-
Querverweis auf in Beziehung stehende Anmeldung
-
Die Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nummer 2015-092976 , die am 30. April 2015 eingereicht wurde, wobei die Offenbarung von dieser hier durch Bezugnahme eingearbeitet ist.
-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine elektrische Servolenksteuervorrichtung, die unter Verwendung eines Motors einen durch einen Fahrer vorgenommenen Lenkvorgang unterstützt.
-
Stand der Technik
-
Als die elektrische Servolenksteuervorrichtung, die vorstehend beschrieben ist, ist eine Vorrichtung bekannt, die eine grundlegende Steuervariable auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses eines Drehmomentsensors zum Erfassen eines Lenkdrehmoments berechnet und das Lenkdrehmoment mit einer Konfiguration abschätzt, die den Drehmomentsensor nicht verwendet, wenn der Drehmomentsensor abnorm ist (es wird sich zum Beispiel auf Patentliteratur 1 bezogen). Bei diese Art von elektrischer Servolenksteuervorrichtung wird, wenn der Drehmomentsensor Fehlfunktionen hat, die grundlegende Steuervariable auf der Grundlage des Lenkdrehmoments berechnet, das auf der Grundlage eines weiteren Signals abgeschätzt wurde. Jedoch erhöht sich, wenn ein Erfassungszyklus des erlangbaren abgeschätzten Lenkdrehmoments länger als ein Erfassungszyklus des Drehmomentsensors ist, eine Drehmomentschwingung aufgrund einer Verringerung beim Erfassungszyklus (ein längerer Erfassungszyklus). Um mit einem solchen Problem umzugehen, stabilisiert Patentliteratur 1 ein Steuersystem, indem ein Dämpfungsdrehmoment, das auf der Grundlage eines Lenkwinkels eingestellt wurde, von der grundlegenden Steuervariablen subtrahiert wird.
-
Literatur nach dem Stand der Technik
-
Patentliteratur
-
- Patentliteratur 1: JP 2014-141173 A
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Bei der vorstehend beschriebenen elektrischen Servolenksteuervorrichtung kann, wenn der Erfassungszyklus des Lenkdrehmoments, der während der Fehlfunktionen des Drehmomentsensors erlangt wird, sich stark verringert, die Vibration nicht ausreichend mit nur dem Dämpfungsdrehmoment unterdrückt werden, das auf der Grundlage einer Lenkwinkelgeschwindigkeit eingestellt wird. In einigen Fällen kann das Steuersystem instabil werden.
-
Die vorliegende Offenbarung wird im Hinblick auf die vorstehenden Schwierigkeiten getätigt und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine elektrische Servolenksteuervorrichtung vorzusehen, die einen Lenkvorgang unterstützt, der durch einen Fahrer ausgeführt wird, und zwar unter Verwendung eines Motors, und in der Lage ist, ein Steuersystem zu stabilisieren, wenn ein Drehmomentsensor Fehlfunktionen hat.
-
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine elektrische Servolenksteuervorrichtung, die eine Lenkbetätigung, die durch einen Fahrer ausgeführt wird, mit einem Motor unterstützt, auf: eine Solldrehmomentberechnungseinheit, die konfiguriert ist, um ein Solllenkmoment zu berechnen, eine Unterstützungsdrehmomenteinheit, die konfiguriert ist, ein Unterstützungsdrehmoment zu berechnen, das ermöglicht, dass ein Ist-Lenkdrehmoment nahe dem Solldrehmoment folgt, und zwar entsprechend einer Differenz zwischen dem Solllenkdrehmoment und dem Ist-Lenkdrehmoment, eine Motorantriebseinheit, die konfiguriert ist, einen Motor anzutreiben, der auf einen Lenksystemmechanismus wirkt, sodass der Lenksystemmechanismus einen Lenkwinkel eines Fahrzeugs entsprechend dem Unterstützungsdrehmoment ändert, und eine Folgefähigkeitsänderungseinheit, die konfiguriert ist, eine Abnormität eines Drehmomentsensors zu erfassen, der das Ist-Lenkdrehmoment erfasst. Wenn eine Abnormität im Drehmomentsensor erfasst wird, verschlechtert die Folgefähigkeitsänderungseinheit eine Folgefähigkeit des Ist-Lenkdrehmoments gegenüber dem Solllenkdrehmoment, das durch das Unterstützungsdrehmoment gesteuert wird, das in der Unterstützungsdrehmomentberechnungseinheit berechnet wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem keine Abnormität im Drehmomentsensor erfasst wird. Entsprechend der elektrischen Servolenksteuervorrichtung, die vorstehend beschrieben wurde, verschlechtert sich, selbst wenn der Erfassungszyklus oder die Erfassungsgenauigkeit des Lenkdrehmoments sich in einem abnormen Zustand des Drehmomentsensors im Vergleich mit einem Normalzustand verringert, die Folgefähigkeit des Lenkdrehmoments in Bezug auf das Solldrehmoment, damit die Vibration verringert wird und damit das Steuersystem stabil arbeitet.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher. In den Zeichnungen:
-
ist 1 eine Konfigurationsdarstellung, die eine schematische Konfiguration einer elektrischen Servolenksteuervorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt,
-
ist 2 eine Konfigurationsdarstellung, die eine schematische Konfiguration eines Steuermechanismus einer ECU darstellt,
-
ist 3 eine graphische Darstellung, die einen Unterschied zwischen einem Ist-Lenkdrehmoment und einem abgetasteten Lenkdrehmoment darstellt,
-
ist 4 eine Konfigurationsdarstellung, die eine schematische Konfiguration einer Steuereinheit entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt,
-
ist 5 eine graphische Darstellung, die ein Modifikationsbeispiel einer Steuerverstärkung beim ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
-
ist 6 eine graphische Darstellung, die die Wirkungen der vorliegenden Offenbarung darstellt,
-
ist 7 eine Konfigurationsdarstellung, die eine schematische Konfiguration einer Steuereinheit entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt,
-
ist 8 ein Kurvendiagramm, das eine Frequenzkennlinie eines Filters darstellt,
-
ist 9 eine Konfigurationsdarstellung, die eine schematische Konfiguration einer Steuereinheit entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel darstellt, und
-
ist 10 eine graphische Darstellung, die ein Modifikationsbeispiel einer Steuerverstärkung entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
-
Ausführungsbeispiele zur Ausführung der Erfindung
-
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
-
(Erstes Ausführungsbeispiel)
-
Wie es in 1 gezeigt ist, ist eine elektrische Servolenksteuervorrichtung 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel bei einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem PKW, vorgesehen und unterstützt diese die Betätigung eines Lenkrades 2 durch einen Fahrer mit einem Motor 6. Das Lenkrad 2 ist an einem Ende einer Lenkwelle 3 befestigt, das andere Ende der Lenkwelle 3 ist mit einem Drehmomentsensor 4 verbunden und das andere Ende des Drehmomentsensors 4 ist mit einer Zwischenwelle 5 verbunden. In der folgenden Beschreibung wird sich auf den gesamten Wellenkörper, der sich von der Lenkwelle 3 zur Zwischenwelle 5 über den Drehmomentsensor 4 erstreckt, insgesamt als „Lenkwelle” bezogen.
