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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkwinkel-Korrekturvorrichtung,
die zum Korrigieren des erfassten Fehlers bezüglich des Lenkwinkels bei einer
Fahrzeuglenkvorrichtung verwendet wird, wobei die Aktion eines gemäß dem erfassten
Wert des Lenkwinkels gegenüber
der Mittenstellenposition eines Lenkelements, wie beispielsweise
eines Lenkrads, gesteuerten Stellglieds zu den Fahrzeugrädern übertragen
wird, so dass sich der Fahrzeuglenkwinkel ändert.
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Es
ist bekannt, eine Einrichtung zum Bestimmen der Mittenstellenposition
eines Lenkelements zu verwenden, und einen Drehcodierer, der eine
Anzahl von Pulssignalen entsprechend dem bestimmten Lenkwinkel gegenüber dieser
Mittenstellenposition ausgibt, um den Lenkwinkel aus der Mittenstellenposition
des Lenkelements zu erfassen (japanische offengelegte Patentanmeldung
Nr. 2001-4313).
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Bei
diesem bekannten Stand der Technik zum Bestimmen der Mittenstellenposition
des Lenkelements werden Straßenbegrenzungsmarkierungen vom
Reflexionstyp, die entlang der Straße angeordnet sind, durch einen
von einem Fahrzeug aus emittierten Laserstrahl erfasst, wird eine
Beurteilung diesbezüglich,
ob das Fahr zeug geradeaus weiterfährt oder nicht, auf der Basis
dieser Erfassungsergebnisse durchgeführt und wird in Fällen, in
welchen das Fahrzeug geradeaus weiterfährt, beurteilt, dass das Lenkelement
bei der Mittenstellenposition ist. Demgemäß ist der Aufbau einer solchen
Einrichtung kompliziert und sind die Kosten erhöht. Weiterhin ist bei Fahrzeugen
unter Verwendung eines so genannten Steer-by-Wire-Systems, bei welchem
das Lenkelement und die Fahrzeugräder nicht mechanisch verbunden
sind, und bei Fahrzeugen, bei welchen das Lenkrad und die Fahrzeugräder mechanisch
verbunden sind, so dass das Verhältnis
des Lenkwinkels des Lenkrads zu dem Fahrzeuglenkwinkel gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit
oder von ähnlichem geändert werden
kann, das Lenkelement nicht immer bei der Mittenstellenposition
positioniert, selbst wenn das Fahrzeug geradeaus weiterfährt. Demgemäß ist es
denkbar, dass der Lenkwinkel gegenüber der Mittenstellenposition
des Lenkelements unter Verwendung eines Absolutpositions-Erfassungssensors
erfasst werden könnte,
wie in EP-0 381 963-A, die den Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart,
oder beispielsweise eines Potentiometers, das ein Analogsignal mit
einem Wert entsprechend der Absolutposition des Lenkelements ausgibt.
Jedoch haben Sensoren, die ein Analogsignal ausgeben, wie beispielsweise
Potentiometer, einen großen
Ausgangsfehler, der durch eine zeitabhängige Änderung verursacht wird, im
Vergleich mit Sensoren, die digitale Signale ausgeben, wie beispielsweise
Drehcodierer, so dass die Erfassungsgenauigkeit solcher Sensoren
im Fall eines langzeitigen Einsatzes abfällt. Insbesondere werden Widerstandselemente
von Potentiometern vom Kontakttyp als Ergebnis eines Kontakts mit Bürsten abgenutzt,
so dass der durch die Zeit abhängige Änderung
verursachte Ausgangsfehler groß ist.
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Demgemäß sind die
Bestimmung des Lenkwinkels durch die kombinierte Verwendung eines
Potentiometers und eines Drehcodierers und die Korrektur des Fehlers
bei der Bestimmung des Lenkwinkels basierend auf der zeitabhängigen Änderung
des Potentiometers durch den gegenwärtigen Anmelder vorgeschlagen
worden. Insbesondere wird die absolute Position des Lenkelements
zu der Zeit einer Initiierung einer Steueraktion des Lenkstellglieds
aus der Ausgabe des Potentiometers bestimmt und wird der Lenkwinkel
gegenüber
der Mittenstellenposition des Lenkelements darauf folgend aus der
Anzahl von Pulsen bestimmt, die durch den Drehcodierer gemäß dem Lenkwinkel
des Lenkelements emittiert werden. Weiterhin ist der Drehcodierer
derart angeordnet, dass er ein Z-Phasen-Pulssignal ausgibt, wenn
das Lenkelement bei der Mittenstellenposition positioniert ist.
