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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steer-By-Wire-Lenksystem für ein Fahrzeug.
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[Technischer Hintergrund]
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Es ist ein Steer-By-Wire-Lenksystem für ein Fahrzeug bekannt, das ein Lenkelement, wie etwa ein Lenkrad, das zur Betätigung durch einen Fahrer konfiguriert ist, sowie einen Lenkmechanismus, der von dem Lenkelement mechanisch getrennt und konfiguriert ist, um den gelenkten Winkel der Räder zu ändern, enthält. Der Lenkmechanismus wird von einem Lenkaktuator angetrieben, der eine Antriebskraft erzeugt, um den gelenkten Winkel der Räder zu ändern. Ein Reaktionskraftaktuator legt in Antwort auf die Lenkbetätigung an das Lenkelement eine Reaktionskraft an.
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Bei einem solchen Steer-By-Wire-Lenksystem ist es bekannt, ein Paar von Lenkmotoren in unterschiedlichen Positionen des Lenkmechanismus vorzusehen, um zu verhindern, dass die Lenkkraft unverfügbar wird, wenn einer der Lenkmotoren ausfallen sollte (Patentdokument 1). In diesem Lenksystem bestimmt unter normalen Betriebsbedingungen die Steuereinheit die Sollausgabewerte für die zwei Lenkmotoren durch Verteilung der erforderlichen Lenkkraft zwischen den zwei Lenkmotoren mit einem vorbestimmten Verhältnis. Wenn einer der Lenkmotoren ausgefallen ist, ändert die Steuereinheit das Verteilungsverhältnis so, dass die Ausgabe des ausgefallenen Lenkmotors verhindert wird, und die Ausgabe des anderen Lenkmotors oder des gesunden Lenkmotors erhöht wird. Im Ergebnis erfolgt die Lenkbetätigung allein durch den gesunden Lenkmotor.
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[Zitatliste]
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[Patentliteratur]
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[Patentliteratur 1]
JP H10-218000 A -
[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Jedoch ist das im Patentdokument 1 offenbarte Lenksystem mit nur einem Reaktionskraftmotor als Reaktionskraftaktuator versehen. Wenn daher der Reaktionskraftmotor ausfallen sollte, könnte die an das Lenkelement angelegte Lenkreaktionskraft plötzlich abnehmen. In diesem Fall tendiert der Fahrer dazu, das Lenkelement übermäßig zu drehen, sodass das Fahrzeug mehr gelenkt werden könnte als vom Fahrer erwünscht.
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Hier wäre es denkbar, das in Patentdokument 1 gelehrte Konzept der Verwendung von zwei Elektromotoren für den Lenkaktuator auch auf den Reaktionskraftaktuator anzuwenden. Wenn in diesem Fall einer der Reaktionskraftmotoren ausfallen sollte, wird die Ausgabe des anderen Reaktionskraftmotors erhöht, um den Verlust des ausgefallenen Reaktionskraftaktuators zu kompensieren. Im Ergebnis ist der Fahrer in der Lage, ohne Unannehmlichkeit mit dem verbleibenden Reaktionskraftmotor das Fahrzeug zu bedienen. Wenn jedoch auch der verbleibende Reaktionskraftaktuator möglicherweise während der Kurvenfahrt ausfallen sollte, ist es, aufgrund eines plötzlichen Verlusts oder der Minderung der Reaktionskraft, sehr wahrscheinlich, dass der Fahrer das Lenkrad so dreht, dass das Fahrzeug mehr gelenkt werden könnte als vom Fahrer erwünscht.
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Basierend auf diesem Hintergrund ist es primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, im Falle eines Ausfalls in einem Reaktionskraftmotor eines Steer-By-Wire-Lenksystems zu verhindern, dass das Lenkelement übermäßig betätigt wird, und hierdurch zu verhindern, dass das Fahrzeug mehr gelenkt wird als vom Fahrer erwünscht.
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[Lösung des Problems]
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Um diese Aufgabe zu lösen, gibt die vorliegende Erfindung ein Lenksystem (1) für ein Fahrzeug (2) an, umfassend: ein Lenkelement (10), das konfiguriert ist, um eine Lenkbetätigung zu empfangen; einen Lenkmechanismus (11), der von dem Lenkelement mechanisch getrennt und konfiguriert ist, um Räder (3) zu lenken; einen Lenkwinkelsensor (21), der einen Lenkwinkel (β) des Lenkelements detektiert; einen Gelenkter-Winkel-Sensor (32), der einen gelenkten Winkel (α) der Räder detektiert; einen Lenkaktuator (13), der konfiguriert ist, um dem Lenkmechanismus eine Antriebskraft zuzuführen; einen Reaktionskraftaktuator (13), der zumindest zwei Reaktionskraftmotoren enthält und konfiguriert ist, um in Antwort auf die Lenkbetätigung eine Reaktionskraft an das Lenkelement anzulegen; sowie eine Steuereinheit (16), die einen Betrieb des Reaktionskaktuators steuert, um zu veranlassen, dass der gelenkte Winkel in einer vorgeschriebenen Beziehung zu dem Lenkwinkel ist, sowie einen Betrieb des Lenkkraftaktuators, um zu veranlassen, dass die Reaktionskraft einen einem gelenkten Zustand der Räder entsprechenden Wert (Tt) hat, wobei die Steuereinheit mit einer Fehlerdetektionseinheit (36) versehen ist, die konfiguriert ist, um Fehler der Reaktionskraftmotoren zu detektieren, und beim Detektieren eines Fehlers von allen bis auf einen der Reaktionskraftmotoren, eine Ausgabe (Tta) des verbleibenden Reaktionskraftmotors progressiv auf einen vorgeschriebenen Grenzwert (TL) zu reduzieren.
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Da hierbei die Ausgabe des anderen Reaktionskraftmotors auf den vorgeschriebenen Grenzwert progressiv abnimmt, auch wenn während Kurvenfahrt nach dem Ausfall des einen Reaktionskraftmotors auch der verbleibende Reaktionskraftmotor ausfallen sollte, kann ein abrupter Verlust der Lenkreaktionskraft vermieden werden, sodass verhindert wird, dass der Fahrer das Lenkelement übermäßig betätigt.
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Bevorzugt steuert die Steuereinheit die Reaktionskraftmotoren, um, während normalen Betriebs des Reaktionskraftaktuators, eine Ausgabe der Reaktionskraftaktuatoren mit einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis zu teilen.
