DE60201478T2 - Steuersystem für Steer-by-wire-Lenkung mit einer Betriebsfunktion zur Aktualisierung der Ruheposition eines Betriebselementes - Google Patents

Steuersystem für Steer-by-wire-Lenkung mit einer Betriebsfunktion zur Aktualisierung der Ruheposition eines Betriebselementes Download PDF

Info

Publication number
DE60201478T2
DE60201478T2 DE60201478T DE60201478T DE60201478T2 DE 60201478 T2 DE60201478 T2 DE 60201478T2 DE 60201478 T DE60201478 T DE 60201478T DE 60201478 T DE60201478 T DE 60201478T DE 60201478 T2 DE60201478 T2 DE 60201478T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actuator
controller
steering
actuating element
steering wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE60201478T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60201478D1 (de
Inventor
Hironori Ota-ku Kato
Yoshio Ota-ku Sanpei
Noriyuki Ota-ku Fukushima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE60201478D1 publication Critical patent/DE60201478D1/de
Publication of DE60201478T2 publication Critical patent/DE60201478T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/005Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
    • B62D5/006Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback power actuated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B62D15/0245Means or methods for determination of the central position of the steering system, e.g. straight ahead position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2, wie z.B. eine in ein Fahrzeug eingebaute Steer-by-wire-Lenkvorrichtung. Ein bekanntes System dieses Typs ist aus der US-A-6,097,286 bekannt.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 wird im Folgenden ein Beispiel einer herkömmlichen Steer-by-wire-Lenkvorrichtung beschrieben. 5 veranschaulicht die Konstruktion einer herkömmlichen Steer-by-wire-Lenkvorrichtung, und 6 zeigt eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Relation zwischen einer auf den Reifen aufgebrachten externen Kraft und einer auf das Lenkrad ausgeübten Reaktionskraft.
  • Wie in 5 gezeigt ist, weist diese Steer-by-wire-Lenkvorrichtung Folgendes auf: Ein Lenkrad 1 als Betätigungselement; einen Betätigungswinkelsensor 2, der den Betätigungszustand des Lenkrads 1 erfasst; einen Betätigungselement-Aktuator 3 als Kraftrückkopplungs-Aktuator, der eine externe Kraft für eine Kraftrückkopplung auf das Lenkrad 1 ausübt; einen Reifen-Reaktionskraftsensor 5 zum Erfassen der Reaktionskraft von einer Straßenoberfläche, die auf ein Lenksystem 4 eines Fahrzeugs als betätigte Vorrichtung wirkt; einen Lenk-Aktuator 6 als Aktuator zum antriebsmäßigen Bewegen der betätigten Vorrichtung, die eine externe Kraft für das Lenken auf das Lenksystem 4 ausübt; eine erste Steuerung 7 (CPU), die Ausgangssignale a und f von dem Betätigungswinkelsensor 2 bzw. dem Lenksystem 4 erhält und den Betätigungselement-Aktuator 3 steuert; sowie eine zweite Steuerung 9, die ein Ausgangs signal von dem Reifen-Reaktionskraftsensor 5 sowie ein Signal b für die Information über den Betriebszustand des Lenkrads 1 erhält und den Betrieb des Lenk-Aktuators 6 steuert.
  • Das Lenkrad 1 ist derart ausgebildet, dass es sich im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn drehen lässt. Das Lenksystem 4 des Fahrzeugs ist derart ausgebildet, dass es die Reifen 8 nach rechts und nach links um den gleichen Betrag ausgehend von der Ausgangsstellung des Systems bewegen kann. Die Ausgangsstellung für das Lenkrad 1 für eine Kraftrückkopplungs-Steuerung ist in Bezug auf die Ausgangsstellung des Lenksystems 4 des Fahrzeugs derart eingestellt, dass das Fahrzeug auf einer ebenen Straßenoberfläche geradeaus laufen kann.
  • Wenn der Fahrer das Lenkrad 1 während der Fahrt im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn dreht, werden die Betätigungsrichtung und der Betätigungswinkel des Lenkrads durch den Betätigungswinkelsensor 2 erfasst, wobei dieser wiederum ein Lenksignal a in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung und dem Betätigungswinkel des Lenkrads 1 abgibt. Die erste Steuerung 7 erhält dieses Lenksignal a und erzeugt daraus ein Informationssignal b zum Anzeigen des Betätigungszustands des Lenkrads 1, der von dem Signal a abhängt, und gibt dieses ab. Dieses Informationssignal b veranlasst den Lenk-Aktuator 6 zum Bewegen des Lenksystems 4 des Fahrzeugs in seitlicher Richtung, und zwar in der der Betätigungsrichtung des Lenkrads 1 entsprechenden Richtung um den Rotationswinkel, der dem Betätigungswinkel des Lenkrads 1 entspricht, so dass das Fahrzeug eine Kurve nach links oder nach rechts fährt.
  • Bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs wirkt eine Reaktionskraft (Kurvenfahrtkraft) von der Straßenoberfläche, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel sowie anderen Faktoren abhängig ist, auf die Reifen 8, und der Reifen-Reaktionskraftsensor 5 gibt ein Reifen-Reaktionskraft-Detektionssignal c ab, das von der Reaktionskraft abhängig ist. Die zweite Steuerung 9 erhält das Reifen-Reaktionskraft-Detektionssignal c und gibt ein Steuersignal f ab. Die erste Steuerung 7 erhält das Steuersignal f und erzeugt ein von dem Signal f abhängiges Antriebssignal d für den Betätigungselement-Aktuator 3 und gibt dieses Signal ab. Dieses Antriebssignal b verursacht eine antriebsmäßige Bewegung des Betätigungselement-Aktuators 3, wobei in der in 6 dargestellten Weise eine externe Kraft proportional zu der auf die Reifen 8 wirkenden Reaktionskraft auf das Lenkrad 1 ausgeübt wird. Auf diese Weise kann der Fahrer eine gewisse Art eines Fahrgefühls erhalten, wenn er ein Fahrzeug mit einer mechanischen Lenkvorrichtung fährt.
  • Im Verlauf der Zeit kann jedoch die Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung in Bezug auf die Ausgangsstellung des in das Fahrzeug eingebauten Lenksystems 4 aufgrund unregelmäßigen Reifenverschleißes oder unregelmäßigen Verschleißes einer mechanischen Komponente des Lenksystems in Fehlausrichtung gelangen.
  • Wenn aus irgendeinem Grund die Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung von der Ausgangsstellung des in das Fahrzeug eingebauten Lenksystems 4 abweicht, würde das Fahrzeug bei Anordnung des Lenkrads 1 in seiner Ausgangsstellung eine Kurve in der zu dieser Abweichung entgegengesetzten Richtung fahren; wenn dagegen das Lenkrad 1 derart betätigt wird, dass dies dem Fahrzustand des Fahrzeugs entspricht, würde sich das Lenkrad 1 außerhalb von seiner Ausgangsstellung bzw. auf der Seite der Abweichung, befinden, so dass sich das Fahrgefühl verschlechtern würde und auch bei Drehung des Lenkrads 1 um den gleichen Rotationswinkel im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn das Fahrzeug nicht um den gleichen Rotationswinkel im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn eine Kurve bzw. einen Bogen fahren würde, wodurch die Fahrsicherheit und die Betätigbarkeit des Fahrzeugs beeinträchtigt werden.
  • Der herkömmliche Typ der Steer-by-wire-Lenkvorrichtung besitzt keine Einrichtung zum automatischen Kompensieren einer Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung und der Ausgangsstellung des Lenksystems 4, und aus diesem Grund kann sie das vorstehend geschilderte Problem nicht verhindern.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystems mit hoher Funktionsfähigkeit und hoher Lebensdauer, das eine Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Lenkrads für die Kraftrückkopplungs-Steuerung und der Ausgangsstellung des in das Fahrzeug eingebauten Lenksystems automatisch kompensiert.
  • Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung durch ein Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
  • Bei einer Steer-by-wire-Lenkvorrichtung z.B. wird das Lenkrad in Bezug auf die Ausgangsstellung des Lenksystems (betätigte Vorrichtung) unabhängig von der Ausgangsstellung des Lenkrads (Betätigungselement) für die Kraftrückkopplungs-Steuerung betätigt, um das Fahrzeug entlang einer gewünschten Bahn fahren zu lassen. Mit anderen Worten, wenn aus irgendeinem Grund eine Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Lenkrads für die Kraftrückkopplungs-Steuerung und der Ausgangsstellung des Lenksystems vorhanden ist, steuert der Fahrer bei seinem Versuch, das Fahrzeug entlang einer gewünschten Bahn fahren zu lassen, das Lenkrad in Bezug auf eine von dessen Ausgangsstellung abweichende Position anstatt in Bezug auf die Ausgangsstellung des Lenkrads. Ferner wird während der Fahrt, bei der das Lenkrad wiederholt im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, der Lenkrad-Betätigungswinkel, der der Ausgangsstellung des Lenksystems entspricht, am häufigsten verwendet, wobei er um so weniger häufig verwendet wird, je großer der Lenkrad-Betätigungswinkel ist.
