DE112016002345T5 - Steuervorrichtung für eine servolenkvorrichtung und servolenkvorrichtung - Google Patents

Steuervorrichtung für eine servolenkvorrichtung und servolenkvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112016002345T5
DE112016002345T5 DE112016002345.6T DE112016002345T DE112016002345T5 DE 112016002345 T5 DE112016002345 T5 DE 112016002345T5 DE 112016002345 T DE112016002345 T DE 112016002345T DE 112016002345 T5 DE112016002345 T5 DE 112016002345T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering
control
torque
angular velocity
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112016002345.6T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112016002345B4 (de
Inventor
Takahiro Itou
Kenta MAEDA
Kazuya Yamano
Yasuhito Nakakuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2015130565A priority Critical patent/JP6578143B2/ja
Priority to JP2015-130565 priority
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to PCT/JP2016/067155 priority patent/WO2017002570A1/ja
Publication of DE112016002345T5 publication Critical patent/DE112016002345T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112016002345B4 publication Critical patent/DE112016002345B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/027Parking aids, e.g. instruction means
    • B62D15/0285Parking performed automatically
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • B62D1/286Systems for interrupting non-mechanical steering due to driver intervention
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor for generating assisting torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
    • B62D6/003Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis
    • B62D6/005Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis treating sensor outputs to obtain the actual yaw rate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0472Controlling the motor for damping vibrations

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung für eine Servolenkvorrichtung bereitzustellen, wodurch eine vom Fahrer nicht beabsichtigte Aufhebung der automatischen Lenkung unterdrückt werden kann. Die vorliegende Erfindung sieht eine Steuervorrichtung vor, welche den Betrieb einer Servolenkvorrichtung steuert, wobei entweder eine Assistenzsteuerung (28), bei der eine Lenkkraft auf der Grundlage einer Lenkdrehmomenteingabe durch Betätigung eines Lenkrads unterstützt wird, oder eine automatische Lenksteuerung (29), bei der der Lenkwinkel eines drehenden Rads auf der Grundlage eines Lenkwinkel-Sollwerts gesteuert wird, ausgewählt wird. Wenn das Lenkdrehmoment im Zustand, in dem die automatische Lenksteuerung (29) ausgewählt ist, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wird die automatische Lenksteuerung (29) aufgehoben und wird die Assistenzsteuerung (28) ausgewählt. Es wird ein Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert entsprechend einer Erhöhung des Lenkdrehmoments infolge des Drehens auf der Grundlage der automatischen Lenksteuerung (29) festgelegt, wobei eine Aufhebungsunterdrückungssteuerung ausgeführt wird, bei der die Aufhebung der automatischen Lenksteuerung (28) unterdrückt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Servolenkvorrichtung, die eine automatische Lenkung ausführt, und eine Servolenkvorrichtung.
  • Technischer Hintergrund
  • Es existiert eine Steuervorrichtung für eine Lenkvorrichtung in der Art einer Servolenkvorrichtung, die einen Assistenzmodus, wobei auf der Grundlage des Fahrzustands des Fahrzeugs ein mit einem Motor usw. versehenes Betätigungselement gesteuert wird, um eine Lenkunterstützungskraft zusätzlich zur Lenkkraft des Fahrers zu erzeugen, und einen automatischen Lenkmodus, wobei ein Ziel-Lenkwinkel auf der Grundlage eines Sollwerts einer Hauptsteuereinrichtung erzeugt wird und das Betätigungselement gesteuert wird, um automatisch den Lenkwinkel eines drehenden Rads einzustellen, aufweist. Bei einem Beispiel einer solchen Lenkvorrichtung wird vom automatischen Lenken zum Assistenzmodus umgeschaltet, wenn das von einem Drehmomentsensor erfasste Lenkdrehmoment des Fahrers während des automatischen Lenkens wenigstens einen vorgegebenen Wert (Schwellenwert) annimmt (siehe beispielsweise das nachstehende Patentdokument 1).
  • Ferner gibt es eine Lenkvorrichtung, bei der zum Unterdrücken der Lenkradvibration während des automatischen Lenkens ein in einem Drehstab hervorgerufener Verdrillwinkel erfasst wird und der Sollwert des elektrischen Stroms eines Motors auf der Grundlage des Verdrillwinkels und eines Verdrillwinkel-Differenzwerts berechnet wird, um den Motor zu steuern (siehe beispielsweise das nachstehende Patentdokument 2).
  • Ferner wurde eine Lenkvorrichtung vorgeschlagen, bei der ein Ziel-Lenkwinkel korrigiert wird, so dass die Winkelbeschleunigung des Ziel-Lenkwinkels während der automatischen Lenkung höchstens einen Grenzwert annimmt und der Motor auf der Grundlage von Informationen über den Drehwinkel gesteuert wird, so dass der Drehwinkel mit dem korrigierten Ziel-Lenkwinkel übereinstimmt (siehe beispielsweise das nachstehende Patentdokument 3).
  • Dokumente aus dem Stand der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: JP-1992-55168-A
    • Patentdokument 2: JP-2003-237607-A
    • Patentdokument 3: internationale Veröffentlichung Nr. 2011/152214
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Um ein problemloses Parken zu verwirklichen, wenn das Parken durch automatische Lenkung erfolgt, ist jedoch ein schnelles Drehen mit einem verhältnismäßig hohen Lenkwinkel erforderlich. In einem Fall, in dem die in Patentdokument 1 offenbarte Lenkvorrichtung verwendet wird, wird in Bezug auf den schnellen Vorgang, der durch den Motor auf der Seite des Reifens und nicht jener des Drehstabs ausgeführt wird, der Vorgang auf der Seite des Lenkrads und nicht jener des Drehstabs durch die Trägheitskraft des Lenkrads verzögert. Demgemäß wird eine Differenz zwischen dem Drehwinkel des Ritzels und dem Drehwinkel des Lenkrads (ein Verdrillwinkel) erzeugt und nimmt das auf der Grundlage des Verdrillwinkels berechnete Lenkdrehmoment selbst dann zu, wenn keine Lenkung durch den Fahrer erfolgt. Wenn das Schwellendrehmoment überschritten wird, bei dem der automatische Lenkmodus in den Assistenzmodus übergeht, ergibt sich die Möglichkeit, dass der automatische Modus aufgehoben wird, so dass der Übergang in den Assistenzmodus gegen den Willen des Fahrers erfolgt.
  • Bei der in Patentdokument 2 offenbarten Lenkvorrichtung kann die Vibration des Lenkrads unterdrückt werden, falls das Drehen langsam erfolgt oder um einen kleinen Betrag gedreht wird. Falls jedoch ein schnelles Drehen mit einem hohen Lenkwinkel ausgeführt wird wie im Fall eines automatischen Lenkens beim Parken, besteht die Möglichkeit einer abrupten Änderung des Motorstromwerts. Die Flüssigkeit der Lenkradbetätigung wird beeinträchtigt, woraus sich die Möglichkeit ergibt, dass der Fahrer Unannehmlichkeiten spürt, und es schwierig werden kann, den Verdrillwinkel auf einen ausreichend kleinen Wert zu unterdrücken.
  • Bei der in Patentdokument 3 offenbarten Lenkvorrichtung ist es, damit die Lenkwinkelgeschwindigkeit den Grenzwert nicht überschreiten kann, erforderlich, den Grenzwert zur Erzeugung des Ziel-Lenkwinkels entsprechend der Dynamik der Servolenkvorrichtung festzulegen. Beim Prozess müssen die individuelle Variation der Komponenten, Änderungen des viskosen Widerstands entsprechend der Temperatur usw. berücksichtigt werden. Dementsprechend erfolgt, falls der Grenzwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit unter der Annahme eines Zustands festgelegt wird, bei dem es sehr wahrscheinlich ist, dass die Verdrillung des Drehstabs erfolgt, das Drehen mit einer geringeren Geschwindigkeit, obwohl in einer Betriebsumgebung/bei einer Betriebsbedingung ohne Erzeugung einer Verdrillung des Drehstabs mit einer höheren Beschleunigung betätigt werden kann und ein schnelles Drehen ausgeführt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Probleme gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung für eine Servolenkvorrichtung und eine Servolenkvorrichtung bereitzustellen, wobei, falls ein schnelles Drehen mit einem hohen Lenkwinkel während des automatischen Lenkens erfolgt, eine vom Fahrer nicht beabsichtigte Aufhebung des automatischen Lenkens unterdrückt werden kann.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Zum Lösen der vorstehenden Aufgabe sind gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Servolenkvorrichtung und eine Servolenkvorrichtung vorgesehen, wobei entweder eine Assistenzsteuerung, wobei eine Lenkkraft auf der Grundlage einer Lenkdrehmomenteingabe durch Betätigung eines Lenkrads unterstützt wird, oder eine automatische Lenksteuerung, wobei der Lenkwinkel eines drehenden Rads auf der Grundlage eines Lenkwinkel-Sollwerts gesteuert wird, ausgewählt wird. Wenn das Lenkdrehmoment im Zustand, in dem die automatische Lenksteuerung ausgewählt ist, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wird die automatische Lenksteuerung aufgehoben und wird die Assistenzsteuerung ausgewählt. Es wird ein Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert entsprechend einer Erhöhung des Lenkdrehmoments infolge des Drehens auf der Grundlage der automatischen Lenksteuerung festgelegt, wodurch eine Aufhebungsunterdrückungssteuerung ausgeführt wird, bei der die Aufhebung der automatischen Lenksteuerung unterdrückt wird.
