DE112021004447T5

DE112021004447T5 - Servolenkungssteuerung und verfahren zum steuern einer servolenkung

Info

Publication number: DE112021004447T5
Application number: DE112021004447.8T
Authority: DE
Inventors: Motoya SUZUKI
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2023-06-29
Also published as: CN116075458A; WO2022045242A1; US20240034408A1; JP7200981B2; JP2022038890A

Abstract

Ein Servolenkungssteuervorrichtung 100 umfasst: eine erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, die auf Grundlage des Zustands eines Fahrzeugs bestimmt, ob automatisches Lenken des Fahrzeugs möglich ist; eine zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106, die auf Grundlage des Zustands eines Fahrers des Fahrzeugs bestimmt, ob manuelles Lenken des Fahrzeugs möglich ist; und eine Fahrmodus-Umschalteinheit 107, die auf Grundlage der Ergebnisse des Bestimmens der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 und der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 umschaltet zwischen einem automatischen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug automatisch gelenkt wird, und einem halbautomatischen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug automatisch gelenkt und manuell gelenkt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkungssteuerung und ein Verfahren zum Steuern einer Servolenkung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik ist ein Fahrzeug mit einem automatischen Lenkmodus zum automatischen Lenken des Fahrzeugs, einem manuellen Lenkmodus zum manuellen Lenken des Fahrzeugs und einem halbautomatischen Lenkmodus zum automatischen Lenken und manuellen Lenken des Fahrzeugs bekannt. Patentdokument 1 offenbart eine elektrische Servolenkung, die eine zusammenwirkende Steuerung durchführt, bei der eine manuelle Lenkung durchgeführt werden kann, während hauptsächlich eine automatische Lenksteuerung während des Umschaltens zwischen manueller Lenksteuerung und automatischer Lenksteuerung auf Grundlage einer Feststellung, ob die Hände am Lenkrad sind oder nicht, erfolgt.
STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2019-182393
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
Ein Fahrzeug kann eine Servolenkungssteuerung aufweisen, der halbautomatisches Lenken durchführt beim Umschalten zwischen automatischem Lenken und manuellem Lenken auf Grundlage einer einzelnen Übersteuerung-Bestimmung. In diesem Fall ist es schwierig ein geeignetes Steuern für einen Zustand des Fahrzeugs oder einen Zustand des Fahrers des Fahrzeugs durchzuführen, da nicht bestimmt wird, in welchem der drei Modi das Fahrzeug in Abhängigkeit verschiedener Zustände gefahren werden soll.
Die vorliegende Erfindung konzentriert sich auf diesen Punkt, und es ist ihre Aufgabe, eine Servolenkungssteuerung bereitzustellen, der auf einfache Weise eine Steuerung durchführen kann, die für einen Zustand eines Fahrzeugs oder einen Zustand eines Fahrers des Fahrzeugs geeignet ist.
LÖSUNG DER AUFGABE
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Servolenkungssteuerung bereitgestellt, umfassend: eine erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit, die auf Grundlage eines Fahrzeugzustands bestimmt, ob automatisches Lenken eines Fahrzeugs möglich ist; eine zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit, die auf Grundlage eines Zustands eines Fahrers des Fahrzeugs bestimmt, ob manuelles Lenken des Fahrzeugs möglich ist; und eine Fahrmodus-Umschalteinheit, die umschaltet zwischen einem automatischen Lenkmodus zum automatischen Lenken des Fahrzeugs, einem manuellen Lenkmodus zum manuellen Lenken des Fahrzeugs, und einem halbautomatischen Lenkmodus zum automatischen Lenken und manuellen Lenken des Fahrzeugs, auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit und eines Bestimmungsergebnisses der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit.
Die Servolenkungssteuerung kann ferner umfassen: eine Drehmoment-Erkennungseinheit, die ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment erkennt; und eine Berührung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer das Lenkrad berührt, wobei die Fahrmodus-Umschalteinrichtung in den manuellen Lenkmodus schalten kann, wenn (i) die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass kein automatisches Lenken möglich ist, weil das von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und (ii) die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, da die Berührung-Erkennungseinheit erkennt, dass der Fahrer das Lenkrad berührt.
Die Servolenkungssteuerung kann ferner umfassen: eine Lenkwinkel-Erkennungseinheit, die einen Lenkwinkel des Lenkrads erkennt, wobei die Berührung-Erkennungseinheit kann einen Schätzwert des auf das Lenkrad ausgeübten Fahrereingangsdrehmoments auf Grundlage des von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannten Drehmoments und des von der Lenkwinkel-Erkennungseinheit erkannten Lenkwinkels berechnen, und auf Grundlage des berechneten Schätzwerts des Fahrereingangsdrehmoments bestimmen, ob der Fahrer das Lenkrad berührt.
Die Servolenkungssteuerung kann ferner umfassen: eine Drehmoment-Erkennungseinheit, die ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment erkennt; und eine Berührung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer das Lenkrad berührt, wobei die Fahrmodus-Umschalteinrichtung in den halbautomatischen Lenkmodus schalten kann, wenn (i) die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass kein automatisches Lenken möglich ist, weil das von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und (ii) die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, da die Berührung-Erkennungseinheit erkennt, dass der Fahrer das Lenkrad nicht berührt.
Die Servolenkungssteuerung kann ferner umfassen: eine Drehmoment-Erkennungseinheit, die ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment erkennt; und eine Berührung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer das Lenkrad berührt, wobei die Fahrmodus-Umschalteinrichtung in den halbautomatischen Lenkmodus schalten kann, wenn (i) die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass automatisches Lenken möglich ist, weil das von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannte Drehmoment kleiner als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und (ii) die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, da die Berührung-Erkennungseinheit erkennt, dass der Fahrer das Lenkrad berührt.
Die Servolenkungssteuerung kann ferner umfassen: eine Drehmoment-Erkennungseinheit, die ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment erkennt; und eine Berührung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer das Lenkrad berührt, wobei die Fahrmodus-Umschalteinrichtung in den automatischen Lenkmodus schalten kann, wenn (i) die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass automatisches Lenken möglich ist, weil das von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannte Drehmoment kleiner als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und (ii) die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, da die Berührung-Erkennungseinheit erkennt, dass der Fahrer das Lenkrad nicht berührt.
