DE102005032037B4

DE102005032037B4 - Reaktionssteuer/regelsystem zum Erzielen eines bevorzugten Lenkgefühls

Info

Publication number: DE102005032037B4
Application number: DE102005032037A
Authority: DE
Inventors: Shigenori Wako Takimoto; Toshihiro Wako Yoda
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2025-07-09
Also published as: DE102005032037A1; JP4034294B2; US20060006021A1; JP2006027301A; US7311173B2

Abstract

Reaktionssteuer/regelsystem zum Steuern/Regeln einer Reaktionskraft, die auf eine durch einen Fahrer eines Fahrzeugs betätigte Betätigungseinrichtung (3) auszuüben ist, wobei das System umfasst:
eine Lenkgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (15) zur Erfassung einer Lenkgeschwindigkeit des Lenkens der Betätigungseinrichtung (3);
eine Lenkmomenterfassungseinrichtung (16) zum Erfassen eines auf die Betätigungseinrichtung (3) ausgeübten Lenkmoments; und
eine Reaktionskraftkorrektureinrichtung (35) zum Korrigieren der Reaktionskraft in einer solchen Weise, dass:
die korrigierte Reaktionskraft wenigstens dann ansteigt, wenn die durch die Lenkgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (15) erfasste Lenkgeschwindigkeit null ist, und
je höher das durch die Lenkmomenterfassungseinrichtung (16) erfasste Lenkmoment ist, desto höher die korrigierte Reaktionskraft ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reaktionssteuer/regelsystem zum Steuern/Regeln einer auf eine Betätigungseinrichtung in einem Lenksystem eines Fahrzeugs auszuübende Reaktionskraft.
Beschreibung verwandter Technik
Als Lenksystem für ein Fahrzeug ist ein elektrisches Servolenksystem bekannt. In dem elektrischen Servolenksystem ist eine mit einem Lenkrad gekoppelte Lenkwelle mechanisch mit einem Lenkmechanismus zum Lenken von gelenkten Fahrzeugrädern gekoppelt und ein Elektromotor für eine Unterstützungslenkkraft ist mit dem Lenkmechanismus verbunden. Bei einem solchen elektrischen Servolenksystem wird ein Lenkmomentbefehlswert für den Elektromotor (d.h. ein Stromwert eines den Motor antreibenden Stroms) in einer solchen Weise gesteuert/geregelt, dass je größer das auf die Lenkwelle ausgeübte Lenkmoment ist, desto größer die Unterstützungslenkkraft ist.
In einem Beispielsystem des elektrischen Servolenksystems wird ein Basisantriebsmomentbefehlswert nach Maßgabe des Lenkmoments des Lenkrads bestimmt, und der Antriebsmomentbefehlswert wird durch Subtrahieren eines Antriebsmomentkorrekturwerts, der nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads bestimmt wird, von dem Basisantriebsmomentbefehlswert bestimmt (siehe z.B. JP 3176899 B2 ). Der Antriebsmomentkorrekturwert zeigt eine Reaktionskraft für den Antriebsmomentbefehlswert (der eine Unterstützungskraftkomponente ist) an und wirkt zum Ausüben einer Lenkreaktion (Kraft) auf das Lenkrad.
Jedoch wird bei dem herkömmlichen System, bei dem der Antriebsmoment korrekturwert nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads bestimmt wird, dann, wenn ein Lenkzustand aufrechterhalten wird oder ein Lenken in die entgegengesetzte Richtung (d.h. eine Umkehrbetätigung) durchgeführt wird und die Lenkgeschwindigkeit null wird, die den Antriebsmomentkorrekturwert anzeigende Reaktionskraft ebenfalls null (d.h. die Lenkreaktion des Lenkrads wird null); daher ist es schwierig, ein ausreichend stabiles Gefühl für das Lenkrad zu erzielen, während der Lenkzustand aufrechterhalten wird, und eine Hysterese zum Zurückbewegen der gelenkten Fahrzeugräder ist gering, wodurch das Lenkgefühl verschlechtert wird.
Die DE 103 13 387 A1 zeigt ein Reaktionssteuer/regelsystem zum Steuern/Regeln einer Reaktionskraft, die auf eine durch einen Fahrer eines Fahrzeugs betätigte Betätigungseinrichtung auszuüben ist. Das System umfasst eine Lenkgeschwindigkeitserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Lenkgeschwindigkeit des Lenkens der Betätigungseinrichtung, eine Lenkmomenterfassungseinrichtung zum Erfassen eines auf die Betätigungseinrichtung ausgeübten Lenkmoments und eine Reaktionskraftkorrektureinrichtung zum Korrigieren der Reaktionskraft.