  • Da die Steuerung somit wiederholt Häufigkeiten von Signalen berechnet, die von dem Lenkrad-Betätigungswinkelsensor abgegeben werden, um Information über die aktuelle tatsächliche Ausgangsstellung des Lenkrads zu erhalten, wird der Lenkrad-Betätigungswinkel (Position), in der das Signal am häufigsten abgegeben wird, in der Steuerung wieder als neue Ausgangsstellung des Lenkrads gespeichert, um die Lenkrad-Ausgangsstellung für die Kraftrück kopplungs-Steuerung mit der Ausgangsstellung des Lenksystems in Übereinstimmung zu bringen. Sobald die beiden Ausgangsstellungen in Übereinstimmung gebracht sind, kann die Betätigung des Betätigungselement-Aktuators (Kraftrückkopplungs-Aktuator) in Bezug auf die neue Ausgangsstellung gesteuert werden. Als Ergebnis hiervon ist es möglich, eine Beeinträchtigung des Fahrgefühls des Fahrzeugs oder eine Verschlechterung in der Fahrsicherheit des Fahrzeugs aufgrund einer Diskrepanz zwischen der Lenkrad-Ausgangsstellung und der Lenksystem-Ausgangsstellung zu verhindern.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung aktualisiert die Steuerung vorzugsweise die in der Steuerung gespeicherte Betätigungselement-Ausgangsstellung, wenn eine Differenz zwischen der in der Steuerung gespeicherten Betätigungselement-Ausgangsstellung und der berechneten neuen Ausgangsstellung einen vorbestimmten Wert erreicht.
  • Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Bedienbarkeit und die Fahrsicherheit verbessert werden, da die Ausgangsstellung des Betätigungselements aktualisiert wird, bevor der Fahrer eine Verschlechterung in der Bedienbarkeit des Fahrzeugs zu spüren beginnt.
  • Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe wird gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem geschaffen, das die Merkmale des Anspruchs 2 aufweist.
  • Ein Vorteil dieser Anordnung wird im Folgenden unter Verwendung einer Steer-by-wire-Lenkvorrichtung als Beispiel beschrieben. Wie bereits erwähnt wurde, wirkt bei der Fahrt eines Fahrzeugs eine Reaktionskraft von der Straßenoberfläche, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel sowie weiteren Faktoren abhängig ist, auf die Reifen. Die auf jeden Reifen wirkende Reaktionskraft ist am geringsten, wenn das Fahrzeug geradeaus läuft, d.h. wenn sich das Lenksystem (betätigte Vorrichtung) des Fahrzeugs in seiner Ausgangsstellung befindet, und nimmt mit steigendem Drehwinkel des Lenksystems zu. Die Steuerung kann somit die Ausgangsstellung des Lenksystems aus Signalen berechnen, die sie von dem Reifen-Reaktionskraftsensor (zweiter Sensor) erhält.
  • Wie vorstehend erwähnt worden ist, wird während der Fahrt des Fahrzeugs das Lenkrad in Bezug auf die Ausgangsstellung des Lenksystems (betätigte Vorrichtung) unabhängig von der Ausgangsstellung des Lenkrads (Betätigungselement) für die Kraftrückkopplungs-Steuerung betätigt. Der Lenkrad-Betätigungswinkel (Position), der der Ausgangsstellung des Lenksystems entspricht, wird in der Steuerung als neue Ausgangsstellung des Lenkrads wieder gespeichert, so dass die Lenkrad-Ausgangsstellung mit der Lenksystem-Ausgangsstellung übereinstimmt. Als Ergebnis hiervon kann eine Verschlechterung des Fahrgefühls des Fahrzeugs oder eine Beeinträchtigung bei dessen Fahrsicherheit aufgrund einer Diskrepanz zwischen der Lenkrad-Ausgangsstellung und der Lenksystem-Ausgangsstellung verhindert werden.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung aktualisiert die erste Steuerung vorzugsweise die in der ersten Steuerung gespeicherte Betätigungselement-Ausgangsstellung, wenn eine Differenz zwischen der in der ersten Steuerung gespeicherten Ausgangsstellung des Betätigungselements und der Ausgangsstellung der betätigten Vorrichtung einen vorbestimmten Wert erreicht.
  • Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Bedienbarkeit und die Fahrsicherheit verbessert werden, da die Betätigungselement-Ausgangsstellung aktualisiert wird, bevor der Fahrer eine Verschlechterung der Bedienbarkeit des Fahrzeugs zu spüren beginnt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen ausführlicher beschrieben; darin zeigen:
  • 1 die Konstruktion eines Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Relation zwischen dem Lenkrad-Betätigungswinkel und der Lenkrad-Betätigungshäufigkeit;
  • 3 eine Darstellung der Konstruktion eines Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Relation zwischen dem Lenkwinkel des in das Fahrzeug eingebauten Lenksystems und der Reifen-Reaktionskraft;
  • 5 eine Darstellung der Konstruktion eines herkömmlichen Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystems; und
  • 6 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Relation zwischen der auf das Lenkrad ausgeübten externen Kraft und der auf den Fahrzeugreifen ausgeübten externen Kraft.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, und zwar anhand einer Steer-by-wire-Lenkvorrichtung als Beispiel. 1 zeigt die Konstruktion eines Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 2 zeigt eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Relation zwischen dem Lenkrad-Betätigungswinkel und der Lenkrad-Betätigungshäufigkeit.