-
Der Drehmomentsensor 4 ist ein Sensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments Ts. Genauer gesagt weist der Drehmomentsensor 4 einen Torsionsstab auf, der die Lenkwelle 3 mit der Zwischenwelle 5 koppelt, und erfasst dieser ein Drehmoment, das auf den Torsionsstab aufgebracht wird, auf der Grundlage eines Torsionswinkels des Torsionsstabes.
-
Der Motor 6 unterstützt eine Lenkkraft des Lenkrades 2 und eine Rotation des Motors 6 wird zur Zwischenwelle 5 über einen Untersetzungsmechanismus 6a übertragen. Genauer gesagt weist der Untersetzungsmechanismus 6a ein Schneckenrad, das an einem distalen Ende einer Rotationswelle der Motors 6 vorgesehen ist, und ein Schneckenzahnrad auf, das in der Zwischenwelle 5 in einem Zustand koaxial angeordnet ist, dass dieses mit dem Schneckenrad in Eingriff steht. Mit der vorstehenden Konfiguration wird die Rotation des Motors 6 zur Zwischenwelle 5 übertragen. Im umgekehrten Fall wird, wenn die Zwischenwelle 5 durch die Betätigung des Lenkrades 3 oder eine Reaktionskraft (Straßenoberflächenreaktionskraft) von einer Straßenoberfläche in Rotation versetzt wird, die Rotation der Zwischenwelle 5 zum Motor 6 über den Untersetzungsmechanismus 6a übertragen und wird der Motor 6 ebenfalls gedreht.
-
Der Motor 6 ist zum Beispiel als ein bürstenloser Motor konfiguriert und weist intern einen Rotationssensor, wie zum Beispiel ein Drehsensor auf, um einen Rotationzustand des Motors 6 auszugeben. Der Motor 6 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann zumindest eine Motordrehzahl ω (eine Information, die eine Rotationswinkelgeschwindigkeit anzeigt) als Rotationszustand von dem Rotationssensor ausgeben.
-
Das andere Ende der Zwischenwelle 5, dessen eines Ende mit dem Drehmomentsensor 4 an einer entgegengesetzten Seite verbunden ist, ist mit einem Lenkgetriebegehäuse 7 verbunden. Das Lenkgetriebegehäuse 7 ist durch einen Getriebemechanismus mit Zahnstange und Ritzel konfiguriert und Zähne der Zahnstange stehen mit dem Ritzel in Eingriff, das an dem andern Ende der Zwischenwelle 5 angeordnet ist. Aus diesem Grunde wird, wenn der Fahrer das Lenkrad 2 antreibt, die Zwischenwelle 5 gedreht (das heißt das Ritzel wird gedreht), um dadurch die Zahnstange horizontal zu bewegen. Jeweilige Verbindungsstangen 8 sind an beide Enden der Zahnstange gepasst und die Verbindungsstangen 8 bewegen sich horizontal hin- und hergehend zusammen mit der Zahnstange. Als ein Ergebnis drücken oder ziehen die Verbindungsstangen 8 jeweilige Spurhebel 9 an Spitzen der Verbindungsstangen 8, um dadurch eine Ausrichtung der jeweiligen Reifen 10, die die gelenkten Räder sind, zu ändern.
-
Bei der vorstehenden Konfiguration wird, wenn der Fahrer das Lenkrad 2 dreht (lenkt), die Rotation des Lenkrades 2 zu dem Lenkgetriebegehäuse 7 über die Lenkwelle 3, den Drehmomentsensor 4 und die Zwischenwelle 5 übertragen. Die Drehung der Zwischenwelle 5 wird in einer Horizontalbewegung der Verbindungsstangen 8 innerhalb des Lenkgetriebegehäuses 7 umgewandelt und sowohl der rechte als auch der linke Reifen 10 werden mit der Bewegung der Verbindungsstangen 8 gesteuert.
