DE112021004856T5

DE112021004856T5 - Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112021004856T5
Application number: DE112021004856.2T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Hirata; Yasuhito Nakakuki; Tsukasa Miyajima; Huajun Liu
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2021-09-06
Publication date: 2023-08-03
Also published as: JP7385764B2; WO2022059536A1; CN116209613A; US20240025475A1; JPWO2022059536A1

Abstract

Diese Steer-by-Wire-Art Lenkvorrichtung umfasst: eine Gegenkraftaktor-Steuereinheit, die einen Ausgabebetrag eines Gegenkraftaktors steuert; eine Lenkaktor-Steuereinheit, die einen Lenkaktor steuert, der gelenkte Räder über ein Lenkelement lenkt, in Reaktion auf eine Betätigung eines Lenkbedienungs-Eingabeelements; eine Abweichungserkennungseinheit, die eine Abweichung erkennt zwischen dem Betätigungsbetrag des Lenkbedienungs-Eingabeelements und dem Lenkbetrag des Lenkelements; und einer Gegenkraftaktor-Ausgabebetragserhöhungseinheit, die den Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors erhöht, wenn die Abweichung ansteigt. Dementsprechend kann eine Lenkgegenkraft angemessen gesteuert werden gemäß einer Ansprechverzögerung des Lenkbetrags des Lenkelements in Bezug auf den Betätigungsbetrag des Lenkbedienungs-Eingabeelements.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eins Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung.
HINTERGRUND
Ein Steer-by-Wire-Lenksystem gemäß Patentdokument 1 enthält: eine fahrerbedienbare Lenkvorrichtung; einen fahrerbedienbaren Lenkseitenmotor, der eine Lenkgegenkraft auf einen Lenkwelle der fahrerbedienbaren Lenkvorrichtung ausübt; einen Straßenrad-Lenkseitenmotor, der eine Lenkkraft auf eine Zahnstangenwelle einer Straßenrad-Lenkvorrichtung ausübt; und eine elektrische Leistungsversorgungs-Steuereinheit, die Leistungsversorgung zu dem fahrerbedienbaren Lenkseitenmotor und dem Straßenrad-Lenkseitenmotor steuert. Die elektrische Leistungsversorgungs-Steuereinheit steuert die Leistungsversorgung zu dem fahrerbedienbaren Lenkseitenmotor, um die Lenkgegenkraft zu erhöhen, wenn die relative Einschaltdauer eines Betriebssignals, das erzeugt wird, um die Leistungsversorgung zu dem Straßenrad-Lenkseitenmotor zu steuern, auf einen eingestellten Wert fällt, bei dem ein Straßenrad-Lenkwinkel aufhört, einem fahrerbedienten Steuerwinkel zu folgen.
REFERENZDOKUM ENTLISTE
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: JP 2018-114845 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
In Steer-by-Wire-Lenkvorrichtungen, wenn ein Fahrer unvermittelt eine Lenkbedienungs-Eingabekomponente, wie ein Lenkrad, betätigt, kann eine Ansprechverzögerung einer Lenkeinheit in ihrem Lenkbetrag (mit anderen Worten: Lenkwinkel von gelenkten Rädern) auftreten. Dies kann zu einer Verzögerung der Fahrzeugverhaltensänderung in Bezug auf die Betätigung des Fahrers der Lenkbedienungs-Eingabekomponente führen, wodurch der Fahrer veranlasst wird, einen Unterschied im Fahrzeugverhalten von der Erwartung des Fahrers wahrzunehmen.
Es ist möglich, solche Ansprechverzögerungen in dem Lenkbetrag zu verringern, indem die Lenkgegenkraft in Reaktion auf das Auftreten der Verzögerung erhöht wird, um die Manipulationsgeschwindigkeit der Lenkbedienungs-Eingabekomponente zu drosseln.
Allerdings kann, wenn die Lenkgegenkraft auf Grundlage einer Ansprechverzögerung, die aus dem Betriebsbetrag eines Lenkaktors abgeleitet wird, gesteuert wird, die resultierende Lenkgegenkraft übermäßig oder mangelhaft in Bezug auf die Ansprechverzögerung des Lenkbetrags sein, da die Ansprechverzögerung abhängig von Bedingungen, wie dem Zustand der Straße, variiert. Deswegen kann die Wahrnehmung des Fahrers eines Unterschieds im Fahrzeugverhalten von der Erwartung des Fahrers nicht ausreichend verhindert werden, oder die Lenkgegenkraft kann übermäßig sein.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die konventionellen Umstände erreicht und stellt eine Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung bereit, die eine Lenkgegenkraft entsprechend einer Ansprechverzögerung im Lenkbetrag einer Lenkeinheit in Bezug auf einen Manipulationsbetrag einer Lenkbedienungs-Eingabekomponente angemessen steuern kann.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Steuereinheit einer Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung: einen Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt, der einen Ausgabebetrag eines Gegenkraftaktors steuert; einen Lenkaktor-Steuerabschnitt, der einen Lenkaktor in Reaktion auf eine Manipulation einer Lenkbedienungs-Eingabekomponente steuert, wobei der Lenkaktor gelenkte Räder über eine Lenkeinheit lenkt; einen Abweichungserkennungsabschnitt, der eine Abweichung zwischen einem Manipulationsbetrag der Lenkbedienungs-Eingabekomponente und einem Lenkbetrag der Lenkeinheit erkennt; und einen Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt, der, wenn die Abweichung zunimmt, den Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors erhöht, der durch den Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt gesteuert wird.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lenkgegenkraft angemessen gesteuert werden, entsprechend einer Ansprechverzögerung in dem Lenkbetrag der Lenkeinheit in Bezug auf den Manipulationsbetrag der Lenkbedienungs-Eingabekomponente.
Figurenliste

1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm einer Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung.
2 ist ein funktionales Blockdiagramm einer Lenksteuereinheit.
3 ist ein funktionales Blockdiagramm, das einen Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt und einen Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt zeigt.
4 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitts.
5 ist ein Diagramm, das eine Beispielsituation einer Lenkmanipulation zeigt, um einen Unfall zu vermeiden.
6 ist ein Zeitdiagramm, das eine Verzögerung in einem Lenkwinkel δ in Bezug auf einen Manipulationswinkel θ zeigt.
7 ist ein Zeitdiagramm, das eine Erhöhungskorrektur eines Lenkgegendrehmoments zeigt.
8 ist ein funktionales Blockdiagramm der Lenksteuereinheit, die einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerabschnitt enthält.
9 ist ein Diagramm, das Hystereseeigenschaften einer ersten Verstärkung zeigt.
10 ist ein funktionales Blockdiagramm der Lenksteuereinheit, die Steuerspezifikationen entsprechend einer Ausgabebegrenzung eines Lenkaktors umschaltet.

AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Einige Ausführungsformen einer Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm, das einen Aspekt einer Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung 200 zeigt, wie sie in einem Fahrzeug 100 wie einem Automobil installiert ist.
Lenkvorrichtung 200 ist ein Lenksystem, in dem Vorderräder 101 und 102 (mit anderen Worten: Vorderreifen), bei denen es sich um gelenkte Räder handelt, von einem Lenkrad 310, bei dem es sich um eine Lenkbedienungs-Eingabekomponente handelt, mechanisch getrennt sind.
Lenkvorrichtung 200 enthält: eine Lenkeingabevorrichtung 300, die das Lenkrad 310 enthält; eine Lenkvorrichtung 400; und eine Lenksteuereinheit 500, bei der es sich um eine Steuereinheit handelt, die Lenksteuervorrichtung 300 und Lenkvorrichtung 400 steuert.
Lenkeingabevorrichtung 300 enthält Lenkrad 310, eine Lenkwelle 320, einen Gegenkraftaktor 330, und einen Manipulationswinkelsensor 340.
Lenkwelle 320 dreht sich so wie das Lenkrad 310 gedreht wird, ist jedoch mechanisch von Vorderrädern 101 und 102 getrennt.
Gegenkraftaktor 330 ist eine Vorrichtung, die eine Lenkgegenkraft an Lenkrad 310 ausgibt, indem ein Motor oder dergleichen verwendet wird, und enthält, zusätzlich zu dem Motor, einen Drehmomentdämpfer, einen Manipulationswinkel-Begrenzungsmechanismus, einen Geschwindigkeitsreduzierer, und dergleichen.
Da Lenkeingabevorrichtung 300 Gegenkraftaktor 330 enthält, dreht Lenkrad 310 aufgrund eines Unterschieds zwischen einem Manipulationsdrehmoment, das durch den Fahrer des Fahrzeugs 100, der Lenkrad 310 manipuliert, erzeugt wird, und einem Lenkgegendrehmoment, das durch Gegenkraftaktor 330 erzeugt wird.
Manipulationswinkelsensor 340 erkennt einen Manipulationswinkel θ [deg] des Lenkrads 310, in anderen Worten, einen Manipulationsbetrag der Lenkbedienungs-Eingabekomponente.
Zum Beispiel erkennt Manipulationswinkelsensor 340, dass der Manipulationswinkel θ Null ist, wenn Lenkrad 310 sich in einer neutralen Position befindet, wobei ein Manipulationswinkel θ, der in einer rechten Richtung von der neutralen Position gebildet wird, ein positiver Winkel ist, und ein Manipulationswinkel θ, der in einer linken Richtung von der neutralen Position gebildet wird, ein negativer Winkel ist.
Lenkvorrichtung 400 enthält: einen Lenkaktor 410, der einen Motor 411, einen Geschwindigkeitsreduzierer 412, und dergleichen enthält; eine Lenkeinheit 420, die einen Mechanismus zum Umwandeln von Drehbewegung in lineare Bewegung, wie eine Zahnstange und ein Getrieberad, enthält; und einen Lenkwinkelsensor 430, der einen Lenkwinkel δ von Vorderrädern 101 und 102 (mit anderen Worten, einen Vorderreifenlenkwinkel) aus der Position des Lenkaktors 410 erkennt.
Lenkaktor 410 lenkt Vorderräder 101 und 102 über Lenkeinheit 420, und Lenkwinkelsensor 430 erkennt den Lenkwinkel δ [deg], der einem Lenkbetrag der Lenkeinheit 420 entspricht.
Lenkwinkelsensor 430 erkennt einen Drehwinkel einer Ausgabewelle von Motor 411, der in Steueraktor 410 enthalten ist, als eine physikalische Größe, die mit dem Lenkwinkel δ korreliert.
Zusätzlich enthält Fahrzeug 100 Radgeschwindigkeitssensoren 621 bis 624, die jeweils Radgeschwindigkeiten WS1 bis WS4 erkennen, bei denen es sich um Drehgeschwindigkeiten von jeweiligen Rädern 101 bis 104 handelt.
Lenksteuereinheit 500 ist eine elektronische Steuereinheit, die hauptsächlich einen Mikrocomputer 510, der eine MPU (Mikroprozessoreinheit; Englisch: Microprocessor Unit) enthält, einen ROM (Festwertspeicher; Englisch: Read Only Memory), und einen RAM (Direktzugriffsspeicher; Englisch: Random Access Memory) enthält.
Lenksteuereinheit 500 empfängt Erkennungssignale, die jeweils durch Manipulationswinkelsensor 340, Lenkwinkelsensor 430, und Radgeschwindigkeitssensoren 621 bis 624 ausgegeben werden.
Lenksteuereinheit 500 berechnet eine Fahrzeuggeschwindigkeit V [km/h] von Fahrzeug 100 auf Grundlage von Information über die Radgeschwindigkeiten WS1 bis WS4 der jeweiligen Räder 101 bis 104, die durch jeweilige Radgeschwindigkeitssensoren 621 bis 624 ausgegeben werden.
Anstatt die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf Grundlage von Ausgaben von Radgeschwindigkeitssensoren 621 bis 624 zu erhalten, kann Lenksteuereinheit 500 die Fahrzeuggeschwindigkeit V zum Beispiel aus der Drehgeschwindigkeit einer Ausgabewelle einer Leistungsquelle 710 erhalten.
Darüber hinaus führt Mikrocomputer 510 der Lenksteuereinheit 500 arithmetische Verarbeitung auf Grundlage von Information wie dem Manipulationswinkel Θ, dem Lenkwinkel δ, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V durch, um ein Befehlssignal für das Lenkgegendrehmoment Ts und ein Befehlssignal für den Lenkwinkel δ, in anderen Worten, einen Zielwert für das Lenkgegendrehmoment Ts und einen Zielwert für den Lenkwinkel δ, zu erhalten.
Mikrocomputer 510 der Lenksteuereinheit 500 gibt dann ein Befehlssignal für das Lenkgegendrehmoment Ts an Gegenkraftaktor 330 und ein Befehlssignal für den Lenkwinkel δ an Lenkaktor 410 aus, um dadurch das Lenkgegendrehmoment Ts, das auf das Lenkrad 310 auszuüben ist, und den Lenkwinkel δ zu steuern.
Fahrzeug 100 enthält auch eine Fahr- und Bremsvorrichtung, die enthält: Leistungsquelle 710 wie einen Motor oder einen internen Verbrennungsmotor; eine Bremsvorrichtung 730 wie eine hydraulische Bremse; eine Antriebssteuereinheit 720, die Leistungsquelle 710 steuert; und eine Bremssteuereinheit 740, die Bremsvorrichtung 730 steuert.
