DE602005001380T2 - Vorrichtung zur Lenkkontrolle - Google Patents

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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021Determination of steering angle
    • B62D15/0235Determination of steering angle by measuring or deriving directly at the electric power steering motor

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenksteuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die dazu in der Lage ist, das Fahrzeug automatisch ohne eine manuelle Bedienung eines Lenkrades durch den Fahrer zu steuern.
  • Stand der Technik:
  • In den letzten Jahren wurde ein Kraftfahrzeug entwickelt und auf dem Markt platziert, bei welchem eine Lenksteuerungsvorrichtung zwischen einem Lenken des Fahrzeugs in einer manuellen Lenkbetriebsart und einer Automatiklenkbetriebsart veränderbar ist. In der Automatiklenkbetriebsart, zum Beispiel in einer automatischen Garagenparkbetriebsart, kann das Fahrzeug bequem automatisch gelenkt werden, um in einer Garage geparkt zu werden. Genauer wird das Fahrzeug an einer Startposition nahe der Garage gestoppt und die Automatiklenkbetriebsart wird aktiviert, wobei eine Zielparkposition in der Garage und ein Pfad, entlang welchem das Fahrzeug von der Startposition zu der Zielposition fährt, geschätzt werden und ein gelenkter Winkel der gelenkten Räder (z.B. Vorderräder des Fahrzeugs) an jeder Position entlang des Pfades berechnet wird. Danach, wenn ein Fahrer ein Beschleunigungs- und ein Bremspedal bedient, fährt das Fahrzeug, wobei die gelenkten Räder automatisch gelenkt werden, so dass eine Abweichung des gelenkten Winkels der gelenkten Räder, der durch einen Sensor erfasst wird, von dem berechneten Lenkwinkel an jeder Position des Pfades Null wird, und dadurch sogar ein ungeübter Fahrer das Fahrzeug leicht in der Garage einparken kann, wie in der japanischen ungeprüften veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 2004-42769 und der Druckschrift US 5931253 beschrieben ist.
  • Im Übrigen ersetzt die Lenksteuerungsvorrichtung im Allgemeinen einen Rotationswinkel eines Lenkrades durch den erfassten Lenkwinkel der gelenkten Räder beim Ausführen einer Positioniersteuerung des Lenkwinkels der gelenkten Räder. Und, die Lenksteuerungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik empfängt den Rotationswinkel des Lenkrades, das heißt, den erfassten Lenkwinkel, von einem Lenkradrotationswinkelsensor und berechnet einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms zum Ansteuern eines elektrischen Motors, so dass der erfasste Lenkwinkel mit dem Ziellenkwinkel der gelenkten Räder, der gemäß der Zielposition, zu der das Fahrzeug zu führen ist, geschätzt wird, übereinstimmt. Der elektrische Motor ist zwischen dem Lenkrad und den gelenkten Rädern durch einen Reduktionsmechanismus angeschlossen.
  • Die Auflösung des Lenkradrotationswinkelsensors ist jedoch zu gering, dass die Automatiklenkvorrichtung des Standes der Technik die stabile Positioniersteuerung ausführen kann. Das heißt, obwohl sich der Rotationswinkel des Lenkrades tatsächlich kontinuierlich ändert, empfängt die Lenksteuerungsvorrichtung Signale, die den Rotationswinkel des Lenkrades angeben, welcher sich periodisch ändert, weil die Auflösung des Lenkradrotationswinkelsensors zu gering ist. Es verursacht, dass die Ausgabe der Lenksteuerungsvorrichtung oszilliert, oder verursacht eine große Verzögerung davon, und dadurch wird es für die Lenksteuerungsvorrichtung gelegentlich schwierig, den Lenkwinkel der gelenkten Räder gemäß der Positioniersteuerung stabil zu steuern. Ein einfaches Verwenden eines Lenkradrotationswinkelsensors mit einer höheren Auflösung, um solche Probleme zu lösen, verursacht ein anderes Problem, dass die Größe der Lenksteuerungsvorrichtung groß wird und die Kosten für diese ansteigen.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend ist es eine Hautaufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Lenksteuerungsvorrichtung bereit zu stellen, die dazu in der Lage ist, den Lenkwinkel der gelenkten Räder stabil zu steuern, wobei verhindert wird, dass die Größe groß wird und die Kosten dafür ansteigen.
  • Kurz gesagt ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lenksteuerungsvorrichtung bereitgestellt, die dazu in der Lage ist, ein Kraftfahrzeug gemäß einer automatischen Lenksteuerung ohne die manuelle Bedienung eines Lenkrades durch einen Fahrer zu betreiben. Ein Lenkwinkel von gelenkten Rädern wird durch einen elektrischen Motor gesteuert, der durch einen Reduktionsmechanismus mit dem Lenkrad verbunden ist und durch einen anderen Reduktionsmechanismus mit den gelenkten Rädern verbunden ist. Die Lenkvorrichtung ist mit einem Lenksteuerungssystem versehen, das einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms für den elektrischen Motor basierend auf einer Abweichung eines erfassten Lenkwinkels der gelenkten Räder von einem Ziellenkwinkel berechnet, der gemäß einer vorbestimmten Zielposition, zu der das Fahrzeug zu führen ist, berechnet wird. Das Lenksteuerungssystem umfasst einen Berechnungsabschnitt eines erfassten Lenkwinkels, welcher einen Lenkradrotationswinkel aus einem Lenkradrotationswinkelsensor, der auf der Rotationsachse der Lenkrads vorgesehen ist, und einen Motorrotationswinkel aus einem Motorrotationswinkelsensor ausliest, und den Lenkradrotationswinkel zu Beginn des Fahrzeugbetriebs gemäß der automatischen Lenksteuerung als einen Anfangswert θc1 des erfassten Lenkwinkels speichert. Das Lenksteuerungssystem berechnet eine Variation θf des Motorrationswinkels θ7 aus dem Motorrotationswinkel zu Beginn des Fahrzeugbetriebs gemäß der automatischen Lenksteuerung und berechnet den erfassten Lenkwinkel θj durch eine Gleichung θj = θc1 + θf/R, wobei der Anfangswert θc1 zu einem Wert addiert wird, der durch Teilen der Variation θf durch ein Reduktionsverhältnis R des Reduktionsmechanismus erhalten wird.