Angesichts der obigen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reaktionssteuer/regelsystem zum Erzielen eines bevorzugten Lenkgefühls bereitzustellen, wenn der Lenkzustand aufrechterhalten wird oder das gelenkte Fahrzeugrad zurückgeführt wird.
Daher stellt die Erfindung gemäß Anspruch 1 ein Reaktionssteuer/regelsystem bereit zum Steuern/Regeln einer Reaktionskraft auf eine Betätigungseinrichtung (z.B. ein Lenkrad 3 in einer unten erläuterten Ausführungsform), die durch einen Fahrer eines Fahrzeugs betätigt wird, wobei das System umfasst:
eine Lenkgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (z.B. einen Lenkgeschwindigkeitssensor 15 in der Ausführungsform) zum Erfassen einer Lenkgeschwindigkeit des Lenkens der Betätigungseinrichtung;
eine Lenkmomenterfassungseinrichtung (z.B. einen Lenkmomentsensor 16 in der Ausführungsform) zum Messen eines auf die Betätigungseinrichtung ausgeübten Lenkmoments; und
eine Reaktionskraftkorrektureinrichtung (z.B. einen sekundären Reaktionskorrekturabschnitt 35 in der Ausführungsform) zum Korrigieren der Reaktionskraft in einer solchen Weise, dass:
die korrigierte Reaktionskraft wenigstens dann ansteigt, wenn die durch die Lenkgeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasste Lenkgeschwindigkeit null ist, und
je höher das durch die Lenkmomenterfassungseinrichtung erfasste Lenkmoment ist, desto höher die korrigierte Reaktionskraft ist.
Gemäß der obigen Struktur steigt grundsätzlich die Reaktionskraft an, wenn die Lenkgeschwindigkeit null ist, wodurch (i) ein stabiles Lenkgefühl zum Lenken erzielt wird, wenn der Lenkzustand aufrechterhalten wird, und (ii) eine größere Hysterese erzielt wird, wenn die Lenkbetätigungseinrichtung zurückgeführt wird. Weiterhin ist dann, wenn das Lenkmoment niedrig ist (z.B. wenn die Querbeschleunigung des Fahrzeugs niedrig ist), die auf die Betätigungseinrichtung ausgeübte Reaktionskraft niedrig, so dass die Unterstützungslenkkraft durch einen Elektromotor effektiv verwendet werden kann, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs von Geradeausfahrt zu Kurvenfahrt gewechselt wird. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Lenkreaktionskraft sich verringert, wenn ein Lenkzustand aufrechterhalten wird oder die Lenkbetätigungseinrichtung zurückgeführt wird, wodurch das Lenkgefühl verbessert wird.
Typischerweise korrigiert die Reaktionskraftkorrektureinrichtung die Reaktionskraft in einer solchen Weise, dass je höher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, desto höher die korrigierte Reaktionskraft ist. Wenn demzufolge das Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit eine Kurve fährt, kann die auf die Betätigungseinrichtung ausgeübte Reaktionskraft niedrig sein, wodurch eine Unterstützungslenkkraft durch einen Elektromotor effektiv verwendet wird. Umgekehrt kann dann, wenn das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit eine Kurve fährt, die auf die Betätigungseinrichtung ausgeübte Reaktionskraft hoch sein, wodurch ein stabiles Gefühl für das Fahrzeug verbessert wird. Daher ist es möglich, das Lenkgefühl weiter zu verbessern.
In einem bevorzugten Beispiel ist bei der Korrektur der Reaktionskraftkorrekturvorrichtung ein nicht effektiver Bereich des Lenkmoments, bei dem die korrigierte Reaktionskraft nicht durch das Lenkmoment beeinflusst wird, in einer solchen Weise definiert, dass je niedriger die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, desto größer der nicht effektive Bereich des Lenkmoments ist.
Demzufolge kann bei einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeit die Reaktionskraft bereits ab einem relativ niedrigen Lenkmoment groß sein. Bei einer relativ geringen Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Reaktionskraft so lange gering sein, bis das Lenkmoment relativ hoch wird. Daher kann die auf die Betätigungseinrichtung auszuübende Reaktionskraft in noch geeigneterer Weise nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden, wodurch das Lenkgefühl ferner verbessert wird.