-
Eine elektrische Steuereinheit (ECU) 15 wird mit einer elektrischen Energie von einer nicht gezeigten, am Fahrzeug montierten Batterie betrieben. Die ECU 15 berechnet auf der Grundlage eines Lenkdrehmoments Ts, das durch den Drehmomentsensor 4 erfasst wird, einer Motordrehzahl ω des Motors 6 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 erfasst wird, einen Unterstützungsdrehmomentbefehl Ta. Die ECU 15 bringt eine Antriebsspannung Vd, die einem Berechnungsergebnis entspricht, auf den Motor 6 auf, um dadurch die Größe einer Unterstützung einer Kraft des Fahrers zum Rotieren des Lenkrades 2 zu steuern (ferner eine Kraft zum Lenken der beiden Reifen 10).
-
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist, da der Motor 6 ein bürstenloser Motor ist, die Antriebsspannung Vd, die von der ECU 15 zum Motor 6 ausgegeben (auf diesen aufgebracht) wird, Antriebsspannung Vdu, Vdv und Vdw der drei Phasen (U, V, W) detailliert auf. Die Antriebsspannung Vdu, Vdv und Vdw für diese Phasen werden von dem ECU 15 auf den Motor 6 aufgebracht (Antriebsströme für die jeweiligen Phasen werden zugeführt), um dadurch die Drehung des Motors 6 zu steuern. Ein Verfahren zum Antreiben (zum Beispiel ein PWM-Antreiben) des bürstenlosen Motors mit den Antriebsspannungen der drei Phasen und einer Antriebsschaltung (wie zum Beispiel eine Dreiphasenbipolartreiberschaltung) zum Erzeugen der Antriebsspannungen der drei Phasen ist bekannt und eine detaillierte Beschreibung wird daher unterbunden.
-
Die ECU 15 steuert direkt die Antriebsspannung Vd, die auf den Motor 6 aufgetragen werden soll, um dadurch den Motor 6 zu steuern. Mit der Steuerung des Motors 6 steuert die ECU 15 im Ergebnis einen Lenksystemmechanismus 100, der durch den Motor 6 angetrieben wird. Somit ist ein Steuerziel der ECU 15 der Lenksystemmechanismus 100. Der Lenksystemmechanismus 100 ist ein Gesamtmechanismus mit der Ausnahme der ECU 15 in der Systemkonfigurationsdarstellung, die in 1 gezeigt ist. Das heißt, dass sich der Lenksystemmechanismus 100 von dem Lenkrad 2 zu den jeweiligen Reifen 10 erstreckt, durch die die Lenkkraft des Lenkrades 2 übertragen wird.
-
Als nächstes wird eine schematische Konfiguration (Steuermechanismus) der ECU 15 unter Bezugnahme auf ein Blockdiagramm von 2 beschrieben. Bei dem Steuermechanismus der in 2 dargestellten ECU 15 sind die jeweiligen Einheiten mit der Ausnahme einer Stromrückführeinheit 42 und ein Teil der Funktionen der Stromrückführeinheit 42 tatsächlich umgesetzt, indem einer nicht dargestellten CPU, die in der ECU 15 vorgesehen ist, gestattet wird, ein vorbestimmtes Steuerprogramm auszuführen. Anders ausgedrückt sind unterschiedliche Funktionen, die durch die CPU umgesetzt werden, in jeweilige Funktionsblöcke, die in 2 gezeigt sind, unterteilt. Als ein Beispiel ist der Steuermechanismus, der in diesen jeweiligen Diagrammen dargestellt ist, durch ein Softwareprogramm umgesetzt und es ist unnötig zu erwähnen, dass alle oder ein Teil des Steuermechanismus, der in 2 dargestellt sind, und so weiter durch eine Hardwareschaltung, wie zum Beispiel eine Logikschaltung, umgesetzt sein kann.
-
Wie es in 2 dargestellt ist, weist die ECU 15 eine grundlegende Unterstützungseinheit 20, eine Korrektureinheit 30, eine Addiereinheit 41, eine Stromrückführeinheit 42, eine Abnormitätsbestimmungseinheit 40 und eine Lenkdrehmomentberechnungseinheit 45 auf. Die grundlegende Unterstützungseinheit 20 erzeugt einen grundlegenden Unterstützungsbefehl Tb*. Die grundlegende Unterstützungseinheit 20 ist als ein Block konfiguriert, damit die Kennlinie einer Lenkreaktionskraft (Lenkdrehmoment) entsprechend einer Straßenoberflächenreaktionskraft (Straßenoberflächenlast) umgesetzt wird, das heißt, es wird realisiert, dass die Reaktion (Reaktionskraft) entsprechend der Straßenoberflächenlast quasi stetig zum Fahrer übertragen wird, damit es für den Fahrer einfacher wird, einen Zustand des Fahrzeuges und einen Zustand der Straßenoberfläche zu begreifen.
-
Die grundlegende Unterstützungseinheit 20 weist eine Lastabschätzeinrichtung 21, eine Zielerzeugungseinheit 22, eine Abweichungsberechnungseinheit 23 und eine Steuereinheit 24 auf. Die grundlegende Unterstützungseinheit 20 erzeugt den grundlegenden Unterstützungsbefehl Tb* zum Unterstützen der Betätigung des Lenkrades 2 auf der Grundlage des Lenkdrehmomentes Ts, sodass das Lenkdrehmoment Ts sich entsprechend der Straßenoberflächenlast ändert, die auf jeden Reifen 10 von der Straßenoberfläche aufgebracht wird.