  • Mit diesem Aufbau bestimmt der Berechnungsabschnitt eines erfassten Lenkwinkels den Anfangswert θc1 des erfassten Lenkwinkels θj unter Verwendung des Lenkradrotationswinkels, der durch den Lenkradrotationswinkelsensor erfasst wird, und macht den Wert (=θf/R), der durch Teilen der Variation θf des Motorrotationswinkels, der durch den Motorrotationswinkelsensor erfasst wird, durch das Reduktionsverhältnis R erhalten wird, zu der Variation des erfassten Lenkwinkels θj von dem Anfangswert θc1. Da der elektrische Motor durch den Reduktionsmechanismus mit dem Lenkrad verbunden ist, wird die Auflösung des erfassten Lenkwinkels θj, der basierend auf der Variation des Motorrotationswinkels, der durch den Motorrotationswinkelsensor erfasst wird, berechnet wird, höher als beim Stand der Technik, und dadurch wird es möglich, den Lenkwinkel der gelenkten Räder gemäß der stabilen Positioniersteuerung zu steuern. Weiter, da der Motorrotationswinkelsensor verwendet wird, der ursprünglich an dem elektrischen Motor bereitgestellt ist, kann verhindert werden, dass die Größe und die Kosten der Vorrichtung groß und hoch werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehenden und weitere Aufgaben und viele der begleitenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leichter ersichtlich, da die selbige durch Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Teile in den mehreren Ansichten bezeichnen, und wobei zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht, die die allgemeine Struktur des Fahrzeugs mit der Lenksteuerungsvorrichtung in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine Zeichnung, die den Betrieb der Vorrichtung darstellt, in dem das Fahrzeug gemäß der automatischen Lenksteuerung in einer Garage geparkt wird;
  • 3 ein Flussdiagramm des Programms zum Berechnen des Anweisungswerts eines elektrischen Stroms für den elektrischen Motor;
  • 4 ein Flussdiagramm zum Ausführen des Unterstützungssteuerungsprozesses;
  • 5 ein Flussdiagramm zum Ausführen des Positioniersteuerungsprozesses;
  • 6 ein Blockdiagramm, das die Struktur der Lenksteuerungsvorrichtung zeigt;
  • 7 ein Blockdiagramm, das die Struktur des Unterstützungssteuerungsabschnitts zeigt;
  • 8 ein Blockdiagramm, das die Struktur des Positioniersteuerungsabschnitts zeigt;
  • 9 ein Flussdiagramm zum Ausführen des Positioniersteuerungsprozesses in dem zweiten Ausführungsbeispiels; und
  • 10 eine schematische Ansicht, die die allgemeine Struktur des Fahrzeugs mit einer anderen Lenksteuerungsvorrichtung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Nachstehend wird eine Lenksteuerungsvorrichtung 11 in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 8 beschrieben. Ein in 1 gezeigtes Kraftfahrzeug 10 ist mit einer so genannten elektrischen Servolenksteuerungsvorrichtung 11 versehen zum Steuern der Unterstützungskraft, welche ein elektrischer Motor 19 (zum Beispiel ein bürstenloser elektrischer Motor) in Abhängigkeit des Drehmoments, das durch einen Fahrer auf das Lenkrad 33 ausgeübt wird, erzeugt. Die Unterstützungskraft wird auf gelenkte Räder 50, 50 aufgebracht (zum Beispiel Vorderräder des Fahrzeugs). Genauer erstreckt sich eine Zahnstangenwelle 16 durch ein zylindrisches Gehäuse 18 zwischen den gelenkten Rädern 50, 50 und entgegen gesetzte Enden der Zahnstangenwelle 16 sind mit den gelenkten Rädern 50, 50 über Spurstangen 17, 17 außerhalb des Gehäuses 18 verbunden. Das Gehäuse 18 ist an einer Karosserie des Fahrzeugs 10 angebracht. Ein Abschnitt 18D mit einem großen Durchmesser ist auf dem axialen Mittelabschnitt des Gehäuses 18 bereitgestellt, worin der elektrische Motor 19 aufgenommen wird. Der elektrische Motor besteht aus einem Stator 20, der fest im Inneren des Abschnitts 18D mit einem großen Durchmesser eingepasst ist, und einem zylindrischen Rotor 21, der in einer inneren Bohrung des Stators 20 drehbar bereitgestellt ist. Die Zahnstangenwelle 16 erstreckt sich durch den Stator 20. Ein Motorrotationswinkelsensor 25 (zum Beispiel ein Drehmelder) zum Erfassen eines Rotationswinkels des Rotors des elektrischen Motors 19 ist an einem Endabschnitt des Abschnitts 18D mit einem großen Durchmesser des Gehäuses 18 bereitgestellt.
  • Eine Kugelmutter 22 ist fest in die innere Bohrung des Rotors 21 eingepasst und ein Gewindeabschnitt 23 ist auf dem axialen Mittelabschnitt der Zahnstangenwelle 16 geformt. Ein Kugelgewindemechanismus 24 besteht aus der Kugelmutter 22 und dem Gewindeabschnitt 23. Wenn die Kugelmutter 22 durch den Rotor 21 gedreht wird, wird der Kugelgewindeabschnitt 23 relativ zu dem Gehäuse 18 geradlinig bewegt, und dadurch werden die gelenkten Räder 50, 50 gelenkt.
  • An einem Endabschnitt der Zahnstangenwelle 16 ist eine Zahnstange 30 geformt, die in Eingriff mit einem Zahnrad 31 steht, das an einem unteren Endabschnitt der Lenkwelle 32 bereitgestellt ist (was einer Rotationsachse des Lenkrades, wie in der beanspruchten Erfindung erwähnt, entspricht). Das Lenkrad 33 ist am oberen Ende der Lenkwelle 32 angebracht.
  • In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Kugelgewindemechanismus 24 einem Reduktionsmechanismus, der zwischen den gelenkten Rädern 50 und dem elektrischen Motor 19 angeschlossen ist, wie in der beanspruchten Erfindung erwähnt wird. Und, die Zahnstange 30, das Zahnrad 31 und der Kugelgewindemechanismus 24 entsprechen einem Reduktionsmechanismus, der zwischen dem elektrischen Motor 19 und dem Lenkrad 33 angeschlossen ist, wie in der beanspruchten Erfindung erwähnt wird.
  • Ein Lenkradrotationswinkelsensor 34 ist am oberen Endabschnitt der Lenkwelle 32 bereitgestellt. Der Lenkradrotationswinkelsensor 34 erfasst einen Lenkradrotationswinkel θ2, wie es in der beanspruchten Erfindung erwähnt ist (das heißt, einen Rotationswinkel des Lenkrades 33).