  • Wirkung der Erfindung
  • Bei der Steuervorrichtung für die Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird, falls ein Verdrillwinkel (Lenkdrehmoment) des Drehstabs, der zwischen der Eingangswelle, mit der das Lenkrad während des automatischen Lenkens verbunden ist, und der Abtriebswelle zum Lenkmechanismus installiert ist, erzeugt wird, die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit durch einen Zielgeschwindigkeitskorrektor korrigiert, wodurch die Servolenkvorrichtung so betätigt werden kann, dass die automatische Lenkung nicht gegen den Willen des Fahrers aufgehoben wird. Die Lenkwinkelgeschwindigkeit und das Lenkdrehmoment hängen vom Betriebszustand der Servolenkvorrichtung und vom Zustand der Straßenoberfläche, worauf die Reifen aufliegen, ab. Bei dieser Gelegenheit werden diese rückgemeldet, und es wird eine Steuerung in Übereinstimmung mit der korrigierten Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ausgeführt, wodurch eine Steuerung zum Unterdrücken der Erzeugung des Lenkdrehmoments während des automatischen Lenkens unter Berücksichtigung der Betriebsumgebung und des Zustands der Servolenkvorrichtung ausgeführt werden kann. Demgemäß wird gemäß der vorliegenden Erfindung die vom Fahrer nicht beabsichtigte Unterdrückung des automatischen Betriebs in einer Situation nicht ausgeführt, in der ein schnelles Drehen mit einem hohen Lenkwinkel während des automatischen Lenkens erforderlich ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Diagramm der Konstruktion einer Servolenkvorrichtung 1 und einer Steuervorrichtung 2,
  • 2 ein schematisches Diagramm der Konstruktion der Steuervorrichtung 2 der Servolenkvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1,
  • 3 ein Flussdiagramm der durch einen Steuerungswähler 30 gemäß Ausführungsform 1 ausgeführten Verarbeitung,
  • 4 ein schematisches Diagramm der Konstruktion einer Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß Ausführungsform 1,
  • 5 ein Flussdiagramm der durch die Automatische-Lenkung-Berechnungsvorrichtung 29 gemäß Ausführungsform 1 ausgeführten Verarbeitung,
  • 6 ein Flussdiagramm der durch einen Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 gemäß Ausführungsform 1 ausgeführten Verarbeitung,
  • 7 ein Blockdiagramm eines Konstruktionsbeispiels des Steuersystems der Automatische-Lenkung-Berechnungsvorrichtung 29 gemäß Ausführungsform 1,
  • 8 ein Diagramm eines Ausgangsbeispiels des Lenkdrehmoments, falls ein stufenartiger Ziel-Lenkwinkel in die Steuervorrichtung 2 eingegeben wird,
  • 9 ein Beispiel des Steuerergebnisses der Steuervorrichtung 2 gemäß Ausführungsform 1,
  • 10 ein Beispiel des Betriebs der Servolenkvorrichtung 1 gemäß einem Vergleichsbeispiel,
  • 11 ein Beispiel des Betriebs der Servolenkvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1,
  • 12 ein schematisches Diagramm der Konstruktion der Steuervorrichtung 2 der Servolenkvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2,
  • 13 ein schematisches Diagramm der Konstruktion der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß Ausführungsform 2,
  • 14 ein schematisches Diagramm der Konstruktion der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß Ausführungsform 3,
  • 15 ein Flussdiagramm der durch einen Zielgeschwindigkeitskorrektor 34 gemäß Ausführungsform 3 ausgeführten Verarbeitung,
  • 16 ein schematisches Diagramm der Konstruktion der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß Ausführungsform 4,
  • 17 ein Flussdiagramm der durch den Zielgeschwindigkeitskorrektor 34 gemäß Ausführungsform 4 ausgeführten Verarbeitung,
  • 18 ein schematisches Diagramm der Konstruktion der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß Ausführungsform 5,
  • 19 ein Flussdiagramm der durch den Zielgeschwindigkeitskorrektor 34 gemäß Ausführungsform 5 ausgeführten Verarbeitung und
  • 20 ein schematisches Diagramm der Konstruktion eines mit der Servolenkvorrichtung 1 versehenen Fahrzeugs.
  • Modi zum Ausführen der Erfindung
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Steuervorrichtung 2 für eine Servolenkvorrichtung und eine damit ausgestattete Servolenkvorrichtung 1 zeigt. Grob gesagt besteht die Servolenkvorrichtung 1 aus der Steuervorrichtung 2 und einem Lenkmechanismus 3.
  • Der Lenkmechanismus 3 weist ein Lenkrad 4, eine Lenkwelle 5, eine Ritzelwelle 6 und eine Zahnstangenwelle 7 auf. Ein Motor 9 ist über einen Untersetzungsmechanismus 8 mit der Zahnstangenwelle 7 verbunden. Wenn das Lenkrad 4 vom Fahrer betätigt wird, wird die Drehung über die Lenkwelle 5 auf die Ritzelwelle 6 übertragen. Die Drehbewegung der Ritzelwelle 6 wird in eine Linearbewegung der Zahnstangenwelle 7 umgewandelt. Dadurch werden ein linkes und ein rechtes drehendes Rad 10 und 11, die mit beiden Enden der Zahnstangenwelle 7 verbunden sind, gedreht. Zahnstangenzähne, welche mit der Ritzelwelle 6 in Eingriff stehen, sind an der Zahnstangenwelle 7 ausgebildet. Die Zahnstangenwelle 7 wandelt eine Drehbewegung durch den Zahnstangen- und Ritzelmechanismus in eine lineare Bewegung um.
  • Ein Drehmomentsensor 12 ist zwischen der Lenkwelle 5 und der Ritzelwelle 6 bereitgestellt. Der Drehmomentsensor 12 gibt auf der Grundlage eines Verdrehwinkels eines Drehstabs (nicht dargestellt) ein Lenkdrehmoment aus. Der Drehstab ist am Verbindungsabschnitt zwischen der Lenkwelle 5 und der Ritzelwelle 6 angeordnet.
  • Als Untersetzungsmechanismus 8, der mit dem Motor 9 verbunden ist, wird beispielsweise, wie in 1 dargestellt, eine Kugelumlaufspindel 14 verwendet, die durch einen Riemen/eine Riemenscheibe 13, die an der Abtriebswelle des Motors 9 angebracht ist, angetrieben wird. Durch diese Konstruktion wird das Drehmoment des Motors 9 in eine Translationsrichtungskraft der Zahnstangenwelle 7 umgewandelt. Als Untersetzungsmechanismus 8 kann eine Konstruktion verwendet werden, bei der wie im Fall des Lenkrads 4 eine Zahnstange und ein Ritzel verwendet wird, oder es kann eine Konstruktion verwendet werden, welche die Mutter der Kugelumlaufspindel direkt durch einen Hohlmotor antreibt.
  • In einer Hauptsteuereinrichtung 15 werden ein Signal von einem Automatikbetriebsschalter (SW), der betätigt wird, wenn der Fahrer die Steuerung durch automatische Lenkung auswählt, ein Fahrzeugzustandssignal, das von einer Kamera, einem Sensor, Karteninformationen und dergleichen, die im Fahrzeug bereitgestellt werden, erhalten wird, usw. eingegeben. Wenn der Automatische-Lenkung-Schalter vom Fahrer betätigt wird und die Fahrzeugsteuerung durch automatischen Betrieb ausgewählt wird, wird ein Fahrzeugweg auf der Grundlage des Fahrzeugzustandssignals erzeugt, und um dies zu verwirklichen, werden ein Automatische-Lenkung-Hinweiszeichen 19, das die Steuervorrichtung 2 der Servolenkvorrichtung 1 veranlasst, eine automatische Lenksteuerung auszuführen, und ein Ziel-Lenkwinkel 20, der von der Servolenkvorrichtung 1 benötigt wird, ausgegeben.
  • Die Steuervorrichtung 2 ist mit einem Eingangsanschluss 16 und einem Ausgangsanschluss 17 versehen. Ferner ist eine Stromquelle 18 mit der Steuervorrichtung 2 verbunden. An den Eingangsanschluss 16 der Steuervorrichtung 2 werden Fahrzeugzustandssignale 23 in der Art des Automatische-Lenkung-Hinweiszeichens 19, des Ziel-Lenkwinkels 20, eines Lenkdrehmomentwerts 21, des Motordrehwinkels/der Motordrehgeschwindigkeit 22 und der Fahrzeuggeschwindigkeit angelegt. Vom Ausgangsanschluss 17 der Steuervorrichtung 2 werden ein von der Steuervorrichtung 2 berechneter elektrischer Motorsteuerungsstrom 24, ein Signal 25, das den Betriebszustand der Servolenkvorrichtung 1 zur Hauptsteuereinrichtung 15 überträgt, usw. ausgegeben.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Steuervorrichtung 2 für die Servolenkvorrichtung 1 und der Servolenkvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung sind die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es wird auf eine redundante Beschreibung davon verzichtet.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 2 zeigt schematisch die Konstruktion der Steuervorrichtung 2 gemäß der ersten Ausführungsform. Wie in 2 dargestellt ist, besteht die Steuervorrichtung 2 aus einer Einheit 26 zur Erzeugung des erforderlichen Drehmoments und einer Motortreibereinheit 27 mit einer Motorsteuerschaltung und einer Motortreiberschaltung. Die Steuervorrichtung 2 wird durch elektrischen Strom versorgt, der von der Stromquelle 18 zugeführt wird.
  • In 2 besteht die Einheit 26 zur Erzeugung des erforderlichen Drehmoments aus einer Assistenzberechnungsschaltung 28, einer Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 und einem Steuerungswähler 30. Die Assistenzberechnungsschaltung 28 berechnet das im Assistenzmodus benötigte Drehmoment des Motors 9, wobei die Lenkung durch den Fahrer im Assistenzmodus unterstützt wird. Die Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 berechnet das in einem automatischen Lenkmodus benötigte Drehmoment des Motors 9, wobei im automatischen Lenkmodus der Lenkwinkel automatisch mit dem Ziel-Lenkwinkel 20 abgeglichen wird. Der Steuerungswähler 30 wählt auf der Grundlage des Werts des Automatische-Lenkung-Hinweiszeichens 19 der Hauptsteuereinrichtung 15 zwischen dem erforderlichen Drehmoment im Assistenzmodus und jenem im automatischen Lenkmodus aus.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden das im Assistenzmodus benötigte Drehmoment und das im automatischen Lenkmodus benötigte Drehmoment ständig berechnet, und der Steuerungswähler 30 wählt eines von ihnen aus. Es ist jedoch auch möglich, eine Konstruktion zu verwenden, bei der der Modus zuvor vom Steuerungswähler 30 ausgewählt wird und die Berechnung ausschließlich für einen vom Assistenzmodus und vom automatischen Lenkmodus ausgeführt wird.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Steuerungswählers 30 zeigt. Der Steuerungswähler 30 liest das von der Hauptsteuereinrichtung 15 ausgegebene Automatische-Lenkung-Hinweiszeichen 19 und stellt fest, ob die automatische Lenkung oder die Assistenzlenkung ausgewählt wurde (Schritt S1). Beispielsweise fährt die Prozedur in 3 mit Schritt S3 fort, wenn der Wert des Automatische-Lenkung-Hinweiszeichens 19 1 ist. Andernfalls wird das Berechnungsergebnis der Assistenzberechnungsschaltung als das erforderliche Drehmoment 31 ausgewählt (Schritt S6).
