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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steer-By-Wire-Lenksystem,
bei dem ein Lenkrad eines Fahrzeugs von einem Paar von lenkbaren
Rädern
mechanisch getrennt ist und bei dem ein Lenkmotor die lenkbaren
Räder in
Abhängigkeit
der Bedienung des Lenkrades lenkt, während ein Reaktionskraftmotor
eine Lenkreaktionskraft gegen die Bedienung des Lenkrades erzeugt.
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Wenn
bei herkömmlichen
Fahrzeugen ein Lenkrad gedreht wird, um lenkbare Räder von
einer neutralen Position (der Position, in der die lenkbaren Räder zum
Geradeausfahren des Fahrzeugs gestellt sind) während dem Fahren zu lenken,
wirkt eine Straßenreaktionskraft
(die Straßenreaktionskraft
wird in diesem Fall ein "Selbstausrichtungs-Drehmoment" genannt) zum Zurückführen der
lenkbaren Räder
zu einer neutralen Position. In einem Lenksystem (nachstehend als
ein "Lenksystem
für herkömmliche
Fahrzeuge" bezeichnet)
mit einem Lenkrad und lenkbaren Rädern, die mechanisch verbunden
sind, wird die Straßenreaktionskraft
auf das Lenkrad über
ein mechanisches Übertragungssystem übertragen
und der Fahrer spürt
die Straßenreaktionskraft
als eine Lenkreaktionskraft gegen die Bedienung des Lenkrades.
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In
Steer-By-Wire-Lenksystemen ist es ebenso erwünscht, dass der Fahrer eine
Lenkreaktionskraft gegen die Bedienung des Lenkrades spüren kann.
Dazu wird bei Steer-By-Wire-Lenksystemen gemäß dem Stand
der Technik die Lenkreaktionskraft basierend auf Informationen,
wie etwa einer Fahrzeuglenkposition, einer Fahrzeuggeschwindigkeit
und dergleichen falsch erzeugt, wie es z. B. in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2002-145099 (Patentdokument
1) beschrieben ist, dessen System als "Steer-By-Wire-Lenksystem
1 gemäß dem Stand der
Technik" bezeichnet
wird. Alternativ wird gemäß denen
in der
japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 2003-81111 (Patentdokument 2) und Nr.
2004-34923 (Patentdokument 3) beschriebenen
Systemen eine Reaktionskraft erfasst, die lenkbare Räder eines Fahrzeuges
von der Straßenoberfläche empfangen, und
wird eine Lenkreaktionskraft in Abhängigkeit der erfassten Straßenreaktionskraft
erzeugt, wobei das System von diesem als "Steer-By-Wire-Lenksystem
2 gemäß dem Stand
der Technik" bezeichnet
wird.
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Im Übrigen besitzen
Steer-By-Wire-Lenksysteme im Allgemeinen einen Aufbau, bei dem ein
Kugelumlaufspindelmechanismus oder ein Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus zwischen
einer zwischenlenkbaren Radwelle, die zwischen einem Paar von lenkbaren
Rädern
liegt, und einem Lenkmotor bereitgestellt ist, und der Mechanismus
von Natur aus von mechanischer Reibung begleitet wird. Diese Reibung wirkt
als ein Widerstand gegen das Zurückführen des Lenkrades
zu der neutralen Position in dem Lenksystem für die herkömmlichen Fahrzeuge und verursacht
ein Verschlechtern des Zurückführens des Lenkrades.
Die gleiche Erscheinung tritt bei dem Steer-By-Wire-Lenksystem 2 gemäß dem Stand
der Technik, wie es in den Patentdokumenten 2 und 3 veranschaulicht
ist, auf, und verursacht das Problem.
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Bei
dem Steer-By-Wire-Lenksystem 1 gemäß dem Stand der Technik, wie
es in dem Patentdokument 1 veranschaulicht ist, andererseits entsteht die
Erscheinung des Verschlechterns des Zurückführens des Lenkrades, die durch
solch eine Reibung verursacht wird, nicht, aber es entsteht ein
anderes Problem, dass der Zustand der Straßenoberfläche nicht an den Fahrer übertragen
wird, weil eine Lenkreaktionskraft, welche die Straßenreaktionskraft
direkt widerspiegelt, bei dem Lenksystem für die herkömmlichen Fahrzeuge nicht erhalten
werden kann.
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Als
ein Beispiel gemäß dem Stand
der Technik zum Lösen
des Problems bezüglich
dem Steer-By-Wire-Lenksystem 1 gemäß dem Stand der Technik, ist
ein Verfahren bekannt, welches, wie in dem Patentdokument 2 beschrieben,
die Reaktionskraft, welche die Unruhe der Straßenoberfläche, wie sie in dem Steer-By-Wire-Lenksystem 2 gemäß dem Stand
der Technik gegeben ist, zu der Lenkreaktionskraft, wie sie in dem
Steer-By-Wire-Lenksystem 1 gemäß dem Stand der Technik gegeben
ist, hinzufügt. Weil
jedoch die in den Steer-By-Wire-Lenksystemen 1 und 2 gemäß dem Stand
der Technik gegebenen Lenkreaktionskräfte einfach hinzugefügt werden, kann
das Beispiel gemäß dem Stand
der Technik nicht die Vorteile beider Systeme nutzen, und ist folglich
beim Lenkgefühl
für das
Lenksystem für
die herkömmlichen
Fahrzeuge nachteilig.
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Weitere
Lenksysteme der Steer-By-Wire-Art gemäß dem Stand der Technik sind
in der Druckschrift
US
2003220727 A1 , welche ein Steer-By-Wire-Lenksystem gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 offenbart, und Druckschrift
US 2003055545 A1 beschrieben.
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Dementsprechend
ist es angesichts der vorhergehenden Umstände eine Hauptaufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein verbessertes Steer-By-Wire-Lenksystem bereitzustellen,
das dazu in der Lage ist, das Zurückführen eines Lenkrades zu verbessern,
während
ein Lenkgefühl
desselben Niveaus, wie dem in dem Lenksystem für die herkömmlichen Fahrzeuge, sichergestellt
wird, und ebenso dazu in der Lage ist, die Lenkreaktionskraft in
Abhängigkeit des
Zustands einer Straßenoberfläche als
empfindlich oder unempfindlich anzupassen.
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In
Kürze ist
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Steer-By-Wire-Lenksystem
gemäß Anspruch
1 bereitgestellt, mit einem Lenkrad, das von einem Paar von lenkbaren
Rädern
mechanisch getrennt ist; einem Lenkmotor zum Lenken der lenkbaren
Räder in
Abhängigkeit
von der Bedienung des Lenkrads; und einem Reaktionskraftmotor zum
Erzeugen einer Lenkreaktionskraft gegen die Bedienung des Lenkrads.