Lenksteuervorrichtung 500, Antriebssteuereinheit 720, und Bremssteuereinheit 740 kommunizieren miteinander über einen Kommunikationsbus 800 eines fahrzeuginternen Netzwerks.
Erste Ausführungsform
2 ist ein funktionales Blockdiagramm, das Lenksteuereinheit 500 gemäß einer Ersten Ausführungsform zeigt.
Mikrocomputer 510 der Lenksteuereinheit 500 enthält, in Form von Software, Funktionen eines Gegenkraftaktor-Steuerabschnitts 520, eines Lenkaktor-Steuerabschnitts 530, eines Abweichungserkennungsabschnitts 540, und eines Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitts 550.
Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520 gibt ein Befehlssignal für das Lenkgegendrehmoment Ts an Gegenkraftaktor 330 aus, um das Lenkgegendrehmoment Ts, in anderen Worten, einen Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors 330, zu steuern.
Lenkaktor-Steuerabschnitt 530 gibt ein Befehlssignal für den Lenkwinkel δ, der dem Manipulationswinkel θ des Lenkrads 310 entspricht, an Lenkaktor 410 aus, um Lenkaktor 410 in Reaktion auf eine Manipulation des Lenkrads 310 zu steuern.
Abweichungserkennungsabschnitt 540 erkennt eine Abweichung zwischen einem Manipulationsbetrag der Lenkbedienungs-Eingabekomponente und einem Lenkbetrag der Lenkeinheit. Das heißt, Abweichungserkennungseinheit 540 erkennt eine Winkelabweichung AE [deg], bei der es sich um eine Abweichung zwischen dem Manipulationswinkel θ des Lenkrads 310 und dem Lenkwinkel δ der Vorderräder 101 und 102 handelt.
Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 erhöht den Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors 330, der von Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520 gesteuert wird, in anderen Worten, das Lenkgegendrehmoment Ts, wenn die Winkelabweichung AE, die von dem Abweichungserkennungsabschnitt 540 erkannt wird, ansteigt.
Steuerung des Lenkwinkels δ, die von Lenkaktor-Steuerabschnitt 530 durchgeführt wird, wird unten im Detail beschrieben.
Lenkaktor-Steuerabschnitt 530 berechnet einen Ziellenkwinkel δtg auf Grundlage eines Erkennungswerts für den Manipulationswinkel θ des Lenkrads 310 und eines eingestellten Werts für eine Lenkübersetzung Kg. Lenkaktor-Steuerabschnitt 530 berechnet ein Steuersignal, das an Lenkaktor 410 auszugeben ist (mit anderen Worten, ein Lenkwinkel-Befehlssignal), so dass ein Erkennungswert für den Lenkwinkel δ dem Ziellenkwinkel δtg näher kommt.
Lenkaktor-Steuerabschnitt 530 gibt dann das berechnete Steuersignal an Lenkaktor 410 aus, um den Lenkwinkel δ der Vorderräder 101 und 102 für den Ziellenkwinkel δtg zu steuern.
Die Lenkübersetzung Kg ist wie folgt definiert: die Lenkübersetzung Kg = der Steuerwinkel δ der Vorderräder 101 und 102 / den Manipulationswinkel θ des Lenkrads 310.
Lenkaktor-Steuerabschnitt 530 kann die Lenkübersetzung Kg gemäß Bedingungen wie der Fahrzeuggeschwindigkeit V variabel einstellen.
Steuerung des Lenkgegendrehmoments Ts, die von Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520, Abweichungserkennungsabschnitt 540, und Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 durchgeführt wird, wird unten im Detail beschrieben.
3 ist ein Blockdiagramm, das schematisch Funktionen von Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520, Abweichungserkennungsabschnitt 540, und Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 zeigt.
Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520 erhält Information über den Manipulationswinkel θ, eine Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ [deg/s], die aus dem Manipulationswinkel θ berechnet wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrzeugs 100, und berechnet einen Grundbefehlswert Tsb für das Lenkgegendrehmoment Ts [Nm] (in anderen Worten, einen Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors 330) auf Grundlage der erhaltenen Information.
Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520 stellt den Grundbefehlswert Tsb auf einen größeren Wert ein wie der Manipulationswinkel θ zunimmt, und stellt den Grundbefehlswert Tsb auf einen größeren Wert ein wie die Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ zunimmt. Darüber hinaus stellt Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520 den Grundbefehlswert Tsb auf einen kleineren Wert ein wie die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt.
Lenksteuereinheit 500 erhält den Manipulationswinkel θ und den Lenkwinkel δ als Werte mit Vorzeichen, die die Richtungen der Manipulation anzeigen.
Jedoch wird in der hierein bereitgestellten Beschreibung der Steuerung des Lenkgegendrehmoments Ts die Unterscheidung der Richtungen der Manipulation, die durch die Vorzeichen angezeigt werden, weggelassen, und positive Werte (in anderen Worte, absolute Werte) werden für den Manipulationswinkel θ, die Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ, den Lenkwinkel δ, und das Lenkgegendrehmoment Ts angenommen, unabhängig von der Richtung der Manipulation, zur Vereinfachung der Beschreibung.
Ein Korrekturbefehl-Berechnungsabschnitt 570, der Abweichungserkennungsabschnitt 540 und Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 enthält, erhält Information über den Manipulationswinkel θ, die Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ, und den Lenkwinkel δ.
Korrekturbefehl-Berechnungsabschnitt 570 berechnet einen Korrekturbefehlswert Tsh für das Lenkgegendrehmoment Ts auf Grundlage der erhaltenen Information, wobei der Korrekturbefehlswert Tsh dazu dient, eine Ansprechverzögerung des Lenkwinkels δ in Bezug auf eine Änderung des Manipulationswinkels θ zu verhindern.
Ein Addierer 560 erhält den Grundbefehlswert Tsb, der von Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520 berechnet wird, und den Korrekturbefehlswert Tsh, der von Korrekturbefehl-Berechnungsabschnitt 570 berechnet wird.
Addierer 560 addiert dann den Korrekturbefehlswert Tsh und den Grundbefehlswert Tsb, um einen Endbefehlswert für das Lenkgegendrehmoment Ts zu erhalten, und gibt ein Befehlssignal entsprechend dem erhaltenen Befehlswert an Gegenkraftaktor 330 aus.
4 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen von Abweichungserkennungsabschnitt 540 und Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 im Detail zeigt.
Abweichungserkennungsabschnitt 540 berechnet die Winkelabweichung AE [deg], bei der es sich um eine Abweichung zwischen dem Manipulationswinkel θ und dem Lenkwinkel δ handelt, (AE = θ-δ).