-
Die Lastabschätzungseinrichtung 21 schätzt die Straßenoberflächenlast auf der Grundlage des grundlegenden Unterstützungsbefehls Tb* und des Lenkdrehmoments Ts ab. Die Zielerzeugungseinheit 22 erzeugt ein Solllenkdrehmoment Ts*, das ein Sollwert des Lenkdrehmoments ist, auf der Grundlage der Straßenoberflächenlast (der abgeschätzten Last Tx), die durch die Lastabschätzeinrichtung 21 abgeschätzt wurde. Die Abweichungsberechnungseinrichtung 23 berechnet eine Drehmomentabweichung ΔTs, die eine Differenz zwischen dem Lenkdrehmoment Ts und dem Solllenkdrehmoment Ts* ist. Die Steuereinheit 24 erzeugt den grundlegenden Unterstützungsbefehl Tb*, der die Unterstützungslenkkraft anzeigt, sodass die Drehmomentabweichung ΔTs sich auf null verringert, auf der Grundlage der Drehmomentabweichung ΔTs, das heißt zum Erzeugen der Unterstützungslenkkraft (auf die sich ebenfalls als Unterstützungsdrehmoment oder Unterstützungsgröße bezogen wird) entsprechend der Straßenoberflächenlast.
-
Da der grundlegende Unterstützungsbefehl Tb*, der auf diese Weise erzeugt wird, ein Drehmomentbefehl zum Erzeugen der Unterstützungslenkkraft entsprechend der Straßenoberflächenlast ist, kann die Kennlinie der Lenkreaktionskraft entsprechend zumindest der Straßenoberflächenlast umgesetzt werden, sogar indem lediglich der grundlegende Unterstützungsbefehl Tb* in die Stromrückführeinheit 42 eingegeben wird.
-
Die Korrektureinheit 30 erzeugt einen Korrekturdrehmomentbefehl Tr. Die Korrektureinheit 30 ist ein Block zum Umsetzten einer Betriebsstabilität (Fahrzeugbewegungskennlinie) des gesamten Fahrzeuges. Anders ausgedrückt ist die Korrektureinheit 30 ein Block zum Verringern eines instabilen Verhaltens (Vibrationsverhaltens oder von ähnlichem), das zum Lenkrad aufgrund des instabilen Verhaltens Fahrzeuges übertragen wird, sodass das Verhalten (Verhalten während des Lenkens der jeweiligen Reifen 10) des Fahrzeuges eine gewünschte Verhaltenskennlinie wird (genauer gesagt konvergiert das Fahrzeugverhalten in geeigneter Weise). Die Korrektureinheit 30 weist eine Drehmomentkorrektureinheit 31 auf. Die Drehmomentkorrektureinheit 31 erzeugt einen Korrekturdrehmomentbefehl Tr zum Verringern (Konvergieren) des instabilen Verhaltens, das vorstehend beschrieben wurde, auf der Grundlage des Lenkdrehmoments Ts und der Motordrehzahl ω.
-
Die Addiereinrichtung 41 addiert den grundlegenden Unterstützungsbefehl Tb* zum Korrekturdrehmomentbefehl Tr, um den Unterstützungsdrehmomentbefehl Ta zu erzeugen. Anders ausgedrückt wird der Unterstützungsdrehmomentbefehl Ta durch die Addiereinrichtung 41 erzeugt, indem der grundlegende Unterstützungsbefehl Tb*, der durch die grundlegende Unterstützungseinheit 20 erzeugt wird, zum Korrekturdrehmomentbefehl Tr, der durch die Korrektureinheit 30 erzeugt wird, addiert wird.
-
Die Stromrückführeinheit 42 bringt zum Antreiben des Motors 6 die Antriebsspannung Vd auf den Motor 6 auf der Grundlage des Unterstützungsdrehmomentbefehls Ta auf. Die Stromrückführeinheit 42 bringt die Antriebsspannung Vd auf den Motor 6 auf, sodass ein Drehmoment (Unterstützungslenkkraft) entsprechend dem Unterstützungsdrehmomentbefehl Ta auf das Lenkrad aufgebracht wird (insbesondere die Seite der Reifen 10 des Drehmomentsensors 4). Genauer gesagt stellt die Stromrückführeinheit 42 einen Sollstrom (Sollstrom für jede Phase), der zu jeder Phase des Motors 6 geführt werden soll, auf der Grundlage des Unterstützungsdrehmomentbefehls Ta ein. Die Stromrückführeinheit 42 erfasst einen Zuführstromwert Im von jeder Phase und führt diesen zurück, und steuert die Antriebsspannung Vd (steuert den Zuführstrom), sodass ein Erfassungswert (Zuführstrom Im von jeden Phase) des zugeführten Stroms Im mit einem Sollstrom zusammenpasst, um dadurch eine gewünschte Unterstützungslenkkraft für die Lenkwelle zu erzeugen.
-
Die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 erfasst eine Abnormität des Drehmomentsensors 4, indem ein Signal überwacht wird, das vom Drehmomentsensor 4 ausgegeben wird. Beispielsweise bestimmt, wenn ein Signal von dem Drehmomentsensor 4 innerhalb einer voreingestellten Referenzdauer nicht erhalten werden kann, oder wenn das Signal sich nicht ändert oder ähnliches, die Abnormitätsbestimmungseinheit 40, dass eine Abnormität im Drehmomentsensor 4 vorhanden ist.
-
Wenn keine Abnormität im Drehmomentsensor 4 vorhanden ist, wird das Lenkdrehmoment Ts, das durch den Drehmomentsensor 4 erfasst wird, zur Steuereinheit 24 eingegeben.