Das System umfasst eine Straßenreaktionskrafterfassungseinrichtung
zum Erfassen einer Straßenreaktionskraft,
die auf die lenkbaren Räder
wirkt; eine Bestimmungseinrichtung eines ersten zusammengesetzten
Werts zum Bestimmen eines ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc1) in Abhängigkeit
von der durch die Straßenreaktionskrafterfassungseinrichtung
erfassten Straßenreaktionskraft;
einer Lenkpositionserfassungseinrichtung zum Erfassen der Lenkposition
des Lenkrades oder der lenkbaren Räder, die von einer neutralen
Position abweicht; und einer Bestimmungseinrichtung eines zweiten
zusammengesetzten Werts zum Bestimmen eines zweiten zusammengesetzten
Lenkreaktionskraftwerts (Hc2) in Abhängigkeit von der durch die
Lenkpositionserfassungseinrichtung erfassten Lenkposition. Das System
umfasst weiter eine Sollwerterzeugungseinrichtung zum Bestimmen
einer ersten und einer zweiten Verstärkung (G1, G2), so dass die
Beziehungen G1 ≤ C,
G2 ≤ C und
G1 + G2 = C erfüllt
werden können,
wobei die Symbole G1, G2 bzw. C entsprechend für eine erste Verstärkung, eine
zweite Verstärkung
bzw. eine vorbestimmte Konstante stehen, und zum Erzeugen eines
Lenkreaktionssollwerts (H), welcher den Reaktionskraftmotor dazu
veranlasst, die Lenkreaktionskraft zu erzeugen, durch den Ausdruck
H = G1·Hc1
+ G2·Hc2,
unter Verwendung der ersten und zweiten Verstärkung (G1, G2).
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Bei
dieser Konfiguration wird der Lenkreaktionskraftsollwert (H) sowohl
von dem ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc1), der
in Abhängigkeit
der Straßenreaktionskraft
bestimmt wird, als auch dem zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert
(Hc2), der in Abhängigkeit der
Lenkposition des Lenkrades oder der lenkbaren Räder bestimmt wird, erzeugt,
wobei die Werte durch entsprechende Gewichtungsverstärkungen
(G1 und G2) gewichtet werden. Somit, da die Lenkreaktionskraft,
die direkt der Straßenreaktionskraft
entspricht, nach einem Gewichten durch die erste Gewichtungsverstärkung (G1)
gegeben wird, wird es möglich,
die Informationen über
den Zustand der Straßenoberfläche, die
durch die Straßenreaktionskraft
dargestellt wird, angemessen zu übertragen
und das Lenkrad durch die Funktion des zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc2) zurückzuführen, ohne unter
dem Einfluss einer Reibung zu leiden. Weiterhin, da die Informationen über den
Zustand der Straßenoberfläche, die
durch die Straßenreaktionskraft dargestellt
wird, durch die erste Verstärkung
(G1) bezüglich
der zu übertragenden
Menge einstellbar ist, kann es einfach realisiert werden, die erste
Verstärkung
(G1) zu vergrößern, wenn
es wünschenswert ist,
die zu übertragende
Menge zu erhöhen,
oder die erste Verstärkung
G1 zu verkleinern, wenn es erwünscht
ist, dass die zu übertragende
Menge verkleinert wird, um das Lenkrad bezüglich der Straßenoberfläche unempfindlich
zu machen.
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Die
vorhergehende und andere Aufgaben und viele der dazugehörigen Vorteile
der vorliegenden Erfindung können
leicht gewürdigt
werden, wenn die gleiche durch Bezugnahme 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 entsprechende Teile in den verschiedenen
Ansichten bezeichnen, und wobei zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Steer-By-Wire-Lenksystems in einem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ein
Flussdiagramm, das ein Lenksystemhauptprogramm zeigt;
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3 ein
Flussdiagramm, das eine Datenverarbeitung für einen Lenkmotor zeigt;
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4 ein
Flussdiagramm, das eine Datenverarbeitung für einen Reaktionskraftmotor
zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm, das eine Straßenreaktionskrafterfassungsverarbeitung
zeigt;
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6 ein
Flussdiagramm, das eine Bestimmungsverarbeitung für einen
ersten zusammengesetzten Wert zeigt;
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7 ein
konzeptionelles Diagramm, das ein Bestimmungskennfeld eines ersten
zusammengesetzten Werts darstellt;
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8 ein
Flussdiagramm, das eine Bestimmungsverarbeitung eines zweiten zusammengesetzten
Werts zeigt;
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9 ein
konzeptionelles Diagramm, das ein Bestimmungskennfeld eines zweiten
zusammengesetzten Werts darstellt;
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10 ein
Flussdiagramm, das eine Sollwerterzeugungsverarbeitung zeigt;
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11 ein
Funktionsblockdiagramm, das das Steer-By-Wire-Lenksystem in dem Ausführungsbeispiel
zeigt, das durch die Ausführung
des in 2 gezeigten Lenksystemhauptprogramms realisiert wird;
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12 ein
Flussdiagramm, das eine Bestimmungsverarbeitung eines zweiten zusammengesetzten
Werts in einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
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13 ein
konzeptionelles Diagramm, das ein Bestimmungskennfeld eines ersten
Koeffizienten in dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
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14 ein
konzeptionelles Diagramm, das ein Bestimmungskennfeld eines zweiten
Koeffizienten in dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
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15 ein
Flussdiagramm, das eine Sollwerterzeugungsverarbeitung in dem zweiten
Ausführungsbeispiel
darstellt;
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16 ein
konzeptionelles Diagramm, das ein Verstärkungsbestimmungskennfeld darstellt;
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17 ein
Funktionsblockdiagramm, das das Steer-By-Wire-Lenksystem in dem zweiten Ausführungsbeispiel
darstellt, das durch die Ausführung des
in 2 gezeigten Lenksystemhauptprogramms realisiert
wird; und
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18 ein
konzeptionelles Diagramm, das ein frequenz- und beschleunigungsabhängiges Verstärkungsbestimmungskennfeld
darstellt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 1 bis 11 beschrieben. 1 zeigt
den gesamten Aufbau eines Steer-By-Wire-Lenksystems 10 in
dem Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung. In diesem Steer-By-Wire-Lenksystem 10 ist ein
Lenkrad 11 mechanisch von lenkbaren Rädern 50, 50 getrennt.
Als Erstes wird eine Beschreibung bezüglich der Komponenten auf der
Seite der lenkbaren Räder 50, 50 vorgenommen.
Eine zwischenlenkbare Radwelle 16 ist zwischen dem Paar von
lenkbaren Rädern 50, 50 angeordnet,
und Spurstangen 17 und 17, die mit den gegenüberliegenden Enden
der zwischenlenkbaren Radwelle 16 gekoppelt sind, sind
entsprechend mit den lenkbaren Rädern 50, 50 gekoppelt.
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Die
zwischenlenkbare Radwelle 16 durchläuft ein zylindrisches Gehäuse 18,
welches an einer Karosserie eines Fahrzeugs befestigt ist. Ein Abschnitt
mit einem großen
Durchmesser 18D ist an einem axial mittigen Abschnitt des
zylindrischen Gehäuses 18 bereitgestellt
und ein Lenkmotor 19 ist in dem Abschnitt mit einem großen Durchmesser 18d aufgenommen.
