DE102005034176B4

DE102005034176B4 - Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE102005034176B4
Application number: DE102005034176A
Authority: DE
Inventors: Nobuo Wako Sugitani
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2025-07-22
Also published as: US20060047389A1; JP2006069259A; JP4421426B2; DE102005034176A1; US7308346B2

Abstract

Lenkvorrichtung (1), umfassend:
eine Betätigungseinheit (2), die von einem Fahrer betätigbar ist und mechanisch von lenkbaren Rädern (6) getrennt ist, welche gelenkt werden sollen;
eine Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung (21), die einen Soll-Drehwinkel der lenkbaren Räder (6) nach Maßgabe eines Betätigungsbetrags der Betätigungseinheit (2) einstellt;
eine Drehwinkel-Messvorrichtung (12), die einen Ist-Drehwinkel der lenkbaren Räder (6) misst; und
einen Dreh-Aktuator (10), der die lenkbaren Räder (6) nach Maßgabe einer Abweichung zwischen dem Soll-Drehwinkel und dem Ist-Drehwinkel dreht,
wobei, wenn eine Betätigungsrichtung der Betätigungseinheit (2) umgekehrt wird, die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung (21) den Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels einstellt, der zu einem Zeitpunkt der Umkehrung von der Drehwinkel-Messvorrichtung (12) gemessen wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung mit einem Aufbau, bei dem eine von dem Fahrer betätigte Betätigungseinheit und lenkbare Räder, die gelenkt werden, nicht mechanisch verbunden sind, aber aufgrund einer solchen Bedingung bzw. Anordnung in Verbindung gebracht werden können.
Beschreibung des dazugehörigen Fachgebiets
Üblicherweise gibt es bei Lenkvorrichtungen vom sogenannten SBW ("steer-by-wire")-Typ keine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad (im Folgenden auch als eine Betätigungseinheit bezeichnet), das vom Fahrer gelenkt wird, und den lenkbaren Rädern (den Fahrzeugrädern). Daher wird vom Dreh-Aktuator, der den Drehwinkel tatsächlich zu den lenkbaren Rädern überträgt, eine größere Ausgabe gefordert als bei einem herkömmlichen Lenksystem, bei dem das Lenkrad und die lenkbaren Räder mechanisch verbunden sind, aufgrund der Tatsache, dass eine vom Fahrer an das Lenkrad angelegte Lenkkraft nicht direkt zu dem Dreh-Aktuator übertragen wird.
Ein Beispiel für eine Lenkvorrichtung des SBW-Typs ist aus der EP 1 304 276 A1 bekannt. Diese umfasst ein Lenkrad, welches nicht mit den zu lenkenden Rädern in mechanischer Verbindung steht, ein die Räder antreibender Dreh-Aktuator, mehrere Sensoren, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Lenkwinkel des Lenkrads, den Ist-Drehwinkel der Räder bzw. die Temperatur des Dreh-Aktuators erfassen, sowie eine Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung. Der Dreh-Aktuator hat die Funktion, die Räder nach Maßgabe einer Abweichung zwischen Ist-Drehwinkel und Soll-Drehwinkel zu drehen. Der Soll-Drehwinkel der Räder wird mittels der Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung nach Maßgabe der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkwinkels des Lenkrads und der Temperatur des Dreh-Aktuators bestimmt. Insbesondere ergibt sich hierbei der Soll-Drehwinkel aus einem Produkt zwischen dem Lenkwinkel und einem Drehwinkelverhältnis. Um eine Überlastung der Lenkvorrichtung zu verhindern, wird das Drehwinkelverhältnis derart festgelegt, dass dieses im Vergleich zum Normalbetrieb bei Überlastung des Dreh-Aktuators mit steigender Temperatur desselben zunehmend kleiner ist, d. h im Falle der Überlastung gegenüber dem Normalbetrieb des Dreh-Aktuators bei gleichem Lenkwinkel bzw. bei gleicher Auslenkung des Lenkrads ein kleinerer Soll-Drehwinkel der Räder bestimmt wird.
Ferner kann bei einer Lenkvorrichtung vom SBW-Typ die physikalische Endposition der Zahnstange auf der Seite der lenkbaren Räder nicht vom Fahrer an der Lenkradseite gefühlt werden. Daher ist es notwendig, dem Fahrer auf andere Art und Weise auf das sogenannte Anschlagen am Zahnstangen-Ende bewusst zu machen, das dem maximalen Drehwinkel entspricht.
