DE112009000853T5 - Fahrzeuglenksteuersystem und Lenksteuerverfahren - Google Patents

Abstract

Ein Lenksteuersystem eines Fahrzeuges, das eine Antriebskraftvorseheinrichtung, die in der Lage ist, zumindest eine der Wellen Antriebswelle und Abtriebswelle, die bei der Übertragung einer Lenkeingabe beteiligt sind, mit einer Antriebskraft für das Rotieren der Antriebswelle und der Abtriebswelle in Bezug zueinander zu versorgen, und eine Verriegelungseinrichtung aufweist, die in der Lage ist, die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einen verriegelten Zustand zu bringen, in dem die Antriebswelle und die Abtriebswelle nicht in der Lage sind, sich in Bezug zueinander zu drehen, das aufweist:
eine erste Steuereinrichtung zum Steuern der Verriegelungseinrichtung, sodass die Antriebswelle und die Abtriebswelle in den verriegelten Zustand gebracht sind, wenn eine gegebene Verriegelungsbedingung auf der Grundlage eines Lastzustandes der Antriebskraftvorseheinrichtung erfüllt ist,
eine Erlangungseinrichtung zum Erlangen eines Ist-Lenkwinkelindexwertes entsprechend einem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs und
eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern der Verriegelungseinrichtung, um den verriegelten Zustand entsprechend dem erlangten Ist-Lenkwinkelindexwert freizugeben.

Description

• GEBIET DER ERFINDUNG
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenksteuersystem eines Fahrzeugs, bei dem eine Vorrichtung installiert ist, wie zum Beispiel eine VGRS (Lenkung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis), damit das Lenkübersetzungsverhältnis variabel gestaltet wird, wobei diese eine Funktion aufweist, eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle in einen verriegelten Zustand zu versetzen, in dem die Antriebs- und Abtriebswelle nicht in der Lage sind, in Bezug zueinander zu rotieren.
• HINTERGRUND DER ERFINDUG
• Als ein Beispiel des vorstehenden Typs von System ist ein Fahrzeuglenksystem, das die Freigabe des verriegelten Zustandes betrifft, in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 2007-98968 ( JP-A-2007-98968 ) offenbart. Bei dem Fahrzeuglenksystem, die in der JP-A-2007-98968 offenbart ist, wird, wenn der Absolutwert des Lenkdrehmoments, das auf die Antriebswelle aufgebracht wird, größer als ein spezifizierter Wert für eine gegebene Zeitperiode oder länger gehalten wird, der verriegelte Zustand nicht freigegeben, selbst wenn die Zustände zum Freigeben des verriegelten Zustandes erfüllt sind. Es ist somit möglich, einen Zustand genau zu bestimmen, in dem ein Motor oder eine Antriebsschaltung bzw. Treiberschaltung bei hoher Last arbeiten, und in geeigneter Weise den verriegelten Zustand freizugeben.
• Entsprechend einer Technologie, wie diese in der japanischen Patenanmeldungsveröffentlichung Nummer 2004-58787 ( JP-A-2004-58787 ) offenbart ist, wird, wenn ein Verriegelungsfreigabezustand zum Freigeben des verriegelten Zustandes auf der Grundlage einer Änderung des Lenkwinkels oder der Änderungsrate des Lenkwinkels erfüllt ist, der verriegelte Zustand zu dem Zeitpunkt freigegeben, wenn eine Verzögerungszeit, die länger eingestellt ist, wenn sich die Temperatur verringert, vergangen ist.
• Wenn das Lenkmoment bzw. Lenkdrehmoment, wenn dieses als Kriterium zur Bestimmung der Freigabe des verriegelten Zustandes verwendet wird, zeitweise verringert wird, wie zum Beispiel wenn der Fahrer das Lenkrad für einen Moment freigibt, kann der verriegelte Zustand fehlerhaft selbst beim Vorhandensein eines Lastzustandes, bei dem es erforderlich ist, dass der verriegelte Zustand aufrechterhalten wird, fehlerhaft freigegeben werden. In diesem Fall besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Antriebswelle und die Abtriebswelle erneut in den verriegelten Zustand gesteuert werden und diese wiederholt zwischen dem verriegeltem und dem nicht verriegelten oder freigegebenen Zustand geschaltet werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit besteht, dass beim Fahrer ein unangenehmes Gefühl auftritt. Genauer gesagt besteht beim Fahrzeuglenksystem, wie dieses in der JP-A-2007-98968 beschrieben ist, ein Problem, dass sich die Fahreigenschaften im Zusammenhang mit der Freigabe des verriegelten Zustandes verschlechtern kann.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung sieht ein Fahrzeuglenksteuersystem und ein Lenksteuerverfahren, die es ermöglichen, zu geeigneten Zeiten den verriegelten Zustand freizugeben, vor.
• Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Lenksteuersystem eines Fahrzeugs. Das Fahrzeuglenksteuersystem weist eine Antriebskraftvorseheinrichtung, die in der Lage ist, zumindest eine der Wellen Antriebswelle und Abtriebswelle, die bei der Übertragung eine Lenkeingabe beteiligt sind, mit einer Antriebskraft zum Rotieren der Antriebswelle und der Abtriebswelle in Bezug zueinander zu versorgen, und eine Verriegelungseinrichtung, die in der Lage ist, die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einen verriegelten Zustand zu bringen, in dem die Antriebswelle und die Abtriebswelle nicht in der Lage sind, in Bezug zueinander zu rotieren, auf. Das Lenksteuersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine erste Steuereinrichtung zum Steuern der Verriegelungseinrichtung, sodass die Antriebswelle und die Abtriebswelle in den verriegelten Zustand gebracht sind, wenn eine vorgegebene Verriegelungsbedingung auf der Grundlage eines Lastzustandes der Antriebskraftvorseheinrichtung erfüllt ist, eine Erlangungseinrichtung zum Erlangen eines Ist-Lenkwinkelindexwertes entsprechend einem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs, und eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern der Verriegelungseinrichtung, sodass der verriegelte Zustand entsprechend dem erlangten Ist-Lenkwinkelindexwert freigegeben wird, aufweist.
• Die „Antriebswelle” und „Abtriebswelle” entsprechend der Erfindung sind drehbare Wellen oder drehbare Körper, die bei der Übertragung einer Lenkeingabe beteiligt sind, die auf ein Lenksystem über beispielsweise die Manipulierung des Lenkrades durch den Fahrer aufgebracht wird. Während sich die Eingangswelle stromaufwärts der Abtriebswelle (beispielsweise näher am Lenkrad) bei Betrachtung in der Richtung der Übertragung der Lenkeingabe befindet, sind die detaillierten Anordnungen der Antriebs- und Abtriebswelle nicht begrenzt, das heißt, dass die Antriebs- und Abtriebswelle eine beliebige physikalische oder mechanische Form haben können, wobei vorausgesetzt wird, dass die Antriebs- und Abtriebswelle in Bezug zueinander drehbar sind.
• Der Rotationswinkel der Antriebswelle hat eine Eins-zu-eins-Beziehung mit dem Lenkwinkel (z. B. dem Lenkwinkel des Lenkrades) als ein Indexwert, der einen Grad der Lenkeingabe spezifiziert, unabhängig davon, ob das Lenkrad und die Antriebswelle direkt miteinander gekoppelt sind, oder es ist eine Untersetzungseinrichtung, eine Schalteinrichtung, eine Differentialeinrichtung oder eine andere Leistungs- bzw. Energieübertragungseinrichtung zwischen das Lenkrad und die Antriebs- bzw. Eingangswelle zwischengeschaltet. Der Rotationswinkel der Abtriebswelle hat eine Eins-zu-eins-Beziehung mit einem Ist-Lenkwinkel als einen Indexwert, der einen Grad der Drehung der gelenkten Räder spezifiziert, unabhängig davon, ob eine Untersetzungseinrichtung, Schalteinrichtung, Differentialeinrichtung, ein beliebiger der zahlreichen Lenkmechanismen, wie zum Beispiel ein Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus und ein Schraube-Mutter-Mechanismus oder eine beliebige andere Energie- bzw. Leistungsübertragungseinrichtung zwischen die gelenkten Räder und die Ausgangswelle zwischengefügt ist.
