DE112017005368T5

DE112017005368T5 - Lenksteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112017005368T5
Application number: DE112017005368.4T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Itou; Kazuya Yamano; Yasuhito Nakakuki
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-11-01
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: CN109963773B; JP6697576B2; DE112017005368B4; US11685437B2; KR20190058534A; CN109963773A; JPWO2018096897A1; US20190276077A1; WO2018096897A1

Abstract

Die Lenksteuervorrichtung enthält einen Automatiklenkungs-Controller, der einen Automatiklenkungs-Steuerbetrag erzeugt, und einen Handlenkungs-Controller, der einen Handlenkungs-Steuerbetrag erzeugt, und wählt eine einer Automatiklenkungsbetriebsart und einer Handlenkungsbetriebsart aus, um einen Elektromotor zu steuern. Wenn das Lenkdrehmoment während der Steuerung in der Automatiklenkungsbetriebsart einen vorgegebenen Wert übersteigt, erzeugt der Handlenkungs-Controller basierend auf einer Änderung des Handbetätigungsbetrags bezüglich des Zeitpunkts des Übersteigens eine Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags, wobei er den Handlenkungs-Steuerbetrag basierend auf dem Lenkdrehmoment erzeugt, den Elektromotor basierend auf einem Steuerbetrag, der durch das Addieren der Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags zu dem Automatiklenkungs-Steuerbetrag zum Zeitpunkt des Übersteigens erhalten wird, steuert und dann den Elektromotor in der Handlenkungsbetriebsart steuert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenksteuervorrichtung.
Technischer Hintergrund
Als eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug wird eine Servolenkungsvorrichtung verwendet. Als eine Lenksteuervorrichtung zur Verwendung in der Lenkvorrichtung ist eine Lenksteuervorrichtung bekannt, die eine Funktion des Auswählens einer Handlenkungsbetriebsart und einer Automatiklenkungsbetriebsart aufweist, wie z. B. in der PTL 1 vorgeschlagen wird. Bei der Handlenkungsbetriebsart führt die Lenksteuervorrichtung eine Unterstützungssteuerung aus, um einen Aktuator, der einen Motor und dergleichen enthält, zu steuern, um eine Lenkunterstützungskraft zum Unterstützen der Lenkkraft eines Fahrers basierend auf dem Fahrzustand des Fahrzeugs zu geben. Bei der Automatiklenkungsbetriebsart stellt die Lenksteuervorrichtung den Lenkwinkel der einschlagenden Räder durch das Steuern des Aktuators gemäß dem Ziellenkwinkel basierend auf dem Befehlswert von dem Host-Controller automatisch ein. Die Lenksteuervorrichtung detektiert das Lenkdrehmoment durch einen Drehmomentsensor, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, wechselt zu der Automatiklenkungsbetriebsart, wenn das detektierte Lenkdrehmoment kleiner als ein Schwellenwert ist, und wechselt zu der Handlenkungsbetriebsart, wenn das detektierte Lenkdrehmoment gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
PTL 1: JP 9-240502 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wie oben beschrieben worden ist, wechselt in der in der PTL 1 offenbarten Fahrzeuglenkvorrichtung die Lenksteuervorrichtung zu der Handlenkungsbetriebsart, wenn das Lenkdrehmoment in der Automatiklenkungsbetriebsart den Schwellenwert übersteigt. Weil jedoch in der Handlenkungsbetriebsart die Lenksteuervorrichtung die Unterstützungskraft gemäß dem Lenkdrehmoment zum Zeitpunkt des Betätigens des Lenkrads erzeugt, unterscheidet sich das Anfühlen des Lenkrads in Abhängigkeit von dem Unterschied der Größe zwischen der Aktuatorausgabe, unmittelbar nachdem das Lenkdrehmoment den Schwellenwert erreicht hat, und der Aktuatorausgabe unmittelbar vor dem Wechseln (in die Automatiklenkungsbetriebsart). Wenn die Aktuatorausgabe z. B. größer als die Aktuatorausgabe unmittelbar vor dem Wechsel ist und in der gleichen Richtung wie vor dem Wechsel ist, fühlt sich das Lenkrad plötzlich leichter an, wobei im Gegensatz dazu, wenn die Aktuatorausgabe kleiner als die Aktuatorausgabe unmittelbar vor dem Wechsel ist, sich das Lenkrad wie zurückgeschoben anfühlt. Ein derartiges unangenehmes Anfühlen stört den Fahrbetrieb, was einen Störungsfaktor des Fahrzeugverhaltens bilden kann, wenn das Fahrzeug fährt.
Die Lösung für das Problem
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Lenksteuervorrichtung geschaffen, die enthält: einen Automatiklenkungs-Controller, der einen Automatiklenkungs-Steuerbetrag eines Lenkaktuators zum Einschlagen eines Fahrzeugrads basierend auf einem eingegebenen Automatikfahrbefehl erzeugt; und einen Handlenkungs-Controller, der einen Handlenkungs-Steuerbetrag des Lenkaktuators basierend auf einem Handbetätigungsbetrag einer Handbetätigungseinheit zum Einschlagen des Fahrzeugrads erzeugt. Die Lenksteuervorrichtung wählt eine einer Automatiklenkungsbetriebsart zum Steuern des Lenkaktuators durch den Automatiklenkungs-Steuerbetrag und einer Handlenkungsbetriebsart zum Steuern des Lenkaktuators durch den Handlenkungs-Steuerbetrag aus, um den Lenkaktuator zu steuern. Wenn der Handbetätigungsbetrag der Handbetätigungseinheit zum Einschlagen des Fahrzeugrads während der Steuerung in der Automatiklenkungsbetriebsart einen vorgegebenen Wert übersteigt, erzeugt der Handlenkungs-Controller eine Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags basierend auf einer Änderung des Handbetätigungsbetrags bezüglich des Zeitpunkts des Übersteigens, wobei er dann den Handlenkungs-Steuerbetrag basierend auf dem Handbetätigungsbetrag erzeugt und den Lenkaktuator basierend auf einem ersten Steuerbetrag, der durch das Addieren der Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags zu dem Automatiklenkungs-Steuerbetrag zum Zeitpunkt des Übersteigens erhalten wird, steuert und dann den Lenkaktuator in der Handlenkungsbetriebsart steuert.
Die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das unangenehme Lenkgefühl zu verringern, wenn von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart gewechselt wird.
Figurenliste

1 ist eine graphische Darstellung, die eine Lenkvorrichtung und eine Lenksteuervorrichtung veranschaulicht.
2 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration der Lenksteuervorrichtung veranschaulicht.
3 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen einem Handsteuerbetrag und einem Handlenkungs-Steuerbetrag veranschaulicht.
4 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel einer Lenksteuerung veranschaulicht.
5 ist eine graphische Darstellung, die die zeitlichen Änderungen des Lenkwinkels, des Lenkdrehmoments und des Elektromotorsteuerbetrags veranschaulicht.
6 ist eine graphische Darstellung, die die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments und des Elektromotorsteuerbetrags in einem herkömmlichen Fall veranschaulicht.
7 ist eine graphische Darstellung, die die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments und des Elektromotorsteuerbetrags in dem Fall des Lenkens in die entgegengesetzte Richtung veranschaulicht.
8 ist eine graphische Darstellung, die die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments und des Elektromotorsteuerbetrags in dem Fall des Wechselns der Fahrspur aus dem Zustand des Geradeausfahrens veranschaulicht.
9 ist eine graphische Darstellung, die einen Ablaufplan der Lenksteuerung in einem Modifikationsbeispiel veranschaulicht.
10 ist eine graphische Darstellung, die zeitlichen Änderungen des Lenkwinkels, des Lenkdrehmoments und des Elektromotorsteuerbetrags in dem Modifikationsbeispiel veranschaulicht.
11 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Falls veranschaulicht, in dem ein Wechselsteuerbetrag so festgelegt ist, dass er einen Lenksteuerbetrag zum Zeitpunkt des Übersteigens als die obere Grenze nicht übersteigt.
12 ist eine graphische Darstellung, die ein weiteres Beispiel eines Falls veranschaulicht, in dem ein Wechselsteuerbetrag so festgelegt ist, dass er einen Lenksteuerbetrag zum Zeitpunkt des Übersteigens als die obere Grenze nicht übersteigt.
13 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer Lenksteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
14 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Korrelation zwischen dem Lenkdrehmoment und einem Unterstützungssteuerbetrag veranschaulicht.
15 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel der Lenksteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
16 ist eine graphische Darstellung, die die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments, des Unterstützungssteuerbetrags und des Elektromotorsteuerbetrags in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
17 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer Lenksteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
18 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel der Lenksteuerung in der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
19 ist eine graphische Darstellung, die die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments, des Unterstützungssteuerbetrags, des Grades des manuellen Beitrags und des Elektromotorsteuerbetrags in der dritten Ausführungsform veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden die Arten zum Ausführen der vorliegenden Erfindung bezüglich der Zeichnungen beschrieben. Es sollte angegeben werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationsbeispiele und Anwendungsbeispiele innerhalb des technischen Konzepts der vorliegenden Erfindung enthält.
- Die erste Ausführungsform -
1 ist eine graphische Darstellung, die eine Lenkvorrichtung 1 und eine Lenksteuervorrichtung 17 veranschaulicht. Die in 1 veranschaulichte Konfiguration ist allen im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen gemeinsam. Die Lenkvorrichtung 1 enthält ein Lenkrad 2, eine Lenkwelle 3, eine Ritzelwelle 4, eine Zahnstange 5 und einen Elektromotor 7.
Zwischen der Lenkwelle 3 und der Ritzelwelle 4 ist ein Drehmomentsensor 10 vorgesehen. Der Drehmomentsensor 10 gibt das Lenkdrehmoment Th basierend auf einem Torsionswinkel eines nicht veranschaulichten Drehstabs aus. Der nicht veranschaulichte Drehstab ist in einem Verbindungsabschnitt zwischen der Lenkwelle 3 und der Ritzelwelle 4 angeordnet. Ein Lenkwinkelsensor 12 zum Detektieren eines Lenkwinkels als einen Drehwinkel des Lenkrads 2 ist auf der Seite der Lenkwelle 3 des Drehstabs angeordnet.
Die Zahnstange 5, die die Zahnstangenzähne aufweist, die mit der Ritzelwelle 4 ineinandergreifen, bildet zusammen mit der Ritzelwelle 4 einen Zahnstangenmechanismus. Wenn das Lenkrad 2 gedreht wird, wird die Drehung über die Lenkwelle 3 zu der Ritzelwelle 4 übertragen, wobei die Drehung der Ritzelwelle 4 durch den Zahnstangenmechanismus in die lineare Bewegung der Zahnstange 5 umgesetzt wird. Im Ergebnis werden die einschlagenden Räder 9 durch die Spurstangen 8, die mit beiden Enden der Zahnstange 5 verbunden sind, eingeschlagen.
Der Elektromotor 7 als ein Aktuator ist über einen Untersetzungsmechanismus 6 mit der Zahnstange 5 verbunden. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel enthält der Untersetzungsmechanismus 6 eine Riemenscheibe 15, die an einer Ausgangswelle 14 des Elektromotors 7 befestigt ist, und einen Kugelgewindetrieb 16, der durch die Riemenscheibe 15 anzutreiben ist. Das Drehmoment des Elektromotors 7 wird durch den Untersetzungsmechanismus 6 in eine Translationsrichtungskraft der Zahnstange 5 umgesetzt. Der Untersetzungsmechanismus 6 kann so, dass eine Zahnstange und ein Ritzel wie in dem Fall der Lenkradeingabe verwendet werden, oder so, dass eine Mutter des Kugelgewindetriebs direkt durch einen Hohlmotor angetrieben ist, konfiguriert sein.