Ein bekanntes Verfahren, um dem Fahrer den maximalen Drehwinkel bewusst zu machen, ist es, die Lenk-Reaktionskraft schnell ansteigen zu lassen, wenn der Lenkwinkel (Lenkrad-Winkel) sich einem Winkel annähert, bei dem der Drehwinkel das Maximum erreicht, wodurch dem Fahrer mitgeteilt wird, wenn der Drehwinkel das Maximum erreicht (siehe beispielsweise das US-Patent Nr. 5,247,441 ).
Übrigens ist es im Falle einer Lenkvorrichtung vom SBW-Typ, bei der ein Elektromotor als der Dreh-Aktuator verwendet wird, erwünscht, dass die Ausgabekapazität des Dreh-Aktuators im Hinblick auf die Verringerung der Herstellungskosten und des Energieverbrauchs so niedrig wie möglich ist.
Wenn die Ausgabe des Motors allerdings nicht ausreichend ist, kann es sein, dass der Fahrer die lenkbaren Räder nicht angemessen bis zu dem vom Fahrer beabsichtigten Drehwinkel drehen kann, d. h. dem nach Maßgabe des Lenkwinkels bestimmten Soll-Drehwinkel, so dass der Fahrer einen sehr ungewöhnlichen Eindruck wahrnimmt. Dieser ungewöhnliche Eindruck ist bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten besonders ausgeprägt, bei denen eine hohe Dreh-Ausgabe erforderlich ist, wie beispielsweise beim Ein- und Ausparken.
Wenn sich weiterhin die lenkbaren Räder nicht ausreichend dem Soll-Drehwinkel gemäß der Lenkbetätigung durch den Fahrer annähern, d. h. wenn ein Motor des Dreh-Aktuators die lenkbaren Räder mit der maximalen Ausgabe dreht, kann ein Phänomen auftreten, bei dem, selbst wenn der Fahrer die Lenkrichtung des Lenkrads umkehrt, die lenkbaren Räder weiterhin in die Drehrichtung gedreht werden, in die die lenkbaren Räder zuerst gedreht worden sind.
Selbst wenn zu diesem Zeitpunkt ein Fahrer nicht das Gefühl hat, dass die lenkbaren Räder nicht richtig reagieren, wird, wenn der Zustand weiterhin besteht, bei dem die Lenkrichtung des Lenkrads und die Drehrichtung der lenkbaren Räder bezogen aufeinander umgekehrt sind, eine Fahrzeugbewegung durchgeführt, bei der das Fahrzeug weiterhin in dieselbe Richtung gedreht wird (die Richtung, die der Lenkrichtung entgegengesetzt ist) wie die Richtung, in die das Fahrzeug bis dahin gedreht worden ist, und danach fängt das Fahrzeug an, in dieselbe Richtung gedreht zu werden (dieselbe Richtung wie die Lenkrichtung) wie die Richtung, in die der Fahrer zu fahren beabsichtigt, und der Fahrer wird einen sehr ungewöhnlichen Eindruck wahrnehmen.
Überblick über die Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erwähnte Situation entwickelt, und es ist eine Aufgabe derselben, eine Lenkvorrichtung bereitzustellen, bei der eine unerwünschte Fahrzeugbewegung, die dann verursacht wird, wenn die Lenkrichtung und die Drehrichtung bezogen aufeinander umgekehrt werden, gemindert ist.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Lenkvorrichtung mit einem Aufbau gemäß dem Anspruch 1 bereit.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine Betätigungseinheit, die ein Fahrer betätigt, und lenkbare Räder die gelenkt werden, nicht mechanisch verbunden sind, aber aufgrund einer solchen Bedingung bzw. Anordnung in Verbindung gebracht werden können, und der eine Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung aufweist, die einen Soll-Drehwinkel der lenkbaren Räder nach Maßgabe eines Betätigungsbetrags der Betätigungseinheit einstellt, eine Drehwinkel-Messvorrichtung, die einen Ist-Drehwinkel der lenkbaren Räder misst, und einen Dreh-Aktuator, der die lenkbaren Räder nach Maßgabe einer Abweichung zwischen dem Soll-Drehwinkel und dem Ist-Drehwinkel dreht, wobei, wenn eine Betätigungsrichtung der Betätigungseinheit umgekehrt wird, die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung den Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels einstellt, der zu einem Zeitpunkt der Umkehrung von der Drehwinkel-Messvorrichtung gemessen wird.