Folglich wird dann, wenn es keinen Fehler bezüglich der Ausgabe des Potentiometers
gibt, der aus der Ausgabe des Potentiometers und der Anzahl von durch
den Drehcodierer erzeugten Pulsen bestimmte Lenkwinkel bei dem Zeitpunkt
Null, bei welchem ein Z-Phasen-Pulssignal
ausgegeben wird. Demgemäß kann der
Lenkwinkel gegenüber
der Mittenstellenposition des Elements genau bestimmt werden, indem der
Lenkwinkel gegenüber
der Mittenstellenposition, der zu dem Zeitpunkt bestimmt wird, zu
welchem ein Z-Phasen-Pulssignal ausgegeben wird, als der Fehler
bezüglich
des Lenkwinkels genommen wird und dann der Lenkwinkel um einen Betrag
entsprechend diesem Fehler korrigiert wird.
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Jedoch
wird in Fällen,
in welchen der Ausgangsfehler des Potentiometers, der aus der zeitabhängigen Änderung
entsteht, groß ist,
der Korrekturbetrag des Lenkwinkels zu dem Zeitpunkt groß, zu welchem
das oben angegebene Z-Phasen-Pulssignal
ausgegeben wird. Demgemäß wird in
Fällen,
in welchen die Steuerung des Lenkstellglieds durch Stoppen des Fahrzeugs
in einem Zustand beendet wird, in welchem das Lenkelement bei einer
Position positioniert ist, die eine andere als die Mittenstellenposition
ist, der Erfassungsfehler des Lenkwinkels groß, weil kein Z-Phasen-Pulssignal
zu dem Zeitpunkt ausgegeben wird, bei welchem die Steueraktion für das nächste Starten
des Fahrzeugs initiiert wird. Als Ergebnis kann das Lenkstellglied
nicht gemäß einem
genauen Lenkwinkel gesteuert werden. Weiterhin ändert sich deshalb, weil der
Lenkwinkel zu dem Zeitpunkt korrigiert wird, bei welchem das Z-Phasen-Pulssignal
als Ergebnis dessen ausgegeben wird, dass das Lenkelement bei der
Mittenstellenposition positioniert ist, der Lenkwinkel während der
Steuerung des Lenkstellglieds plötzlich,
so dass das Verhalten des Fahrzeugs instabil wird.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenkwinkel-Korrekturvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die die oben angegebenen Probleme lösen kann.
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Die
vorliegende Erfindung besteht in einer Lenkwinkel-Korrekturvorrichtung
in einer Fahrzeuglenkvorrichtung, wobei die Aktion eines Lenkstellglieds,
das gemäß dem Lenkwinkel
gegenüber
der Mittenstellenposition eines Lenkelements gesteuert wird, zu
den Fahrzeugrädern übertragen
wird, so dass sich der Fahrzeuglenkwinkel ändert, wobei die Lenkwinkel-Korrekturvorrichtung
folgendes aufweist: einen Absolutpositions-Erfassungssensor, der
ein analoges Signal mit einem Wert entsprechend der absoluten Position
des Lenkelements ausgibt; einen Positionssensor, der ein Lenkwinkel-Erfassungssignal
entsprechend der Änderung
bezüglich
des Lenkwinkels des Lenkelements ausgibt und der ein Positionsspezifierungssignal ausgibt,
wenn das Lenkelement bei einer vorbestimmten spezifizierten Position ist;
eine Einrichtung zum Bestimmen der Lenkrichtung des Lenkelements;
eine Einrichtung zum Bestimmen der Lenkinitiierungsposition, welche
die absolute Position des Lenkelements ist, entsprechend dem Ausgangswert
des Absolutpositions-Erfassungssensors
zu der Initiierungszeit einer Steueraktion auf der Basis einer gespeicherten
Korrespondenzbeziehung zwischen der absoluten Position des Lenkelements
und dem Ausgangswert des Absolutpositions-Erfassungssensors; eine
Einrichtung zum Bestimmen der Referenzposition durch Korrigieren der
Lenkinitiierungsposition um einen Betrag entsprechend dem Referenzfehler,
der bei der vorangehenden Steueraktion bestimmt und gespeichert
ist; eine Einrichtung zum Bestimmen der aktuellen Position des Lenkelements
gegenüber
der Referenzposition, des Lenkwinkel-Erfassungssignals, der Lenkrichtung
des Lenkelements und einer gespeicherten Korrespondenzbeziehung
zwischen dem Lenkwinkel-Erfassungssignal
und der Änderung
bezüglich des
Lenkwinkels des Lenkelements; eine Einrichtung zum Bestimmen der
Abweichung zwischen der aktuellen Position des Lenkelements zu der
Zeit, zu welcher das Positionsspezifizierungssignal erzeugt wird, und
der Erzeugungsposition des Positionsspezifizierungssignals (d.h.