Lenkwinkelsensor 430 erkennt einen Drehwinkel einer Antriebswelle der Lenkeinheit 420 als den Lenkwinkel δ, und Abweichungserkennungseinheit 540 erkennt, dass die Winkelabweichung AE Null ist, wenn der Lenkwinkel δ mit dem Manipulationswinkel θ konsistent ist.
Wenn eine Verzögerung dabei auftritt, dass der Lenkwinkel δ einer Änderung des Manipulationswinkels θ nachfolgt, und dadurch eine Diskrepanz zwischen dem Manipulationswinkel θ des Lenkrads 310 und dem Lenkwinkel der Vorderräder 101 und 102 auftritt, wird die Winkelabweichung AE größer als Null.
Je größer die Diskrepanz zwischen dem Manipulationswinkel θ des Lenkrads 310 und dem Lenkwinkel der Vorderräder 101 und 102 auf Grund einer großen Ansprechverzögerung wird, desto größer wird die Winkelabweichung AE.
Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 enthält einen ersten Verstärkungseinstellabschnitt 551, eine Verstärkung 552, einen ersten Multiplizierer 553, einen Differenzierer 554, einen zweiten Verstärkungseinstellabschnitt 555, und einen zweiten Multiplizierer 556.
Der erste Verstärkungseinstellabschnitt 551 stellt eine erste Verstärkung G1 (G1 ≥ 0) auf Grundlage der von Abweichungserkennungsabschnitt 540 erkannten Winkelabweichung AE ein.
Der erste Verstärkungseinstellabschnitt 551 stellt die erste Verstärkung G1 auf Null ein, wenn die Winkelabweichung AE gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert AEth (AEth > 0) ist. Wenn die Winkelabweichung AE größer als der vorbestimmte Wert AEth ist, stellt der erste Verstärkungseinstellabschnitt 511 die erste Verstärkung G1 auf einen größeren Wert als ein, wie die Winkelabweichung AE ansteigt, bis die erste Verstärkung G1 eine obere Grenze bei einem maximalen Wert G1 max (G1 max > 0) erreicht.
Das heißt, der erste Verstärkungseinstellabschnitt 511 stellt die erste Verstärkung G1 auf einen größeren Wert ein, wie die Winkelabweichung AE ansteigt, auf Grund einer größeren Verzögerung des Lenkwinkels δ, der einer Änderung des Manipulationswinkels θ nachfolgt.
Verstärkung 522 multipliziert die Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ mit K (K > 0) auf Grundlage einer Verstärkungskonstanten K und gibt das Ergebnis aus.
Der erste Multiplizierer 533 multipliziert dann ein Signal, das Verstärkung 552 durchlaufen hat, das heißt, ein Signal, das aus dem Multiplizieren der Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ mit K resultiert, mit der ersten Verstärkung G1, die von dem ersten Verstärkungseinstellabschnitt 511 ausgegeben wird, und gibt das Ergebnis als ein Grundkorrektur-Befehlswert Tshb für das Lenkgegendrehmoment Ts (Tshb = δθ·K·G1) aus.
Der Grundkorrektur-Befehlswert Tshb ist ein Wert, der das Lenkgegendrehmoment Ts erhöht, wenn die Winkelabweichung AE ansteigt, und dieser Wert steigt an, so wie die Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ ansteigt.
Das heißt, Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 erhöht den Ausgabebetrag von Gegenkraftaktor 330, wenn die Winkelabweichung AE ansteigt. Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 erhöht auch den erhöhungsbetrag für den Ausgabebetrag von Gegenkraftaktor 330, so wie die Manipulationsgeschwindigkeit des Lenkrads 310 ansteigt.
Differenzierer 554 erhält ein Signal des Lenkwinkels δ, berechnet eine Lenkwinkelgeschwindigkeit Δδ [deg/s], bei der es sich um eine zeitliche Ableitung des Lenkwinkels δ handelt, und gibt das Ergebnis aus.
Der zweite Verstärkungseinstellabschnitt 555 stellt eine zweite Verstärkung G2 (G2 ≥ 0) auf Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit Δδ, die von Differenzierer 554 erhalten wird, ein.
Der zweite Verstärkungseinstellabschnitt 555 stellt die zweite Verstärkung G2 auf Null ein, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Δδ gleich oder geringer ist als ein vorbestimmter Wert Δδth (Δδth > 0). Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Δδ größer ist als der vorbestimmte Wert Δδth, stellt der zweite Verstärkungseinstellabschnitt 555 die zweite Verstärkung G2 auf einen größeren Wert ein, so wie die Lenkwinkelgeschwindigkeit Δδ ansteigt, bis die zweite Verstärkung G2 eine obere Grenze an einem maximalen Wert G2 max (G2 max > 0) erreicht.
Der zweite Multiplizierer 556 multipliziert den Grundkorrektur-Befehlswert Tshb, der die Ausgabe des ersten Multiplizierers 553 ist, mit der zweiten Verstärkung G2, die von dem zweiten Verstärkungseinstellabschnitt 555 ausgegeben wird, und gibt den resultierenden Wert als den Korrekturbefehlswert Tsh (Tsh = Tshb·G2) für das Lenkgegendrehmoment Ts aus, wobei der Korrekturbefehlswert Tsh dazu dient, eine Ansprechverzögerung des Lenkwinkels δ in Bezug auf eine Änderung des Manipulationswinkels θ zu verhindern.
Addierer 560, der in 3 gezeigt ist, addiert den Korrekturbefehlswert Tsh, der vom zweitem Multiplizierer 556 in Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 ausgegeben wird, zu dem Grundbefehlswert Tsh, der von Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520 berechnet wird, und gibt das Ergebnis der Addition an Gegenkraftaktor 330 als einen Endbefehlswert für das Lenkgegendrehmoment Ts (Ts = Tsb + Tsh) aus.
Mit anderen Worden, der in 3 gezeigte Addierer 560 führt eine Erhöhungskorrektur des Grundbefehlswerts Tsb aus, bei dem es sich um einen Grundsollwert für den Ausgabebetrag von Gegenkraftaktor 330 handelt, indem der Korrekturbefehlswert Tsh verwendet wird, bei dem es sich um einen Erhöhungsbetrag entsprechend der Winkelabweichung AE handelt, um einen Endsollwert für den Ausgabebetrag von Gegenkraftaktor 330 zu bestimmen.
Ein Betrieb von Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 wird als nächstes beschrieben.
5 zeigt eine Situation der Unfallvermeidung, in der ein Fahrer unmittelbar das Lenkrad 310 manipuliert, so dass das Fahrzeug 100 einem Hindernis auf einer Straße ausweichen kann, als ein Beispiel einer Situation, in der eine Verzögerung dabei auftritt, dass der Lenkwinkel δ einer Änderung des Manipulationswinkels θ nachfolgt.