-
In diesem Beispiel erfasst, wenn bestimmt wird, dass eine Abnormität im Drehmomentsensor ist, in dem Fall einer Konfiguration, in dem eine Vielzahl von Systemen von Drehmomentsensoren montiert sind, die Lenkdrehmomentberechnungseinheit 45 das Lenkdrehmoment unter Verwendung eines Signals des Drehmomentsensors in dem keine Abnormität auftritt. In dieser Konfiguration kann, wie es in 3 dargestellt ist, da Zeit benötigt wird, um den Drehmomentsensor zu überwachen, in dem die Abnormität auftritt, ein Erfassungszyklus (Abtastzyklus) des Lenkdrehmoments länger als eine Erfassungsperiode an einem Normalzustand sein. Andererseits schätzt in einer Konfiguration, bei der nur ein Drehmomentsensor montiert ist, die Lenkdrehmomentberechnungseinheit 45 das Lenkdrehmoment aus einem Gierratensignal ab, das ein anderes Signal vom Gierratensensor 12 oder ähnlichem ist. Bei dieser Konfiguration wird unter Verwendung eines Signals, das einen längeren Zyklus als den Abtastzyklus des Drehmomentsensors hat, der Erfassungszyklus (Abtastzyklus) des Lenkdrehmoments länger im Vergleich zum Erfassungszyklus im Normalzustand, wie im vorherigen Ausführungsbeispiel. Wenn der Erfassungszyklus des Lenkdrehmoments länger wird, beeinflusst der längere Erfassungszyklus das Unterstützungsdrehmoment, das auf der Grundlage des Lenkdrehmoments berechnet wurde. Als ein Ergebnis erhöht sich die Vibration des Steuersystems im Vergleich zum Normalzustand. Ferner wird, wenn der Erfassungszyklus des Drehmoments stark abfällt, das Steuersystem instabil, was die elektrische Servolenkung negativ beeinflusst.
-
Aus diesem Grunde gibt in dem Fall, in dem die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 einen Änderungsbefehl CH aus, der eine Verringerung bei der Folgefähigkeit befiehlt, im Vergleich mit einem Fall, in dem die Abnormität des Drehmomentsensors 4 nicht erfasst wird. Hier ist die Folgefähigkeit ein Parameter, der anzeigt, wie nahe das Lenkdrehmoment, das durch die Steuereinheit 24 gesteuert wird, dem Solldrehmoment ist. Genauer gesagt besteht die Tendenz, wenn der Tastzyklus des Lenkdrehmoments Ts länger wird, dass das Steuersystem instabil wird. In diesem Fall wird die Folgefähigkeit des Lenkdrehmoments zum Solldrehmoment verringert, damit der instabile Zustand des Steuersystems verhindert wird.
-
Detailliert weist, wie es in 4 dargestellt ist, die Steuereinheit 24 eine Kennlinienbestimmungseinrichtung 25 auf. Die Kennlinienbestimmungseinrichtung 25 gibt eine PID-Verstärkung zur Drehmomentabweichung ΔTs, damit die Steuerkennlinie bestimmt wird. Es ist festzuhalten, dass die Kennlinienbestimmungseinrichtung 25 ein bekanntes Verfahren ist, das einen mathematischen Ausdruck, der eine allgemeine Proportional-Integral-Differential(PID)-Steuerung für die Diskretisierung ausdrückt, bilinear umwandelt und eine Steuerstruktur auf der Grundlage eines mathematischen Ausdrucks, der durch die Umwandlung erhalten wird, umsetzt.
-
Ferner weist die Kennlinienbestimmungseinrichtung 25 eine Proportionalverstärkungszuweisungseinrichtung 251, eine Integralverstärkungszuweisungseinrichtung 252 und eine Differentialverstärkungszuweisungseinrichtung 253 auf. Die Proportionalverstärkungszuweisungseinrichtung 251 weist eine Verstärkung Kp einer Proportionalwertkomponente zu, die zur Abweichung ΔTs proportional ist.
-
Ferner weist die Integralverstärkungszuweisungseinrichtung 252 eine Verstärkung Ki einer Integralwertkomponente zu, die für das Integrieren der Abweichung ΔTs verwendet wird. Ferner weist die Differentialverstärkungszuweisungseinrichtung 253 eine Verstärkung Kd eine Differentialwertkomponente zu, die erhalten wird, indem die Abweichung ΔTs differenziert wird.
-
Die Verstärkungen der Verstärkungszuweisungseinrichtungen 251 bis 253 werden entsprechend einem Änderungsbefehl CH von der Abnormitätsbestimmungseinheit 40 eingestellt. Genauer gesagt wird, wie es in (a) von 5 dargestellt ist, zum Beispiel eine Proportionalverstärkung Kpa, die eingestellt wird, wenn der Drehmomentsensor 4 abnorm ist, eingestellt, um einen kleineren Wert als die Proportionalverstärkung Kp zu haben, die eingestellt ist, wenn der Drehmomentsensor 4 normal ist. In ähnlicher Weise werden eine Integralverstärkung Kia, die in (b) von 5 dargestellt ist, und eine Differentialverstärkung Kda, die in (c) von 5 dargestellt ist, wobei beide eingestellt werden, wenn der Drehmomentsensor 4 abnorm ist, eingestellt, sodass diese kleinere Wert als die Integralverstärkung Ki und die Differentialverstärkung Kd haben, die eingestellt werden, wenn der Drehmomentsensor 4 normal ist.
-
Währenddessen verbessert sich die Folgefähigkeit (Ansprechverhalten) des Lenkdrehmoments auf das Solldrehmoment mit einer Erhöhung der Verstärkungen, die durch die Verstärkungszuweisungseinrichtung 251 bis 323 zugewiesen werden, und die Folgefähigkeit verschlechtert sich mit einer Verringerung der Verstärkungen. Anders ausgedrückt wird, wenn die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, die Folgefähigkeit verringert.