der vorbestimmten spezifizierten Position) als der Fehler bei der
aktuellen Steueraktion; eine Einrichtung zum Bestimmen der korrigierten Position
des Lenkelements durch Korrigieren der aktuellen Position um einen
Betrag entsprechend dem Fehler bezüglich der aktuellen Steueraktion;
und eine Einrichtung zum Bestimmen und Speichern des Referenzfehlers
für die
nächste
Steueraktion durch Hinzufügen
des Fehlers bezüglich
der aktuellen Steueraktion zu dem kumulativen Wert der Fehler bezüglich der
Steueraktionen bis zu der vorangehenden Steueraktion; wobei das
Lenkstellglied gemäß der korrigierten
Position des Lenkelements als der Lenkwinkel gegenüber der
Mittenstellenposition des Lenkelements gesteuert wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann selbst dann, wenn der Ausgangswert
des Absolutpositions-Erfassungssensors als Ergebnis einer zeitabhängigen Änderung
schwankt, der durch diese Schwankungen bezüglich des Ausgangswerts verursachte
Fehler bezüglich
des Lenkwinkels korrigiert werden. Weiterhin wird die Zeit einer
Korrektur dieses Fehlers in die Initialisierung einer Steueraktion und
die Zeit, zu welcher das Positionsspezifizierungssignals des Positionssensors
erzeugt wird, aufgeteilt, wobei der Fehler entsprechend dem Referenzfehler
bei der vorangehenden Steueraktion zu der Zeit korrigiert wird,
zu welcher die Steuerung initiiert wird; demgemäß kann der Betrag einer Fehlerkorrektur
zu der Zeit, zu welcher das Positionsspezifizierungssignal erzeugt
wird, auf einen kleinen Korrekturbetrag reduziert werden. Als Ergebnis
können abrupte Änderungen
bezüglich
des Fahrzeuglenkwinkels, die durch eine Fehlerkorrektur während der Steueraktion
verursacht werden, auf kleine Änderungen
reduziert werden.
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Bei
der Lenkwinkel-Korrekturvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist
es erwünscht,
den während
der vorangehenden Steueraktion bestimmten Referenzfehler als den
Wert entsprechend dem kumulativen Wert der Fehler bei den Steueraktionen
bis zu der vorangehenden Steueraktion zu verwenden. Alternativ dazu
ist es erwünscht,
eine Einrichtung zum Speichern der Referenzfehler bei einer Vielzahl von
direkt vorangehenden Steueraktionen vorzusehen, und eine Einrichtung
zum Bestimmen des arithmetischen Mittelwerts der gespeicherten Referenzfehler
bei der Vielzahl von Steueraktionen, und diesen arithmetischen Mittelwert
als den Wert entsprechend dem kumulativen Wert der Fehler bei den Steueraktionen
bis zu der vorangehenden Steueraktion zu verwenden. Auf diese Weise
können
Schwankungen bei dem Referenzfehler ausgeglichen werden.
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Bei
der Lenkwinkel-Korrekturvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist
es erwünscht,
dass eine Einrichtung zum Speichern des Ausgangswerts des Absolutpositions-Erfassungssensors
zu der Zeit der Initiierung einer Steueraktion vorgesehen ist, dass der
Referenzfehler für
die nächste
Steueraktion in Bezug auf den Ausgangswert des Absolutpositions-Erfassungssensors
zu der Zeit einer Initiierung einer Steueraktion gespeichert wird
und dass die Referenzposition durch Korrigieren der Lenkinitiierungsposition
um einen Betrag entsprechend dem in Bezug auf den Ausgangswert des
Absolutpositions-Erfassungssensors zu der Zeit einer Initiierung
einer Steueraktion gespeicherten Referenzfehler bestimmt wird. Als
Ergebnis kann in Fällen,
in welchen der Ausgangsfehler des Absolutpositions-Erfassungssensors
nicht einheitlich ist und gemäß dem Lenkwinkel unterschiedlich
ist, der Fehler bezüglich
des Lenkwinkels gemäß der Uneinheitlichkeit
des Ausgangsfehlers korrigiert werden, so dass die Genauigkeit einer
Korrektur verbessert werden kann.
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Gemäß der Lenkwinkel-Korrekturvorrichtung der
vorliegenden Erfindung können
abrupte Änderungen
bezüglich
des Lenkwinkels, die durch eine Fehlerkorrektur während der
Steueraktion verursacht werden, zu geringfügigen Änderungen reduziert werden
und kann die Fehlerkorrektur mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden,
so dass verhindert werden kann, dass das Verhalten des Fahrzeugs
instabil wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein strukturelles erklärendes
Diagramm einer Fahrzeuglenkvorrichtung bei einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Diagramm, das das Lenkelement bei der Fahrzeuglenkvorrichtung
bei dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Steuerprozedur des Widerstandskraft
erzeugenden Stellglieds und des Lenkstellglieds bei der Fahrzeuglenkvorrichtung
bei dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Einstellprozedur für den Fehler der aktuellen
Position des Lenkelements bei der Fahrzeuglenkvorrichtung bei dem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die
in 1 gezeigte Fahrzeuglenkvorrichtung weist ein Lenkelement 1 auf,
wie es durch ein Lenkrad moduliert ist, ein Lenkstellglied 2 und
ein Lenkgetriebe 3, das die Aktion des Lenkstellglieds 2 zu
den Fahrzeugrädern 4 überträgt, so dass
sich der Fahrzeuglenkwinkel ohne irgendeine mechanische Verbindung
des Lenkelements 1 mit den Fahrzeugrädern 4 ändert.