6 ist ein Zeitdiagramm, das zeigt, wie die Verzögerung dabei auftritt, dass der Lenkwinkel δ sich ändert, um einer Änderung des Manipulationswinkels θ nachzufolgen, wenn die Lenkmanipulation zum Vermeiden eines Unfalls durchgeführt wird, die in 5 gezeigt ist.
Wie oben beschrieben ist Steer-by-Wire-Vorrichtung 200 ein Lenksystem, in dem Vorderräder 101 und 102, bei denen es sich um gelenkte Räder handelt, mechanisch von dem Lenkrad 310 getrennt.
Somit, wenn ein Fahrer unmittelbar das Lenkrad 310 in einer in 5 gezeigten Situation der Unfallvermeidung oder dergleichen manipuliert, tritt eine Verzögerung des Lenkwinkels δ auf, der einer unmittelbaren Änderung des Manipulationswinkels θ folgt, die in der unmittelbaren Manipulation des Lenkrads 310 beteiligt ist, aus Gründen der Bedingungen der Straße, der Leistung des Lenkaktors 410, oder dergleichen.
Wenn die Verzögerung des Lenkwinkels δ auftritt, der der Manipulation des Lenkrads 310 folgt, tritt eine Verzögerung in der Verhaltensänderung des Fahrzeugs 100 in Bezug auf die Manipulation des Lenkrads 310 auf, was den Fahrer des Fahrzeugs 100 veranlasst, den Unterschied im Fahrzeugverhalten von der Erwartung des Fahrers wahrzunehmen.
Wenn die Verzögerung dabei auftritt, dass der Lenkwinkel δ auf die Änderung des Manipulationswinkels θ reagiert, verhindert eine Erhöhung des Lenkgegendrehmoments Ts eine unmittelbare Änderung in der Manipulationsgeschwindigkeit des Lenkrads 310 und somit eine unmittelbare Änderung in dem Ziellenkwinkel δtg, wodurch eine Verzögerung in dem Nachfolgen des Lenkwinkels δ verhindert wird.
Somit, in einer Situation, in der eine Verzögerung des Lenkwinkels δ auftritt, der auf die Änderung des Manipulationswinkels θ reagiert, stellt Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 den Korrekturbefehlswert Tsh entsprechend der Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ und der Winkelabweichung AE ein, um das Lenkgegendrehmoment Ts zu erhöhen, wodurch die Verzögerung des Nachfolgens des Lenkwinkels δ verhindert wird.
Das heißt, da eine größere Manipulationsgeschwindigkeit Δθ dazu tendiert, eine größere Verzögerung im Lenkwinkel δ zu bewirken, der der Änderung des Manipulationswinkels θ folgt, erhöht Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 die Ausgabe der Verstärkung 552 so wie die Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ ansteigt, so dass der Korrekturbefehlswert Tsh erhöht wird.
Zudem, wenn die Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ Null erreicht, da, zum Beispiel, das Lenkrad 310 zurückgedreht wird, gibt Verstärkung 552 Null aus, so dass Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 den Korrekturbefehlswert Tsh auf Null setzt, um dadurch die Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts zu beenden.
Zudem, wenn die Winkelabweichung AE gleich oder geringer ist als der vorbestimmte Wert AEth, stellt der erste Verstärkungseinstellabschnitt 511 die erste Verstärkung G1 auf Null, so dass Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 den Korrekturbefehlswert Tsh auf Null einstellt, um dadurch die Erhöhungskorrektur des Lenkgegendrehmoments Ts in Situationen zu beenden, in denen der Lenkwinkel δ einer Änderung des Manipulationswinkels θ mit einer Verzögerung in einem hinnehmbaren Bereich folgt.
Andererseits, wenn die Winkelabweichung AE zunimmt und den vorbestimmten Wert AEth übertrifft, stellt Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 die erste Verstärkung G1 auf einen größeren Wert ein, so wie die Winkelabweichung AE ansteigt, so dass der Korrekturbefehlswert Tsh erhöht wird, und dadurch eine Erhöhung der Winkelabweichung AE, das heißt, eine Erhöhung der Verzögerung beim Nachfolgen des Lenkwinkels δ, verhindert wird.
Somit, wenn der Lenkwinkel δ einer Änderung des Manipulationswinkels θ innerhalb der annehmbaren Verzögerung unter einer Bedingung folgt, die dazu tendiert, eine Verzögerung des Lenkwinkels δ auf Grund einer großen Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ zu verursachen, kann der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 eine unnötige Erhöhung des Lenkgegendrehmoments Ts verhindern, wodurch er fähig ist, eine unnötige Erhöhung der Lenklast auf den Fahrer zu verhindern.
Zudem, wenn eine Verzögerung des Lenkwinkels δ in Bezug auf eine Änderung des Manipulationswinkels θ größer ist als der annehmbare Bereich, stellt der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 den Korrekturbefehlswert Tsh auf einen größeren Wert ein, so wie die Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ ansteigt, und stellt auch den Korrekturbefehlswert Tsh auf einen größeren Wert ein, so wie die Winkelabweichung AE ansteigt.
Daher kann der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 effektiv verhindern, dass der Fahrer den Unterschied im Fahrzeugverhalten von der Erwartung des Fahrers wahrnimmt, der durch die Verzögerung in dem Nachfolgen des Lenkwinkels δ verursacht wird, während übermäßige Zunahme des Lenkdrehmoments Ts verhindert wird.
Zudem, wenn die Manipulationswinkelgeschwindigkeit Δθ Null erreicht, da, zum Beispiel, das Lenkrad 310 zurückgedreht wird, stellt der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 den Korrekturbefehlswert Tsh auf Null und beendet dadurch die Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts. Somit kann der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 verhindern, dass das Lenkgegendrehmoment Ts auf einem hohen Niveau beibehalten wird, während das Lenkrad 310 zurückgedreht wird, wodurch er fähig ist, zu verhindern, dass der Fahrer einen Unterschied von der Erwartung des Fahrers wahrnimmt.
Zudem, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Δδ gleich oder geringer ist als der vorbestimmte Wert Δδth während sich der Lenkwinkel δ äußerst langsam ändert oder einen konstanten Wert beibehält, stellt der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 die zweite Verstärkung G2 auf Null, um dadurch den Korrekturbefehlswert Tsh auf Null einzustellen, und dabei die Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts zu beenden.
Somit kann der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 unnötige Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts verhindern, wenn, zum Beispiel, mindestens eines von Vorderrad 101 und 102, die jeweils ein gelenktes Rad sind, gegen ein Hindernis wie einen Randstein fährt, und dabei verhindern, dass sich der Lenkwinkel δ ändert.
Zudem erhält Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 den Lenkwinkel δ zur Verwendung in der Berechnung des Korrekturbefehlswerts Tsh, auf Grundlage des Drehwinkels der Ausgabewelle des Motors 411, der in dem Lenkaktor 410 enthalten ist.