Die Lenksteuervorrichtung 17, die konfiguriert ist, um den Betrieb des Elektromotors 7 zu steuern, enthält einen Eingangsanschluss 18 und einen Ausgangsanschluss 19. Der Eingangsanschluss 18 nimmt z. B. die Eingaben der Eingangsinformationen 21 von der Fahrzeugsteuervorrichtung 20, des Lenkdrehmoments Th von dem Drehmomentsensor 10, des Lenkwinkels 8h von dem Lenkwinkelsensor 12 und der Fahrzeugzustandsinformationen 22, wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, an. Die Eingangsinformationen 21 enthalten eine Fahrbetriebsart des Fahrzeugs und einen auf die Automatiklenkung bezogenen Ziellenkwinkel. Der Ausgangsanschluss 19 der Lenksteuervorrichtung 17 gibt die Ausgangsinformationen 23, die den Lenksteuerbetrag der Lenkvorrichtung 1 und die Zustandsinformationen der Lenkvorrichtung 1 enthalten, aus.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 20 ist eine an einem Fahrzeug mit der Lenkvorrichtung 1 angebrachte Steuervorrichtung. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 20 weist eine Funktion des Berechnens und Übertragens der Steuerbeträge zu den Aktuatoren des Fahrzeugs, das wenigstens die Lenkvorrichtung 1 enthält, basierend auf den Informationen, wie z. B. den Fahrzeugzustandsbeträgen (der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Längs- und Querbeschleunigungen, der Giergeschwindigkeit usw.), der Lenkoperation, der Betätigung des Fahrpedals und verschiedener Schaltoperationen, und eine Funktion des Auswählen einer Automatiklenkungsbetriebsart oder einer Handlenkungsbetriebsart und des Anforderns der Ausführung durch die Aktuatoren auf.
2 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration der Lenksteuervorrichtung 17 veranschaulicht, die den Elektromotor 7 steuert. Die Lenksteuervorrichtung 17 enthält wenigstens einen Handlenkungs-Controller 31, einen Automatiklenkungs-Controller 32, eine Steuerauswahleinheit 33, eine Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34, eine Berechnungseinheit 35 für manuelle Änderungen, eine Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 und einer Elektromotor-Treiberschaltung 44.
Der Automatiklenkungs-Controller 32 nimmt die Eingaben wenigstens der Eingangsinformationen 21 von der Fahrzeugsteuervorrichtung 20, des Lenkwinkels δh, eines tatsächlichen Lenkwinkels 37 und des Lenkdrehmoments Th von der Lenkvorrichtung 1 an. Die Eingangsinformationen 21 von der Fahrzeugsteuervorrichtung 20 enthalten wenigstens einen Automatiklenkungsbetriebsart-Ausführungsbefehl zum Ausführen der Automatiklenkungsbetriebsart und einen Ziellenkwinkel. Der tatsächliche Lenkwinkel 37 ist der tatsächliche Einschlagwinkel der Räder 9 und wird aus dem Drehwinkel des Elektromotors 7, der durch die Elektromotor-Treiberschaltung 44 detektiert wird oder durch einen an der Zahnstange 5 befestigten Sensor detektiert wird, berechnet.
Der Automatiklenkungs-Controller 32 gibt einen Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38 basierend auf den oben aufgelisteten Eingangsinformationen aus. Um den Lenkwinkelunterschied zwischen dem von der Fahrzeugsteuervorrichtung 20 übertragenen Ziellenkwinkel und dem tatsächlichen Lenkwinkel 37 der Räder 9 zu verringern, ist der Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38 z. B. ein Drehmomentbefehlswert, um den Elektromotor 7 aufzufordern, eine Ausgabe zu erzeugen, um den Lenkwinkelunterschied zu eliminieren.
Der Handlenkungs-Controller 31 nimmt Eingaben wenigstens eines Handsteuerbetrags Tm von der Berechnungseinheit 35 für manuelle Änderungen und des Lenkwinkels δh und des tatsächlichen Lenkwinkels 37 von der Lenkvorrichtung 1 an. Basierend auf dem eingegebenen Lenkdrehmoment Th, dem eingegebenen Lenkwinkel δh und dem eingegebenen tatsächlichen Lenkwinkel 37 berechnet die Berechnungseinheit 35 für manuelle Änderungen den Handsteuerbetrag Tm gemäß der Lenkungsbetriebsart. Basierend auf dem eingegebenen Handsteuerbetrag Tm, dem eingegebenen Lenkwinkel δh und dem eingegebenen tatsächlichen Lenkwinkel 37 gibt der Handlenkungs-Controller 31 einen Handlenkungs-Steuerbetrag 40 zum Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers aus.
3 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Handsteuerbetrag Tm und dem Handlenkungs-Steuerbetrag 40 veranschaulicht. Der Handlenkungs-Steuerbetrag 40 ist ein Drehmomentbefehlswert, um den Elektromotor 7 aufzufordern, eine Ausgabe zum Erzeugen einer Unterstützungskraft zum Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers zu erzeugen, der basierend auf dem Handsteuerbetrag Tm berechnet wird, wobei die Korrelation so ist, wie in 3 veranschaulicht ist. Die in 3 veranschaulichten Eigenschaften können sich in Abhängigkeit von dem Fahrzeugzustandsbetrag, wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, ändern.
Zurück zu 2 wählt der Steuerauswahlabschnitt 33 auf der Grundlage der Lenkungsbetriebsartinformationen und des Lenkdrehmoments Th, die in den Eingangsinformationen 21 enthalten sind, einen des eingegebenen Automatiklenkungs-Steuerbetrags 38 und des eingegebenen Handlenkungs-Steuerbetrags 40 aus, wobei er denselben als einen Lenksteuerbetrag Mc ausgibt.
Basierend auf dem Lenkdrehmoment Th und dem Lenkwinkel δh oder dem tatsächlichen Lenkwinkel 37 berechnet die Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 einen Wechselsteuerbetrag Mm für den Zeitpunkt des Wechselns von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart, wobei sie den berechneten Wechselsteuerbetrag Mm an die Elektromotor-steuerbetrag-Berechnungseinheit 34 ausgibt.
Die Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 gibt einen Elektromotorsteuerbetrag Mr basierend auf dem eingegebenen Lenksteuerbetrag Mc und dem eingegebenen Wechselsteuerbetrag Mm aus. Der Elektromotorsteuerbetrag Mr ist ein Drehmomentbefehlswert, um den Elektromotor 7 aufzufordern, eine Ausgabe zu erzeugen. Der Elektromotorsteuerbetrag Mr wird in die Elektromotor-Treiberschaltung 44 eingegeben.
Die Elektromotor-Treiberschaltung 44 erzeugt gemäß dem Zustand des Elektromotors 7 einen Antriebsstrom 45, um ein Drehmoment zu erzeugen, das dem eingegebenen Elektromotorsteuerbetrag Mr entspricht, und treibt den Elektromotor 7 der Lenkvorrichtung 1 an.
(Beschreibung der Operationen)
Als Nächstes werden die Operationen der Lenksteuervorrichtung 17 bezüglich der 4 und 5 beschrieben. 4 ist ein Steuerablaufplan, der die Steuerung der Lenksteuervorrichtung 17 schematisch veranschaulicht, wenn der Fahrer das Lenkrad 2 betätigt, während das Fahrzeug in der „Automatiklenkungsbetriebsart“ fährt. 5 ist eine graphische Darstellung zum Beschreiben eines Zustands, in dem das Fahrzeug auf einer bogenförmigen Straße mit einer konstanten Krümmung fährt. 5(a) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Lenkwinkels δh, 5(b) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments Th und 5(c) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Elektromotorsteuerbetrags Mr.
Die Schritte S0 und S1 in 4 repräsentieren die Verarbeitung von t3 bis t5 in 5, die Schritte S2 bis S6 repräsentieren die Verarbeitung zu t = t5 und die Schritte S7 bis S12 repräsentieren die Verarbeitung von t5 bis t7 und der Schritt S13 repräsentiert die Verarbeitung für t > t7.
<<Der Schritt S0>>
Im Schritt S0 nach 4 fährt das Fahrzeug in der Automatiklenkungsbetriebsart. Das heißt, die in den Eingangsinformationen 21 von der Fahrzeugsteuervorrichtung 20 enthaltenen Lenkungsbetriebsartinformationen geben die Automatiklenkungsbetriebsart an, wobei die Eingangsinformationen 21 den Lenkwinkel-Zielwert in der Automatiklenkungsbetriebsart enthalten. Die Lenksteuervorrichtung 17 erkennt die Automatiklenkungsbetriebsart aus den Lenkungsbetriebsartinformationen, wobei der Automatiklenkungs-Controller 32 den Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38 berechnet und ausgibt, so dass der Lenkwinkel-Zielwert verwirklicht wird. Die Steuerauswahleinheit 33 gibt den von dem Automatiklenkungs-Controller 32 eingegebenen Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38 als den Lenksteuerbetrag Mc aus.
In der Automatiklenkungsbetriebsart gibt die Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 ungeachtet des Werts des von der Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 eingegebenen Wechselsteuerbetrags Mm den von der Steuerauswahleinheit 33 ausgegebenen Lenksteuerbetrag Mc (d. h., den Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38 von dem Automatiklenkungs-Controller 32) als den Elektromotorsteuerbetrag Mr aus. Dann gibt die Elektromotor-Treiberschaltung 44 den Antriebsstrom 45 basierend auf dem Elektromotorsteuerbetrag Mr aus, um den Elektromotor 7 der Lenkvorrichtung 1 anzutreiben, um den Lenkwinkel-Zielwert zu verwirklichen.
Von t3 bis t4 in 5 wird das Fahrzeug mit einem konstanten Lenkwinkel (= Lenkwinkel-Zielwert) in der Automatiklenkungsbetriebsart gesteuert, so dass das Fahrzeug auf einer bogenförmigen Straße mit einer konstanten Krümmung fährt, wobei das Fahrzeug fährt, während die Hände des Fahrers von dem Lenkrad 2 gelöst sind. Weil das Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit einer konstanten Krümmung fährt, ist zu diesem Zeitpunkt die zum Einschlagen der Räder 9 notwendige Lenkkraft konstant. In der Automatiklenkungsbetriebsart hängt die Lenkkraft nur von dem Elektromotor 7 ab, wobei folglich der Elektromotorsteuerbetrag Mr von t3 bis t4 einen konstanten Wert aufweist, wie in 5(c) veranschaulicht ist. Weil zwischen t3 und t4 das Lenkrad 2 nicht durch den Fahrer betätigt wird, ist das Lenkdrehmoment Th null (5(b)) und wird der Lenkwinkel δh auf einem Winkel A konstant gehalten, der dem Lenkwinkel-Zielwert entspricht, (5(a)).