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Das
Lenkelement 1 ist mit einer Eingangsseiten-Drehwelle 10 verbunden,
die durch die Fahrzeugkarosserie gelagert ist, so dass diese Drehwelle 10 frei
ist, sich zu drehen, um dadurch zu veranlassen, dass sich das Lenkelement 1 zusammen
mit der Drehwelle 10 dreht. Die Ausgangswelle eines Widerstandskraft
erzeugenden Stellglieds 19 ist als integrierter Teil der
Eingangsseiten-Drehwelle 10 ausgebildet. Das Widerstandskraft
erzeugende Stellglied 19 kann ein Drehmoment erzeugen,
das auf das Lenkelement 1 einwirkt. Das Widerstandskraft
erzeugende Stellglied 19 kann aus einem Elektromotor, wie
beispielsweise einem bürstenlosen
Motor oder ähnlichem,
aufgebaut sein.
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Das
Lenkstellglied 2 kann aus einem Elektromotor, wie beispielsweise
einem bürstenlosen
Motor oder ähnlichem,
aufgebaut sein. Das Lenkgetriebe 3 hat einen Bewegungsumwandlungsmechanismus, der
die Drehbewegung der Ausgangswelle des Lenkstellglieds 2 in
eine geradlinige Bewegung einer Lenkstange 7 umwandelt.
Die Aktion der Lenkstange 7 wird über Zugstangen 8 und
Gelenkarme 9 zu den Fahrzeugrädern 4 übertragen,
so dass sich der Fahrzeuglenkwinkel ändert. Ein bekanntes Getriebe
kann als das Lenkgetriebe 3 verwendet werden; es gibt keine
Beschränkungen
bezüglich
des Aufbaus des Lenkgetriebes, solange es die Aktion des Lenkstellglieds 2 zu
den Fahrzeugrädern 4 so übertragen kann,
dass sich der Fahrzeuglenkwinkel ändert. Beispielsweise kann
es durch Ausbilden einer Kugelumlaufspindelwelle aufgebaut sein,
die in Schraubeingriff mit einer Kugelmutter ist, die durch das
Lenkstellglied 2 angetrieben wird und zwar als integraler Teil
der Lenkstange 7. Die Radausrichtung ist so eingestellt,
dass die Fahrzeugräder 4 durch
ein selbst ausrichtendes Drehmoment in einem Zustand zu der geraden
Position zurückgebracht
werden können,
in welchem das Lenkstellglied 2 nicht angetrieben wird.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, ist eine Markierung M an dem Lenkelement 1 angebracht.
Das Lenkelement 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat einen Scheibenteil 1a und
einen kreisringförmigen
Griff 1b, der den Umfang dieses Scheibenteils 1a umgibt.
Die Markierung M ist im Wesentlichen in einer T-Form ausgebildet
und hat einen Anzeigeteil M2, der entlang dem Radius des Scheibenteils 1a angeordnet
ist. Wenn die Richtung einer Länge
dieses Anzeigeteils M2 entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs
ausgerichtet ist, ist das Lenkelement 1 bei der Mittenstellenposition
positioniert.
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Eine
Winkel-Erfassungsvorrichtung 11 ist vorgesehen, die den
Lenkwinkel θh
entsprechend dem Drehwinkel der Eingangsseiten-Drehwelle 10 gegenüber der
Mittenstellenposition als den Lenkwinkel gegenüber der Mittenstellenposition
des Lenkelements 1 erfasst. Die Winkel-Erfassungsvorrichtung 11 hat
ein Potentiometer (einen Absolutpositions-Erfassungssensor) 11a und
einen Drehcodierer (einen Positionssensor) 11b. Das Potentiometer 11a gibt
ein analoges Signal mit einem Wert aus, der der absoluten Position
des Lenkelements 1 entspricht; beispielsweise gibt dieses
Potentiometer ein analoges Signal als Ergebnis der Position eines
Kontakts zwischen einem variablen Widerstandselement und einer Bürste aus,
die sich aufgrund der Drehung des Lenkelements 1 ändert. Der
Drehcodierer 11b erzeugt ein A-Phasen-Pulssignal, dessen
Anzahl von Pulsen der Änderung
bezüglich
des Lenkwinkels θh entspricht,
und ein B-Phasen-Pulssignal, dessen Phase in Bezug auf das A-Phasen-Pulssignal
verschoben ist (z.B. dessen Phase um eine Periode von 1/4 verschoben
ist); weiterhin erzeugt der Drehcodierer 11b auch ein Z-Phasen-Pulssignal
(Positionsspezifizierungssignal mit jeder Drehung von 360 Grad. Der
Drehcodierer 11b ist angeordnet, um das Z-Phasen-Pulssignal
zu erzeugen, wenn das Lenkelement 1 bei einer vorbestimmten
spezifizierten Position (beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Mittenstellenposition)
ist. Das Potentiometer 11a und der Drehcodierer 11b sind
mit einer Steuervorrichtung 20 verbunden, die aus einem
Computer aufgebaut ist.