• Die „Antriebskraftvorseheinrichtung” bezieht sich auf ein Konzept, das alle Arten von Einrichtungen aufweist, die in der Lage sind, eine Antriebskraft (z. B. eine physikalische, mechanische, elektrische oder magnetische Antriebskraft oder eine geeignete Kombination dieser Antriebskräfte) zum Rotieren der Antriebs- und Abtriebswellen in Bezug zueinander auf zumindest eine der Wellen Antriebswelle und Abtriebswelle direkt oder indirekt über beispielsweise eine beliebige Untersetzungseinrichtung, Schalteinrichtung oder Differentialeinrichtung aufzubringen. Beispielsweise kann die Antriebskraftvorseheinrichtung in Form einer beliebigen von unterschiedlichen Typen von Betätigungseinrichtungen einschließlich unterschiedlichen Motoren oder ähnlichen Elektromotoren sein. Bei dem Fahrzeug entsprechend diesem Aspekt der Erfindung wird das Lenkübersetzungsverhältnis, als das Verhältnis zwischen dem Lenkwinkel und dem Ist-Lenkwinkel in Stufen, beispielsweise zwei Werten, oder kontinuierlich entsprechend einem Grad der Relativrotation zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle, die durch das Vorsehen der Antriebskraft gemäß Vorbeschreibung auftritt, änderbar gestaltet.
• Die Verriegelungseinrichtung bezieht sich auf ein Konzept einschließlich der physikalischen, mechanischen, strukturellen, elektrischen und magnetischen Einrichtung und auf geeignete Kombinationen dieser Einrichtungen, wobei jede in der Lage ist, die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einen verriegelten Zustand zu bringen, in dem die Antriebswelle und die Abtriebswelle nicht in der Lage sind, sich in Bezug zueinander zu drehen (was als „Verriegelung der Antriebs- und Abtriebswelle” wo es geeignet ist, zum Ausdruck gebracht wird). Die Struktur oder Anordnung der „Verriegelungseinrichtung” ist überhaupt nicht beschränkt, solange der Verriegelungseinrichtung gestattet wird, die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einen ausgewählten zumindest einen Zustand aus verriegeltem Zustand und entriegeltem Zustand zu bringen, in dem der verriegelte Zustand freigegeben ist (oder in dem die Relativrotation der Antriebs- und Abtriebswelle gestattet ist oder ermöglicht wird und das Lenkübersetzungsverhältnis geändert werden kann).
• Während des Betriebes des Fahrzeuglenksteuersystems entsprechend der Erfindung wird die Verriegelungseinrichtung gesteuert, um die Antriebswelle und die Abtriebswelle zu verriegeln, wenn ein vorgegebener Verriegelungszustand oder vorgegebene Verriegelungszustände erfüllt ist/sind, und zwar durch die erste Steuereinrichtung, die die Form beispielsweise einer beliebigen der zahlreichen Verarbeitungseinheiten, wie zum Beispiel einer ECU (elektronische Steuereinheit), zahlreiche Steuereinrichtungen und zahlreicher Computersysteme, wie zum Beispiel eines Mikrocomputers, annehmen kann.
• Hier bezieht sich der „Verriegelungszustand” auf einen Zustand, unter dem auf der Grundlage des Lastzustandes der Antriebskraftvorseheinrichtung bestimmt wird, dass die Antriebswelle und die Abtriebswelle verriegelt werden sollen. Beispielsweise weist der Verriegelungszustand einen Zustand auf, in dem die Antriebskraftvorseheinrichtung gezwungen wird, in einem Bereich betrieben zu werden, der ihre physikalische, mechanische, elektrische oder magnetische Betriebsgrenze überschreitet (z. B. das theoretische, wesentliche oder tatsächliche maximale Drehmoment) oder in einem Bereich um die Betriebsgrenze oder einem Zustand, in dem von der Antriebskraftvorseheinrichtung angenommen wird, dass diese in solchen Bereichen betrieben wird, wenn sich die Antriebs- und Abtriebswelle in Bezug zueinander drehen.
• Durch das Verriegeln der Antriebs- und Abtriebswelle in der vorstehend genannten Weise kann es möglich sein, in vorteilhafter Weise das Auftreten einer Situation zu verhindern, in der sich die Lenkleistung des Fahrzeuges deutlich verschlechtert, beispielsweise eine Situation, in der die Axialkraft, die direkt oder indirekt auf die Abtriebswelle aufgebracht wird, um die gelenkten Räder zu drehen, die Betriebsgrenze der Antriebskraftvorseheinrichtung überschreitet. Andererseits ist es wünschenswert, den verriegelten Zustand der Antriebs- und Abtriebswellen sobald wie möglich freizugeben, im Hinblick auf unterschiedliche Effekte, die mit der Verbesserung der Lenkleistung im Zusammenhang stehen, die vorgesehen werden würden, indem das Lenkübersetzungsverhältnis variabel gestaltet wird (beispielsweise Effekte, wie die Verbesserung der Fahrzeuglenkfähigkeit, die erreicht werden würde, indem der Ist-Lenkwinkel je Lenkwinkeleinheit relativ groß in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich gestaltet wird, oder eine Verbesserung der Lenkstabilität, die erreicht werden würde, indem der Ist-Lenkwinkel je Lenkwinkeleinheit in einem Hochgeschwindigkeitsbereich relativ klein gestaltet wird).
• Während das Lenkübersetzungsverhältnis variabel ist, kann ein Betrieb, um einen Lastzustand der Antriebskraftvorseheinrichtung zu spezifizieren, oder ein Betrieb, um einen Lastzustand in der nahen Zukunft abzuschätzen oder vorherzusagen, auf der Grundlage von zahlreichen gesteuerten Variablen (z. B. Lenkdrehmoment, Antriebsspannung, Antriebsstrom usw.), die mit der Antriebskraftvorseheinrichtung im Zusammenhang stehen, relativ einfach ausgeführt werden. Sobald jedoch die Antriebswelle oder die Abtriebswelle verriegelt ist, wird es in der Praxis schwierig, einen Lastzustand der Antriebskraftvorseheinrichtung nach der Freigabe des verriegelten Zustandes mit hoher Genauigkeit abzuschätzen. Daher wird eine Sicherheitsgrenze häufig entgegen der Freigabe des verriegelten Zustandes vorgesehen, um die Antriebskraftvorseheinrichtung zu schützen und die geringste Lenkleistung sicherzustellen oder das Auftreten von Geräuschen und Vibrationen und einer Verringerung der Fahrbarkeit aufgrund des häufigen Schaltens zwischen dem verriegelten Zustand und dem nicht verriegeltem Zustand zu verhindern. In diesem Fall besteht, wenn der Lastzustand entsprechend dem Lenkdrehmoment bestimmt wird, die Wahrscheinlichkeit, dass eine fehlerhafte Entscheidung getroffen wird, zum Beispiel wenn das Lenkdrehmoment unabhängig von der Axialkraft, die auf die Abtriebswelle aufgebracht wird, wie zum Beispiel wenn der Fahrer das Lenkrad für einen Moment freigibt, verringert wird, und es ist wahrscheinlich, dass Probleme aufgrund des häufigen Schaltens zwischen dem verriegelten Zustand und dem nicht verriegelten Zustand auftreten.
• Im Fahrzeuglenksteuersystem entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung wird daher der Ist-Lenkwinkelindexwert entsprechend dem Ist-Lenkwinkel durch die Erlangungseinrichtung erlangt, die die Form beispielsweise einer beliebigen von zahlreichen Steuereinheiten, wie zum Beispiel einer ECU, zahlreicher Steuereinrichtungen und zahlreicher Computersysteme, wie zum Beispiel eines Mikrocomputers annehmen kann. Auch die zweite Steuereinrichtung, die die Form von beispielsweise einer beliebigen von zahlreichen Steuereinheiten annehmen kann, wie zum Beispiel einer ECU, zahlreicher Steuereinrichtungen und zahlreicher Computersysteme, wie zum Beispiel eines Mikrocomputers, steuert die Verriegelungseinrichtung, sodass der verriegelte Zustand entsprechend dem Ist-Lenkwinkelindexwert freigegeben wird. Hier bezieht sich der „Ist-Lenkindexwert” auf ein Konzept, das Indexwerte, die in gewisser Weise mit dem Ist-Lenkwinkel in Korrelation stehen, beispielsweise Ist-Lenkwinkel, Lenkwinkel, Seitenbeschleunigung des Fahrzeuges, und zahlreiche Indexwerte, die aus diesem Winkel und der Seitenbeschleunigung entsprechend einem bestimmen Algorithmus oder arithmetischen Ausdruck abgeleitet sind, aufweist.