  • In dem Fall, in dem die Prozedur mit Schritt S3 fortgesetzt wird, wird das Lenkdrehmoment 21 gelesen und festgestellt, ob das Lenkdrehmoment 21 oder der Lenkdrehmomentschwellenwert größer ist. Es ist ratsam, dass der Lenkdrehmomentschwellenwert beispielsweise mit Bezug auf das Lenkdrehmoment des Fahrers während des Normalbetriebs festgelegt wird. In dem Fall, in dem festgestellt wird, dass das Lenkdrehmoment 21 kleiner als der Lenkdrehmomentschwellenwert ist, wird angenommen, dass das vom Fahrer angestrebte Lenkdrehmoment 21 nicht erzeugt wurde, und es wird das Berechnungsergebnis der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung als das erforderliche Drehmoment 31 ausgewählt (Schritt S5). Falls andererseits festgestellt wird, dass das Lenkdrehmoment 21 wenigstens so groß wie der Schwellenwert ist, wird angenommen, dass das vom Fahrer angestrebte Lenkdrehmoment 21 erzeugt wurde, und das Berechnungsergebnis der Assistenzberechnungsschaltung wird dann als das erforderliche Drehmoment 31 ausgewählt (Schritt S6).
  • Gemäß der im Flussdiagramm aus 3 dargestellten vorliegenden Ausführungsform wird, wenn das Lenkdrehmoment 21 den Schwellenwert zumindest für einen Moment überschreitet, das Berechnungsergebnis der Assistenzberechnungsschaltung als das erforderliche Drehmoment verwendet. Um den Einfluss von Rauschen usw. des Drehmomentsensors auszuschließen, kann das Berechnungsergebnis der Assistenzberechnungsschaltung jedoch beispielsweise als das erforderliche Drehmoment 31 angesehen werden, wenn mehrere Abtastungen von der Steuervorrichtung 2 angeben, dass das Lenkdrehmoment 21 stets den Schwellenwert überschreitet oder falls der nach dem Filtern des Lenkdrehmoments 21 erhaltene Wert den Schwellenwert überschreitet.
  • Nun wird die von der in 2 dargestellten Assistenzberechnungsschaltung 28 ausgeführte Berechnungsverarbeitung beschrieben. Die Assistenzberechnungsschaltung 28 bestimmt das erforderliche Drehmoment 31 für den Motor 9 entsprechend dem Betrag des durch Drehen des Lenkrads 4 durch den Fahrer erzeugten Lenkdrehmoments 21. Bei diesem Prozess können Fahrzeugzustandsinformationen 23 in der Art der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden, wobei die auf die Zahnstangenwelle 7 ausgeübte Assistenzkraft von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.
  • Die Motortreibereinheit 27 berechnet den erforderlichen Zielwert für den elektrischen Motorstrom zur Verwirklichung des erforderlichen Drehmomentwerts 31 durch die Motorsteuerschaltung. Auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses betätigt die Motortreibereinheit 27 die Motortreiberschaltung, um die Steuerung/Ausgabe so auszuführen, dass der durch den Motor fließende elektrische Motorstrom 24 mit dem Zielwert des elektrischen Stroms übereinstimmt. Während des Assistenzmodus wird über den Untersetzungsmechanismus 8 durch das Motordrehmoment eine Translationsrichtungskraft auf die Zahnstangenwelle 7 ausgeübt, wodurch das erforderliche Drehmoment 31 verwirklicht wird, wodurch der Fahrer so unterstützt wird, dass er mit einem kleinen Lenkdrehmoment eine Betätigung vornehmen kann.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das die Konstruktion der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 zeigt. Die Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 weist einen Lenkung/Lenkwinkelgeschwindigkeits-Wandler 32, eine Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 34, einen Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 und eine Erforderliches-Drehmoment-Berechnungseinheit 39 auf. Der Lenkung/Lenkwinkelgeschwindigkeits-Wandler 32 wandelt ein Motordrehwinkel/Winkelgeschwindigkeits-Signal in den tatsächlichen Lenkwinkel/die tatsächliche Lenkwinkelgeschwindigkeit um. Die Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 34 berechnet die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit 35 der Servolenkvorrichtung 1 auf der Grundlage des Ziel-Lenkwinkels 2 und des tatsächlichen Lenkwinkels 33. Der Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 korrigiert die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit 35 auf der Grundlage des Lenkdrehmoments 21 und berechnet eine korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit 37. Die Erforderliches-Drehmoment-Berechnungseinheit 39 berechnet das erforderliche Drehmoment 31 in Bezug auf den Motor 9 auf der Grundlage der korrigierten Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit 37 und der tatsächlichen Lenkwinkelgeschwindigkeit 38.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das die Berechnungsverarbeitung durch die Automatische-Lenkung-Berechnungseinheit 29 zeigt. Wenn die Steuerung eingeleitet wird, liest die Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 34 den von der Hauptsteuereinrichtung 15 berechneten Lenkwinkel-Zielwert δr (Ziel-Lenkwinkel 20) (Schritt S101). Als nächstes liest sie den vom Lenkwinkel/Lenkwinkelgeschwindigkeits-Wandler 32 berechneten tatsächlichen Lenkwinkel δ (tatsächlichen Lenkwinkel 33) und die Lenkwinkeldifferenz Δδ (= Ziel-Lenkwinkel δr – tatsächlicher Lenkwinkel δ) (S103). Als nächstes berechnet die Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 34 die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr (Ziel-Lenkwinkel 35) auf der Grundlage der Lenkwinkeldifferenz Δδ (Schritt S104). Als nächstes liest der Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 das Lenkdrehmoment 21 (Schritt S105) und korrigiert die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr (Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit 35), um eine Automatische-Lenkung-Aufhebung-Unterdrückungssteuerung auszuführen (Schritt S106). In Schritt S10 wird die korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit 37 berechnet. Die Automatische-Lenkung-Aufhebung-Unterdrückungssteuerung wird nachstehend detailliert beschrieben. Als nächstes liest die Erforderliches-Drehmoment-Berechnungseinheit 39 die vom Lenkwinkel/Lenkwinkelgeschwindigkeits-Wandler 32 berechnete tatsächliche Lenkwinkelgeschwindigkeit ω (tatsächliche Lenkwinkelgeschwindigkeit 38) (Schritt S107). In Schritt S108 wird die Lenkwinkelgeschwindigkeitsdifferenz Δω (= Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr – tatsächliche Lenkwinkelgeschwindigkeit ω) gelesen. Unter Verwendung dieser Lenkwinkelgeschwindigkeitsdifferenz Δω berechnet die Erforderliches-Drehmoment-Berechnungseinheit 39 das erforderliche Drehmoment Tr (das erforderliche Drehmoment 31) in Bezug auf den Motor 9 (Schritt S109). Das erforderliche Drehmoment Tr wird über den Steuerungswähler 30 an die Motortreibereinheit 27 ausgegeben.
  • Von hier an wird, wie in der Beschreibung des Assistenzmodus dargelegt, der erforderliche Zielwert des elektrischen Motorstroms zur Verwirklichung des erforderlichen Drehmoments 31 von der Motorsteuerschaltung berechnet und auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses die Motortreiberschaltung betätigt, um zu erreichen, dass der durch den Motor fließende elektrische Strom 24 mit dem Zielwert des elektrischen Stroms übereinstimmt. Durch diesen Vorgang überträgt der Motor 9 die Translationsrichtungskraft über den Untersetzungsmechanismus 8 auf die Zahnstangenwelle 7, wodurch die Servolenkvorrichtung 1 so angetrieben wird, dass der Ziellenkwinkel erreicht wird.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das die vom Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 ausgeführte Verarbeitung zeigt. Der Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 stellt auf der Grundlage des in Schritt S105 von 5 gelesenen Lenkdrehmoments 21 fest, ob der Lenkdrehmomentbetrag angestiegen ist (Schritt S201).
  • Falls das Lenkdrehmoment 21 angestiegen ist, wird festgestellt, ob die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr angestiegen ist (Schritt S202). Falls die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr angestiegen ist, wird eine Korrektur ausgeführt, um die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit zu verringern (es wird ein der Verringerung entsprechender Korrekturbetrag addiert) (Schritt S203). Falls die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr abgenommen hat, wird eine Korrektur ausgeführt, um die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr zu erhöhen (es wird ein der Erhöhung entsprechender Korrekturbetrag addiert) (Schritt S204). Der Korrekturbetrag wird beispielsweise auf der Grundlage des Betrags des Lenkdrehmoments berechnet. Je größer das erzeugte Lenkdrehmoment ist, desto größer ist der Korrekturbetrag.
  • Falls in Schritt S201 festgestellt wird, dass das Lenkdrehmoment 21 abgenommen hat, wird der Korrekturbetrag der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit verringert (falls es keinen Korrekturbetrag gibt, wird die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geändert) (Schritt S205).