-
In der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1 berechnen die Lastabschätzeinrichtungen 21 und die Zielerzeugungseinheit 22 das Solldrehmoment auf der Grundlage des Lenkdrehmoments, was ein Drehmoment in einer Axialrichtung ist und das auf die Lenkwelle aufgebracht wird, die während einer Lenkbetätigung, die beim Fahrzeug vorgenommen wird, rotiert. Ferner berechnet die Steuereinheit 24 das Hilfsdrehmoment zum Steuern des Lenkdrehmoments nahe dem Solldrehmoment entsprechend der Abweichung zwischen dem Solldrehmoment und dem Lenkdrehmoment. Ferner treibt die Stromrückführeinheit 42 den Motor 6 an, der auf das Steuerziel 100 einwirkt, entsprechend dem Hilfsdrehmoment. Hier ändert das Steuerziel 100 den Lenkwinkel des Fahrzeuges. Ferner erfasst die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 die Abnormität des Drehmomentsensors 4, der das Lenkdrehmoment erfasst.
-
In dem Fall, in dem die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, verschlechtert die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 die Folgefähigkeit des Lenkdrehmoments auf das Solldrehmoment, das durch die Steuereinheit 24 gesteuert wird, in Vergleich mit der Folgefähigkeit, wenn die Abnormität des Drehmomentsensors 4 nicht erfasst wird.
-
Entsprechend der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1 gemäß Vorbeschreibung kann, wenn der Drehmomentsensor 4 Fehlfunktionen hat, selbst wenn der Erfassungszyklus des Lenkdrehmoments sich verringert, die Lenkbetätigung in angemessener Weise unterstützt werden. Insbesondere wird, wenn der Drehmomentsensor 4 abnorm ist, die Folgefähigkeit des Lenkdrehmoments zum Solldrehmoment bei der Berechnung des Unterstützungsdrehmoments verringert. Als ein Ergebnis kann, selbst wenn der Erfassungszyklus des Lenkdrehmoments sich verringert, die Vibration beschränkt werden und kann das Steuersystem stabil betrieben werden.
-
Zum Beispiel ändert sich in dem Fall, in dem die Folgefähigkeit nicht geändert wird, selbst wenn der Drehmomentsensor 4 abnorm ist, wie es in (a) von 6 dargestellt ist, das Lenkdrehmoment (StrTrq) sich, um mit einer Änderung beim Lenkwinkel (StrAng) zu schwingen. Andererseits kann bei der Konfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wie es in (b) von 6 dargestellt ist, entnommen werden, dass das Lenkdrehmoment (StrTrq) sich gleichmäßig verändert, ohne dass mit einer Änderung beim Lenkwinkel (StrAng) eine Schwingung auftritt.
-
Außerdem ändert bei der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1 gemäß Vorbeschreibung, wenn die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 die Steuerverstärkung, die durch die Steuereinheit 24 bei der Berechnung des Unterstützungsdrehmoments verwendet wird, um dadurch die Folgefähigkeit zu verschlechtern.
-
Entsprechend der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1, die wie vorstehend beschrieben ist, kann das Steuersystem mit einer einfachen Konfiguration zum Ändern der Steuerverstärkung stabil betrieben werden.
-
Ferner ist die Konfiguration zum Ändern der Steuerverstärkung in der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1 als eine PID-Steuereinrichtung konfiguriert.
-
Entsprechend der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1 gemäß Vorbeschreibung kann, da die Steuereinrichtung als PID-Steuereinrichtung konfiguriert ist, die Steuerverstärkung in einfacher Weise geändert werden.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
Als nächstes wird eine elektrische Servolenksteuervorrichtung entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel (einem zweiten Ausführungsbeispiel) werden nur Abschnitte, die sich von denen bei der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, detailliert beschrieben und sind die gleichen Abschnitte, wie die der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel durch identische Bezugszeichen bezeichnet und wird eine Beschreibung von diesen Abschnitten unterlassen.
-
Bei der elektrischen Servolenksteuervorrichtung entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Abnormität eines Drehmomentsensors 4 erfasst wird, die Kennlinie einer Steuereinrichtung unter Verwendung von Filtern 251F, 252F und 253F geändert. Detaillierter weist, wie es in 7 dargestellt ist, eine Kennlinienbestimmungseinrichtung 25 in einer Steuereinheit 24 die Filter 251F, 252F, 253F und Schalter 251S, 252S, 253S auf.
-
Eine Verdrahtung an einer Ausgabeseite einer Proportionalverstärkungszuweiseeinrichtung 251 verzweigt in zwei Systeme. Ein System ist direkt mit einem Anschluss des Schalters 251S verbunden und das andere System ist mit dem anderen Anschluss des Schalters 251S über den Filter 251F verbunden.
-
In ähnlicher Weise befinden sich der Filter 252F und der Schalter 252S an einer Ausgabeseite der Integralverstärkungszuweiseeinrichtung 252 und befinden sich die Filter 253F und der Schalter 253S an der Ausgabeseite der Differentialverstärkungszuweiseeinrichtung 253.
-
Die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 überträgt den Änderungsbefehl CH zu den jeweiligen Schaltern 251S, 252S und 253S entsprechend der Aussage, ob der Drehmomentsensor 4 abnorm ist oder nicht, um dadurch Kontaktpunkte der jeweiligen Schalter 251S, 252S und 253S zu schalten. Anders ausgedrückt werden, wenn die Abnormität des Drehmomentsensors 4 nicht erfasst wird, Kontaktpunkte der jeweiligen Schalter 2515, 252S und 253S mit den Seiten verbunden, wo die Filter 251F, 252F und 253F nicht vorliegen, sodass die Ausgabe von den jeweiligen Zuweisungseinrichtungen 251, 252 und 253 übertragen wird, ohne dass über die jeweiligen Filter 251F, 252F und 253F gegangen wird. Wenn die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, werden Kontaktpunkte der jeweiligen Schalter 2515, 252S und 253S mit den Seiten verbunden, wo die Filter 251F, 252F und 253F vorliegen, sodass die Ausgabe von den jeweiligen Verstärkungszuweisungseinrichtungen 251, 252 und 253 über die jeweiligen Filter übermittelt werden.