  • Wie in 1 gezeigt ist, weist die Steer-by-wire-Lenkvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel die gleiche Grundkonstruktion wie die in 5 gezeigte herkömmliche Steer-by-wire-Lenkvorrichtung auf. Diese Steer- by-wire-Lenkvorrichtung umfasst: Ein Lenkrad 1 (Betätigungselement); einen Betätigungswinkelsensor 2, der den Betätigungszustand des Lenkrads 1 erfasst; einen Betätigungselement-Aktuator 3 (Kraftrückkopplungs-Aktuator), der eine externe Kraft für eine Kraftrückkopplungs-Steuerung auf das Lenkrad 1 ausübt; einen Reifen-Reaktionskraftsensor 5, der die Reaktionskraft von der Straßenoberfläche erfasst, die auf das Lenksystem 4 (betätigte Vorrichtung) des Fahrzeugs wirkt; einen Lenk-Aktuator 6 (Aktuator zum antriebsmäßigen Bewegen der betätigten Vorrichtung), der eine externe Kraft zum Lenken auf das Lenksystem 4 ausübt; eine erste Steuerung 7 (CPU), die ein Ausgangssignal a von dem Betätigungswinkelsensor 2 und ein Steuersignal f in Abhängigkeit von dem Zustand des Lenksystems 4 erhält und ein Antriebssignal d für den Betätigungselement-Aktuator 3 abgibt; sowie eine zweite Steuerung 9, die ein Signal b zum Erhalten von Information über den Betätigungszustand des Lenkrads 1 von der ersten Steuerung 7 erhält und ein Signal c von dem Reifen-Reaktionskraftsensor 5 abgibt sowie ein Antriebssignal e für den Lenk-Aktuator 6 abgibt.
  • Die erste Steuerung 7 weist Folgendes auf: Einen Ausgangsstellungsspeicher 7a, der die Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung speichert; einen Häufigkeitsberechnungsbereich 7b, der ein Lenksignal a von dem Betätigungswinkelsensor 2 erhält und den Betätigungswinkel des Lenkrads 1 in Bezug auf die in dem Ausgangsstellungsspeicher 7a gespeicherte Ausgangsstellungsinformation sowie die Häufigkeit des Eingangs des Lenksignals a für jeden Betätigungswinkel berechnet; sowie einen Ausgangsstellungs-Umschreibbereich 7c, der den Betätigungswinkel des Lenkrads 1, der der größten Häufigkeit des Eingangs des Lenksignals a entspricht, als neue Ausgangsstellung des Lenkrads 1 in dem Ausgangsstellungsspeicher 7a speichert. Entsprechend einem Umschreibssignal, das von dem Ausgangsstellungs-Umschreibbereich 7c abgegeben wird, wird die in dem Ausgangsstellungsspeicher 7a gespeicherte Ausgangsstellung wiederholt umgeschrieben bzw. aktualisiert. Dieser Ausgangsstellungs-Umschreibvorgang kann in regelmäßigen Intervallen oder in unregelmäßigen Intervallen stattfinden. Wenn der Umschreibvorgang z.B. in unregelmäßigen Intervallen stattfinden soll, kann der Umschreibvorgang jedes Mal stattfinden, wenn eine Differenz zwischen der in dem Ausgangsstellungsspeicher 7a gespeicherten Ausgangsstellung und der durch den Häufigkeitsberechnungsbereich 7b berechneten aktuellen Ausgangsstellung einen vorbestimmten Wert erreicht. Die Anfangs gespeicherte Ausgangsstellung wird in Bezug auf die Ausgangsstellung des Lenksystems 4 des Fahrzeugs festgelegt, so dass das Fahrzeug auf einer ebenen Straßenoberfläche geradeaus läuft.
  • Wie in 2 gezeigt ist, wird aufgrund der wiederholten Drehbewegung des Lenkrads 1 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn während der Fahrt der Betätigungswinkel des Lenkrads 1, der der Ausgangsstellung des Lenksystems 4 entspricht, am häufigsten verwendet; je größer der Betätigungswinkel des Lenkrads 1 ist, desto weniger häufig wird dieser Betätigungswinkel verwendet. Wenn die Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung mit der Ausgangsstellung des Lenksystems 4 übereinstimmt, ist die Häufigkeit des Eingangs des Lenksignals a bei einem Betätigungswinkel von 0° am höchsten, wie dies in 2 durch die durchgezogene Linie dargestellt ist. Wenn dagegen aus irgendeinem Grund eine Diskrepanz zwischen der in dem Ausgangsstellungsspeicher 7a gespeicherten Ausgangsstellung des Lenkrads 1 und der Ausgangsstellung des Lenksystems 4 vorhanden ist, steuert der Fahrer das Lenkrad 1 in Bezug auf die Ausgangsstellung des Lenksystems 4 bei seinem Bestreben, das Fahrzeug entlang einer gewünschten Bahn fahren zu lassen. In diesem Fall weicht der am häufigsten verwendete Betätigungswinkel des Lenkrads 1 von der Ausgangsstellung des Lenkrads 1 um den Rotationswinkel ab, der der Differenz zwischen der Ausgangsstellung des Lenkrads 1 und der Ausgangsstellung des Lenksystems 4 entspricht, wie dies in 2 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist.