Die Servolenkungssteuerung kann ferner umfassen: eine Lenkwinkel-Erkennungseinheit, die eine Lenkwinkelgeschwindigkeit eines Lenkrads des Fahrzeugs erkennt, wobei die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit kann auf Grundlage der durch die Lenkwinkel-Erkennungseinheit erkannten Lenkwinkelgeschwindigkeit bestimmen, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Die Servolenkungssteuerung kann ferner umfassen: eine Fehler-Erkennungseinheit, die erkennt, ob ein erster Detektor, der ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment detektiert, oder ein zweiter Detektor, der eine Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads detektiert, defekt ist, wobei die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit auf Grundlage eines Messergebnisses der Fehler-Erkennungseinheit bestimmen kann, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Die Servolenkungssteuerung kann ferner umfassen: eine Ziellenkwinkel-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob ein angemessener Ziellenkwinkel durch eine ECU („Electronic Control Unit“, Steuergerät) des Fahrzeugs erzeugt wird, wobei die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses der Ziellenkwinkel-Bestimmungseinheit bestimmen kann, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Die Servolenkungssteuerung kann ferner umfassen: einen Bedienung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer eine Bedienung durchgeführt hat, wobei die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit auf Grundlage eines Messergebnisses der Bedienung-Erkennungseinheit bestimmen kann, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Ein zweiter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computer-implementiertes Steuerverfahren für ein Servolenkung, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Übersteuerung-Bestimmungsschritt zum Bestimmen auf Grundlage eines Fahrzeugzustands, ob automatisches Lenken des Fahrzeugs möglich ist; einen zweite Übersteuerung-Bestimmungsschritt zum Bestimmen auf Grundlage eines Zustands eines Fahrers des Fahrzeugs, ob manuelles Lenken des Fahrzeugs möglich ist; und einen Fahrmodus-Umschaltschritt des Umschaltens zwischen einem automatischen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug automatisch gelenkt wird, einem manuellen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug manuell gelenkt wird, und einem halbautomatischen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug automatisch gelenkt und manuell gelenkt wird, auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses des ersten Übersteuerung-Bestimmungsschritts und eines Bestimmungsergebnisses des zweiten Übersteuerung-Bestimmungsschritts.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erreicht mit einer Servolenkungssteuerung eine Wirkung, dass auf einfache Weise eine Steuerung durchgeführt wird, die für einen Zustand eines Fahrzeugs oder einen Zustand eines Fahrers des Fahrzeugs geeignet ist.
Figurenliste

1 zeigt einen Aufbau eines automatischen Lenksystems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
2 zeigt einen Aufbau einer Servolenkungssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
3 zeigt einen Betriebsablauf der Servolenkungssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
4 zeigt einen Aufbau eines automatischen Lenksystems gemäß Vergleichsbeispiel 5.
5 zeigt einen Aufbau einer Servolenkungssteuerung gemäß Vergleichsbeispiel 5.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Aufbau eines automatischen Lenksystems 10]
1 ist ein Schaubild, das einen Aufbau eines automatischen Lenksystems 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Das automatische Lenksystem 10 ist ein in einem Fahrzeug, wie z.B. einem Personenwagen, einem Lastwagen oder dergleichen eingebautes System. Das automatische Lenksystem 10 ist ein System zum Ermöglichen des Lenkens des Fahrzeugs entweder durch automatisches Lenken, manuelles Lenken oder halbautomatisches Lenken.
Der automatische Lenkmodus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug nur durch ein von einem Motor 22 erzeugtes Drehmoment gelenkt wird. Im manuellen Lenkmodus wird das vom Motor 22 erzeugte Drehmoment auf 0 gesetzt und das Fahrzeug wird nur durch ein Drehmoment gelenkt, das ein Fahrer des Fahrzeugs auf das Lenkrad 21 ausübt. Der halbautomatische Lenkmodus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug durch das vom Motor 22 erzeugte Drehmoment und das durch den Fahrer des Fahrzeugs auf das Lenkrad 21 ausgeübte Drehmoment gelenkt wird. Beim halbautomatischen Lenken kann das automatische Lenken und das manuelle Lenken gemischt werden und ein Lenkwille des Fahrers des Fahrzeugs kann ohne Anhalten des automatischen Lenkens umgesetzt werden.
Das automatische Lenksystem 10 umfasst eine Servolenkung 20 und eine Servolenkungssteuerung 100. Die Servolenkung 20 unterstützt einen Drehvorgang des Lenkrads 21, so dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 sanft drehen kann. Daher kann der Fahrer das Lenkrad 21 mit einem kleineren ausgeübten Drehmoment drehen.
Die Servolenkung 20 umfasst das Lenkrad 21, den Motor 22, eine Schnecke 23, ein Schneckenrad 24, einen ersten Drehstab 25, einen zweiten Drehstab 26, ein Stellglied 27, Räder 28, einen ersten Detektor 31 und einen zweiten Detektor 32.
Der Fahrer stellt die Fahrrichtung des Fahrzeugs durch Bedienen des Lenkrads 21 aus, welches ringförmig ist. Hierbei wird ein Drehwinkel des Lenkrads 21 in Bezug auf eine Referenzposition als Lenkwinkel bezeichnet. Ein Zustand, in dem der Fahrer das Lenkrad 21 bedient, wird als Hands-on Zustand bezeichnet und ein Zustand, in dem der Fahrer das Lenkrad 21 nicht bedient, wird als Hands-off Zustand bezeichnet.
Der Motor 22 treibt das Lenkrad 21 gemäß einem eingegebenen Ansteuersignal an. Das Ansteuersignal ist beispielsweise ein Signal, das einen an den Motor 22 angelegten Stromwert angibt. Der Motor 22 dreht die Schnecke 23 und dreht das Schneckenrad 24, welches mit der Schnecke 23 wirkverbunden ist. Ein Endabschnitt einer Welle des Schneckenrads 24 ist über den ersten Drehstab 25 mit dem Lenkrad 21 verbunden.
Ein diesem Endabschnitt der Welle des Schneckenrads 24 gegenüberliegender Endabschnitt ist über den zweiten Drehstab 26 mit dem Stellglied 27 verbunden. Das Stellglied 27 ändert den Winkel der Räder 28 gemäß der vom Schneckenrad 24 übertragenen Kraft. Das Stellglied 27 ist beispielsweise ein hydraulisches Stellglied.
Der erste Detektor 31 detektiert ein an das Lenkrad 21 angelegtes Lenkdrehmoment. Beispielsweise ist der erste Detektor 31 im ersten Drehstab 25 angeordnet und detektiert eine Rückstellkraft des ersten Drehstabs 25 als das Lenkdrehmoment.
