanismus, keine Begrenzungen bezüglich, zum Beispiel, der Arten oder Formen der einzelnen Elemente oder der gegenseitigen räumlichen Anordnung der einzelnen Elemente zumindest innerhalb des Bereichs der wesentlichen Einschränkungen basierend auf Einbauraum, Kosten, Haltbarkeit oder Zuverlässigkeit und dergleichen (unter der Annahme, dass solche Einschränkungen bestehen).
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Weiterhin zeigt der Aufbau des EPS-Antriebs 400 lediglich ein Beispiel einer Servolenkeinrichtung, die das Lenkdrehmoment eines Fahrers unterstützt, und das Unterstützungsdrehmoment Tm kann zum Beispiel an die untere Lenkwelle 15, begleitend eine Verringerung der Drehzahl durch ein nicht gezeigtes Geschwindigkeitsverringerungsgetriebe, oder als Kraft übertragen werden, die die hin- und hergehende Bewegung der Zahnstange 17 anstelle der Drehbewegung der unteren Lenkwelle 15 unterstützt.
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Auf der anderen Seite ist das Fahrzeug 10 mit verschiedenen Arten von Sensoren umfassend einen Lenkdrehmomentsensor 13, einen Lenkwinkelsensor 14 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 600 versehen.
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Der Lenkdrehmomentsensor 13 ist ein Sensor, der aufgebaut ist, um in der Lage zu sein, ein Lenkdrehmoment MT, das durch einen Fahrer durch das Lenkrad 11 angewendet wird, zu erfassen. Im Einzelnen hat die obere Lenkwelle 12 einen Aufbau, bei dem sie in einen stromaufwärts liegenden Teil und einen stromabwärts liegenden Teil unterteilt ist, wobei die Teile durch einen nicht gezeigten Drehstab (Drehfeder) miteinander gekoppelt sind. Ringe zum Erfassen einer Drehphasendifferenz sind an beiden Enden des Drehstabs auf der stromaufwärts liegenden Seite und stromabwärts liegenden Seite befestigt. Der Drehstab ist aufgebaut, sich in der Drehrichtung korrespondierend mit dem Lenkdrehmoment zu verdrehen, welches durch den stromaufwärts liegenden Teil der oberen Lenkwelle 12 übertragen wird, wenn das Lenkrad 11 durch den Fahrer gedreht worden ist, und er ist in der Lage, das Lenkdrehmoment während des Erzeugens dieser Verdrehung an den stromabwärts liegenden Teil zu übertragen.
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Somit wird eine gegenseitige Drehphasendifferenz zwischen den Ringen zum Erfassen einer Drehphasendifferenz wie vorher beschrieben während des Übertragens des Lenkdrehmoments erzeugt. Zusätzlich zum Erfassen der Drehphasendifferenz ist der (Lenk-)Drehmomentsensor 13 so aufgebaut, dass er in der Lage ist, die Drehphasendifferenz als ein elektrisches Signal korrespondierend mit dem Lenkdrehmoment MT durch Umwandeln in das Lenkdrehmoment auszugeben. Zusätzlich ist der Lenkdrehmomentsensor 13 mit der ECU 100 elektrisch verbunden, und das erfasste Lenkdrehmoment MT ist so aufgebaut, dass es von der ECU 100 in regelmäßigen oder unregelmäßigen Perioden verwendet werden kann.
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Der Lenkwinkelsensor 14 ist ein Sensor, der aufgebaut ist, um in der Lage zu sein, einen Lenkwinkel δst, das heißt den Drehwinkel der oberen Lenkwelle 12, zu erfassen. Der Lenkwinkelsensor 14 ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden, und der erfasste Lenkwinkel δst ist aufgebaut, um von der ECU 100 in regelmäßigen oder unregelmäßigen Perioden verwendet zu werden.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 600 ist ein Sensor, der zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vh des Fahrzeugs 10 geeignet ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 600 ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden, und die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit Vh ist aufgebaut, um von der ECU 100 in regelmäßigen oder unregelmäßigen Perioden verwendet zu werden.
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Das Folgende stellt eine Erklärung des Betriebs der Ausführungsform mit geeignetem Bezug auf die Zeichnungen bereit.