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das die automatische Lenkberechnung zeigt, die in den 5 und 6 in Form von Flussdiagrammen dargestellt wurde. Hier gibt das Symbol s einen Laplace-Operator an. KPl gibt eine Proportionalverstärkung an. Der tatsächliche Lenkwinkel δ und die tatsächliche Lenkwinkelgeschwindigkeit ω werden auf der Grundlage des Motordrehwinkels von der Motorwinkelgeschwindigkeitsausgabe von einem am Motor 9 installierten Drehwinkelsensor vom Lenkwinkel/Lenkwinkelgeschwindigkeits-Wandler 32 ausgegeben. Die Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 34 aus 7 berechnet die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr anhand der folgenden Gleichung (1). ωr = KPlΔδ = KPl(δr – δ) (1)
  • Ferner korrigiert der Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr durch Gleichung (2), um die korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωm zu erhalten. ωr = ωr + KTBt (2)
  • Hier gibt KTB die Verstärkung an, gibt t das Lenkdrehmoment an und gibt KTBt den Korrekturbetrag an. Hier wird nach Gleichung (2) ein Lenkdrehmoment mit einem Vorzeichen, das zum Vorzeichen der Lenkwinkelgeschwindigkeit entgegengesetzt ist, erzeugt. Durch die Verwendung von Gleichung (2) wird die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit korrigiert, wie im Flussdiagramm aus 6 dargestellt ist. Das heißt, dass der KTBt-Wert des zweiten Terms aus Gleichung (2) zunimmt, wenn der Lenkdrehmomentbetrag t zunimmt. Das Vorzeichen der Lenkwinkelgeschwindigkeit ist jedoch entgegengesetzt zum Vorzeichen des Lenkdrehmoments, so dass, wenn die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit angestiegen ist (ωr > 0), KTBt ein negativer Wert ist, und eine Korrektur ausgeführt wird, um die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit zu verringern. Umgekehrt ist, falls die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit abgenommen hat (ωr < 0), KTBt ein positiver Wert, und wird eine Korrektur ausgeführt, um die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit zu verringern. Im Fall, in dem der Lenkdrehmomentbetrag t abnimmt, wird der KTBt-Korrekturbetrag verringert.
  • Ferner wird, wenngleich im Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 in 7 nach der Verstärkung zur Zielgeschwindigkeit ωr addiert wird, in manchen Fällen unter Berücksichtigung des Vorzeichens, wenn das Lenkdrehmoment detektiert wird, eine Subtraktion ausgeführt.
  • Die Erforderliches-Drehmoment-Berechnungseinheit 39 berechnet das erforderliche Drehmoment Tr nach Gleichung (3). Hier gibt KP2 eine Proportionalverstärkung an und gibt KI2 eine Integralverstärkung an.
  • Figure DE112016002345T5_0002
  • 8 ist ein Diagramm, das ein Ausgangsbeispiel des Lenkdrehmoments 68 der Servolenkvorrichtung 1 zeigt, das erzeugt wird, wenn ein stufenartiger Ziel-Lenkwinkel 67 in die Steuervorrichtung 2 eingegeben wird. Hier wird angenommen, dass die Lenkwinkeldifferenz zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil der Stufe des stufenartigen Ziel-Lenkwinkels 67 Δδs ist und dass der Betrag des maximalen Lenkdrehmomentwerts tmax ist.
  • 9 zeigt die Beziehung zwischen tmax und Δδs. Im Diagramm gibt die horizontale Achse die Lenkwinkeldifferenz Δδs zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil der Stufe an und gibt die vertikale Achse den Betrag des maximalen Lenkdrehmoments tmax zu dieser Zeit an. In 9 gibt die durchgezogene Linie 70 das Verhalten der mit der Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehenen Servolenkvorrichtung 1 an. Die gepunktete Linie 69 gibt als Vergleichsbeispiel das Verhalten der nicht mit der Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehenen Servolenkvorrichtung 1 an.
  • Mit Bezug auf die gepunktete Linie 69 sei bemerkt, dass, wenn die Lenkwinkeldifferenz Δδs zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil der Stufe zunimmt, die Seite des drehenden Rads 10, 11 durch den Motor 9 veranlasst wird, sich schneller zu bewegen als die Ritzelwelle 6. Demgemäß wird die Lenkwinkeldifferenz der Lenkwelle 5 infolge der Trägheitskraft des Lenkrads 4 und der Ritzelwelle 6 verringert und nimmt der Betrag des maximalen erzeugten Lenkdrehmoments tmax zu.
  • Andererseits nimmt, wie durch die durchgezogene Linie 70 angegeben ist, bei der mit der Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehenen Servolenkvorrichtung 1, wenn die Lenkwinkeldifferenz Δδs vor und nach der stufenartigen Eingabe zunimmt, die Änderung des maximalen Lenkdrehmoments tmax ab. Der Änderungsbetrag von tmax kann durch die Verstärkung KTB eingestellt werden. Wenn das Drehen jedoch insbesondere mit der maximalen von der Servolenkvorrichtung 1 vorgeschriebenen Lenkwinkelgeschwindigkeit ausgeführt wird, ist es ratsam, KTB so auszulegen, dass dieser Wert unter den Koordinaten 71 (Δδmax, tlim) in der Graphik aus 9 liegt. Hier ist Δδmax die Lenkwinkeländerung in einem Steuerzyklus der Steuervorrichtung 2 und ist tlim der Lenkdrehmomentschwellenwert 40 für die Aufhebung der automatischen Lenkung.
  • Die wie vorstehend beschrieben aufgebaute Steuervorrichtung 2 der Servolenkvorrichtung 1 kann den Betrieb so steuern, dass während der automatischen Lenkung das Lenkdrehmoment 21 der Servolenkvorrichtung den Lenkdrehmomentschwellenwert 40 für die Aufhebung der automatischen Lenkung nicht überschreitet.
  • 10 zeigt als Vergleichsbeispiel ein Beispiel des Betriebs der Servolenkvorrichtung 1, die nicht mit der Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehen ist. 10 zeigt die zeitliche Änderung 41 des Lenkwinkels, die zeitliche Änderung 42 der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit und die zeitliche Änderung 43 des Lenkdrehmoments in einem Fall, in dem das automatische Lenken mit einer verhältnismäßig hohen Lenkwinkelgeschwindigkeit erfolgt, während die Hauptsteuereinrichtung 15 ein automatisches Lenken in der Art eines automatischen Parkens ausführt. Es wird angenommen, dass während des in 10 dargestellten Betriebs das automatische Lenken selbst dann nicht aufgehoben wird, wenn der Lenkdrehmomentschwellenwert überschritten wird.
  • Die gepunktete Linie 44 der zeitlichen Änderung 41 des Lenkwinkels gibt den von der Hauptsteuereinrichtung 15 erzeugten Ziel-Lenkwinkel an. Die durchgezogene Linie 45 gibt den tatsächlichen Lenkwinkel der nicht mit der Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehenen Servolenkvorrichtung 1 infolge der Steuerung in Bezug auf den Ziel-Lenkwinkel gemäß der gepunkteten Linie 44 an. Ferner gibt die durchgezogene Linie 46 die zeitliche Änderung der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit in Bezug auf den Ziel-Lenkwinkel gemäß der gepunkteten Linie 44 an. Während die Ritzelwelle 6 im Wesentlichen entsprechend der durchgezogenen Linie 46 der zeitlichen Änderung 42 dieser Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit arbeitet, wird das über den Drehstab und die Lenkwelle 5 angeschlossene Lenkrad 4 beim Betrieb durch die Trägheitskraft verzögert. Demgemäß wird der Drehstab verdrillt und wird, wie durch die durchgezogene Linie 47 der zeitlichen Änderung 43 des Lenkdrehmoments angegeben ist, das Lenkdrehmoment selbst dann erzeugt, wenn keine Betätigung durch den Fahrer vorliegt. Diese durchgezogene Linie 47 gibt den Fall an, in dem die Lenkung mit einer verhältnismäßig hohen Lenkwinkelgeschwindigkeit ausgeführt wird, so dass unmittelbar nach dem Start und dem Stoppen ein hohes Lenkdrehmoment erzeugt wird, das, wie ersichtlich ist, den Lenkdrehmomentschwellenwert 40 für die Aufhebung des automatischen Lenkens überschreitet, wie durch die gepunktete Linie angegeben ist. Demgemäß geschieht während der Steuerung des tatsächlichen automatischen Lenkens ein Übergang vom automatischen Lenken zum unterstützten Lenken zu dem Zeitpunkt, zu dem das Lenkdrehmoment den Lenkdrehmomentschwellenwert 40 für die Aufhebung des automatischen Lenkens beim Start überschreitet.
  • Dagegen zeigt 11 ein Beispiel des Betriebs der mit der Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehenen Servolenkvorrichtung 1. Überdies sind in 11 die zeitliche Änderung 48 des Lenkwinkels, die zeitliche Änderung 49 der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit und die zeitliche Änderung 50 des Lenkdrehmoments dargestellt. Es ist anzunehmen, dass die Hauptsteuereinrichtung 15 aus 11 den gleichen Lenkwinkel-Zielwert wie in 10 auf die Steuervorrichtung 2 anwendet.
  • Bei der zeitlichen Änderung 48 des Lenkwinkels gibt die gepunktete Linie 51 den von der Hauptsteuereinrichtung 15 angewendeten Ziel-Lenkwinkel an und gibt die durchgezogene Linie 52 den tatsächlichen Lenkwinkel der von der Steuervorrichtung 2 gesteuerten Servolenkvorrichtung 1 an. Die gepunktete Linie 54, welche die zeitliche Änderung 49 der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit angibt, gibt die von der Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 34 der Steuervorrichtung 2 berechnete Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit 35 an, und die durchgezogene Linie 53 gibt die vom Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 berechnete korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit 37 an. Die durchgezogene Linie 55, welche die zeitliche Änderung 50 des Lenkdrehmoments angibt, gibt das Lenkdrehmoment an; das Drehmomentsensor 12 der von der Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform angesteuerten Servolenkvorrichtung 1 detektiert wird, und die gepunktete Linie 40 gibt den Lenkdrehmomentschwellenwert für die Aufhebung der automatischen Lenkung wie in 10 an.