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Die
Steuervorrichtung 20 speichert eine Korrespondenzbeziehung
zwischen dem Ausgangswert δx
des Potentiometers 11a und der absoluten Position des Lenkelements 1,
ausgedrückt
durch den Lenkwinkel θh
und bestimmt die Lenkinitiierungsposition θh(δx), die die absolute Position
des Lenkelements 1 ist, entsprechend dem Ausgangswert δx des Potentiometers 11a zu
der Zeit einer Initiierung einer Steueraktion auf der Basis dieser
Beziehung. Weiterhin beurteilt die Steuervorrichtung 20 die
Lenkrichtung des Lenkelements 1 demgemäß, ob die Phase des B-Phasen-Pulssignals
in Bezug auf die Phase des A-Phasen-Pulssignals voreilt oder nacheilt.
Darüber
hinaus speichert die Steuervorrichtung 20 den Referenzfehler Δθh, der bei
der vorangehenden Steueraktion bestimmt ist, und bestimmt die Referenzposition
[θh(δx} – Δθh] durch
Korrigieren der Lenkinitiierungsposition θh(δx) um einen Betrag entsprechend
dem Referenzfehler Δθh. Weiterhin
speichert die Steuervorrichtung 20 eine Korrespondenzbeziehung
zwischen der Anzahl von Pulsen, die durch den Drehcodierer 11b erzeugt
sind, und der Änderung
bezüglich
des Lenkwinkels θh
und bestimmt die aktuelle Position θhx des Lenkelements 1 aus
der bestimmten Referenzposition [θh(δx) – Δθh] der Anzahl von Pulsen des
durch das Lenken des Lenkelements 1 erzeugten A-Phasen-Pulssignals und
der Lenkrichtung des Lenkelements 1. Die Abweichung zwischen
der aktuellen Position θhx
des Lenkelements 1 zu der Zeit, zu welcher das Z-Phasen-Pulssignal
erzeugt wird, und der Erzeugungsposition (der Mittenstellenposition
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel)
des Z-Phasen-Pulssignals wird als der Fehler ε bei der aktuellen Steueraktion
genommen. Demgemäß wird die
korrigierte Position (θhx – ε) des Lenkelements 1 durch
Korrigieren der aktuellen Position θhx um einen Betrag entsprechend
dem Fehler ε bei
der aktuellen Steueraktion bestimmt. Wenn das Lenkstellglied 2 durch
die Steuervorrichtung 20 gemäß dem Lenkwinkel θh gegenüber der
Mittenstellenposition des Lenkelements 1 gesteuert wird,
wird die korrigierte Position (θhx – ε) als der
Lenkwinkel θh
gegenüber
der Mittenstellenposition verwendet. Als Ergebnis kann selbst dann,
wenn der Ausgangswert δx
des Potentiometers 11a als Ergebnis einer zeitabhängigen Änderung,
schwenkt, die durch eine Abnutzung des internen variablen Widerstandselements
oder von ähnlichem verursacht wird,
der Fehler bezüglich
des Lenkwinkels θh,
der durch diese Schwankungen bezüglich
des Ausgangswerts δx
verursacht wird, korrigiert werden. Weiterhin bestimmt die Steuervorrichtung 20 den
Referenzfehler Δθh für die nächste Steueraktion
durch Addieren des Fehlers ε bei
der aktuellen Steueraktion zu einem Wert, der dem kumulativen Wert
der Fehler bei den Steueraktionen bis zu der vorangehenden Steueraktion
entspricht, und speichert ihn. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird der bei der vorangehenden Steueraktion bestimmte und gespeicherte
Referenzfehler Δθh als derjenige
Wert verwendet, der dem kumulativen Wert der Fehler bei den Steueraktionen
bis zu der vorangehenden Steueraktion entspricht. Der Anfangswert
dieses Referenzfehlers Δθh ist auf
Null eingestellt.
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Ein
Drehmomentsensor 12, der das Drehmoment erfasst, das durch
die Eingangsseiten-Drehwelle 10 als das Lenkmoment Th des
Lenkelements 1 übertragen
wird, ein Fahrzeuglenkwinkelsensor 13, der den Fahrzeuglenkwinkel θ als den
Betrag eines Lenkens der Fahrzeugräder 4 aus dem Betrag
einer Bewegung der Lenkstange 7 erfasst, und ein Geschwindigkeitssensor 14,
der die Fahrzeuggeschwindigkeit V erfasst, sind mit der Steuervorrichtung 20 verbunden,
die aus einem Computer aufgebaut ist.