Vorzugsweise wird die korrigierte Reaktionskraft zu einer Reaktionskraft addiert, die im Verhältnis zur Lenkgeschwindigkeit steht, und wird ebenfalls auf die Betätigungseinrichtung ausgeübt. Typischerweise wird die Reaktionskraft ausgeübt, wenn die Betätigungseinrichtung von einem Lenkzustand zugeführt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das die Struktur eines elektrischen Servolenksystems zeigt, welches ein Reaktionskraftsteuer/regelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
2 ist ein Blockdiagramm zur Steuerung/Regelung eines Motorstroms in dem elektrischen Servolenksystem.
3A und 3B sind Schaubilder, die die Beziehung eines Verhältnisses zur Berechnung eines Korrekturstroms bezüglich des Lenkmoments, zeigen, wobei 3A die Beziehung zeigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ hoch ist, und 3B die Beziehung zeigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ gering ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Hierin wird im Folgenden eine Ausführungsform des Reaktionskraftsteuer/regelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 3 erläutert. In der Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf ein elektrisches Servolenksystem angewendet.
Zunächst wird die Struktur des elektrischen Servolenksystems unter Bezugnahme auf 1 erläutert. Das elektrische Servolenksystem besitzt einen manuellen Lenkkrafterzeugungsmechanismus 1, bei dem eine Lenkwelle 4, welche integral mit einem Lenkrad 3 (d.h. einer Betätigungseinrichtung) gekoppelt ist, mit einem Ritzel 6 eines Zahnstangenmechanismus durch eine Verbindungswelle 5 mit einem Kreuzgelenk gekoppelt ist. Das Ritzel 6 steht mit einer Zahnstange 7a einer Zahnstangenwelle 7 in Eingriff, welche sich in der Achse der Fahrzeugbreite hin- und herbewegen kann. Weiterhin sind an der rechten und linken Seite des Fahrzeugs Vorderräder, welche gelenkte Räder sind, jeweils über Spurstangen 8 mit beiden Enden der Zahnstangenwelle 7 gekoppelt. Gemäß dieser Struktur kann eine gewöhnliche Zahnstangenlenkbetätigung durch Betätigung des Lenkrads 3 durchgeführt werden, um die Vorderräder 9 des Fahrzeugs zu lenken und das Fahrzeug Kurven fahren zu lassen. Die Zahnstangenwelle 7 und die Spurstangen 8 bilden einen Lenkmechanismus.
Weiterhin ist ein Elektromotor 10 zum Bereitstellen einer Unterstützungslenkkraft koaxial zur Zahnstangenwelle 7 vorgesehen. Die Unterstützungs lenkkraft, durch die die durch den manuellen Lenkkrafterzeugungsmechanismus 1 zu erzeugende Lenkkraft verringert werden kann, wird durch einen im Wesentlichen parallel zur Zahnstangenwelle 7 angeordneten Kugelumlaufspindelmechanismus 12 in eine Schubbewegung umgewandelt. Diese Schubbewegung wirkt auf die Zahnstangenwelle 7. Daher ist ein Antriebsschrägzahnrad 11 integral mit dem Rotor des Motors 10, in den die Zahnstangenwelle 7 eingeführt ist, gekoppelt, und ein Abtriebsschrägzahnrad 13, welches mit dem Antriebsschrägzahnrad 11 kämmt, ist an einem Ende einer Schraubenwelle 12a des Kugelumlaufspindelmechanismus 12 vorgesehen. Eine Mutter 14 für den Kugelumlaufspindelmechanismus 12 ist an der Zahnstange 7 befestigt.
Ein Geschwindigkeitssensor 15 (d.h. eine Lenkgeschwindigkeitserfassungseinrichtung) zur Erfassung der Lenkgeschwindigkeit der Lenkwelle 4 ist an der Lenkwelle 4 angebracht. Ein Lenkmomentssensor 16 (d.h. eine Lenkmomenterfassungseinrichtung) zur Erfassung des auf das Ritzel 6 ausgeübten Lenkmoments ist in einem Lenkgetriebegehäuse (nicht gezeigt) vorgesehen, welches den Zahnstangenmechanismus (der die Strukturelemente 6 und 7a enthält) enthält. Der Lenkgeschwindigkeitssensor 15 gibt ein elektrisches Signal entsprechend der erfassten Lenkgeschwindigkeit an eine Lenksteuer/regeleinrichtung 20 aus und der Lenkmomentsensor 16 gibt ein elektrisches Signal entsprechend dem erfassten Lenkmoment an die Lenksteuer/regeleinrichtung aus.