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Zuerst wird eine Erklärung eines grundlegenden Steuerungsaspekts des VGRS-Antriebs 200 mit Bezug auf 2 bereitgestellt. 2 ist ein Antriebssteuerblockschaltbild eines VGRS-Antriebs 200 in der ECU 100.
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Gemäß 2 ist die ECU 100 so aufgebaut, dass sie einen Subtrahierer 101, einen Verstärker 102, einen Differenzierer 103, einen Verstärker 104, einen Addierer 105, einen Subtrahierer 106, einen Differenzierer 107 und einen Verstärker 108 aufweist.
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Der Subtrahierer 101 ist ein Operator, der eine Zielposition (Zieldrehwinkel) θtag des VGRS-Motors 202 und eine aktuelle Position (aktueller Drehwinkel) θact des VGRS-Motors 202 aufnimmt bzw. akzeptiert und deren Differenz (θtag – θact), das heißt eine Lageabweichung e, als einen Ausgabewert ausgibt.
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Der Verstärker 102 ist ein Operator, der die Lageabweichung e als einen Eingabewert mit einer Dauerzustandsverstärkung P verstärkt. Die Dauerzustandsverstärkung P ist ein Beispiel der ”Dauerzustandsverstärkung” gemäß der Erfindung. Der Verstärker 102 ist aufgebaut, um eine Dauerzustandsspannung Vp (Vp = e × P) als einen Dauerzustandsausdruck der Antriebsspannung V des VGRS-Motors 202, die proportional zu der Lageabweichung e ist, auszugeben. Weiterhin ist die Dauerzustandsverstärkung P während normaler Steuerung auf Pbase festgelegt.
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Der Differenzierer 103 ist ein Operator, der die Lageabweichung e, die ein Eingabewert ist, nach der Zeit differenziert und den zeit-differenzierten Wert e' als einen Ausgabewert ausgibt.
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Der Verstärker 104 ist ein Operator, der den zeit-differenzierten Wert e', der ein Eingabewert ist, mit einer Dämpfungsverstärkung D1 verstärkt. Der Verstärker 104 ist aufgebaut, um eine Dämpfungsspannung Vd1 (Vd1 = e' × D1) als einen Dämpfungsterm bzw. -ausdruck der Antriebsspannung V des VGRS-Motors 202, die mit dem zeit-differenzierten Wert e' korrespondiert, auszugeben.
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Der Addierer 105 ist ein Operator, der die Dauerzustandsspannung Vp und die Dämpfungsspannung Vd1 addiert.
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In der ECU 100 bauen der Subtrahierer 101, der Verstärker 102, der Differenzierer 103, der Verstärker 104 und der Addierer 105 einen Positionssteuerungsblock 100A auf. Der Positionssteuerungsblock 100A ist ein Steuerungsblock, der eine Lageabweichung F/B realisiert, um ein Annähern der Position (Drehwinkel) des VGRS-Motors 202 an eine Zielposition (Zieldrehwinkel) zu bewirken, und der Ausgabewert des Addierers 105 ist eine Positionsteuerspannung der Steuerterme bzw. -ausdrücke, die die Antriebsspannung V des VGRS-Motors 202 aufbauen, welche mit der Lageabweichung F/B korrespondiert.
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Der Differenzierer 107 ist ein Operator, der die aktuelle Position θact des VGRS-Motors 202, die ein Eingabewert ist, nach der Zeit differenziert und einen zeit-differenzierten Wert θ'act als einen Ausgabewert ausgibt. Weiterhin ist der zeit-differenzierte Wert θ'act gleichbedeutend mit der aktuellen Drehzahl des VGRS-Motors 202. Somit wird dieser zeit-differenzierte Wert θ'act nachstehend als ”tatsächliche bzw. aktuelle Drehzahl θ'act” bezeichnet.