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Hierdurch ist ungeachtet davon, welcher der Reaktionskraftaktuatoren ausfallen sollte, die resultierende Reduktion in der Reaktionskraft die gleiche, und kann hierbei der Abfall der Reaktionskraft minimiert werden.
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Bevorzugt ist der Grenzwert gleich oder größer als ein Wert (wie etwa 1 Nm), der erlaubt, dass das Lenkelement durch den Reaktionskraftaktuator angetrieben wird, während an das Lenkelement keine externe Kraft angelegt wird.
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Somit kann der Reaktionskraftaktuator das Lenkelement durch die Ausgabe des verbleibenden Reaktionskraftmotors, der nicht ausgefallen ist, antreiben. Wenn daher der Fahrer das Lenkelement während der Kurvenfahrt loslässt, treibt die Steuereinheit den Reaktionskraftmotor derart an, dass das Lenkelement zur Neutralposition zurückkehrt, so ähnlich wie dann, wenn die Räder und das Lenkelement durch das selbstausrichtende Drehmoment zur Neutralposition zurückgebracht werden. Sobald der Lenkwinkel und der gelenkte Winkel beide null werden, kann der Fahrer, an dem in der Neutralposition platzierten Lenkelement, leicht erkennen, dass das Fahrzeug geradeaus fährt.
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Bevorzugt enthält das Lenkelement ein Lenkrad (19), das um eine Achse einer Lenkwelle (18) herum drehbar ist, und ist der Grenzwert kleiner als ein Wert, der erforderlich ist, um ein Drehmoment (zum Beispiel 6,35 Nm) aufzuheben, das einer Last eines Gewichts eines auf dem Lenkrad platzierten Arms eines Fahrers entspricht.
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Wenn, nachdem die Steuereinheit die Ausgabe des verbleibenden Reaktionskraftmotors auf den Grenzwert reduziert hat, der Fahrer nur die dem Gewicht eines Arms entsprechende Last an das Lenkrad anlegt, dreht sich hierdurch das Lenkrad in der Richtung, in der die Last angelegt wird. Da das Gewicht des Arms ausreicht, um das Lenkrad zu drehen, muss der Fahrer mit dem Arm eine gewisse Kraft ausüben, um das Lenkrad stationär zu halten. Um das Lenkrad stationär zu halten, muss daher der Fahrer das Lenkrad mit beiden Händen ergreifen, oder falls er das Lenkrad mit nur einer Hand ergreift, muss er eine gewisse Kraft auf die das Lenkrad greifende Hand ausüben. Durch diese Maßnahme wird verhindert, dass der Fahrer das Lenkrad übermäßig dreht, auch wenn der andere Reaktionskraftmotor ausfällt, nachdem die Ausgabe des anderen Reaktionskraftmotors auf den Grenzwert gefallen ist und die Reaktionskraft vollständig verloren geht.
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Bevorzugt reduziert die Steuereinheit die Ausgabe des verbleibenden Reaktionskraftmotors progressiv mit einer Reduktionsrate (R), die kleiner wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) zunimmt.
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Da die Reduktionsrate der Ausgabe des Reaktionskraftmotors in einem Fahrzustand mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner wird als in einem Zustand mit geringer Fahrgeschwindigkeit, wird verhindert, dass das Lenkelement in einer Weise betätigt wird, die vom Fahrer nicht gewünscht ist. Daher kann die Fähigkeit des Fahrzeugs zur Geradeausfahrt verbessert werden.
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Bevorzugt reduziert die Steuereinheit die Ausgabe des verbleibenden Reaktionskraftmotors progressiv mit einer Reduktionsrate, die größer ist, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, als dann, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt.
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Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, legt der Fahrer eine Betätigungskraft an das Lenkelement an. Wenn die Lenkreaktionskraft während der Kurvenfahrt rapide abnimmt, wird daher der Ausgleich zwischen der vom Fahrer angelegten Lenkkraft und der Lenkreaktionskraft unterbrochen, sodass das Lenkelement zu rasch betätigt werden könnte. Da jedoch gemäß dieser Anordnung die Reduktionsrate der Ausgabe des Reaktionskraftmotors während Kurvenfahrt klein ist, bekommt der Fahrer Zeit, um sich an die Reduktion der Lenkreaktionskraft zu gewöhnen, sodass eine ungewünschte rasche Bewegung des Lenkelements verhindert werden kann.
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Bevorzugt reduziert die Steuereinheit die Ausgabe der verbleibenden Reaktionskraft progressiv nur dann, wenn ein Absolutwert (|β|) des Lenkwinkels größer als ein vorbestimmter Wert (βth) ist.
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Wenn die Ausgabe des Reaktionskraftmotors reduziert wird, während das Fahrzeug geradeaus fährt und das Fahrzeug danach in eine Kurve gelangt (der Lenkwinkel über den vorbestimmten Wert hinaus erhöht wird), ist es, da die Lenkreaktionskraft kleiner als vom Fahrer erwartet ist, wahrscheinlich, dass der Fahrer das Lenkelement übermäßig betätigt. Da gemäß dieser Anordnung die Ausgabe des Reaktionskraftmotors im Wesentlichen nicht reduziert wird, während das Fahrzeug geradeaus fährt, wird verhindert, dass das Lenkelement während anschließender Kurvenfahrt zu stark betätigt wird.
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Bevorzugt umfasst das Lenksystem ferner eine Vibrationsvorrichtung (15) zum Vibrieren des Lenkelements, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um den Betrieb der Vibrationsvorrichtung derart zu steuern, dass die Vibrationsvorrichtung aktiviert wird, um das Lenkelement vibrieren zu lassen, während das Fahrzeug geradeaus fährt, und die Ausgabe des verbleibenden Reaktionskraftmotors progressiv reduziert wird.
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Durch dieses Vibrieren des Lenkelements, während das Fahrzeug geradeaus fährt, kann der Fahrer erkennen, dass die Lenkreaktionskraft reduziert wird.
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Bevorzugt treibt die Steuereinheit die Vibrationsvorrichtung nur dann an, während das Fahrzeug geradeaus fährt, und steuert den Lenkaktuator an, um den Lenkwinkel nicht zu verändern, während sie die Vibrationsvorrichtung antreibt.
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Hierdurch wird verhindert, dass das Fahrzeug aufgrund der Vibration des Lenkelements mäandriert, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt.