• Die vorstehend genannte „Erlangung” („erlangen”) bezieht sich auf ein Konzept, das alle Operationen zum Spezifizieren von einem gewissen Wert (z. B. dem Ist-Lenkwinkelindexwert) in einer beliebigen Form aufweist, wobei diese Operation beispielsweise die Berechnung, die Ableitung und Identifikation zusätzlich zum direkten oder indirekten Aufnehmen eines Ergebnisses der Erfassung oder eines Ergebnisses der Berechnung von einer Erfassungseinrichtung oder einer Berechnungseinrichtung aufweisen. Die Erlangungseinrichtung kann den Ist-Lenkwinkelindexwert erlangen, indem Informationen des Ist-Lenkwinkels, der zum Beispiel durch einen Ist-Lenkwinkelsensor erfasst wird, aufgenommen werden oder eine Maßnahme zum beispielsweise Umwandeln des Lenkwinkels, der durch den Lenkwinkelsensor erfasst wird, in den Ist-Lenkwinkel getroffen wird, oder indem ein zusätzlicher Betrieb oder eine zusätzliche Berechnung beim Ist-Lenkwinkel, der durch die Umwandlung aufgenommen oder erhalten wurde, ausgeführt wird.
• Von Bedeutung ist hier, dass der Ist-Lenkwinkel, der im Lenksteuersystem entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung verwendet wird, alternativ als Indexwert verwendet werden kann, der die Axialkraft darstellt, die auf die Abtriebswelle aufgebracht wird, indem eine vorläufige Maßnahme des beispielsweise Spezifizierens von Charakteristiken der Änderungen bei der Axialkraft in Bezug auf die Änderungen bei der Ist-Lenkkraft für jeden Fahrzeugfahrzustand empirisch oder theoretisch oder auf der Grundlage der Simulation oder Ähnlichem ausgeführt wird. Beispielsweise kann die Beziehung zwischen der Axialkraft und dem Ist-Lenkwinkel in einer geeigneten Speichereinrichtung abgebildet und gespeichert werden oder kann bei jedem spezifischen Anlass entsprechend einem arithmetischen Ausdruck oder arithmetischen Ausdrücken, der/die Beziehung in numerischer Form darstellt, abgeleitet werden. Genauer gesagt wird mit dem Lenkwinkel, der im Lenksteuersystem dieses Aspekts der Erfindung verwendet wird, im Wesentlichen in gleicher Weise oder in ähnlicher Weise wie mit der Axialkraft der Abtriebswelle umgegangen oder wird diese im Wesentlichen in gleicher oder ähnlicher Weise wie die Axialkraft der Abtriebswelle verarbeitet. In ähnlicher Weise kann der Ist-Lenkwinkelindexwert alternativ die Axialkraft darstellen, die auf die Abtriebswelle während des Lenkens aufgebracht wird.
• Somit ist es mit dem Fahrzeuglenksteuersystem entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung möglich, den verriegelten Zustand der Antriebs- und Abtriebswelle im Wesentlichen auf der Grundlage der Axialkraft der Abtriebswelle durch das Freigeben des verriegelten Zustandes entsprechend dem Ist-Lenkwinkelindexwert (was natürlich „entsprechend dem Ist-Lenkwinkel” bedeutet) freizugeben.
• Die Axialkraft der Abtriebswelle ist ein Element oder ein Parameter, das/der eine Lastbedingung der Antriebskraftvorseheinrichtung bestimmen kann, und die Größe der Axialkraft entspricht der Größe der Last, die auf die Antriebskraftvorseheinrichtung aufgebracht wird. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann, selbst wenn die Antriebs- und Abtriebswelle in einem verriegelten Zustand sind, eine Lastbedingung der Antriebskraftvorseheinrichtung nach der Freigabe der Verriegelung mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden, unabhängig davon, ob eine direkte oder indirekte Abschätzung erfolgt. Somit kann eine Zeitperiode, während der die Antriebs- und Abtriebswelle verriegelt sind, verringert werden, um so kurz wie möglich zu sein, und kann eine unerwünschte Situation, bei der die Antriebs- und Abtriebswelle häufig zwischen dem verriegelten Zustand und dem unverriegeltem Zustand geschaltet wird, verhindert werden. Genauer gesagt wird es möglich, den verriegelten Zustand zu geeigneten Zeiten freizugeben.
• Die Erlangungseinrichtung kann den Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs als den Ist-Lenkwinkelindexwert erlangen.
• Die Erlangungseinrichtung kann eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs als den Ist-Lenkwinkelindexwert erlangen.
• Die Erlangungseinrichtung kann den Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs und die Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs als Ist-Lenkwinkelindexwert erlangen.
• Das Fahrzeuglenksteuersystem entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung kann ferner eine Einstelleinrichtung zum Einstellen eines Schwellwertes des Ist-Lenkwinkelindexwertes, auf der Grundlage von dem bestimmt wird, ob der Ist-Lenkwinkel innerhalb eines gegebenen Verriegelungsfreigabebereiches ist, und eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob der Ist-Lenkwinkel innerhalb des Verriegelungsfreigabebereiches ist, auf der Grundlage des erlangten Ist-Lenkwinkelindexwertes und des eingestellten Schwellwertes aufweisen. Die vorstehend genannte zweite Steuereinrichtung kann den verriegelten Zustand freigeben, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass der Ist-Lenkwinkel innerhalb des Verriegelungsfreigabebereiches ist.
• Entsprechend dem Lenksteuersystem gemäß Vorbeschreibung wird der Schwellwert des Ist-Lenkwinkelindexwertes als ein fixierter Wert oder variabler Wert durch die Einstelleinrichtung eingestellt, die die Form von beispielsweise einer beliebigen von zahlreichen Verarbeitungseinheiten annehmen kann, wie zum Beispiel eine ECU, zahlreiche Steuereinrichtungen und zahlreiche Computersysteme, wie zum Beispiel ein Mikrocomputer. Der Schwellwert ist ein Kriterienwert, auf der Grundlage von dem bestimmt wird, ob der Ist-Lenkwinkel im Verriegelungsfreigabebereich ist, in dem der verriegelte Zustand der Eingangs- und Ausgangswelle freigegeben werden kann, ohne dass praktische Probleme erzeugt werden (beispielsweise ohne dass eine Situation erzeugt wird, in der die Antriebs- und Abtriebswelle erneut verriegelt werden, unmittelbar nach der Freigabe). Wenn in Abhängigkeit von der Reihenfolge des Ist-Lenkindexwertes bestimmt wird, dass der Ist-Lenkindexwert gleich dem Schwellwert oder größer als dieser ist (beispielsweise, wenn der Ist-Lenkindexwert die umgekehrte Reihenfolge des Ist-Lenkwinkels annimmt) oder gleich dem Schwellwert oder kleiner als dieser ist, zeigt die Bestimmung an, dass sich der Ist-Lenkwinkel im Verriegelungsfreigabebereich befindet. Die vorstehend genannten Ausdrücke „gleich oder größer als” und „gleich oder kleiner als” können in einfacher Weise durch „größer als” und „kleiner als” jeweils in Abhängigkeit von der Art und Weise des Einstellens des Kriteriumwertes ersetzt werden. Zu welchem Bereich der Kriterienwert gehört, ist lediglich eine Frage des Designs und stellt kein wesentliches Element der Erfindung dar.
• In der Zwischenzeit vergleicht die Bestimmungseinrichtung, die beispielsweise die Form einer beliebigen von zahlreichen Verarbeitungseinheiten, wie zum Beispiel einer ECU, zahlreichen Steuereinrichtungen und zahlreichen Computersystemen, wie zum Beispiel ein Mikrocomputer, annehmen kann, den Schwellwert, der in der vorstehenden Weise eingestellt wurde, mit dem erlangten Ist-Lenkwinkelindexwert und nimmt eine Bestimmung vor, ob sich der Ist-Lenkwinkel im Verriegelungsfreigabebereich befindet. Wenn bestimmt wird, dass der Ist-Lenkwinkel im Verriegelungsfreigabebereich ist, wird der verriegelte Zustand durch die zweite Steuereinrichtung freigegeben. Wo der Ist-Lenkwinkelindexwert der Ist-Lenkwinkel selbst ist, ist der vorgenannte Schwellwert der Schwellwert des Ist-Lenkwinkels. In diesem Fall wird, wenn der Ist-Lenkwinkelindexwert gleich dem Schwellwert oder kleiner als dieser ist, bestimmt, dass der Ist-Lenkwinkel innerhalb des Verriegelungsfreigabebereiches ist und kann die Freigabe des verriegelten Zustandes im Hinblick auf eine allgemeine Tendenz, dass die Größe des Ist-Lenkwinkels der Größe der Axialkraft entspricht, gestattet werden.