  • Ein Drehmomentsensor 35 ist an der Lenkwelle 32 an einer Position unter dem Lenkradrotationswinkelsensor 34 bereitgestellt. Der Drehmomentsensor 35 besteht aus einem (nicht gezeigtem) Torsionsstab, der gemäß dem Lastdrehmoment T1 verdreht wird, das auf die Lenkwelle 32 aufgebracht wird, und ein Paar von (nicht gezeigten) Drehmeldern zum Erfassen des Differenzwinkels zwischen den entsprechenden Enden des Torsionsstabs. Der Drehmomentsensor 35 erfasst das Lastdrehmoment T1, das auf die Lenkwelle 32 aufgebracht wird, basierend auf dem Differenzwinkel zwischen den Rotationswinkeln der entsprechenden Enden des Torsionsstabes, welche durch die Drehmelder erfasst werden. Und, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 36 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf einer Rotationsgeschwindigkeit der gelenkten Räder 50 ist in der Nähe der gelenkten Räder 50 bereitgestellt.
  • Ein (nicht gezeigtes) automatisches Lenksteuerungssystem ist in der Lenksteuerungsvorrichtung 11 bereitgestellt, die in dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Fahrzeug 10 angebracht ist. Das automatische Lenksteuerungssystem beginnt zu arbeiten, wenn die Automatiklenkbetriebsart durch einen (nicht gezeigten) Betriebsartauswahlschalter auf einem Bedienfeld ausgewählt wird, wodurch das Fahrzeug 10 von einer manuellen Steuerungsbetriebsart (das heißt der Betriebsart, in dem die gelenkten Räder 50 durch eine manuelle Bedienung des Lenkrades durch den Fahrer gelenkt werden) zu der Automatiklenkbetriebsart (das heißt der Betriebsart, in der die gelenkten Räder 50 automatisch gesteuert werden ohne eine manuelle Bedienung des Lenkrades 33 durch den Fahrer) geändert wird. Nachstehend wird eine Beschreibung bezüglich der Operation in der Automatiklenkbetriebsart mit Bezug auf 2 vorgenommen, wobei das Fahrzeug 10 zum Beispiel in einer Garage E1 ohne eine manuelle Bedienung des Lenkrades 33 durch den Fahrer geparkt wird. Zuerst wird das Fahrzeug 10 an einer vorübergehenden Stoppposition P2 vor dem Eingang der Garage E1 gestoppt. Dann wird der Auswahlschalter umgeschaltet, um die Automatiklenkbetriebsart auszuwählen. Dadurch wird das Bild des Inneren der Garage E1, das durch eine (nicht gezeigte) Kamera aufgenommen wird, auf einem (nicht gezeigten) inneren Monitor, der in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, angezeigt. Ein Zeiger in Form eines Fahrzeugs (in 2 durch Bezugszeichen CS gezeigt) wird auf dem inneren Monitor angezeigt. Der Fahrer bewegt den Zeiger in Form des Fahrzeugs zum Beispiel mit Pfeiltasten zu einer angemessenen Position in der Garage, die auf dem inneren Monitor angezeigt wird, um eine Zielposition P1, wie es in der beanspruchten Erfindung erwähnt wird, in der Garage E1 zu setzen.
  • Dann berechnet ein Ziellenkwinkelerzeugungsabschnitt 40, der in dem automatischen Lenksteuerungssystem bereit gestellt ist, einen Zielverlaufspfad L1 von der vorübergehenden Stoppposition zu der Zielposition P1 und bestimmt Zwischenpositionen P2, P3, P4, usw. auf dem Pfad L1, an denen eine Lenkoperation durchzuführen ist. Und, der Ziellenkwinkelerzeugungsabschnitt 40 berechnet Ziellenkwinkel θ1 und gibt diese aus. Ein Lenksteuerungssystem 41, wie in der beanspruchten Erfindung erwähnt, berechnet einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms I3 für den elektrischen Motor 19 an entsprechenden Positionen P2, P3, P4 basierend auf den Ziellenkwinkeln θ1 an entsprechenden Positionen P2, P3, P4. Danach, wenn der Fahrer ein Beschleunigungs- und ein Bremspedal bedient, entsprechend Anweisungen, die mündlich von einem Lautsprecher gegeben werden, wird der elektrische Strom entsprechend dem Anweisungswert eines elektrischen Stroms I3 von der Motoransteuerschaltung 42 an den elektrischen Motor 23 angelegt. Die gelenkten Räder 50 werden gelenkt, so dass der erfasste Lenkwinkel θj davon mit dem Ziellenkwinkel θ1 übereinstimmt. Dementsprechend kann auch ein ungeübter Fahrer das Fahrzeug entlang dem Zielverlaufspfad L1 führen, der durch den Ziellenkwinkelerzeugungsabschnitt 40 berechnet wird, nur durch Bedienen des Beschleunigungs- und des Bremspedals, um dadurch das Fahrzeug einfach in der Garage zu parken.
  • Wenn die Automatiklenkbetriebsart abgebrochen wird, wird die manuelle Lenkbetriebsart aktiviert, wobei der Fahrer das Lenkrad 33 manuell zu bedienen hat. In der manuellen Lenkbetriebsart erzeugt der elektrische Motor 19 eine Unterstützungskraft (oder ein Unterstützungsdrehmoment), um eine Lenkbedienung des Fahrers zu unterstützen.
  • Unter Verwendung solch einer Technik, ist es möglich, dass eine manuelle Lenkbedienung zum Lenken eines Busses, der entlang einer vorbestimmten Route fährt, teilweise durch die automatische Lenksteuerung ersetzt werden kann.
  • Das Lenksteuerungssystem 41 ist mit einem (nicht gezeigten) Speicher versehen, in welchem ein Berechnungsprogramm PG1 für einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms, in 3 gezeigt, zum Berechnen eines Anweisungswert eines elektrischen Stroms für den elektrischen Motor gespeichert ist, und ein Automatiklenkbetriebsart-Start-Marker F (siehe 9) zugewiesen wird. Der Automatiklenkbetriebsart-Start-Marker F wird anfänglich auf „0" gesetzt, weil die Lenksteuerungsvorrichtung 11 anfänglich so gesetzt ist, dass sie kurz nachdem ein Zündschlüssels des Fahrzeugs eingeschaltet wird, in der manuellen Lenkbetriebsart ist. Und, wenn das Lenksteuerungssystem 41 durch Bedienen des Auswahlschalters von der manuellen Lenkbetriebsart zu der Automatiklenkbetriebsart geändert wird, der Automatiklenk-Marker F auf „0" gesetzt wird. Wie in 9 gezeigt, wird in den Speicher ebenso ein Automatiklenkbetriebsart-unterbrochen-Marker F' zugewiesen, um zu bestimmen, ob die Automatiklenkbetriebsart unterbrochen ist. Der Automatiklenkbetriebsart-unterbrochen-Marker F' ist anfänglich auf „0" gesetzt, kurz nachdem ein Zündschlüssel des Fahrzeugs eingeschaltet wird. Wenn die Differenz |θj – θ2| (welche nachstehend erklärt wird) größer als ein vorbestimmter erlaubbarer Fehler K1 ist (das heißt, die Antwort bei Schritt S90 ist „Nein"), unterbricht das Steuerungssystem 41 die Automatiklenkbetriebsart (Schritt S91) und setzt den Automatiklenkbetriebsart-unterbrochen-Marker auf „1" (Schritt S92) und setzt den Anweisungswert eines elektrischen Stroms I2 für die Positioniersteuerung auf „0", und veranlasst das Programm dann, den Positioniersteuerungsprozess zu verlassen (Schritt S500). Eine detaillierte Erklärung wird später vorgenommen.