  • Wenn die Steuerung 7 ein von dem Betätigungswinkelsensor 7 abgegebenes Lenksignal a erhält, um Information über die tatsächliche aktuelle Ausgangsstellung des Lenkrads 1 zu erhalten, wird somit die in dem Ausgangsstellungsspeicher 7a gespeicherte Ausgangsstellung von dem Ausgangsstellungs-Umschreibbereich 7c auf die tatsächliche aktuelle Ausgangsstellung umgeschrieben, um eine Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung und der Ausgangsstellung des Lenksystems 4 zu kompensieren. Als Ergebnis hiervon stimmt das von dem Betätigungswinkelsensor 2 abgegebene Lenksignal a mit der tatsächlichen Betätigungsrichtung und dem tatsächlichen Betätigungswinkel des Lenkrads 1 überein, und auch die Signale b und d, die auf der Basis des Lenksignals a erzeugt werden, stimmen mit der tatsächlichen Betätigungsrichtung und dem tatsächlichen Betätigungswinkel des Lenkrads 1 überein. Dies bedeutet, dass der Betätigungselement-Aktuator 3 und der Lenk-Aktuator 6 in Abhängigkeit von der tatsächlichen Betätigungsrichtung und dem tatsächlichen Betätigungswinkel des Lenkrads 1 antriebsmäßig bewegt werden; als Ergebnis hiervon kann eine Verschlechterung des Fahrgefühls des Fahrzeugs oder eine Beeinträchtigung der Fahrsicherheit des Fahrzeugs aufgrund einer Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung und der Ausgangsstellung des Lenksystems 4 verhindert werden.
  • Im Folgenden wird ein Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. 3 zeigt die Konstruktion einer Steer-by-wire-Lenkvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 zeigt eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Relation zwischen dem Lenkwinkel des in das Fahrzeug eingebauten Lenksystems und der Reifenreaktionskraft.
  • Wie in 3 dargestellt ist, hat die Steer-by-wire-Lenkvorrichtung gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel die gleiche grundlegende Konstruktion wie die Steer-by-wire-Lenkvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in 1 dargestellt ist. Die vorliegende Steer-by-wire-Lenkvorrichtung weist Folgendes auf: Ein Lenkrad 1 (Betätigungselement); einen Betätigungswinkelsensor 2 (erster Sensor), der den Betätigungszustand des Lenkrads 1 erfasst; einen Betätigungselement-Aktuator 3 (Kraftrückkopplungs-Aktuator), der eine externe Kraft für die Kraftrückkopplungs-Steuerung auf das Lenkrad 1 ausübt, einen Reifen-Reaktionskraftsensor 5 (zweiter Sensor), der die Reaktionskraft von der Straßenoberfläche erfasst, die auf das Lenksystem 4 (betätigte Vorrichtung) des Fahrzeugs wirkt; einen Lenk-Aktuator 6 (Aktuator zum antriebsmäßigen Bewegen der betätigten Vorrichtung), die das Lenksystem 4 an triebsmäßig bewegt; eine erste Steuerung 7, die ein Ausgangssignal a von dem Betätigungswinkelsensor 2 und ein Steuersignal f von dem Lenksystem 4 erhält und ein Signal d zum antriebsmäßigen Bewegen des Betätigungselement-Aktuators 3 abgibt; sowie eine zweite Steuerung 9, die ein Signal b zum Liefern von Information über den Betätigungszustand des Lenkrads 1 von der ersten Steuerung 7 erhält und ein Signal c von dem Reifen-Reaktionskraftsensor 5 abgibt sowie ein Antriebssignal e für den Lenk-Aktuator 6 abgibt.
  • Die erste Steuerung 7 weist Folgendes auf: Einen Ausgangsstellungsspeicher 7a, der die Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung speichert; einen Ausgangsstellungs-Berechnungsbereich 7d, der ein Reifen-Reaktionskraft-Detektionssignal c von dem Reifen-Reaktionskraftsensor 5 (zweiter Sensor) erhält, um die Ausgangsstellung des Lenksystems 4 (betätigte Vorrichtung) des Fahrzeugs zu berechnen; sowie einen Ausgangsstellungs-Umschreibbereich 7c, der die von dem Ausgangsstellungs-Berechnungsbereich 7d berechnete Ausgangsstellung als neue Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung in dem Ausgangsstellungsspeicher 7a speichert. In Abhängigkeit von einem Umschreibssignal von dem Ausgangsstellungs-Umschreibbereich 7c wird die in dem Ausgangsstellungsspeicher 7a gespeicherte Ausgangsstellung wiederholt umgeschrieben. Dieser Umschreibvorgang der Ausgangsstellung kann in regelmäßigen Intervallen oder in unregelmäßigen Intervallen stattfinden. Die Anfangs gespeicherte Ausgangsstellung wird in Bezug auf die Ausgangsstellung des Lenksystems 4 des Fahrzeugs derart festgelegt, dass das Fahrzeug auf einer ebenen Straßenoberfläche geradeaus läuft.