-
Die Filter 251F, 252F und 253F können Frequenzkennlinien haben, zum Beispiel wie es in 8 dargestellt ist. Anders ausgedrückt können die Filter 251F, 252F und 253F durch Phasenkompensationsfilter zweiter Ordnung vorgesehen sein. Diese Filter 251F, 252F und 253F werden auf die kleinsten bei der Verstärkung bei der Resonanzfrequenz des Steuerziels (Lenksystemmechanismus) 100 gesetzt und haben eine Funktion eines Kompensierens einer Phasenverzögerung zur gleichen Zeit.
-
Bei der elektrischen Servolenksteuervorrichtung entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel ändert die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 in dem Fall, indem die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, die Kennlinie der Steuereinrichtung, indem die Filter 251F, 252F und 253F, die mit der Steuereinrichtung in Reihe verbunden sind, die Kennlinie der Steuereinrichtung im Vergleich zu einem Fall, in dem die Abnormität des Drehmomentsensors 4 nicht erfasst wird.
-
Entsprechend der elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß Vorbeschreibung kann, selbst wenn die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, die Steuereinrichtung, die verwendet wird, wenn keine Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, verwendet werden.
-
Außerdem ist bei der elektrischen Servolenksteuervorrichtung jeder der Filter 251F, 252F und 253F als ein Sekundärphasenkompensationsfilter für die Phasenkompensation konfiguriert.
-
Gemäß der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1 gemäß Vorbeschreibung wird, da die Phasenkompensationsfilter 251F, 252F und 253F zweiter Ordnung als die Filter 251F, 252F und 253F für die Steuereinrichtung verwendet werden, die Abschwächung bei der Resonanzfrequenz erhöht und kann die Phasenverzögerung kompensiert werden.
-
Die ECU 15 in den vorstehenden Ausführungsbeispielen entspricht der elektrischen Servolenksteuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Offenbarung. Ferner entspricht die Lastabschätzeinrichtung 21 und die Sollerzeugungseinheit 22 in den vorstehenden Ausführungsbeispielen einer Solldrehmomentberechnungseinheit in der vorliegenden Offenbarung und entspricht die Steuereinheit 24 in den vorstehenden Ausführungsbeispielen einer Unterstützungsdrehmomentberechnungseinheit in der vorliegenden Offenbarung.
-
Ferner entspricht die Stromrückführeinheit 42 in den vorstehenden Ausführungsbeispielen einer Motorantriebseinheit in der vorliegenden Offenbarung und entspricht die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 in den vorstehenden Ausführungsbeispielen einer Folgefähigkeitsänderungseinheit in der vorliegenden Offenbarung. Ferner entsprechen die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 und die Lenkdrehmomentberechnungseinheit 45 in den vorstehenden Ausführungsbeispielen einer Lenkdrehmomentberechnungseinheit in der vorliegenden Offenbarung.
-
Die elektrische Servolenksteuervorrichtung entsprechend den vorliegenden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung weist die Solldrehmomentberechnungseinheit, die Unterstützungsdrehmomentberechnungseinheit, die Motorantriebseinheit und die Folgefähigskeitsänderungseinheit auf. Die Solldrehmomentberechnungseinheit berechnet das Solldrehmoment auf der Grundlage des Lenkzustandes des Lenkrades, des Fahrzeugs, des Fahrer und ähnlichem. Die Unterstützungsdrehmomentberechnungseinheit berechnet das Unterstützungsdrehmoment zum Steuern des Lenkdrehmoments nahe dem Solldrehmoment entsprechend der Abweichung zwischen dem Solldrehmoment und dem Lenkdrehmoment. Die Motorantriebseinheit treibt den Motor, der auf den Lenksystemmechanismus wirkt, sodass das Lenksystem den Lenkwinkel des Fahrzeugs ändert, entsprechend dem Unterstützungsdrehmoment an.
-
Außerdem erlangt in dem Fall eine Konfiguration, in der mehrere Systeme von Drehmomentsensoren montiert sind und eine Abnormität in einem Drehmomentsensor erfasst wird, die Lenkdrehmomentberechnungseinheit das Lenkdrehmoment aus dem Signal von dem Drehmomentsensor, der keine Abnormität hat, und steuert diese die Unterstützungsdrehmomentberechnungseinheit, damit die Berechnung unter Verwendung des erlangten Lenkdrehmoments ausgeführt wird. In dem Fall einer Konfiguration, bei der nur ein Drehmomentsensor montiert ist, wird das Lenkdrehmoment aus einem anderen Signal ohne die Verwendung des Signals vom Drehmomentsensor abgeschätzt und wird das Unterstützungsdrehmoment durch die Berechnungseinheit unter Verwendung des abgeschätzten Lenkdrehmoments berechnet. In dem Fall, in dem die Abnormität des Drehmomentsensors erfasst wird, verschlechtert die Folgefähigkeitsänderungseinheit die Folgefähigkeit des Lenkdrehmoments auf das Solldrehmoment, das durch die Unterstützungsdrehmomentberechnungseinheit gesteuert wird, im Vergleich mit der Folgefähigkeit in dem Fall, in dem die Abnormität des Drehmomentsensors nicht erfasst wird.