  • Wie in 11 dargestellt ist, wird im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 56 und dem Zeitpunkt 60, zu dem der Ziel-Lenkwinkel 51 zuzunehmen beginnt, der tatsächliche Lenkwinkel geändert, wie durch die durchgezogene Linie 52 angegeben ist. Zu dieser Zeit wird in Bezug auf die Drehung der Ritzelwelle 6 eine Seite des Lenkrads 4 gegenüber der Bewegung des Drehstabs verzögert, so dass der Drehstab verdrillt wird und das Lenkdrehmoment schwankt, wie durch die durchgezogene Linie 55 angegeben ist.
  • Im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 56 und dem Zeitpunkt 57 nimmt der durch die durchgezogene Linie 55 angegebene Lenkdrehmomentbetrag zu. Dieser Lenkdrehmomentbetrag wird durch den Drehmomentsensor 12 detektiert, und der Wert, der durch Berechnung durch den Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 durch Verringern der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit, wie im selben Abschnitt der durchgezogenen Linie 53 dargestellt ist, erhalten wird, wird als die korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit angesehen. Dadurch ist die Spitze des Lenkdrehmoments beim Start niedriger als jene in 10.
  • Im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 57 und dem Zeitpunkt 58 wird der Lenkdrehmomentbetrag verringert, wie durch die durchgezogene Linie 55 angegeben ist. Bei dieser Gelegenheit wird, wie durch die durchgezogene Linie 53 angegeben ist, der Korrekturbetrag der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit verringert und die korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit erhöht.
  • Im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 58 und dem Zeitpunkt 59 nimmt der Lenkdrehmomentbetrag wieder zu, wie durch die durchgezogene Linie 55 angegeben ist. In diesem Abschnitt wird die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit verringert. Bei dieser Gelegenheit wird durch Addieren des Korrekturbetrags eine korrigierte Lenkwinkelgeschwindigkeit erhalten, wobei die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit erhöht wird und die Geschwindigkeitsänderung verringert wird.
  • Im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 59 und dem Zeitpunkt 60 wird der durch die durchgezogene Linie 55 angegebene Betrag des Lenkdrehmoments verringert. Bei dieser Gelegenheit wird der Korrekturbetrag verringert und wird anschließend eine korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit erzeugt, die mit der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit übereinstimmt. Als Ergebnis dieser Steuerungen kann schnell die durch das Verdrillen des Drehstabs erzeugte Vibration des Lenkdrehmoments, die erzeugt wird, wenn sich die Servolenkvorrichtung 1 zu bewegen beginnt, unterdrückt werden.
  • Im Abschnitt vom Zeitpunkt 60 bis zum Zeitpunkt 61 wird kein Lenkdrehmoment erzeugt, so dass die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht korrigiert wird (die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit und die korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit stimmen überein). Auf diese Weise wird das Drehen mit einer festen Geschwindigkeit ausgeführt.
  • Der Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 61 und dem Zeitpunkt 65 entspricht dem Bremsabschnitt, in dem ein Übergang vom Drehzustand zum Haltezustand ausgeführt wird.
  • Im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 61 und dem Zeitpunkt 62 tritt keine Erhöhung des Ziel-Lenkwinkels auf und wird die Drehung der Servolenkvorrichtung 1 abgebremst. Zu dieser Zeit erreicht die Verringerung der Drehgeschwindigkeit auf der Seite der Lenkwelle 5 nicht die Verringerung der Drehgeschwindigkeit der Ritzelwelle 6 und wird der Drehstab verdrillt, was dazu führt, dass im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 61 und dem Zeitpunkt 62 ein durch die durchgezogene Linie 55 angegebenes Lenkdrehmoment erzeugt wird.
  • Im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 61 und dem Zeitpunkt 62 ist der durch die durchgezogene Linie 55 angegebene Lenkdrehmomentbetrag angestiegen, was vom Drehmomentsensor 12 detektiert wird. In diesem Abschnitt wird die Lenkwinkelgeschwindigkeit verringert. Bei dieser Gelegenheit wird durch die vom Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 ausgeführte Berechnung eine korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit erzeugt, wobei ein Korrekturbetrag zur Ziel-Lenkgeschwindigkeit addiert wird und die Änderung der Lenkwinkelgeschwindigkeit verringert wird. Dadurch wird die Spitze des beim Bremsen erzeugten Lenkdrehmoments, wie durch die durchgezogene Linie 55 angegeben ist, auf einen niedrigen Wert unterdrückt.
  • Im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 62 und dem Zeitpunkt 63 wird der Lenkdrehmomentbetrag verringert, wie durch die durchgezogene Linie 55 angegeben ist. Bei dieser Gelegenheit wird der Korrekturbetrag der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit verringert, wie durch die durchgezogene Linie 53 angegeben ist, und die korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit wird erhöht.
  • Im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 63 und dem Zeitpunkt 64 nimmt der Lenkdrehmomentbetrag wieder zu. In diesem Abschnitt ist die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit angestiegen. Bei dieser Gelegenheit wird ein korrigierter Ziel-Lenkwinkel erzeugt, wobei ein Korrekturbetrag von der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit subtrahiert wird.
  • Im Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt 64 und dem Zeitpunkt 65 wird der durch die durchgezogene Linie 55 angegebene Lenkdrehmomentbetrag verringert. Bei dieser Gelegenheit wird der Korrekturbetrag verringert. Danach wird eine korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit erzeugt, die mit der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit übereinstimmt. Infolge dieser Steuerungen kann die Vibration des Lenkdrehmoments wie beim Starten schnell unterdrückt werden.
  • Wie in 9 dargestellt ist, korrigiert die von der Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gesteuerte Servolenkvorrichtung 1 die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit und steuert die Servolenkvorrichtung 1 so an, dass der Lenkdrehmomentschwellenwert 40 nicht überschritten wird. Demgemäß wird der Betrag des erzeugten Lenkdrehmoments unterdrückt, und selbst wenn mit einer hohen Lenkgeschwindigkeit gedreht wird, wird keine Aufhebung des automatischen Betriebs vorgenommen, die vom Fahrer nicht beabsichtigt ist.
  • Ferner bestimmt die Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Lenkdrehmoment des Lenkwinkels beim Beschleunigen oder Bremsen erzeugt wird, den Korrekturbetrag entsprechend dem Betrag des Lenkdrehmoments, um die Geschwindigkeitsänderung zu unterdrücken. Umgekehrt wird, wenn das Lenkdrehmoment abnimmt, der Korrekturbetrag verringert, wodurch die Geschwindigkeitsänderung erhöht wird. Auf diese Weise kann ein automatisches Lenken mit maximaler Geschwindigkeit ausgeführt werden, wobei das Lenkdrehmoment den Lenkdrehmomentschwellenwert nicht übersteigt, wodurch ein unproblematisches automatisches Parken verwirklicht werden kann.
  • Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das vom Drehmomentsensor gemessene Lenkdrehmoment rückgekoppelt, um den Korrekturbetrag zu bestimmen, so dass eine Korrektur in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Betriebszustand der Servolenkvorrichtung 1, der von der Verwendungsumgebung usw. abhängt, vorgenommen werden kann. Demgemäß kann eine Steuerung verwirklicht werden, welche die individuellen Variationen der Komponenten und die Änderungen des viskosen Widerstands absorbiert.
  • Ferner weist infolge der Konstruktion, bei der die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit korrigiert wird und wobei eine Erforderliches-Drehmoment-Berechnungseinheit aufgenommen ist, um eine korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen, der Rückkopplungswert der Lenkwinkelgeschwindigkeit, der anhand der Motordrehwinkelgeschwindigkeit berechnet wurde, Informationen über den Zustand der Servolenkvorrichtung 1 und den Straßenzustand auf, so dass eine Steuerung in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Verwendungsumgebung ausgeführt werden kann.
  • Ferner kann infolge der Konstruktion, bei der die Lenkgeschwindigkeit korrigiert wird und eine Erforderliches-Drehmoment-Berechnungseinheit auf der Ausgangsseite bereitgestellt ist, das erforderliche Drehmoment berechnet werden, um die korrigierte Lenkwinkelgeschwindigkeit und die tatsächliche Lenkwinkelgeschwindigkeit glatt zu verbinden, so dass selbst dann, wenn das Drehen mit einer verhältnismäßig hohen Lenkwinkelgeschwindigkeit ausgeführt wird, die Vibration des Lenkrads unterdrückt werden kann.
  • Wenngleich ferner in 1, worin die vorliegende Ausführungsform dargestellt ist, die Lenkwinkeleingabe zur Berechnung des erforderlichen Drehmoments vom am Motor angebrachten Sensor erhalten wird, hilft ein beliebiger anderer Sensor dabei, im Wesentlichen die gleiche Wirkung zu erhalten, solange es sich dabei um einen Sensor handelt, der anders als der Drehmomentsensor 12 am Drehstab auf einer Seite des sich drehenden Rads angebracht ist, wie der Drehsensor der Ritzelwelle 6 und der Hubsensor der Zahnstangenwelle 7, und wodurch der Bewegungsbetrag und die Bewegungsgeschwindigkeit des mit dem Motor 9 verbundenen Abschnitts erfasst werden kann.
  • Wenngleich der Steuervorrichtung 2 gemäß der in 1 dargestellten vorliegenden Ausführungsform ferner der Ziel-Lenkwinkel von der Hauptsteuereinrichtung 15 zugeführt wird, kann eine entsprechende Wirkung erhalten werden, falls eine Konstruktion verwendet wird, die keine Hauptsteuereinrichtung 15 aufweist und den Ziel-Lenkwinkel innerhalb der Steuervorrichtung 2 auf der Grundlage von Informationen über den Zustand des Automatische-Lenkung-Schalters und den Fahrzeugzustand erzeugt.