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Die
Steuerprozedur der Steuervorrichtung 20 wird unter Bezugnahme
auf das in 3 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
Zuerst werden dann, wenn eine Steueraktion durch Zuführen von
Energie zu der Steuervorrichtung 20 als Ergebnis davon, dass
beispielsweise der Zündschalter
eingeschaltet wird, initiiert wird, die Erfassungsdaten der jeweiligen Sensoren
eingelesen (Schritt Ständerpositionierungselemente).
Als Nächstes
wird eine Beurteilung diesbezüglich
durchgeführt,
ob das Referenzpositionseinstell-Flag auf ein ist oder nicht (Schritt
S2). Wenn dieses Flag nicht ein ist, wird die Lenkinitiierungsposition θh(δx) des Lenkelements 1 entsprechend
dem Ausgangswert δx
des Potentiometers 11a, der zur Zeit einer Initiierung
einer Steueraktion erfasst wird, bestimmt (Schritt S3), wird die
Referenzposition [θh(δx) – Δθh] durch
Korrigieren der Lenkinitiierungsposition θh(δx) um einen Betrag entsprechend
dem gespeicherten Referenzfehler Δθh bestimmt
(Schritt S4) und wird das Referenzpositionseinstell-Flag eingeschaltet
(Schritt S5). Als Nächstes wird
die aktuelle Position θhx
des Lenkelements 1 als der bestimmten Referenzposition
[θh(δx) – Δθh], der Anzahl
von Pulsen, die durch den Drehcodierer 11b als Ergebnis
des Lenkens des Lenkelements 1 erzeugt sind, und der Lenkrichtung
des Lenkelements 1 bestimmt (Schritt S6). Wenn das Referenzpositionseinstell-Flag
im Schritt S2 ein ist, wird im Schritt S6 die aktuelle Position θhx des Lenkelements 1 bestimmt.
Als Nächstes
wird der Fehler ε der
aktuellen Position θhx
des Lenkelements 1 eingestellt (Schritt S7).
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Das
in 4 gezeigte Ablaufdiagramm zeigt die Einstellprozedur
des Fehlers ε der
aktuellen Position θhx
des Lenkelements 1. Zuerst wird eine Beurteilung diesbezüglich durchgeführt, ob
das Z-Phasen-Erfassungsflag ein ist oder nicht (Schritt S101). Wenn
dieses Flag nicht ein ist, wird eine Beurteilung diesbezüglich durchgeführt, ob
ein Z-Phasen-Pulssignal erfasst worden ist oder nicht (Schritt S102). Wenn
ein solches Signal nicht erfasst worden ist, wird der Fehler ε auf Null
eingestellt und wird die Verarbeitung zurückgebracht (Schritt S103).
Wenn ein Z-Phasen-Pulssignal
erfasst worden ist, wird das Z-Phasen-Erfassungs-Flag eingeschaltet
(Schritt S104) und wird die Abweichung e zwischen der aktuellen
Position θhx
des Lenkelements 1 zu der Zeit, zu welcher das Z-Phasen-Pulssignal
erzeugt wird, und der Erzeugungsposition (beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Mittenstellenposition) des Z-Phasen-Pulssignals bestimmt (Schritt
S105). Als Nächstes
wird eine Beurteilung diesbezüglich
durchgeführt, ob
die bestimmte Abweichung e Null ist oder nicht (Schritt S106), und
wenn diese Abweichung Null ist, wird der Fehler ε auf Null eingestellt und wird
die Verarbeitung zurückgebracht.
Wenn die bestimmte Abweichung e nicht Null ist, wird die bestimmte
Abweichung e als der Fehler ε bei
der aktuellen Steueraktion eingestellt (Schritt S107) und wird ein
Wert, der durch Addieren dieses eingestellten Fehlers ε zu dem gespeicherten
Referenzfehler Δθh erhalten
wird, als der Referenzfehler Δθh für die nächste Steueraktion gespeichert.
Auf diese Weise wird der Referenzfehler Δθh aktualisiert (Schritt S108).
Wenn das Z-Phasen-Erfassungs-Flag im Schritt S101 ein ist, wird
die Verarbeitung zurückgebracht.