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Der Verstärker 108 ist ein Operator, der die aktuelle Drehzahl θ'act des VGRS-Motors 202, die ein Eingabewert ist, mit einer Dämpfungsverstärkung D2 verstärkt. Der Verstärker 108 ist aufgebaut, um eine Dämpfungsspannung Vd2 (Vd2 = θ'act × D2) als einen Dämpfungsterm bzw. -ausdruck der Antriebsspannung V der VGRS-Motors 202, die mit der aktuellen Drehzahl θ'act korrespondiert, auszugeben. Weiterhin ist die Dämpfungsverstärkung D2 ein Beispiel der ”Dämpfungsverstärkung” gemäß der Erfindung. Weiterhin wird die Dämpfungsverstärkung D2 während normaler Steuerung auf D2base festgelegt.
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In der ECU 100 bauen der Differenzierer 107 und der Verstärker 108 einen Geschwindigkeitssteuerungsblock 100B auf. Der Geschwindigkeitssteuerungsblock 100B ist ein Steuerungsblock, der eine Drehzahl F/B zum Stabilisieren der Drehzahl des VGRS-Motors 202 realisiert, und die Dämpfungsspannung Vd2, die ein Ausgabewert des Verstärkers 108 ist, ist eine Drehzahlsteuerspannung der Steuerterme bzw. -ausdrücke, die die Antriebsspannung V des VGRS-Motors 202 aufbauen, welche mit dem Drehzahl F/B korrespondiert.
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Der Subtrahierer 106 ist ein Operator, der die Drehzahlsteuerspannung von der Positionsteuerspannung subtrahiert. Der Ausgabewert der Subtrahierers 106 ist die endgültige Antriebsspannung V des VGRS-Motors 202 und ist aufgebaut, um den VGRS-Motor 202 über die VGRS-Antriebseinrichtung 300 anzutreiben. Weiterhin wird der Antrieb des VGRS-Motors 202 während normaler Steuerung hauptsächlich durch Anwenden des Positionssteuerungsblocks 100A als die Hauptsteuerregel gesteuert. Die Antriebsspannung V des VGRS-Motors 202 wird nämlich durch Verwenden der Dauerzustandsspannung Vp als ein Bestimmungselement bestimmt. Mit anderen Worten, die Dauerzustandsverstärkung Pbase, die Dämpfungsverstärkung D1base und die Dämpfungsverstärkung D2base während normaler Steuerung werden entsprechend so bestimmt, dass die Dauerzustandsspannung Vp als das Bestimmungselement dient.
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Als Nächstes, wird eine ausführliche Erklärung der Verriegelungssteuerung, die von der ECU 100 ausgeführt wird, wenn der VGRS-Antrieb 200 von einen entriegelten Zustand in einen verriegelten Zustand geschaltet wird, mit Bezug auf 3 gegeben. 3 ist Flussdiagramm einer Verriegelungssteuerung.
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Weiterhinwird diese Blocksteuerung für den Fall, dass die Verriegelungssteuerung erforderlich ist (nämlich wenn Verriegelungsbedingungen erfüllt sind) in einer Steuerroutine ausgeführt, die bestimmt, ob Verriegelungssteuerung erforderlich ist oder nicht. Weil verschiedene Arten von Aspekten angewendet werden können, gleichgültig ob herkömmliche oder nicht, werden hier Details für den Aspekt mit Bezug auf Bestimmen, ob die Verriegelungssteuerung erforderlich ist oder nicht, weggelassen. Weiterhin beendet die ECU 100, wenn die Verriegelungssteuerung initiiert bzw. veranlasst wird, die Anwendung von Strom an der Magnetspule 203c, wie zuvor beschrieben. Wenn die Anwendung von Strom an der Magnetspule 203c beendet ist und die Versorgung der elektromagnetischen Kraft, die die Vorspann- bzw. Drängkraft der Feder überwindet, unterbrochen ist, beginnt der Verriegelungshebel 203b des Verriegelungsmechanismus 203, sich aus dem vorher beschriebenen entriegelten Zustand zu schwenken bzw. zu drehen. Zu dieser Zeit wird, obwohl der Verriegelungshebel 203b nicht notwendigerweise sofort nach Unterbrechung der Versorgung der elektromagnetischen Kraft in die Aussparungen des Verriegelungshalters 203a passt, sobald sich der Verriegelungshalter 203a und der Verriegelungshebel 203b zusammen eingepasst haben, der verriegelte Zustand beibehalten, bis die Anwendung von Strom an der Magnetspule 203c fortgesetzt wird.