• Entsprechend dem Lenksteuersystem gemäß Vorbeschreibung kann relativ einfach bestimmt werden, ob der verriegelte Zustand der Antriebs- und Abtriebswelle freigegeben werden sollte, und zwar auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem Schwellwert und dem Ist-Lenkwinkelindexwert.
• Die Einstelleinrichtung kann den Schwellwert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit einstellen.
• Entsprechend dem Lenksteuersystem gemäß Vorbeschreibung wird der Schwellwert des Ist-Lenkwinkelindexwertes entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Die Axialkraft, die auf die Abtriebswelle aufgebracht wird, ändert sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, selbst wenn der Ist-Lenkwinkel konstant ist. Dementsprechend kann mit dem vorstehenden Steuersystem der verriegelte Zustand der Antriebs- und Abtriebswelle in angemessener Weise freigegeben werden. Im Hinblick auf die Tatsache, dass sich die Axialkraft mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, wenn der Ist-Lenkwinkel konstant ist, kann der verriegelte Zustand entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit in zumindest einem praktischen Betriebsmodus freigegeben werden, der auf den Fall beschränkt ist, in dem der Ist-Lenkwinkel konstant oder im Wesentlichen konstant ist.
• Die Einstelleinrichtung kann den Schwellwert einstellen, sodass der Verriegelungsfreigabebereich kleiner wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem vorgegebenen Niedriggeschwindigkeitsbereich ist.
• In einem Niedriggeschwindigkeitsbereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich null (z. B. das Lenkrad manipuliert wird, während das Fahrzeug stillsteht) oder nahe null ist, erhöht sich beispielsweise die auf die Abtriebswelle aufgebrachte Axialkraft bei einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit, wo der Betrag des Drehens der gelenkten Räder (oder der Ist-Lenkwinkel) konstant ist. Dementsprechend wird unter der Annahme, dass die Axialkraft (die ein Wert ist, der einen Lastzustand der Antriebskraftvorseheinrichtung spezifizieren kann), die die Freigabe des verriegelten Zustandes der Antriebs- und Abtriebswelle gestatten kann, konstant ist (natürlich braucht die Axialkraft entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht konstant sein), der Lastfreigabebereich, der den Bereich des Ist-Lenkwinkels definiert, der die Freigabe des verriegelten Zustandes der Antriebs- und Abtriebswelle gestatten kann, eingeschränkt, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert.
• Entsprechend dem Lenksteuersystem gemäß Vorbeschreibung wird in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich, der zuvor empirisch, theoretisch oder auf der Grundlage einer Simulation oder Ähnlichem eingestellt wurde, als ein Bereich, in dem die Axialkraft offensichtlich sich mit einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, der Schwellwert des Ist-Lenkwinkelindexwertes eingestellt, sodass der Verriegelungsfreigabebereich kleiner wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, sodass der verriegelte Zustand der Antriebs- und Abtriebswelle in stärker geeigneter Weise freigegeben wird.
• Die Einstelleinrichtung kann den Schwellwert einstellen, sodass der Verriegelungsfreigabebereich größer wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem gegebenen Bereich mit hoher Geschwindigkeit ist.
• Im Unterschied zum Niedriggeschwindigkeitsbereich gemäß Vorbeschreibung wird in einem Hochgeschwindigkeitsbereich (entsprechend einem Hochgeschwindigkeits-Drehzustand als ein Fahrzeugverhaltensmuster), in dem die Seitenbeschleunigung oder die Seitenkraft, die auf die Reifen aufgebracht wird, mit hoher Wahrscheinlichkeit sich mit einer Erhöhung des Ist-Lenkwinkels deutlich erhöht, die Seitenbeschleunigung oder Seitenkraft, die auf die Reifen aufgebracht wird, verringert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, und daher wird die Axialkraft der Abtriebswelle verringert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Dementsprechend kann der Verriegelungsfreigabebereich ausgedehnt oder größer gestaltet werden, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert.
• Entsprechend dem Lenksteuersystem gemäß Vorbeschreibung ist in einem Hochgeschwindigkeitsbereich, der zuvor empirisch, theoretisch oder auf der Grundlage einer Simulation oder Ähnlichem eingestellt wurde, als ein Bereich, in dem die Axialkraft sich mit einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit deutlich verringert, der Schwellwert des Ist-Lenkwinkelindexwertes eingestellt, sodass der Verriegelungsfreigabebereich größer wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, sodass der verriegelte Zustand der Antriebs- und Abtriebswelle in stärker geeigneter Weise freigegeben werden kann. Auch kann, wenn die Steuerung für den Hochgeschwindigkeitsbereich mit der Steuerung für den Niedriggeschwindigkeitsbereich gemäß Vorbeschreibung kombiniert wird, der verriegelte Zustand der Antriebs- und Abtriebswelle in einer hoch entwickelten Weise entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit freigegeben werden, woraus sich ein großer praktischer Vorteil ergibt.
• Die Einstelleinrichtung kann den Schwellwert einstellen, sodass der Verriegelungsfreigabebereich konstant ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einer oberen Grenze eines gegebenen Niedriggeschwindigkeitsbereiches oder höher als diese ist und niedriger als eine untere Grenze eines gegebenen Hochgeschwindigkeitsbereiches ist.
• Bei dem Lenksteuersystem gemäß Vorbeschreibung kann das Fahrzeug ferner mit einer Unterstützungslenkkraftvorseheinrichtung versehen sein, die in der Lage ist, eine Unterstützungslenkkraft auf die Abtriebswelle aufzubringen.
• Entsprechend dem Lenksteuersystem gemäß Vorbeschreibung ist das Fahrzeug mit einer Lenkkraftunterstützungsvorrichtung, wie zum Beispiel einer EPS (elektronisch gesteuerte Lenkunterstützung) versehen und als zumindest ein Teil der Vorrichtung mit der Unterstützungslenkkraftvorseheinrichtung vorgesehen, die die Form von beispielsweise einem beliebigen Typ von zahlreichen Betätigungseinrichtungen einschließlich einem Motor oder einem ähnlichen Elektromotor annimmt. In diesem Fall wird die Lenkkraft aus der Abtriebswelle mit Unterstützung der Hilfslenkkraft erzeugt, sodass die gelenkten Räder gedreht werden; daher wird die Axialkraft der Abtriebswelle, die einen Einfluss auf einen Lastzustand der Antriebskraftvorseheinrichtung hat, verringert. Dementsprechend können die physikalischen, mechanischen oder elektrischen Spezifikationen oder Größen der Antriebskraftvorseheinrichtung dementsprechend verringert werden.
• In dem Fall, in dem der Betrieb der Unterstützungslenkkraftvorseheinrichtung von dem vorstehenden Typ aus gewissen Gründen eingeschränkt oder unterbunden wird, ist es wahrscheinlich, dass die Antriebskraftvorseheinrichtung, deren Spezifikationen ursprünglich im Hinblick auf das Vorsehen der Unterstützungslenkkraft verringert wurden, in einen Überlastungszustand gebracht wird, und dass natürlicherweise eine höhere Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Antriebs- und Abtriebswelle verriegelt werden. Dementsprechend wird in diesem Fall ein großer praktischer Vorteil oder Nutzen durch die Wirkung des vorstehend beschriebenen Lenksteuersystems vorgesehen, dass der verriegelte Zustand zu geeigneten Zeiten freigegeben wird.
• Die Unterstützungslenkkraftvorseheinrichtung kann einen Motor aufweisen, der in der Lage ist, die Unterstützungslenkkraft entsprechend dem Antriebsstrom vorzusehen, der innerhalb eines Bereiches eingestellt ist, dessen obere Grenze entsprechend einer thermischen Belastung eingestellt ist, und kann die Einstelleinrichtung den Schwellwert einstellen, sodass der Verriegelungsfreigabebereich kleiner wird, wenn sich die obere Grenze des Bereiches des Antriebsstromes verringert.