Der Lenkmotor 19 besteht aus einem Stator 20,
der fest an der Innenfläche
des zylindrischen Gehäuses 18 befestigt
ist, und einem zylindrischen Rotor 21, der in den Stator 20 derart
eingesetzt wird, dass er sich frei drehen kann, und die zwischenlenkbare
Radwelle 16 durchläuft
den Rotor 21. Weiterhin ist der Rotor 21 in der
Achsrichtung unbeweglich. Weiterhin ist an einem Ende des Abschnitts
mit einem großen
Durchmesser 18D des zylindrischen Gehäuses 18 ein Drehpositionssensor
(z. B. ein Codierer) 25 zum Erfassen der Drehposition des
Rotors 21 bereitgestellt.
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Eine
Kugelmutter 22 ist an der Innenfläche des Rotors 21 angebracht.
Ein Kugelumlaufspindelabschnitt 23 ist an einem axial mittigen
Abschnitt der zwischenlenkbaren Radwelle 16 ausgebildet.
Die Kugelmutter 22 und der Kugelumlaufspindelabschnitt 23 bilden
einen Kugelumlaufspindelmechanismus 24, welcher den Kugelumlaufspindelabschnitt 23 bei einer
Drehung der Kugelmutter 22 zusammen mit dem Rotor 21 linear
relativ zu dem zylindrischen Gehäuse 18 bewegt,
um dadurch die lenkbaren Räder 50, 50 zu
lenken. Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 27 (in 1 ist
nur einer gezeigt) sind entsprechend in der Nähe der lenkbaren Räder 50, 50 bereitgestellt.
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Als
Nächstes
wird eine Beschreibung bezüglich
Komponenten auf der Seite des Lenkrades 11 vorgenommen.
Ein Ende einer Lenkwelle 12, die sich von der Mitte des
Lenkrades 11 erstreckt, dringt in einen Getriebekasten 30 ein
und im Inneren des Getriebekastens 30 ist ein Schneckenrad 12W an
dem einen Ende der Lenkwelle 12 befestigt. Weiterhin ist ein
Reaktionskraftmotor 31 an dem Getriebekasten 30 befestigt
und ein Schneckenrad 31W ist an einem Ende einer Ausgabewelle
des Reaktionskraftmotors 31 befestigt. Das Schneckengetriebe 31W und
das Schneckenrad 12W sind innerhalb des Getriebekastens 30 miteinander
in Eingriff. Somit kann eine Reaktionskraft gegen die Bedienung
des Lenkrades 11 angemessen durch den Reaktionskraftmotor 31 geändert werden.
Weiterhin ist ein Drehmomentsensor 33 zum Erfassen einer
Lenkreaktionskraft (T), die auf das Lenkrad 11 angewendet
wird, an dem anderen Ende der Lenkwelle 12 auf der Seite
des Lenkrads 11 befestigt. Zusätzlich ist der Reaktionskraftmotor 11 mit
einem Drehpositionssensor 32 (z. B. ein Codierer) zum Erfassen
der Drehposition der Ausgabewelle des Reaktionskraftmotors 31 versehen.
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Als
Nächstes
wird eine Beschreibung bezüglich
der Steuerung des Steer-By-Wire-Lenksystems 10 vorgenommen.
Dieses Steer-By-Wire-Lenksystem 10 ist
durch eine Steuereinheit 40 steuerbar. Die Steuereinheit 40 führt ein
in 2 gezeigtes Steuerprogramm PG1 bei einem vorbestimmten
Zeitintervall durch, um einen Positionssollwert (P) zum Ansteuern
des Lenkmotors 19 und einen Lenkreaktionskraftsollwert
(H) zum Ansteuern des Reaktionskraftmotors 31 zu erzeugen
und die Sollwerte (P) und (H) entsprechend an eine Lenkmotoransteuerschaltung 41 und
eine Reaktionskraftmotoransteuerschaltung 42 auszugeben.
Genauer, wenn das Steuerprogramm PG1 ausgeführt wird, übernimmt die Steuereinheit 40 entsprechende
Erfassungsergebnisse der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 27 und
der Drehpositionssensoren 25, 32 (Schritt S1).
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Dann
wandelt die Steuereinheit 40 das Erfassungsergebnis des
Drehpositionssensors 25 des Lenkmotors 19 in eine
Linearbewegungsposition (X) der zwischenlenkbaren Radwelle 16 um
und wandelt ebenso das Erfassungsergebnis der Drehposition des Reaktionskraftmotors 31 in
einen Lenkwinkel (θ1)
des Lenkrads 11 um (Schritt S2). Die Linearbewegungsposition
(X) und der Lenkwinkel (θ1)
werden jeweils als eine Lenkposition betrachtet. Jeder der Linearbewegungsposition
(X) und des Lenkwinkels (θ1)
gibt in dem Zustand, in dem das Lenkrad 11 und die lenkbaren
Räder 50 an
der neutralen Position positioniert sind (d. h. der Zustand, in
dem das Fahrzeug geradeaus fährt)
den Wert "0" an und gibt in dem
Zustand, in dem das Lenkrad 11 und die lenkbaren Räder 50 von
der neutralen Position (d. h. dem Zustand, in dem das Fahrzeug in
der Lage ist, eine Kurve zu machen) entfernt ist, einen Wert an,
der von dem Wert "0" versetzt ist oder
abweicht.
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Danach
führt die
Steuereinheit 40 eine Lenkmotordatenverarbeitung aus (Schritt
S3). Wie in 3 gezeigt, erhält die Steuereinheit 40 bei
der Lenkmotordatenverarbeitung (Schritt S3) einen Ziellenkwinkel
(θ2) der
lenkbaren Räder 50 von
einem vorbestimmten Übertragungsverhältnis (R)
und dem Lenkwinkel (θ1)
des Lenkrads 11 durch die Berechnung eines Ausdrucks θ2 = R·θ1 und bestimmt
einen Positionssollwert (P), welcher an den Lenkmotor zu geben ist,
um zu bewirken, dass der Lenkwinkel der lenkbaren Räder 50 mit
dem Ziellenkwinkel (θ2) übereinstimmt
(Schritt S31). Es sei angemerkt, dass es nicht notwendig ist, dass
das Übertragungsverhältnis (R)
ein konstanter Wert ist, sondern ein Wert sein kann, der in Abhängigkeit
der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) verändert wird, wie in dem vorstehend
erwähnten
Patentdokument 3 veranschaulicht ist.
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Dann
gibt die Steuereinheit 40 den Positionssollwert (P) an
die Lenkmotoransteuerschaltung 41 aus (Schritt S32). Somit
legt die Lenkmotoransteuerschaltung 41 (vgl. 1)
einen Ansteuerstrom (Ib) entsprechend dem Unterschied zwischen der
Drehposition, die durch den Drehpositionssensor 25 des Lenkmotors 19 erfasst
wird, und dem Positionssollwert (P) an den Lenkmotor 19 an.