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Weiterhin kann die Verriegelungssteuerung auch als erforderlich bestimmt werden für den Fall, dass das Lenkdrehmoment MT einen Schwellwert überschreitet oder für den Fall, dass die Lenkwinkelgeschwindigkeit (zeit-differenzierter Wert des Lenkwinkels MA) einen Schwellwert überschritten hat. Alternativ kann die Verriegelungssteuerung auch als erforderlich bestimmt werden für den Fall, dass Unterstützung des Lenkdrehmoments MT durch den EPS-Antrieb 400 geendet hat (dies ist so, weil, da die Form des VGRS-Motors 202 von Natur aus durch die Annahme bestimmt ist, dass die Last, die an dem VGRS-Motor 202 angewendet wird, durch Anwendung des Unterstützungsdrehmoments Tm durch den EPS-Antrieb 400 reduziert wird, es für den Fall, dass die Anwendung des Unterstützungsdrehmoments Tm beendet wird, eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die axiale Kraft, die an der unteren Lenkwelle 15 während des Lenkens angewendet wird, das maximale Drehmoment des VGRS-Motors 202 übersteigt).
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In 3, schaltet die ECU 100 zuerst, wenn die Verriegelungssteuerung initiiert bzw. veranlasst wird, den Stromwert Vp(n) der Dauerzustandsspannung Vp auf den letzten Wert (nämlich den Wert zu der Zeit der vorherigen Steuerung) Vtag(n – 1) einer Zielantriebsspannung Vtag, die ein Zielwert der Antriebsspannung ist, durch (Schritt S101).
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Wenn die Dauerzustandsspannung Vp(n) durchgeschaltet ist, erlangt die ECU 100 das Lenkdrehmoment MT und bestimmt, ob das Lenkdrehmoment MT als eine Lenklast abnimmt oder nicht (Schritt S102). Zu dieser Zeit bestimmt die ECU 100 für den Fall, dass das Ausmaß der Änderung in dem Lenkdrehmoment MT, das über den Lenkdrehmomentsensor 13 erlangt wird, kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Referenzwert (negativer Wert) ist, dass das Lenkdrehmoment MT abnimmt.
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Weiterhin muss – aus Gründen wie einem dynamischen Bereich, der zur Antriebssteuerung des EPS-Antriebs 400 optimiert worden ist – der erfasste Wert des Lenkdrehmomentsensor 13 nicht notwendigerweise zur Verriegelungssteuerung des VGRS-Antriebs 200 geeignet sein. In einem solchen Fall kann die ECU 100 durch Durchführen einer umfangreichen Bestimmung basierend auf, zum Beispiel, der Drehzahl des VGRS-Motors 202 (nämlich θ'act), der Drehbeschleunigung des VGRS-Motors 202 (nämlich dem zeit-differenzierten Wert von θ'act) und der Zielantriebsspannung Vtag des VGRS-Motors 202, bestimmen, ob das Lenkdrehmoment MT als eine Lenklast abnimmt oder nicht (nämlich, ob der VGRS-Motor 202 aufgrund der Antriebssteuerung korrespondierend mit der Zielantriebsspannung Vtag in einem beschleunigten Zustand ist oder nicht). Da eine Bestimmung basierend auf diesen alternativen Indikatorwerten mit Bezug auf den tatsächlichen Zustand (eine tatsächliche Erscheinung) des VGRS-Antriebs 200 durchgeführt wird, stellt sie eine höhere Genauigkeit als eine Bestimmung basierend auf dem erfassten Lenkdrehmoment MT bereit.
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Für den Fall, dass das Lenkdrehmoment MT als abnehmend bestimmt worden ist (JA in Schritt S102), legt die ECU 100 die Dauerzustandsverstärkung P(n) auf einen Wert fest, der durch Subtrahieren einer schrittweisen Änderungshöhe ΔP1 (ΔP1 > 0) von dem Wert zu der Zeit der vorherigen Steuerung P(n – 1) erhalten wird (Schritt S103). Weiterhin ist die Dauerzustandsverstärkung P(n – 1) sofort nach dem Initiieren bzw. Veranlassen der Verriegelungssteuerung in anderen Worten die Dauerzustandsverstärkung Pbase während normaler Steuerung.