• In diesem Fall wird der Antriebsstrom des Motors durch die obere Grenze, die zum Zwecke des Schutzes des Motors gegen übermäßige Hitze eingestellt wurde, eingeschränkt und wird die Unterstützungslenkkraft dementsprechend eingeschränkt. Andererseits erhöht sich die Axialkraft, die auf die Abtriebswelle aufgebracht wird, um die gelenkten Räder zu drehen, wenn sich der Ist-Lenkwinkel erhöht, wie es bereits vorstehend beschrieben ist, und wird der Bereich des Lenkwinkels, in dem die Hilfskraft zur Lenkkraft addiert wird, natürlicherweise verengt bzw. eingeschränkt, wenn sich die obere Grenze des Antriebsstromes verringert, wenn die Antriebsbedingungen, mit der Ausnahme des Ist-Lenkwinkels, konstant bleiben. Anders ausgedrückt wird der Bereich des Ist-Lenkwinkels, in dem die Antriebskraftvorseheinrichtung in der Lage ist, in einen stark geladenen Zustand gebracht zu werden, verbreitert bzw. aufgeweitet (d. h. der Verriegelungsfreigabebereich ist eingeschränkt bzw. eingeengt). Somit wird der Schutz der Antriebskraftvorseheinrichtung günstig erreicht, indem der Schwellwert eingestellt wird, sodass der Verriegelungsfreigabebereich kleiner gestaltet ist (d. h. der verriegelte Zustand ist mit geringerer Wahrscheinlichkeit freigegeben), wenn sich die obere Grenze des Antriebsstromes verringert.
• Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Lenksteuerverfahren eines Fahrzeugs. Das Lenksteuerverfahren wird auf das Fahrzeug angewendet, dieses weist auf: einen Antriebskraftvorsehmechanismus, der in der Lage ist, zumindest bei einer der Wellen Antriebswelle und Abtriebswelle, die bei der Übertragung einer Lenkeingabe beteiligt sind, mit einer Antriebskraft zum Drehen der Antriebswelle und der Abtriebswelle in Bezug zueinander zu versorgen, und einen Verriegelungsmechanismus, der in der Lage ist, die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einen verriegelten Zustand zu bringen, in dem die Antriebswelle und die Abtriebswelle nicht in der Lage sind, sich zueinander zu drehen. Das Lenksteuerverfahren weist die Schritte auf: Steuern des Verriegelungsmechanismus, sodass die Antriebswelle und die Abtriebswelle in den verriegelten Zustand gebracht sind, wenn ein gegebener Verriegelungszustand auf der Grundlage eines Lastzustandes des Antriebskraftvorsehmechanismus erfüllt ist, Erlangen eines Ist-Lenkwinkelindexwertes entsprechend einem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs und Steuern des Verriegelungsmechanismus, um den verriegelten Zustand entsprechend dem erlangten Ist-Lenkwinkelindexwert freizugeben.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Die vorstehenden und weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich, wobei ähnliche Bezugszeichen für ähnlich Elemente verwendet werden und in denen:
• 1 eine Ansicht ist, die den Grundaufbau eines Fahrzeuges entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch darstellt,
• 2 ein Fließbild einer EPS-Steuerung ist, die durch die ECU im Fahrzeug von 1 ausgeführt wird,
• 3 ein Fließbild einer VGRS-Steuerung ist, die durch die ECU im Fahrzeug von 1 ausgeführt wird,
• 4 ein Fließbild eines Verriegelungsfreigabeprozesses ist, der nach Notwendigkeit während der VGRS-Steuerung von 3 ausgeführt wird,
• 5 eine schematische Ansicht ist, die ein Beispiel von Charakteristiken eines Verriegelungsfreigabeschwellwertes δrth, auf den sich im Verriegelungsfreigabeprozess von 4 bezogen wird, in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, und
• 5 eine Ansicht ist, die den Grundaufbau eines Fahrzeuges entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch darstellt.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
• Unter Bezugnahme auf 1 wird der Aufbau eines Fahrzeuges 10 entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 1 zeigt schematisch den Grundaufbau des Fahrzeugs 10.
• In 1 weist das Fahrzeug 10 ein Paar von linken und rechten Vorderrädern FL und FR als gelenkte Räder auf und ist dieses in der Lage, in eine gewünschte Richtung zu fahren, indem die Vorderräder gedreht werden. Das Fahrzeug 10 weist eine ECU 100, eine VGRS-Betätigungseinrichtung 200, eine VGRS-Antriebseinheit 300, einen EPS-Motor 400 und eine EPS-Antriebseinheit 500 auf.
• Die ECU 100 ist eine elektronische Steuereinheit mit einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einem ROM (einem Nur-Lesespeicher) und einem RAM (Direktzugriffsspeicher), die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind, und ist angeordnet, um den Gesamtbetrieb des Fahrzeuges zu steuern. Die ECU 100 ist ein Beispiel des „Fahrzeuglenksteuersystems” entsprechend der Erfindung. Die ECU 100 ist angeordnet, um die EPS-Steuerung und die VGRS-Steuerung, wie es später beschrieben wird, entsprechend dem in dem ROM gespeicherten Steuerprogrammen auszuführen.
• Die ECU 100 ist eine integrale elektrische Steuereinheit, die angeordnet ist, um als ein Beispiel der folgenden Einrichtungen: „erste Steuereinrichtung”, „Erlangungseinrichtung”, „zweite Steuereinrichtung”, „Einstelleinrichtung” und „Bestimmungseinrichtung” entsprechend der Erfindung zu dienen und der Betrieb aller dieser Einrichtungen wird durch die ECU 100 vorgenommen. Es ist jedoch festzuhalten, dass physikalische, mechanische und elektrische Anordnungen von jeder dieser Einrichtungen entsprechend der Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt sind, sondern dass jede dieser Einrichtungen beispielsweise aus einer Vielzahl von ECUs oder einer beliebigen oder einer Kombination von zahlreichen Verarbeitungseinheiten, zahlreichen Steuereinrichtungen und zahlreichen Computersystemen, wie zum Beispiel einem Mikrocomputer, bestehen kann.
• In dem Fahrzeug 10 wird die Lenkeingabe, die vom Fahrer über das Lenkrad 11 aufgebracht wird, zu einer oberen Lenkwelle 12 übertragen, die koaxial drehbar mit dem Lenkrad 11 gekoppelt ist und als ein Wellenkörper dient, der in der Lage ist, sich mit dem Lenkrad 11 in die gleiche Richtung zu drehen. Die obere Lenkwelle 12 ist ein Beispiel der „Antriebswelle” entsprechend der Erfindung. Die obere Lenkwelle 12 ist mit einem stromabwärts liegenden Endabschnitt der VGRS-Betätigungseinrichtung 200, die später beschrieben wird, gekoppelt.
• Die VGRS-Betätigungseinrichtung 200 weist ein Gehäuse 201, einen VGRS-Motor 202, einen Verriegelungsmechanismus 203 und einen Geschwindigkeitsverringerungs- bzw. Untersetzungsmechanismus 204 auf.
• Das Gehäuse 201 ist ein Fall der VGRS-Betätigungseinrichtung 200, in der der VGRS-Motor 202, der Verriegelungsmechanismus 203 und der Untersetzungsmechanismus 204 untergebracht sind. Der stromabwärtige Endabschnitt der vorstehend genannten oberen Lenkwelle 12 ist am Gehäuse 201 befestigt und das Gehäuse 201 ist in der Lage, sich als eine Einheit mit der oberen Lenkwelle 12 zu drehen.
• Der VGRS-Motor 202 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor als ein Beispiel der „Antriebskraftvorseheinrichtung” entsprechend der Erfindung, der einen Rotor 202a, einen Stator 202b und eine Rotationswelle 202c als eine Abtriebswelle der Antriebskraft hat. Der Stator 202b ist an der Innenwand des Gehäuses 201 befestigt und der Rotor 202a wird am Platz im Gehäuse 201 drehbar gehalten. Die Rotationswelle 202c ist am Rotor 202a befestigt, sodass die Rotationswelle 202c als eine Einheit mit dem Rotor 202a koaxial drehbar ist, und hat einen stromabwärtigen Endabschnitt, der mit dem Untersetzungsmechanismus 204 gekoppelt ist.
• Der Untersetzungsmechanismus 204 ist ein Planetengetriebe mit einer Vielzahl von Rotationselementen (d. h. einem Sonnenrad, einem Träger und einem Hohlrad), die in der Lage sind, sich in differentieller Art zu drehen. Von diesen Rotationselementen ist das Sonnenrad als ein erstes Rotationselement mit der Rotationswelle 202c des VGRS-Motors 202 gekoppelt und ist der Träger als ein zweites Rotationselement mit dem Gehäuse 201 gekoppelt. Das Hohlrad als ein drittes Rotationselement ist mit einer unteren Lenkwelle als ein Beispiel der „Abtriebswelle” entsprechend der Erfindung gekoppelt.