Als eine Folge werden die lenkbaren Räder 50 auf den Ziellenkwinkel (θ2) gelenkt.
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Nach
Vervollständigung
der Lenkmotordatenverarbeitung (Schritt S3) wird eine Reaktionskraftmotordatenverarbeitung
(Schritt S4), wie in 2 gezeigt, ausgeführt. Bei
der Reaktionskraftmotordatenverarbeitung (Schritt S4), wie in 4 gezeigt,
wird zuerst eine Straßenreaktionskrafterfassungsverarbeitung
(Schritt S11, welcher eine Straßenreaktionskrafterfassungseinrichtung
bildet) zum Erfassen einer Straßenreaktionskraft
ausgeführt.
Der Ausdruck "Straßenreaktionskraft" bedeutet hier eine
Reaktionskraft, welche von der Straßenoberfläche gegen das Lenken der lenkbaren
Räder 50 ausgeübt wird, und
kann als eine Kraft erfasst werden, die auf eine Komponente wirkt,
die sich in Verbindung mit der Lenkoperation der lenkbaren Räder 50 bewegt.
Ein Beispiel solch einer Komponente ist die zwischenlenkbare Radwelle 16,
und die Straßenreaktionskraft kann
als die axiale Kraft erfasst werden, die auf die zwischenlenkbare
Radwelle 16 wirkt. Deshalb ist eine Bewegungsgleichung
für die
Kraft, welche auf die zwischenlenkbare Radwelle 16 in der
axialen Richtung von dieser ausgeübt wird, wie folgender Ausdruck
(1). M·(d2x/dt2) = u – (W – f2) (1)
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In
dem vorstehenden Ausdruck bezeichnet Bezugszeichen "M" den Schwerpunkt der zwischenlenkbaren
Radwelle 16, Element "(d2x/dt2)" einen zweiten abgeleiteten
Wert der Linearbewegungsposition (X), der zweimal bezüglich Zeit
differenziert ist (nachstehend als "zweifach zeitdifferenzierter Wert der
Linearbewegungsposition (X)" bezeichnet),
d. h. die Beschleunigung der zwischenlenkbaren Radwelle 16,
Bezugszeichen "u" bezeichnet die Antriebskraft des
Lenkmotors 19 (nachstehend einfach als "Motorantriebskraft (u)" bezeichnet), Bezugszeichen "W" stellt eine Straßenreaktionskraft dar und Bezugszeichen "f2" stellt eine mechanische
Reibkraft dar, die in dem Kugelspindelumlaufmechanismus 24 und
dergleichen auftritt. Dann berechnet die Steuereinheit 40 bei
der Straßenreaktionskrafterfassungsverarbeitung (Schritt
S11) die Motorantriebskraft (u) und die Beschleunigung (d2x/dt2) basierend
auf der Linearbewegungsposition (X) der zwischenlenkbaren Radwelle 16 und
berechnet den Unterschied (W2 = W – f2) zwischen der Straßenreaktionskraft
(W) und der Reibkraft (f2) durch Einsetzen des Wertes des Schwerpunkts
(M) als eine vorbestimmte Konstante in dem vorstehenden Ausdruck
(1). Nachstehend wird Bezugszeichen "W2" als
ein "Straßenreaktionskraftfolgerungswert" bezeichnet.
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Genauer,
wie in 5 gezeigt, wenn die Straßenreaktionskrafterfassungsverarbeitung (Schritt
S11) ausgeführt
wird, erhält
die Steuereinheit 40 eine Ziellinearbewegungsposition (Xref)
der zwischenlenkbaren Radwelle 16 durch Multiplizieren des
Lenkwinkels (θ1),
des Übertragungsverhältnisses
(R) und eines vorbestimmten Datenumwandlungskoeffizienten (J) (Schritt
S110). Dann erhält
die Steuereinheit 40 den Positionsunterschied (X1) zwischen
der Linearbewegungsposition (X) und der Ziellinearbewegungsposition
(Xref) (Schritt S111) und erhält
weiterhin einen ersten abgeleiteten Wert (X2) des Positionsunterschieds
(X1), der bezüglich
Zeit differenziert wird (nachstehend als "zeitdifferenzierter Wert (X2) des Positionsunterschieds
(X1)" bezeichnet)
(Schritt S112). Danach erhält
die Steuereinheit 40 die Summe eines Produktes der Positionsdifferenz
(X1), die mit einer vorbestimmten Konstante (G11) multipliziert
ist, und eines weiteren Produkts des zeitdifferenzierten Werts (X2),
der mit einer weiteren vorbestimmten Konstante (G12) multipliziert wird,
als die Motorantriebskraft (u) (Schritt S113).
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Nachfolgend
erhält
die Steuereinheit eine Trägheitskraft
(f1) durch Multiplizieren der Beschleunigung (d2x/dt2), die der zweifach zeitdifferenzierte Wert
der Linearbewegungsposition (X) ist, mit dem Schwerpunkt "M" der zwischenlenkbaren Radwelle 16 (Schritt
S114). Dann erhält
die Steuereinheit 40 den Straßenreaktionskraftfolgerungswert
(W2) durch Subtrahieren der Trägheitskraft
(f1) von der Motorantriebskraft (u) gemäß dem vorhergehenden Ausdruck (1).
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Eine
Bestimmungsverarbeitung eines ersten zusammengesetzten Werts (Schritt
S12, welcher eine Bestimmungseinrichtung eines ersten zusammengesetzten
Werts bildet) wird nach Vervollständigung der Straßenreaktionskrafterfassungsverarbeitung
(Schritt S11) ausgeführt,
wie in 4 gezeigt. Somit wird, wie in 6 gezeigt
ist, auf ein Bestimmungskennfeld bzw. -übersicht eines ersten zusammengesetzten
Werts MP1 (vgl. 7) Bezug genommen, um einen
ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc1) aus der Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) und dem Straßenreaktionskraftfolgerungswert
(W2) zu bestimmen (Schritt S121). Wie in 7 gezeigt,
werden in dem Bestimmungskennfeld bzw. -übersicht eines ersten zusammengesetzten
Werts MP1 der Straßenreaktionskraftfolgerungswert
(W2) und der erste zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert (Hc1)
in Entsprechung zueinander für
jede von verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten (V) gespeichert.
Der erste zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert (Hc1) entsprechend
dem Straßenreaktionskraftfolgerungswert
(W2) wird derart eingestellt, dass er sich erhöht, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) erhöht.
Weiterhin wird bei jeder der Fahrzeuggeschwindigkeiten (V) der erste
zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert (Hc1) derart eingestellt,
dass er sich erhöht,
wenn sich der Straßenreaktionskraftfolgerungswert
(W2) erhöht.