Der zweite Detektor 32 detektiert einen Lenkwinkel und eine Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads 21. Beispielsweise ist der zweite Detektor 32 im Lenkrad 21 angeordnet und detektiert einen Drehwinkel in Bezug auf einen Lenkwinkel des Lenkrads 21, bei dem das Fahrzeug geradeaus fährt, als den Lenkwinkel. Beispielsweise beträgt der Referenzwinkel 0 Grad. Ersatzweise kann der zweite Detektor 32 im Motor 22 angeordnet sein. In diesem Fall detektiert der zweite Detektor 32 einen Winkel mit dem der Motor 22 die Schnecke 23 dreht und gibt als Lenkwinkel beispielsweise einen Winkel des Lenkrads 21 aus, der dem detektierten Winkel entspricht.
Die Servolenkungssteuerung 100 steuert die oben beschriebene Servolenkung 20. Die Servolenkungssteuerung 100 liefert das Ansteuersignal zum Ansteuern des Motors 22 an den Motor auf Grundlage (i) eines eingegebenen Ziellenkwinkels und (ii) des von der Servolenkung 20 erfassten Lenkdrehmoments und Lenkwinkels. Die Servolenkungssteuerung 100 erfasst Informationen über den Ziellenkwinkel beispielsweise von einer Fahrzeug-Steuereinheit (ECU) oder dergleichen, die im Fahrzeug angeordnet ist.
[Aufbau der Servolenkungssteuerung 100]
2 ist ein Schaubild, das einen Aufbau der Servolenkungssteuerung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Als nächstes wird der Aufbau der Servolenkungssteuerung 100 beschrieben. Die Servolenkungssteuerung 100 umfasst eine Steuereinheit 101 und einen Speicher 120.
Die Steuereinheit 101 ist beispielsweise eine zentrale Recheneinheit (CPU) und dient als eine Drehmoment-Erkennungseinheit 102, eine Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103, eine Berührung-Erkennungseinheit 104, eine erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, eine zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106, eine Fahrmodus-Umschalteinheit 107, eine Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 und eine Motorsteuereinheit 109, indem ein im Speicher 120 gespeichertes Programm ausgeführt wird. Einzelheiten der Steuereinheit 101 werden später beschrieben.
Der Speicher 120 umfasst einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM). Der Speicher 120 speichert ein Programm, das von der Steuereinheit 101 ausgeführt wird. Der Speicher 120 speichert verschiedene Arten von Daten, die von der Steuereinheit 101 verwendet werden, um die Servolenkung 20 zu steuern.
Die Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkennt ein im Lenkrad 21 des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment. Die Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erfasst eine Lenkdrehmoment-Information vom ersten Detektor 31. Dann benachrichtigt die Drehmoment-Erkennungseinheit 102 die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 und die Berührung-Erkennungseinheit 104 über die erfasste Lenkdrehmoment-Information.
Die Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103 detektiert den Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads 21 des Fahrzeugs. Die Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103 erfasst eine Lenkwinkel-Information und Lenkwinkelgeschwindigkeit-Information vom zweiten Detektor 32. Dann benachrichtigt die Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103 die Berührung-Erkennungseinheit 104 über die erfasste Lenkwinkel-Information. Die Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103 benachrichtigt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 über die erfasste Lenkwinkelgeschwindigkeit-Information.
Die Berührung-Erkennungseinheit 104 erkennt, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt. Das heißt, die Berührung-Erkennungseinheit 104 erkennt, ob der Fahrer des Fahrzeugs im Hands-on Zustand oder im Hands-off Zustand in Bezug auf das Lenkrad 21 ist.
Die Berührung-Erkennungseinheit 104 erkennt die Lenkdrehmoment-Information von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102. Die Berührung-Erkennungseinheit 104 erfasst die Lenkwinkel-Information von der Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103. Die Berührung-Erkennungseinheit 104 berechnet beispielsweise einen Schätzwert des auf das Lenkrad 21 ausgeübten Fahrereingangsdrehmoments auf Grundlage der von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannten Lenkdrehmoment-Information und der von der Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103 erfassten Lenkwinkel-Information. Das Fahrereingangsdrehmoment ist ein durch einen Fahrer des Fahrzeugs auf das Lenkrad 21 angelegtes Drehmoment. Insbesondere berechnet die Berührung-Erkennungseinheit 104 eine Differenzialgleichung, bei der das Lenkdrehmoment und der Lenkwinkel auf eine Zustandsgleichung angewendet werden, die beispielsweise von einer Bewegungsgleichung des Lenkrads 21 abgeleitet wird. Die Berührung-Erkennungseinheit 104 berechnet einen Schätzwert des an das Lenkrad 21 angelegten Fahrereingangsdrehmoments durch Lösen der berechneten Gleichung.
Dann bestimmt die Berührung-Erkennungseinheit 104 auf Grundlage des Schätzwerts des berechneten Fahrereingangsdrehmoments, ob der Fahrer das Lenkrad 21 berührt. Insbesondere wenn der Schätzwert des Fahrereingangsdrehmoments gleich groß wie oder größer als ein Schwellenwert ist, bestimmt die Berührung-Erkennungseinheit 104 beispielsweise, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt. Wenn andererseits der Schätzwert des Fahrereingangsdrehmoments kleiner als der Schwellenwert ist, bestimmt die Berührung-Erkennungseinheit 104 beispielsweise, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 nicht berührt. Die Berührung-Erkennungseinheit 104 benachrichtigt die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 über ein Bestimmungsergebnis dieses Bestimmens.
Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt auf Grundlage des Fahrzeugzustands, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist. Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 erfasst die Lenkdrehmoment-Information von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102. Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 erfasst die Lenkwinkelgeschwindigkeit-Information von der Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103.
Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 bestimmt auf Grundlage dessen, ob das von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist. Der erste Schwellenwert ist ein Drehmoment, bei dem es schwierig ist, das automatische Lenken des Fahrzeugs fortzusetzen. Wenn das durch die Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist, bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, dass automatisches Lenken nicht möglich ist. Wenn das durch die Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment kleiner als der vorgegebene erste Schwellenwert ist, bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, dass automatisches Lenken möglich ist. Dann benachrichtigt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 über ein Bestimmungsergebnis dieses Bestimmens.
Die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 bestimmt auf Grundlage eines Zustands des Fahrers des Fahrzeugs, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist. Die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 erfasst von der Berührung-Erkennungseinheit 104 ein Bestimmungsergebnis, das sich durch Bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt, ergibt.
Die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 bestimmt auf Grundlage des Bestimmungsergebnisses des Bestimmens, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt, das von der Berührung-Erkennungseinheit 104 erkannt wird, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist. Wenn die Berührung-Erkennungseinheit 104 erkennt, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt, bestimmt die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106, dass manuelles Lenken möglich ist. Wenn die Berührung-Erkennungseinheit 104 erkennt, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 nicht berührt, bestimmt die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106, dass manuelles Lenken nicht möglich ist. Dann benachrichtigt die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 über ein Bestimmungsergebnis dieses Bestimmens.