• Beim Untersetzungsmechanismus 204, der gemäß Vorbeschreibung aufgebaut ist, wird die Rotationsgeschwindigkeit der unteren Lenkwelle 15, die mit dem Hohlrad als drittes Rotationselement gekoppelt ist, einzig und allein auf der Grundlage der Rotationsgeschwindigkeit der oberen Lenkwelle (d. h. der Rotationsgeschwindigkeit des Gehäuses 201, das mit dem Träger gekoppelt ist), die sich mit einem Betrag ändert, um den das Lenkrad 11 betrieben oder manipuliert wird, und der Rotationsgeschwindigkeit des VGRS-Motors 202 (d. h. der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationswelle 202c, die mit dem Sonnenrad gekoppelt ist) bestimmt. Die Rotationsgeschwindigkeit der unteren Lenkwelle 15 kann gesteuert, d. h. erhöht oder verringert werden, indem die Rotationsgeschwindigkeit des VGRS-Motors 202 um die Differentialbetriebe zwischen den Rotationselementen gesteuert (erhöht oder verringert) wird. Genauer gesagt wirken der VGRS-Motor 202 und der Untersetzungsmechanismus 204 miteinander zusammen, um zu gestatten, dass sich die obere Lenkwelle 12 und die untere Lenkwelle 15 in Bezug zueinander drehen. Mit den jeweiligen Rotationselementen des Untersetzungsmechanismus 12, der gemäß Vorbeschreibung konstruiert ist, wird die Rotation des VGRS-Motors 202 zur unteren Lenkwelle 15 übertragen, während die Rotationsgeschwindigkeit des VGRS-Motors 12 entsprechend einem gegebenen Untersetzungsverhältnis verringert wird, das in Abhängigkeit von den Untersetzungsverhältnissen zwischen den Rotationselementen bestimmt wird.
• Somit wird im Fahrzeug 10, in dem die obere Lenkwelle 12 und die untere Lenkwelle 15 in Bezug zueinander drehbar sind, ein Lenkübersetzungsverhältnis Rvgrs, das ein Verhältnis zwischen einem Lenkwinkel δst als der Betrag der Drehung der oberen Lenkwelle 12 und einem Ist-Lenkwinkel δr, der einzig und allein entsprechend dem Betrag der Rotation der unteren Lenkwelle 15 bestimmt wird (und sich ebenfalls auf das Übersetzungsverhältnis eines Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus wie später beschrieben bezieht), gesteuert, um innerhalb eines vorbestimmten Bereiches kontinuierlich änderbar zu sein.
• Der Untersetzungsmechanismus 204 ist nicht auf das Planetengetriebe, das gemäß Vorbeschreibung eingestellt ist, beschränkt, sondern kann in anderen Formen aufgebaut sein. In einem Beispiel des Untersetzungsmechanismus 204 sind Zahnräder mit unterschiedlichen Zähnezahlen mit der oberen Lenkwelle 12 und der unteren Lenkwelle 15 gekoppelt und ist ein flexibles Zahnrad, das mit jedem der Zahnräder teilweise in Berührung steht, montiert. Im Betrieb wird das flexible Zahnrad mit dem Motordrehmoment, das über einen Wellengenerator überragen wird, gedreht, sodass die obere Lenkwelle 12 und die untere Lenkwelle 15 in Bezug zueinander rotieren. Der Untersetzungsmechanismus 204 kann ebenfalls ein Planetengetriebe mit einer physikalischen, mechanischen oder strukturellen Anordnung sein, die sich von der des Planetengetriebes, das vorstehend beschrieben wurde, unterscheidet.
• Obwohl es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist der VGRS-Motor 202 mit einem Rotationssensor, wie zum Beispiel einer Rotationscodiereinrichtung, ausgerüstet, der angeordnet ist, um eine Rotationsphasendifferenz Δδ zwischen der Rotationswelle 202c und dem Gehäuse 201 zu erfassen. Der Rotationssensor ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und die ECU 100 nimmt die erfasste Rotationsphasendifferenz Δδ mit regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitintervallen auf.
• Der Verriegelungsmechanismus 203, der ein Beispiel der „Verriegelungseinrichtung” entsprechend der Erfindung ist, weist eine Verriegelungshalteeinrichtung 203a, einen Verriegelungsstab 203b und eine Magnetspule 203c auf.
• Der Verriegelungshalter 203a ist ein scheibenartiges Element, das am Rotor 202a des VGRS-Motors 202 befestigt ist und mit dem Rotor 202a als eine Einheit drehbar ist. Eine Vielzahl von Aussparungen ist in einem Außenumfangsabschnitt des Verriegelungshalters 203a ausgebildet, um in seiner Umfangsrichtung angeordnet zu sein.
• Der Verriegelungsstab 203b ist ein hebelartiges Eingriffselement, das an einem Endabschnitt an einem befestigten Abschnitt befestigt ist, der am Gehäuse 201 der VGRS-Betätigungseinrichtung 200 vorgesehen ist, und das angeordnet ist, um den befestigten Abschnitt als einen Zapfen drehbar zu sein. Ein Vorsprung, der mit einem der Aussparungen in Eingriff stehen kann, die im Außenumfangsabschnitt des Verriegelungshalters 203a ausgebildet sind, ist am anderen Endabschnitt des Verriegelungsstabes 203b ausgebildet und der Verriegelungsstab 203b ist angeordnet, um über einen Bereich von einer Verriegelungsposition, in der der Vorsprung mit einer der Aussparungen in Eingriff steht, die im Außenumfangsabschnitt des Verriegelungshalters 203a ausgebildet sind, und einer Verriegelungsfreigabeposition, in der der Verriegelungsstab 203b und der Verriegelungshalter 203a voneinander beabstandet sind, drehbar oder schwenkbar zu sein.
• Die Magnetspule 203c ist eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung, die in der Lage ist, die Antriebskraft zum Rotieren des Verriegelungsstabes 203b vorzusehen. Durch das Aufbringen der Antriebskraft auf den Verriegelungsstab 203b ist die Magnetspule 203 in der Lage, den Verriegelungsstab 203b zwischen der vorstehend genannten Verriegelungsposition und der Verriegelungsfreigabeposition zu rotieren. Somit ist der Verriegelungsmechanismus 203 angeordnet, in einem ausgewählten von zwei Betriebszuständen platziert zu sein, und zwar einem verriegelten Zustand, in dem der Vorsprung des Verriegelungsstabes 203b mit einer der Aussparungen des Verriegelungshalters 203a in Eingriff steht, und einem entriegelten bzw. nicht verriegelten Zustand, in dem der entsprechende Vorsprung und die Aussparung voneinander beabstandet sind. Die Magnetspule 203c ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und der Antriebs- oder Betriebszustand der Magnetspule 203c wird durch die ECU 100 gesteuert.
• Wenn der Verriegelungsmechanismus 203 im verriegelten Zustand ist, sind das Gehäuse 201 und der Rotor 202a physikalisch aneinander befestigt, sodass die Rotationsgeschwindigkeiten der zwei Rotationselemente des Untersetzungsmechanismus 204, mit dem das Gehäuse 201 und der Rotor 202a gekoppelt sind, einander gleich werden. Daher wird die Rotationsgeschwindigkeit des verbleibenden Rotationselements, das mit der unteren Lenkwelle 15 gekoppelt ist, einmalig bestimmt. Als ein Ergebnis werden, wenn der Verriegelungsmechanismus 203 in dem verriegelten Zustand ist, die obere Lenkwelle 12 und die untere Lenkwelle 15 außerstande gesetzt, in Bezug zueinander zu rotieren, und wird das vorstehend genannte Lenk-Übersetzungsverhältnis Rvgrs auf einen Wert fixiert. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Verriegelungsmechanismus 203 im entriegelten Zustand ist, die Rotation des Rotors 202a durch das Gehäuse 201 nicht beschränkt; daher sind die obere Lenkwelle 12 und die untere Lenkwelle 15 in Bezug zueinander drehbar und kann das Lenkübersetzungsverhältnis Rvgrs geändert werden. Und zwar ist die Aussage, dass der Verriegelungsmechanismus 203 in einem verriegelten Zustand ist, zu der Aussage äquivalent, dass „die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einem verriegelten Zustand sind” entsprechend der Erfindung sind und ist die Aussage, dass der Verriegelungsmechanismus 203 in einem entriegelten Zustand ist, zu der Aussage äquivalent, dass „der verriegelte Zustand freigegeben ist” entsprechend der Erfindung.