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Eine
zweite Bestimmungsverarbeitung eines zweiten zusammengesetzten Werts
(Schritt S13, welcher eine Bestimmungseinrichtung eines zweiten zusammengesetzten
Werts bildet) wird nach Vervollständigung der Bestimmungsverarbeitung
eines ersten zusammengesetzten Werts (Schritt S12) ausgeführt, wie
in 4 gezeigt. Wenn die Bestimmungsverarbeitung eines
zweiten zusammengesetzten Werts (Schritt S13) ausgeführt wird,
wie in 8 gezeigt, wird ein zweiter zusammengesetzter
Lenkreaktionskraftwert (Hc2) aus der Linearbewegungsposition (X)
der zwischenlenkbaren Radwelle 16 durch Bezugnahme auf
ein Bestimmungskennfeld eines zweiten zusammengesetzten Werts MP2
(vgl. 9) bestimmt (Schritt S131). Wie in 9 gezeigt,
sind in dem Bestimmungskennfeld eines zweiten zusammengesetzten
Werts MP2 die Linearbewegungsposition (X) und der zweite zusammengesetzte
Lenkreaktionskraftwert (Hc2) derart gespeichert, dass sie einander
entsprechen. Das Bestimmungskennfeld eines zweiten zusammengesetzten
Werts MP2 ist derart eingestellt, dass der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert
(Hc2) proportional zu der Variation der Linearbewegungsposition
(X) um den Nullpunkt der Linearbewegungsposition (X) herum, d. h. um
die neutrale Position des Lenkrads 11 und der lenkbaren
Räder 50 herum,
variiert, der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert (Hc2)
aber auf einem vorbestimmten Höchstwert
beibehalten wird, welcher etwas größer ist, als ein Lenkdrehmomentumwandlungswert
(Tf2) der mechanischen Übertragungsreibkraft
(f2), wenn der Absolutwert der Linearbewegungsposition (X) größer als
ein vorbestimmter Wert wird.
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Eine
Sollwerterzeugungsverarbeitung (Schritt S14, welcher eine Sollwerterzeugungseinrichtung
bildet) wird nach Vervollständigung
der Bestimmungsverarbeitung eines zweiten zusammengesetzten Werts
(Schritt S13) ausgeführt,
wie in 4 gezeigt. Somit wird, wie in 10 gezeigt
ist und durch den folgenden Ausdruck (2) dargestellt ist, ein Lenkreaktionskraftsollwert
(H) als die Summe eines Produktes des ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc1), der mit einer ersten Verstärkung (G1) multipliziert wird,
und eines anderen Produkts des zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc2), der mit einer zweiten Verstärkung (G2) multipliziert ist,
berechnet (Schritt S141). H = G1·Hc1 +
G2·Hc2 (2)
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Speziell
wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
da eine Einstellung vorgenommen wird, so dass G1 = G2 = 1 gilt,
der Lenkreaktionskraftsollwert ((H) einfach als die Summe des ersten zusammengesetzten
Lenkreaktionskraftwerts (Hc1) und des zweiten zusammengesetzten
Lenkreaktionskraftwerts (Hc2) berechnet. Nach Vervollständigung
der Sollwerterzeugungsverarbeitung (Schritt S14) wird der Lenkreaktionskraftsollwert
(H) an die Reaktionskraftmotoransteuerschaltung 42 ausgegeben
(Schritt S15), wie in 4 gezeigt. Somit legt die Reaktionskraftmotoransteuerschaltung 42 (vgl. 1)
an den Reaktionskraftmotor 31 einen Ansteuerstrom (Ia)
entsprechend dem Lenkreaktionskraftsollwert (H) an, wodurch eine
geeignete Lenkreaktionskraft auf das Lenkrad 11 aufgebracht
wird. Weiterhin führt
die Reaktionskraftmotoransteuerschaltung 42 eine Regelung
durch, so dass das Drehmoment (T), das durch den Drehmomentsensor 33 erfasst
wird, mit dem Lenkreaktionskraftsollwert (H) in Übereinstimmung kommt.
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Die
Beschreibung bezüglich
des Steuerprogramms PG1 ist wie vorstehend erwähnt. Es sei angemerkt, dass
durch Ausführung des
Steuerprogramms PG1 das vorliegende Ausführungsbeispiel derart arbeitet,
als wenn es ein Steuersystem bildet, dessen Funktionsblockdiagramm
in 11 gezeigt ist. Deshalb ist das System 10,
das speziell mit Bezug auf 1 bis 10 beschrieben
wurde, das gleiche oder äquivalent
zu dem in 11 gezeigten Steuersystem und
kann in der Form einer Sammlung von fest verdrahteten Funktionskomponenten,
wie in 11 gezeigt, gebildet werden.
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Als
Nächstes
wird eine Beschreibung bezüglich
der Wirkungen der vorliegenden Erfindung vorgenommen. bei dem Steer-By-Wire-Lenksystem 10 in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
wie bei dem Lenksystem für
die herkömmlichen
Fahrzeuge, wird dem Lenkrad 11 eine Lenkreaktionskraft
gegeben, die die Straßenreaktionskraft
widerspiegelt, welche von dem ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert
(Hc1) abgeleitet wird, der basierend auf dem Straßenreaktionskraftfolgerungswert
(W2) bestimmt wird. Andererseits, wie in 9 gezeigt,
ist der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert (Hc2), der
in Abhängigkeit
der Linearbewegungsposition (X) der zwischenlenkbaren Radwelle 16 bestimmt
wird, "0", wenn die Linearbewegungsposition
(X) in der neutralen Position ist, d. h., wenn das Lenkrad 11 und
die lenkbaren Räder 50 in
der neutralen Position sind. Der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert
(Hc2) erhöht
sich proportional mit der Bewegungsentfernung der Linearbewegungsposition
(X) weg von der neutralen Position, wenn die Linearbewegungsposition
(X) um die neutrale Position herum liegt, und wird auf einem vorbestimmten
Höchstwert
gehalten, welcher leicht größer ist,
als der Lenkdrehmomentumwandlungswert (Tf2) der mechanischen Übertragungsreibkraft
(f2), wenn der Absolutwert der Linearbewegungsposition (X) größer als
der vorbestimmte Wert ist. Deshalb kann die mechanische Übertragungsreibkraft
(f2) des Kugelumlaufspindelmechanismus 24 oder dergleichen durch
den eliminiert werden, der von dem zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert
(Hc2) abgeleitet wird, so dass eine gute Rückführung des Lenkrades 11 realisiert
werden kann.