<<Der Schritt S1>>
Im Schritt S1 bestimmt die Lenksteuervorrichtung 17, ob ein Absolutwert |Th| des Lenkdrehmoments Th einen vorgegebenen Lenkdrehmoment-Schwellenwert C überstiegen hat. Wenn |Th| > C ist, bestimmt die Lenksteuervorrichtung 17, dass es eine Anforderung zum Wechseln in die Handlenkungsbetriebsart gibt, wobei der Prozess zum Schritt S2 weitergeht. Wenn andererseits |Th| ≤ C ist, kehrt der Prozess zum Schritt S0 zurück, um die Automatiklenkungsbetriebsart fortzusetzen.
In dem in 5 veranschaulichten Beispiel wird die Betätigung des Lenkrads 2 durch den Fahrer zu t = t4 begonnen. In diesem Fall wird das Lenken ausgeführt, um den Einschlagbetrag der Räder 9 zu vergrößern, wobei das Vorzeichen des Lenkdrehmoments Th zu diesem Zeitpunkt positiv gemacht wird.
Wie oben beschrieben worden ist, wird in der Automatiklenkungsbetriebsart der Elektromotorsteuerbetrag Mr so gesteuert, dass der Lenkwinkel auf dem Lenkwinkel-Zielwert aufrechterhalten wird. Selbst wenn der Drehstab durch die Betätigung des Lenkrads 2 verdreht wird und sich der Lenkwinkel δh geringfügig ändert, wird der Lenkwinkel konstant gehalten. Wenn der Drehstab durch die Betätigung des Lenkrads 2 verdreht wird, wird das Lenkdrehmoment Th (> 0) durch den Drehmomentsensor 10 detektiert. Von t4 bis t5 nimmt das Lenkdrehmoment Th zusammen mit der Zunahme der Verdrehung des Drehstabs zu. Der Lenkwinkel δh nimmt außerdem durch die Verdrehung des Drehstabs geringfügig zu. Wenn zu t = t5 |Th| > C ist, dann führt die Lenksteuervorrichtung 17 im Schritt S1 eine Ja-Bestimmung aus, wobei der Prozess zum Schritt S2 weitergeht.
«Der Schritt S2»
Wenn der Prozess vom Schritt S1 zum Schritt S2 weitergeht, speichert im Schritt S2 die Lenksteuervorrichtung 17 das Lenkdrehmoment Th zu t = t5, d. h., das Lenkdrehmoment Th zu dem Zeitpunkt des Übersteigens, wenn |Th| > C ist, als eine Variable Tc in einer (nicht veranschaulichten) Speichereinheit. Zu diesem Zeitpunkt kann die Variable Tc als gleich C betrachtet werden. Ferner setzt die Lenksteuervorrichtung 17 den von der Berechnungseinheit 35 für manuelle Änderungen zu dem Handlenkungs-Controller 31 ausgegebenen Handsteuerbetrag Tm auf Tm = 0. Im Ergebnis wird zu t = t5 der von dem Handlenkungs-Controller 31 ausgegebene Handlenkungs-Steuerbetrag 40 null (siehe 3). In diesem Fall muss der Zeitpunkt des Übersteigens nicht streng t = t5 sein, sondern die Variable Tc kann das in einem Zeitraum erfasste Lenkdrehmoment Th repräsentieren, das eine Steuerzeitverzögerung oder dergleichen erlaubt.
<<Der Schritt S3>>
Im Schritt S3 speichert die Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 den von der Steuerauswahleinheit 33 ausgegebenen Lenksteuerbetrag Mc (= den Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38) zum Zeitpunkt des Übersteigens, wenn |Th| > C ist, wobei die Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 nach t = t5 den gespeicherten Mc als den Wechselsteuerbetrag Mm ausgibt.
<<Der Schritt S4>>
Im Schritt S4 wechselt die Steuerauswahleinheit 33 den von der Steuerauswahleinheit 33 ausgegebenen Lenksteuerbetrag Mc von dem Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38 zu dem Handlenkungs-Steuerbetrag 40.
<<Der Schritt S5>>
Im Schritt S5 speichert die Lenksteuervorrichtung 17 den Absolutwert |Tc| der Variable Tc als eine Variable Tp.
<<Der Schritt S6>>
Im Schritt S6 berechnet die Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 den Elektromotorsteuerbetrag Mr durch die folgende Gleichung (1). Das heißt, von t = t5 berechnet die Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 den Elektromotorsteuerbetrag Mr durch die folgende Gleichung (1) basierend auf dem Lenksteuerbetrag Mc und den Wechselsteuerbetrag Mm, wobei sie den berechneten Elektromotorsteuerbetrag Mr an einen Elektromotorsteuerbetrag 43 ausgibt. Die Elektromotor-Treiberschaltung 44 erzeugt den Antriebsstrom 45 basierend auf dem Elektromotorsteuerbetrag Mr, um den Elektromotor 7 der Lenkvorrichtung 1 durch den erzeugten Antriebsstrom 45 anzutreiben. $Mr = Mc + (Tp / | Tc |) Mm$
Wenn in 5 im Schritt S1 bestimmt wird, das zu t = t5 |Th| > C ist, wird Tm auf 0 gesetzt und wird der Lenksteuerbetrag Mc(t5) zu t = t5 als der Wechselsteuerbetrag Mm genommen. Wenn im Schritt S2 bestimmt wird, dass Tm = 0 ist, wird der Handlenkungs-Steuerbetrag 40 null. Wenn der Lenksteuerbetrag Mc im Schritt S4 zu dem Handlenkungs-Steuerbetrag 40 gewechselt wird, ist deshalb der von der Steuerauswahleinheit 33 ausgegebenen Lenksteuerbetrag Mc Mc = 0. Weil zu t = t5 Tp/ |Tc| = 1 ist, ist der durch die Gleichung (1) berechnete Elektromotorsteuerbetrag Mr Mr = Mm (= Mc(t5)). Das heißt, zu t = t5 wird der Elektromotorsteuerbetrag Mr der Wechselsteuerbetrag Mm.
«Der Schritt S7»
Im Schritt S7 vergleicht die Lenksteuervorrichtung 17 den Absolutwert |Th| des von dem Drehmomentsensor 10 ausgegebenen Lenkdrehmoments Th mit der Variable Tp. Wenn |Th| ≥ Tp ist, geht der Prozess zum Schritt S9 weiter, während, wenn |Th| < Tp ist, der Prozess zum Schritt S8 weitergeht.
Weil in dem in 5 veranschaulichten Beispiel zwischen t5 und t6 Th > C ist, ist die Bedingung |Th| ≥ Tp (= C) erfüllt, wobei der Prozess vom Schritt S7 zum Schritt S9 weitergeht. Außerdem wird von t5 bis t6, nachdem das Lenkrad 2 in einer Richtung gelenkt worden ist, in der der Einschlagbetrag zunimmt, das Lenkrad 2 in einer Richtung betätigt, in der der Einschlagbetrag abnimmt, wobei bei t ≤ t6 der Lenkwinkel δh < A ist und das Lenkdrehmoment Th < C ist. Deshalb geht von t5 bis t6 der Prozess vom Schritt S7 zum Schritt S9, wobei nach t6 bestimmt wird, dass |Th| < Tp ist, und der Prozess zum Schritt S8 weitergeht.
«Der Schritt S8»
Im Schritt S8 ersetzt die Lenksteuervorrichtung 17 die im Schritt S5 als Tp = |Tc| gesetzte Variable Tp unter Verwendung einer Funktion g(x) durch Tp = g(|Tc|). In diesem Fall kann als die Funktion g(x) eine beliebige Funktion, in der g(Tc) = Tc und g(0) = 0 ist, gewählt werden.
«Der Schritt S9»
Im Schritt S9 gibt die Berechnungseinheit 35 für manuelle Änderungen den durch die folgende Gleichung (2) berechneten Tm als den Handsteuerbetrag Tm aus. Es wird angegeben, dass sgn(Th) das Vorzeichen von Th repräsentiert. $Tm = sgn (Th) \times (| Th | - Tp)$
<<Der Schritt S10>>
Im Schritt S10 gibt der Handlenkungs-Controller 31 den als f(Tm) berechneten Handlenkungs-Steuerbetrag 40 in Reaktion auf den eingegebenen Handsteuerbetrag Tm (= sgn(Th) × (|Th| - Tp) zu der Steuerauswahleinheit 33 aus. In diesem Fall repräsentiert die Funktion f(x) eine beliebige Funktion, die die Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment und dem Handlenkungs-Steuerbetrag angibt. Wie oben in Bezug auf den Schritt S4 beschrieben worden ist, gibt die Steuerauswahleinheit 33 den Handlenkungs-Steuerbetrag 40, d. h., f(Tm), als den Lenksteuerbetrag Mc aus, so dass die Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 eine Eingabe f(sgn(Th) × (|Th| - Tp)) als den Lenksteuerbetrag Mc empfängt. Im Ergebnis berechnet die Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 den Elektromotorsteuerbetrag Mr aus dem im Schritt S10 berechneten Lenksteuerbetrag Mc = f(sgn(Th) × (|Th| - Tp)), dem von der Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 ausgegebenen Wechselsteuerbetrag Mm und der Gleichung (1), wobei sie denselben ausgibt.
<<Der Schritt S11>>
Im Schritt S11 vergleicht die Lenksteuervorrichtung 17 den Absolutwert |Th| des Lenkdrehmoments Th mit einem vorgegebenen unteren Wechsel-Grenzwert D. Wenn |Th| ≥ D ist, kehrt der Prozess zum Schritt S7 zurück, während, wenn |Th| < D ist, der Prozess zum Schritt S12 weitergeht.
In dem in 5 veranschaulichten Beispiel wird die Verarbeitung in „S7, S9, S10 und S11“ bei t5 < t < t6 wiederholt, während die Verarbeitung in „S7, S8, S9, S10 und S11“ bei t6 ≤ t < t7 wiederholt wird. Dann, zu t = t7, trifft die Lenksteuervorrichtung 17 im Schritt S11 eine Ja-Bestimmung, wobei der Prozess zum Schritt S12 weitergeht.
Bei t5 < t < t6 wird der im Schritt S9 berechnete Tm Tm = |Th| - Tp = ΔT, wobei der Lenksteuerbetrag Mc im Schritt S10 Mc = f(ΔT) wird. In diesem Fall entspricht ΔT dem Unterschied zwischen dem Lenkdrehmoment Th und dem Lenkdrehmoment-Schwellenwert C, was in 5(b) veranschaulicht ist. Weil außerdem Tp/|Tc| = 1 ist, wird der durch die Gleichung (1) ausgedrückte Elektromotorsteuerbetrag Mr Mr = f(ΔT) + Mm. Die gestrichelte Linie in 5(c) gibt (Tp/|Tc|)Mm an, die einen konstanten Wert Mm aufweist, wenn t5 < t < t6 ist.
Ferner wird bei t6 < t < t7 das im Schritt S8 berechnete Tp = g(|Th|) bei der Berechnung des Handsteuerbetrags Tm und des Elektromotorsteuerbetrags Mr für Tp verwendet. Weil in dem Fall des Wechselns vom Schritt S7 zum Schritt S8 |Th| < Tp = |Tc| = C ist, ist g(|Th|) < C, wobei g(|Th|) zusammen mit der Abnahme des Lenkdrehmoments Th kleiner wird. Im Ergebnis nimmt der Handsteuerbetrag Tm ab, wobei Mc des ersten Terms auf der rechten Seite von „Mr = Mc + (Tp/|Tc|)Mm“ außerdem entsprechend abnimmt. Weil zusätzlich Tp/|Tc| außerdem zusammen mit der Abnahme von Tp abnimmt, nimmt die gestrichelte Linie in 5(c), die (Tp/|Tc|)Mm repräsentiert, außerdem ab.