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Auf der anderen Seite bestimmt die ECU 100 für den Fall, dass das Lenkdrehmoment MT nicht abgenommen hat (NEIN in Schritt S102), ob das Lenkdrehmoment MT zunimmt oder nicht (Schritt S104). Die ECU 100 bestimmt, dass das Lenkdrehmoment MT zunimmt für den Fall, dass die Höhe der Änderung in dem Lenkdrehmoment MT, das zu dieser Zeit über den Lenkdrehmomentsensor 13 erlangt wird, größer als oder gleich einem vorbestimmten Referenzwert (positiver Wert) ist.
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Weiterhin muss, wie vorher beschrieben, der erfasste Wert des Lenkdrehmomentsensors 13 nicht notwendigerweise zur Verriegelungssteuerung des VGRS-Antriebs 200 geeignet sein. In einem solchen Fall kann die ECU 100 gemäß einer umfangreichen Bestimmung basierend auf dem Ritzelwinkel oder Vorderradeinschlagwinkel δf, das heißt dem Drehwinkel des Ritzels 16, der Ritzelwinkelgeschwindigkeit, das heißt dem zeit-differenzierten Wert des Ritzelwinkels oder der Einschlagswinkelgeschwindigkeit, das heißt dem zeit-differenzierten Wert des Vorderradeinschlagwinkels δf, und der Zielantriebsspannung Vtag des VGRS-Motors 202, bestimmen, ob das Lenkdrehmoment MT als die Lenklast zunimmt oder nicht (nämlich, ob der VGRS-Motor 202 durch die Lenklast gedreht wird oder nicht). Die Bestimmung basierend auf diesen alternativen Indikatorwerten ergibt eine höhere Genauigkeit als eine Bestimmung basierend auf einem erfassten Lenkdrehmoment MT, da die Bestimmung mit Bezug auf den tatsächlichen Zustand (einer tatsächliches Erscheinung) des VGRS-Antriebs 200 durchgeführt wird.
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Für den Fall, dass bestimmt worden ist, dass das Lenkdrehmoment MT zunimmt (JA in Schritt S104), legt die ECU 100 die Dauerzustandsverstärkung P(n) auf einen Wert fest, der durch Addieren einer schrittweisen Änderungshöhe ΔP2 (ΔP2 > 0) auf den Wert zu der Zeit der vorherigen Steuerung P(n – 1) erhalten wird (Schritt S105). Weiterhin ist die Dauerzustandsverstärkung P(n – 1) sofort nach Veranlassen der Verriegelungssteuerung anders ausgedrückt die Dauerzustandsverstärkung Pbase während normaler Steuerung.
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Auf der anderen Seite legt die ECU 100 für den Fall, dass das Lenkdrehmoment MT nicht zugenommen hat (NEIN in Schritt S104), nämlich für den Fall, dass sich die Lenklast innerhalb eines vorbestimmten erlaubten Bereichs geändert hat, die Dauerzustandsverstärkung P(n) auf einen Wert fest, der durch Subtrahieren einer schrittweisen Änderungshöhe ΔP3 (ΔP1 > ΔP3 > 0) vom Wert zu der Zeit der vorherigen Steuerung P(n – 1) erhalten wird (Schritt S106). Weiterhin ist die Dauerzustandsverstärkung P(n – 1) sofort nach Veranlassen der Verriegelungssteuerung in anderen Worten die Dauerzustandsverstärkung Pbase während normaler Steuerung.
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Wenn Schritt S103, Schritt S105 oder Schritt S106 ausgeführt wird, berechnet die ECU 100 die Dauerzustandsspannung Vp, die die Antriebsspannung V des VGRS-Motors 202 festlegt, mit Bezug auf die folgende Formel (1) (Schritt S107). Weiterhin ist der Betrieb mit Bezug auf Schritt S107 gleichbedeutend mit dem Betrieb des Verstärkers 102 in 2. Vp(n) = e × P(n) (1)
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Wenn Schritt S103 ausgeführt wird, nimmt hier auch die Dauerzustandsspannung Vp ab, wenn die Lageabweichung e konstant ist, da die Dauerzustandsverstärkung P von dem vorherigen Wert abnimmt. Als ein Ergebnis werden Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202, die durch eine Abnahme in der Lenklast verursacht sind, begrenzt.