  • Das Lenksteuerungssystem 41 kann eine Lenkoperation in sowohl der manuellen Lenkbetriebsart als auch der Automatiklenkbetriebsart durch wiederholten Ausführen des Berechnungsprogramms PG1 eines Anweisungswert eines elektrischen Stroms zu einem vorgegebenen Zeitintervall ausführen. Genauer, wenn das Berechnungsprogramm PG1 ausgeführt wird, liest das Lenksteuerungssystem 41 entsprechende Erfassungssignale (Lenkradrotationswinkel θ2, Lastdrehmoment T1, Fahrzeuggeschwindigkeit V und Motorrotationswinkel θ7), die durch den Lenkradrotationswinkelsensor 34, den Drehmomentsensor 35, den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 36 und den Motorrotationswinkelsensor 25 erfasst werden, als auch den Ziellenkwinkel θ1, der durch den Ziellenkwinkelerzeugungsabschnitt 40 berechnet wird, aus (Schritt S1).
  • Dann wird ein Unterstützungssteuerungsprozess ausgeführt (Schritt S2), um einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms I1 für die Unterstützungssteuerung zu berechnen. Eine genaue Struktur des Unterstützungssteuerungsprozesses (Schritt S2) wird später beschrieben.
  • Nach Ausführung des Unterstützungssteuerungsprozesses (Schritt S2) bestimmt das Lenksteuerungssystem 41, ob die Automatiklenkbetriebsart aktiv ist oder nicht (Schritt S3). Wenn die Antwort „Nein" ist (Schritt S3), wobei die Automatiklenkbetriebsart nicht aktiv ist, das heißt, die manuelle Lenkbetriebsart ist aktiv, gibt das Lenksteuerungssystem 41 den Anweisungswert eines elektrischen Stroms I1 für die Unterstützungssteuerung an einer Motoransteuerschaltung 42 als einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms I3 für den elektrischen Motor aus (Schritt S4, S7).
  • Wenn die Antwort bei Schritt S3 „Ja" ist, wobei die Automatiklenkbetriebsart aktiv ist, führt das Lenksteuerungssystem 41 den Positioniersteuerungsprozess aus (Schritt S5) und berechnet einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms I2 für die Positioniersteuerung und gibt die Summe des Anweisungswerts eines elektrischen Stroms I2 für die Positioniersteuerung und des Anweisungswert eines elektrischen Stroms I1 für die Unterstützungssteuerung als einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms I3 für den elektrischen Motor an einer Motoransteuerschaltung 42 aus (Schritt S6, S7). Die genaue Struktur des Positioniersteuerungsprozesses (Schritt S5) wird später detailliert beschrieben.
  • Wenn der Anweisungswert eines elektrischen Stroms I3 für den elektrischen Motor an die Motoransteuerschaltung 42 ausgegeben wird (Schritt S7), wird die Ausführung des Berechnungsprogramms PG1 für den Wert eines elektrischen Stroms beendet. Das Berechnungsprogramm PG1 wird wiederholt zu vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt. Die Ausführung des Berechnungsprogramms PG1 entspricht einem Steuerungssystem, wie es durch ein in 6 gezeigtes Blockdiagramm angegeben ist. Ein in 6 gezeigter Unterstützungssteuerungsabschnitt 41A entspricht dem Unterstützungssteuerungsprozess (Schritt S2), ein Positioniersteuerungsabschnitt 41B entspricht dem Positioniersteuerungsprozess (Schritt S5), und ein Wechselabschnitt 41D entspricht dem Schritt S3, S4 und S6. Die gesamte Struktur des Berechnungsprogramms PG1 für einen Wert eines elektrischen Stroms ist wie vorstehend beschrieben.
  • Als nächstes wird die genaue Struktur des Unterstützungssteuerungsprozesses (Schritt S2) in dem Berechnungsprogramm PG1 für einen Wert eines elektrischen Stroms mit Bezug auf 4 beschrieben. Wenn der Unterstützungssteuerungsprozess (Schritt S2) ausgeführt wird, bestimmt das Lenksteuerungssystem 41 bei Schritt S21 einen ersten Anweisungswert eines elektrischen Stroms I11 entsprechend dem Lastdrehmoment T1 durch Bezugnahme auf eine (nicht gezeigte) Lastdrehmoment/Anweisungswert eines elektrischen Stroms-Kennzeichnungsübersicht. Dann berechnet das Steuerungssystem 41 eine Lenkwinkelgeschwindigkeit θ5 durch zeitliches Differenzieren des Motorrotationswinkels θ7 (Schritt S22), und bestimmt bei Schritt S23 einen zweiten Anweisungswert eines elektrischen Stroms I12 entsprechend der Lenkwinkelgeschwindigkeit θ5 durch Bezugnahme auf eine (nicht gezeigt) Lenkwinkelgeschwindigkeit θ5/Anweisungswert eines elektrischen Stroms-Kennzeichnungsübersicht. Das Steuerungssystem 41 bestimmt eine Verstärkung G1 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V durch Bezugnahme auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit/Verstärkungs-Kennzeichnungsübersicht (Schritt S24). Das Steuerungssystem 41 berechnet den Anweisungswert eines elektrischen Stroms I1 (=G1 × (I11 – I12)) für die Unterstützungssteuerung durch Multiplizieren der Differenz zwischen dem ersten Anweisungswert eines elektrischen Stroms I11 und dem zweiten Anweisungswert eines elektrischen Stroms I12 mit der Verstärkung G1 (Schritt S25) und beendet die Ausführung des Unterstützungssteuerungsprozesses (Schritt S2).
  • Die vorstehend erwähnte Lastdrehmoment/Anweisungswert eines elektrischen Stroms-Kennzeichnungsübersicht ist von einer Konfiguration, gemäß der zum Beispiel der erste elektrische Strom I11 steigt, wenn das Lastdrehmoment T1 steigt. Somit kann das Zunehmen des belastenden Drehmoments T1 durch das durch den elektrischen Motor 19 entsprechend dem ersten Anweisungswert eines elektrischen Stroms I11 erzeugten Unterstützungsdrehmoment verringert werden, so dass der Fahrer das Lenkrad bedienen kann, wobei er eine stabile darauf angewendete Lenkreaktionskraft fühlt, unabhängig von dem Haftungskoeffizienten einer Straßenoberfläche.