Durch das Ausführen dieser Steuerung nähert sich der im Schritt S9 berechnete Handsteuerbetrag Tm dem tatsächlichen Lenkdrehmoment, wenn das Lenkdrehmoment Th abnimmt, wobei sich der Handlenkungs-Steuerbetrag (= der Lenksteuerbetrag) im Schritt S10 dem Wert in der normalen Handlenkungsbetriebsart nähert. Außerdem nimmt bei der Berechnung des Elektromotorsteuerbetrags Mr der Wert von (Tp/|Tc|)Mm zusammen mit der Abnahme des Lenkdrehmoments Th ab, so dass sich der Elektromotor-Steuerbetrag Mr allmählich dem Handlenkungs-Steuerbetrag f(Th) nähert. Danach, wenn zu t = t7 |Th| < D ist, geht der Prozess zum Schritt S12 weiter.
«Der Schritt S12»
Wenn im Schritt S11 bestimmt wird, dass |Th| < D ist und der Prozess zum Schritt S12 weitergeht, bestimmt die Lenksteuervorrichtung 17, dass die Steuerbetriebsart vollständig in die Handlenkungsbetriebsart gewechselt worden ist. Das heißt, die Lenksteuervorrichtung 17 setzt den von der Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 ausgegebenen Wechselsteuerbetrag Mm auf Mm = 0 und setzt den von der Berechnungseinheit 35 für manuelle Änderungen ausgegebenen Handsteuerbetrag auf Tm = Th. Deshalb wird der Handlenkungs-Steuerbetrag f(Th) von dem Handlenkungs-Controller 31 ausgegeben, wobei der von der Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 ausgegebene Elektromotorsteuerbetrag Mr gleich dem Handlenkungs-Steuerbetrag f(Th) wird, d. h., Mr = Mc = f(Th). Folglich wird nach t = t7 die Lenkvorrichtung 1 in der normalen Handlenkungsbetriebsart gesteuert.
Wenn der Fahrer das Lenkrad von t = t5 weiter lenkt, um das Lenkdrehmoment Th zu vergrößern (Schritt S7), wird der Lenksteuerbetrag Mc gemäß einem Unterschied ΔT von dem Lenkdrehmoment Tc zu t = t5 auf den Handlenkungs-Steuerbetrag f(ΔT) gesetzt (Zunahme im Fall nach 5), wie oben beschrieben worden ist. Weil von t5 bis t6 Th > C ist, geht der Prozess vom Schritt S7 zum Schritt S9 weiter, wobei aber in diesem Fall Tp = |Tc| ist und folglich (Tp/|Tc|)Mm = Mm ist. Deshalb ist der durch die Gleichung (1) berechnete Elektromotorsteuerbetrag Mr Mr = Mc + Mm, wobei der Elektromotorsteuerbetrag Mr entsprechend der Zunahme des Lenkens des Fahrers von dem Elektromotorsteuerbetrag (Mm) zu t = t5 als einen Anfangspunkt zunimmt. Durch das Ausführen der Steuerung basierend auf ΔT in dieser Weise ist es im Vergleich zu dem Fall, in dem der Elektromotorsteuerbetrag Mr basierend auf dem Lenkdrehmoment Th zum Zeitpunkt des Betriebsartwechsels in der herkömmlichen Weise erzeugt wird, möglich, eine große Änderung der Ausgabe des Elektromotors 7 unmittelbar nach dem Wechseln (zu t5) von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart zu verhindern.
Im Ergebnis fühlt der Fahrer nicht, dass die Betätigung des Lenkrads 2 plötzlich leichter oder schwerer wird, was die Wirkung des Förderns des Fahrbetriebs erzeugt, wenn die Lenkungsbetriebsart wechselt. Selbst in dem Fall einer Notlenkung wird zusätzlich die Betätigung des Fahrers unmittelbar nach dem Wechseln der Betriebsart widergespiegelt, wobei es dadurch möglich gemacht wird, eine Notvermeidung eines Hindernisses in einer sicheren Weise auszuführen.
Wenn andererseits in der in der PTL 1 beschriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung das Lenkdrehmoment in der Automatiklenkungsbetriebsart den Schwellenwert übersteigt, wird die Lenkungsbetriebsart einfach in die Handlenkungsbetriebsart gewechselt. In der Handlenkungsbetriebsart wird jedoch die Unterstützungskraft gemäß dem Lenkdrehmoment Th während der Betätigung des Lenkrads erzeugt, wobei folglich das Anfühlen des Lenkrads in Abhängigkeit von der Beziehung der Größe zwischen der unmittelbar nach dem Wechseln erforderlichen Aktuatorausgabe (der Aktuatorausgabe entsprechend dem Lenkdrehmoment Th = C) und der Aktuatorausgabe unmittelbar bevor dem Wechseln variiert.
Wenn die Aktuatorausgabe z. B. größer als die Aktuatorausgabe unmittelbar vor dem Wechsel ist und sich in der gleichen Richtung wie vor dem Wechsel befindet, fühlt sich das Lenkrad plötzlich leichter an, während im Gegensatz, wenn die Aktuatorausgabe kleiner als die Aktuatorausgabe unmittelbar bevor dem Wechsel ist, sich das Lenkrad wie zurückgeschoben anfühlt. Ein derartiges unangenehmes Anfühlen stört den Fahrbetrieb, was einen Faktor des Störens des Fahrzeugverhaltens bilden kann, wenn das Fahrzeug fährt.
6 veranschaulicht das Fahrzeugverhalten in dem Fall, in dem die Aktuatorausgabe größer als unmittelbar vor dem Wechsel ist und in der gleichen Richtung wie unmittelbar vor dem Wechsel gemäß der herkömmlichen Steuerung ist. 6(a) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments, während 6(b) die zeitlichen Änderungen des Elektromotorsteuerbetrags veranschaulicht. Der Fahrer beginnt das Betätigen des Lenkrads 2 zu t = t4, um das Lenkrad um einen Lenkwinkel zu drehen, der dem Lenkdrehmoment Th2 entspricht. Dann, wenn das Lenkdrehmoment Th zu t = t5 den Schwellenwert C für des Wechseln der Betriebsart übersteigt, wird die Betriebsart unmittelbar in die Handbetriebsart gewechselt. Wenn die Unterstützungskraft plötzlich gemäß dem Lenkdrehmoment Th = C (> Th2) zum Zeitpunkt des Wechseln zunimmt, verringert sich deshalb das Lenkdrehmoment außerdem in Übereinstimmung mit der Zunahme der Unterstützungskraft im hohen Maße. In dem Beispiel nach 6 übersteuert der Elektromotorsteuerbetrag Mr, wobei er größer als ein Elektromotorsteuerbetrag Mr2 wird, der dem Lenkdrehmoment Th2 entspricht, wobei der Elektromotorsteuerbetrag Mr und das Lenkdrehmoment Th Schwingungen erzeugen.
7 veranschaulicht einen Fall, in dem ein Fahrzeug, das in der Automatikbetriebsart auf einer Fahrbahn mit einer konstanten Krümmung wie im Fall nach 5 fährt, in die entgegengesetzte Richtung gelenkt wird, d. h., einen Fall, in dem das Lenken mit der Absicht begonnen wird, sich außerhalb der Fahrbahn zu bewegen, in der das Fahrzeug durch den automatischen Betrieb fährt. 7(a) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments Th, wenn der Fahrer das Lenkrad 2 lenkt, während 7(b) die zeitlichen Änderungen des Elektromotorsteuerbetrags Mr in diesem Fall veranschaulicht.
Wie in dem oben beschriebenen Fall nach 5 ergreift der Fahrer zu t = t4 das Lenkrad 2 und beginnt das Lenken. Wenn zu t = t5 das Lenkdrehmoment 11 den Lenkdrehmoment-Schwellenwert C erreicht, geht der Prozess zum Schritt S2 nach 4 weiter. Außerdem werden zu t = t5 der unmittelbar vorher ausgegebene Lenksteuerbetrag Mc (d. h., der Elektromotorsteuerbetrag Mr = Mc) als der Wechselsteuerbetrag Mm und der durch das Addieren des Handlenkungs-Steuerbetrags f(ΔT), der dem Lenkdrehmomentänderungsbetrag (ΔT) bezüglich des Lenkdrehmoments Th zu t5 entspricht, zu dem Wechselsteuerbetrag Mm erhaltene Wert als der Elektromotorsteuerbetrag Mr gehalten. Weil in 7 das Fahrzeug in die Richtung gelenkt wird, die zu der in dem in 5 veranschaulichten Fall entgegengesetzt ist, wird der Elektromotorsteuerbetrag Mr ausgegeben, so dass er von dem Elektromotorsteuerbetrag Mr zu t = t5 als einen Anfangspunkt um f(TΔ) abnimmt.
Falls in dem Fall der herkömmlichen Steuerung der Fahrer das Lenken ausführt, wie in 7 veranschaulicht ist, wird in Abhängigkeit von dem Betrag des Lenkdrehmoments zu t = t5 eine Elektromotorausgabe erzeugt, um die Räder 9 in einer Richtung einzuschlagen, die zu der Richtung entgegengesetzt ist, in der das Rad 9 vorher eingeschlagen wurde, wobei der Fahrer das Fahrzeug im höheren Maße als erwartet lenken kann. Bei der Steuerung der vorliegenden Erfindung wird jedoch der Betrieb geändert, um die Ausgabe zu verringern, die bisher erzeugt worden ist, so dass der Fahrer das Fahrzeug nicht aus Versehen im hohen Maße lenkt. Dies macht es möglich, eine Wirkung des Förderns des Fahrbetriebs unmittelbar nach dem Wechsel der Lenkungsbetriebsart zu erhalten. Zusätzlich wird selbst in dem Fall einer Notlenkung die Betätigung des Fahrers unmittelbar nach dem Wechseln der Betriebsart widergespiegelt, wobei es dadurch möglich gemacht wird, eine Notvermeidung eines Hindernisses in einer sicheren Weise auszuführen.
In den 5 und 7 ist oben der Fall beschrieben worden, in dem das Lenkrad 2 betätigt wird, um in die Handlenkungsbetriebsart zu wechseln, wenn das Fahrzeug in der Automatiklenkungsbetriebsart bei einer vorgegebenen Krümmung fährt. 8 veranschaulicht den zeitlichen Übergang des Lenkdrehmoments Th und des Elektromotorsteuerbetrags Mr in einem Fall, in dem die Fahrspur aus dem Zustand des Geradeausfahrens gewechselt wird. In diesem Fall ist der Elektromotorsteuerbetrag Mr Mr = 0, bis das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C übersteigt.
(Ein Modifikationsbeispiel)
Die 9 und 10 sind graphische Darstellungen zum Beschreiben eines Modifikationsbeispiels. 9 ist ein Ablaufplan, während 10 die zeitlichen Änderungen des Lenkwinkels δh, des Lenkdrehmoments Th und des Elektromotorsteuerbetrags Mr veranschaulicht. Wie in dem Fall nach 5 veranschaulicht 10 einen Zustand, in dem das Fahrzeug auf einer bogenförmigen Straße mit einer konstanten Krümmung fährt.