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[Vorteilhafte Effekt der Erfindung]
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Somit wird gemäß der oben erwähnten Struktur verhindert, dass im Falle eines Ausfalls von allen bis auf einen der Reaktionskraftmotoren eines Steer-By-Wire-Lenksystems das Lenkelement übermäßig betätigt wird, sodass verhindert wird, dass das Fahrzeug mehr gelenkt wird als vom Fahrer gewünscht.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist ein schematisches Diagramm eines Lenksystems gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
- [2] 2 ist ein Flussdiagramm einer von einer Steuereinheit ausgeführten Reaktionsdrehmomentsteuerung.
- [3] 3 ist Zeitdiagramm, das einen typischen Betriebsmodus des Lenksystems zeigt.
- [4A] 4A zeigt ein Verstärkungskennfeld einer Reduktionsrate in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit.
- [4B] 4B zeigt ein Verstärkungskennfeld einer vom Lenkwinkel abhängigen Reduktionsrate.
- [5] 5 ist ein Verstärkungskennfeld einer Reduktionsrate in Abhängigkeit vom Lenkwinkel gemäß einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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[Beschreibung der Ausführungen]
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Im Folgenden wird ein Lenksystem 1 für ein Fahrzeug 2 gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 1 gezeigt, besteht das Lenksystem 1 aus einem Steer-By-Wire (SBW)-Lenksystem. Das mit dem Lenksystem 1 ausgestattete Fahrzeug 2 ist ein vierrädriges Fahrzeug mit linken und rechten Vorderrädern 3 und linken und rechten Hinterrädern (in den Zeichnungen nicht gezeigt). Die linken und rechten Vorderräder 3 sind an einem Fahrzeugrumpf 8 (in 1 ist nur der Umriss von einem unteren Teil davon gezeigt) über jeweilige Achsschenkel 7 gelagert, sodass der gelenkte Winkel α der Vorderräder 3 geändert werden kann, und die Vorderräder 3 somit als lenkbare Räder dienen. Der gelenkte Winkel α bezieht sich auf den Winkel der Vorderräder 3 in Bezug auf die Vorne- und Hintenrichtung, in Draufsicht. Das Lenksystem 1 ändert somit den gelenkten Winkel α der Vorderräder 3.
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Die Lenkvorrichtung enthält ein Lenkelement 10, das an dem Fahrzeugkörper 8 betätigbar vorgesehen ist, sowie einen Lenkmechanismus 11 zum Lenken der Vorderräder. Der Lenkmechanismus 11 ist mit einem Lenkaktuator 13 versehen, der zwei Lenkmotoren 12 (einen ersten Lenkmotor 12A und einen zweiten Lenkmotor 12B) enthält, die eine Antriebskraft liefern. Nachfolgend können die zwei Lenkmotoren 12 gemeinsam als Lenkmotor 12 bezeichnet werden, ohne Unterschied, auf welchen sich dies bezieht. Das Lenkelement 10 ist mit einem Reaktionskraftaktuator 15 versehen, der zwei Reaktionskraftmotoren 14 (einen ersten Reaktionskraftmotor 14A und einen zweiten Reaktionskraftmotor 14B enthält), die ein Reaktionsdrehmoment T liefern. Nachfolgend kann jeder der Reaktionskraftmotoren 14 gemeinsam als der Reaktionskraftmotor 14 bezeichnet werden, ohne Unterschied, auf welchen sich dies bezieht. Der Betrieb des Lenkaktuators 13 und des Reaktionskraftaktuators 15 wird von der Steuereinheit 16 gesteuert. Der Lenkaktuator 13 und der Reaktionskraftaktuator 15 sind somit jeweils als redundante Systeme ausgebildet, die die zwei Lenkmotoren 15 und die zwei Reaktionskraftmotoren 14 enthalten. Die Steuereinheit 16 kann auch ein redundantes System sein, in dem mehrere der Steuereinheiten 16 vorgesehen sind.
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Das Lenkelement 10 akzeptiert eine Lenkbetätigung (Lenkeingabe) durch den Fahrer. Das Lenkelement 10 enthält eine Lenkwelle 18, die an dem Fahrzeugrumpf 8 drehbar gelagert ist, sowie ein Lenkrad 19, das an einem Ende der Lenkwelle 18 vorgesehen ist. Die Lenkwelle 18 ist an einer an dem Fahrzeugrumpf 8 vorgesehen Lenksäule 20 drehbar gelagert, und ihr hinteres Ende steht von der Lenksäule 20 nach hinten vor. Das Lenkrad 19 ist mit dem hinteren Ende der Lenkwelle 18 so verbunden, dass es sich integriert mit der Lenkwelle 18 dreht.
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Die zwei Reaktionskraftmotoren 14 bestehen jeweils aus einem Elektromotor, der über einen Getriebemechanismus mit der Lenkwelle 18 verbunden ist. Wenn der Reaktionskraftaktuator 13 durch elektrische Stromzufuhr zu den Reaktionskraftmotoren 14 angetrieben wird, wird die Ausgabe (das Drehmoment) der Reaktionskraftmotoren 14 als Drehkraft (Drehmoment) auf die Lenkwelle 18 übertragen. Der Reaktionskraftaktuator 13 legt, in Antwort auf die Lenkbetätigung, ein Drehmoment an das Lenkelement 10 als Reaktionsdrehmoment T an.
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Das Lenksystem 1 ist ferner mit einem Lenkwinkelsensor 21 versehen, der den Drehwinkel der Lenkwelle 18 um seine Mittelachse als Lenkwinkel β detektiert. Der Lenkwinkelsensor 21 kann ein an sich bekannter Drehcodierer sein. Ferner ist das Lenksystem 1 mit einem Drehmomentsensor 22 versehen, der das an die Lenkwelle 18 angelegte Drehmoment als Lenkdrehmoment Ts detektiert. Der Drehmomentsensor 22 detektiert das Lenkdrehmoment Ts, das an ein Teil der Lenkwelle 18 angelegt wird, das sich zwischen dem Lenkrad 18 und dem Reaktionskraftaktuator 13 befindet. Das Lenkdrehmoment Ts wird durch das Betätigungsdrehmoment bestimmt, das vom Fahrer an das Lenkrad 19 angelegt wird, und das Reaktionsdrehmoment T, das vom Reaktionskraftaktuator 13 an die Lenkwelle 18 angelegt wird. Der Drehmomentsensor 22 kann aus einem an sich bekannten Drehmomentsensor bestehen, wie etwa einem magnetostriktiven Drehmomentsensor oder einem Dehnungsmesser, oder alternativ kann das Lenkdrehmoment aus dem Wert des elektrischen Stroms geschätzt werden, der durch den Elektromotor des Reaktionskraftaktuators 13 hindurchfließt.