  • Die Lenkwinkelgeschwindigkeit/Anweisungswert eines elektrischen Stroms-Übersicht ist von einer Konfiguration, gemäß der der zweite Anweisungswert eines elektrischen Stroms I12 steigt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit θ5 steigt. Da der zweite Anweisungswert eines elektrischen Stroms I12 von dem ersten Anweisungswert eines elektrischen Stroms abgezogen wird, wird ein Lenkwiderstand, das heißt, ein Widerstand gegen die Rotation des Lenkrades, groß, wenn das Lenkrad 33 schnell gedreht wird, und deshalb wird eine Dämpfung ermöglicht.
  • Eine Fahrzeuggeschwindigkeit/Verstärkung-Übersicht ist von einer Konfiguration, gemäß der die Verstärkung G1 abnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt. Dementsprechend wird das durch den elektrischen Motor 19 erzeugte Unterstützungsdrehmoment verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt, und dadurch wird ein Drehen des Lenkrads 33 mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit verhindert, und der Fahrer kann das Lenkrad 33 einfach mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit bedienen.
  • Die Ausführung des Unterstützungssteuerungsprozesses (Schritt S2) entspricht dem Unterstützungssteuerungsabschnitt 41A, wie durch ein in 6 gezeigtes Blockdiagramm angegeben ist. Ein erster Berechnungsabschnitt 41E für einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms entspricht Schritt S21, ein zweiter Berechnungsabschnitt 41F für einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms entspricht Schritt S23, und ein Verstärkungsmultiplikationsabschnitt 41H entspricht dem Schritt S24 und S25. Die gesamte Struktur des Unterstützungssteuerungsprozesses (Schritt S2) ist wie vorstehend beschrieben.
  • Als nächstes wird die genaue Struktur des Positioniersteuerungsprozesses (Schritt S5) in dem Berechnungsprogramm PG1 für einen Wert eines elektrischen Stroms mit Bezug auf 5 beschrieben. Wenn der Positioniersteuerungsprozess (Schritt S5) ausgeführt wird, bestimmt das Lenksteuerungssystem 41, ob der Automatiklenksteuerungs-Start-Marker F „1" ist oder nicht (Schritt S51). Wenn der Start-Marker F „1" ist (das heißt die Antwort bei Schritt S51 ist „Ja"), erkennt das Steuerungssystem 41, dass das Fahrzeug gemäß der automatischen Lenksteuerung betrieben wird und die Automatiklenksteuerungsbetriebsart startet, und dann wird der Automatiklenksteuerungs-Start-Marker F auf „0" gesetzt (Schritt S52). Dann liest das Steuerungssystem 41 den Lenkradrotationswinkel θ2, der durch den Lenkradrotationswinkelsensor 34 zu Beginn des Fahrzeugbetriebs gemäß der automatischen Lenksteuerung erfasst wird, als einen Anfangswert θc1 des erfassten Lenkwinkels (Schritt S53) aus, um diesen zu speichern. Das Steuerungssystem 41 liest den Motorrotationswinkel θ7, der durch den Motorrotationswinkelsensor 25 zu Beginn des Fahrzeugbetriebs gemäß der automatischen Lenksteuerung erfasst wird, als einen Anfangswert θc2 des Motorrotationswinkels aus (Schritt S54), um diesen zu speichern, und veranlasst dann das Programm zu Schritt S55 fortzuschreiten.
  • Wenn der Marker F nicht „1" ist (das heißt, die Antwort bei Schritt S51 ist „Nein"), erkennt das Steuerungssystem 41, dass das Fahrzeug weiterhin gemäß der automatischen Lenksteuerung betrieben wird, und veranlasst das Programm zu Schritt S55 fortzuschreiten, ohne die Anfangswerte θc1 und θc2 zu speichern. Das Steuerungssystem 41 berechnet einen Variationsbetrag θf (=θ7 – θc2) des Motorrotationswinkels θ7, welches der Variationsbetrag des Motorrotationswinkels θ7 von dem Motorrotationswinkel θc2 zu Beginn des Fahrzeugbetriebs gemäß der automatischen Lenksteuerung ist. Dann berechnet das Steuerungssystem 41 einen berechneten gelenkten Winkel θj (=θc1 + θf/R), wobei der Variationsbetrag θf durch ein Reduktionsverhältnis des Reduktionsmechanismus, der zwischen dem Lenkrad 33 und dem elektrischen Motor 19 eingerichtet ist, geteilt wird, und der Anfangswert θc1 des Lenkradrotationswinkels zu dem Quotienten hinzugefügt wird. Da der Motorrotationswinkel θ7 gleich dem Anfangswert θc1 zu Beginn des Fahrzeugbetriebs gemäß der automatischen Lenksteuerung ist, wird der Variationsbetrag θf 0, und deshalb ist der erfasste Lenkwinkel θj gleich dem Anfangswert θc1 des Lenkradrotationswinkels.
  • Nach einem Berechnen des erfassten Lenkwinkels berechnet das Steuerungssystem 41 die Abweichung θ3 (=θ1 – θj) des erfassten Lenkwinkels θj von dem Ziellenkwinkel θ1 (Schritt S57) und berechnet einen dritten Anweisungswert eines elektrischen Stroms I21 durch Multiplizieren der Abweichung θ3 mit einer proportionalen Konstante Kp (Schritt S58). Dann berechnet das Steuerungssystem 41 einen zeitintegrierten Wert θ4 durch Integrieren der Abweichung θ3 bezüglich Zeit (Schritt S59) und berechnet einen vierten Anweisungswert eines elektrischen Stroms I22 durch Multiplizieren des zeitintegrierten Werts θ4 mit einer ganzzahligen Konstante Ki (Schritt S60). Das Steuerungssystem 41 berechnet einen fünften Anweisungswert eines elektrischen Stroms I23 durch Multiplizieren der Lenkwinkelgeschwindigkeit θ5, die durch den Unterstützungssteuerungsprozess S2 berechnet wird, mit einer differenziellen Konstante Kd (Schritt S61) und berechnet den Anweisungswert eines elektrischen Stroms I2 für die Positioniersteuerung durch Subtrahieren des fünften Anweisungswerts des elektrischen Stroms I23 von der Summe des dritten und vierten Anweisungswerts eines elektrischen Stroms I21 und I22. Dann beendet das Steuerungssystem 41 die Durchführung des Positioniersteuerungsprozesses (Schritt S5).