  • Wenngleich gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform ferner die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit unter Verwendung des vom Drehmomentsensor 12 detektierten Lenkdrehmoments korrigiert wird, kann eine entsprechende Wirkung erhalten werden, falls eine Konstruktion verwendet wird, bei der ein Drehwinkelsensor auf der Seite des Lenkrads 4 statt am Drehstab bereitgestellt ist und bei der der im Drehstab erzeugte Verdrillwinkel unter Verwendung dieses Drehwinkelsensors erhalten wird, so dass die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit auf der Grundlage des Verdrillwinkels korrigiert wird.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Als nächstes werden eine Steuervorrichtung für die Servolenkvorrichtung und die Servolenkung gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Die Grundkonstruktion der Servolenkvorrichtung 1 und der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform gleicht jener aus 1, und es wird auf eine Beschreibung davon verzichtet.
  • 12 zeigt schematisch die Konstruktion der Steuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Diagramm unterscheidet sich von 2, worin die Konstruktion der ersten Ausführungsform dargestellt ist, dadurch, dass das Lenkdrehmoment nicht in die Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 eingegeben wird. Ansonsten handelt es sich um die gleiche Konstruktion wie in 2, so dass auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
  • 13 zeigt schematisch die Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 13 unterscheidet sich von 4, worin die Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt ist, in der Hinsicht, dass ein Verdrillwinkelschätzer 201 bereitgestellt ist und dass ein geschätzter Verdrillwinkel 202 in den Zielgeschwindigkeitskorrektor eingegeben wird. Es wird auf eine Beschreibung der den Ausführungsformen gemeinsamen Konstruktion verzichtet.
  • Der Verdrillwinkelschätzer 201 schätzt den Verdrillwinkel unter Verwendung der folgenden Gleichung (4). Gleichung (4) ist eine Gleichung der Bewegung um die Lenkwelle. Das Symbol J gibt die Trägheit auf der Seite des Lenkrads 4 und nicht am Drehstab an, das Symbol Cc gibt den Abschwächungskoeffizienten um die Lenkwelle 6 an, das Symbol KT gibt die Steifigkeit des Drehstabs an, und das Symbol CT gibt die Torsionsviskosität des Drehstabs an. Jθ .. + CT(θ . – δ .) + CCθ . + KT(θ – δ) = 0 (4)
  • Gleichung (5) kann durch Laplace-Transformation von Gleichung (4) abgeleitet werden.
    Figure DE112016002345T5_0003
  • Hier gibt X die Laplace-Transformation von δ an und gibt Y die Laplace-Transformation von θ an. Gleichung (5) entspricht der Übertragungsfunktion des ritzelwellenseitigen Lenkwinkels um die Lenkwelle. Ferner wird die Übertragungsfunktion des Verdrillwinkels in Bezug auf den Lenkwinkel der Ritzelwelle unter der Annahme, dass die Laplace-Transformation des Verdrillwinkels Z ist, durch Gleichung (6) ausgedrückt.
    Figure DE112016002345T5_0004
  • Der geschätzte Verdrillwinkel 202 des Torsionsstabs wird anhand des Ritzelwellen-Drehwinkels berechnet, der unter Verwendung der durch Gleichung (6) ausgedrückten Übertragungsfunktion anhand des Motordrehwinkels berechnet wird.
  • Wie in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform ausgesagt wurde, kann durch Messen des Verdrillwinkels durch den Sensor zum Erfassen des Drehwinkels der Lenkwelle und durch Verwenden von ihm an Stelle des Lenkdrehmoments eine Korrekturwirkung erhalten werden, die jener, die durch den Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 erreicht wird, im Wesentlichen gleichwertig ist. Falls die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit demgemäß unter Verwendung des geschätzten Verdrillwinkels 202 korrigiert wird, wie in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt ist, kann eine im Wesentlichen gleichwertige Automatische-Lenkung-Aufhebung-Unterdrückungssteuerung ausgeführt werden.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • 14 zeigt die Konstruktion der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß der dritten Ausführungsform. Sie unterscheidet sich in der Hinsicht von der ersten Ausführungsform, dass der Ziel-Lenkwinkel 20 und der tatsächliche Lenkwinkel 33 in den Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 eingegeben werden. Ansonsten handelt es sich um die gleiche Konstruktion wie in 4, so dass auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
  • 15 ist ein Flussdiagramm, das die vom Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 in der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführte Verarbeitung zeigt. Das Flussdiagramm aus 15 gleicht im Wesentlichen dem Flussdiagramm der in 6 dargestellten ersten Ausführungsform. Der einzige Unterschied ist Schritt S301. In Schritt S301 geht die Prozedur nur dann zu Schritt S201, wenn die Differenz zwischen dem Ziel-Lenkwinkel und dem tatsächlichen Lenkwinkel größer ist als der Schwellenwinkel δth für die Korrektur der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit. Im Fall, in dem die Differenz zwischen dem Ziel-Lenkwinkel und dem tatsächlichen Lenkwinkel kleiner ist als der Schwellenwinkel δth, wird keine Korrektur der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ausgeführt und wird die von der Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 34 berechnete Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit aufrechterhalten. Hier ist es ratsam, den Schwellenwinkel δth auf einen Wert zu legen, der kleiner ist als ein Wert, bei dem erwartet wird, dass das durch ein Experiment oder dergleichen erhaltene Lenkdrehmoment den Schwellenwert 40 überschreitet.
  • Bei der Servolenkvorrichtung 1, bei der die in der vorliegenden Ausführungsform dargestellte Steuervorrichtung 2 verwendet wird, wird keine Korrektur ausgeführt, wenn ein Ziel-Lenkwinkel vorhanden ist, bei dem das Lenkdrehmoment einen kleinen Wert annimmt, wodurch ein schnelleres Drehen ausgeführt werden kann. Andererseits wird in einem Fall, in dem ein Ziel-Lenkwinkel vorhanden ist, der zu einem hohen Lenkdrehmoment führt, die Automatische-Lenkung-Aufhebung-Unterdrückungssteuerung ausgeführt, um die Servolenkvorrichtung 1 so zu steuern, dass keine vom Fahrer nicht beabsichtigte Aufhebung der automatischen Lenkung geschieht.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • 16 ist ein schematisches Diagramm, das die Konstruktion der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Sie unterscheidet sich in der Hinsicht von der ersten Ausführungsform, dass ein Wert 401 des elektrischen Motorstroms in den Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 eingegeben wird. Ansonsten handelt es sich um die gleiche Konstruktion wie gemäß der in 4 dargestellten ersten Ausführungsform, so dass auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
  • 17 ist ein Flussdiagramm, das die vom Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 in der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführte Verarbeitung zeigt. Das Flussdiagramm aus 17 gleicht im Wesentlichen dem Flussdiagramm der in 6 dargestellten ersten Ausführungsform. Der einzige Unterschied besteht in Schritt S401. In Schritt S401 wird die Prozedur nur dann mit Schritt S201 fortgesetzt, wenn der Betrag des Werts 401 des elektrischen Motorstroms größer ist als der Schwellenwert Ith des elektrischen Stroms, um die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit zu korrigieren. Falls der Wert 401 des elektrischen Motorstroms kleiner als Ith ist, wird keine Korrektur der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ausgeführt und wird die von der Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 34 berechnete Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit aufrechterhalten. Hier ist es ratsam, den Schwellenwert Ith des elektrischen Stroms auf einen Wert zu legen, der kleiner ist als ein Wert, bei dem erwartet wird, dass das durch ein Experiment oder dergleichen erhaltene Lenkdrehmoment den Schwellenwert 40 überschreitet.
  • Bei der Servolenkvorrichtung 1, bei der die in der vorliegenden Ausführungsform dargestellte Steuervorrichtung 2 verwendet wird, wird keine Korrektur ausgeführt, wenn ein Ziel-Lenkwinkel vorhanden ist, bei dem das Lenkdrehmoment einen kleinen Wert annimmt, wodurch ein schnelleres Drehen ausgeführt werden kann. Andererseits wird in einem Fall, in dem ein Ziel-Lenkwinkel vorhanden ist, der zu einem hohen Lenkdrehmoment führt, die Automatische-Lenkung-Aufhebung-Unterdrückungssteuerung ausgeführt, um die Servolenkvorrichtung so zu steuern, dass keine vom Fahrer nicht beabsichtigte Aufhebung der automatischen Lenkung geschieht.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • 18 ist ein schematisches Diagramm, das die Konstruktion der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. Sie unterscheidet sich in der Hinsicht von der ersten Ausführungsform, dass die tatsächliche Lenkwinkelgeschwindigkeit 38 in den Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 eingegeben wird. Ansonsten weist sie die gleiche Konstruktion auf wie in 4, so dass auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
  • 19 ist ein Flussdiagramm, das die vom Zielgeschwindigkeitskorrektor 36 in der Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung 29 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführte Verarbeitung zeigt. Das Flussdiagramm aus 19 gleicht im Wesentlichen dem Flussdiagramm der in 6 dargestellten ersten Ausführungsform. Der einzige Unterschied besteht in Schritt S501. In Schritt S501 geht die Prozedur nur dann zu Schritt S201, wenn der Betrag der tatsächlichen Lenkwinkelgeschwindigkeit 38 größer ist als die Schwellenlenkgeschwindigkeit ωth, um die Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit zu korrigieren. Falls die tatsächliche Lenkwinkelgeschwindigkeit 38 kleiner als ωth ist, wird keine Korrektur der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ausgeführt und wird die von der Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 34 berechnete Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit aufrechterhalten. Hier ist es ratsam, die Schwellenlenkgeschwindigkeit ωth auf einen Wert zu legen, der kleiner ist als ein Wert, bei dem erwartet wird, dass das durch ein Experiment oder dergleichen erhaltene Lenkdrehmoment den Schwellenwert 40 überschreitet.