Gemäß der oben erläuterten Lenkvorrichtung, wird in dem Zustand, bei dem der Ist-Drehwinkel der lenkbaren Räder nicht den Soll-Drehwinkel gemäß der Lenkbetätigung durch den Fahrer erreicht, selbst wenn der Fahrer die Lenkrichtung umkehrt, der zu diesem Zeitpunkt gemessene Ist-Drehwinkel in dem Soll-Drehwinkel wiedergegeben, und dadurch kann eine Umkehrung der entsprechenden Beziehung zwischen der Lenkrichtung des Fahrers und der Drehrichtung des Fahrzeugs gemäß dem Ist-Drehwinkel verhindert werden.
Indem zusätzlich der Soll-Drehwinkel zu dem Zeitpunkt, an dem der Fahrer die Lenkrichtung umkehrt, nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels eingestellt wird, kann eine Abweichung zwischen dem Soll-Drehwinkel und dem Ist-Drehwinkel verringert oder auf Null gesetzt werden, und dadurch können die Folge-Eigenschaften des Ist-Drehwinkels bezogen auf den Soll-Drehwinkel verbessert werden.
Ferner kann bei der Lenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung während einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt der Umkehrung bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Betätigungseinheit eine neutrale Position erreicht, die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung die Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels einstellen, der durch die Drehwinkel-Messvorrichtung zum Zeitpunkt der Umkehrung gemessen wird.
Gemäß der oben erwähnten Lenkvorrichtung wird, wenn die Betätigungseinheit die neutrale Position erreicht, der Ist-Drehwinkel gemäß dem Soll-Drehwinkel, der durch die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung eingestellt ist, gesteuert/geregelt, und dadurch kann eine Umkehrung der entsprechenden Beziehung zwischen der Lenkrichtung des Fahrers und der Drehrichtung des Fahrzeugs gemäß dem Ist-Drehwinkel verhindert werden, und es kann verhindert werden, dass der Fahrer beim Lenken einen ungewöhnlichen Eindruck wahrnimmt.
Ferner kann bei der Lenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Soll-Änderungsverhältnis nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels und eines Standard-Soll-Drehwinkels bestimmt sein, welcher auf Grundlage des Betätigungsbetrags der Betätigungseinheit und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Umkehrung bestimmt ist, und die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung kann die Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Soll-Änderungsverhältnisses und der Standard-Soll-Drehwinkel zu Zeitpunkten während der Zeitdauer einstellen.
Weiterhin kann bei der Lenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Standard-Lenkverhältnis nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels und des Betätigungsbetrags der Betätigungseinheit zum Zeitpunkt der Umkehrung bestimmt werden, und die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung kann die Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Standard-Lenkverhältnisses und der Betätigungsbeträge der Betätigungseinheit zu Zeitpunkten während der Zeitdauer einstellen.
Im Folgenden werden rein exemplarisch bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm einer Lenkvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Bewegung der in 2 gezeigten Lenkvorrichtung zeigt.
4 ist eine graphische Ansicht, die ein Beispiel einer Änderung mit der Zeit eines Steuer-/Regel-Drehwinkels λtt bei der in 2 gezeigten Lenkvorrichtung zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Bewegung der Lenkvorrichtung ge mäß einem abgeänderten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Im Folgenden wird eine Lenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert.
Wie in 1 gezeigt, weist die Lenkvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Lenkrad (Betätigungseinheit) 2 auf, das durch einen Fahrer lenkbar ist, einen Lenkwinkelsensor 3, einen Lenkraktionskraft-Aufbringungsmotor (Reaktionskraftaktuator) 4, und einen Lenk-Drehmomentsensor 5, die an dem Lenkrad 2 vorgesehen sind, eine Lenkstange 9, die mit einem linken und einem rechten Rad (lenkbare Räder) 6 über Spurstangenhebel 7 und Spurstangen 8 verbunden ist, einen Lenkmotor (Dreh-Aktuator) 10, der die Lenkstange 9 in einer axialen Richtung antreibt, um einen Lenkwinkel zu den Rädern 6 zu übertragen, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11, der die Fahrzeuggeschwindigkeit (Geschwindigkeit des Fahrzeugs) ausgibt, einen Drehwinkelsensor (Drehwinkelmessvorrichtung) 12, der einen Drehwinkel der Räder 6 auf Grundlage einer Position der Lenkstange 9 in der axialen Richtung ausgibt, und eine Steuer-/Regelvorrichtung 13, die den Lenkreaktionskraft-Aufbringungsmotor 4 und den Lenkmotor 10 steuert/regelt.