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Das Lenksystem 1 enthält ferner ein Paar erster Drehwinkelsensoren 23, die jeweils die Drehwinkel θ des ersten Reaktionskraftmotors 14A und des zweiten Reaktionskraftmotors 14B detektieren. Die ersten Drehwinkelsensoren 23 können jeweils aus einem an sich bekannten Resolver oder Drehcodierer bestehen.
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Der Lenkmechanismus 11 hat eine Zahnstange 26, die sich in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Die Zahnstange 26 ist an einem Getriebegehäuse (in den Zeichnungen nicht gezeigt) so gelagert, dass sie in der Fahrzeugquerrichtung bewegbar ist. Die linken und rechten Enden der Zahnstange 26 sind jeweils über jeweilige Spurstangen 30 mit Achsschenkeln 7 verbunden, die die linken und rechten Vorderräder 3 tragen. Wenn sich die Zahnstange 26 in der Fahrzeugquerrichtung bewegt, ändert sich der gelenkte Winkel α der Vorderräder 3. Der Lenkmechanismus 11 ist von dem Lenkelement 10 mechanisch getrennt.
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Die zwei Lenkmotoren 12 bestehen jeweils aus einem Elektromotor. Wenn der Lenkaktuator 13 durch elektrische Stromzufuhr zu zumindest einem der Lenkmotoren 12 arbeitet, wird die Ausgabe (das Drehmoment) des Elektromotors oder der Elektromotoren in eine Querkraft umgewandelt, die als Antriebskraft auf die Zahnstange 26 wirkt. Wenn sich die Zahnstange 26 quer bewegt, ändert sich dementsprechend der gelenkte Winkel α der linken und rechten Vorderräder 3.
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Das Lenksystem 1 hat ein Paar zweiter Drehwinkelsensoren 31 (31A, 31B), welche jeweils die Drehwinkel θ der zwei Lenkmotoren 12 detektieren. Jeder zweite Drehwinkelsensor 31 kann ein an sich bekannter Resolver oder Drehcodierer sein. Ferner hat das Lenksystem 1 einen Gelenkter-Winkel-Sensor 32, der den gelenkten Winkel α der Vorderräder 3 detektiert. In der vorliegenden Ausführung ist der Gelenkter-Winkel-Sensor 32 ein Zahnstangenhubsensor, der die Zahnstangenposition oder die Position der Zahnstange 26 in der Querrichtung detektiert, und den gelenkten Winkel α der Vorderräder 3 aus der Zahnstangenposition detektiert.
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Die Steuereinheit 16 ist eine elektronische Steuereinheit, die eine CPU, ein Memory, eine Speichervorrichtung zum Speichern eines Programms oder dergleichen enthält. Der Lenkwinkelsensor 21, der Drehmomentsensor 22, die zwei ersten Drehwinkelsensoren 23, die zwei zweiten Drehwinkelsensoren 31 und der Gelenkter-Winkel-Sensor 32 sind mit der Steuereinheit 16 verbunden. Basierend auf den Signalen von diesen Sensoren erfasst die Steuereinheit 16 den Lenkwinkel β, das Lenkdrehmoment Ts, die Drehwinkel θ der Reaktionskraftmotoren 14, die Drehwinkel θ der Lenkmotoren 12 und den gelenkten Winkel α. Ferner ist die Steuereinheit 16 mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 und einem Querbeschleunigungssensor 34 verbunden, welche jeweils die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugkörpers 8 erfassen.
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Die Steuereinheit 16 ist mit dem Reaktionskraftaktuator 15 und dem Lenkaktuator 13 verbunden, um den Reaktionskraftaktuator 15 (zwei Reaktionskraftmotoren 14) und den Lenkaktuator 13 (zwei Lenkmotoren 12) zu steuern. Die Steuereinheit 16 steuert den Lenkaktuator 13 gemäß dem Lenkwinkel β und steuert den Reaktionskraftaktuator 15 gemäß dem gelenkten Winkel α.
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Im Folgenden wird die Steuerwirkung der Steuereinheit 16 im SBW-Modus speziell beschrieben. Die Steuereinheit 16 berechnet einen Soll-Gelenkten-Winkel αt, der eine vorgeschriebene Beziehung zum Lenkwinkel β hat, gemäß dem vom Lenkwinkelsensor 21 detektierten Ist-Lenkwinkel β. Die Steuereinheit 16 kann den Soll-Gelenkten-Winkel αt berechnen, indem sie zum Beispiel den Lenkwinkel β mit einem vorbestimmten Gangverhältnis K (αt = β × K) multipliziert. Das Gangverhältnis K kann zum Beispiel 0,01 bis 0,05 betragen, und ist bevorzugt 0,125. Dann berechnet die Steuereinheit 16 einen dem Lenkaktuator 13 zuzuführenden ersten Stromwert A1 gemäß der Abweichung Δα (= αt - α) zwischen dem Soll-Gelenkten-Winkel αt und dem Ist-Gelenkten-Winkel α, sodass der gelenkte Winkel α mit dem Soll-Gelenkten-Winkel αt übereinstimmt. In anderen Worten, die Steuereinheit 16 führt eine Rückkopplungsregelung des Lenkaktuators 13 gemäß der Abweichung Δα durch. Die Steuereinheit 16 verteilt die ersten Stromwerte A1 zwischen dem ersten Lenkmotor 12A und dem zweiten Lenkmotor 12B mit einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis (zum Beispiel 50% : 50 %). Der dem Lenkaktuator 13 zugeführte erste Stromwert A1 nimmt zu, wenn die Abweichung Δα zunimmt, und die Ausgabe des Lenkaktuators 13 nimmt zu, wenn der erste Stromwert A1 zunimmt, wodurch die Änderungsrate des gelenkten Winkels α zunimmt.