-
Wie
vorstehend beschrieben, kann gemäß dem Steer-By-Wire-Lenksystem 10 in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Lenkreaktionskraft desselben Niveaus, wie dem in dem Lenksystem
für die herkömmlichen
Fahrzeuge basierend auf dem ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert
(Hc1), der basierend auf dem Straßenreaktionskraftfolgerungswert
(W2) bestimmt wird, gegeben werden. Gleichzeitig kann eine gute
Rückführung des
Lenkrades 11 durch Eliminieren der mechanischen Übertragungsreibkraft
(f2) des Spindelumlaufmechanismus 24 oder dergleichen durch
den realisiert werden, der von dem zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert
(Hc2) abgeleitet wird, welcher in Abhängigkeit eines Substitutionswerts
(die Linearbewegungsposition (X)) für die Lenkposition bestimmt
wird und welcher ein konstanter Wert wird, wenn der Absolutwert
der Linearbewegungsposition (X) größer als der vorbestimmte Wert
wird, ohne das Lenkgefühl,
welches auf dem gleichen Niveau ist, wie das bei dem Lenksystem
für die
herkömmlichen
Fahrzeuge und welches aus dem ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert
(Hc1) abgeleitet wird, zu verlieren.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
12 bis 17 zeigen
das zweite Ausführungsbeispiel,
welches sich von dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel im Aufbau der Bestimmungsverarbeitung
eines zweiten zusammengesetzten Werts (Schritt S200) und eine Sollwerterzeugungsverarbeitung
(Schritt S300) unterscheidet. Nachstehend wird eine Beschreibung
nur bezüglich der
von dem ersten Ausführungsbeispiel
unterschiedlichen Aufbauten beschrieben.
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Wie
in 12 gezeigt, wenn die Bestimmungsverarbeitung eines
zweiten zusammengesetzten Werts (Schritt S200) in dem zweiten Ausführungsbeispiel
ausgeführt
wird, wird ein erster Koeffizient (Kv) aus der Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) durch Bezugnahme auf ein Bestimmungskennfeld eines ersten Koeffizienten
MP4 (vgl. 13) bestimmt. Dann wird ein
zweiter Koeffizient (Dv) aus der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) durch
Bezugnahme auf ein Bestimmungskennfeld eines zweiten Koeffizienten MP5
(vgl. 14) bestimmt.
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Das
Bestimmungskennfeld eines ersten Koeffizienten MP4 ist derart eingestellt,
dass sich der erste Koeffizient (Kv) erhöht, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) erhöht,
wie in 13 gezeigt. Ähnlich ist das Bestimmungskennfeld
eines zweiten Koeffizienten MP5 derart eingestellt, dass sich der
zweite Koeffizient (Dv) ebenso erhöht, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) erhöht,
wie in 14 gezeigt. Dann, wie durch
folgenden Ausdruck (3) dargestellt ist, wird der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert
(Hc2) als die Summe eines Produktes des Lenkwinkels (θ1) des Lenkrads 11 multipliziert
mit dem ersten Koeffizienten (Kv) und eines anderen Produktes eines
zeitdifferenzierten Werts (ω)
des Lenkwinkels (θ1)
multipliziert mit dem zweiten Koeffizienten (Dv) berechnet (Schritt
S203). Hc2 = Kv·θ1 + Dv·ω (3)
-
Weiterhin
wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
wenn die Sollwerterzeugungsverarbeitung (Schritt S300) ausgeführt wird,
wie in 15 gezeigt, eine erste Verstärkung (G1)
aus einer vertikalen Beschleunigung (d. h. die Beschleunigung in
die vertikale Richtung) (Ah) des Fahrzeugs durch Bezugnahme auf
ein Verstärkungsbestimmungskennfeld MP6
(vgl. 16) bestimmt (Schritt S301).
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die vertikale Beschleunigung (Ah) des Fahrzeugs tatsächlich durch
einen (nicht gezeigten) Beschleunigungsaufnehmer gemessen, der an
dem Fahrzeug bereitgestellt ist, und in die Steuereinheit 40 aufgenommen.
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Dann
wird eine zweite Verstärkung
(G2 = 1 – G1)
durch Subtrahieren der ersten Verstärkung (G1) von einer Konstanten "1" berechnet (Schritt S302). Danach wird,
wie durch den folgenden Ausdruck (4) dargestellt ist, der Lenkreaktionskraftsollwert
(H) durch die Summe eines Produktes des ersten zusammengesetzten
Lenkreaktionskraftwerts (Hc1) multipliziert mit der ersten Verstärkung (G1)
und eines anderen Produkts des zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc2) multipliziert mit der zweiten Verstärkung (G2) berechnet (Schritt S303). H = G1·Hc1
+ G2·Hc2 (4)
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Die
Unterschiede des vorliegenden Ausführungsbeispiels von dem vorhergehenden
ersten Ausführungsbeispiel
sind wie vorstehend erwähnt.
Es sei angemerkt, dass durch Ausführen der in 12 und 15 gezeigten
Steuerprogramme das vorliegende Ausführungsbeispiel derart arbeitet,
als wenn es ein Steuersystem bildet, dessen Funktionsblockdiagramme
in 17 gezeigt sind. Deshalb sind das System 10,
welches von dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel modifiziert
ist, um die in 12 gezeigte Bestimmungsverarbeitung
eines zweiten zusammengesetzten Werts und die in 15 gezeigte Sollwerterzeugungsverarbeitung
auszuführen,
das gleiche, oder äquivalent
zu dem in 17 gezeigten Steuersystem und
kann in der Form einer Sammlung von fest verdrahteten Funktionskomponenten,
wie in 17 gezeigt, gebildet werden.
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Als
Nächstes
wird eine Beschreibung bezüglich
der Wirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels
vorgenommen. Bei dem Steer-By-Wire-Lenksystem 10 in dem
zweiten Ausführungsbeispiel
kann das Lenkgefühl
durch angemessenes Verändern
der Gewichtungen des ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc1) und des zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc2) beim Erzeugen des Lenkreaktionskraftsollwerts (H) aus dem
ersten zusammengesetzten lenkreaktionskraftwert (Hc1) und dem zweiten
zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc2) angepasst werden.
Genauer, wenn z. B. die vertikale Beschleunigung (Ah) des Fahrzeugs
groß ist,
wie in dem Fall eines Fahrens auf einer ungepflasterten oder verschmutzten Straße, wird
die erste Verstärkung
(G1) verkleinert, um die Gewichtung der ersten Verstärkung (G1)
auf den ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc1) (der
Wert, der in Abhängigkeit
von dem Straßenreaktionskraftfolgerungswert
(W2) bestimmt ist), welcher den Lenkreaktionskraftsollwert (H) steuert,
zu verkleinern. Als ein Ergebnis wird es eingeschränkt, dass
Vibrationen, die durch Unebenheiten auf der ungepflasterten Straße entstanden
sind, in dem Lenkreaktionskraftsollwert (H) widergespiegelt werden,
und es wird erreicht, dass die Vibrationen kaum an den Fahrer über das
Lenkrad 11 weitergegeben werden, so dass es möglich ist,
ein angenehmes Lenkgefühl
bereitzustellen.
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Weiterhin
ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel
der zeitdifferenzierte Wert (ω)
des Lenkwinkels (θ1)
in dem zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc2) enthalten
und dies stellt einen Dämpfungseffekt
bereit, um die elastische Bewegung des Lenkrads 11 zu unterdrücken, so
dass dem Lenkgefühl
eine Stabilität
gegeben werden kann.