Wie im Blockdiagramm von 2 gezeigt, weist die Steuer-/Regelvorrichtung 13 einen Dreh-Steuer-/Regelabschnitt 20 auf, der den Lenkmotor 10 auf Grundlage der Erfassungssignale von dem Lenkwinkelsensor 3, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 und dem Drehwinkelsensor 12 steuer/regelt, und einen Lenkreaktionskraft-Steuer-/Regelabschnitt 30, der den Lenkreaktionskraft-Aufbringungsmotor 4 auf Grundlage des Steuer-/Regelsignals von dem Dreh-Steuer-/Regelabschnitt 20 und den Erfassungssignalen von dem Lenkdrehmomentsensor 5, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 und dem Drehwinkelsensor 12 steuert/regelt. Die Steuer-/Regelvorrichtung 13 kann den Lenkrekationskraft-Aufbringungsmotor 4 und den Lenkmotor 10 separat steuern/regeln.
Der Dreh-Steuer-/Regelabschnitt 20 weist einen Soll-Drehwinkel-Einstellabschnitt (Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung) 21 auf, der einen Soll-Drehwinkel auf Grundlage eines Lenkwinkelsignals, das einen Lenkwinkel (Lenkradwinkel oder Betätigungsbetrag) und eine Lenkrichtung des Lenkrads 2 von dem Lenkwinkelsensor 3 umfasst, und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 einstellt, und weist einen Lenkmotor-Steuer-/Regelabschnitt 22 auf, der die dem Lenkmotor 10 zugeführte Leistung steuert/regelt, um den Ausgabewert des Lenkwinkelsensors 12, d. h. den Ist-Drehwinkel der Räder 6, an den Soll-Drehwinkel anzugleichen.
Demzufolge wird ein optimaler Drehwinkel für die Räder 6, der die Fahrzeuggeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt berücksichtigt, auf Grundlage des vom Fahrer an das Lenkrad 2 angelegten Lenkwinkels bestimmt.
Der Lenkreaktionskraft-Steuer-/Regelabschnitt 30 weist einen Soll-Lenkreaktionskraft-Einstellabschnitt 31 auf, der die Soll-Lenkreaktionskraft auf Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11, des Drehwinkelsignals von dem Drehwinkelsensor 12 und des Lenkwinkel-Befehlssignals von dem Dreh-Steuer-/Regelabschnitt 20 einstellt, und weist einen Lenkreaktionskraft-Aufbringungsmotor-Steuer-/Regelabschnitt 32 auf, der die dem Lenkreaktionskraft-Aufbringungsmotor 4 zugeführte Leistung steuert/regelt, um den Ausgabewert des Lenkdrehmomentsensors 5 (Ist-Lenkdrehmoment) an die in dem Soll-Lenkreaktionskraft-Einstellabschnitt 31 eingestellte Soll-Lenkreaktionskraft anzugleichen.
Demzufolge wird eine Lenkreaktionskraft an das Lenkrad 2 in der Richtung angelegt, die der Richtung einer Lenkbetätigung durch den Fahrer entgegengesetzt ist, wodurch dem Fahrer das Gefühl einer Lenkung gegeben wird, als ob das Lenkrad 2 und die lenkbaren Räder 6 direkt verbunden wären.
Die Lenkvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist den oben erwähnten Aufbau auf.
Als nächstes werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren der Betrieb der Lenkvorrichtung 1 und das Vorgehen zum Einstellen des Soll-Drehwinkels λtt erläutert, insbesondere für den Fall, wenn der Fahrer die Lenkrichtung des Lenkrads 2 umkehrt, in einem Zustand, bei dem das Lenkrad 2 von dem Fahrer schnell betätigt wird, verglichen mit der maximalen Ausgabe des Lenkmotors 10, und die Räder noch nicht den Soll-Drehwinkel erreicht haben, der von dem Fahrer beabsichtigt ist.
Zuerst wird z. B. in im 3 gezeigten Schritt S01 bestimmt, ob ein Flag-Wert eines Soll-Drehwinkel-Änderungsflags F_R "1" ist, das den Zustand anzeigt, dass ein durch Anpassen eines unten beschriebenen Standard-Soll-Drehwinkels λt erhaltener Wert als der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt eingestellt ist.
Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung "JA" ist, geht der Ablauf bei Schritt S10 weiter, der unten beschrieben ist.
Wenn andererseits das Ergebnis dieser Bestimmung "NEIN" ist, geht der Ablauf bei Schritt S02 weiter.
In Schritt S02 wird bestimmt, ob ein Flag-Wert eines Lenk-Steuer-/Regel-Maximalausgabeflags F_OUT "1" ist, welches anzeigt, dass die Ausgabe des Lenkmotors 10 bereits die maximale Ausgabe erreicht hat.
Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung "NEIN" ist, geht der Ablauf bei Schritt S08 weiter, der unten beschrieben ist.
Wenn andererseits das Ergebnis dieser Bestimmung "JA" ist, d. h., wenn, weil die Ausgabe des Lenkmotors 10 bereits die maximale Ausgabe erreicht hat, eine Möglichkeit besteht, dass der Ist-Drehwinkel λ nicht mit dem Stan dard-Soll-Drehwinkel λt übereinstimmt, der auf Grundlage des Lenkwinkelsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals eingestellt ist, geht der Ablauf bei Schritt S03 weiter.
In Schritt S03 wird bestimmt, ob der Standard-Soll-Drehwinkel λt oder der Ist-Drehwinkel λ ein Wert nahe Null sind.
Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung "JA" ist, d. h., wenn eine Möglichkeit besteht, dass bei einem Antwortfehler für den Fall, dass der Ist-Drehwinkel λ bezüglich des Standard-Soll-Drehwinkels λt geändert wird, ein Erfassungsfehler des Ist-Drehwinkels λ oder dergleichen relativ erhöht wird, geht der Ablauf bei Schritt S08 weiter.
Wenn andererseits das Ergebnis dieser Bestimmung "NEIN" ist, geht der Ablauf bei Schritt S04 weiter.
In Schritt S04 wird bestimmt, ob der Standard-Soll-Drehwinkel λt und der Ist-Drehwinkel λ entgegengesetzte Vorzeichen haben.
Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung "JA" ist, d. h., wenn eine Möglichkeit besteht, dass das Vorzeichen des Ist-Drehwinkels λ bezogen auf den Standard-Soll-Drehwinkel λt umgekehrt ist, geht der Ablauf bei dem unten beschriebenen Schritt S08 weiter.
Wenn andererseits das Ergebnis dieser Bestimmung "NEIN" ist, geht der Ablauf bei Schritt S05 weiter.
In Schritt S05 wird bestimmt, ob die Lenkrichtung des Lenkrads 2 umgekehrt ist.
Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung "NEIN" ist, geht der Ablauf bei Schritt S08 weiter, der unten beschrieben ist.
Wenn andererseits das Ergebnis dieser Bestimmung "JA" ist, geht der Ablauf bei Schritt S06 weiter.
Als nächstes wird in Schritt S06, als ein Soll-Änderungsverhältnis "r" zum Anpassen des Standard-Soll-Drehwinkels λt, ein Wert (λ/λt) eingestellt, der durch Dividieren des Ist-Drehwinkels λ durch den Standard-Soll-Drehwinkel λt erhalten wird.
Als nächstes wird in Schritt S07, "1" als ein Flag-Wert des Soll-Drehwinkel-Änderungsflags F_R eingestellt.
Als nächstes wird in Schritt S08 für den Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt ein Wert (λt × r) eingestellt, der durch Multiplizieren des Standard-Soll-Drehwinkels λt mit dem Soll-Änderungsverhältnis r erhalten wird.
Als nächstes wird in Schritt S09 eine Lenkungs-Steuerung/Regelung, bei der eine Antriebssteuerung/-regelung des Lenkmotors 10 durchgeführt wird, derart durchgeführt, dass eine Differenz zwischen dem Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt und dem Ist-Drehwinkel λ Null wird, indem, beispielsweise PI-(proportionale Integrations-)Steuerung/-Regelung oder dergleichen durchgeführt wird, und die Folge von Programmschritten wird beendet.
Weiterhin wird in Schritt S10 bestimmt, ob der Lenkwinkel θ Null ist. Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung "NEIN" ist, geht der Ablauf bei Schritt S08 werter. Wenn andererseits das Ergebnis dieser Bestimmung "JA" ist, geht der Ablauf bei Schritt S11 weiter.