Die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 schaltet um zwischen (i) einem automatischen Lenkmodus, in dem ein Fahrzeug automatisch gelenkt wird, (ii) einem manuellen Lenkmodus, in dem ein Fahrzeug manuell gelenkt wird, und (iii) einem halbautomatischen Lenkmodus, auf Grundlage des Bestimmungsergebnisses der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 und des Bestimmungsergebnisses der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106.
Die Servolenkungssteuerung 100 umfasst die Fahrmodus-Umschalteinheit 107, die umschaltet zwischen dem automatischen Lenkmodus, dem manuellen Lenkmodus und dem halbautomatischen Lenkmodus auf Grundlage des Bestimmungsergebnisses der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 und des Bestimmungsergebnisses der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106. Somit bestimmt der Servolenkungssteuerung 100 auf Grundlage einer Vielzahl von Übersteuerung-Bestimmungen, in welchem von drei Modi das Fahrzeug gefahren werden soll. Entsprechend kann die Servolenkungssteuerung 100 ein für den Fahrzeugzustand oder den Zustand des Fahrers des Fahrzeugs geeignetes Steuern einfach durchführen.
Die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 erfasst das von der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 erhaltene Bestimmungsergebnis und das von der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 erhaltene Bestimmungsergebnis. Die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 wählt als Fahrmodus für das Fahrzeug, in welchem vom automatischen Fahrmodus, manuellen Fahrmodus oder halbautomatisch Fahrmodus das Fahrzeug gelenkt werden soll, auf Grundlage des Bestimmungsergebnisses, das von der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 erhalten wird, und des Bestimmungsergebnisses, das von der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 erhalten wird. Die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 benachrichtigt die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 über Information, die den gewählten Fahrmodus anzeigt.
Wenn ein Bestimmungsergebnis von der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 erfasst wird, wonach automatisches Lenken nicht möglich ist, und ein Bestimmungsergebnis von der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 erfasst wird, wonach manuelles Lenken möglich ist, wählt die Lenkmodus-Umschalteinheit 107 den manuellen Lenkmodus als den Fahrmodus aus. Die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 benachrichtigt die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 über Information, die den manuellen Lenkmodus anzeigt.
Wenn ein Bestimmungsergebnis von der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 erfasst wird, wonach automatisches Lenken nicht möglich ist, und ein Bestimmungsergebnis von der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 erfasst wird, wonach manuelles Lenken nicht möglich ist, wählt die Lenkmodus-Umschalteinheit 107 den halbautomatischen Lenkmodus als den Fahrmodus aus. Die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 benachrichtigt die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 über Information, die den halbautomatischen Lenkmodus anzeigt.
Wenn ein Bestimmungsergebnis von der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 erfasst wird, wonach automatisches Lenken möglich ist, und ein Bestimmungsergebnis von der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 erfasst wird, wonach manuelles Lenken möglich ist, wählt die Lenkmodus-Umschalteinheit 107 den halbautomatischen Lenkmodus als den Fahrmodus aus. Die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 benachrichtigt die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 über Information, die den halbautomatischen Lenkmodus anzeigt.
Wenn ein Bestimmungsergebnis von der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 erfasst wird, wonach automatisches Lenken möglich ist, und ein Bestimmungsergebnis von der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 erfasst wird, wonach manuelles Lenken nicht möglich ist, wählt die Lenkmodus-Umschalteinheit 107 den automatischen Lenkmodus als den Fahrmodus aus. Die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 benachrichtigt die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 über Information, die den automatischen Lenkmodus anzeigt.
Die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 erzeugt einen Befehlswert zum Steuern des Motors 22 auf Grundlage des Ziellenkwinkels und des durch die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 ausgewählten Fahrmodus und gibt den erzeugten Befehlswert an die Motorsteuereinheit 109 aus. Zum Beispiel erfasst die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 Ziellenkwinkel-Information von der ECU. Die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 erfasst die Information, die den durch die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 ausgewählten Fahrmodus angibt, von der Fahrmodus-Umschalteinheit 107. Die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 erzeugt auf Grundlage der erfasste Ziellenkwinkel-Information und die erfasste Information, die den Fahrmodus angibt, den Befehlswert zum Steuern des Motors 22 und benachrichtigt die Motorsteuereinheit 109 über die Information, die den erzeugten Befehlswert anzeigt.
Wenn die Information, die den automatischen Lenkmodus anzeigt, oder die Information, die den halbautomatischen Lenkmodus als Fahrmodus anzeigt, erfasst wird, erzeugt die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 einen Befehlswert, so dass der Lenkwinkel des Lenkrads 21 zum erfassten Ziellenkwinkel wird. Wenn die Information, die den manuellen Lenkmodus als den Fahrmodus anzeigt, erfasst wird, erzeugt die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 einen Befehlswert, der dazu führt. dass der Motor 22 aufhört zu arbeiten.
Die Motorsteuereinheit 109 steuert den Motor 22. Die Motorsteuereinheit 109 erzeugt ein Ansteuersignal, das dem Befehlswert entspricht, der von der Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 erfasst wurde, und liefert das Ansteuersignal an den Motor 22.
[Betriebsablauf der Servolenkungssteuerung 100]
3 ist ein Schaubild, das einen Betriebsablauf der Servolenkungssteuerung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Als erstes bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit auf Grundlage eines Fahrzeugzustands, ob das automatische Lenken eines Fahrzeugs möglich ist (S11). Insbesondere bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 auf Grundlage von Information, die angibt, ob ein von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erfasstes Drehmoment gleich groß wie oder größer als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Wenn die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 auf Grundlage des Fahrzeugzustands bestimmt, dass das automatische Lenken des Fahrzeugs nicht möglich ist (JA in S11), bestimmt die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 auf Grundlage eines Zustands des Fahrers des Fahrzeugs, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist (S12). Insbesondere wenn die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 bestimmt, dass das automatische Lenken nicht möglich ist, bestimmt die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 auf Grundlage von Information, die angibt, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Beispielsweise umfassen Fälle, in denen das durch die Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als der vorgegebene erste Schwellenwert ist und die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 bestimmt, dass das automatische Lenken des Fahrzeugs nicht möglich ist die folgenden Situationen: Ein Fall, in dem das durch die Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als der vorgegebene Schwellenwert wird, da der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 bedient, während das Fahrzeug im automatischen Lenkmodus oder im halbautomatischen Lenkmodus fährt; Ein Fall, in dem das durch die Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als der vorgegebene Schwellenwert wird als Ergebnis eines plötzlichen Lenkens aufgrund eines Auftretens einer Fehlfunktion im automatischen Lenksystem 10, während der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 nicht bedient.