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Zusätzlich sind
der erste und zweite Koeffizient (Kv, Dv), welche sich bei einer
Erhöhung
der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) erhöhen, in dem zweiten zusammengesetzten
Lenkreaktionskraftwert (Hc2) enthalten, und dies führt dazu,
dass der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert (Hc2) auch
in Abhängigkeit
der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) variiert. Das heißt, nicht
nur der erste zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert (Hc1), sondern
auch der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert (Hc2) variiert
in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit (V). Somit kann bei jeder Fahrzeuggeschwindigkeit
die Erhöhung
von einem der zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerte (Hc1 oder Hc2)
durch den anderen zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc2
oder Hc1) angemessen kompensiert werden, auch wenn das Verhältnis der
Gewichtungsverstärkungen
(G1, G2) für
den ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc1) und den
zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc2) in Abhängigkeit
des Zustandes der Straßenoberfläche geändert wird,
so dass eine bessere Anpassung für
das Lenkgefühl
vorgenommen werden kann.
-
(Andere Ausführungsbeispiele)
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele
begrenzt. Zum Beispiel sind auch nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiele
ebenso innerhalb dem technologischen Umfang der vorliegenden Erfindung
enthalten.
- (1) Obwohl in dem vorhergehenden
ersten Ausführungsbeispiel
der Straßenreaktionskraftfolgerungswert
(W2) basierend auf einer Positionsabweichung der zwischenlenkbaren
Radwelle 16 von der neutralen Position oder dergleichen
erfasst wird, kann alternativ ein Straßenreaktionskraftkompensationswert
(W3 ≌ W)
durch die Berechnung von W3 = W2 + f3 unter Verwendung eines Werts,
der eine Reibkraft darstellt (f3 ≌ f2), welcher experimentell
aus gemessenen Ergebnissen der mechanischen Übertragungsreibung innerhalb
des Kugelspindelumlaufmechanismus 24 oder dergleichen erhalten
werden kann, erfasst werden. Weiterhin kann die Straßenreaktionskraft
(W) direkt durch die Verwendung eines Achsenkraftsensors, welcher
an der zwischenlenkbaren Radwelle 16 angebracht ist, erfasst werden.
Des Weiteren kann die Straßenreaktionskraft
(W) durch ein anderes Verfahren erfasst werden, welches einen Störungsermittler
verwendet, wie es z. B. in dem vorstehend erwähnten Patentdokument 3, Paragraphen
0046 bis 0057 beschrieben ist. Alternativ kann der Ansteuerstrom (Ib),
der an den in 1 gezeigten Lenkmotor 19 angelegt
wird, als ein alternativer Wert für die Straßenreaktionskraft (W) verwendet
werden. In diesem Fall kann der erste zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert
(Hc1) aus dem Ansteuerstrom (Ib) zu dem Lenkmotor 19 durch
Bezugnahme auf ein vorbestimmtes (nicht gezeigtes) Kennfeld bestimmt
werden.
- (2) Anstelle des Kugelumlaufspindelmechanismus 24 in
dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel
kann ein Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus verwendet werden, um die Ausgabedrehung
des Lenkmotors 19 in eine Lenkbewegung der lenkbaren Räder 50 umzuwandeln.
- (3) Obwohl in dem vorhergehenden zweiten Ausführungsbeispiel
der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert (Hc2) aus dem
Lenkwinkel (θ1)
des Lenkrads 11 und dem zeitdifferenzierten Wert (ω) des Lenkwinkels
(θ1) berechnet
wird, wie es durch den vorstehend erwähnten Ausdruck (3) dargestellt
wird, kann ein alternativer Aufbau vorgenommen werden, der den zweiten
zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc2) aus der Linearbewegungsposition
(X) der zwischenlenkbaren Radwelle 16, dem zeitdifferenzierten Wert
(dX/dt) der Linearbewegungsposition (X) und vorbestimmten Skalierungsumwandlungskoeffizienten
(q1, q2), berechnet, wie es durch den folgenden Ausdruck (5) dargestellt
ist. Weiterhin kann der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert
(Hc2) aus dem Lenkwinkel (θ1),
dem zeitdifferenzierten Wert (dX/dt) der Linearbewegungsposition
(X) und einem vorbestimmten Skalierungsumwandlungskoeffizienten
(q2) berechnet werden, wie es durch den folgenden Ausdruck (6) dargestellt
ist. Des Weiteren kann der zweite zusammengesetzte Lenkreaktionskraftwert
(Hc2) aus der Linearbewegungsposition (X), dem zeitdifferenzierten
Wert (ω)
des Lenkwinkels (θ1)
und einem vorbestimmten Skalierungsumwandlungskoeffizienten (q1)
berechnet werden, wie es durch den folgenden Ausdruck (7) dargestellt
ist. Hc2 = Kv·q1·X + Dv·q2·(dX/dt) (5) Hc2 = Kv·θ1 + Dv·q2·(dX/dt) (6) Hc2 = Kv·q1·X + Dv·ω (7)
- (4) Obwohl in dem vorhergehenden zweiten Ausführungsbeispiel
die erste Verstärkung
(G1) in Abhängigkeit
der vertikalen Beschleunigung (Ah) des Fahrzeugs bestimmt wird,
kann ein Aufbau vorgenommen werden, dass die erste Verstärkung (G1)
in Abhängigkeit
der Bewegung einer Federung des Fahrzeugs bestimmt wird.
- (5) Obwohl in dem vorhergehenden zweiten Ausführungsbeispiel
die erste Verstärkung
(G1) derart eingestellt ist, dass sie kleiner wird, wenn sich die vertikale
Beschleunigung (Ah) des Fahrzeugs erhöht, wird die erste Verstärkung (G1)
derart eingestellt, dass sie größer wird,
wenn sich die vertikale Beschleunigung (Ah) des Fahrzeugs erhöht. Mit diesem
Aufbau, da die Gewichtung des ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc1: der Wert, der in Abhängigkeit
der Straßenreaktionskraft
bestimmt wird), welcher den Lenkreaktionskraftsollwert (H) steuert,
während
des Fahrens auf einer sehr unebenen Straße groß wird, kann es realisiert
werden, Informationen, die sich auf Unebenheiten beziehen, an den
Fahrer über
das Lenkrad 11 zu übertragen.
- (6) Obwohl in dem vorhergehenden zweiten Ausführungsbeispiel
die erste Verstärkung
(G1) in Abhängigkeit
der vertikalen Beschleunigung (Ah) des Fahrzeugs bestimmt wird,
kann ein Aufbau vorgenommen werden, dass ein wie in 18 gezeigtes
Kennfeld zum Bestimmen der Korrelation der Beschleunigung (Ah) mit
der ersten Verstärkung
(G1) mit Bezug auf jede von verschiedenen Frequenzen (f) der Vibrationen
in der vertikalen Richtung bereitgestellt ist, so dass die erste
Verstärkung
(G1) in Abhängigkeit
von sowohl der Frequenz (f) als auch der Beschleunigung (Ah) bestimmt
werden kann.