In Schritt S11 wird "1" als das Änderungsverhältnis "r" eingestellt.
Als nächstes wird in Schritt S12 "0" als der Flag-Wert des Soll-Drehwinkel-Änderungsflags F_R eingestellt und der Ablauf geht bei dem oben beschriebenen Schritt S08 weiter.
Zum Beispiel ist zu dem und nach dem in 4 gezeigten Zeitpunkt t0 demgemäß, wenn der Lenkwinkel θ in einer gewünschten Lenkrichtung durch den Fahrer erhöht wird, der Standard-Soll-Drehwinkel λt, der auf Grundlage des Lenkwinkelsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals eingestellt wird, erhöht, und wenn die Ausgabe des Lenkmotors 10 zu und nach dem Zeitpunkt t1 die maximale Ausgabe erreicht, wird bei der Steuerung/Regelung, bei dem der Standard-Soll-Drehwinkel λt als der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt eingestellt wird, die Folgeverzögerung des Ist-Drehwinkels λ bezogen auf den Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt erhöht, und die Differenz zwischen dem Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt und dem Ist-Drehwinkel λ wird erhöht.
In diesem Zustand wird, z. B. zum Zeitpunkt t2, wenn die Lenkrichtung durch den Fahrer umgekehrt wird, der Standard-Soll-Drehwinkel λt, der auf Grundlage des Lenkwinkelsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals eingestellt wird, verringert.
Aus diesem Grund tritt beispielsweise, zu dem und nach dem Zeitpunkt t2, wenn die Steuerung/Regelung, bei der der Standard-Soll-Drehwinkel λt als der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt eingestellt wird, weitergeführt wird, ein Zustand auf, bei dem der Ist-Drehwinkel λ, der eine Folgeverzögerung bezogen auf den Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt aufweist, der verringert wird, weiterhin erhöht wird.
Im Gegensatz dazu wird bei der oben erwähnten Ausführungsform, zu einem geeigneten Zeitpunkt zu oder nach dem Zeitpunkt t2, wenn der Standard-Soll-Drehwinkel λt verringert wird, der Ist-Drehwinkel λ als der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt eingestellt, ein Verhältnis zwischen dem Ist-Drehwinkel λ und dem Standard-Soll-Drehwinkel λt zu diesem Zeitpunkt als ein Soll-Änderungsverhältnis "r" (= λ/λt) gespeichert, und zu und nach diesem Zeitpunkt eine Steuerung/Regelung durchgeführt, bei der ein Wert (λt × "r"), bei dem das Soll-Änderungsverhältnis "r" durch den auf Grundlage des Lenkwinkelsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals eingestellten Standard- Soll-Drehwinkel λt beeinflusst wird, als der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt eingestellt.
Dadurch kann verhindert werden, dass die Lenkrichtung des Fahrers und die Drehrichtung des Fahrzeugs entsprechend dem Ist-Drehwinkel λ umgekehrt sind, d. h. es kann verhindert werden, dass das Fahrzeug in dieselbe Richtung (d. h. die Richtung, die der Lenkrichtung des Fahrers entgegengesetzt ist) gedreht wird, wie die Richtung, bevor die Lenkrichtung durch den Fahrer umgekehrt worden ist, und danach fängt das Fahrzeug an, sich in die Richtung (d. h. dieselbe Richtung wie die Lenkrichtung) zu drehen, in die der Fahrer drehen möchte. Dadurch ist es möglich, eine Fahrzeugbewegung zu verhindern, bei der ein sehr ungewöhnlicher Eindruck auftreten würde.
Ferner wird die Steuerung/Regelung, bei der der Standard-Soll-Drehwinkel λt mit dem Soll-Änderungsverhältnis "r" angepasst wird und als der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt eingestellt wird, zu einem Zeitpunkt angehalten, wenn, z. B., der Lenkwinkel θ zum Zeitpunkt t3 Null erreicht und das Lenkrad 2 die neutrale Position erreicht, und indem "1" als das Soll-Änderungsverhältnis "r" eingestellt wird, wird zu dem und nach dem Zeitpunkt t3, eine Steuerung/Regelung begonnen, bei dem der Standard-Soll-Drehwinkel λt, der auf Grundlage des Lenkwinkelsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals eingestellt ist, als der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt eingestellt wird.