Wenn die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 auf Grundlage des Zustands des Fahrers des Fahrzeugs bestimmt, dass das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist (JA in S12), schaltet die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 in den manuellen Lenkmodus. Insbesondere wenn die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 aufgrund dessen, dass die Berührung-Erkennungseinheit 104 erkennt, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt, bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, schaltet die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 in den manuellen Lenkmodus. Indem die Lenkmodus-Umschalteinheit 107 auf diese Weise in den manuellen Lenkmodus schaltet, ermöglicht die Servolenkungssteuerung 100 dem Fahrer, das Fahrzeug zu lenken, wenn das automatische Lenken des Fahrzeugs nicht möglich ist.
Wenn die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 auf Grundlage des Zustands des Fahrers des Fahrzeugs bestimmt, dass das manuelle Lenken des Fahrzeugs nicht möglich ist (NEIN in S12), schaltet die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 in den halbautomatischen Lenkmodus. Insbesondere wenn die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 aufgrund dessen, dass die Berührung-Erkennungseinheit 104 erkennt, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 nicht berührt, bestimmt, dass manuelles Lenken nicht möglich ist, schaltet die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 in den halbautomatischen Lenkmodus. Indem die Lenkmodus-Umschalteinheit 107 auf diese Weise in den halbautomatischen Lenkmodus schaltet, ermöglicht die Servolenkungssteuerung 100, dass das Fahrzeug halbautomatisch gelenkt wird, falls das automatische Lenken des Fahrzeugs nicht möglich ist und das manuelle Lenken durch den Fahrer nicht möglich ist.
Wenn die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 auf Grundlage des Fahrzeugzustands bestimmt, dass das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist (NEIN in S11), bestimmt die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 auf Grundlage des Zustands des Fahrers des Fahrzeugs, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist (S13). Insbesondere wenn die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 bestimmt, dass das automatische Lenken möglich ist, bestimmt die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 auf Grundlage der Information, die angibt, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Wenn die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 auf Grundlage des Zustands des Fahrers des Fahrzeugs bestimmt, dass das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist (JA in S13), schaltet die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 in den halbautomatischen Lenkmodus. Insbesondere wenn die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 aufgrund dessen, dass die Berührung-Erkennungseinheit 104 erkennt, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt, bestimmt, dass das manuelle Lenken möglich ist, schaltet die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 in den halbautomatischen Lenkmodus. Indem die Lenkmodus-Umschalteinheit 107 auf diese Weise in den halbautomatischen Lenkmodus schaltet, ermöglicht die Servolenkungssteuerung 100, dass das Fahrzeug halbautomatisch gelenkt wird, falls das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist und das manuelle Lenken durch den Fahrer möglich ist.
Wenn die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 auf Grundlage des Zustands des Fahrers des Fahrzeugs bestimmt, dass das manuelle Lenken des Fahrzeugs nicht möglich ist (NEIN in S13), schaltet die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 in den automatischen Lenkmodus. Insbesondere wenn die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 aufgrund dessen, dass die Berührung-Erkennungseinheit 104 erkennt, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 nicht berührt, bestimmt, dass manuelles Lenken nicht möglich ist, schaltet die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 in den automatischen Lenkmodus. Indem die Lenkmodus-Umschalteinheit 107 auf diese Weise in den automatischen Lenkmodus schaltet, ermöglicht die Servolenkungssteuerung 100, dass das Fahrzeug automatisch gelenkt wird, falls das das manuelle Lenken durch den Fahrer nicht möglich ist.
[Abwandlungsbeispiel 1]
Im obigen Ausführungsbeispiel wurden Fälle beschrieben, in denen die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 auf Grundlage der Information, die angibt, ob das von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als der vorgegebene erste Schwellenwert ist, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 kann auf Grundlage von Information, die angibt, ob die von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Lenkwinkelgeschwindigkeit gleich groß wie oder größer als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert ist, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist. Der zweite Schwellenwert ist eine Lenkwinkelgeschwindigkeit, bei der es schwierig ist, das Lenken des Fahrzeugs fortzusetzen.
Wenn die durch die Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103 erkannte Lenkwinkelgeschwindigkeit gleich groß wie oder größer als der vorgegebene zweite Schwellenwert ist, bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, dass automatisches Lenken nicht möglich ist. Wenn die durch die Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103 erkannte Lenkwinkelgeschwindigkeit kleiner als der vorgegebene zweite Schwellenwert ist, bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, dass automatisches Lenken möglich ist.
[Abwandlungsbeispiel 2]
Im obigen Ausführungsbeispiel wurden Fälle beschrieben, in denen die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 auf Grundlage der Information, die angibt, ob das von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als der vorgegebene erste Schwellenwert ist, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 kann auf Grundlage von Information, die angibt, ob der erste Detektor 31 oder der zweite Detektor 32 kaputt ist, bestimmen, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
In diesem Fall kann die Servolenkungssteuerung 100 eine Fehler-Erkennungseinheit aufweisen, die Information erkennt, die beispielsweise angibt, ob der erste Detektor 31 oder der zweite Detektor 32 kaputt ist. Ersatzweise kann die Servolenkungssteuerung 100 beispielsweise durch Bestimmen, ob ein vom ersten Detektor 31 oder zweiten Detektor 32 detektierter Messwert in einem vorgegebenen Bereich liegt, bestimmen, ob der erste Detektor 31 oder der zweite Detektor 32 kaputt ist.
Wenn der erste Detektor 31 oder der zweite Detektor 32 nicht funktioniert, bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, dass das automatische Lenken nicht möglich ist. Wenn der erste Detektor 31 oder der zweite Detektor 32 funktioniert, bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, dass das automatische Lenken möglich ist.
[Abwandlungsbeispiel 3]
Im obigen Ausführungsbeispiel wurden Fälle beschrieben, in denen die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 auf Grundlage der Information, die angibt, ob das von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als der vorgegebene erste Schwellenwert ist, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.
Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 kann auf Grundlage von Information, die angibt, ob eine Störung in der ECU des Fahrzeugs aufgetreten ist, bestimmen, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist. In diesem Fall kann die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 beispielsweise auf Grundlage dessen, ob ein angemessener Ziellenkwinkel durch die ECU erzeugt wird, bestimmen, ob das automatische Lenken möglich ist. Beim Bestimmen, ob der angemessene Ziellenkwinkel durch die ECU erzeugt wird, kann die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 beispielsweise bestimmen, dass die ECU keinen Ziellenkwinkel erzeugen konnte, falls der durch die ECU erzeugte Ziellenkwinkel nicht innerhalb eines Bereichs angemessener Werte liegt, beispielsweise in einem Bereich von 800 Grad bis -800 Grad, was eine physische Randbedingung des Lenkrads 21 ist.
Wenn die ECO den angemessenen Ziellenkwinkel nicht erzeugt, bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, dass das automatische Lenken nicht möglich ist. Wenn der angemessene Ziellenkwinkel durch die ECU erzeugt wird, bestimmt die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, dass das automatische Lenken möglich ist.
Wenn zudem aufgrund des Auftretens einer Störung nur in einer Ziellenkwinkel-Recheneinheit der ECU kein angemessener Ziellenkwinkel erzeugt werden kann, kann die Befehlswert-Erzeugungseinheit 108 beispielsweise einen Drehmoment-Befehlswert des Motors 22 als einen Wert eines Hilfsdrehmoments verwenden. Falls der angemessene Ziellenkwinkel aufgrund des Auftretens einer Störung nur in der Ziellenkwinkel-Recheneinheit der ECU nicht erzeugt werden kann, wird auf Grundlage des vom ersten Detektor 31 detektierten Lenkdrehmoments ein Vorgang des Bereitstellens von Unterstützung zum Unterstützen des Fahrers des Fahrzeugs eingeleitet. Das Hilfsdrehmoment ist ein Befehlswert zum Bereitstellen von Unterstützung zum Unterstützen des Fahrers im obigen Fall.
[Abwandlungsbeispiel 4]
Im obigen Ausführungsbeispiel wurden Fälle beschrieben, in denen die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 auf Grundlage der Information, die angibt, ob das von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als der vorgegebene erste Schwellenwert ist, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.
Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 kann auf Grundlage eines Signalwerts eines Fahrzeug-Steuernetzwerks („Controller Area Network“, CAN) bestimmen, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist. Der Signalwert des Fahrzeug-CAN umfasst beispielsweise ein Messsignal einer weißen Linie, einer Gierrate, einer Querbeschleunigung und eine Seitenabweichung (Differenz zwischen einem Sollwert und einer Eigenposition eines Fahrzeugs) eines Fahrzeugs. Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 bestimmt, dass das automatische Lenken des Fahrzeugs nicht möglich ist, wenn die Sicht einer weißen Linie verloren geht, z.B. aufgrund eines Umstands während dem Verfolgen der weißen Linie. Die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 bestimmt jedoch, dass das automatische Lenken auch dann möglich ist, wenn die Sicht auf die weiße Linie verloren geht, z.B. wenn (i) ein vorausfahrendes Fahrzeug vor dem Fahrzeug fährt und die Steuerung so umgeschaltet wird, dass sie dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt, und (ii), wenn das Fahrzeug z.B. durch Schätzen der eigenen Position aus Kartendaten fährt.
[Abwandlungsbeispiel 5]
4 ist ein Schaubild, das einen Aufbau eines automatischen Lenksystems 10a als Abwandlungsbeispiel 5 zeigt. 5 ist ein Schaubild, das einen Aufbau einer Servolenkungssteuerung 100a als Abwandlungsbeispiel 5 zeigt. Im obigen Ausführungsbeispiel wurden Fälle beschrieben, in denen die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 auf Grundlage der von der Berührung-Erkennungseinheit 104 erkannten Information, die angibt, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt, bestimmt, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Das automatische Lenksystem 10a umfasst eine Bedienungseinheit 33a, die Servolenkungssteuerung 100a umfasst eine Bedienung-Erkennungseinheit 110a und die zweite Übersteuerung-Bedienungseinheit 106 kann bestimmen, ob das manuelle Lenken möglich ist, auf Grundlage von Information, die angibt, ob der Fahrer des Fahrzeugs eine Bedienung ausgeführt hat oder nicht, wobei die Information durch die Bedienung-Erkennungseinheit 110a erkannt wird.
Wie in 4 gezeigt umfasst das automatische Lenksystem 10a die Bedienungseinheit 33a. Die Bedienungseinheit 33a ist beispielsweise ein Schalter zum Verlassen des automatischen Lenkmodus oder des halbautomatischen Lenkmodus. Insbesondere ist die Bedienungseinheit 30a ein Schalter zum Schalten vom automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus, wenn der Fahrer des Fahrzeugs die Bedienungseinheit 33a im automatischen Lenkmodus bedient, und zum Schalten vom halbautomatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus, wenn der Fahrer die Bedienungseinheit 33a im halbautomatischen Lenkmodus bedient Die Bedienungseinheit 33a gibt die Information aus, die eine Bedienung des Fahrers des Fahrzeugs an die Bedienung-Erkennungseinheit 110a anzeigt. Die Bedienungseinheit 33a ist beispielsweise auf einem Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet.
Wie in 5 gezeigt umfasst die Servolenkungssteuerung 100a die Bedienungseinheit 110a. Die Bedienung-Erkennungseinheit 110a erkennt, ob der Fahrer eine Bedienung durchgeführt hat. Die Bedienung-Erkennungseinheit 110a gibt die Information von der Bedienungseinheit ein, welche die Bedienung des Fahrers des Fahrzeugs anzeigt.
Die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 schaltet zum manuellen Lenkmodus, wenn die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106 bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, weil die Bedienung-Erkennungseinheit 110a detektiert, dass der Fahrer die Bedienung ausgeführt hat. Indem die Fahrmodus-Umschalteinheit 107 durch das derartige Bedienen des Bedienung-Erkennungseinheit 110a durch den Fahrer in den manuellen Lenkmodus schaltet, kann die Servolenkungssteuerung 100a den automatischen Lenkmodus oder den halbautomatischen Lenkmodus beenden und gemäß der Absicht des Fahrers in den manuellen Lenkmodus schalten.
[Abwandlungsbeispiel 6]
Im obigen Ausführungsbeispiel berechnet die Berührung-Erkennungseinheit 104 einen Schätzwert des auf das Lenkrad 21 ausgeübten Fahrereingangsdrehmoments auf Grundlage der von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannten Lenkdrehmoment-Information und der von der Lenkwinkel-Erkennungseinheit 103 erfassten Lenkwinkel-Information. Es wurden Fälle gezeigt, in denen die Berührung-Erkennungseinheit 104 auf Grundlage des Schätzwerts des berechneten Fahrereingangsdrehmoments bestimmt, ob der Fahrer das Lenkrad 21 berührt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.