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Die Steuereinheit 16 berechnet ein von den Reaktionskraftmotoren 14 zu erzeugendes Soll-Reaktionsdrehmoment Tt gemäß dem gelenkten Zustand der Vorderräder 3, insbesondere gemäß der Abweichung Δα. Das Soll-Reaktionsdrehmoment Tt wird größer gesetzt, wenn die Abweichung Δα des gelenkten Winkels α größer wird. Das Soll-Reaktionsdrehmoment Tt kann berechnet werden, indem Δα mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert wird. Die Steuereinheit 16 verteilt das Soll-Reaktionsdrehmoment Tt zwischen dem ersten Reaktionskraftmotor 14A und dem zweiten Reaktionskraftmotor 14B. Die verteilten Soll-Reaktionsdrehmomente für den ersten Reaktionskraftmotor 14A und den zweiten Reaktionskraftmotor 14B sind jeweils mit Tta und Ttb bezeichnet. Wenn kein Fehler der Reaktionskraftmotoren 14 detektiert wird, werden das Verteilungsreaktionsdrehmoment Tta des ersten Reaktionskraftmotors 14A und das Verteilungsreaktionsdrehmoment Ttb des zweiten Reaktionskraftmotors 14B so berechnet, dass sie zum Beispiel ein gleiches Verteilungsverhältnis von 50% : 50% haben. Dann berechnet die Steuereinheit 16 einen jedem Reaktionskraftmotor 14 zuzuführenden zweiten Stromwert A2 basierend auf den entsprechenden verteilten Reaktionsdrehmomenten Tta und Ttb, die berechnet sind. Der den Reaktionskraftmotoren 14 zuzuführende Stromwert (der zwischen dem ersten Reaktionskraftmotor 14A und dem zweiten Reaktionskraftmotor 14B verteilt wird) kann durch Bezug auf ein vorbestimmtes Kennfeld für das Soll-Reaktionsdrehmoment Tt bestimmt werden.
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Die Steuereinheit 16 führt den zweiten Stromwert A2 den Reaktionsmotoren 14 zu und erzeugt in dem Reaktionskraftaktuator 15 eine Ausgabe (Drehmoment). Die Ausgabe des Reaktionskraftaktuators 15 wird an die Lenkwelle 14 als Reaktionsdrehmoment T angelegt, das der vom Fahrer eingegebenen Betätigung entgegenwirkt. Im Ergebnis kann der Fahrer eine Reaktionskraft (Widerstandskraft) entgegen der Lenkbetätigung von dem Lenkrad 19 erhalten.
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Ferner kann die Steuereinheit 16 an das Lenkrad 19 eine kleine Drehvibration anlegen, indem sie zum den Reaktionskraftmotoren 14 zugeführten Stromwert A2 eine Komponente hinzufügt, deren Vorzeichen sich mit hoher Frequenz abwechselnd umkehrt. Die Drehvibration des Lenkrads 19 wird als Alarm für den Fahrer benutzt, um das Lenkrad 19 zu halten. Hierbei fungiert der Reaktionskraftaktuator 15 als Vibrationsvorrichtung, die das Lenkelement 10 vibriert. Die Steuereinheit 16 steuert den Reaktionskraftaktuator 15, sodass er als Vibrationsvorrichtung fungiert.
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Ferner enthält die Steuereinheit 16 eine Fehlerdetektionseinheit 36, die einen Fehler in jedem der Lenkmotoren 12 und der Reaktionskraftmotoren 14 detektiert. Wenn zum Beispiel einer der Reaktionskraftmotoren 14 ausfällt, wird das verfügbare Reaktionsdrehmoment um die Hälfte reduziert. Hierdurch kann bestimmt werden, dass einer der Reaktionsmotoren 14 ausgefallen ist. Wenn bestimmt wird, dass einer der Reaktionskraftmotoren 14 ausgefallen ist, führt die Fehlerdetektionseinheit 36 dem ersten Reaktionskraftmotor 14A und dem zweiten Reaktionskraftmotor 14B sequentiell einen Drehmomentbefehlswert zu, um zu veranlassen, dass die Reaktionskraftmotoren 14 individuell ein Reaktionsdrehmoment T produzieren. Durch Bestimmung, ob von jedem Reaktionskraftmotoren 14 das entsprechende Reaktionsdrehmoment erzeugt wird, kann die Fehlerdetektionseinheit 36 identifizieren, welcher der Reaktionskraftmotoren 14 ausgefallen ist.
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2 ist ein Flussdiagramm der von der Steuereinheit 16 ausgeführten Reaktionsdrehmomentsteuerung. Wenn die Steuereinheit 16 aktiviert wird, startet die Steuereinheit 16 die Ausführung des im Folgenden beschriebenen Reaktionsdrehmomentsteuerprozesses. Zuerst erfasst die Steuereinheit 16 die Ausgabe jedes Sensors (Schritt ST1). Dann berechnet die Steuereinheit 16 das Soll-Reaktionsdrehmoment Tt (Gesamtwert), das gemeinsam von den Reaktionskraftmotoren 14 zu erzeugen ist, basierend auf der Abweichung Δα des Lenkwinkels α (Schritt ST2). Die Steuereinheit 16 bestimmt, ob ein Fehler eines der Reaktionskraftmotoren 14 von der Fehlerdetektionseinheit 36 detektiert worden ist (Schritt ST3). Wenn kein Fehler der Reaktionskraftmotoren 14 detektiert wird (ST3: Nein), setzt die Steuereinheit 16 das Verteilungsverhältnis der zwei Reaktionskraftmotoren 14 auf 50% : 50%, was das normale Verteilungsverhältnis ist, wie oben beschrieben (Schritt ST4).
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Anschließend berechnet die Steuereinheit 16 den den Reaktionskraftmotoren 14 zuzuführenden zweiten Stromwert, und der zweite Stromwert A2 wird zwischen den zwei Reaktionskraftmotoren 14 mit dem oben erwähnten Verteilungsverhältnis verteilt (Schritt ST5). Die Steuereinheit 16 führt den berechneten zweiten Stromwert A2 den Reaktionskraftmotoren 14 zu (Schritt ST6). Im Ergebnis wird die Ausgabe des Reaktionskraftaktuators 15 an das Lenkelement 10 als das Reaktionsdrehmoment T angelegt. Nach Ausgabe des zweiten Stromwerts A2 in Schritt ST6 wiederholt die Steuereinheit 16 die obige Prozedur.