• In der folgenden Beschreibung kann der Ausdruck wie zum Beispiel „der VGR-Motor 202 ist in einem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand” verwendet werden, wenn es angemessen ist, um anzuzeigen, dass der Verriegelungsmechanismus 203 in einem verriegelten Zustand bzw. einem entriegelten Zustand ist.
• Die VGRS-Antriebseinheit 300 ist eine elektrische Antriebsschaltung mit einer Pulsweiten-Modulationsschaltung bzw. einer PWM-Schaltung, einer Transistorschaltung, einem Inverter oder Ähnlichem, was angeordnet ist, damit gestattet wird, dass elektrischer Strom an den Stator 202b des VGRS-Motors 202 angelegt wird. Die VGRS-Antriebseinheit 300 ist mit einer Batterie (nicht gezeigt) elektrisch verbunden und ist angeordnet, eine Antriebsspannung dem VGRS-Motor 202 unter Verwendung von elektrischer Leistung, die von der Batterie zugeführt wird, anzulegen. Die VGRS-Antriebseinheit 300 ist ebenfalls mit der ECU 100 elektrisch verbunden und ihr Betrieb wird durch die ECU 100 gesteuert.
• Der EPS-Motor 400, der ein bürstenloser Gleichstrommotor als ein Beispiel der „Lenkunterstützungseinrichtung” entsprechend der Erfindung ist, weist auf: einen Rotor (nicht gezeigt), an dem Dauermagneten befestigt sind und der an der unteren Lenkwelle 15 an der Stromabwärtsseite des VGRS-Motors 202 befestigt ist, und einen Stator, der den Rotor umgibt. In Betrieb rotiert der Rotor unter dem Einfluss eines rotierenden Magnetfeldes, das im EPS-Motor 400 ausgebildet ist, wenn elektrischer Strom an den Stator über die EPS-Antriebseinheit 500 angelegt wird, sodass der EPS-Motor 400 ein Unterstützungsdrehmoment Tm (ein Beispiel der „Hilfslenkkraft” entsprechend der Erfindung) in der Richtung der Rotation des Rotors erzeugt.
• Die EPS-Antriebseinheit 500 ist eine elektrische Treiberschaltung, die angeordnet ist, um einen Zustand des rotierenden Magnetfeldes zu steuern, das im EPS-Motor 400 beim Aufbringen von elektrischem Strom auf den Stator des EPS-Motors 400 ausgebildet wird. Die EPS-Antriebseinheit 500 ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und ihr Betrieb wird durch die ECU 100 gesteuert. In der folgenden Beschreibung wird der Ausdruck „EPS” wo es angemessen ist verwendet, um ein Konzept einschließlich des EPS-Motors 400 und der EPS-Antriebseinheit 500 darzustellen.
• Die Rotation der unteren Lenkwelle 15, an der das Unterstützungsdrehmoment Tm nach Bedarf vom EPS-Motor 400 vorgesehen wird, wird zu einem Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus bzw. einem Zahnstangenmechanismus 16 übertragen. Der Zahnstangenmechanismus 16 ist ein Lenkmechanismus mit einem Ritzel 16b, das mit einem stromabwärtigen Endabschnitt der unteren Lenkwelle 15 verbunden ist, und einem Zahnstangenstab 16a, der mit Zahnradzähnen versehen ist, die mit den Zahnradzähnen des Ritzels 16b ein Eingriff stehen. In Betrieb wird die Rotation des Ritzels 16b in eine gradlinige Bewegung der Zahnstange 16a in Seitenrichtung in 1 umgewandelt, sodass die Lenkkraft zu jedem gelenkten Rad über eine Spurstange und einem Gelenk übertragen wird, die mit jedem stromabwärtigen Endabschnitt des Zahnstangenstabes 16a gekoppelt sind. Genauer gesagt ermöglicht der Zahnstangenmechanismus 16, dass das Fahrzeug 10 in dem sogenannten Zahnstangentyp-Lenkmodus betrieben wird.
• Das Fahrzeug kann in einem anderen der Lenkmodi betrieben werden, unter Verwendung eines Lenkmechanismus vom Kugelumlauftyp oder eines anderen Lenkmechanismus. Wenn der Zahnstangentyp-Lenkmechanismus verwendet wird, sind die Typen und Formen seiner Bestandteile, die räumlichen Anordnungen oder Positionsbeziehungen zwischen den Bestandteilen und so weiter in keinster Weise beschränkt, wobei vorausgesetzt wird, dass diese im Bereich der wesentlichen Beschränkungen (wenn überhaupt) im Hinblick auf beispielsweise zumindest den Installationsraum, die Kosten, die Lebensdauer oder Zuverlässigkeit sind.
• Die Art und Weise des Vorsehens der „Unterstützungslenkkraft” entsprechend der Erfindung ist nicht auf die vorstehend dargestellte beschränkt. Beispielsweise kann das Unterstützungsdrehmoment Tm, das vom EPS-Motor 400 erzeugt wird, zur unteren Lenkwelle 15 nach der Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit durch ein Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) übertragen werden oder das Unterstützungsdrehmoment Tm kann als eine Kraft vorgesehen werden, die bei der hin- und hergehenden Bewegung der Zahnstange 16a statt bei der Rotationsbewegung der unteren Lenkwelle 15 Unterstützung leistet, oder als eine Kraft, die die Rotation des Ritzels 16b unterstützt. Genauer gesagt ist die Art und Weise des Vorsehens der Unterstützungslenkkraft entsprechend der Erfindung in keinster Weise begrenzt, solange wie das Unterstützungsdrehmoment Tm, das vom EPS-Motor 400 erzeugt wird, anschließend als zumindest ein Teil der Lenkkraft zum Lenken oder Drehen von jedem gelenkten Rad vorgesehen wird.
• In der Zwischenzeit ist das Fahrzeug 10 mit verschiedenen Sensoren einschließlich eines Drehmomentsensors 13, eines Lenkwinkelsensors 14, eines Temperatursensors 17 und eines Rotationssensors 18 ausgestattet.
• Der Drehmomentsensor 13 ist angeordnet, um das Lenkdrehmoment MT, das durch den Fahrer aufgebracht wird, zu erfassen. Genauer gesagt ist die obere Lenkwelle 12 in einen Stromaufwärtsabschnitt und einen Stromabwärtsabschnitt unterteilt, die mit einem Torsionsstab (nicht gezeigt) miteinander gekoppelt sind. Ringe zum Erfassen der Rotationsphasendifferenz sind an entgegengesetzten (d. h. Stromaufwärts- und Stromabwärts-)Endabschnitten des Torsionsstabes befestigt. Der Torsionsstab ist angeordnet, um sich in Richtung der Rotation der oberen Lenkwelle 12 zu verdrehen, entsprechend dem Lenkdrehmoment, das über den Stromaufwärtsabschnitt der oberen Lenkwelle 12 übertragen wird, wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 11 manipuliert, und ist ebenfalls angeordnet, um das Lenkdrehmoment zum Stromabwärtsabschnitt zu übertragen, während Torsion ausgebildet wird. Dementsprechend tritt eine Rotationsphasendifferenz zwischen den vorstehend genannten Phasendifferenzerfassungsringen auf. Der Drehmomentsensor 13, der die Rotationsphasendifferenz erfasst, ist betriebsfähig, um die Rotationsphasendifferenz in das Lenkdrehmoment umzuwandeln, und erzeugt eine Ausgabe in Form eines elektrischen Signals entsprechend dem Lenkdrehmoment MT. Auch ist der Drehmomentsensor 13 mit der ECU 100 elektrisch verbunden und nimmt die ECU 100 das erfasste Lenkdrehmoment MT zu regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitintervallen auf.
• Der Lenkwinkelsensor 14 ist angeordnet, um einen Lenkwinkel δst, der den Betrag der Rotation der oberen Lenkwelle 12 darstellt, zu erfassen. Der Lenkwinkelsensor 14 ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und die ECU 100 nimmt den erfassten Lenkwinkel δst zu regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitintervallen auf.
• Der Temperatursensor 17 ist angeordnet, um eine Motortemperatur Teps als die Temperatur des EPS-Motors 400 zu erfassen. Der Temperatursensor 17 ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und die ECU 100 nimmt die erfasste Motortemperatur Teps zu regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitintervallen auf. Die Motortemperatur Teps ist ein Beispiel der „thermischen Last” entsprechend der Erfindung.