  • Wie in 4 dargestellt ist, beträgt bei konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit die während der Fahrt auf die Reifen wirkende Reaktionskraft von der Straßenoberfläche Null, während das Fahrzeug geradeaus läuft, d.h. wenn sich das Lenksystem 4 des Fahrzeugs in seiner Ausgangsstellung befindet, wobei die Reaktionskraft bei steigendem Drehwinkel des Lenkrads 1 größer wird.
  • Wenn die Steuerung 7 ein Reifen-Reaktionskraft-Detektionssignal c von dem Reifen-Reaktionskraftsensor 5 (zweiter Sensor) erhält, um Information über die derzeitige aktuelle Ausgangsstellung des Lenkrads 4 zu erhalten, wird die in dem Ausgangsstellungsspeicher 7a gespeicherte Ausgangsstellung durch den Ausgangsstellungs-Umschreibbereich 7c auf die derzeitige aktuelle Ausgangsstellung umgeschrieben, um eine Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Lenkrads 1 für die Kraftrückkopplungs-Steuerung und der Ausgangsstellung des Lenkrads 4 zu kompensieren. Als Ergebnis hiervon stimmt das von dem Betätigungswinkelsensor 2 abgegebene Lenksignal a mit der tatsächlichen Betätigungsrichtung und dem tatsächlichen Betätigungswinkel des Lenkrads 1 überein, und auch die Signale b und d, die auf der Basis des Lenksignals a erzeugt werden, stimmen mit der tatsächlichen Betätigungsrichtung und dem tatsächlichen Betätigungswinkel des Lenkrads 1 überein. Dies bedeutet, dass der Betätigungselement-Aktuator 3 und der Lenk-Aktuator 6 in Abhängigkeit von der tatsächlichen Betätigungsrichtung und dem tatsächlichen Betätigungswinkel des Lenkrads 1 antriebsmäßig bewegt werden; als Ergebnis hiervon kann eine Verschlechterung des Fahrgefühls des Fahrzeugs oder eine Beeinträchtigung in der Fahrsicherheit des Fahrzeugs aufgrund einer Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Lenkrads 1 und der Ausgangsstellung des Lenksystems 4 verhindert werden.
  • Obwohl sich die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen als Beispiele mit Steer-by-wire-Lenkvorrichtungen befassen, kann ein Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur für eine Lenkvorrichtung Anwendung finden, sondern für eine beliebige Vorrichtung, in die ein Betätigungselement, das in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung betätigbar ist, sowie eine betätigte Vorrichtung integriert sind, die ausgehend von ihrer Ausgangsstellung in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung betätigt werden kann.
  • Ferner wird bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen das Lenkrad 1 als Betätigungselement verwendet; die Erfindung kann jedoch auch in Form eines Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystems ausgeführt werden, das einen in seitlicher Richtung beweglichen Hebel als Betätigungselement verwendet.
  • Ferner versteht es sich, dass bei gleichzeitiger Anwendung der beiden vorstehend beschriebenen Techniken der erläuterten Ausführungsbeispiele die Bedienbarkeit und die Sicherheit eines Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystems noch weiter verbessert werden können.
  • Wie bisher beschrieben worden ist, werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Häufigkeiten von Signalausgängen von einem Sensor, der den Betätigungszustand (Position) eines Betätigungselements erfasst, mittels einer Steuerung wiederholt berechnet, und die Ausgangsstellung des Betätigungselements wird aktualisiert, indem diejenige Position des Betätigungselements, in der das Signal am häufigsten abgegeben wird, als neue Ausgangsstellung des Betätigungselements gespeichert wird, so dass eine Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Betätigungselements und der Ausgangsstellung der betätigten Vorrichtung automatisch eliminiert werden kann und die Bedienbarkeit sowie die Sicherheit des Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystems verbessert werden können.
  • Ferner erhält gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuerung ein Signal von einem Sensor, der den Zustand der betätigten Vorrichtung erfasst, um die Ausgangsstellung der betätigten Vorrichtung zu berechnen, und bei Auftreten einer Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Betätigungselements für die Kraftrückkopplungs-Steuerung und der Ausgangsstellung der betätigten Vorrichtung, wird die Ausgangsstellung des Betätigungselements in Bezug auf die Ausgangsstellung der betätigten Vorrichtung derart eingestellt, dass die Diskrepanz zwischen der Ausgangsstellung des Betätigungselements und der Ausgangsstellung der betätigten Vorrichtung automatisch eliminiert werden kann und die Funktionsfähigkeit sowie die Sicherheit des Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystems verbessert werden können.