Wie oben erwähnt, wird gemäß der Lenkvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform, bei dem Zustand, bei dem der Ist-Drehwinkel λ der lenkbaren Räder die Folgeverzögerung bezogen auf den Standard-Soll-Drehwinkel λt entsprechend der Lenkung des Fahrers aufweist, selbst wenn der Fahrer die Lenkrichtung umkehrt, der Wert (λ/λt), welcher durch Dividieren des zu diesem Zeitpunkt gemessenen Ist-Drehwinkels λ durch den Standard-Soll-Drehwinkel λt erhalten wird, als das Soll-Änderungsverhältnis "r" eingestellt, um den Standard-Soll-Drehwinkel λt anzupassen, und dadurch kann eine Umkehrung der entsprechenden Beziehung zwischen der Lenkrichtung des Fahrers und der Drehrichtung des Fahrzeugs gemäß dem Ist-Drehwinkel λ verhindert werden, d. h. es kann verhindert werden, dass das Fahrzeug in die gleiche Richtung (die Richtung, die der Lenkrichtung entgegengesetzt ist), wie die Richtung bis dahin gedreht wird, und danach beginnt das Fahrzeug, in die Richtung (dieselbe Richtung wie die Lenkrichtung) zu drehen, in die der Fahrer drehen möchte. Dadurch kann eine Fahrzeugbewegung verhindert werden, bei der ein sehr ungewöhnlicher Eindruck auftreten kann.
Zusätzlich kann durch Abgleichen des Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkels λtt mit dem Ist-Drehwinkel λ zu einem Zeitpunkt, wenn der Fahrer die Lenkrichtung umkehrt, dabei und danach eine Abweichung zwischen dem Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt und dem Ist-Drehwinkel λ verringert werden oder auf Null eingestellt werden, und dadurch kann das Abgleichen des Ist-Drehwinkels λ bezogen auf den Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt verbessert werden.
Zusätzlich ist die oben erwähnte Ausführungsform, obwohl der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt auf Grundlage des Standard-Soll-Drehwinkels λt, der auf Grundlage des Lenkwinkelsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals eingestellt wird, und des Ist-Drehwinkels λ eingestellt wird, nicht auf diesen Aufbau begrenzt. Zum Beispiel kann als ein in 5 gezeigtes abgeändertes Beispiel der oben erwähnten Ausführungsform, der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt auf Grundlage des Verhältnisses zwischen dem Lenkwinkel und dem Drehwinkel, der gemäß dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal eingestellt ist, d. h. des Standard-Lenkverhältnisses G(V) eingestellt sein.
Das heißt bei diesem abgeänderten Beispiel, wenn das Ergebnis der Bestimmung von Schritt S01 "NEIN" ist, dass der Ablauf bei Schritt S21 weitergeht, und die Fahrzeuggeschwindigkeit V in Schritt S21 erhalten wird.
Als nächstes wird in Schritt S22 das Standard-Lenkverhältnis G(V), das durch Durchsuchen eines Kennfelds, das eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Standard-Lenkverhältnis G (V) angibt, die im Voraus gespeichert ist, mit der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V erhalten wird, als ein Steuer-/Regel-Lenkverhältnis G eingestellt, und der Ablauf geht bei Schritt S02 weiter.
Ferner wird bei diesem abgeänderten Beispiel Schritt S11 bei der oben erläuterten Ausführungsform ausgelassen, und anstelle von Schritt S06 und S08 werden die Schritte S23 und S24 ausgeführt.
Das heißt, wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S05 "JA" ist, geht der Ablauf bei Schritt S23 weiter, und in Schritt S23 wird der Wert (λ/θ), der durch Dividieren des Ist-Drehwinkels λ durch den Lenkwinkel 6 erhalten wird, als das Standard-Lenkverhältnis G eingestellt, und der Ablauf geht bei Schritt S07 weiter.
Weiterhin wird in Schritt S24 der Wert (G × θ), der durch Multiplizieren des Standard-Lenkverhältnisses G mit dem Lenkwinkel θ erhalten wird, als der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel λtt eingestellt.