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Zusätzlich nimmt, wenn Schritt S105 ausgeführt wird, auch die Dauerzustandsspannung Vp zu, wenn die Lageabweichung e konstant ist, da die Dauerzustandsverstärkung P ausgehend von dem vorherigen Wert zunimmt. Als ein Ergebnis werden Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202, die durch eine Zunahme in der Lenklast verursacht sind, begrenzt.
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Schritte S103 und S105 bezeichnen ein Beispiel eines Betriebs der Einstelleinrichtung (die zweite Steuerung in der Erfindung), die, gemäß der Erfindung, ”die Dauerzustandsverstärkung korrespondierend mit der Lenklast festlegt, um mit der entsprechenden Größe einer Erhöhung oder Verminderung in der Lenklast zu korrespondieren”.
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Mit der Ausnahmen von Fällen, in denen eine große Schwankung in der Lenklast auftritt, wird die Dauerzustandsverstärkung P auf diese Weise allmählich bzw. schrittweise in Richtung NULL durch den Betrieb des Schritts S106 geändert, und die Dauerzustandsverstärkung P nimmt mit jeder Steuerperiode ab. Somit folgt die Dauerzustandsverstärkung P während der Verriegelungssteuerung im Wesentlichen einem abnehmenden Trend, und Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202 werden begrenzt.
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Eine Abnahme in der Dauerzustandsverstärkung P bedeutet, dass sich der Effekt des Positionssteuerungsblocks 100A bei der Bestimmung der Antriebsspannung V relativ dazu vermindert hat und dass sich der Effekt des Geschwindigkeitssteuerungsblocks 100B relativ dazu hat erhöht. Die Steuerregel des VGRS-Motors 202 wird nämlich allmählich bzw. schrittweise von Positionssteuerung F/B auf Geschwindigkeitssteuerung F/B durch Schritt S106 während der Ausführungsperiode der Verriegelungssteuerung geschaltet (was ein Beispiel der ”Verriegelungssteuerperiode” gemäß der Erfindung ist).
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Sobald die Dauerzustandsspannung Vp bestimmt worden ist, schaltet die ECU 100 die Dämpfungsverstärkung D2 mit Bezug auf den Verstärker 108 des Geschwindigkeitssteuerungsblocks 100B von D2base für normale Steuerung (was ein Beispiel des ”Referenzwerts korrespondierend mit dem entriegelten Zustand” gemäß der Erfindung ist) auf D2lock (D2lock >> D2base), das heißt Festlegung für Verriegelungssteuerung (Schritt S108). Der Betrieb mit Bezug auf Schritt S108 ist ein Beispiel des Betriebs der ”ersten Steuerung gemäß der Erfindung”, der, gemäß der Erfindung, ”die Dämpfungsverstärkung größer einem Referenzwert korrespondierend mit dem entriegelten Zustand festlegt”.
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Die Dämpfungsverstärkung D2lock für die Verriegelungssteuerung ist hier ein Wert, der relativ zu der Dämpfungsverstärkung D2base für normale Steuerung ausreichend groß ist. Da eine Erhöhung der Dämpfungsverstärkung D2 eine Zunahme des Effekts des Geschwindigkeitssteuerungsblocks 100B bewirkt, wenn, zusammen mit der schrittweisen Änderung der Dauerzustandsverstärkung P wie vorher beschrieben (Aktion mit Bezug auf Schritt S106), die Antriebsspannung V bestimmt wird, demonstriert bzw. zeigt der Geschwindigkeitssteuerungsblock 100B eine Steuerungsrolle während der Ausführungsperiode der Verriegelungssteuerung.