Somit kann Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 die Erhöhungskorrektur des Lenkgegendrehmoments Ts entsprechend einer Ansprechverzögerung des Motors 411 in einer Weise durchführen, die unabhängig von dem Geschwindigkeitsreduzierer ist, der die Ausgabe des Motors 411 oder dergleichen verringert.
7 ist ein Zeitdiagramm, das Korrelation zwischen dem Manipulationswinkel θ, dem Lenkwinkel δ, und dem Lenkgegendrehmoment Ts unter Bedingungen zeigt, in denen Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 die Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts durchführt.
Wenn eine Verzögerung dabei auftritt, dass der Lenkwinkel δ einer Änderung des Manipulationswinkels θ nachfolgt, die eine Diskrepanz zwischen dem Manipulationswinkel θ und dem Lenkwinkel δ erzeugt, erhöht Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 den Korrekturbefehlswert Tsh entsprechend dem Anstieg der Winkelabweichung AE, um dadurch die Erhöhungskorrektur des Lenkgegendrehmoments Ts durchzuführen, und somit eine unmittelbare Manipulation von Lenkrad 310 zu verhindern und zu verhindern, dass die Verzögerung des Nachfolgens des Lenkwinkels δ übermäßig wird.
Daher kann verhindert werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs 100 den Unterschied im Fahrzeugverhalten von der Erwartung des Fahrers wahrnimmt, der durch die Verzögerung des Nachfolgens des Lenkwinkels δ verursacht wird.
Zweite Ausführungsform
8 ist ein funktionales Blockdiagramm, das Lenksteuereinheit 500 gemäß einer Zweiten Ausführungsform zeigt.
In Lenksteuereinheit 500 in 8 enthält Mikrocomputer 500, in der Form von Software, Funktionen eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerabschnitts 580, der die Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert, wenn eine Verzögerung dabei auftritt, das der Lenkwinkels δ einer Änderung des Manipulationswinkels θ nachfolgt, zusätzlich zu den in der Ersten Ausführungsform beschriebenen funktionalen Abschnitte.
Wenn eine Verzögerung dabei auftritt, dass der Lenkwinkel δ einer Änderung des Manipulationswinkels θ nachfolgt, und Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 die Erhöhungskorrektur des Lenkgegendrehmoments Ts durchführt, gibt Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerabschnitt 580 einen Steuerbefehl zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit V an mindestens eine der Antriebssteuereinheit 720 und der Bremssteuereinheit 740 (in anderen Worten, an die Antriebs- und Bremsvorrichtung) aus.
Das heißt, wenn Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 die Erhöhungskorrektur des Lenkgegendrehmoments Ts durchführt, verzögert Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerabschnitt 580 das Fahrzeug 100, indem ein Befehl bereitgestellt wird, mindestens eine aus Verarbeitung zum Verringern der Antriebskraft des Fahrzeugs 100 und Verarbeitung zum Erhöhen der Bremskraft des Fahrzeugs 100 durchzuführen.
Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wenn eine Verzögerung dabei auftritt, dass der Lenkwinkel δ einer Änderung des Manipulationswinkels θ nachfolgt, verringert eine Straßenlast, wodurch darauf hingewirkt wird, die Verzögerung des Nachfolgens des Lenkwinkels δ zu verhindern.
Somit kann Lenksteuereinheit 500 eine Verzögerung beim Nachfolgen des Lenkwinkels δ weiter effektiv verhindern, indem ein Befehl ausgegeben wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit V zu verringern, und dadurch die Straßenlast zu verringern während das Lenkgegendrehmoment Ts erhöht wird, um dadurch die Änderung des Manipulationswinkels θ zu verhindern.
Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerabschnitt 580 kann den Grad der Verzögerung des Fahrzeugs 100, im Spezifischen, den Verringerungsbetrag für mindestens eine aus der Antriebskraft und den Erhöhungsbetrag für die Bremskraft veränderlich einstellen, entsprechend dem Betrag der Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts und die Winkelabweichung AE.
Dritte Ausführungsform
In Lenksteuereinheit 500 gemäß einer Dritten Ausführungsform kann der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 eine Hysterese zwischen einer Eingriffsbedingung und einer Beendigungsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenksteuerdrehmoments Ts aufweisen, wobei die Erhöhungskorrektursteuerung der Winkelabweichung AE entspricht.
Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550, der die wie oben beschriebene Hysterese aufweist, kann das Auftreten von Pendeln (Englisch: hunting) verhindern, bei dem es sich um häufiges Umschalten zwischen dem Eingreifen und dem Beenden der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkdrehmoments Ts entsprechend der Winkelabweichung AE handelt. Somit kann Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 verhindern, dass die häufige Änderung des Lenkgegendrehmoments Ts eine Verschlechterung der Lenkbarkeit für den Fahrer bedingt oder bedingt, dass der Fahrer einen Unterschied von der Erwartung des Fahrers wahrnimmt.
Zum Beispiel kann die Hysterese der Änderung der ersten Verstärkung G1 in Bezug auf die Winkelabweichung AE im ersten Verstärkungseinstellabschnitt 551 zugeordnet sein, so dass Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 Hysterese zwischen der Eingriffsbedingung und der Beendigungsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts aufweist.
9 ist eine Tabelle zur Verwendung durch den ersten Verstärkungseinstellabschnitt 551 beim Umwandeln der Winkelabweichung AE in die erste Verstärkung G1, wobei die Tabelle einen Aspekt zeigt, in dem Hysterese gegeben ist, indem ein Weg der ersten Verstärkung G1, der mit Anstieg der Winkelabweichung AE ansteigt, und ein Weg der ersten Verstärkung G1, der mit Verringerung der Winkelabweichung AE abnimmt, bereitgestellt werden, wobei die Wege sich voneinander unterscheiden.
In der Hysteresecharakteristik der ersten Verstärkung G1, die in 9 gezeigt ist, wird die erste Verstärkung G1 größer als Null, wenn die Winkelabweichung AE ansteigt und einen ersten vorbestimmten Wert AEth1 erreicht, wobei die Eingriffsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts erfüllt wird.
Dann, wenn die Winkelabweichung AE unter einer Bedingung, in der die Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts durchgeführt wird, abnimmt, wird die erste Verstärkung auf Null gesetzt, in Reaktion darauf, dass die Winkelabweichung AE einen zweiten vorbestimmten Wert AEth2, der geringer als der erste vorbestimmte Wert AEth1 (AEth1 > AEth2) ist, erreicht, wobei die Beendigungsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts erfüllt wird.