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Wenn andererseits in Schritt ST3 ein Fehler von einem der Reaktionskraftmotoren 14 detektiert wird (ST3: Ja), bestimmt die Steuereinheit 16, ob der erste Reaktionskraftmotor 14A ausgefallen ist (Schritt ST7). Wenn ein Fehler des ersten Reaktionskraftmotors 14A detektiert wird (ST7: Ja), setzt die Steuereinheit 16 das Verteilungsverhältnis des ersten Reaktionskraftmotors 14A auf null (Schritt ST8). Wenn kein Fehler des ersten Reaktionskraftmotors 14A detektiert wird (ST7: Nein), setzt die Steuereinheit 16 das Verteilungsverhältnis des zweiten Reaktionskraftmotors 14B auf null (Schritt ST9). Anschließend reduziert die Steuereinheit 16 das Verteilungsverhältnis des anderen Reaktionskraftmotors 14, der nicht ausgefallen ist (nachfolgend einfach als „gesunder Reaktionskraftmotor 14“ bezeichnet) progressiv von dem normalen Verteilungsverhältnis von 50% (Schritt ST10). In Schritt ST10 wird die Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 stufenweise verringert, bevor der Steuerfluss zu Schritt ST5 weitergeht. Wieder wird in Schritt ST5 der zweite Stromwert berechnet, und wird in Schritt ST6 der zweite Stromwert A2 ausgegeben. Dieser Prozess wird wiederholt, bis die Ausgabe des Reaktionskraftaktuators 15 den Grenzwert erreicht und auf diesem Wert bleibt.
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Wenn die Steuereinheit 16 auf diese Weise die Reaktionsdrehmomentsteuerung ausführt, ändert sich das Reaktionsdrehmoment T, welches die Ausgabe des Reaktionskraftmotors 14 ist, wie im Folgenden diskutiert. 3 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs des Lenksystems 1 zeigt. Wie in 3 gezeigt, fällt einer vom ersten Reaktionskraftmotor 14A und zweiten Reaktionskraftmotor 14B (im dargestellten Beispiel der erste Reaktionskraftmotor 14A), der normal gearbeitet hat, zum Zeitpunkt t1 aus. Die Fehlerdetektionseinheit 36 der Steuereinheit 16 identifiziert den ausgefallenen Reaktionskraftmotor 14 zum Zeitpunkt t2. Beim Identifizieren des ausgefallenen Reaktionskraftmotors 14 setzt die Steuereinheit 16 die Ausgabe des ausgefallenen Reaktionskraftmotors 14 auf null und beginnt die Ausgabe des normalen Reaktionskraftmotors 14 progressiv von 50% auf einen vorbestimmten Grenzwert TL zu reduzieren (Herabsetzprozess). Wenn der Herabsetzprozess fortschreitet, erreicht die Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 zum Zeitpunkt t3 den Grenzwert TL. Nach dem Zeitpunkt t3 hält die Steuereinheit 16 die Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 auf dem Grenzwert TL. Der Grenzwert TL kann ein beliebiger Wert sein, solange sein Wert niedriger als das normale Verteilungsverhältnis des gesunden Reaktionskraftmotors 14 ist, oder der Wert von 50%.
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Wenn auf diese Weise ein Fehler eines der Reaktionskraftmotoren 14 detektiert wird, reduziert die Steuereinheit 16 progressiv die Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 auf den vorbestimmten Grenzwert TL. Im Ergebnis wird die Ausgabe des Reaktionskraftmotors zum Zeitpunkt t3 progressiv auf den vorbestimmten Grenzwert TL reduziert, und gewöhnt sich der Fahrer an eine Reduktion im Reaktionsdrehmoment, sodass auch dann, wenn während eines Kurvenfahrmanövers des Fahrzeugs 2 der gesunde Reaktionskraftmotor 14 ausfällt, das Reaktionsdrehmoment T niemals abrupt verloren geht. Daher wird verhindert, dass der Fahrer das Lenkrad 19 aufgrund eines fehlenden Reaktionsdrehmoments T übermäßig dreht.
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Der Grenzwert TL wird hier als Prozentsatz ausgedrückt oder insbesondere als Prozentsatz zum normalen Reaktionsdrehmomentwert. Typischerweise ist der Grenzwert TL ein Wert gleich oder höher als ein Wert, bei dem der Reaktionskraftaktuator 15 das Lenkrad 19 beim Fehlen einer etwaigen externen Kraft drehend antreiben kann, wie etwa dem vom Fahrer an das Lenkrad 19 angelegten Lenkdrehmoment. Da das Lenkelement 10 während normalen Betriebs eine Drehreibung erzeugt, ist der Grenzwert TL bevorzugt 1 Nm oder größer als ein Wert, der diesen Reibwiderstand überwinden kann. Bevorzugt ist der Grenzwert TL kleiner als die Ausgabe des Reaktionskraftmotors 14, die erforderlich ist, um das Drehmoment aufzuheben, das an das Lenkrad 19 angelegt wird, wenn die dem Gewicht eines Arms des Fahrers entsprechende Last auf das Lenkrad 19 wirkt. Unter der Annahme, dass die Last des Arms des Fahrers 3,5 kg Kraft und der Radius des Lenkrads 19 0,18 m beträgt, beträgt das vom Gewicht eines Arms des Fahrers auf das Lenkrad 19 angelegte Drehmoment 6,35 Nm. Daher ist der Grenzwert TL bevorzugt 1 Nm oder mehr und kleiner als 6,35 Nm.
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Indem auf diese Weise der Grenzwert TL auf 1 Nm oder mehr gesetzt wird, kann der Reaktionskraftaktuator 15 das Lenkelement 10 durch die Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 antreiben. Wenn daher der Fahrer das Lenkrad 19 während Kurvenfahrt loslässt, kann die Steuereinheit 16 den Reaktionskraftaktuator 15 antreiben, um das Lenkelement 10 zur Neutralposition auf einer ähnlichen Weise zurückdrehen, wie das Selbstausrichtungsdrehmoment die Vorderräder 3 und das Lenkelement 1 zur Neutralposition zurückbringt. Da ferner als Ergebnis der Lenkwinkel β und der gelenkte Winkel α beide 0° werden, kann der Fahrer an dem Lenkrad 19, das sich in der Neutralposition befindet, leicht erkennen, dass das Fahrzeug geradeaus fährt.
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Indem ferner der Grenzwert TL auf weniger als 6,35 Nm gesetzt wird, dreht sich, wenn der Fahrer eine Last entsprechend dem Gewicht eines Arms auf das Lenkrad 19 anlegt, während die Steuereinheit 16 die Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 auf den Grenzwert TL steuert, sich das Lenkrad in der Richtung der vom Arm angelegten Last. In anderen Worten, das an das Lenkrad 19 angelegte Gewicht eines Arms reicht aus, um eine Drehung des Lenkrads 19 hervorzurufen. Wenn somit der Fahrer versucht, das Fahrzeug geradeaus zu fahren, muss er das Lenkrad 19 mit beiden Händen ergreifen. Wenn der Fahrer das Lenkrad 19 mit nur einer Hand ergreift und versucht, das Fahrzeug geradeaus zu fahren, muss er eine gewisse Kraft auf den das Lenkrad 19 ergreifenden Arm ausüben. Auch wenn daher der Reaktionskraftmotor 14 ausgefallen ist, wird das Reaktionsdrehmoment T maximal reduziert, und wird verhindert, dass der Fahrer das Lenkrad 19 übermäßig dreht.