  • Die Ausführung des Positioniersteuerungsprozesses S5 entspricht dem Positioniersteuerungsabschnitt 41B, wie durch ein in 8 gezeigtes Blockdiagramm angegeben ist. Ein Berechnungsabschnitt 41C eines erfassten Lenkwinkels entspricht den Schritten S51 bis S56 und ein proportionale-Konstante-Multiplizierabschnitt 41J entspricht dem Schritt S58. Ein Integralberechnungsabschnitt 41K entspricht dem Schritt S59 und ein Ganzzahlkonstantenmultiplizierungsabschnitt 41L entspricht dem Schritt S60, und ein Differenzialkonstantenmultiplizierungsabschnitt 41N entspricht dem Schritt S61. Ein Differenzialberechnungsabschnitt 41M entspricht dem Schritt S22 bei dem vorstehend erwähnten Unterstützungssteuerungsprozess S2. Die gesamte Struktur des Positioniersteuerungsprozesses S5 ist wie vorstehend beschrieben.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Lenksteuerungsvorrichtung 11, wie vorstehend in dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, nachstehend beschrieben. Wenn sich das Lenksteuerungssystem 41 des Fahrzeugs 10 in der manuellen Lenkbetriebsart befindet, berechnet der Unterstützungssteuerungsabschnitt 41A des Lenksteuerungssystems 41, wie in 6 gezeigt, den Anweisungswert eines elektrischen Stroms I1 für die Unterstützungssteuerung basierend auf dem Lastdrehmoment T1, das durch den Drehmomentsensor 35 erfasst wird. Der Anweisungswert eines elektrischen Stroms I1 für die Unterstützungssteuerung wird an die Motoransteuerschaltung 42 als der Motoranweisungswert eines elektrischen Stroms I3 für den elektrischen Motor angelegt. Ein elektrischer Strom entsprechend dem Anweisungswert eines elektrischen Stroms I1 wird von der Ansteuerschaltung 42 an den elektrischen Motor 19 angelegt, um den selben zu betreiben, und dadurch erzeugt der elektrische Motor 19 eine Unterstützungskraft (oder ein Unterstützungsdrehmoment) entsprechend dem Lastdrehmoment T1, das auf die Lenkwelle 32 aufgebracht wird. Und, wie vorstehend beschrieben, kann der Fahrer das Lenkrad 33 betreiben, wobei er eine stabile darauf angewandte Lenkreaktionskraft fühlt, unabhängig von einem Haftungskoeffizienten einer Straßenoberfläche. Und ein Drehen des Lenkrades 33 mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit wird verhindert, und der Fahrer kann das Lenkrad 33 leicht mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit bedienen, um dem Fahrer zu ermöglichen, das Fahrzeug sicher zu führen.
  • Wenn der Fahrer den (nicht gezeigten) Betriebsartauswahlschalter bedient, um die Automatiklenkbetriebsart auszuwählen, und die Zielposition P1 einstellt, zu der das Fahrzeug zu führen ist, wird die Summe des Anweisungswerts eines elektrischen Stroms I1, der durch den Unterstützungssteuerungsabschnitt 41A des in 6 gezeigten Lenksteuerungssystem 41 berechnet wird, und des Anweisungswerts eines elektrischen Stroms I2, der durch den Positioniersteuerungsabschnitt 41B berechnet wird, als der Anweisungswert eines elektrischen Stroms I3 für den elektrischen Motor 19 verwendet. Wie vorstehend erwähnt berechnet der Positioniersteuerungsabschnitt 41B den Anweisungswert eines elektrischen Stroms I2 basierend auf der Abweichung des erfassten Lenkwinkels θj von dem Ziellenkwinkel θ1. Der Ziellenkwinkel θ1 wird durch den Ziellenkwinkelerzeugungsabschnitt 40 gemäß der vorbestimmten Zielposition P1 bestimmt.
  • Das Lenksteuerungssystem 41, oder genauer der Positioniersteuerungsabschnitt 41B bestimmt den Anfangswert θc1 des erfassten Lenkwinkels θj unter Verwendung des Lenkradrotationswinkels θ2, der durch den Lenkradrotationswinkelsensors 34 erfasst wird, und teilt die Variation θf des Motorrotationswinkels, der durch den Motorrotationswinkelsensor 25 erfasst wird, durch das Reduktionsverhältnis R des Reduktionsmechanismus, um die Variation des erfassten Lenkwinkels θj von dem Anfangswert θc1 zu erhalten. Da der elektrische Motor 19 mit dem Lenkrad 33 mittels des Reduktionsmechanismus verbunden ist, der aus der Zahnstange 30, dem Zahnrad 31 und dem Kugelgewindemechanismus 24 besteht, und der Motorrotationswinkelsensor 25 an der Ausgabewelle davon bereitgestellt ist, wird die Auflösung des erfassten Lenkwinkels θj, die von der Ausgabe des Motorrotationswinkelsensors 25 abgeleitet wird, genauer, als die im Stand der Technik. Genauer, angenommen, dass die Auflösung des Lenkradrotationswinkelsensors im Stand der Technik und des Motorrotationswinkelsensors 25 in dem ersten Ausführungsbeispiel die gleiche ist, wird die Auflösung des erfassten Lenkwinkels θj genauso fein, da die Auflösung des Lenkradrotationswinkelsensors 25 durch das Reduktionsverhältnis R des Reduktionsmechanismus geteilt wird. Da der Motorrotationswinkelsensor 25 an dem elektrischen Motor 19, wie etwa einem bürstenlosen Motor bereitgestellt ist, um die Positioniersteuerung des elektrischen Motors durchzuführen, ist die Auflösung ursprünglich höher als die des Lenkradrotationswinkelsensors 34.
  • Wie vorstehend beschrieben, da das Lenksteuerungssystem 41 im ersten Ausführungsbeispiel den Anweisungswert eines elektrischen Stroms I3 für den elektrischen Motor basierend auf dem erfassten Lenkwinkel θj, der höher in der Auflösung ist als der des Standes der Technik, berechnet, und den elektrischen Motor 19 gemäß dem Anweisungswert eines elektrischen Stroms I3 ansteuert, werden die gelenkten Räder 50 gemäß der stabileren Positioniersteuerung in der Automatiklenkbetriebsart als im Stand der Technik gesteuert. Weiter, in dem Ausführungsbeispiel, da die Auflösung des erfassten Lenkwinkels θj durch Verwendung des Motorrotationswinkelsensors 25, der ursprünglich an dem elektrischen Motor 19 bereitgestellt ist, verbessert wird, können die Größe und die Kosten von diesen begrenzt werden, als bei einem Vergleich mit dem Fall, in dem eine neue Komponente installiert wird. Und, gemäß der vorstehend erwähnten Struktur, da der Anfangswert θc1 des erfassten Lenkwinkels θj durch den Lenkradrotationswinkelsensor 34 gesetzt wird, ist es nicht nötig, dass der Motorrotationswinkelsensor 35 ein absoluter Kodierer ist, das heißt, der Motorrotationswinkelsensor 25 kann ein Drehgeber sein, der nur ein Zunehmen der Rotation des elektrischen Motors 19 erfasst, und dadurch wird es möglich, die gesamte Größe des elektrischen Motors 19 inklusive dem Motorrotationswinkelsensor 25 zu verringern.