Während voranstehend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und illustriert worden sind, ist zu verstehen, dass diese beispielhaft für die Erfindung sind, und nicht als einschränkend angesehen werden sollten. Zusätze, Weglassungen, alternative Situationen und andere Abänderungen können vorgenommen werden, ohne den Geist oder den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise kann ein Aufbau angenommen werden, bei dem, obwohl das Lenkrad 2 und die lenkbaren Räder 6 mittels der Kupplung mechanisch verbunden sein können, die Kupplung üblicherweise nicht verbunden ist, und das Lenkrad 2 und die lenkbaren Räder 6 nicht mechanisch verbunden sind, und zu einem Zeitpunkt, bei dem etwas Ungewöhnliches auftritt, die Kupplung verbunden wird, und das Lenkrad 2 und die lenkbaren Räder mechanisch verbunden werden.
Zusätzlich kann bei der oben erläuterten Ausführungsform anstelle des "Drehwinkels" der "Zahnstangenhub" der Lenkstange 9, welcher eine vorbestimmte Wechselbeziehung damit aufweist, angenommen werden. In diesem Fall entspricht der Standard-Soll-Drehwinkel einem Standard-Soll-Zahnstangenhub, der Ist-Drehwinkel entspricht einem Ist-Zahnstangenhub, der Steuer-/Regel-Soll-Drehwinkel entspricht einem Steuer-/Regel-Soll-Zahnstangenhub und das Soll-Drehwinkel-Änderungsflag entspricht einem Soll-Zahnstangenhub-Änderungsflag.
Eine Lenkvorrichtung (1) mit einem Aufbau, bei dem eine Betätigungseinheit (2), welche ein Fahrer betätigt, und lenkbaren Rädern (6), welche gelenkt werden, nicht mechanisch verbunden sind, weist eine Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung (21) auf, die einen Soll-Drehwinkel der lenkbaren Räder (6) nach Maßgabe eines Betätigungsbetrags der Betätigungseinheit (2) einstellt, eine Drehwinkel-Mesvorrichtung (12), welche einen Ist-Drehwinkel der lenkbaren Räder (6) misst, und einen Dreh-Aktuator (10), der die lenkbaren Räder (6) nach Maßgabe einer Abweichung zwischen dem Soll-Drehwinkel und dem Ist-Drehwinkel dreht, wobei, wenn eine Betätigungsrichtung der Betätigungseinheit (2) umgekehrt wird, die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung (21) den Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels einstellt, der durch die Drehwinkel-Messvorrichtung (12) zu einem Zeitpunkt der Umkehrung gemessen wird.

Claims

Lenkvorrichtung (1), umfassend: eine Betätigungseinheit (2), die von einem Fahrer betätigbar ist und mechanisch von lenkbaren Rädern (6) getrennt ist, welche gelenkt werden sollen; eine Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung (21), die einen Soll-Drehwinkel der lenkbaren Räder (6) nach Maßgabe eines Betätigungsbetrags der Betätigungseinheit (2) einstellt; eine Drehwinkel-Messvorrichtung (12), die einen Ist-Drehwinkel der lenkbaren Räder (6) misst; und einen Dreh-Aktuator (10), der die lenkbaren Räder (6) nach Maßgabe einer Abweichung zwischen dem Soll-Drehwinkel und dem Ist-Drehwinkel dreht, wobei, wenn eine Betätigungsrichtung der Betätigungseinheit (2) umgekehrt wird, die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung (21) den Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels einstellt, der zu einem Zeitpunkt der Umkehrung von der Drehwinkel-Messvorrichtung (12) gemessen wird.
Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, während einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt der Umkehrung bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Betätigungseinheit (2) eine neutrale Position erreicht, die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung (21) die Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels einstellt, der durch die Drehwinkel-Messvorrichtung (12) zum Zeitpunkt der Umkehrung gemessen wird.
Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Soll-Änderungsverhältnis nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels und eines Standard-Soll-Drehwinkels bestimmt ist, welcher auf Grundlage des Betätigungsbetrags der Betätigungseinheit (2) und einer Fahr zeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Umkehrung bestimmt ist, und die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung (21) die Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Soll-Änderungsverhältnisses und der Standard-Soll-Drehwinkel zu Zeitpunkten während der Zeitdauer einstellt.
Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Standard-Lenkverhältnis nach Maßgabe des Ist-Drehwinkels und des Betätigungsbetrags der Betätigungseinheit (2) zum Zeitpunkt der Umkehrung bestimmt wird, und die Soll-Drehwinkel-Einstellvorrichtung (21) die Soll-Drehwinkel nach Maßgabe des Standard-Lenkverhältnisses und der Betätigungsbeträge der Betätigungseinheit (2) zu Zeitpunkten während der Zeitdauer einstellt.