Wenn in dem Ablaufplan nach 4 zu t = t5 das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C übersteigt (siehe 5), wird der Handsteuerbetrag Tm als „Tm = sgn(Th)×(|Th| - Tp)“ berechnet, wobei der Elektromotorsteuerbetrag Mr durch die Gleichung (1) gemäß den Änderungen des Lenkdrehmoments Th für t > t5 berechnet wird. Andererseits werden in dem Ablaufplan nach 9 der Handsteuerbetrag Tm und der Elektromotorsteuerbetrag Mr gemäß dem Lenkwinkel berechnet.
In dem Ablaufplan nach 9 sind den Schritten, in denen die gleiche Verarbeitung wie in dem Ablaufplan nach 4 ausgeführt wird, die gleichen Bezugszeichen gegeben. Im Folgenden werden hauptsächlich die Schritte, in denen eine andere Verarbeitung ausgeführt wird, beschrieben, wobei eine redundante Erklärung weggelassen wird. Die Schritte S0 bis S4 in 9 sind die gleichen wie die Schritte S0 bis S4 in 4, wobei folglich ihre Beschreibungen weggelassen werden. Das heißt, wenn das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C übersteigt, wird der Handsteuerbetrag Tm auf Tm = 0 gesetzt, wobei der Lenksteuerbetrag zum Zeitpunkt des Übersteigens (d. h., der Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38) als der Wechselsteuerbetrag Mm ausgegeben wird, während der Handlenkungs-Steuerbetrag 40 von der Steuerauswahleinheit 33 als der Lenksteuerbetrag Mc ausgegeben wird.
<<Der Schritt S21>>
Im Schritt S21 speichert die Lenksteuervorrichtung 17 einen Absolutwert |δh| des Lenkwinkels δh zu dem Zeitpunkt des Übersteigens als die Variable δc und δρ.
<<Der Schritt S22>>
Im Schritt S22 berechnet die Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 den Elektromotorsteuerbetrag Mr durch die folgende Gleichung (3) basierend auf dem Lenksteuerbetrag Mc und dem Wechselsteuerbetrag Mm, wobei sie den Elektromotorsteuerbetrag Mr zu der Elektromotor-Treiberschaltung 44 ausgibt. Zum Zeitpunkt des Übersteigens werden der Handlenkungs-Steuerbetrag 40 und der Lenksteuerbetrag Mc null, weil Tm = 0 ist, wobei, weil δp = δc = |δh| ist, der Elektromotorsteuerbetrag Mr Mr = Mm wird. $Mr = Mc + (δ p / δ c) Mm$
«Der Schritt S23»
Im Schritt S23 wird die Größe des Absolutwerts |δh| des Lenkwinkels mit der Größe der Variable δp verglichen. In dem Fall von |δh| ≥ 8p geht der Prozess zum Schritt S25 weiter, während in dem Fall von |δh| < δρ der Prozess zum Schritt S24 weitergeht.
<<Der Schritt S24>>
Wenn der Prozess vom Schritt S23 zum Schritt S24 weitergeht, wird im Schritt S24 die Variable δp durch den durch eine Funktion h(|δh|) berechneten Wert ersetzt. In diesem Fall kann eine beliebige Funktion h(x), in der h(δc) = Tc, h(0) = 0 ist, gewählt werden.
«Der Schritt S25»
Im Schritt S25 gibt die Berechnungseinheit 35 für manuelle Änderungen den Tm aus, der durch die folgende Gleichung (4) als ein Handsteuerbetrag berechnet wird. $Tm = sgn (Th) \times (| Th | - (δ p / δ c) Tc)$
<<Der Schritt S26>>
Im Schritt S26 wird der Absolutwert |δh| des Lenkwinkels δh mit einem vorgegebenen unteren Wechsel-Grenzwert δd verglichen. In dem Fall |δh| ≥ δd kehrt der Prozess zum Schritt S3 zurück, während in dem Fall |δh| < δd der Prozess zum Schritt S12 weitergeht. Das heißt, wenn der Lenkwinkel δh zu der fast neutralen Position zurückgeführt worden ist, geht der Prozess zum Schritt S12 weiter, wobei die Lenkungsbetriebsart zu der vollständigen Handlenkungsbetriebsart wechselt. In dem in 4 veranschaulichten Beispiel wechselt die Lenkungsbetriebsart zu der vollständigen Handlenkungsbetriebsart, wenn das Lenkdrehmoment |Th| und nicht der Lenkwinkel kleiner als der Wert D wird (Schritt S12).
In dem in 10 veranschaulichten Beispiel wird die Verarbeitung in „S23, „S25, S10 und S26“ bei t5 < t < t6 wiederholt, während die Verarbeitung in „S23, S24, S25, S10 und S26“ bei t6 ≤t < t9 wiederholt wird. Dann trifft zu t = t9 die Lenksteuervorrichtung 17 im Schritt S26 eine Ja-Bestimmung, wobei der Prozess zum Schritt S12 weitergeht.
Weil bei t5 < t < t6 δp/δc = 1 ist, ist der im Schritt S25 berechnete Tm Tm = |Th| - Tc = ΔT, wobei der Lenksteuerbetrag Mc im Schritt S10 Mc = f(ΔT) ist. Außerdem ist der durch die Gleichung (3) ausgedrückte Elektromotorsteuerbetrag Mr Mr = f(ΔT) + Mm. Die gestrichelte Linie in 10(c) gibt (δp/δc)Mm an, was bei t5 < t < t6 einen konstanten Wert Mm aufweist.
Ferner wird bei t6 < t < t9 die im Schritt S24 berechnete δp = h(|δh|) bei der Berechnung des Handsteuerbetrags Tm und des Elektromotorsteuerbetrags Mr für δp verwendet. In dem Fall des Wechselns vom Schritt S23 zum Schritt S24 wird die im Schritt S24 berechnete δρ = h(|δh|) δp < δc, weil |δh| < δp = δc ist. Der Wert von δp (= h(|δh|)) wird kleiner, wenn der Lenkwinkel δh abnimmt. Wenn δh bei t6 < t < t9 abnimmt, wie in 10(a) veranschaulicht ist, nimmt im Ergebnis der Handsteuerbetrag Tm außerdem ab, wobei Mc im ersten Term auf der rechten Seite von „Mr = Mc + (δp/δc)Mm“ entsprechend ebenso abnimmt. Weil (δp/δc) zusammen mit der Abnahme der δρ abnimmt, besteht außerdem zusätzlich die Tendenz, dass die gestrichelte Linie in 10(c), die (δp/δc)Mm repräsentiert, abnimmt.
Durch das Ausführen dieser Steuerung nähert sich der im Schritt S25 berechnete Handsteuerbetrag Tm zusammen mit der Verringerung des Lenkwinkels δh dem tatsächlichen Lenkdrehmoment, wobei sich der Handlenkungs-Steuerbetrag (= der Lenksteuerbetrag) im Schritt S10 dem Wert in der normalen Handlenkungsbetriebsart nähert. Außerdem nimmt in dem Elektromotorsteuerbetrag Mr der Wert von (δp/δc)Mm zusammen mit der Abnahme des Lenkwinkels δh ab, so dass sich der Elektromotorlenkbetrag Mr dem Wert des Handlenkungs-Steuerbetrags nähert. Danach, wenn zu t = t9 |δh| < δd ist, geht der Prozess zum Schritt S12 weiter.
Außerdem wird in dem Fall des oben beschriebenen Modifikationsbeispiels zum Zeitpunkt des Übersteigens, wenn |Th| > C ist, Mr = Mm gesetzt, wobei danach der Änderungsbetrag ΔT = |Th| - Tc des Lenkdrehmoments bezüglich des Schwellenwerts C auf den Handsteuerbetrag Tm gesetzt wird. Weil zu diesem Zeitpunkt der Elektromotorsteuerbetrag Mr Mr = Mc + Mm ist, wobei Mc = f(ΔT) ist, ändert sich der Elektromotorsteuerbetrag Mr von dem Elektromotorsteuerbetrag (Mm) zu t = t5 als einen Anfangspunkt in Übereinstimmung mit der Änderung des Lenkdrehmoments Th. Deshalb ist es im Vergleich zu dem herkömmlichen Fall, in dem der Elektromotorsteuerbetrag Mr basierend auf dem Lenkdrehmoment Th zum Zeitpunkt des Wechselns der Betriebsart erzeugt wird, möglich, eine große Änderung der Ausgabe des Elektromotors 7 unmittelbar nach dem Wechseln von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart zu verhindern.
In der Erklärung der 5, 7, 8 und 10 ist die Änderung des Elektromotorsteuerbetrags Mr als ein Beispiel beschrieben worden, wobei sich aber der zu dem Elektromotor 7 ausgegebene Antriebsstrom 45 außerdem in fast der gleichen Weise gemäß dem Lenkdrehmoment Th ändert.
In der oben beschriebenen Verarbeitung im Schritt S3 nach 4 wird der Lenksteuerbetrag Mc, wenn das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C übersteigt, als Mm gespeichert, wobei er als der Wechselsteuerbetrag ausgegeben wird. Alternativ kann der durch das Subtrahieren des Lenkdrehmoments Th zu diesem Zeitpunkt (z. B. des Schwellenwerts C) von dem Lenksteuerbetrag Mc zum Zeitpunkt des Übersteigens erhaltene Wert als der Wechselsteuerbetrag Mm ausgegeben werden. Weil sich das Fahrzeug zu t < t5 in der Automatiklenkungsbetriebsart befindet, selbst wenn der Fahrer in dieser Automatiklenkungsbetriebsart das Lenkrad lenkt, tendiert das Fahrzeug dazu, gegen das Lenken des Fahrers auf der Fahrbahn des Automatikbetriebs zu bleiben, wobei sich die Ausgabe des Elektromotors 7 durch das Lenkdrehmoment des Fahrers ändert (geringfügig kleiner wird). Deshalb weicht durch das Subtrahieren des Lenkdrehmoments Th zu diesem Zeitpunkt von dem Lenksteuerbetrag Mc zum Zeitpunkt des Übersteigens der Elektromotorsteuerbetrag Mr zum Zeitpunkt des Wechsels von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart zu t = 5 nicht ab, so dass die Verbindung fortgesetzt wird.
Zusätzlich wird eine Steuerung ausgeführt, so dass der Lenksteuerbetrag Mc zum Zeitpunkt des Übersteigens als Mm gespeichert wird und der konstante Wert Mm als der Wechselsteuerbetrag ausgegeben wird. Der Wechselsteuerbetrag kann jedoch mit dem Lenksteuerbetrag Mc (= Mm) zum Zeitpunkt des Übersteigendes als die obere Grenze festgelegt werden. Nach t5 werden die Mm enthaltenden Terme der Gleichungen (1) und (3) festgelegt, ohne diese obere Grenze Mm zu übersteigen.
Wenn z. B. die Krümmung der Fahrbahn des Automatikbetriebs nach t5 abnimmt, wird der Lenksteuerbetrag Mm basierend auf dem Ergebnis der Berechnung durch den Automatiklenkungs-Controller 32 mit dem Lenksteuerbetrag M5 zu t5 als die obere Grenze, d. h., in Anbetracht des Automatiklenkungs-Steuerbetrags 38, der für die Verwendung nach t5 in der Automatiklenkungsbetriebsart geplant ist, selbst nach t5 verringert, wenn das Lenkdrehmoment 11 den Schwellenwert C überstiegen hat, wie in 11 veranschaulicht ist. Ferner kann der Wechselsteuerbetrag Mm mit dem Lauf der Zeit allmählich verringert werden, wie in 12 veranschaulicht ist. Selbst in diesem Fall kann die Wirkung des Verringerns des Verspürens einer Unannehmlichkeit, das durch den Fahrer zum Zeitpunkt (t5) des Wechsels von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart erfahren wird, erhalten werden.