  • Da das Lenksteuerungssystem 41 in dem Fahrzeug 10 eingerichtet ist, das gemäß der automatischen Lenksteuerung betrieben werden kann, und zum Steuern des elektrischen Motors 19 bereitgestellt ist, wird das Ausgabesignal des Motorrotationswinkelsensors 25, der an dem elektrischen Motor 19 angebracht ist, in das Lenksteuerungssystem 41 eingegeben, ohne ein Fahrzeug-LAN zu durchlaufen. Im Gegensatz dazu ist es üblich, dass das Ausgabesignal von dem Lenkradrotationssensor 34 in das Lenksteuerungssystem über das Fahrzeug-LAN eingegeben wird. Und, beim Stand der Technik, liest das Lenksteuerungssystem das Ausgabesignal von dem Lenkradrotationswinkelsensor auf einer Kommunikationsfrequenz des Fahrzeug-LAN aus. In dem ersten Ausführungsbeispiel, da das Lenksteuerungssystem 41 das Ausgabesignal von dem Motorrotationswinkelsensor 25 auf einer hohen Frequenz ausliest, die keine Beziehung mit der Kommunikationsfrequenz des Fahrzeug-LAN hat, wird die Auflösung des erfassten Lenkwinkels θj im Wesentlichen hoch, um die Positioniersteuerung der gelenkten Räder 50 stabil zu machen.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Das zweite Ausführungsbeispiel ist in 9 gezeigt, wobei sich nur ein Teil des Positioniersteuerungsprozesses in seiner Struktur von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Das heißt, der Positioniersteuerungsprozess (Schritt 500) in dem zweiten Ausführungsbeispiel ist mit einem Schritt S90 versehen, der zwischen den Schritten S56 und S57 eingesetzt wird, welche in den Positioniersteuerungsprozess in dem ersten Ausführungsbeispiel bereitgestellt sind. In dem Schritt S90 wird bestimmt, ob die Differenz Δθ (=θj – θ2) zwischen dem erfassten Lenkwinkel θj, der in den Schritten S51 bis S56 berechnet wird, und dem Lenkradrotationswinkel θ2, der durch den Lenkradrotationswinkelsensor 34 erfasst wird, weniger oder gleich einem vorbestimmten erlaubbarem Fehler K1 ist oder nicht. Wenn die Differenz Δθ mehr als der vorbestimmte erlaubbare Fehler K1 ist (das heißt, die Antwort bei Schritt S90 ist „Nein"), unterbricht das Steuerungssystem 41 die Automatiklenkbetriebsart (Schritt S91), und setzt den Automatiklenkbetriebsart-unterbrochen-Marker F' auf „1" (Schritt S92), und setzt den Anweisungswert eines elektrischen Stroms I2 für die Positioniersteuerung auf „0", und veranlasst dann das Programm den Positioniersteuerungsprozess zu verlassen (Schritt S500).
  • Andererseits, wenn die Differenz Δθ weniger oder gleich dem vorbestimmten erlaubbarem Fehler K1 ist (das heißt, die Antwort bei Schritt S90 ist „Ja"), bestimmt das Steuerungssystem 41, ob der Automatiklenkbetriebsart-unterbrochen-Marker F' „1" ist oder nicht, nach der Ausführung der Schritte S57 und S58, die in dem ersten Ausführungsbeispiel erklärt sind. Wenn der Automatiklenkbetriebsart-unterbrochen-Marker F' „1" ist (das heißt, die Antwort bei Schritt S94 ist „Ja"), erkennt das Steuerungssystem 41, dass die Automatiklenkbetriebsart wieder aufgenommen wird, nachdem die Automatiklenkbetriebsart unterbrochen war (das heißt, nachdem der Betrieb des Fahrzeugs gemäß der automatischen Lenksteuerung unterbrochen wird, wird er wieder aufgenommen). Und, das Steuerungssystem 41 setzt den Automatiklenkbetriebsart-unterbrochen-Marker F' auf „0" (Schritt S95), und initialisiert den zeitintegrierten Wert θ4 auf „0" (Schritt S96), und veranlasst dann das Programm zu Schritt S60 fortzuschreiten, der in dem ersten Ausführungsbeispiel erklärt ist. Wenn der Automatiklenkbetriebsart-unterbrochen-Marker F' „0" ist (das heißt, die Antwort bei Schritt S94 ist „Nein"), erkennt das Steuerungssystem 41, dass die Automatiklenkbetriebsart fortgesetzt wird, und berechnet den zeitintegrierten Wert θ4 (Schritt S59), um danach die Schritte auszuführen, die auf Schritt S59 folgen, unter Verwendung des zeitintegrierten Werts θ4.
  • Gemäß der Struktur des zweiten Ausführungsbeispiels, da das Lenkrad 33 und der elektrische Motor 19 mechanisch verbunden sind, variieren der Lenkradrotationswinkel θ2, der durch den Lenkradrotationswinkelsensor 34 erfasst wird, und der Motorrotationswinkel θ7, der durch den Motorrotationswinkelsensor 25 erfasst wird, zusammen in einer normalen Bedingung. Deshalb ist der Unterschied zwischen dem erfassten Lenkwinkel θj und dem Lenkradrotationswinkel θ2 weniger oder gleich dem vorbestimmten erlaubbarem Fehler K1 bei einer normalen Bedingung. Wenn es etwas unnormal in der Kommunikation über das Fahrzeug-LAN gibt, oder in dem Lenkradrotationswinkelsensor 34 oder dem Motorrotationswinkelsensor 25, erhöht sich der Unterschied Δθ zwischen dem erfassten Lenkwinkel θj und dem Lenkradrotationswinkel θ2 über den vorbestimmten erlaubbaren Fehler K1. Wenn in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Bestimmen, dass der Unterschied Δθ zwischen dem erfassten Lenkwinkel θj und dem Lenkradrotationswinkel θ2 über dem vorbestimmten erlaubbarem Fehler K1 liegt, eine unnormale Bedingung erfasst wird, wird der Betrieb des Fahrzeugs gemäß der automatischen Lenksteuerung unterbrochen, um die Sicherheit sicher zu stellen.