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Nachdem
der Fehler ε bei
der aktuellen Steueraktion eingestellt worden ist, wird die korrigierte
Position (θhx – ε) des Lenkelements 1 durch
Korrigieren der aktuellen Position θhx um einen Betrag entsprechend
diesem Fehler ε bestimmt
(Schritt S8). Als Nächstes
werden das Lenkstellglied 2 und das Widerstandskraft erzeugende
Stellglied 19 gemäß der korrigierten
Position (θhx – ε) des Lenkelements 1 gesteuert
(Schritt S9). Beispielsweise wird der Soll-Fahrzeuglenkwinkel θ* entsprechend
der korrigierten Position (θhx – ε) des Lenkelements 1 und
der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit v aus einer gespeicherten
Beziehung bestimmt und wird das Lenkstellglied 2 mittels
Rückkopplung
gesteuert, so dass die Abweichung zwischen dem Soll-Fahrzeuglenkwinkel θ* und dem
erfassten Fahrzeuglenkwinkel θ reduziert
wird, so dass der erfasste Fahrzeuglenkwinkel θ Null ist, wenn das Lenkelement 1 bei
der Mittenstellenposition positioniert ist. Beispielsweise wird diese
gespeicherte Beziehung so vorbestimmt, dass der Soll-Fahrzeuglenkwinkel
größer wird,
wenn der Lenkwinkel größer wird,
und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer wird. Weiterhin wird das Soll-Betätigungsmoment
Th* entsprechend der korrigierten Position (θhx – ε) des Lenkelements 1 und
der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V aus einer gespeicherten
Beziehung bestimmt und wird das Widerstandskraft erzeugende Stellglied 19 mittels Rückkopplung
so gesteuert, dass die Abweichung zwischen dem Soll-Betätigungsmoment
Th* und dem erfassten Betätigungsmoment
Th reduziert wird. Diese gespeicherte Beziehung wird so vorbestimmt, dass
beispielsweise das Soll-Betätigungsmoment kleiner
wird, wenn der Lenkwinkel größer wird,
und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner wird.
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Als
Nächstes
wird eine Beurteilung diesbezüglich
durchgeführt,
ob eine Steueraktion zu beenden ist oder nicht, und zwar beispielsweise
demgemäß ob der
Zündschalter
des Fahrzeugs eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S10). In Fällen, in
welchen eine Steueraktion nicht zu beenden ist, kehrt die Verarbeitung
zum Schritt Ständerpositionierungselemente
zurück.
In Fällen,
in welchen eine Steueraktion zu beenden ist, werden das Referenzpositionseinstell-Flag
und das Z-Phasen-Erfassungs-Flag
ausgeschaltet (Schritt S11) und wird die Zufuhr von Energie zu der
Steuervorrichtung 20 abgetrennt, so dass eine Steueraktion
beendet wird.
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Bei
dem oben angegebenen Aufbau kann selbst dann, wenn der Ausgangswert δx des Potentiometers 11a als
Ergebnis einer zeitabhängigen Änderung
wie beispielsweise einer Abnutzung des internen variablen Widerstands
oder von ähnlichem, schwanken
sollte, der Fehler bezüglich
des Lenkwinkels θh,
der durch solche Schwankungen bezüglich des Ausgangswerts δx verursacht
wird, korrigiert werden. Weiterhin wird deshalb, weil die Korrektur dieses
Fehlers in die Initiierung einer Steueraktion und die Zeit, zu welcher
das Z-Phasen-Pulssignal durch den Drehcodierer 11b erzeugt
wird, aufgeteilt wird, wobei der Fehler entsprechend dem Referenzfehler
bei der vorangehenden Steueraktion bei der Initiierung einer Steueraktion
korrigiert wird, der Betrag der Korrektur des Fehlers zu der Zeit
einer Erzeugung des Z-Phasen-Pulssignals gering. Als Ergebnis können abrupte Änderungen
bezüglich
des Lenkwinkels θh,
die durch eine Fehlerkorrektur während
einer Steueraktion verursacht werden, auf geringe Änderungen
reduziert werden, so dass verhindert werden kann, dass das Verhalten
des Fahrzeugs instabil wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das oben angegebene Ausführungsbeispiel
beschränkt.
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Beispielsweise
wird im Schritt S108 des in 4 gezeigten
Ablaufdiagramms für
das oben angegebene Ausführungsbeispiel
der Referenzfehler Δθh durch
Speichern eines Werts, der durch Addieren des Fehlers ε bei der
aktuellen Steueraktion zu dem gespeicherten Referenzfehler Δθh erhalten wird,
als der Referenzfehler Δθh für die nächste Steueraktion
aktualisiert. Statt dessen ist es möglich, die Referenzfehler Δθh bei einer
Vielzahl von direkt vorangehenden Steueraktionen (z.B. 10 Steueraktionen)
in der Steuervorrichtung 20 zu speichern. Dann wird im
Schritt S108 ein Wert, der durch Teilen des Fehlers ε bei der
aktuellen Steueraktion zu dem arithmetischen Mittelwert der gespeicherten
Referenzfehler Δθh bei der
oben angegebenen Vielzahl von direkt vorangehenden Steueraktionen
erhalten wird, als der Referenzfehler Δθh für die nächste Steueraktion gespeichert.
Als Ergebnis können
Schwankungen bezüglich
des Referenzfehlers Δθh durch
Verwenden des arithmetischen Mittelwerts als Wert entsprechend dem
kumulativen Wert der Fehler bei den Steueraktionen bis zu der vorangehenden
Steueraktion ausgeglichen werden. Der eingestellte Anfangswert (z.B.
Null) kann als der Referenzfehler Δθh verwendet werden, bis die
Anzahl von direkt vorangehenden Steueraktionen die eingestellte
Anzahl von Steueraktionen erreicht.