Es ist beschrieben worden, dass in der in 1 veranschaulichten Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 der Lenksteuerbetrag Mc als der Wechselsteuerbetrag Mm verwendet wird, wenn das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C übersteigt. Alternativ kann der mit dem Lenksteuerbetrag zum Zeitpunkt des Übersteigens als die obere Grenze aus der Ausgabe der Lenkvorrichtung 1, die notwendig ist, um den Einschlagbetrag der Räder 9 an diesem Punkt von dem Fahrzeugzustandsbetrag aufrechtzuerhalten, invers berechnete Elektromotorsteuerbetrag als der Wechselsteuerbetrag Mm verwendet werden. Die auf die Räder ausgeübte Kraft wird z. B. aus der Giergeschwindigkeit der aktuellen Fahrzeugbewegung geschätzt, wobei der Elektromotorsteuerbetrag, der der Kraft entgegenwirken kann, gegeben ist.
Zusätzlich wird in den in den 4 und 8 veranschaulichten Abläufen die Verarbeitung vom Schritt S2 fortschreitend ausgeführt, wenn das Lenkdrehmoment Th als ein Index des Handbetätigungsbetrags des Lenkrads 2 den Schwellenwert C übersteigt. Anstelle des Lenkdrehmoments Th kann alternativ der Lenkwinkel δh als ein Index des Handbetätigungsbetrags verwendet werden, so dass die Verarbeitung vom Schritt S2 fortschreitend ausgeführt wird, wenn der Unterschied zwischen dem Lenkwinkel δh als der Lenkwinkel-Anforderungswert des Fahrers und der tatsächliche Lenkwinkel 37 größer als ein vorgegebener Schwellenwert des Lenkwinkelunterschieds wird.
Im Schritt S10 wird der Handlenkungs-Steuerbetrag 40 gemäß dem Handsteuerbetrag Tm als die Änderung der Handlenkung berechnet. Alternativ kann der durch das Anwenden eines Tiefpassfilters auf diesen berechneten Wert erhaltene Wert als der Handlenkungs-Steuerbetrag festgelegt werden. Dies macht es möglich, das Verspüren einer Unannehmlichkeit zu verringern, wenn von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart gewechselt wird.
- Die zweite Ausführungsform -
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der 13 bis 15 beschrieben. 13 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration der Lenksteuervorrichtung 17 veranschaulicht. Die zweite Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform in dem Verfahren zum Extrahieren der manuellen Änderung aufgrund des Lenkens durch den Fahrer in der Lenksteuervorrichtung 17 verschieden, wobei die zweite Ausführungsform aber in den anderen Beziehungen in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform konfiguriert ist. Weil die Komponenten der Lenkvorrichtung 1 die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform sind, werden folglich ihre Beschreibungen weggelassen. Was die Lenksteuervorrichtung 17 betrifft, sind den gleichen Komponenten wie jenen, die in 2 veranschaulicht sind, die gleichen Bezugszeichen wie jene, die in 2 veranschaulicht sind, gegeben, wobei ihre Beschreibungen weggelassen werden.
In 13 sind die Konfigurationen eines Handlenkungs-Controllers 131 und einer Berechnungseinheit 135 für manuelle Änderungen von jenen, die in 2 veranschaulicht sind, verschieden. Der Handlenkungs-Controller 131 berechnet einen Unterstützungssteuerbetrag Ah basierend auf dem Eingangslenkdrehmoment Th. Der Handlenkungs-Controller 131 gibt den Unterstützungssteuerbetrag Ah zu dem Eingangslenkdrehmoment Th basierend auf der Korrelationsbeziehung zwischen dem Lenkdrehmoment Th und dem Unterstützungssteuerbetrag Ah aus, wie in 14 veranschaulicht ist. Der Unterstützungssteuerbetrag Ah ist ein Drehmomentbefehlswert zum Auffordern des Elektromotors 7, eine Ausgabe zu erzeugen, um eine Unterstützungskraft für die Lenkkraft des Fahrers zu erzeugen. Die Berechnungseinheit 135 für manuelle Änderungen nimmt die Eingaben des Unterstützungssteuerbetrags Ah, des Lenkdrehmoments Th, eines Lenkwinkels δh und des tatsächlichen Lenkwinkels 37 an, wobei die Berechnungseinheit 135 für manuelle Änderungen einen Handlenkungs-Steuerbetrag Am gemäß der Lenkungsbetriebsart basierend auf den eingegebenen Werten berechnet.
15 ist ein Steuerablaufplan, der einen Umriss der Steuerung durch die Lenksteuervorrichtung 17 beschreibt. In 15 sind außerdem den Schritten, in denen die gleiche Verarbeitung wie die in dem in 4 ausgeführten Steuerablauf ausgeführt wird, die gleichen Bezugszeichen wie jene in 4 gegeben, wobei die Beschreibungen dieser Schritte weggelassen werden.
<<Der Schritt S31>>
Wenn im Schritt S1 bestimmt wird, dass |Th| > C ist, geht der Prozess zum Schritt S31 weiter. Im Schritt S31 speichert die Lenksteuervorrichtung 17 den von dem Handlenkungs-Controller 131 ausgegebenen Unterstützungssteuerbetrag Ah als Ac, wobei sie den von der Berechnungseinheit 135 für manuelle Änderungen ausgegebenen Handlenkungs-Steuerbetrag Am auf null setzt.
<<Der Schritt S32>>
Im Schritt S32 speichert die Lenksteuervorrichtung 17 den Absolutwert |Th| des Lenkdrehmoments Th, wenn |Th| > C ist (t = t5 in 16, was später beschrieben wird), als die Variable Tp und Tc.
<<Der Schritt S33>>
Wenn im Schritt S7 bestimmt wird, dass |Th| ≥ Tp ist und der Prozess zum Schritt S33 weitergeht, gibt die Berechnungseinheit 135 für manuelle Änderungen den durch die folgende Gleichung (5) berechneten Am als einen Handlenkungs-Steuerbetrag im Schritt S33 aus. In der Gleichung (5) repräsentiert Ah den aus den in 14 beschriebenen Eigenschaften erhaltenen Unterstützungssteuerbetrag bezüglich des zum gegenwärtigen Zeitpunkt erhaltenen Lenkdrehmoments Th. $Am = sgn (Ah) \times (| Ah | - (Tp/Tc) Ac)$
<<Der Schritt S34>>
Im Schritt S34 gibt die Steuerauswahleinheit 33 den von der Berechnungseinheit 135 für manuelle Änderungen eingegebenen Handlenkungs-Steuerbetrag Am als den Lenksteuerbetrag Mc aus. Im Ergebnis berechnet die Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 aus dem von der Steuerauswahleinheit 33 ausgegebenen Lenksteuerbetrag Mc, dem von der Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 ausgegebenen Wechselsteuerbetrag Mm und der oben beschriebenen Gleichung (1) den Elektromotorsteuerbetrag Mr, wobei sie denselben ausgibt.
<<Der Schritt S35>>
Wenn im Schritt S11 bestimmt wird, dass |Th| < D ist und der Prozess zum Schritt S35 weitergeht, bestimmt die Lenksteuervorrichtung 17, dass die Steuerbetriebsart vollständig zu der Handlenkungsbetriebsart gewechselt worden ist. Im Schritt S35 setzt die Lenksteuervorrichtung 17 den von der Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 ausgegebenen Wechselsteuerbetrag Mm als Mm = 0. Ferner gibt die Berechnungseinheit 135 für manuelle Änderungen das basierend auf einer Funktion f(x), die die Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment und dem Handlenkungs-Steuerbetrag repräsentiert, und dem Eingangslenkdrehmoment Th berechnete f(Th) als den Handlenkungs-Steuerbetrag Am aus. Im Ergebnis ist der durch die Gleichung (1) in der Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit 34 berechnete Elektromotorsteuerbetrag Mr der gleiche wie der Handlenkungs-Steuerbetrag f(Th), da Mr = Mc = f(Th) ist. Entsprechend ist die Lenkvorrichtung 1 in der normalen Handlenkungsbetriebsart gesteuert.
16 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel des Fahrzeugbetriebs veranschaulicht. 16(a) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments Th, 16(b) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Unterstützungssteuerbetrags Ah und 16(c) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Elektromotorsteuerbetrags Mr. Wie in dem Fall nach 5 fährt das Fahrzeug auf einer bogenförmigen Straße mit einer konstanten Krümmung, wobei in der Automatiklenkungsbetriebsart (t < t5) die Elektromotor-steuerbetrag-Berechnungseinheit 34 einen konstanten Elektromotorsteuerbetrag Mr ausgibt. Ferner veranschaulicht 16 den Fall, in dem die Verarbeitung vom S7 zu S8, S33, S34 und S11 in dem in 15 veranschaulichten Fall weitergeht.
In dem Abschnitt von t = t3 bis t = t4 fährt das Fahrzeug in der Automatikbetriebsart, wobei die Hände des Fahrers von dem Lenkrad 2 gelöst sind (Schritt S0). Wenn das Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit einer konstanten Krümmung fährt, ist die zum Einschlagen der Räder 9 notwendige Lenkkraft der Lenkvorrichtung 1 konstant, so dass der Elektromotorsteuerbetrag Mr einen konstanten Wert aufweist, wie in 16(c) veranschaulicht ist.
Dann ergreift der Anwender bei t = t4 das Lenkrad 2, wobei er das Lenken beginnt. In dem in 16 veranschaulichten Beispiel wird das Lenken ausgeführt, um zum Inneren des Bogens zu fahren, d. h., um den Einschlagbetrag der Räder 9 zu vergrößern. Wie in 16(a) veranschaulicht ist, beginnt das Lenkdrehmoment Th von t = t4, anzusteigen.
Wenn zu t = t5 bestimmt wird, dass das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C übersteigt und der Fahrer den Wechsel von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart anfordert (Schritt S1), speichert die Lenksteuervorrichtung 17 den Unterstützungssteuerbetrag Ah zu diesem Zeitpunkt als Ac, wobei sie den Handlenkungs-Steuerbetrag Am auf null setzt (Schritt S31). Gleichzeitig speichert die Lenksteuervorrichtung 17 den Lenksteuerbetrag Mc zu diesem Zeitpunkt als Mm, wobei sie die Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit 36 veranlasst, den Mm als den Wechselsteuerbetrag auszugeben (Schritt S3).
Danach wechselt die Lenksteuervorrichtung 17 den Lenksteuerbetrag Mc als die Ausgabe der Steuerauswahleinheit 33 zu dem Handlenkungs-Steuerbetrag Am (Schritt S4). Wenn gleichzeitig das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C übersteigt, speichert die Lenksteuervorrichtung 17 den Absolutwert |Th| des Lenkdrehmoments Th als Tc und Tp (Schritt S32). Weil zu diesem Zeitpunkt der Handlenkungs-Steuerbetrag Am als 0 ausgegeben wird, ist Mc = 0. Weil zusätzlich Tc = Tp = |Th| ist, ist der durch den Ausdruck (1) berechnete Elektromotorsteuerbetrag Mr Mr = Mm (Schritt S6).