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Sobald die Dämpfungsverstärkung D2lock für die Verriegelungssteuerung festgelegt worden ist, berechnet die ECU 100 eine Dämpfungsspannung Vd, die die Antriebsspannung V des VGRS-Motors 202 festlegt, gemäß der folgenden Formel (2) (Schritt S109). Weiterhin ist der Betrieb mit Bezug auf Schritt S109 gleichbedeutend mit dem Betrieb des Verstärkers 108 in 2. Vd(n) = θ'act × D2lock (2)
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Sobald die Dauerzustandsspannung Vp und die Dämpfungsspannung Vd bestimmt worden sind, berechnet die ECU 100 die Zielantriebsspannung Vtag des VGRS-Antriebs 200 gemäß der folgenden Formel (3) (Schritt S110). Weiterhin ist der Betrieb mit Bezug auf Schritt S110 gleichbedeutend mit dem Betrieb des Subtrahierers 106 in 2. Vtag = Vp(n) – Vd(n) (3)
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Sobald die Zielantriebsspannung Vtag bestimmt worden ist, treibt die ECU 100 den VGRS-Antrieb 200 durch Steuern des Antriebs der VGRS-Antriebseinrichtung 300 an, so dass die bestimmte Zielantriebsspannung Vtag erhalten wird (Schritt S111).
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Wenn der VGRS-Antrieb 200 angetrieben ist, bestimmt die ECU 100, ob Verriegelung des VGRS-Antriebs 200 durch den Verriegelungsmechanismus 203 abgeschlossen worden ist oder nicht (Schritt S112).
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Wie vorher beschrieben, besteht die Steuerung des Verriegelungsmechanismus 203 hier in dieser Ausführungsform während Ausführung der Verriegelungssteuerung nur aus Unterbrechen der Anwendung von Strom an der Magnetspule 203c und, genau genommen, kann nicht erfasst werden, ob sich der Verriegelungshebel 203b und der Verriegelungshalter 203a zusammen eingepasst haben oder nicht.
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Somit beendet die ECU 100 die Verriegelungssteuerung an dem Punkt, an dem eine vorläufig experimentell angepasste Zeitdauer von der Zeit des Veranlassens der Verriegelungssteuerung abgelaufen ist. In Schritt S112 wird nämlich eine Bestimmung gemacht, ob der Wert einer internen Zeit der ECU 100, die zu der Zeit des Veranlassen der Verriegelungssteuerung zum Zählen veranlasst worden ist, einen festgelegten Wert erreicht hat oder nicht.
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Für den Fall, dass die Verriegelung nicht abgeschlossen ist (wenn die abgelaufene Zeit kürzer als der festgelegte Wert ist) (NEIN in Schritt S112), führt die ECU 100 die Verarbeitung zu Schritt S102 zurück und wiederholt den Ablauf der Verarbeitung. Für den Fall, dass die Verriegelung abgeschlossen ist (wenn die abgelaufene Zeit länger als oder gleich dem festgelegten Wert ist) (JA in Schritt S112), beendet die ECU 100 die Verriegelungssteuerung. Die Verriegelungssteuerung wird in der oben beschriebenen Weise ausgeführt.
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Auf diese Weise werden gemäß der Verriegelungssteuerung gemäß dieser Ausführungsform Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202, welche durch Schwankungen in der Lenklast verursacht sind, begrenzt durch (1) Begrenzen von Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202 als ein Ergebnis von Schalten der Dämpfungsverstärkung D2 des Geschwindigkeitssteuerungsblocks 100B auf die Dämpfungsverstärkung für Verriegelungssteuerung D2lock, (2) Begrenzen von Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202 als eine Basiseigenschaft während der Verriegelungssteuerung als ein Ergebnis von schrittweisem Vermindern der Dauerzustandsverstärkung P des Positionssteuerungsblock 100A durch eine schrittweise Änderungshöhe ΔP3 und (3) Korrigieren der Dauerzustandsverstärkung durch Erhöhen oder Vermindern relativ zu einer Zunahme oder Abnahme in der Lenklast (dem Lenkdrehmoment MT in dieser Ausführungsform).