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Weiterhin
wird bei dem oben angegebenen Ausführungsbeispiel im schritt S106
des in 4 gezeigten Ablaufdiagramms eine Beurteilung diesbezüglich durchgeführt, ob
die bestimmte Abweichung e Null ist oder nicht. Stattdessen wird
in dem Schritt S10 des in 3 gezeigten
Ablaufdiagramms eine Beurteilung bezüglich des Beendens einer Steueraktion
durchgeführt;
dann wird, nachdem der letzte Ausgangswert δx' des Potentiometers 11a, der
erfasst worden ist, gespeichert ist, die Steueraktion beendet. Weiterhin
wird in einem Schritt S106 eine Beurteilung diesbezüglich durchgeführt, ob
die Abweichung e' zwischen
dem Ausgangswert δx
des Potentiometers, der zur Zeit einer Initiierung einer Steueraktion
erfasst wird, und dem letzten Ausgangswert δx', der bei der vorangehenden Steueraktion
gespeichert ist, Null ist oder nicht, und wenn diese Abweichung
e' nicht Null ist,
wird die Abweichung e' im Schritt
S107 als der Fehler ε eingestellt.
Andererseits wird dann, wenn diese Abweichung e' Null ist, der Fehler ε im Schritt
S103 als Null eingestellt.
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Weiterhin
ist es auch möglich,
den Ausgangswert des Potentiometers 11a zu der Zeit einer Initiierung
einer Steueraktion zu speichern, dass der Referenzfehler für die nächste Steueraktion
in Bezug auf den Ausgangswert des Potentiometers 11a zur Zeit
einer Initiierung einer Steueraktion gespeichert wird und bei der
nächsten
Steueraktion die Referenzposition [θh(δx) – Δθh] durch Korrigieren der Lenkinitiierungsposition θh(δx) um einen
Betrag entsprechend dem Referenzfehler Δθh, der in Bezug auf den Ausgangswert
des Potentiometers 11a gespeichert ist, der zur Zeit einer
Initiierung einer Steueraktion gespeichert ist, bestimmt wird. Insbesondere
wird im Schritt S4 des in 3 gezeigten
Ablaufdiagramms die Referenzposition [θh(δx) – Δθh] durch Korrigieren der Lenkinitiierungsposition θh(δx) um einen
Betrag entsprechend dem Referenzfehler. Δθh, der in Bezug auf den Ausgangswert δx des Potentiometers 11a gespeichert
ist, der zur Zeit einer Initiierung einer Steueraktion erfasst wird,
bestimmt. Weiterhin wird bei einem Schritt S108 in 4 der
Wert, der durch Addieren des eingestellten Fehlers ε zu dem Referenzfehler Δθh, der in
Bezug auf den Ausgangswert δx des
Potentiometers 1a gespeichert ist, der zur Zeit einer Initiierung
einer Steueraktion erfasst ist, in Bezug auf den Ausgangswert δx als der
Referenzfehler Δθh für die nächste Steueraktion
gespeichert. Als Ergebnis kann der Fehler des Lenkwinkels θh gemäß der Uneinheitlichkeit
des Ausgangsfehlers des Potentiometers 11h korrigiert werden.
Insbesondere werden deshalb, weil die Ausgangsfrequenz des Potentiometers 11a in
der Nähe
der Mittenstellenposition des Lenkwinkels θh größer wird, eine Abnutzung des
internen variablen Widerstands des Potentiometers 11a und ähnliches
in der Nähe
der Mittenstellenposition des Lenkwinkels θh größer. Demgemäß ist der Ausgangsfehler des
Potentiometers 11a nicht einheitlich, sondern ist gemäß dem Lenkwinkel θh unterschiedlich.
Die Genauigkeit einer Korrektur kann durch Korrigieren des Fehlers
bezüglich
des Lenkwinkels θh
gemäß einer
solchen Uneinheitlichkeit des Ausgangsfehlers verbessert werden.
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Weiterhin
kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Lenkvorrichtung angewendet
werden, bei welcher das Lenkrad als das Lenkelement mechanisch mit
den Fahrzeugrädern
verbunden ist und bei welcher das Verhältnis des Lenkwinkels des Lenkrads
zu dem Lenkbetrag der Fahrzeugräder
geändert
werden kann oder nicht geändert
werden kann.
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Weiterhin
ist es anstelle eines Beurteilens der Lenkrichtung diesbezüglich, ob
die Phase des B-Phasen-Pulssignals in Bezug auf die Phase des A-Phasen-Pulssignals voreilt
oder nacheilt, möglich, diese
Richtung aus dem Ausgangswert des Potentiometers 11a zu
beurteilen, oder dem Erfassungswert des Drehmomentsensors, der getrennt
installiert ist, um das Lenkmoment zu erfassen. Darüber hinaus
ist es auch möglich,
das Z-Phasen-Pulssignal auszugeben, wenn das Lenkelement 1 bei
einer Position positioniert ist, die eine andere als die Mittenstellenposition
ist. Darüber
hinaus kann auch ein Drehmelder als der Positionssensor verwendet
werden.