  • Bei der Servolenkvorrichtung 1, bei der die in der vorliegenden Ausführungsform dargestellte Steuervorrichtung 2 verwendet wird, wird keine Korrektur ausgeführt, wenn ein Ziel-Lenkwinkel vorhanden ist, bei dem das Lenkdrehmoment einen kleinen Wert annimmt, wodurch ein schnelleres Drehen ausgeführt werden kann. Andererseits wird in einem Fall, in dem ein Ziel-Lenkwinkel vorhanden ist, der zu einem hohen Lenkdrehmoment führt, die Automatische-Lenkung-Aufhebung-Unterdrückungssteuerung ausgeführt, um die Servolenkvorrichtung so zu steuern, dass keine vom Fahrer nicht beabsichtigte Aufhebung der automatischen Lenkung geschieht.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • 20 zeigt als sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug 601, das mit der Steuervorrichtung für die Servolenkvorrichtung und der Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist. Das Fahrzeug 601 ist mit Folgendem versehen: einem Verbrennungsmotor oder Fahrmotor 602, einer Untersetzungsvorrichtung 603, einer Motorsteuervorrichtung 604, der Servolenkvorrichtung 1, der Steuervorrichtung 2, einer Bremsvorrichtung 605, einer Bremsvorrichtungs-Steuervorrichtung 606, einer im Fahrzeug angebrachten Karteninformations-Präsentationsvorrichtung 607, einem GPS 608, einem Sensor 609 in der Art einer Kamera, eines Sonarsensors oder eines Laserradars, einem Nach-vorne/Nach-hinten/Lateral-Beschleunigungssensor und Gierratensensor 611, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 612, der Hauptsteuereinrichtung 15, welche die Bewegungssteuerung des Fahrzeugs ausführt, und einem fahrzeuginternen LAN 613 in der Art eines CAN.
  • Beim Fahrzeug 601 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Hauptsteuereinrichtung 15 den Zielweg für das Fahrzeug 601 auf der Grundlage der Positionsinformationen des Fahrzeugs 601, die von der im Fahrzeug angebrachten Karteninformations-Präsentationsvorrichtung 607 und vom GPS 608 erhalten werden, und der Informationen über die Fahrzeugbewegung und die Fahrzeugumgebung, die vom Sensor 609 in der Art einer Kamera, eines Sonarsensors oder eines Laserradars, vom Nach-vorne/Nach-hinten/Lateral-Beschleunigungssensor und Gierratensensor 611 und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 612 erhalten werden. Zum Erreichen dieses Zielwegs gibt die Hauptsteuereinrichtung 15 die Zielgeschwindigkeit an die Steuervorrichtung 604, den Ziel-Lenkwinkel an die Steuervorrichtung 2 und die Ziel-Bremskraft an die Steuervorrichtung 606 aus.
  • Das Fahrzeug 601 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit der in Zusammenhang mit der ersten bis sechsten Ausführungsform beschriebenen elektrischen Servolenkvorrichtung 1 versehen. Wenn ein Lenken mit einem hohen Lenkwinkel erforderlich ist, beispielsweise beim Ausführen eines automatischen Parkens in einem kleinen Raum, fordert die Hauptsteuereinrichtung demgemäß einen Ziel-Lenkwinkel bei einer schnellen Winkeldrehung eines hohen Lenkwinkels. Bei diesem Prozess tritt jedoch keine vom Fahrer nicht beabsichtigte Aufhebung des automatischen Lenkens auf.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Servolenkvorrichtung
    2
    Steuervorrichtung
    3
    Lenkmechanismus
    4
    Getriebe
    5
    Lenkwelle
    6
    Ritzelwelle
    7
    Zahnstangenwelle
    8
    Untersetzungsmechanismus
    9
    Motor
    10, 11
    Drehendes Rad
    12
    Drehmomentsensor
    13
    Riemen/Riemenscheibe
    14
    Kugelumlaufspindel
    15
    Hauptsteuereinrichtung
    16
    Eingangsanschluss
    17
    Ausgangsanschluss
    18
    Stromquelle
    19
    Automatische-Lenkung-Hinweiszeichen
    20
    Ziel-Lenkwinkel
    21
    Lenkdrehmomentwert
    22
    Motordrehwinkel, Winkelgeschwindigkeit
    23
    Fahrzeugzustandssignal
    24
    Wert des elektrischen Motorsteuerstroms
    25
    Betriebszustandssignal
    26
    Einheit zur Erzeugung des erforderlichen Drehmoments
    27
    Motortreibereinheit
    28
    Assistenzberechnungsschaltung
    29
    Automatische-Lenkung-Berechnungsschaltung
    30
    Steuerungswähler
    31
    Erforderliches Drehmoment
    32
    Lenkwinkel/Lenkwinkelgeschwindigkeits-Wandler
    33
    Tatsächlicher Lenkwinkel
    34
    Zielgeschwindigkeits-Berechnungseinheit
    35
    Ziel-Lenkgeschwindigkeit
    36
    Zielgeschwindigkeitskorrektor
    37
    Korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit
    38
    Tatsächliche Lenkwinkelgeschwindigkeit
    39
    Erforderliches-Drehmoment-Berechnungseinheit
    40
    Lenkdrehmomentschwellenwert
    41, 48
    Zeitliche Änderung des Lenkwinkels
    42, 49
    Zeitliche Änderung der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit
    43, 50
    Zeitliche Änderung des Lenkdrehmoments
    44, 51
    Von der Hauptsteuereinrichtung 15 erzeugter Ziel-Lenkwinkel δr
    45, 52
    Tatsächlicher Lenkwinkel δ
    46, 54
    Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωr
    47, 55
    Lenkdrehmoment
    53
    Korrigierte Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit ωm

Claims (20)

  1. Steuervorrichtung, bei der entweder eine Assistenzsteuerung, wobei eine Lenkkraft auf der Grundlage einer Lenkdrehmomenteingabe durch eine Betätigung eines Lenkrads unterstützt wird, oder eine automatische Lenksteuerung, bei der der Lenkwinkel eines drehenden Rads auf der Grundlage eines Lenkwinkel-Sollwerts gesteuert wird, um den Betrieb einer Servolenkvorrichtung zu steuern, ausgewählt wird, wobei, wenn das Lenkdrehmoment in einem Zustand, in dem die automatische Lenksteuerung ausgewählt ist, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, die automatische Lenksteuerung aufgehoben wird und die Assistenzsteuerung ausgewählt wird, und ein Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert entsprechend einer Erhöhung des Lenkdrehmoments infolge des Drehens auf der Grundlage der automatischen Lenksteuerung festgelegt wird, wodurch eine Aufhebungsunterdrückungssteuerung ausgeführt wird, bei der die Aufhebung der automatischen Lenksteuerung unterdrückt wird.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert so festgelegt wird, dass, wenn das Lenkdrehmoment infolge des Drehens auf der Grundlage der automatischen Lenksteuerung zunimmt, ein anhand der Lenkwinkeldifferenz zwischen einem tatsächlichen Lenkwinkel des drehenden Rads und dem Lenkwinkel-Sollwert berechneter Korrekturbetrag von einer Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit zunimmt.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn das Lenkdrehmoment infolge des Drehens auf der Grundlage der automatischen Lenksteuerung abnimmt, eine Steuerung ausgeführt wird, um zu bewirken, dass sich der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit nähert.
  4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Steuerung ausgeführt wird, um zu bewirken, dass sich der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit nähert, so dass das Lenkdrehmoment einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreitet.
  5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert durch Rückkopplungssteuerung auf der Grundlage des Lenkdrehmoments erhalten wird.
  6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner eine Lenkwinkelgeschwindigkeits-Steuereinheit aufweist, die einen Ausgangsdrehmoment-Sollwert eines Motors, wodurch der Lenkwinkel des drehenden Rads gesteuert wird, auf der Grundlage des Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwerts berechnet.
  7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lenkdrehmoment durch Drehmomenterfassungsmittel, die zwischen dem Lenkrad und dem drehenden Rad bereitgestellt sind, erfasst wird.
  8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Aufhebungsunterdrückungssteuerung die Lenkwinkelgeschwindigkeit auf der Seite des drehenden Rads an Stelle der Drehmomenterfassungsmittel steuert.
  9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuervorrichtung das Ausgangsdrehmoment des den Lenkwinkel des drehenden Rads steuernden Motors berechnet und die Lenkwinkelgeschwindigkeit auf der Seite des drehenden Rads auf der Grundlage einer Ausgabe eines den Drehwinkel des Motors erfassenden Drehwinkelsensors gesteuert wird.
  10. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufhebungsunterdrückungssteuerung in einem Fall ausgeführt wird, in dem die Differenz zwischen dem Ziel-Lenkwinkel und dem tatsächlichen Lenkwinkel des drehenden Rads wenigstens ein vorgegebener Wert ist.
  11. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufhebungsunterdrückungssteuerung in einem Fall ausgeführt wird, in dem der durch den Motor, der den Lenkwinkel des drehenden Rads steuert, fließende elektrische Strom wenigstens ein vorgegebener Wert ist.
  12. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufhebungsunterdrückungssteuerung in einem Fall ausgeführt wird, in dem die Lenkwinkelgeschwindigkeit des drehenden Rads wenigstens ein vorgegebener Wert ist.
  13. Servolenkvorrichtung, welche entweder durch eine Assistenzsteuerung, wobei eine Lenkkraft auf der Grundlage einer Lenkdrehmomenteingabe durch eine Betätigung eines Lenkrads unterstützt wird, oder eine automatische Lenksteuerung, wobei der Lenkwinkel eines drehenden Rads auf der Grundlage eines Lenkwinkel-Sollwerts gesteuert wird, arbeitet, wobei, wenn das Lenkdrehmoment in einem Zustand, in dem die automatische Lenksteuerung ausgeführt wird, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, die automatische Lenksteuerung aufgehoben wird und der Betrieb durch die Assistenzsteuerung ausgeführt wird, und ein Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert entsprechend einer Erhöhung des Lenkdrehmoments infolge des Drehens auf der Grundlage der automatischen Lenksteuerung festgelegt wird, wodurch eine Aufhebungsunterdrückungssteuerung ausgeführt wird, bei der die Aufhebung der automatischen Lenksteuerung unterdrückt wird.