Wenn der Fahrer ferner das Lenken von t = t5 ausführt, um das Lenkdrehmoment Th zu vergrößern, (Schritt S7), ist der durch die Gleichung (5) berechnete Handlenkungs-Steuerbetrag Am = Ah - Ac. Weil die Steuerauswahleinheit 33 den Handlenkungs-Steuerbetrag Am auswählt, ist zu diesem Zeitpunkt der von der Steuerauswahleinheit 33 ausgegebene Lenksteuerbetrag Mc Mc = Am (Schritt S34). Im Ergebnis ist der durch die Gleichung (1) berechnete Elektromotorsteuerbetrag Mr Mr = Am + Mm (siehe 16(c)).
Durch das Ausführen der Steuerung, wie sie in 15 veranschaulicht ist, nimmt der Elektromotorsteuerbetrag Mr in Übereinstimmung mit der Zunahme des Lenkens des Fahrers von dem Elektromotorsteuerbetrag Mr zu dem Zeitpunkt, zu dem der Schwellenwert C überstiegen wird (= Mm), als ein Anfangspunkt zu, wie für t > t5 in 16 veranschaulicht ist. Dies macht es möglich, eine signifikante Änderung der Elektromotorausgabe zum Zeitpunkt des Wechselns von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart zu verhindern. Im Ergebnis ist es möglich, das Verspüren einer Unannehmlichkeit, dass die Betätigung des Lenkrads 2 plötzlich leichter oder schwerer wird, zu verringern und den Fahrbetrieb zu fördern, wenn die Lenkungsbetriebsart gewechselt wird. Selbst in dem Fall einer Notlenkung wird zusätzlich die Betätigung des Fahrers unmittelbar nach dem Wechseln der Betriebsart widergespiegelt, so dass eine Notvermeidung eines Hindernisses sicher ausgeführt werden kann.
- Die dritte Ausführungsform -
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der 17 bis 19 beschrieben. 17 ist eine graphische Darstellung, die eine Konfiguration einer Lenksteuervorrichtung 17 veranschaulicht, die insofern von der zweiten Ausführungsform verschieden ist, als anstelle der Berechnungseinheit 135 für manuelle Änderungen, die in 13 veranschaulicht ist, eine Berechnungseinheit 130 für manuelle Beiträge vorgesehen ist. Die Berechnungseinheit 120 für manuelle Beiträge berechnet einen Handlenkungs-Steuerbetrag Am gemäß der Lenkungsbetriebsart basierend auf dem Unterstützungssteuerbetrag Ah, dem Lenkdrehmoment Th, dem Lenkwinkel δh und dem tatsächlichen Lenkwinkel 37. Weil die Komponenten der Lenkvorrichtung 1 die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform sind, werden folglich ihre Beschreibungen weggelassen. Was die Lenksteuervorrichtung 17 betrifft, sind den gleichen Komponenten wie jenen, die in 13 veranschaulicht sind, die gleichen Bezugszeichen wie jene, die in 13 veranschaulicht sind, gegeben, wobei ihre Beschreibungen weggelassen werden.
18 ist ein Steuerablaufplan, der einen Umriss der Steuerung durch die Lenksteuervorrichtung 17 beschreibt. In 18 ist die Verarbeitung im Schritt S41 und im Schritt S42 von der in dem Ablaufplan nach 15 verschieden. Außerdem sind in 18 den Schritten, in denen die gleiche Verarbeitung wie die in dem in 15 veranschaulichten Steuerablauf ausgeführt wird, die gleichen Bezugszeichen wie jene in 15 gegeben, wobei die Beschreibungen dieser Schritte weggelassen werden.
<<Der Schritt S41>>
Wenn im Schritt S7 bestimmt wird, dass |Th| ≥ tp ist und der Prozess zum Schritt S41 weitergeht, berechnet die Berechnungseinheit 120 für manuelle Beiträge im Schritt S41 einen Grad R des manuellen Beitrags. Der Grad R des manuellen Beitrags ist ein Index, der den Grad einer Handbetätigung repräsentiert, der als 0 berechnet wird, wenn das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C übersteigt, dann allmählich mit dem Lauf der Zeit zunimmt und dann maximal 1 wird.
<<Der Schritt S42>>
Im Schritt S42 berechnet die Berechnungseinheit 120 für manuelle Beiträge basierend auf dem berechneten Grad R des manuellen Beitrags und dem von dem Handlenkungs-Controller 131 eingegebenen Unterstützungssteuerbetrag Ah den Handlenkungs-Steuerbetrag Am, so dass Am = R × Ah ist, wobei sie denselben ausgibt.
Dann wird wie in der zweiten Ausführungsform der Handbrems-Steuerbetrag Am in den Lenksteuerbetrag Mc in der Gleichung (1) ersetzt, um den Elektromotorsteuerbetrag Mr zu berechnen.
19 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Fahrzeugbetriebs veranschaulicht. 19(a) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Lenkdrehmoments Th, 16(b) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Unterstützungssteuerbetrags Ah, 16(c) veranschaulicht die durch die Berechnungseinheit 120 für manuelle Beiträge berechneten zeitlichen Änderungen des Grades R des manuellen Beitrags und 16(d) veranschaulicht die zeitlichen Änderungen des Elektromotorsteuerbetrags Mr. Wie in dem Fall nach 16 veranschaulicht 19 einen Zustand, in dem das Fahrzeug auf einer bogenförmigen Straße mit einer konstanten Krümmung fährt. Ferner veranschaulicht 19 den Fall, in dem die Verarbeitung vom S7 zu S8, S41, S42, S34 und S11 in dem in 18 veranschaulichten Fall weitergeht.
Wenn das Lenkdrehmoment Th erzeugt wird, wird der Unterstützungssteuerbetrag Ah gemäß dem Lenkdrehmoment Th berechnet. Wenn das Lenkdrehmoment Th von t = t5 ansteigt, steigt entsprechend der Unterstützungssteuerbetrag Ah außerdem an. Der Grad R des manuellen Beitrags ist vorgesehen, um den Grad des Beitrags als das Verhältnis der Handbetätigung zum Elektromotorsteuerbetrag festzulegen, nachdem das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C überstiegen hat. Weil der Handlenkungs-Steuerbetrag Am unmittelbar nach dem Wechsel von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart (t = t5) null ist (Schritt S31), ist der Grad R des manuellen Beitrags 0. Nach t5, wenn das Lenkdrehmoment Th den Schwellenwert C übersteigt, ist der Grad R des manuellen Beitrags so festgelegt, dass der Handlenkungs-Steuerbetrag Am = R × Ah einen Wert aufweist, der dem übersteigenden Betrag zu dem übersteigenden Betrag (= Th - C) des Lenkdrehmoments Th entspricht.
In 18 fährt in dem Abschnitt von t = t3 bis t4 das Fahrzeug in der Automatikbetriebsart, wobei die Hände des Fahrers von dem Lenkrad 2 gelöst sind, wobei zum Zeitpunkt t = t4 der Fahrer das Lenkrad 2 ergreift und das Lenken beginnt, wobei das Lenkdrehmoment Th zu t = t5 den Schwellenwert C übersteigt. Die Berechnungseinheit 120 für manuelle Beiträge setzt zu t = t5 den Grad R des manuellen Beitrags auf 0, wobei sie nach t5 mit dem Lauf der Zeit den Grad R des manuellen Beitrags von 0 bis 1 (t = t6) allmählich erhöht.
Das Ausführen der Steuerung, wie sie in 18 veranschaulicht ist, macht es möglich, eine signifikante Änderung der Elektromotorausgabe zum Zeitpunkt des Wechselns von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart zu verhindern. Im Ergebnis ist es möglich, das Verspüren einer Unannehmlichkeit zu verringern, dass die Betätigung des Lenkrads 2 plötzlich leichter oder schwerer wird, und den Fahrbetrieb zu fördern, wenn die Lenkungsbetriebsart gewechselt wird. Selbst in dem Fall einer Notlenkung wird zusätzlich die Betätigung des Fahrers unmittelbar nach dem Wechseln der Betriebsart widergespiegelt, wobei daher eine Notvermeidung eines Hindernisses sicher ausgeführt werden kann.
Wenn in dem Fall, in dem im Schritt S7 eine Nein-Bestimmung ausgeführt wird und der Prozess vom S7 zu S8, S41, S42 und S34 weitergeht, das Lenkdrehmoment Th kleiner als der Schwellenwert C wird, nimmt der Term (Tp/|Th |)Mm in dem Elektromotorsteuerbetrag Mr wie in dem Fall der ersten Ausführungsform ab, obwohl dies in 18 nicht veranschaulicht ist. Wenn bestimmt wird, dass |Th| < D ist, dann wird die Betriebsart in die normale Handlenkungsbetriebsart gewechselt. In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform ist es wie in dem Fall der ersten und der zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben worden sind, möglich, das Verspüren einer Unannehmlichkeit der Handlenkung zum Zeitpunkt des Wechsels von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart zu verringern.
Gemäß den oben bestimmten Ausführungsformen können die folgenden Operationen und vorteilhaften Wirkungen erhalten werden.
(C1) Wie in den 1, 2 und 4 veranschaulicht ist, enthält die Lenksteuervorrichtung 17 z. B.: den Automatiklenkungs-Controller 32, der den Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38 des Elektromotors 7 zum Lenken der Fahrzeugräder basierend auf einer von der Fahrzeugsteuervorrichtung 20 eingegebenen Automatikfahranweisung erzeugt; und den Handlenkungs-Controller 31, der einen Handlenkungs-Steuerbetrag 40 des Elektromotors 7 basierend auf dem Lenkdrehmoment Th als einen Index des Handbetätigungsbetrags des Lenkrads 2 als die Handbetätigungseinheit zum Lenken der Fahrzeugräder erzeugt. Die Lenksteuervorrichtung 17 wählt eine der Automatiklenkungsbetriebsart, in der der Elektromotor 7 durch den Automatiklenkungs-Steuerbetrag 38 gesteuert ist, und der Handlenkungsbetriebsart, in der der Elektromotor 7 durch den Handlenkungs-Steuerbetrag 40 gesteuert ist, aus, um den Elektromotor 7 zu steuern.
Wenn |Th| des Lenkdrehmoments Th des Lenkrads 2 während der Steuerung in der Automatiklenkungsbetriebsart den Schwellenwert C übersteigt, erzeugt der Handlenkungs-Controller 31 den Lenksteuerbetrag Mc = f(ΔT) als die Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags basierend auf der Änderung ΔT des Lenkdrehmoments Th bezüglich des Zeitpunkts des Übersteigens, wobei er den Handlenkungs-Steuerbetrag f(Th) erzeugt, den Elektromotor 7 basierend auf dem Elektromotorsteuerbetrag Mr, der durch das Addieren des Lenksteuerbetrags Mc = f(ΔT) zu dem Wechselsteuerbetrag Mm als der Automatiklenkungs-Steuerbetrag zum Zeitpunkt des Übersteigens erhalten wird, steuert und dann den Elektromotor 7 in der Handlenkungsbetriebsart steuert. Wie in 5(c) veranschaulicht ist, ist von t5 bis t6 Mr = f(ΔT) + Mm.