  • Wenn der Betrieb des Fahrzeugs gemäß der automatischen Lenksteuerung in einem Zustand fortgesetzt wird, in dem der letzte zeitintegrierte Wert θ4 immer noch gespeichert ist, wird der Anweisungswert eines elektrischen Stroms I3 für den elektrischen Motor zu Beginn der Wiederaufnahme groß, wegen des letzten zeitintegrierten Werts θ4, wodurch verursacht wird, dass die gelenkten Räder 50 bei einer unnormalen hohen Winkelgeschwindigkeit gelenkt werden. Der letzte zeitintegrierte Wert θ4 wurde in dem letzten Fahrzeugbetrieb gemäß der automatischen Lenksteuerung verwendet, die vor der Wiederaufnahme unterbrochen wurde. Das Lenksteuerungssystem 41 setzt den letzten zeitintegrierten Wert θ4 jedoch zurück, bevor der Betrieb des Fahrzeugs gemäß der automatischen Lenksteuerung wieder aufgenommen wird, wodurch vermieden werden kann, dass die gelenkten Räder 50 bei einer unnormalen hohen Winkelgeschwindigkeit gelenkt werden.
  • (Modifikationen)
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschränkt. Zum Beispiel sind die nachstehend aufgelisteten Modifikationen im technischem Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst:
    • (1) Obwohl die Lenksteuerungsvorrichtung 11 in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen derart konstituiert ist, dass der elektrische Motor 19 mit der Zahnstangenwelle 16 verbunden ist, die sich zwischen den gelenkten Rädern 50 erstreckt, wie in 10 gezeigt ist, kann sie derart konstituiert sein, dass ein Schneckenrad 70 fest an dem Mittelabschnitt der Lenkwelle 32 angebracht ist, um einen Eingriff mit einem Schneckengetriebe 71 zu bilden, das an einer Ausgabewelle des elektrischen Motors 72 befestigt ist.
    • (2) Das erste und zweite Ausführungsbeispiel kann derart konstituiert sein, dass das Lenksteuerungssystem 41 ein Informationssignal ausgibt, um den Wechsel von der Automatiklenkbetriebsart zu der manuellen Betriebsart anzugeben, so dass der Fahrer weiß, dass die Automatiklenkbetriebsart abgebrochen ist, ohne eine Operation des Fahrers, um dies zu wissen.
  • Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Es ist deshalb zu verstehen, dass innerhalb des Umfangs des beigefügten Ansprüche die Erfindung anders als wie speziell vorstehend beschrieben umgesetzt werden kann.
  • Eine Lenksteuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist mit einem Lenksteuerungssystem 41 bereitgestellt, das einen Berechnungsabschnitt für einen erfassten Lenkwinkel zum Berechnen eines erfassten Lenkwinkels θj basierend auf einer Variation eines Motorrotationswinkels berechnet, der durch einen Motorrotationswinkelsensor 25 erfasst wird. Ein elektrischer Motor 19 ist mit einem Lenkrad 33 durch einen Reduktionsmechanismus verbunden. Da der Motorrotationswinkelsensor 25 an dem elektrischen Motor 19 bereitgestellt ist, wird die Auflösung des erfassten Lenkwinkels θj, der basierend auf der Variation des Motorrotationswinkels berechnet wird, höher als im Stand der Technik, und dadurch wird es möglich, dass die gelenkten Räder unter einer stabilen Positioniersteuerung gelenkt werden. Weiter, da der Motorrotationswinkelsensor 25 ursprünglich an dem elektrischen Motor 19 bereitgestellt ist, kann verhindert werden, dass die Größe und die Kosten der Vorrichtung groß und hoch werden.

Claims (4)

  1. Lenksteuerungsvorrichtung, die dazu in der Lage ist, ein Kraftfahrzeug gemäß einer automatischen Lenksteuerung ohne die manuelle Bedienung eines Lenkrades durch einen Fahrer zu betreiben, wobei ein Lenkwinkel von gelenkten Rädern durch einen elektrischen Motor gesteuert wird, der mit dem Lenkrad und den gelenkten Rädern und einem Reduktionsmechanismus verbunden ist, welche mit einem Lenksteuerungssystem versehen ist, das einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms für den elektrischen Motor basierend auf einer Abweichung eines erfassten Lenkwinkels der gelenkten Räder von einem Ziellenkwinkel berechnet, der gemäß einer vorbestimmten Zielposition, zu der das Fahrzeug zu führen ist, berechnet wird, wobei das Lenksteuerungssystem aufweist: einen Berechnungsabschnitt eines erfassten Lenkwinkels, welcher einen Lenkradrotationswinkel aus einem Lenkradrotationswinkelsensor, der auf der Rotationsachse des Lenkrads vorgesehen ist, und einen Motorrotationswinkel aus einem Motorrotationswinkelsensor ausliest, der den Lenkradrotationswinkel zu Beginn des Fahrzeugbetriebs gemäß der automatischen Lenksteuerung als einen Anfangswert θc1 des erfassten Lenkwinkels speichert, der eine Variation θf des Motorrotationswinkels θ7 aus dem Motorrotationswinkel zu Beginn des Fahrzeugbetriebs gemäß der automatischen Lenksteuerung berechnet, der den erfassten Lenkwinkel θj durch eine Gleichung θj = θc1 + θf/R berechnet, wobei der Anfangswert θc1 zu einem Wert addiert wird, der durch Teilen der Variation θf durch ein Reduktionsverhältnis R des Reduktionsmechanismus erhalten wird.
  2. Lenksteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Lenksteuerungssystem weiter aufweist: einen Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen, den Fahrzeugbetrieb gemäß der automatischen Lenksteuerung auszusetzen, wenn eine Differenz zwischen dem erfassten Lenkwinkel, der durch den Berechnungsabschnitt eines erfassten Lenkwinkels berechnet wird, und dem Lenkradrotationswinkel, der durch den Lenkradrotationswinkelsensor erfasst wird, über dem vorbestimmten erlaubbaren Fehler liegt.
  3. Lenksteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Lenksteuerungssystem weiter aufweist: einen Berechnungsabschnitt eines zeitintegrierten Werts zum Verändern eines Anweisungswerts eines elektrischen Stroms für den elektrischen Motor gemäß dem zeitintegrierten Wert, der durch Integrieren der Abweichung bezüglich Zeit berechnet wird, und einen Zurücksetzabschnitt eines zeitintegrierten Werts zum Zurücksetzen eines letzten zeitintegrierten Werts bevor ein Fahrzeugbetrieb gemäß der automatischen Lenksteuerung wieder aufgenommen wird, nachdem ein letzter Fahrzeugbetrieb gemäß der automatischen Lenksteuerung ausgesetzt ist.
  4. Lenksteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Bestimmungsabschnitt das Lenksteuerungssystem dazu veranlasst, ein Informationssignal auszugeben, um zu informieren, dass der Fahrzeugbetrieb gemäß der automatischen Lenksteuerung ausgesetzt ist.
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