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Im Folgenden wird der progressive Reduktionsprozess oder Herabsetzprozess beschrieben. Wenn die Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 progressiv reduziert wird, wählt die Steuereinheit 16 eine Reduktionsrate R der Ausgabe und reduziert progressiv die Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 gemäß der gewählten Reduktionsrate R. Der hierin benutzte Begriff Reduktionsrate R sollte im breiten Sinne interpretiert werden. In dieser Ausführung ist die progressive Reduktion im Reaktionsdrehmoment linear, oder wird das Reaktionsdrehmoment für jede Zeiteinheit um eine feste Stufe reduziert. Je größer die Reduktionsrate R ist, desto größer wird die Größe der Stufe, um die das Reaktionsdrehmoment für jede Zeiteinheit reduziert wird. In anderen Worten, je größer die Reduktionsrate R ist, desto kürzer wird die Zeitspanne, über die die Ausgabe des Reaktionskraftmotors 14 von dem 50%-Wert auf den Grenzwert TL abnimmt. Die Steuereinheit 16 kann die Reduktionsrate R als variablen Wert anstelle eines konstanten Werts setzen. Zum Beispiel kann die Reduktionsrate R derart berechnet werden, dass die Steuereinheit 16 die Standardreduktionsrate auf 5% pro Sekunde als Standardwert der Reduktionsrate R setzt, und die Reduktionsrate RS gemäß verschiedenen Parametern ändert, die den dynamischen Zustand des Fahrzeugs 2 angeben.
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Insbesondere kann die Steuereinheit 16 die Reduktionsrate R so berechnen, wie im Folgenden diskutiert. 4 ist ein Verstärkungskennfeld zum Setzen der Reduktionsrate; (A) zeigt die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G1 und (B) zeigt die Lenkwinkelverstärkung G2. Wie in 4(A) gezeigt, wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G1 so gesetzt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G1 umso kleiner wird, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist. Wie in 4(B) gezeigt, wird die Lenkwinkelverstärkung G2 so gesetzt, dass die Lenkwinkelverstärkung G2 umso kleiner wird, je größer der Absolutwert |β |des Lenkwinkels β ist. Die Lenkwinkelverstärkung G2 wird auf 1 gesetzt, wenn der Absolutwert |β |des Lenkwinkels β gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert βth ist, oder wenn das Fahrzeug im Wesentlichen geradeaus fährt. Die Steuereinheit 16 setzt die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G1 aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungskennfeld basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V und setzt die Lenkwinkelverstärkung G2 aus dem Lenkwinkelverstärkungskennfeld basierend auf dem Lenkwinkel β. Die Steuereinheit 16 berechnet die Reduktionsrate R, indem sie die Standardreduktionsrate RS mit der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G1 und der Lenkwinkelverstärkung G2 multipliziert. Daher ist die Reduktionsrate R während Kurvenfahrt kleiner als die Reduktionsrate R während des Geradeausfahrzustands des Fahrzeugs 2.
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Auf diese Weise setzt die Steuereinheit 16 die Reduktionsrate R der Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 so, dass sie mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner ist. Im Ergebnis wird die Reduktionsrate R der Ausgabe des Reaktionskraftmotors 14 kleiner, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt als dann, wenn das Fahrzeug mit langsamer Geschwindigkeit fährt, sodass verhindert wird, dass das Lenkrad 19 gegen den Wunsch des Fahrers gelenkt wird. Insbesondere wird der Fahrer an den Zustand allmählich gewöhnt, in dem die für die Lenkbetätigung erforderliche Kraft signifikant kleiner ist. Daher wird das Fahrzeug 2 in die Lage versetzt, in stabiler Weise geradeaus zu fahren.
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Da der Fahrer während Kurvenfahrt des Fahrzeugs 2 ein Lenkdrehmoment an das Lenkrad 19 anlegt, könnte, wenn das Reaktionsdrehmoment T während Kurvenfahrt rapide abnimmt, der Ausgleich zwischen dem Lenkdrehmoment des Fahrers und dem Reaktionsdrehmoment T nicht beibehalten werden, sodass das Lenkrad 19 übermäßig gedreht werden könnte. In der vorliegenden Ausführung wählt, wie in 4(B) gezeigt, die Steuereinheit 16 die Reduktionsrate R der Ausgabe des gesunden Reaktionskraftmotors 14 während Kurvenfahrt so, dass sie kleiner ist als während Geradeausfahrt. Da somit die Reduktionsrate R der Ausgabe des Reaktionskraftmotors 14 während Kurvenfahrt klein ist, kann der Fahrer an die Reduktionsrate des Drehmoments T gewöhnt werden, und kann ein unbeabsichtigtes übermäßiges Drehen des Lenkrads 19 vermieden werden.
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Wenn einer der Reaktionskraftmotoren 14 ausgefallen ist und die Ausgabe des anderen Reaktionskraftmotors 14 fortlaufend abnimmt, während das Fahrzeug 2 geradeaus fährt, könnte, da während anschließender Kurvenfahrt (wo der Absolutwert des Lenkwinkels β gleich oder größer als der vorbestimmte Wert βth ist) das Reaktionsdrehmoment T kleiner als erwartet sein könnte, der Fahrer das Lenkrad während der anschließenden Kurvenfahrt übermäßig drehen.
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Daher steuert in der vorliegenden Ausführung die Steuereinheit 16 den Reaktionskraftaktuator 15 derart, dass das Lenkelement 10 als Vibrationsvorrichtung fungieren kann. Wenn zum Beispiel einer der Reaktionskraftmotoren 14 ausfällt, kann eine Vibrationskomponente auf die Ausgabe des normalen Reaktionskraftmotors 14 aufgelagert werden. Im Ergebnis kann dem Fahrer der Ausfall von einem der Reaktionskraftmotoren 14 gemeldet werden, indem er erkennt, dass das Reaktionsdrehmoment T abnimmt, und wird hierdurch angehalten, notwendige Maßnahmen zu unternehmen.