Weiterhin sind ein Gierratensensor 18 zur Erfassung der Gierrate des Fahrzeugs (die das Verhalten des Fahrzeugs anzeigt) und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit an geeigneten Stellen des Fahrzeugs angebracht. Der Gierratensensor 18 gibt ein elektrisches Signal entsprechend der erfassten Gierrate an die Lenksteuer/regeleinrichtung 20 aus und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 gibt ein elektrisches Signal entsprechend der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit an die Lenksteuer/regeleinrichtung 20 aus.
Die Lenksteuer/regeleinrichtung 20 erzeugt Steuer/Regelsignale durch Verarbeiten der von dem Lenkgeschwindigkeitssensor 15, dem Lenkmomentsensor 16, dem Gierratensensor 18 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 eingegebenen Signale und bestimmt einen (elektrischen) Sollstrom, der dem Elektromotor 10 auf Grundlage der Steuer/Regelsignale zuzuführen ist. Die Lenksteuer/regeleinrichtung 20 führt den Sollstrom dem Motor 10 mittels einer Treiberschaltung 21 zu, wodurch die Momentausgabe von dem Elektromotor 10 gesteuert/geregelt wird und die Unterstützungskraft bei der Lenkbetätigung gesteuert/geregelt wird.
Im Folgenden wird die Steuerung/Regelung für den Elektromotor 10 bei dem elektrischen Servolenksystem unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild in 2 erläutert.
Die Lenksteuer/regeleinrichtung 20 besitzt einen Basisstrombestimmungsabschnitt 31, einen Trägheitskorrekturabschnitt 32 und einen Reaktionskorrekturabschnitt 33.
Im Basisstrombestimmungsabschnitt 31 wird ein Basisstromwert unter Bezugnahme auf eine Basisstromtabelle (nicht gezeigt) berechnet, auf Grundlage der von dem Lenkmomentsensor 16 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 ausgegebenen Signale; auf diese Weise wird der Basisstromwert nach Maßgabe des Lenkmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. In der Basisstromtabelle ist (i) je höher das Lenkmoment ist, desto größer der Basisstrom, und (ii) je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto kleiner der Basisstrom.
Im Trägheitskorrekturabschnitt 32 wird der im Basisstrombestimmungsabschnitt 31 bestimmte Basisstromwert unter Berücksichtigung der Trägheitsmasse des Motors 10 korrigiert.
Der Reaktionskorrekturabschnitt 33 addiert nach der Korrektur unter Berück sichtigung der Trägheitsmasse einen Korrekturstromwert entsprechend einer Reaktionskraft zu dem Stromwert, wodurch ein Sollstrom für den Elektromotor 10 erhalten wird. Der Sollstrom wird an die Treiberschaltung 21 ausgegeben. Die Treiberschaltung 21 führt einen Strom dem Motor zu, während sie eine Steuerung/Regelung durchführt, um den dem Motor 10 zugeführten Strom dem Sollstrom anzunähern, wodurch das von dem Motor 10 ausgegebene Moment gesteuert/geregelt wird.
Daher entspricht bei dem elektrischen Servolenksystem der vorliegenden Ausführungsform der im Reaktionskorrekturabschnitt 33 bestimmte Korrekturstrom der Reaktionskraft bezüglich der Betätigungsunterstützungskraft, und der im Basisstrombestimmungsabschnitt 31 bestimmte Basisstrom entspricht der Betätigungsunterstützungskraft vor der Korrektur oder Kompensation bezüglich der Reaktionskraft.
Der Reaktionskorrekturabschnitt 33 umfasst einen Basisreaktionskorrekturabschnitt 34 und einen sekundären Reaktionskorrekturabschnitt 35 (d.h. eine Reaktionskraftkorrektureinrichtung). Der Basisreaktionskorrekturabschnitt 34 umfasst einen Lenksteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34a, einen Rückführsteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34b und einen Schaltabschnitt 34c.
Im Lenksteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34a wird ein Korrekturstrom entsprechend einer Reaktionskraft, wenn das Lenkrad 3 gelenkt wird (d.h. anfänglich gelenkt wird, bevor das Lenkrad zurückgeführt wird), auf Grundlage des Lenkmoments und der Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads 3 berechnet. In dem Rückführsteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34b wird ein Korrekturstrom entsprechend einer Reaktionskraft, wenn das Lenkrad 3 zurückgeführt wird, auf Grundlage des Lenkmoments und der Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads 3 berechnet. Die in dem Lenksteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34a und dem Rückführsteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34b berechneten Korrekturströme des Basisreaktionskorrekturabschnitts 34 sind proportional zur Lenkgeschwindigkeit und dann, wenn die Lenkgeschwindigkeit null ist, ist jeder Korrekturstrom ebenfalls null.
Der sekundäre Reaktionskorrekturabschnitt 35 ist mit der Ausgangsseite des Rückführsteuer/regelbetragsberechnungsabschnitts 34b verbunden und ein sekundärer Reaktionskorrekturstrom Im2 (später im Detail beschrieben), der in dem sekundären Reaktionskorrekturabschnitt 35 berechnet wird, wird zu dem durch den Rückführsteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34b berechneten Korrekturstrom addiert. Hier sind das Lenkmoment und die Lenkgeschwindigkeit jeweils auf Grundlage der Signale, die von dem Lenkgeschwindigkeitssensor 15 und dem Lenkmomentsensor 16 ausgegeben werden, bestimmt. Zur einfachen Darstellung wird jede Verbindungsleitung zwischen dem Lenksteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34a oder dem Rückführsteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34b und dem Lenkgeschwindigkeitssensor 15 oder dem Lenkmomentsensor 16 weggelassen.
Bei dem Schaltabschnitt 34c wird auf Grundlage eines von einem Bestimmungsabschnitt (nicht gezeigt) zur Bestimmung, ob das Lenkrad 3 (anfänglich) gelenkt oder zurückgeführt wird, entweder der Lenksteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34a oder der Rückführsteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34b ausgewählt. Das heißt, wenn das Lenkrad 3 gelenkt wird, wird der Lenksteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34a ausgewählt, und wenn das Lenkrad 3 zurückgeführt wird, wird der Rückführsteuer/regelbetragsberechnungsabschnitt 34b ausgewählt.
Daher wird im Basisreaktionskorrekturabschnitt 34 ein Korrekturstrom für jeden Zustand des Lenkens oder Zurückführens des Lenkrads 3 berechnet und der Korrekturstrom entsprechend dem Zustand des Lenkrads 3 wird durch den Schaltabschnitt 34c ausgewählt, so dass der ausgewählte Korrekturstrom zu dem Strom (Wert) nach der Korrektur der Trägheitsmasse addiert wird.
Die Berechnung des zweiten Reaktionskorrekturstroms Im2, die durch den zweiten Reaktionskorrekturabschnitt 35 durchgeführt wird, wird im Detail erläutert.
Zunächst wird auf Grundlage des von dem Lenkgeschwindigkeitssensor 15 ausgegebenen Signals ein Korrekturstrom Imb unter Bezugnahme auf eine Lenkgeschwindigkeitstabelle 36 berechnet. In dieser Lenkgeschwindigkeitstabelle 36 ist in einem Bereich, in dem die Lenkgeschwindigkeit relativ gering ist, der Korrekturstrom Imb ein großer fester Wert, und bei einer Lenkgeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Wert verringert sich der Korrekturstrom Imb allmählich nach Maßgabe des Anstiegs der Lenkgeschwindigkeit. Wenn die Lenkgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert erreicht, ist der Korrekturstrom Imb null.
Weiterhin wird auf Grundlage des von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 ausgegebenen Signals ein ensprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Verschiebungs(offset)moment unter Bezugnahme auf eine Verschiebungs(offset)tabelle 37 berechnet. In der Verschiebungs(offset)tabelle 37 hat in einem Bereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger als V1 ist, das Verschiebungs(offset)moment einen oberen festen Grenzwert TH, und in einem Bereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V die Bedingung "V1 ≤ V ≤ V2" erfüllt, verringert sich das Verschiebungs(offset)moment allmählich nach Maßgabe des Anstiegs der Fahrzeuggeschwindigkeit. In einem Bereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als V2 ist, hat das Verschiebungs(offset)moment einen festen unteren Grenzwert TL (TH > TL > 0).
Das Verschiebungs(offset)moment wird von dem durch den Lenkmomentsensor 16 erfassten Lenkmoment subtrahiert, um ein Lenkmoment (hierin im Folgenden als "Verschiebungslenkmoment" bezeichnet) zu erhalten, welches zur Berechnung eines Verhältnisses verwendet wird. Das heißt, ein Verhältnis R1 entsprechend dem Verschiebungslenkmoment wird unter Bezugnahme auf eine Lenkmomentverhältnistabelle 38 berechnet. Wenn der durch Subtrahieren des Verschiebungsmoments von dem Lenkmoment er haltene Wert, das heißt das Verschiebungslenkmoment, negativ ist, wird hierbei das Verschiebungslenkmoment auf null gesetzt.
Wenn das Verschiebungslenkmoment gleich oder niedriger als T0 ist, ist das Verhältnis R1 in der Lenkmomentverhältnistabelle 38 null und das Verhältnis R1 steigt allmählich nach Maßgabe des Anstiegs des Versatzlenkmoments an. In einem Bereich, in dem das Versatzlenkmoment gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert T1 ist, hat das Verhältnis R1 einen festen oberen Grenzwert (z.B. 1,0).
Weiterhin berechnet auf Grundlage des von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 ausgegebenen Signals der zweite Reaktionskorrekturabschnitt 35 ein Verhältnis R2 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit unter Bezugnahme auf eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverhältnistabelle 40. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist, ist in der Fahrzeuggeschwindigkeitsverhältnistabelle 40 das Verhältnis R2 ebenfalls null. Das Verhältnis R2 steigt allmählich nach Maßgabe des Anstiegs der Fahrzeuggeschwindigkeit an. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, hat das Verhältnis R2 einen festen oberen Grenzwert (z.B. 1,0).
Im nächsten Schritt wird das Verhältnis R3 durch Multiplizieren des Verhältnisses R1 (das unter Verwendung der Lenkmomentverhältnistabelle 38 berechnet wurde) mit dem Verhältnis R2 (das unter Verwendung der Lenkgeschwindigkeitsverhältnistabelle 40 berechnet wurde) berechnet, d.h. R3 = R1 × R2. Der zweite Reaktionskorrekturstrom Im2 wird dann durch Multiplizieren des Korrekturstroms Imb (der unter Verwendung der Lenkgeschwindigkeitstabelle 36 berechnet wurde) mit dem obigen Verhältnis R3 berechnet (d.h. Im2 = Imb × R3). Daher kann die Korrektur für die Reaktionskraft unter Verwendung von in herkömmlichen elektrischen Servolenksystemen vorgesehenen Sensoren durchgeführt werden.
Im Basisreaktionskorrekturabschnitt 34 selbst wird keine Reaktion erzeugt, wenn die Lenkgeschwindigkeit 0 ist; jedoch wird eine solche Reaktion durch Anwenden des zweiten Reaktionskorrekturabschnitts 35 erhalten. Nach Maßgabe der Bestimmung des zweiten Reaktionskorrekturstroms Im2 durch den zweiten Reaktionskorrekturabschnitt 35 wird die Korrektur für die Reaktionskraft auf Grundlage der Lenkgeschwindigkeit grundsätzlich in einer solchen Weise gesteuert/geregelt, dass eine hohe Reaktionskraft erhalten wird, wenn die Lenkgeschwindigkeit niedrig ist. Daher kann beispielsweise dann, wenn der Lenkzustand aufrechterhalten wird, ein stabiles Gefühl zum Lenken erhalten werden, und wenn das Lenkrad zurückgeführt wird, kann eine Reaktion zum Lenkvorgang erhalten werden. Weiterhin werden das Verhältnis R1, das nach Maßgabe des Lenkmoments (d.h. des oben erläuterten Verschiebungslenkmoments) variabel ist, und das Verhältnis R2, das nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit variabel ist, miteinander multipliziert, um R3 zu erhalten, welches ferner mit dem Korrekturstrom Imb multipliziert wird. Daher wird bezüglich der Korrektur unter der Bedingung, dass die Lenkgeschwindigkeit konstant ist (i) eine höhere Reaktionskraft erhalten, wenn das Lenkmoment hoch ist, verglichen damit, wenn das Lenkmoment niedrig ist, und (ii) eine höhere Reaktionskraft erhalten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, im Vergleich dazu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. Demzufolge ist es möglich, dass die Lenkreaktion lediglich dann erzeugt werden kann, wenn eine Fahrbahn gewechselt wird oder wenn das Lenkrad bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgeführt wird oder wenn ein Lenkzustand aufrechterhalten wird, und dass keine Lenkreaktion erzeugt wird, wenn das Fahrzeug innerhalb einer Fahrbahn geradeaus fährt oder wewnn das Lenkrad bei einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgeführt wird, wodurch das Gefühl des Fahrers bei dem Lenkvorgang verbessert wird. Weiterhin treten je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, umso mehr unregelmäßige Bewegungen des Fahrzeugs auf. Solche unregelmäßigen Bewegungen können zuverlässig bei der vorliegenden Ausführungsform unterdrückt werden.
Bei dem obigen Ablauf wird das Verhältnis R1 auf Grundlage des Verschiebungslenkmoments berechnet, welches durch Subtrahieren des Verschie bungsmoments von dem Lenkmoment, das durch den Lenkmomentsensor 16 erfasst wurde, erhalten wird. Der Grund für dieses Verfahren wird erläutert.
In der Lenkmomentverhältnistabelle 38 ist das Verhältnis R1 in einem Bereich, in dem das Verschiebungslenkmoment gleich oder geringer als T0 ist, auf 0 gesetzt. Daher ist der Korrekturstrom Im2 (auf Grundlage der Lenkgeschwindigkeit) entsprechend diesem Bereich null; daher wird die oben erläuterte Korrektur bezüglich der Reaktionskraft nicht ausgeführt und der Treiberstrom zum Antrieb des Elektromotors 10 wird durch den Korrekturstrom Im2 nicht beeinflusst. Das heißt, in einem nicht effektiven Korrekturbereich, in dem das Verschiebungslenkmoment gleich oder geringer als T0 ist, wird der Korrekturstrom Im2 auf null gesetzt.
Das Verschiebungsmoment ist eine Variable, die nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit gesetzt wird. Daher verändert sich das Verschiebungslenkmoment nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit sogar dann, wenn das Lenkmoment dasselbe ist. 3A und 3B sind Schaubilder, die die Beziehung des Verhältnisses (auf der vertikalen Achse) bezüglich des Lenkmoments (auf der horizontalen Achse) zeigen. 3A zeigt die Beziehung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ hoch ist, und 3B zeigt die Beziehung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ gering ist. Wie durch diese Figuren gezeigt wird, kann der nicht effektive Korrekturbereich nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit variabel sein, indem das Verschiebungslenkmoment verwendet wird. Insbesondere ist der nicht effektive Korrekturbereich für die geringere Fahrzeuggeschwindigkeit breiter als der nicht effektive Korrekturbereich für die höhere Fahreuggeschwindigkeit.
Demzufolge kann bei einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeit die Funktion des Erhöhens der Reaktionskraft auf Grundlage der Lenkgeschwindigkeit bereits ab einem relativ geringen Lenkmoment wirksam sein. Bei einer relativ geringen Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Korrektur bezüglich der Reaktionskraft auf Grundlage der Lenkgeschwindigkeit so lange nicht effek tiv sein, bis das Lenkmoment relativ hoch wird, wodurch eine maximale Unterstützungskraft von dem Elektromotor 10 erhalten wird. Daher kann beispielsweise die Unterstützungskraft von dem Elektromotor 10 maximiert sein, wenn das Lenkrad 3 zurückgeführt wird (d.h. in entgegengesetzte Richtung gedreht wird), wenn das Fahrzeug bei einer geringen Geschwindigkeit eine Kurve fährt. Mit einer solchen maxialen Unterstützungskraft fühlt sich das Lenkrad in den Händen des Fahrers leicht an.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben und gezeigt worden sind, versteht es sich, dass diese lediglich beispielhaft für die Erfindung sind und nicht als beschränkend betrachtet werden können. Hinzufügungen, Weglassungen, Ersetzungen und andere Modifikationen können gemacht werden, ohne von der Idee oder dem Rahmen der Erfindung abzuweichen. Demzufolge ist die Erfindung als nicht durch die vorangehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist lediglich durch den Rahmen der angefügten Ansprüche beschränkt.
Beispielsweise ist das Reaktionssteuer/regelsystem nicht darauf beschränkt, auf ein elektrisches Servolenksystem angewendet zu werden, sondern es kann ebenso auf ein Fahrzeuglenksystem angewendet werden, welches ein SBW-(steering-by-wire, elektrisch arbeitendes Lenksystem)-System, ein aktives Lenksystem oder ein VGS-(Lenken-mit-variabler-Obersetzung)-System verwendet.
In dem SBW-System sind eine Betätigungseinrichtung und ein Lenkmechanismus mechanisch voneinander getrennt und ein Reaktionsmotor zur Ausübung einer Reaktion auf die Betätigungseinrichtung und ein Lenkmotor (der in dem Lenkmechanismus enthalten ist) zum Erzeugen einer Kraft zum Lenken der gelenkten Fahrzeugräder sind vorgesehen.
Im aktiven Lenksystem werden der gelenkte Winkel der Vorderräder und der gelenkte Winkel der Hinterräder nach Maßgabe der Lenkbetätigung des Fahrers oder des Antriebszustands des Fahrzeugs gesteuert/geregelt.
In dem VGS-System ist das Lenkübersetzungsverhältnis nach Maßgabe des Lenkwinkels variabel.
Ein Reaktionssteuer/regelsystem steuert/regelt eine Reaktionskraft, die auf eine durch einen Fahrer eines Fahrzeugs betätigte Betätigungseinrichtung auszuüben ist. Das System umfasst eine Einrichtung zur Erfassung einer Lenkgeschwindigkeit des Lenkens der Betätigungseinrichtung, eine Einrichtung zur Erfassung eines auf die Betätigungseinrichtung ausgeübten Lenkmoments, und eine Reaktionskraftkorrektureinrichtung zur Korrektur der Reaktionskraft in einer solchen Weise, dass die korrigierte Reaktionskraft wenigstens dann ansteigt, wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit null ist, und dass je höher das gemessene Lenkmoment ist, desto höher die korrigierte Reaktionskraft ist. Die Reaktionskraftkorrektureinrichtung kann die Reaktionskraft in einer solchen Weise korrigieren, dass je höher eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, desto höher die korrigierte Reaktionskraft ist. Ein nicht effektiver Bereich des Lenkmoments, bei dem die korrigierte Reaktionskraft nicht durch das Lenkmoment beeinflusst wird, kann definiert sein.

Claims

Reaktionssteuer/regelsystem zum Steuern/Regeln einer Reaktionskraft, die auf eine durch einen Fahrer eines Fahrzeugs betätigte Betätigungseinrichtung (3) auszuüben ist, wobei das System umfasst: eine Lenkgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (15) zur Erfassung einer Lenkgeschwindigkeit des Lenkens der Betätigungseinrichtung (3); eine Lenkmomenterfassungseinrichtung (16) zum Erfassen eines auf die Betätigungseinrichtung (3) ausgeübten Lenkmoments; und eine Reaktionskraftkorrektureinrichtung (35) zum Korrigieren der Reaktionskraft in einer solchen Weise, dass: die korrigierte Reaktionskraft wenigstens dann ansteigt, wenn die durch die Lenkgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (15) erfasste Lenkgeschwindigkeit null ist, und je höher das durch die Lenkmomenterfassungseinrichtung (16) erfasste Lenkmoment ist, desto höher die korrigierte Reaktionskraft ist.
Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskraftkorrektureinrichtung (35) die Reaktionskraft in einer solchen Weise korrigiert, dass je höher eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, desto höher die korrigierte Reaktionskraft ist.
Reaktionssteuer/regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Korrektur der Reaktionskraftkorrektureinrichtung (35) ein nicht effektiver Bereich des Lenkmoments, bei dem die korrigierte Reaktionskraft nicht durch das Lenkmoment beeinflusst wird, derart definiert ist, dass je geringer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, desto breiter der nicht effektive Bereich des Lenkmoments ist.
Reaktionssteuer/regelsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Korrektur der Reaktionskraftkorrektureinrichtung ein nicht effektiver Bereich des Lenkmoments, in dem die korrigierte Reaktionskraft nicht durch das Lenkmoment beeinflusst wird, derart definiert ist, dass je geringer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, desto breiter der nicht effektive Bereich des Lenkmoments ist.
Reaktionssteuer/regelsystem nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierte Reaktionskraft zu einer Reaktionskraft addiert wird, die im Verhältnis zur Lenkgeschwindigkeit steht, und ebenfalls auf die Betätigungseinrichtung ausgeübt wird.
Reaktionssteuer/regelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierte Reaktionskraft addiert wird, wenn die Betätigungseinrichtung (3) von einem gelenkten Zustand zurückgeführt wird.