Claims (4)

  1. Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem, aufweisend: ein Betätigungselement (1), das in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung betätigbar ist; einen Sensor (2), der den Betätigungszustand eines Betätigungselements (1) detektiert; und einen Betätigungselement-Aktuator (3), der das Betätigungselement mit einer externen Kraft beaufschlagt; gekennzeichnet durch eine Steuerung (7), die die Betätigung des Betätigungselement-Aktuators (3) in Bezug auf eine gespeicherte Ausgangsstellung steuert, wobei die Steuerung (7) Häufigkeiten eines von dem Sensor abgegebenen Signals berechnet und die in der Steuerung (7) gespeicherte Betätigungselement-Ausgangsstellung auf die Betätigungselement-Stellung, in der das Signal am häufigsten abgegeben wird, als neue Ausgangsstellung des Betätigungselements (1) aktualisiert.
  2. Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem, aufweisend: ein Betätigungselement (1), das in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung betätigbar ist; einen ersten Sensor (2), der einen Betätigungszustand des Betätigungselements detektiert; und einen Betätigungselement-Aktuator (3), der das Betätigungselement mit einer externen Kraft beaufschlagt; gekennzeichnet durch eine betätigte Vorrichtung (8), die ausgehend von einer Ausgangsstellung durch Steuern des Betätigungselements (1) in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung betätigt wird; einen zweiten Sensor (5), der einen Zustand der betätigten Vorrichtung (8) detektiert; einen Aktuator (6) für die betätigte Vorrichtung (8), der die betätigte Vorrichtung antriebsmäßig bewegt; eine erste Steuerung (7), die die Betätigung des Betätigungselement-Aktuators (3) in Bezug auf eine gespeicherte Ausgangsstellung des Betätigungselements (1) steuert; und eine zweite Steuerung (9), die Information über den Betätigungszustand des Betätigungselements (1) von der ersten Steuerung (7) erhält und die Betätigung des Aktuators (6) für die betätigte Vorrichtung steuert, wobei die erste Steuerung (7) ein von dem zweiten Sensor (5) abgegebenes Signal erhält, um eine Ausgangsstellung der betätigten Vorrichtung (8) zu detektieren, sowie die in der ersten Steuerung (7) gespeicherte Ausgangsstellung des Betätigungselements (1) in Bezug auf die Ausgangsstellung der betätigten Vorrichtung (8) aktualisiert.
  3. Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (7) die in der Steuerung (7) gespeicherte Betätigungselement-Ausgangsstellung aktualisiert, wenn eine Differenz zwischen der in der Steuerung gespeicherten Ausgangsstellung des Betätigungselements (1) und der berechneten neuen Stellung einen vorbestimmten Wert erreicht.
  4. Steer-by-wire-Mobilitäts-Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die erste Steuerung (7) die in der ersten Steuerung (7) gespeicherte Ausgangsstellung des Betätigungselements (1) aktualisiert, wenn eine Differenz zwischen der in der ersten Steuerung gespeicherten Ausgangsstellung des Betätigungselements (1) und der Ausgangsstellung der betätigten Vorrichtung einen vorbestimmten Wert erreicht.
DE60201478T 2001-07-11 2002-07-09 Steuersystem für Steer-by-wire-Lenkung mit einer Betriebsfunktion zur Aktualisierung der Ruheposition eines Betriebselementes Expired - Fee Related DE60201478T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001210928A JP2003026021A (ja) 2001-07-11 2001-07-11 バイワイヤ方式の駆動制御装置
JP2001210928 2001-07-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60201478D1 DE60201478D1 (de) 2004-11-11
DE60201478T2 true DE60201478T2 (de) 2005-11-17

Family

ID=19046327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60201478T Expired - Fee Related DE60201478T2 (de) 2001-07-11 2002-07-09 Steuersystem für Steer-by-wire-Lenkung mit einer Betriebsfunktion zur Aktualisierung der Ruheposition eines Betriebselementes

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6681166B2 (de)
EP (1) EP1277646B1 (de)
JP (1) JP2003026021A (de)
DE (1) DE60201478T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014206465A1 (de) 2014-04-03 2015-10-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Regelungsvorrichtung für eine elektromechanische Servolenkung

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10225975B4 (de) * 2002-06-11 2004-07-08 Sauer-Danfoss (Nordborg) A/S Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs und Lenkeinrichtung
US7100733B2 (en) 2002-07-22 2006-09-05 Visteon Global Technologies, Inc. Method to initialize steering wheel in a steer-by-wire system
JP4100130B2 (ja) * 2002-10-31 2008-06-11 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
US6732979B1 (en) 2003-08-28 2004-05-11 The Boeing Company Steer-by-wire tiller with position feel system