Deshalb ändert sich der Elektromotorsteuerbetrag Mr von Mm zum Zeitpunkt des Übersteigens (t5) entsprechend der Änderung ΔT des Lenkdrehmoments Th bezüglich des Zeitpunkts des Übersteigens gemäß dem Lenksteuerbetrag Mc = f(ΔT), wie in 10(c) veranschaulicht ist. Im Ergebnis ist es möglich, eine große Änderung der Ausgabe des Elektromotors 7 unmittelbar nach dem Wechseln von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart zu verhindern, so dass der Fahrer keine Unannehmlichkeit bei der Betätigung des Lenkrads 2 verspürt.
Das heißt, zum Zeitpunkt des Wechsels von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart in Reaktion auf die Betätigung des Fahrers in der Automatiklenkungsbetriebsart kann der Ausgabeunterschied des Aktuators in der Lenkvorrichtung unterdrückt werden. Dies macht es möglich, das Verspüren einer Unannehmlichkeit zu verringern, wenn der Fahrer zu der Handlenkungsbetriebsart wechselt, so dass der Fahrbetrieb nach dem Wechsel zu der Handlenkungsbetriebsart leicht wird, um ein sicheres Fahren fortzusetzen. Ferner wird die Fahrbetätigung des Fahrers nach dem Wechsel zu der Handlenkungsbetriebsart unmittelbar widergespiegelt, was Operationen, wie z. B. eine Notvermeidung, fördert.
(C2) Die Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags nach dem Übersteigen kann der Handlenkungs-Steuerbetrag Tm = f(ΔT) sein, der durch den Handlenkungs-Controller 31 basierend auf dem Änderungsbetrag ΔT des Lenkdrehmoments Th bezüglich des Zeitpunkts des Übersteigens erzeugt wird, wie oben bezüglich der 4 und 8 veranschaulicht ist, oder kann die Änderung des Unterstützungssteuerbetrags (= |Ah| - Ac) sein, die oben bezüglich 14 beschrieben worden ist.
(C3) Wie in 18 veranschaulicht ist, kann der Handlenkungs-Steuerbetrag Am, der durch das Multiplizieren des von dem Handlenkungs-Controller 131 ausgegebenen Unterstützungssteuerbetrags Ah mit den Grad R des manuellen Beitrags, der in Übereinstimmung mit dem Lauf der Zeit vom Zeitpunkt des Übersteigens allmählich von null zunimmt, erhalten wird, als die Änderung Mc des Handlenkungs-Steuerbetrags nach dem Übersteigen verwendet werden.
(C4) Anstelle von Mr = f(ΔT) + Mm, das in 5(c) veranschaulicht ist, kann Mr = Mc + Mm, das in den 11(b) und 12(b) veranschaulicht ist, als der Elektromotorsteuerbetrag verwendet werden. Der Elektromotorsteuerbetrag Mr wird z. B. bezüglich 11(b) durch das Addieren der Änderung Mc des Handlenkungs-Steuerbetrags zu dem Wechselsteuerbetrag Mm, der mit dem Automatiklenkungs-Steuerbetrag M5 zum Zeitpunkt des Übersteigens als die obere Grenze berechnet wird, erhalten.
(C5) In dem in 11(b) veranschaulichten Beispiel kann der Automatiklenkungs-Steuerbetrag nach t5 als der Wechselsteuerbetrag Mm verwendet werden. Durch das Ausführen dieser Steuerung wird der Wechsel von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart bezüglich der durch den Automatiklenkungs-Steuerbetrag geplanten Fahrtroute ausgeführt.
(C6) Es kann eine Steuerung ausgeführt werden, so dass, wenn, nachdem bestimmt worden ist, dass |Th| > C ist, |Th| abnimmt, und nachdem bestimmt worden ist, dass |Th| < C ist, der Elektromotorsteuerbetrag Mr in Übereinstimmung mit der Abnahme des Lenkdrehmoments Th verringert wird, und dass, wenn die Größe des Lenkdrehmoments Th unter den unteren Wechsel-Grenzwert D fällt, die Betriebsart in die vollständige Handlenkungs-Betriebsart gewechselt wird, in der der Handlenkungs-Steuerbetrag f(Tm) als der Elektromotorsteuerbetrag Mr angewendet wird. Durch das Ausführen dieser Steuerung ist es möglich, nicht nur das Verspüren einer Unannehmlichkeit des Lenkens unmittelbar nach dem Wechseln von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart zu verringern, sondern außerdem ein glattes Lenken ohne das Verspüren einer Unannehmlichkeit bis zum vollständigen Wechseln von der Automatiklenkungsbetriebsart zu der Handlenkungsbetriebsart zu erreichen.
Wenn die Größe des Lenkwinkels δh unter den Wert δp als den ersten Lenkwinkel-Schwellenwert fällt, wird im Fall des Verringerns des Handsteuerbetrags Tm nach der Abnahme des Lenkwinkels δh, um den Elektromotorsteuerbetrag Mr zu verringern, eine Steuerung ausgeführt, um zu der vollständigen Handlenkungsbetriebsart zu wechseln, wenn die Größe des Lenkwinkels δh unter den unteren Wechsel-Grenzwert δd fällt, wie in 9 veranschaulicht ist.
Bisher sind verschiedene Ausführungsformen und Modifikationsbeispiele beschrieben worden, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht auf sie eingeschränkt ist. Die vorliegende Erfindung enthält außerdem andere Betriebsarten, die innerhalb des Schutzumfangs der technischen Idee der vorliegenden Erfindung denkbar sind.
Die gesamte Offenbarung der folgenden Anmeldung, auf deren Grundlage die Priorität beansprucht wird, ist hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen.
Japanische Patentanmeldung Nr. 2016-226787 (eingereicht am 22. November 2016)
Bezugszeichenliste

1: Lenkvorrichtung
2: Lenkrad
7: Elektromotor
10: Drehmomentsensor
17: Lenksteuervorrichtung
31: Handlenkungs-Controller
32: Automatiklenkungs-Controller
33: Steuerauswahleinheit
34: Elektromotorsteuerbetrag-Berechnungseinheit
35: Berechnungseinheit für manuelle Änderungen
36: Wechselsteuerbetrag-Berechnungseinheit
38: Automatiklenkungs-Steuerbetrag
40: Am Handlenkungs-Steuerbetrag
Mc: Lenksteuerbetrag Mc
Mm: Wechselsteuerbetrag
Mr: Elektromotorlenkbetrag
Th: Lenkdrehmoment
Tm: Handsteuerbetrag
δh: Lenkwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 9240502 A [0003]
JP 2016226787 [0116]

Claims

Lenksteuervorrichtung, die umfasst: einen Automatiklenkungs-Controller, der konfiguriert ist, um einen Automatiklenkungs-Steuerbetrag eines Lenkaktuators zum Einschlagen eines Fahrzeugrads basierend auf einem eingegebenen Automatikfahrbefehl zu erzeugen; und einen Handlenkungs-Controller, der konfiguriert ist, um einen Handlenkungs-Steuerbetrag des Lenkaktuators basierend auf einem Handbetätigungsbetrag einer Handbetätigungseinheit zum Einschlagen des Fahrzeugrads zu erzeugen, wobei die Lenksteuervorrichtung eine einer Automatiklenkungsbetriebsart zum Steuern des Lenkaktuators durch den Automatiklenkungs-Steuerbetrag und einer Handlenkungsbetriebsart zum Steuern des Lenkaktuators durch den Handlenkungs-Steuerbetrag auswählt, um den Lenkaktuator zu steuern, wenn der Handbetätigungsbetrag der Handbetätigungseinheit zum Einschlagen des Fahrzeugrads während der Steuerung in der Automatiklenkungsbetriebsart einen vorgegebenen Wert übersteigt, der Handlenkungs-Controller eine Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags basierend auf einer Änderung des Handbetätigungsbetrags bezüglich eines Zeitpunkts des Übersteigens erzeugt und dann den Handlenkungs-Steuerbetrag basierend auf dem Handbetätigungsbetrag erzeugt, und der Handlenkungs-Controller den Lenkaktuator basierend auf einem ersten Steuerbetrag, der durch das Addieren der Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags zu dem Automatiklenkungs-Steuerbetrag zum Zeitpunkt des Übersteigens erhalten wird, steuert und dann den Lenkaktuator in der Handlenkungsbetriebsart steuert.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Handbetätigungsbetrag ein Lenkdrehmoment ist, das in Übereinstimmung mit einem Betätigungsbetrag der Handbetätigungseinheit detektiert wird, und die Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags ein Handlenkungs-Steuerbetrag ist, der durch den Handlenkungs-Controller basierend auf einem Änderungsbetrag des Lenkdrehmoments bezüglich des Zeitpunkts des Übersteigens erzeugt wird.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Handbetätigungsbetrag ein Lenkdrehmoment ist, das in Übereinstimmung mit einem Betätigungsbetrag der Handbetätigungseinheit detektiert wird, und die Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags ein Änderungsbetrag des Handlenkungs-Steuerbetrags bezüglich des Zeitpunkts des Übersteigens ist.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Handbetätigungsbetrag ein Lenkdrehmoment ist, das in Übereinstimmung mit einem Betätigungsbetrag der Handbetätigungseinheit detektiert wird, und die Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags ein Produkt aus dem Handlenkungs-Steuerbetrag und einem Grad des manuellen Beitrags, der mit dem Lauf der Zeit vom Zeitpunkt des Übersteigens allmählich von null zunimmt, ist.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lenkaktuator anstelle des ersten Steuerbetrags basierend auf einem zweiten Steuerbetrag, der durch das Addieren der Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags zu einem Wechselsteuerbetrag, der mit dem Automatiklenkungs-Steuerbetrag zum Zeitpunkt des Übersteigens als eine obere Grenze berechnet wird, gesteuert wird und dann der Lenkaktuator in der Handlenkungsbetriebsart gesteuert wird.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lenkaktuator anstelle des ersten Steuerbetrags basierend auf einem dritten Steuerbetrag, der durch das Addieren der Änderung des Handlenkungs-Steuerbetrags zu dem Automatiklenkungs-Steuerbetrag erhalten wird, gesteuert wird und dann der Lenkaktuator in der Handlenkungsbetriebsart gesteuert wird.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn die Größe des Handbetätigungsbetrags den vorgegebenen Wert übersteigt und dann unter den vorgegebenen Wert fällt, der erste Steuerbetrag in Übereinstimmung mit der Abnahme des Handbetätigungsbetrags verringert wird, und wenn die Größe des Handbetätigungsbetrags unter den vorgegebenen Wert fällt und dann unter einen Handlenkungsbetriebsart-Wechseloperationsbetrag, der kleiner als der vorgegebene Wert ist, fällt, der Lenkaktuator in der Handlenkungsbetriebsart gesteuert wird.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn die Größe des Handbetätigungsbetrags den vorgegebenen Wert übersteigt und dann ein Lenkwinkel zusammen mit der Betätigung der Handbetätigungseinheit unter einen ersten Lenkwinkel-Schwellenwert fällt, der erste Steuerbetrag in Übereinstimmung mit der Abnahme des Lenkwinkels verringert wird, und wenn der Lenkwinkel unter einen zweiten Lenkwinkel-Schwellenwert fällt, der kleiner als der erste Lenkwinkel-Schwellenwert ist, der Lenkaktuator in der Handlenkungsbetriebsart gesteuert wird.