Die Berührung-Erkennungseinheit 104 kann auf Grundlage einer Standardabweichung des von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 erkannten Lenkdrehmoments bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 festhält, wird ein leichtes Halten des Fahrers des Fahrzeugs auf das Lenkrad 21 übertragen und die Standardabweichung des Drehmoments neigt zum Ansteigen.
In diesem Fall berechnet die Berührung-Erkennungseinheit 104 die Standardabweichung einer Vielzahl von Lenkdrehmomenten, die von der Drehmoment-Erkennungseinheit 102 innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erfasst wurden. Die Berührung-Erkennungseinheit 104 kann bestimmen, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 berührt, wenn die berechnete Standardabweichung des Lenkdrehmoments gleich groß wie oder größer als ein vorgegebener dritter Schwellenwert ist. Andererseits kann die Berührung-Erkennungseinheit 104 bestimmen, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 21 nicht berührt, wenn die berechnete Standardabweichung des Lenkdrehmoments kleiner als der vorgegebene dritte Schwellenwert ist. Der dritte Schwellenwert ist ein Wert, der vorab auf Grundlage eines Schwankungsbetrags der Räder 28 beim Anlegen einer Last auf die Räder 28 beim Fahren eingestellt wird.
[Abwandlungsbeispiel 7]
Im obigen Ausführungsbeispiel berechnet die Berührung-Erkennungseinheit 104 die Differenzialgleichung, bei der das Lenkdrehmoment und der Lenkwinkel auf eine Zustandsgleichung angewendet werden, die von der Bewegungsgleichung des Lenkrads 21 abgeleitet wird. Es wurden Fälle gezeigt, in denen die Berührung-Erkennungseinheit 104 den Schätzwert des am Lenkrad 21 anliegenden Fahrereingangsdrehmoments berechnet, indem die berechnete Gleichung gelöst wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.
Die Berührung-Erkennungseinheit 104 berechnet beispielsweise unter Verwendung eines linearen Filters mit einer vorgegebenen Frequenzkennlinie und des Lenkdrehmoments ein erstes Drehmoment, bei dem Rauschanteile des Lenkdrehmoments reduziert sind. Der lineare Filter umfasst beispielsweise einen Tiefpassfilter. Die Berührung-Erkennungseinheit 104 berechnet unter Verwendung eines inversen Kennlinienfilters und des Lenkwinkels ein zweites Drehmoment, das dem Lenkwinkel entspricht. Der inverse Kennlinienfilter gibt einen Wert des entsprechenden zweiten Drehmoments aus, wenn der Wert des Lenkwinkels eingegeben wird. Solch ein inverser Kennlinienfilter ist ein Filter, der auf Grundlage einer Bewegungsgleichung aufgebaut ist, die eine Beziehung zwischen dem Lenkwinkel, dem Lenkdrehmoment und einem an das Lenkrad 21 angelegten Fahrereingangsdrehmoments beschreibt.
Das zweite Drehmoment ist hier ein Drehmoment des Motors 22, so dass der Winkel des Lenkrads 21 zum erfassten Lenkwinkel wird, wenn der Fahrer des Fahrzeugs im Hands-off Zustand ist. Die Berührung-Erkennungseinheit 104 kann einen Schätzwert des an das Lenkrad 21 angelegten Fahrereingangsdrehmoments auf Grundlage eines Unterschieds zwischen dem berechneten ersten Drehmoment und dem berechneten zweiten Drehmoment berechnen.
Das erste Drehmoment ist das Lenkdrehmoment, bei dem Rauschanteile reduziert wurden. Das zweite Drehmoment ist das Lenkdrehmoment, das dem Lenkwinkel entspricht, wenn die Rauschanteile ignoriert werden. Wenn somit der Fahrer des Fahrzeugs im Hands-off Zustand ist, geht der Unterschied zwischen dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment gegen Null. Wenn andererseits der Fahrer des Fahrzeugs im Hands-on Zustand zu, ist der durch Subtrahieren des ersten Drehmoments vom zweiten Drehmoment erhaltene Wert ungefähr gleich dem Fahrereingangsdrehmoment, das durch den Fahrer des Fahrzeugs ans Lenkrad 21 angelegt wird.
Wirkungen der Servolenkungssteuerung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
Die Servolenkungssteuerung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105, die auf Grundlage des Fahrzeugzustands bestimmt, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist, und die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106, die auf Grundlage des Zustands des Fahrers des Fahrzeugs bestimmt, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist. Ferner umfasst die Servolenkungssteuerung 100 die Fahrmodus-Umschalteinheit 107, die umschaltet zwischen dem automatischen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug automatisch gelenkt wird, dem manuellen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug manuell gelenkt wird, und dem halbautomatischen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug automatisch gelenkt und manuell gelenkt wird, auf Grundlage des Bestimmungsergebnisses der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 und des Bestimmungsergebnisses der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106.
Die Servolenkungssteuerung 100 umfasst die Fahrmodus-Umschalteinheit 107, die auf diese Weise umschaltet zwischen dem automatischen Lenkmodus, dem manuellen Lenkmodus und dem halbautomatischen Lenkmodus auf Grundlage des Bestimmungsergebnisses der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 105 und des Bestimmungsergebnisses der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit 106. Somit bestimmt die Servolenkungssteuerung 100 auf Grundlage der Vielzahl von Übersteuerung-Bestimmungen, in welchem von drei Modi das Fahrzeug gefahren werden soll. Entsprechend kann die Servolenkungssteuerung 100 ein für den Fahrzeugzustand oder den Zustand des Fahrers des Fahrzeugs geeignetes Steuern einfach durchführen.
Die vorliegende Offenbarung wird auf Grundlage der beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. Der technische Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf den in den obigen Ausführungsbeispielen erläuterten Umfang beschränkt, und es ist möglich, verschiedene Änderungen und Modifikationen im Rahmen der Offenbarung vorzunehmen. Beispielsweise können die ganze oder ein Teil der Vorrichtung mit einer beliebigen Einheit ausgeführt sein, die funktionell oder physisch verteilt oder integriert ist. Darüber hinaus sind neue beispielhafte Ausführungsformen, die durch beliebige Kombinationen von ihnen erzeugt werden, in den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten. Außerdem haben die Auswirkungen der neuen beispielhaften Ausführungsformen, die durch die Kombinationen entstehen, auch die Auswirkungen der ursprünglichen beispielhaften Ausführungsformen.