  14. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert so festgelegt wird, dass, wenn das Lenkdrehmoment infolge des Drehens auf der Grundlage der automatischen Lenksteuerung zunimmt, der anhand der Lenkwinkeldifferenz zwischen einem tatsächlichen Lenkwinkel des drehenden Rads und dem Lenkwinkel-Sollwert berechnete Korrekturbetrag von der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit zunimmt.
  15. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 14, wobei, wenn das Lenkdrehmoment infolge des Drehens auf der Grundlage der automatischen Lenksteuerung abnimmt, eine Steuerung ausgeführt wird, um zu bewirken, dass sich der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert der Ziel-Lenkwinkelgeschwindigkeit nähert.
  16. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwert durch Rückkopplungssteuerung auf der Grundlage des Lenkdrehmoments erhalten wird.
  17. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 13, welche ferner eine Lenkwinkelgeschwindigkeits-Steuereinheit aufweist, die einen Ausgangsdrehmoment-Sollwert eines Motors, wodurch der Lenkwinkel des drehenden Rads gesteuert wird, auf der Grundlage des Lenkwinkelgeschwindigkeits-Sollwerts berechnet.
  18. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Lenkdrehmoment durch Drehmomenterfassungsmittel, die zwischen dem Lenkrad und dem drehenden Rad bereitgestellt sind, erfasst wird.
  19. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Aufhebungsunterdrückungssteuerung die Lenkwinkelgeschwindigkeit auf der Seite des drehenden Rads an Stelle der Drehmomenterfassungsmittel steuert.
  20. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Steuervorrichtung ein Ausgangsdrehmoment des den Lenkwinkel des drehenden Rads steuernden Motors berechnet und die Lenkwinkelgeschwindigkeit auf der Seite des drehenden Rads auf der Grundlage einer Ausgabe eines den Drehwinkel des Motors erfassenden Drehwinkelsensors gesteuert wird.
DE112016002345.6T 2015-06-30 2016-06-09 Steuervorrichtung für eine servolenkvorrichtung und servolenkvorrichtung Active DE112016002345B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015130565A JP6578143B2 (ja) 2015-06-30 2015-06-30 パワーステアリング装置の制御装置及びパワーステアリング装置
JP2015-130565 2015-06-30
PCT/JP2016/067155 WO2017002570A1 (ja) 2015-06-30 2016-06-09 パワーステアリング装置の制御装置及びパワーステアリング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112016002345T5 true DE112016002345T5 (de) 2018-02-15
DE112016002345B4 DE112016002345B4 (de) 2021-11-04

Family

ID=57608068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112016002345.6T Active DE112016002345B4 (de) 2015-06-30 2016-06-09 Steuervorrichtung für eine servolenkvorrichtung und servolenkvorrichtung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10589787B2 (de)
JP (1) JP6578143B2 (de)
KR (1) KR102071779B1 (de)
CN (1) CN107848573B (de)
DE (1) DE112016002345B4 (de)
WO (1) WO2017002570A1 (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6355167B2 (ja) * 2015-09-28 2018-07-11 トヨタ自動車株式会社 車両の運転支援制御装置
DE102015015148A1 (de) * 2015-11-25 2017-06-01 Thyssenkrupp Ag Feedback-Aktuator für eine Lenkeinrichtung
JP6876242B2 (ja) * 2015-12-24 2021-05-26 株式会社ジェイテクト ハンドル操作状態判定装置
US10618548B2 (en) * 2017-02-02 2020-04-14 Nsk Ltd. Electric power steering apparatus
JP6380721B1 (ja) * 2017-02-03 2018-08-29 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
EP3539848B1 (de) * 2017-03-16 2020-09-23 NSK Ltd. Elektrische servolenkvorrichtung
JP6477995B1 (ja) * 2017-08-02 2019-03-06 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2019123276A (ja) * 2018-01-12 2019-07-25 三菱電機株式会社 操舵制御装置、電動パワーステアリング制御装置および操舵制御方法
JP7032967B2 (ja) * 2018-03-19 2022-03-09 株式会社Subaru 車両の操舵支援装置
JP7052745B2 (ja) * 2019-01-25 2022-04-12 トヨタ自動車株式会社 車両制御システム
DK180545B1 (en) * 2019-01-29 2021-06-17 Motional Ad Llc Electric power steering torque compensation
WO2020157683A1 (en) * 2019-01-29 2020-08-06 Aptiv Technologies Limited Electric power steering torque compensation
CN112585050A (zh) * 2019-01-31 2021-03-30 日本精工株式会社 用于车辆转向的致动器控制装置
DE102019206980A1 (de) * 2019-05-14 2020-11-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Lenkungssteuergerät zum Ermitteln einer Stellgröße für das Einstellen eines Servolenkmoments bei einem Fahrzeuglenksystem
CN110861710B (zh) * 2019-11-29 2021-08-27 安徽江淮汽车集团股份有限公司 主动转向控制系统、方法及汽车
CN111516752B (zh) * 2020-04-22 2021-07-06 东风汽车集团有限公司 一种自动驾驶车辆的人机共驾转向控制方法
CN112306074B (zh) * 2020-10-16 2022-07-12 中国商用飞机有限责任公司 一种用于自动驾驶仪的超控断开装置和超控断开方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0455168A (en) * 1990-06-15 1992-02-21 Hitachi Ltd Steering device and automatic steering system
JPH06336170A (ja) * 1993-05-27 1994-12-06 Fuji Heavy Ind Ltd 自動操舵装置の制御方法
JP3605885B2 (ja) * 1995-06-13 2004-12-22 日産自動車株式会社 車両の自動操舵装置
JPH11208498A (ja) * 1998-01-27 1999-08-03 Nissan Motor Co Ltd 車両用自動操舵装置
JP3666322B2 (ja) 1999-10-29 2005-06-29 日産自動車株式会社 車両用自動操舵装置
JP2002200985A (ja) * 2000-12-28 2002-07-16 Koyo Seiko Co Ltd 車両用操舵装置
JP2003237607A (ja) * 2002-02-19 2003-08-27 Toyota Motor Corp 車両の操舵装置
JP2006117181A (ja) 2004-10-25 2006-05-11 Favess Co Ltd 操舵制御装置
JP4254777B2 (ja) * 2005-11-11 2009-04-15 トヨタ自動車株式会社 車輌用操舵制御装置
JP4632093B2 (ja) 2006-06-07 2011-02-23 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
EP2213546B1 (de) * 2007-11-27 2014-08-20 Mitsubishi Electric Corporation Lenksteuervorrichtung
WO2011152214A1 (ja) * 2010-06-04 2011-12-08 三菱電機株式会社 自動操舵装置
DE102010062012A1 (de) 2010-11-26 2012-05-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrerassistenzsystem mit Querführungsunterstützung
JP5699972B2 (ja) * 2012-03-28 2015-04-15 トヨタ自動車株式会社 ツインレゾルバ式トルクセンサ及び電動パワーアシスト装置
EP2952414B1 (de) * 2013-01-29 2018-03-07 NSK Ltd. Elektrische servolenkvorrichtung
JP6000901B2 (ja) * 2013-06-05 2016-10-05 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 電動パワーステアリング制御装置
JP5802241B2 (ja) * 2013-07-04 2015-10-28 富士重工業株式会社 車両の運転支援制御装置
KR20150010435A (ko) * 2013-07-19 2015-01-28 주식회사 만도 차량의 운전자 조향의지 판단장치 및 이를 이용한 운전자 조향의지 판단방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102071779B1 (ko) 2020-01-30
DE112016002345B4 (de) 2021-11-04
CN107848573A (zh) 2018-03-27
WO2017002570A1 (ja) 2017-01-05
KR20180011797A (ko) 2018-02-02
JP2017013579A (ja) 2017-01-19
US10589787B2 (en) 2020-03-17
JP6578143B2 (ja) 2019-09-18
CN107848573B (zh) 2019-12-13
US20180186406A1 (en) 2018-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016002345T5 (de) Steuervorrichtung für eine servolenkvorrichtung und servolenkvorrichtung
DE10325587B4 (de) Fahrzeuglenkregelungsvorrichtung
DE102006051747B4 (de) Fahrzeuglenkvorrichtung
DE19920975B4 (de) Elektrisches Servolenksystem
DE102005010473B4 (de) Lenkübersetzungs-Steuersystem und -Steuerverfahren eines Fahrzeugs
DE112013003863B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Servolenksystems
DE102014201107A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beschränkung eines unterstützenden Lenkmoments in einem Lenksystem mit elektronischer Lenkunterstützung
WO2011038865A1 (de) Regelverfahren für elektrische servolenkungen
DE112017004715T5 (de) Servolenkungsvorrichtung
DE102004048107B4 (de) Positionsabhängige Reibungskompensation für Lenksysteme
DE102018112207A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Motors für elektrische Servolenkung
DE112017004674T5 (de) Fahrzeugsteuersystem, fahrzeugsteuerverfahren und elektrisches servolenksystem
DE102007024489B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schützen einer elektromechanischen Lenkung eines Kraftfahrzeugs
DE112017001413T5 (de) Servolenkungsvorrichtung
EP2580104A1 (de) Bestimmung eines mittengefühls für eps-lenksysteme
DE102016216796A1 (de) Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung für fahrzeug
EP3696053B1 (de) Steer-by-wire-lenksystem für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben eines steer-by-wire-lenksystems
DE102010032043A1 (de) Lenksystem und Verfahren zum Betreiben des Lenksystems
DE19905433B4 (de) Aktives Lenksystem
DE102011101591B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens mit einem Fahrerassistenzsystem
DE102007000978A1 (de) Verfahren zum Ansteuern eines Motors einer Winkelüberlagerungslenkung
DE112019004813T5 (de) Lenkungssteuerungsvorrichtung und Servolenkungssystem
EP2421734B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines fahrzeuges, insbesondere eines hybridfahrzeuges
DE102013110848A1 (de) Verfahren zum betreiben eines lenksystems
DE102019204857A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems und Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: HITACHI ASTEMO, LTD., HITACHINAKA-SHI, JP

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI AUTOMOTIVE SYSTEMS, LTD., HITACHINAKA-SHI, IBARAKI, JP