-
Schließlich werden
verschiedene Merkmale und viele der dazugehörigen Vorteile in den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen
wie folgt zusammengefasst.
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In
dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel,
das typischerweise in 1 und 4 bis 10 gezeigt
ist, wird der Lenkreaktionskraftsollwert (H) aus sowohl dem ersten
zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc1), der in Abhängigkeit von
der Straßenreaktionskraft
(W) bestimmt ist, und dem zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert
(Hc2), der in Abhängigkeit
von der Lenkposition (X) des Lenkrads 11 oder der lenkbaren
Räder 50 bestimmt
ist, erzeugt, wobei die Werte (Hc1, Hc2) durch die entsprechenden
Gewichtungsverstärkungen
(G1, G2) gewichtet sind. Somit, da die Lenkreaktionskraft, die direkt
der Straßenreaktionskraft
(W) entspricht, gegeben wird, nachdem sie durch die Gewichtungsverstärkung (G1)
gewichtet wird, ist es möglich,
dem Fahrer Informationen über
den Zustand der Straßenoberfläche, die
durch die Straßenreaktionskraft
(W) dargestellt sind, zu übertragen
und das Lenkrad 11 durch die Funktion des zweiten zusammengesetzten
Lenkreaktionskraftwerts (Hc2) ohne eines Erleidens des Einflusses
von Reibung zurückzuführen. Weiterhin,
da die Informationen über den
Zustand der Straßenoberfläche, die
durch die Straßenreaktionskraft
(W) dargestellt wird, durch die Verstärkung (G1) bezüglich der
zu übertragenden Menge
einstellbar ist, kann es leicht realisiert werden, die Verstärkung (G1)
zu vergrößern, wenn
es erwünscht
ist, dass die zu übertragende
Menge erhöht wird,
oder die Verstärkung
(G1) zu verkleinern, wenn es erwünscht
ist, dass die zu übertragende
Menge kleiner wird, um das Lenkrad 11 bezüglich der
Straßenoberfläche unempfindlich
zu machen.
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Ebenso
ist in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel, das typischerweise
in 10 gezeigt ist, der Lenkreaktionskraftsollwert
(H) derart zusammengesetzt, um eine Hauptkomponente der Lenkreaktionskraft
zu nehmen, welche direkt der Straßenreaktionskraft (W) entspricht,
die durch den ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc1)
dargestellt ist, und den zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert
(Hc2) dazu zu bringen, die Rolle eines Gebens der minimalen Lenkreaktionskraft
zu spielen, die notwendig ist, um ein sanftes Rückführen des Lenkrades 11 durchzuführen. Somit
kann es realisiert werden, das Lenkgefühl des gleichen Niveaus wie
das in den herkömmlichen Fahrzeugen
zu erhalten, wobei die Lenkreaktionskraft, die direkt der Straßenreaktionskraft
(W) entspricht, als die Hauptkomponente genommen wird, wobei das
gute Rückführen des
Lenkrades 11 sichergestellt wird.
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Ebenso
kann es in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel, das typischerweise
in 10 gezeigt ist, realisiert werden, einen Aufbau vorzunehmen,
dass das Verhältnis
beim Gewichten der Verstärkungen
(G1, G2) des ersten und zweiten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc1, Hc2) in Abhängigkeit
des Verhaltens des Fahrzeugs oder des Zustandes der Straßenoberfläche angemessen
verändert
werden kann.
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In
dem vorhergehenden zweiten Ausführungsbeispiel,
das typischerweise in 15 und 16 gezeigt
ist, wird die erste Verstärkung
(G1) verkleinert, wenn die vertikale Beschleunigung (Ah) des Fahrzeugs
oder die Bewegung der Federung groß wird, und dies ergibt ein
Vermindern der Gewichtung des ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwerts
(Hc1) (der Wert, der in Abhängigkeit der
Straßenreaktionskraft
(W) bestimmt wird) des Lenkreaktionskraftsollwerts (H). Somit wird
die durch die Unebenheiten auf der Straßenoberfläche verursachte Vibration unterdrückt, um
nicht in dem Lenkreaktionskraftsollwert (H) widergespiegelt zu werden, und
wird kaum an den Fahrer über
das Lenkrad 11 übertragen,
so dass es realisiert werden kann, dem Fahrer ein angenehmes Lenkgefühl zu geben.
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Ebenso
ist es in dem vorhergehenden zweiten Ausführungsbeispiel möglich, die
erste Verstärkung
(G1) zu vergrößern, wenn
die vertikale Beschleunigung (Ah) des Fahrzeugs oder die Bewegung
der Federung groß wird,
wobei in diesem modifizierten Fall die Gewichtung des ersten zusammengesetzten
Lenkreaktionskraftwerts (Hc1) (der Wert, der in Abhängigkeit
der Straßenreaktionskraft
(W) bestimmt ist) des Lenkreaktionskraftsollwerts (H) vergrößert wird.
Somit kann es realisiert werden, die Informationen über die
Unebenheiten der Straßenoberfläche an den
Fahrer über
das Lenkrad 11 zu übertragen.
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Ebenso
kann in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
die Lenkpositionserfassungseinrichtung zum Erfassen der Lenkposition
als die Einrichtungen 32 oder 25 zum Erfassen
des Lenkwinkels (θ1)
des Lenkrads 11 oder der lenkbaren Räder 50 als die Lenkposition
genommen werden oder kann als die Einrichtung zum Erfassen der Linearbewegungsposition
(X) der zwischenlenkbaren Radwelle 16, welche zwischen
dem Paar von lenkbaren Rädern 50 liegt,
als die Lenkposition genommen werden.
-
Ebenso
wird es in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen möglich, durch
Verwenden der Lenkposition (X) und des zeitdifferenzierten Werts (dX/dt)
der Lenkposition (X) oder durch Verwenden der Lenkposition (X) und
der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), oder durch Verwenden der Lenkposition
(X), des zeitdifferenzierten Werts (dX/dt) der Lenkposition (X)
und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), den zweiten zusammengesetzten
Lenkreaktionskraftwert in Abhängigkeit
von nicht nur der Lenkposition (X) sondern auch dem Zustand einer
Lenkbewegung durch den Fahrer oder dem Fahrzustand des Fahrzeugs fein
einzustellen. Wenn eine Lenkreaktionskomponente (G1·Hc1),
die auf dem ersten zusammengesetzten Lenkreaktionskraftwert (Hc1)
beruht, durch die Anpassung der Verstärkung (G1) unterdrückt wird,
um klein zu sein, kann es realisiert werden, dem Fahrer eine angemessene
Lenkreaktionskraft zu geben.
-
Offensichtlich
sind viele weitere Modifikationen und Variationen der vorliegenden
Erfindung angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Es ist deshalb zu verstehen,
dass innerhalb dem Umfang der beigefügten Ansprüche die vorliegende Erfindung
anders als speziell hierin beschrieben umgesetzt werden kann.