Das heißt, der zweite vorbestimmte Wert AEth2, bei dem es sich um die Beendigungsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts handelt, ist geringer als der erste vorbestimmte Wert AEth1, bei dem es sich um die Eingriffsbedingung dieser handelt. Somit, wenn die Winkelabweichung AE von einem Wert, der größer ist als der erste vorbestimmte Wert AEth1, auf einen Wert abnimmt, der gleich oder geringer ist als der erste vorbestimmte Wert AEth1, ist die Beendigungsbedingung nicht erfüllt. Die Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts wird fortgesetzt, bis die Winkelabweichung AE später einen Wert erreicht, der gleich oder geringer ist als der zweite vorbestimmte Wert AEth2.
Indem der Änderung der ersten Verstärkung G1 auf diese Weise Hysterese zugeordnet wird, weist der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 Hysterese zwischen der Eingriffsbedingung und der Beendigungsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts auf.
Indem die Hysterese zwischen der Eingriffsbedingung und der Beendigungsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts vorliegt, kann der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 das Auftreten von Pendeln verhindern, bei dem es sich um häufiges Umschalten zwischen dem Eingriff und dem Beenden der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts entsprechend der Winkelabweichung AE handelt.
Es ist anzumerken, dass das Verfahren, Hysterese zwischen der Eingriffsbedingung und der Beendigungsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts entsprechend der Winkelabweichung einzustellen, nicht auf das Verfahren beschränkt ist, Hysterese der Änderung der ersten Verstärkung G1 in Bezug auf die Änderung der Winkelabweichung AE zuzuordnen.
Zum Beispiel kann Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 Hysterese in der Änderung der ersten Verstärkung G1 mit Bezug auf die Änderung der Winkelabweichung AE aufweisen, indem der von Abweichungserkennungsabschnitt 540 erhaltenen Winkelabweichung AE korrigiert wird und das Ergebnis verwendet wird, um die erste Verstärkung G1 einzustellen.
Insbesondere enthält Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 einen Korrekturabschnitt, der die von Abweichungserkennungsabschnitt 540 erhaltene Winkelabweichung AE umwandelt und das Ergebnis an den ersten Verstärkungseinstellabschnitt 551 ausgibt, und der Korrekturabschnitt gibt die Winkelabweichung AE wie von dem Abweichungserkennungsabschnitt 540 erhalten aus, wenn die Winkelabweichung AE zunimmt, und gibt einen Wert, der größer als die von Abweichungserkennungsabschnitt 540 erhaltene Winkelabweichung AE ist, aus, wenn die Winkelabweichung AE abnimmt.
Indem Korrekturverarbeitung der Winkelabweichung AE wie oben beschrieben durchgeführt wird, kann Hysterese auch bereitgestellt werden zwischen der Eingriffsbedingung und der Beendigungsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts.
Vierte Ausführungsform
10 ist ein funktionales Blockdiagramm, das Lenksteuereinheit 500 gemäß einer Vierten Ausführungsform zeigt
In Lenksteuereinheit 500 in 10 schaltet Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 Spezifikationen für die Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts je nachdem um, ob eine Situation vorliegt oder nicht, in der die Ausgabe des Lenkaktors 410 (Motor 411, im speziellen) auf ein Niveau begrenzt ist, das geringer als ein normales Niveau ist.
Insbesondere, wenn die Ausgabe des Lenkaktors 410 begrenzt ist, führt der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 mindestens eines aus von: Verarbeitung des Abschwächens der Eingriffsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts entsprechend der Winkelabweichung AE, im Vergleich zu der Eingriffsbedingung, die verwendet wird, wenn die Ausgabe des Lenkaktors 410 nicht begrenzt ist; und Verarbeitung des Erhöhens des Betrags der Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts entsprechend der Winkelabweichung AE (in anderen Worten, der Betrag der Erhöhung für den Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors 330), im Vergleich zu dem Betrag der Erhöhungskorrektur, der verwendet wird, wenn die Ausgabe des Lenkaktors 410 nicht begrenzt ist.
Zum Beispiel kann der maximale Antriebsstrom von Motor 411 auf ein Niveau begrenzt sein, der geringer ist als sein normales Niveau, auf Grund einer Unregelmäßigkeit des Motors 411, so wie Überhitzen einer Antriebsschaltung des Motors 411, die bedingt, dass die Ausgabe des Lenkaktors 410 auf ein geringeres Niveau als das normale Niveau begrenzt ist.
In solchen Situationen, in denen die Ausgabe des Lenkaktors 410 begrenzt ist, wird eine Ansprechverzögerung des Lenkaktors 410 größer als ein normales Niveau, wodurch die Verzögerung des Lenkwinkels δ in Bezug auf eine Änderung des Manipulationswinkels θ erhöht wird.
Somit führt in einer Situation, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist, der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 eine der Verarbeitung des Abschwächens der Eingriffsbedingung und der Verarbeitung des Erhöhens des Betrags der Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts aus, so dass Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 die Ansprechverzögerung ausreichend verhindern kann, selbst in der Situation, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist.
Insbesondere schaltet Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 Steuerspezifikationen je nachdem um, ob eine Situation vorliegt, in der die Ausgabe des Lenkaktors 410 begrenzt ist.
10 zeigt einen Aspekt, in dem Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 zwei verschiedene Steuerspezifikationen enthält, die Steuerspezifikationen je nachdem umschaltet, ob eine Situation vorliegt, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist, und die gewählte Steuerspezifikation durchführt.
In 10 erhält Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550, von Lenkaktor-Steuerabschnitt 530, Information darüber, ob eine Situation vorliegt, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist.
Darüber hinaus enthält Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550, als die Steuerspezifikationen für die Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts gemäß der Winkelabweichung AE, eine erste Steuerspezifikation 550A, die für eine normale Situation geeignet ist, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 nicht begrenzt ist, und eine zweite Steuerspezifikation 550B, die für eine anomale Situation geeignet ist, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist.
Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 führt die Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts gemäß der ersten Steuerspezifikation 550A in der normalen Situation aus, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 nicht begrenzt ist, und führt die Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts gemäß der zweiten Steuerspezifikation 550B in der anomalen Situation aus, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist.
Die zweite Steuerspezifikation 550B kann zum Beispiel eine Steuerspezifikation sein, in der der vorbestimmte Wert AEth, der der Grenzwert der Winkelabweichung AE zum Bestimmen ist, ob die erste Verstärkung auf Null oder einen Wert größer als Null eingestellt wird, auf einen geringeren Wert als für die erste Steuerspezifikation 550A eingestellt ist. Alternativ kann die zweite Steuerspezifikation 550B eine Steuerspezifikation sein, die den Korrekturabschnitt enthält, der die Winkelabweichung AE, die von dem erste Verstärkungseinstellabschnitt 551 zu erhalten ist, auf einen Wert erhöht, der größer ist als der, der von Abweichungserkennungsabschnitt 540 ausgegeben wird.