JP4725132B2 (ja) * 2005-03-01 2011-07-13 日産自動車株式会社 操舵制御装置
US7664584B2 (en) * 2005-03-01 2010-02-16 Nissan Motor Co., Ltd. Steering control system
US20060200291A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Wroblewski Anthony J Tactile electronic steering system
JP4604991B2 (ja) * 2005-12-07 2011-01-05 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵装置
US8950520B2 (en) * 2006-07-07 2015-02-10 Hydro-Gear Limited Partnership Front steering module for a zero turn radius vehicle
FR2929222A1 (fr) * 2008-03-28 2009-10-02 Renault Sas Procede et dispositif d'adaptation a l'usure d'un vehicule d'au moins un parametre de commande d'un dispositif de restitution d'efforts au volant
US7765858B2 (en) * 2008-08-08 2010-08-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Method of measuring torsional dynamics of a steering column at small dynamic amplitudes
DE112009005099B4 (de) 2009-07-29 2017-02-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Lenksteuersystem
CN102470891B (zh) * 2010-08-05 2014-06-18 丰田自动车株式会社 转向控制装置
CN202783561U (zh) 2011-08-12 2013-03-13 斯马特脚踏车制造公司 三轮车及其转向轮
KR101606231B1 (ko) * 2012-07-26 2016-04-01 주식회사 만도 전동식 조향 장치 및 그의 제어방법
US10946894B2 (en) * 2017-10-17 2021-03-16 Steering Solution Ip Holding Corporation Driver warning in electric power steering systems
JP7351691B2 (ja) * 2019-09-26 2023-09-27 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6097286A (en) 1997-09-30 2000-08-01 Reliance Electric Technologies, Llc Steer by wire system with feedback
JP3853153B2 (ja) 2000-11-27 2006-12-06 株式会社ジェイテクト 車両用舵角検出装置およびそれを用いたパワーステアリング装置
US6535806B2 (en) * 2001-01-30 2003-03-18 Delphi Technologies, Inc. Tactile feedback control for steer-by-wire systems
US6554095B2 (en) * 2001-04-06 2003-04-29 Visteon Global Technologies, Inc. Torque-based steering system for steer by wire vehicles
US6575263B2 (en) * 2001-04-26 2003-06-10 Eaton Corporation Torque device for electronic steer-by wire steering systems
US6588540B2 (en) * 2001-07-26 2003-07-08 Delphi Technologies, Inc. Steer-by-wire redundant handwheel control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014206465A1 (de) 2014-04-03 2015-10-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Regelungsvorrichtung für eine elektromechanische Servolenkung

Also Published As

Publication number Publication date
EP1277646A3 (de) 2003-03-19
EP1277646A2 (de) 2003-01-22
JP2003026021A (ja) 2003-01-29
EP1277646B1 (de) 2004-10-06
US6681166B2 (en) 2004-01-20
DE60201478D1 (de) 2004-11-11
US20030014169A1 (en) 2003-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60201478T2 (de) Steuersystem für Steer-by-wire-Lenkung mit einer Betriebsfunktion zur Aktualisierung der Ruheposition eines Betriebselementes
DE3930445C2 (de)
DE69004877T2 (de) Vollhydraulische Servolenkeinrichtung.
DE19801974B4 (de) Lenkungssteuerungsvorrichtung
DE3506048C2 (de)
EP0970875B1 (de) Lenksystem für Kraftfahrzeuge
DE102009028261A1 (de) Verfahren und Steuerung zur Kalibrierung einer automatisch lenkenden Einparkhilfe
DE3338700C2 (de)
DE3831932C2 (de) Kraftfahrzeug
EP1849682A1 (de) Verfahren zur Lenkungsregelung
DE19833189A1 (de) Lenksystem für ein Fahrzeug
DE102018115329A1 (de) Steer-by-Wire-Lenksystem mit Kennlinien für eine der Lenksituation angepasste Lenkübersetzung
DE102005038390A1 (de) Lenkung eines Fahrzeugs
EP3740416A1 (de) Verfahren zur steuerung eines steer-by-wire-lenksystems beim erreichen einer maximal zur verfügung stehenden leistung des lenkstellers
WO2002060741A1 (de) Lenksystem für nicht spurgebundene fahrzeuge
DE4229463B4 (de) Lenksystem für ein Kraftfahrzeug
EP1188640B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur elektronischen Steuerung eines einem Regelsystem zugeordneten Aktuators in Kraftfahrzeugen
EP1658216A1 (de) Vorrichtung zur semiautonomen unterstützung des einparkvorgangs bei fahrzeugen
DE60305089T2 (de) Automatisches Lenkregelsystem und -verfahren
DE10225975B4 (de) Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs und Lenkeinrichtung
EP1447307B1 (de) Verfahren zur Bemessung eines Lenkölstromes und hydraulische Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung
DE10305132A1 (de) Vorrichtung zum Lenken eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Steuerung der Lenkung eines Kraftfahrzeugs
DE10109085A1 (de) Verfahren und Computerprogramm zum Betrieb einer Fahrzeuglenkung, Steuer- und/oder Regelgerät für eine Fahrzeuglenkung sowie Rahrzeuglenkung
DE69203390T2 (de) Bildung des Geschwindigkeitsdurchschnittes für eine Servolenkung mit veränderbarer Lenkkraft.
DE102020208261B4 (de) Endanschlags-Rückstellfunktion für eine Fahrzeuglenkung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee