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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Lenksteuergerät für ein Kraftfahrzeug bzw. automobiles
Fahrzeug, welches zwischen einer manuellen Lenkbetriebsart und einer
automatischen Lenkbetriebsart umschaltbar ist.
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In
den letzten Jahren wurde ein Kraftfahrzeug bzw. automobiles Fahrzeug
entwickelt und auf den Markt gebracht, bei welchem ein Lenksteuergerät zwischen
Lenken des Fahrzeug in einer manuellen Lenkbetriebsart und in einer
automatischen Lenkbetriebsart umschaltbar ist. Bei der automatischen Lenkbetriebsart,
beispielsweise einer automatischen Garagenparkbetriebsart, kann
das Fahrzeug bequem automatisch gelenkt werden, damit es in einer Garage
geparkt ist. Genauer gesagt, das Fahrzeug wird bei einer Startposition
in der Nähe
der Garage gestoppt bzw. angehalten, und die automatische Lenkbetriebsart
wird aktiviert, wobei eine Zielposition in der Garage und ein Pfad,
entlang welchem das Fahrzeug von der Startposition zu der Zielposition fährt, abgeschätzt werden,
und es wird bei jeder Position entlang des Pfads ein Lenkwinkel
bzw. gelenkter Winkel von gelenkten Rädern (beispielsweise Vorderräder des
Fahrzeugs) berechnet. Danach fährt das
Fahrzeug, wenn ein Fahrer ein Fahrpedal und ein Bremspedal betätigt, mit
den gelenkten Rädern, die
automatisch gelenkt werden, so dass eine Abweichung des gelenkten
Winkels der gelenkten Räder, der
durch einen Sensor bei jeder Position des Pfads erfasst wird, von
dem berechneten gelenkten Winkel Null wird, und dadurch kann sogar
ein unerfahrener Fahrer das Fahrzeug einfach in der Garage parken, wie
in der
japanischen ungeprüft veröffentlichten
Patentanmeldung Nr. 2004-42769 beschrieben.
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Im
Allgemeinen wird bei dem zuvor erwähnten Fahrzeug ein Elektromotor
zur Unterstützung
des Fahrers beim Betätigen
des Lenkrads (das heißt, Servolenkung
bzw. Lenkhilfe) bei der manuellen Lenkbetriebsart als eine Antriebsvorrichtung
verwendet, welche gelenkte Räder
unter Positionierungssteuerung bei der automatischen Lenkbetriebsart
antreibt. Wie in 11 gezeigt, ist das Lenksteuergerät bei dem
Stand der Technik mit einem Unterstützungs- bzw. Hilfssteuerabschnitt 2 zur
Steuerung einer durch den Elektromotor erzeugten Unterstützungskraft
bzw. Hilfskraft (oder eines Unterstützungsdrehmoments bzw. Hilfsdrehmoments)
und einem Positionierungssteuerabschnitt 4 zur Steuerung einer
Winkelposition der gelenkten Räder
ausgestattet.
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Außerdem erfasst
ein Drehmomentsensor 1 ein an eine Lenkwelle angelegtes
Belastungsdrehmoment T1, und der Hilfssteuerabschnitt 2 berechnet einen
Befehlswert I1 des elektrischen Stroms bzw. elektrischer-Strom-Befehlswert
I1 für
die Hilfssteuerung auf der Grundlage des Belastungsdrehmoments T1.
Ein Lenkwinkelsensor 3 erfasst einen (nachfolgend als "Lenkwinkel θ2" bezeichneten) Drehwinkel des
Lenkrads, und der Positionierungssteuerabschnitt 4 berechnet
einen Befehlswert I2 des elektrischen Stroms bzw. elektrischer-Strom-Befehlswert
I2 für
die Positionierungssteuerung auf der Grundlage der Abweichung zwischen
dem tatsächlichen
Lenkwinkel θ2
und dem Ziellenkwinkel θ1,
die relativ zu jeder Zielposition entlang dem Pfad bestimmt wird,
auf welchem das Fahrzeug zu fahren ist.
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Das
Lenksteuergerät
bei dem Stand der Technik gibt bei der manuellen Lenkbetriebsart
den Befehlswert I3 (=I1) des elektrischen Stroms bzw. elektrischer-Strom-Befehlswert I1 für die Hilfssteuerung
als einen elektrischer-Strom-Befehlswert I3 (=I1) für den Elektromotor
an eine Motorantriebsschaltung 5 aus, und gibt bei der
automatischen Lenkbetriebsart die Summe des elektrischer-Strom-Befehlswerts
I1 für
die Hilfssteuerung und eines elektrischer-Strom-Befehlswerts I2
für die Positionierungssteuerung
als einen elektrischer-Strom-Befehlswert
I3 (= I1 + I2) für
den Elektromotor an die Motorantriebsschaltung 5 aus. Außerdem führt die
Motorantriebsschaltung 5 den dem elektrischer-Strom-Befehlswert I3 entsprechenden elektrischen
Strom dem Elektromotor 6 zu, um dadurch die gelenkten Räder zu lenken.
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Übrigens
wird, falls der Fahrer das Lenkrad bei der automatischen Lenkbetriebsart
betätigt,
so dass sich der tatsächliche
Lenkwinkel θ2
von dem Ziellenkwinkel θ1
unterscheidet, ein elektrischer-Strom-Befehlswert I1 für die Hilfssteuerung
positiv und ein elektrischer-Strom-Befehlswert I2 für die Positionierungssteuerung
negativ und umgekehrt. Genauer gesagt, wenn der tatsächliche
Lenkwinkel θ2
von dem Ziellenkwinkel θ1
abweicht, beispielsweise im Uhrzeigersinn (was nachfolgend als "positive Richtung" bezeichnet wird,
und eine umgekehrte Richtung wird als "negative Richtung" bezeichnet), berechnet der Positionierungssteuerabschnitt 4 den elektrischer-Strom-Befehlswert
I2 für
die Positionierungssteuerung, was den Elektromotor 6 veranlasst, das
Lenkrad in der negativen Richtung zu lenken, um so zu bewirken,
dass der tatsächliche
Lenkwinkel θ2 mit
dem Ziellenkwinkel θ1 übereinstimmt.
Als Folge davon betätigt
der Fahrer, da das Lenkrad entgegen der Fahrerbetätigung des
Lenkrads in der negativen Richtung gelenkt wird, das Lenkrad dagegen,
wodurch das Belastungsdrehmoment T1 vergrößert wird. Der Hilfssteuerabschnitt 2 berechnet
den elektrischer-Strom-Befehlswert
I1 für
die Hilfssteuerung, was den Elektromotor 6 veranlasst,
das Lenkrad in der positiven Richtung zu lenken, um so das Belastungsdrehmoment
T1 zu vermindern. Wie zuvor erwähnt,
falls der Fahrer das Lenkrad betätigt,
während die
automatische Lenkbetriebsart aktiv ist, wird der elektrischer-Strom-Befehlswert I1 für die Hilfssteuerung
positiv und der elektrischer-Strom-Befehlswert I2 für die Positionierungssteuerung
negativ und umgekehrt, wodurch der elektrischer-Strom-Befehlswert I3
für den
Elektromotor vermindert wird, welcher die Summe aus dem elektrischer-Strom-Befehlswert
I1 für
die Hilfssteuerung und einem elektrischer-Strom-Befehlswert I2 für die Positionierungssteuerung
ist. Daher muss der Fahrer, wenn es erforderlich wird, dass der
Fahrer das Lenkrad aus gewissem Grund lenkt, während die automatische Lenkbetriebsart
aktiv ist, das Lenkrad bei einem Zustand lenken, bei welchem der
Elektromotor 6 nicht genug Hilfskraft bzw. Unterstützungskraft
(oder Hilfsdrehmoment bzw. Unterstützungsdrehmoment) erzeugt.
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Zudem
offenbart das Dokument
EP
1 588 922 A2 (früheres
Patentdokument, das nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung
veröffentlicht ist)
des Standes der Technik ein Fahrbahnhaltesteuersystem und ein -verfahren
für ein
Fahrzeug, bei welchem die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und
insbesondere seine Fahrbedingungen überwacht werden. Entsprechende
Informationen werden in eine Steuereinrichtung eingegeben. Die Steuereinrichtung
umfasst einen Lenkabsichtserfassungsabschnitt, welcher erfasst,
ob ein Fahrer die Absicht hat, ein Lenkrad zum Lenken eines Fahrzeugs
zu betätigen.
Ein erster Lenkdrehmomentsteuerabschnitt steuert ein Lenkdrehmoment
gemäß dem Fahrbedingungen
des Fahrzeugs, wenn der Fahrer keine Absicht hat, das Fahrzeug zu
lenken, um das Fahrzeug bei einer vorbestimmten Position zwischen
Fahrbahnmarkierungen einer Fahrbahn zu halten. Ein zweiter Lenkdrehmomentsteuerabschnitt
führt eine Steuerung
durch, wenn der Fahrer eine Absicht zum Lenken des Fahrzeugs hat.
In diesem Fall wird das Lenkdrehmoment gemäß der Fahrbedingung derart gesteuert,
dass die Lenkbetätigung
des Fahrers jederzeit in einem Lenken des Fahrzeugs reflektiert wird.
Ein entsprechendes Lenkdrehmoment wird durch einen Lenkdrehmomentsensor
erfasst. Ein Lenkwinkelsensor erfasst einen tatsächlichen Lenkwinkel, welcher
mit einem durch einen Ziellenkwinkelberechnungsabschnitt berechneten
Ziellenkwinkel verglichen werden kann. Der Ziellenkwinkel ist für das Fahrzeug
erforderlich, um eine vorbestimmte Position zwischen den Fahrbahnmarkierungen
zu halten. Es werden entsprechende Lenkdrehmomentbefehlswerte an
ein Lenkstellglied ausgegeben, welches eine entsprechende Lenkkraft
auf das Lenksystem des Fahrzeugs anwendet.
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Das
Dokument des Standes der Technik
US 2003/0050748 A1 offenbart ein automatisches
Lenkgerät,
welches eine Steuerung derart bereitstellt, dass bei einer automatischen
Lenkbetriebsart ein Lenkdrehmoment an ein Lenksystem angewendet wird,
wobei die Steuerung durch eine Steuereinrichtung auf der Grundlage
eines automatischen Lenkdrehmomentwerts und eines Zielhilfsdrehmomentswerts
durchgeführt
wird. Durch die Steuereinrichtung wird ein Stellglied derart gesteuert,
um ein einer Summe des automatischen Lenkdrehmomentwerts und des
Zielhilfsdrehmomentwerts entsprechendes Drehmoment an die Lenkwelle
anzulegen. Die Steuereinrichtung berechnet den Zielhilfsdrehmomentwert
durch Multiplikation einer Hilfsdrehmomentverstärkung mit einem Lenkdrehmoment,
welches von einem Betreiber des Fahrzeugs von dem Lenkrad auf die
Lenkwelle angewendet bzw. an sie angelegt wird. Die Hilfsdrehmomentverstärkung ist
bei der automatischen Lenkbetriebsart und der nichtautomatischen Lenkbetriebsart
verschieden.
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Das
Dokument des Standes der Technik
US 5
629 595 offenbart ein Verfahren einer und eine Vorrichtung
für eine
Vergnügungsfahrt
mit einem interaktiv geführten
Fahrzeug, wobei ein Fahrzeug entlang einem Pfad geführt wird,
der durch eine Mittellinie und linke und rechte Grenzen einer Fahrbahn
zum Fahren des Fahrzeugs definiert ist. Ein elektrischer Sensor
ist zur Erfassung der Mitte bzw. des Zentrums des Pfads bereitgestellt,
entlang welchem das Fahrzeug zu führen ist, und die Position
des Fahrzeugs relativ zu der einen elektrischen Leiter umfassenden Fahrbahn
wird überwacht
und definiert. Abhängig von
der Abweichung der Position des Fahrzeugs von dem idealen Kurs bzw.
Lauf auf der den elektrischen Leiter umfassenden Fahrbahn wird ein
Lenkbetrieb durchgeführt,
und das Steuerkonzept zieht auch einen durch einen Passagier definierten
Lenkwinkel des Fahrzeugs in Betracht. Solange es dem Passagier erlaubt
ist, das Fahrzeug zu lenken, wird das Fahrzeug in einer bestimmten
Hüllkurve
(Betriebsbereich) relativ zu der Fahrbahn und insbesondere zu dem
in der Fahrbahn angeordneten elektrischen Leiter gehalten. Zudem
werden die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, wie beispielsweise
der Betrieb eines Fahrzeugpedals oder eines Bremspedals betrachtet.
Die Steuerung beeinflusst im Wesentlichen steuerbar die normale
Position des Fahrzeugs relativ zu dem elektrischen Leiter in der
Fahrbahn.
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Das
Dokument des Standes der Technik
US 6 256 561 B1 offenbart ein Fahrzeuglenksteuersystem,
bei welchem ein Elektromotor Verwendung findet, um das Hilfsdrehmoment
für das
Lenksystem des Fahrzeugs in einer gesteuerten Weise bereitzustellen.
Es wird ein in dem Fahrzeug angeordnetes Navigationssystem betätigt, und
seine Ausgabe wird verwendet, um den erfassten Lenkwinkel zu korrigieren,
der durch den Fahrzeugfahrer eingegeben ist. Die weiteren Laufbedingungen
des Fahrzeugs werden überwacht
und in Betracht gezogen. Eine Steuerung wird zudem abhängig von
aus dem Navigationssystem genommenen Straßenbedingungsinformationen
durchgeführt.
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Das
Dokument des Standes der Technik
US 6 178 365 B1 offenbart ein Lenksteuersystem
für ein Fahrzeug,
bei welchem ein Elektromotor Verwendung findet, um die Hilfe bzw.
Unterstützung
des Lenksystems der angetriebenen Räder des Fahrzeugs bereitzustellen.
Die Steuerung des Motors zieht Straßenbedingungen der Straße in Betracht, auf
welcher das Fahrzeug fährt,
und die Straßenbedingungen
werden durch eine CCD-Kamera erfasst und das Bild wird einer weiteren
Datenbewertung unterzogen, um entsprechende Steuerdaten zu erlangen.
Bei einem automatischen Betrieb wird ein Lenkhilfsdrehmoment bzw.
Lenkunterstützungsdrehmoment
durch eine Lenkhilfsdrehmomentberechnungseinheit berechnet, wobei
dieses Drehmoment zum Halten der Fahrbahn erforderlich ist, wenn
das Fahrzeug fährt.
Die weiteren Betriebsbedingungen des Fahrzeugs werden in Betracht
gezogen, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit und auf ein Lenksystem
angewendetes bzw. an es angelegtes Lenkdrehmoment. Es sind zwei
Betriebsarten bereitgestellt, welche durch den Fahrer ausgewählt werden
können.
Insbesondere ist ansprechend auf die Fahrerabsicht ein Schalten
der Betriebsart einer Steuerung von der Fahrbahnhaltelenkdrehmomenthilfe
bzw. -unterstützung
zu der Drehmomenthilfe bzw. -unterstützung der gewöhnlichen
Servolenkung bzw. Lenkhilfe möglich.
Es wird ein sanftes bzw. reibungsloses Schalten bereitgestellt,
um irgendeine plötzliche Änderung
bei den Lenkbedingungen bzw. Lenkzuständen des Fahrzeugs zu vermeiden.
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Dementsprechend
ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Lenksteuergerät
bereitzustellen, bei welcher ein Fahrer ein Lenkrad leicht betätigen kann,
solange die automatische Lenkbetriebsart aktiv ist, um so das Fahrzeug
beim Bewältigen
einer beliebigen Situation zu lenken.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
ein Lenksteuergerät
für ein
Kraftfahrzeug bzw. automobiles Fahrzeug erzielt, wie es in den beiliegenden
Ansprüchen
dargelegt ist.
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Kurz
gesagt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Lenksteuergerät
für ein
Kraftfahrzeug bzw. automobiles Fahrzeug bereitgestellt, wobei ein Fahrer
ein Lenkrad einfach betätigen
kann, während bzw.
solange eine automatische Lenkbetriebsart aktiv ist. Das Lenksteuergerät ist zwischen
einer manuellen Lenkbetriebsart, bei welcher ein Elektromotor einem
Lenkvorgang bzw. einer Lenkbetätigung
eines Fahrers Hilfestellung leistet, um gelenkte Räder zu lenken,
und der automatischen Lenkbetriebsart schaltbar, bei welcher die
gelenkten Räder
durch den Elektromotor unter Positionierungssteuerung gelenkt werden,
um das Fahrzeug ohne den manuellen Lenkvorgang des Fahrers zu einer
vorbestimmten Zielposition zu fahren. Das in dem Lenksteuergerät bereitgestellte
Lenksteuersystem umfasst einen Hilfssteuerabschnitt zur Berechnung
eines elektrischer-Strom-Befehlswerts für die Hilfssteuerung auf der
Grundlage eines Belastungsdrehmoments bzw. Lastdrehmoments (T1),
einen Positionierungssteuerabschnitt zur Berechnung eines elektrischer-Strom-Befehlswerts
für die
Positionierungssteuerung auf der Grundlage einer Abweichung zwischen
einem gemäß der Zielposition
bestimmten Ziellenkwinkel und einem tatsächlichen Lenkwinkel der gelenkten
Räder,
einen elektrischer-Strom-Umschaltabschnitt
zur Ausgabe des elektrischer-Strom-Befehlswerts für die Hilfssteuerung als einen
elektrischer-Strom-Befehlswert für
den Elektromotor bei der manuellen Lenkbetriebsart und der Summe
des elektrischer-Strom-Befehlswerts für die Hilfssteuerung und des
elektrischer-Strom-Befehlswerts für die Positionierungssteuerung
als den elektrischer-Strom-Befehlswert
für den
Elektromotor bei der automatischen Lenkbetriebsart, und einen Befehlswertprüfabschnitt
zur Bestimmung, ob der elektrischer-Strom-Befehlswert für die Hilfssteuerung größer als
ein vorbestimmter Schwellenwert bzw. Schwellwert bei der automatischen
Lenkbetriebsart ist. Der elektrischer-Strom-Umschaltabschnitt ist
betreibbar ist, um das Lenksteuergerät von der automatischen Lenkbetriebsart
in die manuelle Lenkbetriebsart zu schalten, wenn der elektrischer-Strom-Befehlswert für die Hilfssteuerung
größer als
der vorbestimmte Schwellenwert bzw. Schwellwert ist, während bzw.
solange die automatische Lenkbetriebsart aktiv ist, und die automatische Lenkbetriebsart
fortzusetzen, wenn der elektrischer-Strom-Befehlswert für die Hilfssteuerung
nicht größer als
der vorbestimmte Schwellwert ist, während bzw. solange die automatische
Lenkbetriebsart aktiv ist.
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Mit
dieser Struktur bzw. Aufbau wird, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, während bzw.
solange die automatische Lenkbetriebsart aktiv ist, um so das Belastungsdrehmoment
bzw. Lastdrehmoment auf eine Lenkwelle anzuwenden bzw. an sie anzulegen,
der elektrischer-Strom-Befehlswert bzw. Befehlswert des elektrischen
Stroms größer als
der vorbestimmte Schwellwert, um dadurch das Lenksteuergerät von der
automatischen Lenkbetriebsart in die manuelle Lenkbetriebsart zu
schalten. Auch wenn der Fahrer das Lenkrad leicht berührt oder
das Belastungsdrehmoment aufgrund der Trägheit des Lenkrads oder einer
Reibungskraft des Lenksystems an die Lenkwelle angelegt wird, während bzw.
solange die Lenkbetriebsart aktiv ist, ist der elektrischer-Strom-Befehlswert
für die
Hilfssteuerung entsprechend einem derartigen leichten Belastungsdrehmoment
nicht größer als
der Schwellwert, und dadurch wird die automatische Lenkbetriebsart
fortgesetzt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung, kann das Lenksteuersystem bestimmen, ob der Fahrer das
Lenkrad betätigt,
indem geprüft
wird, ob der elektrischer-Strom-Befehlswert
für die
Hilfssteuerung größer als
der vorbestimmte Schwellwert ist, während bzw. solange die automatische
Lenkbetriebsart aktiv ist. Und, da der Betätigung des Lenkrads Vorrang
zur Fortsetzung der automatischen Lenkbetriebsart bei einer Bestimmung
gegeben wird, ob das Lenksteuergerät von der automatischen Lenkbetriebsart
in die manuelle Lenkbetriebsart geschaltet ist, kann der Fahrer
das Lenkrad bei einem Zustand leicht drehen, bei welchem der Elektromotor
genügend
Hilfskraft erzeugt, um mit einer beliebigen Situation zurechtzukommen,
in welcher ein Lenken bei der automatischen Lenkbetriebsart erforderlich
ist.
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"Ein tatsächlicher
Lenkwinkel", wie
er in der beanspruchten Erfindung genannt ist, umfasst einen Drehwinkel
eines Teils (beispielsweise Lenkrad, Lenkwelle, Rotor des Elektromotors,
Gestellwelle usw.), welche sich in Verbindung mit einer Variation des
gelenkten Winkels bzw. Lenkwinkels der gelenkten Räder dreht
oder linear bewegt. "Ein
Ziellenkwinkel",
wie er in der vorliegenden Erfindung genannt ist, umfasst einen
gelenkten Zielwinkel, einen Zieldrehwinkel, oder eine Zielposition
der linearen Bewegung eines Teils, welches sich in Verbindung mit
einer Variation des gelenkten Winkels bzw. Lenkwinkels der gelenkten
Räder dreht
oder linear bewegt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
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Die
vorangehenden und andere Aufgaben und viele der begleitenden Vorteile
der vorliegenden Erfindung können
leicht gewürdigt
werden, wie diese unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung besser verständlich werden, wenn sie in
Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet werden, in
welcher gleiche Bezugszeichen die selben oder entsprechende Teile
in mehreren Ansichten hindurch bezeichnen. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht des allgemeinen Aufbaus des Fahrzeugs mit dem
Lenksteuergerät
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ein
Flussdiagramm des Programms zur Berechnung des Strombefehlswerts
für den
elektrischen Motor;
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3 ein
Flussdiagramm zur Ausführung des
Hilfs- bzw. Unterstützungssteuerprozesses
bzw. -vorgangs;
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4 ein
Flussdiagramm zur Ausführung des
Positionierungssteuerprozesses bzw. -vorgangs;
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5 ein
Blockschaltbild, das die Struktur bzw. den Aufbau des Lenksteuergeräts zeigt;
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6 ein
Blockschaltbild, das die Struktur bzw. den Aufbau des Positionierungssteuerabschnitts
zeigt;
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7 ein
Blockschaltbild, das die Struktur bzw. den Aufbau des Hilfs- bzw.
Unterstützungssteuerabschnitts
zeigt;
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8 ein
Flussdiagramm des Programms zur Berechnung des Strombefehlswerts
für den
elektrischen Motor bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
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9 ein
Flussdiagramm zur Ausführung des
Positionierungssteuerprozesses bzw. -vorgangs bei dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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10 eine
schematische Ansicht des allgemeinen Aufbaus des Fahrzeugs mit einem
anderen Lenksteuergerät;
und
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11 ein
Blockschaltbild, das die Struktur bzw. den Aufbau des Lenksteuergeräts bei dem Stand
der Technik zeigt;
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Nachfolgend
wird ein Lenksteuergerät 11 bei dem
ersten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben.
Ein in 1 gezeigtes automobiles Fahrzeug bzw. Kraftfahrzeug 10 ist
mit einem so genannten elektrischen Servolenkungssteuergerät 11 zur
Steuerung der Hilfskraft bzw. Unterstützungskraft ausgestattet, welche
ein Elektromotor 19 (beispielsweise ein bürstenloser
Elektromotor) abhängig von
dem auf das Lenkrad 33 durch einen Fahrer ausgeübten Drehmoment
erzeugt und an gelenkte Räder 50, 50 (beispielsweise
Vorderräder
des Fahrzeugs) angelegt wird. Genauer gesagt, eine Gestellwelle 16 erstreckt
sich durch ein zylindrisches Gehäuse 18 zwischen
den gelenkten Rädern 50, 50, und
gegenüberliegende
Enden der Gestellwelle 16 sind mit den gelenkten Rädern 50, 50 über eine
Spustange bzw. Verbindungsstange 17, 17 außerhalb des
Gehäuses 18 verbunden.
Das Gehäuse 18 ist
an einen Körper
bzw. Rumpf des Fahrzeugs 10 montiert. Es ist bereitgestellt
mit einem Abschnitt 18D großen Durchmessers an dem axialen
Mittelabschnitt des Gehäuses 18,
in welchem der Elektromotor 19 untergebracht ist. Der Elektromotor
ist aus einem Stator 20, welcher in dem Inneren des Abschnitts 18D großen Durchmessers
fest eingepasst ist, und einem zylindrischen Rotor 21 zusammengesetzt,
welcher in einem Innenloch des Stators 20 drehbar bereitgestellt
ist. Die Gestellwelle 16 erstreckt sich durch den Stator 20.
An einem Endabschnitt des Abschnitts 18D großen Durchmessers
des Gehäuses 18 ist
ein Motordrehwinkelsensor 25 (beispielsweise Drehmelder)
bereitgestellt.
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In
dem Innenloch des Rotors 21 ist eine Spindelmutter bzw.
Kugelkopfschraubenmutter 22 fest eingepasst, und ein Schraubenabschnitt 23 ist
an dem axialen Mittelabschnitt der Gestellwelle 16 gebildet.
Aus der Spindelmutter bzw. Kugelkopfschraubenmutter 22 und
dem Schraubenabschnitt 23 ist ein Spindelmechanismus 24 zusammengesetzt.
Wenn die Spindelmutter bzw. Kugelkopfschraubenmutter 22 durch
den Rotor 21 gedreht wird, wird der Kugelschraubenabschnitt 23 relativ
zu dem Gehäuse 18 linear
bewegt, und dadurch werden die gelenkten Räder 50, 50 gelenkt.
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An
einem Endabschitt der Gestellwelle 16 ist ein Gestell 30 gebildet,
welches mit einem Vermaschungseingriff bzw. Zahneingriff mit einem
Stift 31 steht, der an dem unteren Endabschnitt der Lenkwelle 32 (welche
einer Drehwelle eines Lenkrads entspricht, wie es in der beanspruchten
Erfindung genannt ist) zur Verfügung
gestellt ist. Das Lenkrad 33 ist an dem oberen Ende der
Lenkwelle 32 angebracht.
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An
dem oberen Endabschnitt der Lenkwelle 32 ist ein Lenkwinkelsensor 34 zur
Verfügung
gestellt. Der Lenkwinkelsensor 34 erfasst einen Drehwinkel
der Lenkwelle 32 (das heißt, einen Lenkwinkel des Lenkrads 33)
als "einen tatsächlichen
Lenkwinkel von gelenkten Rädern 33),
wie er in der beanspruchten Erfindung bezeichnet ist. Nachfolgend wird
der durch den Lenkwinkelsensor 34 erfasste Lenkwinkel als "der tatsächliche
Lenkwinkel θ2" bezeichnet.
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An
der Lenkwelle 32 ist an der Position unter dem Lenkwinkelsensor 34 ein
Drehmomentsensor 35 bereitgestellt. Der Drehmomentsensor 35 besteht aus
einem (nicht abgebildeten) Torsionsbalken, der gemäß dem an
die Lenkwelle 32 angelegten Belastungsdrehmoment T1 verdrillt
wird, und einem Paar von (nicht abgebildeten) Drehmeldern zum Erfassen des
Differenzwinkels zwischen den jeweiligen Enden des Torsionsbalkens.
Der Drehmomentsensor 35 erfasst das an die Lenkwelle 32 angelegte
Belastungsdrehmoment T1 auf der Grundlage des Differenzwinkels zwischen
den Drehwinkeln der jeweiligen Enden des Torsionsbalkens, welche
durch die Drehmelder erfasst werden. Und in der Nähe der gelenkten
Räder 50 ist
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 36 zur Erfassung einer
Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage einer Drehgeschwindigkeit
der gelenkten Räder 50 zur
Verfügung
gestellt.
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Bei
dem Lenksteuergerät 11,
das bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung an dem Fahrzeug 10 montiert ist, ist ein (nicht abgebildetes)
automatisches Lenksteuersystem zur Verfügung gestellt. Das automatische
Lenksteuersystem beginnt zu arbeiten, wenn die automatische Lenkbetriebsart
durch einen (nicht abgebildeten) Betriebsartauswahlschalter an einem
Bedienfeld ausgewählt
wird, wobei das Lenksteuergerät 11 in
die automatische Lenkbetriebsart gelangt. Bevor die Bedienperson
das Fahrzeug unter der automatischen Lenkbetriebsart fährt, wird
im Voraus eine Zielposition bestimmt, zu welcher das Fahrzeug 10 zu
fahren ist. Dann berechnet ein in dem automatischen Lenksteuersystem
bereitgestellter Ziellenkwinkelerzeugungsabschnitt 40 einen
Fahrpfad von einer Startposition zu der Zielposition, und rechnet,
um Ziellenkwinkel θ1
bei jeweiligen Positionen entlang dem Pfad auszugeben. Ein in der
beanspruchten Erfindung genanntes Lenksteuersystem 41 berechnet
einen elektrischer-Strom-Befehlswert I3 für den Elektromotor auf der
Grundlage des Ziellenkwinkels θ1
aus dem Ziellenkwinkelerzeugungsabschnitt 40. Und eine
Motorantriebsschaltung 42 führt den elektrischen Strom entsprechend
dem elektrischer-Strom-Befehlswert I3 an dem Elektromotor 19 zu,
so dass der tatsächliche Lenkwinkel θ2 des Lenkrads 33 durch
den Elektromotor 19 an der Ziellenkposition θ1 positioniert
ist. Dadurch kann der Fahrer das Fahrzeug 10 entlang dem
durch den Ziellenkwinkelerzeugungsabschnitt 40 berechneten
Fahrpfad nur mit Betätigen
eines Fahrpedals und eines Bremspedals fahren, um so das Fahrzeug
an die vorbestimmte Zielposition zu bewegen. Dementsprechend kann
beispielsweise ein unerfahrener Fahrer das Fahrzeug in die Garage parken,
indem die Zielposition in einer Garage gesetzt wird, oder es ist
möglich,
dass eine Teilbetätigung
des Lenkrads zum Lenken eines Busses, der entlang einer vorbestimmten
Route fährt,
mit der automatischen Lenksteuerung ersetzt werden kann.
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Wenn
die automatische Lenkbetriebsart gelöscht wird, wird. die manuelle
Lenkbetriebsart aktiviert, wobei der Fahrer das Lenkrad 33 manuell
zu betätigen
hat. Bei der manuellen Lenkbetriebsart erzeugt der Elektromotor 19 eine
Hilfskraft (oder Hilfsdrehmoment) zur Unterstützung der bzw. zur Hilfe für die Fahrerlenkbetätigung.
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Das
Lenksteuersystem 41 kann eine Lenkbetätigung bzw. Lenkvorgang sowohl
in der manuellen Betriebsart als auch der automatischen Lenkbetriebsart
ausführen,
indem ein in 2 gezeigtes elektrischer-Strom-Befehlswert-Berechnungsprogramm
PG1 wiederholt ausgeführt
wird, beispielsweise mit einem vorbestimmten Zeitintervall. Genauer
gesagt, wenn das Berechnungsprogramm PG1 ausgeführt wird, liest das Lenksteuersystem 41 jeweilige
Erfassungssignale (tatsächlicher
Lenkwinkel θ2,
Belastungsdrehmoment T1 und Fahrzeuggeschwindigkeit V) aus, die
durch den Lenkwinkelsensor 34, den Drehmomentsensor 35 und
den Fahrgeschwindigkeitssensor 36 erfasst werden, sowie
den Ziellenkwinkel θ1
aus, der durch den Ziellenkwinkelerzeugungsabschnitt 40 berechnet
wird (Schritt S1).
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Dann
wird ein Hilfssteuervorgang (Schritt S2) ausgeführt, um so einen elektrischer-Strom-Befehlswert
I1 für
die Hilfssteuerung zu berechnen, wie in der beanspruchten Erfindung
zitiert. Eine konkrete Struktur des Hilfssteuervorgangs (Schritt
S2) wird später.
beschrieben.
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Nach
Ausführen
des Hilfssteuervorgangs (Schritt S2) bestimmt das Lenksteuersystem 41,
ob die automatische Lenkbetriebsart aktiv ist oder nicht (Schritt
S3). Lautet die Antwort "Nein" (Schritt S3), wobei
die automatische Lenkbetriebsart nicht aktiv ist, das heißt, die
manuelle Lenkbetriebsart ist aktiv, gibt das Lenksteuersystem 41 den
elektrischer-Strom-Befehlswert I1 für die Hilfssteuerung als einen
elektrischer-Strom-Befehlswert I3 für den Elektromotor an die Motorantriebsschaltung 42 aus (Schritt
S4, S9).
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Lautet
die Antwort bei Schritt S3 "Ja", wobei die automatische
Lenkbetriebsart aktiv ist, bestimmt das Lenksteuersystem 41,
ob der elektrischer-Strom-Befehlswert
I1 geringer bzw. kleiner als ein vorbestimmten Schwellwert K1 ist
oder nicht (Schritt S5). Lautet die Antwort bei Schritt S5 "Nein", wobei der elektrischer-Strom-Befehlswert
I1 für
die Hilfssteuerung größer als
ein vorbestimmter Schwellwert K1 ist, gibt das Lenksteuersystem 41 den
elektrischer-Strom-Befehlswert I1 für die Hilfssteuerung an eine
Motorantriebsschaltung 42 als den elektrischer-Strom-Befehlswert
I3 für
den Elektromotor aus (Schritt S4, S9).
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Wenn
der elektrischer-Strom-Befehlswert I1 für die Hilfssteuerung geringer
bzw. kleiner als der vorbestimmte Schwellwert K1 ist (das heißt, die
Antwort bei Schritt S5 lautet "Ja"), führt das
Lenksteuersystem 41 den Positionierungssteuervorgang aus (Schritt
S7), um einen elektrischer-Strom-Befehlswert I2 für die Positionierungssteuerung
zu berechnen, und gibt die Summe des elektrischer-Strom-Befehlswerts
I1 für
die Hilfssteuerung und den elektrischer-Strom-Befehlswert I2 für die Positionierungssteuerung
an die Motorantriebsschaltung 42 als den elektrischer-Strom-Befehlswert I3 für den Elektromotor
aus (Schritt S8, S9). Eine konkrete Struktur des Positionierungssteuervorgangs
(Schritt S7) wird später
beschrieben.
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Wenn
der elektrischer-Strom-Befehlswert I3 für den Elektromotor an die Motorantriebsschaltung 42 ausgegeben
wird (Schritt S9), wird die Ausführung des
elektrischer-Strom-Befehlswert-Berechnungsprogramms
PG1 beendet. Das Berechnungsprogramm PG1 wird wiederholt mit einem
vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt. Die Ausführung des
Berechnungsprogramms PG1 entspricht einem Steuersystem, wie durch
ein in 5 gezeigtes Blockschaltbild angegeben. Ein in 5 gezeigter
Hilfssteuerabschnitt 41A entspricht dem Hilfssteuervorgang
(Schritt S2), ein Positionierungssteuerabschnitt 41B entspricht
dem Positionierungssteuervorgang (Schritt S7), und ein Befehlswertprüfabschnitt 41C und
ein Positionierungssteuerstromumschaltabschnitt 41D entspricht
dem Schritt S5. Die gesamte Struktur des elektrischer-Stromwert-Berechnungsprogramms
PG1 ist derart, wie zuvor beschrieben.
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Als
Nächstes
wird die konkrete Struktur des Hilfssteuervorgangs (Schritt S2)
bei dem elektrischer-Stromwert-Berechnungsprogramm
PG1 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wenn der Hilfssteuervorgang
(Schritt S2) ausgeführt
wird, bestimmt das Lenksteuersystem 41 bei Schritt S21
einen ersten elektrischer-Strom-Befehlswert I11 entsprechend dem
Belastungsdrehmoment T1 unter Bezugnahme auf ein (nicht abgebildetes)
Belastungsdrehmoment-im-Vergleich-zu-elektrischer-Strom-Befehlswert-Charakteristikkennfeld.
Dann berechnet das Steuersystem 41 eine Lenkwinkelgeschwindigkeit θ5 durch
Differenzieren bzw. Ableiten des tatsächlichen Lenkwinkels θ2 nach der
Zeit (Schritt S22), und bestimmt bei Schritt S23 einen zweiten elektrischer-Strom-Befehlswert I12 entsprechend
der Lenkwinkelgeschwindigkeit θ5
unter Bezugnahme auf ein (nicht abgebildetes) Lenkwinkelgeschwindigkeit-θ5-im-Vergleich-zu-elektrischer-Strom-Befehlswert-Charakteristikkennfeld.
Das Steuersystem 41 bestimmt eine Verstärkung G1 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit
V unter Bezugnahme auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit-im-Vergleich-zu-einer-Verstärkung-Charakteristikkennfeld
(Schritt S24). Das Steuersystem 41 berechnet den elektrischer-Strom-Befehlswert
I1 (= G1 × (I11 – I12) für die Hilfssteuerung
durch Multiplikation der Differenz zwischen dem ersten elektrischer-Strom-Befehlswert
I11 und dem zweiten elektrischer-Strom-Befehlswert I12 mit die Verstärkung G1
(Schritt S25) und beendet eine Ausführung des Hilfssteuervorgangs
(Schritt S2).
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Das
zuvor erwähnte
Belastungsdrehmoment-im-Vergleich-zu-elektrischer-Strom-Befehlswert-Charakteristikkennfeld
hat eine Konfiguration, bei welcher beispielsweise der erste elektrische Strom
mit zunehmendem Belastungsdrehmoment T1 zunimmt. Dadurch kann das
Heraufsetzen des Belastungsdrehmoments T1 durch das durch den Elektromotor 19 erzeugte
Hilfsdrehmoment entsprechend dem ersten elektrischer-Strom-Befehlswert
I11 vermindert werden, so dass der Fahrer das Lenkrad mit dem Gefühl einer
daran angelegten stabilen Lenkreaktionskraft betätigen kann.
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Das
Lenkwinkelgeschwindigkeit-im-Vergleich-zu-elektrischer-Strom-Befehlswert-Kennfeld hat
eine Konfiguration, bei welcher der zweite elektrischer-Strom-Befehlswert I12 mit
zunehmender Lenkwinkelgeschwindigkeit θ5 zunimmt. Da der zweite elektrischer-Strom-Befehlswert
I12 von dem ersten elektrischer-Strom-Befehlswert subtrahiert wird,
wird ein Lenkwiderstand, das heißt ein Widerstand gegen die
Drehung einer Lenkwelle 32 groß, wenn das Lenkrad 33 schnell
gedreht wird, und dadurch wird die Dämpfung ermöglicht.
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Ein
Fahrzeuggeschwindigkeit-im-Vergleich-zu-Verstärkung-Kennfeld hat eine Konfiguration, bei
welcher die Verstärkung
G mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt. Dementsprechend
wird das durch den Elektromotor 19 erzeugte Hilfsdrehmoment
mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit vermindert, und dadurch
wird ein Drehen des Lenkrads 33 mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit
bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit verhindert, und der Fahrer
kann das Lenkrad 33 bei einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit
mit Leichtigkeit mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit drehen.
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Die
Ausführung
des Hilfssteuervorgangs (Schritt S2) entspricht dem Hilfssteuerabschnitt 41A, wie
durch ein in 6 gezeigtes Blockschaltbild
angegeben. Ein ersterelektrischer-Strom-Befehlswert-Berechnungsabschnitt 41E entspricht
dem Schritt S21, ein zweiter-elektrischer-Strom-Befehlswert-Berechnungsabschnitt 41F entspricht
dem Schritt S23, und ein Verstärkungsmultiplikationsabschnitt 41H entspricht
dem Schritt S24 und S25. Die gesamte Struktur des Hilfssteuervorgangs
(Schritt S2) ist wie zuvor beschrieben.
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Als
Nächstes
wird die konkrete Struktur des Positionierungssteuervorgangs (Schritt
S7) bei dem elektrischer-Strom-Befehlswert-Berechnungsprogramm PG1
unter Bezugnahme auf 4 erläutert. Wenn der Positionierungssteuervorgang
(Schritt S7) ausgeführt
wird, berechnet das Lenksteuersystem 41 die Abweichung θ3 (= θ1 – θ2) zwischen
dem Ziellenkwinkel θ1
und dem tatsächlichen
Lenkwinkel θ2 (Schritt
S71), und berechnet einen dritten elektrischer-Strom-Befehlswert
I21 durch Multiplikation der Abweichung θ3 mit einer Proportionalitätskonstante Kn
(Schritt S72). Danach berechnet das Lenksteuersystem 41 einen
Zeitintegrationswert θ4
durch Integration der Abweichung θ3 in Bezug auf die Zeit (Schritt
S73), und berechnet einen vierten elektrischer-Strom-Befehlswert
I22 durch Multiplikation des Zeitintegrationswerts θ4 mit einer
Integralkonstante Ki (Schritt S74). Das Steuersystem 41 berechnet
einen fünften
elektrischer-Strom-Befehlswert I23 durch Multiplikation der durch
den Hilfssteuervorgang (Schritt S2) berechneten Lenkwinkelgeschwindigkeit θ5 mit einer
Differentialkonstante Kn (Schritt S75), und berechnet den elektrischer-Strom-Befehlswert
I2 für
die Positionierungssteuerung (Schritt S76), wie in der beanspruchten
Erfindung genannt bzw. wiedergegeben, durch Subtraktion des fünften elektrischer-Strom-Befehlswerts
I23 von der Summe des dritten und vierten elektrischer-Strom-Befehlswerts I21
und I22. Dann beendet das Steuersystem 41 eine Ausführung des
Positionierungssteuervorgangs (Schritt S7).
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Die
Ausführung
des Positionierungssteuervorgangs (Schritt S7) entspricht dem Positionierungssteuerabschnitt 41B,
wie durch ein in 7 gezeigtes Blickschaltbild
angegeben. Ein in 7 gezeigter Porportionalitätskonstantenmultiplikationsabschnitt 41J entspricht
dem Schritt S72. Ein Integralberechnungsabschnitt 41K entspricht
dem Schritt S73 und ein Integralkonstantenmultiplikationsabschnitt 41L entspricht
dem Schritt S74, und ein Differentialkonstantenmultiplikationsabschnitt 41N entspricht
dem Schritt S75. Ein Differentialberechnungsabschnitt 41M entspricht
dem Schritt S22 des zuvor erwähnten
Hilfssteuervorgangs (Schritt S2). Die gesamte Struktur des Positionierungssteuervorgangs S7
ist wie zuvor beschrieben.
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Als
Nächstes
wird nachfolgend der Betrieb des Lenksteuergeräts 11 beschrieben,
das bei dem ersten Ausführungsbeispiel
wie zuvor erwähnt
aufgebaut ist. Wenn das Lenksteuergerät 11 des Fahrzeugs 10 in
der manuellen Betriebsart ist, wird nur der elektrischer-Strom-Befehlswert I1 für die Hilfssteuerung,
der durch den Hilfssteuerabschnitt 41A unter dem Hilfssteuerabschnitt 41A und
dem Positionierungssteuerabschnitt 41B des in 5 gezeigten Lenksteuersystems 41 berechnet
ist, als der elektrischer-Strom-Befehlswert I3 für den Elektromotor ausgegeben,
so dass der Elektromotor 19 die Hilfskraft (oder Hilfsdrehmoment)
entsprechend dem an die Lenkwelle 32 angelegten Belastungsdrehmoment T1
erzeugt. Außerdem
kann der Fahrer, wie zuvor erwähnt,
das Lenkrad 33 mit einem Gefühl einer daran angelegten stabilen
Lenkreaktionskraft ungeachtet eines Reibungskoeffizienten einer
Straßenoberfläche betätigen. Außerdem erfordert
es bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit eine geeignet große Kraft
zum Drehen des Lenkrads 33, und das Lenkrad 33 kann
bei einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit leicht gedreht werden,
so dass der Fahrer das Fahrzeug sicher fahren kann.
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Wenn
der Fahrer den (nicht abgebildeten) Betriebsartauswahlschalter betätigt, um
die automatische Lenkbetriebsart auszuwählen, und die Zielposition
setzt, zu welcher das Fahrzeug zu fahren ist, wird die Summe des
elektrischer-Strom-Befehlswerts I1 für die Hilfssteuerung, der durch
den Hilfssteuerabschnitt 41A des in 5 gezeigten
Lenksteuersystems 41 berechnet ist, und des elektrischer-Strom-Befehlswerts
I2 für
die Positionierungssteuerung, der durch den Positionierungssteuerabschnitt 41B berechnet
ist, als der elektrischer-Strom-Befehlswert I3 für den Elektromotor ausgegeben.
Und der Fahrer kann das Fahrzeug zu der vorbestimmten Zielposition
fahren, indem das Fahrzeug nur mit Betätigen des Fahrpedals und des Bremspedals
ohne Betätigen
des Lenkrads 33 gefahren wird, wobei die gelenkten Räder 50 durch
den Elektromotor 19 entsprechend dem elektrischer-Strom-Befehlswert
I3 für
den Elektromotor gelenkt werden. Auch wenn der Fahrer das Lenkrad 33 leicht
berührt,
oder das Belastungsdrehmoment T1 aufgrund von Trägheit des Lenkrads 33 oder
einer Reibungskraft des Lenksystems angelegt wird, während bzw.
solange die automatische Lenkbetriebsart aktiv ist, ist der elektrischer-Strom-Befehlswert
I1 für die
Hilfssteuerung, der durch den Hilfssteuerabschnitt 41A auf
der Grundlage eines derartigen leichten Belastungsdrehmoments T1
berechnet ist, geringer bzw. kleiner als der Schwellwert K1, und
dadurch wird die automatische Lenkbetriebsart fortgesetzt.
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Im
Gegensatz dazu wird, wenn das Belastungsdrehmoment T1 an die Lenkwelle
angelegt wird, während
die automatische Lenkbetriebsart aktiv ist, weil der Fahrer das
Lenkrad 33 betätigt,
der elektrischer-Strom-Befehlswert I1 für die Hilfssteuerung, der durch
den Hilfssteuerabschnitt 41A auf der Grundlage des Belastungsdrehmoments
T1 berechnet ist, größer als
der Schwellwert K1, wodurch die Lenksteuergerät 11 von der automatischen
Lenkbetriebsart zu der manuellen Lenkbetriebsart umgeschaltet wird.
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Wie
zuvor erwähnt,
kann es gemäß dem Ausführungsbeispiel
bestimmt werden, ob der Fahrer das Lenkrad 33 in der automatischen
Lenkbetriebsart betätigt,
indem es geprüft
wird, ob der elektrischer-Strom-Befehlswert I1 für die Hilfssteuerung größer als
der Schwellwert K1 wird oder nicht. Außerdem kann der Fahrer, da
der Betätigung
des Lenkrads 33 vor Fortsetzung der automatischen Lenkbetriebsart
bei der Bestimmung Vorrang gegeben wird, ob das Lenksteuergerät 11 von
der automatischen Lenkbetriebsart in die manuelle Lenkbetriebsart
geschaltet ist, das Lenkrad 33 bei einem Zustand leicht drehen,
bei welchem der Elektromotor 19 ausreichend Hilfskraft
erzeugt, um mit einer beliebigen Situation zurecht zu kommen bzw.
sie zu bewältigen, bei
welcher ein Lenken in der automatischen Lenkbetriebsart erforderlich
ist.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Bei
dem zuvor erwähnten
ersten Ausführungsbeispiel
wird, falls die Lenksteuergerät 11 von der
manuellen Lenkbetriebsart in die automatische Lenkbetriebsart bei
einem Zustand geschaltet wird, bei welchem der letzte Zeitintegrationswert θ4 noch gespeichert
ist, der elektrischer-Strom-Befehlswert I3 für den Elektromotor bei einem
Beginn einer Wiederaufnahme der automatischen Lenksteuerbetriebsart aufgrund
des letzten Zeitintegrationswerts θ4 groß, wodurch es veranlasst wird,
dass die gelenkten Räder 50 bei
einer anormal großen
Winkelgeschwindigkeit zu lenken sind. Das zuvor erwähnte Problem kann
jedoch gelöst
werden, da ein zweites Ausführungsbeispiel
mit der nachfolgend beschriebenen Struktur bzw. Aufbau zur Verfügung gestellt
ist.
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Wie
in 8 und 9 gezeigt, sind bei dem Lenksteuersystem 41 des
zweiten Ausführungsbeispiels
der Schritt S6 und der Positionierungssteuervorgang (Schritt S7)
des elektrischer-Strom-Befehlswert-Berechnungsprogramms PG1 geändert. Außerdem ist
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das
Lenksteuersystem 41 mit einer Kennung F zur Bestimmung
ausgestattet, ob die automatische Lenkbetriebsart unterbrochen ist
oder nicht.
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Die
automatische-Lenkbetriebsart-Unterbrechungskennung F wird mit "0" initialisiert, da das Lenksteuergerät 11 derart
initialisiert ist, dass es gerade nach einem Einschalten eines Zündschlüssels des
Fahrzeugs in der manuellen Lenkbetriebsart ist. Wenn das Lenksteuergerät 11 durch
Betätigen
des Betriebsartauswahlschalters von der manuellen Lenkbetriebsart
in die automatische Lenkbetriebsart geschaltet ist, ist die automatische-Lenkbetriebsart-Unterbrechungskennung
F noch "0". Außerdem wird,
wie in 8 gezeigt, falls der elektrischer-Strom-Befehlswert
I1 für
die Hilfssteuerung größer als
der Schwellwert K1 wird (das heißt, die Antwort bei Schritt
S5 lautet "Nein"), die automatische
Lenkbetriebsart deaktiviert, und die automatische-Lenkbetriebsart-Unterbrechungskennung
F wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
bei einem Schritt S6 des elektrischer-Strom-Befehlswert-Berechnungsprogramms
PG1 auf "1" gesetzt.
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Bei
dem Positionierungssteuervorgang (Schritt S700) bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel wird
es bestimmt, wie in 9 gezeigt, ob die automatische-Lenkbetriebsart-Unterbrechungskennung F
nach dem Schritt S72, der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben
ist, "1" ist oder nicht (Schritt
S77). Ist die automatische-Lenkbetriebsart-Unterbrechungskennung
F auf "1" gesetzt (das heißt, die
Antwort bei Schritt S77 lautet "Ja"), nimmt das Steuersystem 41 an,
dass die automatische Lenkbetriebsart erneut aktiviert ist nachdem
die automatische Lenkbetriebsart deaktiviert wurde (das heißt, nachdem
die Fahrzeugfahrt unter der automatischen Lenkbetriebsart aufgehört wurde,
wieder aufgenommen wird). Danach setzt das Steuersystem 41 die
automatische- Lenkbetriebsart-Unterbrechungskennung
F auf "0" (Schritt S78) und
initialisiert den Zeitintegrationswert θ4 als „0" (Schritt S79) und veranlasst dann das
Programm, zu Schritt S74 weiterzugehen, welcher bei dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert ist.
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Das
elektrischer-Strom-Befehlswert-Berechnungsprogramm PG1 wird mit
einem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt, und wenn die automatische Lenkbetriebsart
aktiv ist, wird der Positionierungssteuervorgang (Schritt S700)
ausgeführt.
Außerdem wird,
wenn die automatische-Lenkbetriebsart-Unterbrechungskennung
F einen Wert „0" hat (das heißt, die
Antwort bei Schritt S77 lautet „Nein"), der Zeitintegrationswert θ4 berechnet
(Schritt S73), und die Schritt S74 folgenden Schritte werden unter
Verwendung des Zeitintegrationswerts θ4 ausgeführt.
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Gemäß der zuvor
erwähnten
Struktur kann, da der Zeitintegrationswert θ4 zurückgesetzt wird, bevor das Lenksteuergerät 11 von
der manuellen Lenkbetriebsart in die automatische Lenkbetriebsart geschaltet
wird, vermieden werden, dass die gelenkten Räder 50 gerade bevor
das Lenksteuergerät 11 von
der manuellen Lenkbetriebsart in die automatische Lenkbetriebsart
geschaltet wird mit der anormal hohen Winkelgeschwindigkeit gelenkt
werden.
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(Modifikationen)
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf diejenige in den vorangehenden
Ausführungsbeispielen beschränkt. Beispielsweise
sind die nachfolgend aufgezählten Modifikationen
in dem technologischen Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung
umfasst.
- (1) Auch wenn das Lenksteuergerät 11 bei
den zuvor erwähnten
Ausführungsbeispielen
derart gestaltet ist, dass der Elektromotor 19 mit der
Gestellwelle 16 verbunden ist, die sich zwischen den gelenkten
Rädern
erstreckt, kann es derart gestaltet sein, wie in 10 gezeigt,
dass ein Schneckenrad 70 an dem Mittelteil der Lenkwelle 32 fest montiert
ist, um ein vermaschtes bzw. verzahntes Eingreifen mit einem Schneckengetriebe 71 zu bilden,
das an einer Ausgangswelle eines Elektromotors 72 gesichert
ist.
- (2) Auch wenn das zuvor erwähnte
Ausführungsbeispiel
derart gestaltet ist, dass „der
tatsächliche Lenkwinkel
der gelenkten Räder", der in der beanspruchten
Erfindung genannt ist, durch den Lenkwinkelsensor 34 erfasst
wird, der an dem oberen Endabschnitt der Lenkwelle 32 zur
Verfügung
gestellt ist, kann der Motordrehwinkel, der durch den Motordrehwinkelsensor 25 oder 73 erfasst
wird, der an dem in 1 oder 10 gezeigten
Elektromotor 19 oder 72 zur Verfügung gestellt
ist, als „der
tatsächliche
Lenkwinkel der gelenkten Räder" verwendet werden,
der in der beanspruchten Erfindung genannt ist.
- (3) Es kann derart gestaltet sein, dass das Lenksteuersystem 41 bei
dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
ein Informationssignal zum Informieren über das Umschalten von der
automatischen Lenkbetriebsart in die manuelle Lenkbetriebsart ausgibt.
Das Lenksteuergerät 11 lässt eine
Hinweisleuchte aufleuchten oder summt, indem sie durch das Informationssignal
getriggert wird, so dass der Fahrer wissen kann, dass die automatische
Lenkbetriebsart ohne Fahrerbetätigung
gelöscht
ist, um es zu wissen.