Auf diese Weise wird, wenn die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist, die Eingriffsbedingung der Erhöhungskorrektursteuerung des Lenkgegendrehmoments Ts gemäß der Winkelabweichung AE abgeschwächt im Vergleich zu der Eingriffsbedingung, die verwendet wird, wenn die Ausgabe von Lenkaktor 410 nicht begrenzt ist.
Alternativ kann die zweite Steuerspezifikation 550B zum Beispiel eine Steuerspezifikation sein, in der der Maximalwert G1max für die erste Verstärkung G1 in dem ersten Verstärkungseinstellabschnitt 551 auf einen Wert eingestellt wird, der größer ist als der für die erste Steuerspezifikation 550A, so dass der Betrag der Erhöhungskorrektur für das Lenkgegendrehmoment Ts erhöht wird, wenn die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist.
Somit kann, indem Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 eine der ersten Steuerspezifikation 550A und der zweiten Steuerspezifikation 550B entsprechend dessen auswählt, ob eine Situation vorliegt, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist, die Ansprechverzögerung ausreichend verhindert werden, selbst in einer Situation, in der die Ausgabe von Lenkaktor 410 begrenzt ist.
Jedes in den voranstehenden Ausführungsformen beschriebene technische Konzept kann wie angemessen kombiniert werden, solange kein Widerspruch auftritt.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es den Fachleuten offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen auf Grundlage der grundliegenden technischen Konzepte und Lehren der vorliegenden Erfindung möglich sind.
Zum Beispiel kann ein Steuersystem bereitgestellt werden, in dem die Funktionen von Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt 520, Lenkaktor-Steuerabschnitt 530, Abweichungserkennungsabschnitt 540, und Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 von zwei oder mehreren Steuereinheiten geteilt werden.
Darüber hinaus kann Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 eine Lernsteuerung durchführen, in der Korrelation zwischen der Winkelabweichung AE und dem Betrag der Erhöhung für das Lenkgegendrehmoment Ts (im Speziellen: die Korrelation zwischen der Winkelabweichung AE und der ersten Verstärkung G1) geändert wird, auf Grundlage von Information über die Winkelabweichung AE, die verwendet wird, wenn die Erhöhungskorrektur des Lenkgegendrehmoments Ts durchgeführt wird.
Darüber hinaus kann, wenn der maximale Antriebsstrom für Motor 411 auf einen geringeren Wert als ein normaler Wert als eine Begrenzung der Ausgabe von Lenkaktor 410 eingestellt wird, der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 Erhöhungskorrektur des Korrekturbefehlswerts Tsh durchführen, der der Erhöhungsbetrag für das Lenkgegendrehmoment Ts ist, während der Antriebsstrom von Motor 411 bei dem maximalen Antriebsstromwert gehalten wird.
Darüber hinaus kann Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt 550 den Korrekturbefehlswert Tsh erhöhen, der der Erhöhungsbetrag für das Lenkgegendrehmoment Ts ist, wie die Geschwindigkeit des Ansteigens der Winkelabweichung AE ansteigt.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
101 bis 104: Rad (Reifen)
200: Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung
300: Lenkeingabevorrichtung
310: Lenkrad (Lenkbedienungs-Eingabekomponente)
330: Gegenkraftaktor
340: Manipulationswinkelsensor
400: Lenkvorrichtung
410: Lenkaktor
411: Motor
420: Lenkeinheit
430: Lenkwinkelsensor
500: Lenksteuereinheit (Steuereinheit)
520: Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt
530: Lenkaktor-Steuerabschnitt
540: Abweichungserkennungsabschnitt
550: Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018114845 A [0003]

Claims

Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, wobei die Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung umfasst: eine Lenkeingabevorrichtung, die enthält: eine Lenkbedienungs-Eingabekomponente; und einen Gegenkraftaktor, der eine Lenkgegenkraft an die Lenkbedienungs-Eingabekomponente gibt: eine Lenkvorrichtung, die enthält: eine Lenkeinheit; und einen Lenkaktor, der ein gelenktes Rad über die Lenkeinheit lenkt; und eine Steuereinheit, die enthält: einen Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt, der einen Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors steuert; einen Lenkaktor-Steuerabschnitt, der den Lenkaktor in Reaktion auf eine Manipulation der Lenkbedienungs-Eingabekomponente steuert; einen Abweichungserkennungsabschnitt, der eine Abweichung zwischen einem Manipulationsbetrag der Lenkbedienungs-Eingabekomponente und einem Lenkbetrag der Lenkeinheit erkennt; und einen Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt, der, wenn die von dem Abweichungserkennungsabschnitt erkannte Abweichung ansteigt, den Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors erhöht, der von dem Gegenkraftaktor-Steuerabschnitt gesteuert wird.
Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt einen Erhöhungsbetrag für den Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors erhöht, wie eine Manipulationsgeschwindigkeit der Lenkbedienungs-Eingabekomponente ansteigt.
Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerabschnitt enthält, der einen Steuerbefehl zum Verringern einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs an eine Antriebs- und Bremsvorrichtung des Fahrzeugs ausgibt, wenn der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt den Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors erhöht.
Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt eine Hysterese zwischen einer Eingriffsbedingung von Verarbeitung des Erhöhens des Ausgabebetrags des Gegenkraftaktors entsprechend der Abweichung und einer Beendigungsbedingung der Verarbeitung aufweist.
Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Ausgabe des Lenkaktors begrenzt ist, der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt mindestens eines durchführt aus: Verarbeitung von Abschwächen einer Eingriffsbedingung von Verarbeitung des Erhöhens des Ausgabebetrags des Gegenkraftaktors entsprechend der Abweichung, im Vergleich zu der Eingriffsbedingung, die verwendet wird, wenn die Ausgabe des Lenkaktors nicht begrenzt ist; und Verarbeitung von Erhöhen eines Erhöhungsbetrags für den Ausgabebetrag des Gegenkraftaktors, wobei der Erhöhungsbetrag der Abweichung entspricht, im Vergleich zu dem Erhöhungsbetrag, der verwendet wird, wenn die Ausgabe des Lenkaktors nicht begrenzt ist.
Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Lenkaktor das gelenkte Rad lenkt, indem ein Motor verwendet wird, und der Abweichungserkennungsabschnitt den Lenkbetrag der Lenkeinheit auf Grundlage eines Drehwinkels des Motors erkennt.
Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Gegenkraftaktor-Ausgabeverstärkungsabschnitt eine Hysterese zwischen der Eingriffsbedingung der Erhöhungsverarbeitung des Ausgabebetrags des Gegenkraftaktors entsprechend der Abweichung und einer Beendigungsbedingung der Verarbeitung aufweist.