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Die Steuereinheit 16 braucht den Reaktionskraftaktuator 15 als Vibrationsvorrichtung für das Lenkelement 10 nur dann antreiben, während das Fahrzeug 2 geradeaus fährt. Die Steuereinheit 16 steuert den Lenkaktuator 14 derart, dass der gelenkte Winkel α sich nicht ändert, während der Reaktionskraftaktuator 15 als Vibrationsvorrichtung arbeitet. Insbesondere kann die Steuereinheit 16 einen Tiefpassfilterprozess an dem Lenkwinkel β durchführen, der zur Berechnung des Soll-Gelenkten-Winkels αt des Lenkaktuators 13 verwendet wird. Dies verhindert, dass sich der Soll-Gelenkte-Winkel αt in Antwort auf eine winzige Änderung im Lenkwinkel β ändert. Jedoch ist das Steuerverfahren des Lenkaktuators 13 hierauf nicht beschränkt. Indem der Lenkaktuator 13 auf diese Weise gesteuert wird, verhindert die Steuereinheit 16, dass das Fahrzeug aufgrund der Vibration des Lenkelements 10 mäandriert, während das Fahrzeug geradeaus fährt.
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5 zeigt eine alternative Ausführung der vorliegenden Erfindung. In dieser alternativen Ausführung ist die Lenkwinkelverstärkung G2 im Wesentlichen null, wenn der Lenkwinkel β gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert βth ist, oder wenn das Fahrzeug im Wesentlichen geradeaus fährt. Sobald der Absolutwert lβ |des Lenkwinkels β den vorbestimmten Winkel βth überschreitet, beginnt die Lenkwinkelverstärkung G2 zuzunehmen, wenn der Absolutwert |β | des Lenkwinkels β zunimmt. Daher ist in dieser alternativen Ausführung die Reduktionsrate R des Reaktionsdrehmoments T null, wenn der Lenkwinkel β gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert βth ist oder wenn das Fahrzeug im Wesentlichen geradeaus fährt.
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Im Ergebnis nimmt die Ausgabe des Reaktionskraftmotors 14 während der Geradeausfahrt nicht ab, sodass verhindert wird, dass das Lenkrad 19 übermäßig gedreht wird, wenn ein anschließendes Kurvenfahrmanöver begonnen wird. Wenn andererseits das Fahrzeug zu einem bestimmten Ausmaß Kurve fährt, kann die Reduktionsrate R des Reaktionsdrehmoments einen relativ großen Wert haben. Wenn das Reaktionsdrehmoment T während Kurvenfahrt allmählich abnimmt, kann sich der Fahrer an die Abnahme des Reaktionskraftdrehmoments T gewöhnen.
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In dieser alternativen Ausführung kann das Lenkrad 19 vibriert werden, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, aber da in der alternativen Ausführung das Reaktionsdrehmoment bei Geradeausfahrt nicht abnimmt, ist es nicht erforderlich, dass die Steuereinheit 16 den Reaktionskraftaktuator 15 als Vibrationsvorrichtung betätigt. Stattdessen könnte der Reaktionskraftaktuator 15 überhitzen, wenn der Reaktionskraftaktuator 15 fortlaufend als Vibrationsvorrichtung betätigt wird, während das Fahrzeug geradeaus fährt, und kann eine solche Situation vermieden werden.
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Die vorliegende Erfindung ist in Bezug auf eine spezifische Ausführung beschrieben worden, ist aber nicht auf diese Ausführung beschränkt und kann auf zahlreichen Wegen modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In den vorstehenden Ausführungen enthielt der Reaktionskraftaktuator 15 ein Paar von Reaktionskraftmotoren 14. Jedoch kann der Reaktionskraftaktuator 15 auch drei oder mehr Reaktionskraftmotoren 14 enthalten. Wenn in diesem Fall ein Ausfall von allen bis auf einen der Reaktionskraftmotoren detektiert wird, senkt die Steuereinheit 16 progressiv das Soll-Reaktionsdrehmoment Tt des verbleibenden normal arbeitenden Reaktionskraftmotors 14.
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Ferner setzt in den vorstehenden Ausführungen die Steuereinheit 16 normalerweise das Verteilungsverhältnis der zwei Reaktionskraftmotoren 14 auf 50%: 50%, kann aber auch das Verhältnis auf 60%: 40%, 70%: 30% oder dergleichen setzen. Wenn in diesem Fall einer der Reaktionskraftmotoren 14 ausfällt, kann die Steuereinheit 16 das Verteilungsverhältnis der normalen Reaktionskraftmotoren 14 auf 50% setzen, und dann die Ausgabe auf einen vorbestimmten Grenzwert TL progressiv reduzieren. Alternativ kann, wenn einer er Reaktionskraftmotoren 14 ausfällt, die Steuereinheit 16 die Ausgabe des normalen Reaktionskraftmotors 14 von dem gegenwärtigen Ausgabewert progressiv reduzieren. Ferner ist das Verteilungsverhältnis der beiden Lenkmotoren 12 nicht auf 50%: 50% beschränkt.
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Ferner kann die Reduktionsrate R als ein jedem Stromwert proportionales Reduktionsmaß definiert werden und kann die Reduktionsrate R in diesem Fall durch eine exponentielle Abklingkonstante ausgedrückt werden.
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Zusätzlich können die spezifische Konfiguration und Anordnung jedes Elements und Teils, Quantität, Winkel, Prozedur, etc. geeignet geändert werden, solange sie nicht von der Idee der vorliegenden Erfindung abweichen. Andererseits sind nicht alle der in den obigen Ausführungen gezeigten Komponenten unabkömmlich und können geeignet ausgewählt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenksystem
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Vorderrad
- 10
- Lenkelement
- 11
- Lenkmechanismus
- 13
- Lenkaktuator
- 14
- Reaktionskraftmotor
- 14A
- erster Reaktionskraftmotor
- 14B
- zweiter Reaktionskraftmotor
- 15
- Reaktionskraftaktuator
- 16
- Steuereinheit
- 18
- Lenkwelle
- 19
- Lenkrad
- 21
- Gelenkter-Winkel-Sensor
- 32
- Gelenkter-Winkel-Sensor
- 33
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 34
- Querbeschleunigungssensor
- 36
- Fehlerdetektionseinheit
- R
- Reduktionsrate
- T
- Reaktionsdrehmoment (Reaktionskraft)
- TL
- Grenzwert
- Tt
- Soll-Reaktionsdrehmoment
- Tta, Ttb
- verteiltes Reaktionsdrehmoment (Ausgabe)
- V
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- α
- gelenkter Winkel
- β
- Lenkwinkel
- βth
- vorbestimmter Wert
- |β|
- Absolutwert des Lenkwinkels
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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