Bezugszeichenliste

10, 10a: Automatisches Lenksystem
20: Servolenkung
21: Lenkrad
22: Motor
23: Schnecke
24: Schneckenrad
25: erster Drehstab
26: zweiter Drehstab
27: Stellglied
28: Räder
31: erster Detektor
32: zweiter Detektor
33a: Bedienungseinheit
100, 100a: Servolenkungssteuerung
101: Steuereinheit
102: Drehmoment-Erkennungseinheit
103: Lenkwinkel-Erkennungseinheit
104: Berührung-Erkennungseinheit
105: erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit
106: zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit
107: Fahrmodus-Umschalteinheit
108: Befehlswert-Erzeugungseinheit
109: Motorsteuereinheit
110a: Bedienung-Erkennungseinheit
120: Speicher

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 2019182393 [0003]

Claims

Servolenkungssteuerung, umfassend: eine erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit, die auf Grundlage eines Fahrzeugzustands bestimmt, ob automatisches Lenken eines Fahrzeugs möglich ist; eine zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit, die auf Grundlage eines Zustands eines Fahrers des Fahrzeugs bestimmt, ob manuelles Lenken des Fahrzeugs möglich ist; und eine Fahrmodus-Umschalteinheit, die umschaltet zwischen einem automatischen Lenkmodus zum automatischen Lenken des Fahrzeugs, einem manuellen Lenkmodus zum manuellen Lenken des Fahrzeugs, und einem halbautomatischen Lenkmodus zum automatischen Lenken und manuellen Lenken des Fahrzeugs, auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses der ersten Übersteuerung-Bestimmungseinheit und eines Bestimmungsergebnisses der zweiten Übersteuerung-Bestimmungseinheit.
Servolenkungssteuerung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Drehmoment-Erkennungseinheit, die ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment erkennt; und eine Berührung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer das Lenkrad berührt, wobei die Fahrmodus-Umschalteinheit in den manuellen Lenkmodus schaltet, wenn (i) die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass kein automatisches Lenken möglich ist, weil das von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und (ii) die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, da die Berührung-Erkennungseinheit erkennt, dass der Fahrer das Lenkrad berührt.
Servolenkungssteuerung nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine Lenkwinkel-Erkennungseinheit, die einen Lenkwinkel des Lenkrads erkennt, wobei die Berührung-Erkennungseinheit einen Schätzwert des auf das Lenkrad ausgeübten Fahrereingangsdrehmoments auf Grundlage des von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannten Drehmoments und des von der Lenkwinkel-Erkennungseinheit erkannten Lenkwinkels berechnet, und auf Grundlage des berechneten Schätzwerts des Fahrereingangsdrehmoments bestimmt, ob der Fahrer das Lenkrad berührt.
Servolenkungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: eine Drehmoment-Erkennungseinheit, die ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment erkennt; und eine Berührung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer das Lenkrad berührt, wobei die Fahrmodus-Umschalteinheit in den halbautomatischen Lenkmodus schaltet, wenn (i) die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass kein automatisches Lenken möglich ist, weil das von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannte Drehmoment gleich groß wie oder größer als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und (ii) die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, da die Berührung-Erkennungseinheit erkennt, dass der Fahrer das Lenkrad nicht berührt.
Servolenkungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Drehmoment-Erkennungseinheit, die ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment erkennt; und eine Berührung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer das Lenkrad berührt, wobei die Fahrmodus-Umschalteinheit in den halbautomatischen Lenkmodus schaltet, wenn (i) die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass automatisches Lenken möglich ist, weil das von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannte Drehmoment kleiner als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und (ii) die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, da die Berührung-Erkennungseinheit erkennt, dass der Fahrer das Lenkrad berührt.
Servolenkungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: eine Drehmoment-Erkennungseinheit, die ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment erkennt; und eine Berührung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer das Lenkrad berührt, wobei die Fahrmodus-Umschalteinheit in den automatischen Lenkmodus schaltet, wenn (i) die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass automatisches Lenken möglich ist, weil das von der Drehmoment-Erkennungseinheit erkannte Drehmoment kleiner als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und (ii) die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit bestimmt, dass manuelles Lenken möglich ist, da die Berührung-Erkennungseinheit erkennt, dass der Fahrer das Lenkrad nicht berührt.
Servolenkungssteuerung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Lenkwinkel-Erkennungseinheit, die eine Lenkwinkelgeschwindigkeit eines Lenkrads des Fahrzeugs erkennt, wobei die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit auf Grundlage der durch die Lenkwinkel-Erkennungseinheit erkannten Lenkwinkelgeschwindigkeit bestimmt, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Servolenkungssteuerung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Fehler-Erkennungseinheit, die erkennt, ob ein erster Detektor, der ein in einem Lenkrad des Fahrzeugs erzeugtes Drehmoment detektiert, oder ein zweiter Detektor, der eine Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads detektiert, defekt ist, wobei die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit auf Grundlage eines Messergebnisses der Fehler-Erkennungseinheit bestimmt, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Servolenkungssteuerung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Ziellenkwinkel-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob ein angemessener Ziellenkwinkel durch eine ECU des Fahrzeugs erzeugt wird, wobei die erste Übersteuerung-Bestimmungseinheit auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses der Ziellenkwinkel-Bestimmungseinheit bestimmt, ob das automatische Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Servolenkungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 7 bis 9, ferner umfassend: einen Bedienung-Erkennungseinheit, die erkennt, ob der Fahrer eine Bedienung durchgeführt hat, wobei die zweite Übersteuerung-Bestimmungseinheit auf Grundlage eines Messergebnisses der Bedienung-Erkennungseinheit bestimmt, ob das manuelle Lenken des Fahrzeugs möglich ist.
Computer-implementiertes Verfahren zum Steuern einer Servolenkung, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Übersteuerung-Bestimmungsschritt zum Bestimmen auf Grundlage eines Fahrzeugzustands, ob automatisches Lenken des Fahrzeugs möglich ist; einen zweite Übersteuerung-Bestimmungsschritt zum Bestimmen auf Grundlage eines Zustands eines Fahrers des Fahrzeugs, ob manuelles Lenken des Fahrzeugs möglich ist; und einen Fahrmodus-Umschaltschritt des Umschaltens zwischen einem automatischen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug automatisch gelenkt wird, einem manuellen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug manuell gelenkt wird, und einem halbautomatischen Lenkmodus, in dem das Fahrzeug automatisch gelenkt und manuell gelenkt wird, auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses des ersten Übersteuerung-Bestimmungsschritts und eines Bestimmungsergebnisses des zweiten Übersteuerung-Bestimmungsschritts.