-
(Andere Ausführungsbeispiele)
-
Die vorliegende Offenbarung ist nicht mit der Begrenzung durch die vorstehenden Ausführungsbeispiele auszulegen. Bezugszeichen, die zum Beschreiben der vorstehenden Ausführungsbeispiele verwendet werden, sind ebenfalls in den Ansprüchen angemessen verwendet, werden aber zum Zwecke des Erleichterns des Verständnisses der Offenbarung entsprechend der jeweiligen Ansprüche verwendet und mit diesen wird nicht beabsichtigt, den technischen Geltungsbereich der Offenbarung entsprechend der jeweiligen Ansprüche zu beschränken. Außerdem kann eine Funktion eines Bestandteils in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen auf eine Vielzahl von Bestandteilen verteilt sein oder können Funktionen einer Vielzahl von Bestandteilen in einen Bestandteil integriert sein. Außerdem kann ein Abschnitt der Konfiguration in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen weggelassen werden, sofern das Problem gelöst werden kann. Zumindest ein Teil der Konfiguration entsprechend dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann mit einer anderen Konfiguration entsprechend dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ergänzt oder durch diese ersetzt werden. Außerdem sind alle Aspekte, die im technischen Geist, der in den beiliegenden Ansprüchen spezifiziert ist, Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung. Darüber hinaus können die Definitionen der jeweiligen Ansprüche zufällig kombiniert werden, soweit dieses möglich ist. In diesem Fall kann ein Teil der Konfiguration ausgeschlossen sein.
-
Die vorliegende Offenbarung kann in unterschiedlichen Formen umgesetzt werden, wie zum Beispiel in einem System, das die elektrische Lenksteuervorrichtung als eine Komponente aufweist, einem Programm zum Steuern eines Computers als elektrische Lenksteuervorrichtung, einem Medium, das das Steuerprogramm speichert, oder einem elektrischen Servolenksteuerverfahren, zusätzlich zur elektrischen Servolenksteuervorrichtung, die vorstehend beschrieben ist.
-
Zum Beispiel können bei der elektrischen Servolenksteuervorrichtung, die vorstehend beschrieben ist, wenn der Drehmomentsensor 4 Fehlfunktionen hat, Verstärkungen, die durch die jeweiligen Verstärkungszuweisungseinrichtungen 251, 252 und 253 zugewiesen werden, geändert werden, oder können Ausgaben von den jeweiligen Verstärkungszuweisungseinrichtungen 251, 252 und 253 durch die Filter 251F, 252F und 253F geändert werden, um dadurch die Folgefähigkeit des Lenkdrehmoments Ts zu ändern. Alternativ dazu kann die Folgefähigkeit des Lenkdrehmoments Ts durch andere Verfahren geändert werden. Zum Beispiel kann die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 die Steuereinrichtung schaltbar verwenden, die sich bei der Steuerverstärkung unterscheiden, in Abhängigkeit davon, ob die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird oder nicht.
-
Genauer gesagt weist bei der Servolenksteuervorrichtung entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel, wie es in 9 dargestellt ist, die Kennlinienbestimmungseinrichtung 25 der Steuereinheit 24 Abnormitätszeitverstärkungszuweisungseinrichtungen 251CH, 252CH und 253CH auf. Die Abnormitätszeitverstärkungszuweisungseinrichtungen 251CH, 252CH und 253CH befinden sich parallel zu den vorstehend beschriebenen Verstärkungszuweisungseinrichtungen 251, 252 beziehungsweise 253 und ein beliebiger von diesen Verstärkungszuweisungseinrichtungen kann durch die Schalter 251S, 252S und 253S ausgewählt werden.
-
Die Abnormitätszeitverstärkungszuweisungseinrichtungen 251CH, 252CH und 253CH sind eingestellt, sodass diese geringere Verstärkungen im Vergleich mit denen der vorstehend beschriebenen Verstärkungszuweisungseinrichtungen 251, 252 beziehungsweise 253 haben. Wenn keine Abnormität beim Drehmomentsensor 4 vorliegt, verbindet die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 die Kontaktpunkte mit den Seiten, wo die Verstärkungszuweisungseinrichtung 251, 252 und 253 vorliegen. Wenn der Drehmomentsensor abnorm ist, verbindet die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 die Kontaktpunkte mit den Abnormitätszweckverwendungsverstärkungszuweisungseinrichtungen 251CH, 252CH und 253CH.
-
Entsprechend der elektrischen Servolenksteuervorrichtung in der vorstehend beschriebenen Modifikation kann die Steuerverstärkung geändert werden, indem die Steuereinrichtung, die verwendet werden soll, geändert wird.
-
Bei der elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß Vorbeschreibung ändert, wenn die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 plötzlich die Steuerverstärkung von einer Verstärkung vor der Änderung zur Sollverstärkung. Alternativ dazu kann die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 die Steuerverstärkung allmählich verändern. Genauer gesagt ändert, wie es in (a) von 10, (b) von 10 und (c) von 10 dargestellt ist, wenn die Abnormität des Drehmomentsensors 4 erfasst wird, die Abnormitätsbestimmungseinheit 40 allmählich die Steuerverstärkung von der Verstärkung vor der Änderung, damit die Sollverstärkung nach ΔT Sekunden erreicht wird.
-
Bei der elektrischen Servolenksteuervorrichtung 1 gemäß Vorbeschreibung wird die Steuerverstärkung allmählich geändert. Somit ist es möglich, das Auftreten eines Stoßes auf das Lenkrad während der Änderung der Steuerverstärkung zu verringern.