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Die Robustheit der Drehzahl des VGRS-Motors 202 wird nämlich verbessert, Zunahmen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202 sind zumindest begrenzt, und vorteilhafterweise wird diese Geschwindigkeit vermindert und idealerweise wird diese Geschwindigkeit bei NULL oder nahe NULL behalten. Somit wird die physische (Schlag)Wirkung verringert, wenn sich der Verriegelungshebel 203b in die Aussparungen des Verriegelungshalters 203a einfügt.
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Weiterhin ist in dieser Ausführungsform, obwohl die Dauerzustandsverstärkung P im Wesentlichen in die Richtung einer Verminderung durch den schrittweisen Änderungsvorgang mit Bezug auf Schritt S106 bewegt wird, unter Berücksichtigung der vorher beschriebenen Formel (1) die Verminderung der Dauerzustandsverstärkung P gleichbedeutend mit einer Verminderung der Lageabweichung e. Somit kann die ECU 100 auch die Lageabweichung e durch, zum Beispiel, Ersetzen der Zielposition θtag für die aktuelle Position θact vermindern, anstatt die Dauerzustandsverstärkung P zu vermindern.
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Auf der anderen Seite nimmt, wenn die Dauerzustandsspannung Vp vermindert wird, der Effekt der Dämpfungsspannung Vd1 auf die Positionssteuerspannung zu. Somit kann, wenn die Dämpfungsverstärkung D1 in dem Positionssteuerungsblock 100A erhöht wird, während die Dauerzustandsspannung Vp vermindert wird, der Effekt der Begrenzung von Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202 angemessen sichergestellt werden.
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Die ”Dämpfungsverstärkung” gemäß der Erfindung bezieht sich nämlich nicht notwendigerweise nur auf die Dämpfungsverstärkung D2, sondern sie kann sich auch auf die Dämpfungsverstärkung D1 beziehen. Um eine zusätzliche Erklärung hierzu bereit zu stellen: die Erfindung legt ihren technischen Kern auf das Begrenzen von Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202 während der Verriegelungssteuerperiode und darauf, welche Dämpfungsverstärkung (oder andere Verstärkung, die eine gleichbedeutende Wirkung hat, wie die Dämpfungsverstärkung) des Antriebssteuersystems des VGRS-Motors 202 verwendet wird, um die Begrenzung solcher Erhöhungen der Geschwindigkeit zu realisieren, wobei sie verschiedene Formen korrespondierend mit dem praktischen Aspekt des Antriebssteuersystems haben kann.
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Weiterhin sind in der Verriegelungssteuerung gemäß dieser Ausführungsform beide, ein charakteristischer technischer Gegenstand zum Festlegen der Dauerzustandsverstärkung P korrespondierend mit der Lenklast (der technische Gegenstand mit Bezug auf die zweite Steuerung gemäß der Erfindung) und ein charakteristischer technischer Gegenstand zum Festlegen der Dämpfungsverstärkung D2 (oder der Dämpfungsverstärkung D1 wie vorher beschrieben), um ausreichend größer als ein Referenzwert während normaler Steuerung zu sein (der technische Gegenstand mit Bezug auf die erste Steuerung gemäß der Erfindung) darin enthalten, wodurch Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202 besonders vorteilhaft begrenzt werden.
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Wie auch immer, es versteht sich von selbst, dass, selbst wenn diese technischen Gegenstände jeweils unabhängig voneinander verwendet werden, immer noch ein ausreichend praktischer Effekt der Begrenzung von Erhöhungen der Geschwindigkeit des VGRS-Motors 202 erhalten werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern kann vielmehr entsprechend innerhalb eines Bereichs modifiziert werden, der nicht von dem Inhalt oder der Idee der Erfindung abweicht, wie sie aus den Ansprüchen und der gesamten Beschreibung bestimmt werden kann, und eine Steuerung einer Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis, die aus einer Aufnahme solcher Modifikationen resultiert, ist auch von dem technischen Rahmen der Erfindung umfasst.
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Die Erfindung kann verwendet werden, um eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis wie VGRS, das ein variables Steuern des Lenkübertragungsverhältnisses ermöglicht, zu steuern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2008-068782 A [0002, 0002, 0004, 0008, 0009, 0011]
- JP 2009-166598 A [0003, 0011]