• Der Rotationssensor ist ein Typ für die Rotationscodiereinrichtung, der in der Lage ist, eine Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit ωeps als die Rotationsgeschwindigkeit des EPS-Motors 400 zu erfassen. Der Rotationssensor 18 ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und die ECU 100 nimmt die erfasste Motorgeschwindigkeit ωeps zu regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitintervallen auf. Es ist jedoch verständlich, dass die Einrichtung zum Erfassen der Rotationsgeschwindigkeit des EPS-Motors 400 nicht auf die Rotationscodiereinrichtung beschränkt ist, sondern beispielsweise ein Drehmelder sein kann.
• Im Folgenden wird der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nach Bedarf beschrieben.
• Zum Anfang werden Einzelheiten der EPS-Steuerung, die durch die ECU 100 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist ein Fließbild der EPS-Steuerung.
• In 2 erlangt die ECU 100 einen Erfassungswert von jedem Sensor (Schritt S101). In diesem Schritt erlangt die ECU 100 das Lenkdrehmoment MT, den Lenkwinkel δst, die Motortemperatur Teps und die Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit ωeps.
• Dann bestimmt die ECU 100, ob bestimmte Bedingungen zum Gestatten der EPS-Unterstützung erfüllt sind (Schritt S102). Hier beziehen sich die „EPS-Unterstützungsgestattungsbedingungen” auf Bedingungen, unter denen das Hilfsdrehmoment Tm zum Vorsehen über den EPS-Motor 400 gestattet ist.
• Beispielsweise wird das Antreiben des EPS-Motors 400 in den Fällen unterbunden, in denen eine ausreichende Antriebsspannung dem EPS-Motor 400 aus einem Grund nicht zugeführt werden kann, wie zum Beispiel, dass der SOC (Ladezustand) der Batterie als eine Leistungszuführung für die EPS-Antriebseinheit 500 deutlich verringert ist, bei dem der EPS-Motor 400 in einem überhitzten Zustand ist und das Antreiben des EPS-Motors 400 aus Gründen des Schutzes vor der thermischen Last unterbunden werden soll, und wo das gelenkte Rad einem Widerstand von einem Bordstein bzw. einer Bordeinfassung oder einem Hindernis ausgesetzt ist, wodurch die beim Lenken auf die untere Lenkwelle 15 aufgebrachte Axialkraft das maximale Drehmoment des EPS-Motors 400 überschreitet oder möglicherweise überschreiten kann. In diesen Fällen sind die EPS-Unterstützungsgestattungsbedingungen nicht erfüllt.
• In Schritt S102 wird bestimmt, ob der EPS-Motor 400 in einem der vorstehend genannten speziellen Bedingungen ist, beispielsweise auf der Grundlage der Batteriespannung, der Motortemperatur Teps oder des Lenkdrehmoments MT. Wenn die EPS-Unterstützungsgestattungsbedingungen nicht erfüllt sind (Schritt S102: NEIN), unterbindet die ECU 100 das Aufbringen des Unterstützungsdrehmoments Tm von dem EPS-Motor 400 (Schritt S104). Nachdem die Unterstützung des EPS zum Erhöhen der Lenkkraft unterbunden wurde, geht die Steuerung zu Schritt S101 zurück.
• Wenn jedoch andererseits die EPS-Unterstützungsgestattungsbedingungen erfüllt sind (Schritt S102: JA), berechnet die ECU 100 ein Soll-Unterstützungsdrehmoment Tmtg als einen Sollwert des Unterstützungsdrehmoments Tm, um vom EPS-Motor 400 erzeugt zu werden (Schritt S103). In diesem Schritt ist das Soll-Unterstützungsdrehmoment Tmtg als ein Wert eingestellt, der sich nicht linear mit der Erhöhung des Lenkdrehmoments MT entsprechend dem Lenkdrehmoment MT, das in Schritt S101 erlangt wurde, erhöht. Auch ist das Soll-Unterstützungsdrehmoment Tmtg in einem Bereich auf null eingestellt (der als „Totzone” bezeichnet wird), in dem das Lenkdrehmoment MT gleich einem Referenzwert oder kleiner als dieser ist. Die ECU 100 speichert ein Soll-Unterstützungsdrehmomentverzeichnis im ROM zuvor, wobei das Verzeichnis die Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment MT und dem Soll-Unterstützungsdrehmoment Tmtg definiert, und erlangt auswählend einen Wert entsprechend dem momentanen Lenkdrehmoment MT aus dem Soll-Unterstützungsdrehmomentverzeichnis, um somit das Soll-Unterstützungsdrehmoment Tmtg zu berechnen. Somit bezieht sich „Berechnung”, die in diesem Ausführungsbeispiel genannt ist, auf ein Konzept, das das auswählende Erlernen von einem Wert einschließt, auf der Grundlage der voreingestellten Beziehung.
• Nach der Berechnung des Soll-Unterstützungsdrehmoments Tmtg berechnet die ECU 100 einen Grundwert Iqtgbs des Soll-Unterstützungsstroms Iqtg als einen Sollwert des Unterstützungsstromes Iq (Schritt S105). Der Soll-Unterstützungsstromgrundwert Iqtgbs wird als ein Ergebnis eines numerischen oder arithmetischen Betriebes bzw. Vorganges berechnet, der ausgeführt wird, indem das Soll-Unterstützungsdrehmoment Tm durch die Motordrehmomentkonstante des EPS-Motors 400 dividiert wird.
• Nach der Berechnung des Soll-Unterstützungsstromgrundwertes Iqtgbs berechnet die ECU 100 den maximalen Antriebsstrom Iqmax (Schritt S106). Der maximale Antriebsstrom Iqmax ist der Maximalwert des Antriebsstromes Iq, der eingestellt ist, um den EPS-Motor 400 vor einer thermischen Last zu schützen. Der maximale Antriebsstrom Iqmax wird entsprechend der Motortemperatur Teps eingestellt, sodass sich der maximale Antriebsstrom Iqmax erhöht, wenn sich die Motortemperatur Teps verringert.
• Nach dem Berechnen des maximalen Antriebsstromes Iqmax bestimmt die ECU 100, ob der Soll-Unterstützungsstromgrundwert Iqtgbs, der in Schritt S105 berechnet wurde, kleiner als der vorstehend genannte maximale Antriebsstrom Iqmax ist (Schritt S107). Wenn der Soll-Unterstützungsstromgrundwert Iqtgbs kleiner als der maximale Antriebsstrom Iqmax ist (Schritt S107: JA), stellt die ECU 100 den Soll-Unterstützungsstromgrundwert Iqtgbs als einen Soll-Unterstützungsstrom Iqtg ein und berechnet diese eine Motorbefehlsspannung Vq auf der Grundlage des Soll-Unterstützungsstromes Iqtg (Schritt S108). Wenn andererseits der Soll-Unterstützungsstromgrundwert Iqtgbs gleich dem maximalen Antriebsstrom Iqmax oder größer als dieser ist (Schritt S107: NEIN), stellt die ECU 100 den maximalen Antriebsstrom Iqmax als einen Soll-Unterstützungsstrom Iqtg ein und berechnet diese eine Motorbefehlsspannung Vq auf der Grundlage des Soll-Unterstützungsstromes Iqtg (Schritt S109). In beiden Fällen wird die Motorbefehlsspannung Vq bestimmt, um einen Einfluss der elektromotorischen Gegenkraft auszulöschen oder zu beseitigen, die entsprechend der Motorgeschwindigkeit ωeps erzeugt wird.
• Nach dem Berechnen der Motorbefehlsspannung Vq treibt die ECU 100 den EPS-Motor 400 auf der Grundlage der Motorbefehlsspannung Vq (Schritt S110) an.
• Als zusätzliche Information steuert die ECU 100 die EPS-Antriebseinheit 500, um ein PWM- bzw. Impulsweitenmodulation-Steuerspannungssignal entsprechend der berechneten Motorbefehlsspannung Vq zu erzeugen (q-Achsenspannung des EPS-Motors 400) und das PWM-Steuerspannungssignal einer FET-Antriebsschaltung mit FETs entsprechend den drei Phasen zuzuführen. Die Motorbefehlsspannung Vq ist zur Erzeugung des PWM-Steuerspannungssignals vorgesehen, nachdem dieses in Drei-Phasen-Befehlsspannungen Vu, Vv und Vw entsprechend der u-Phase, v-Phase bzw. w-Phase durch Drei-Phasen-Umwandlung unterzogen wurde. In der FET-Treiberschaltung nimmt ein Tor- bzw. Gate-Anschluss von jedem FET das PWM-Steuerspannungssignal auf und wird ein Unterstützungsstrom Iq als Antriebsstrom dem Stator entsprechend dem PWM-Steuerspannungssignal, das dem Gate-Anschluss zugeführt wird, zugeführt. Beim EPS-Motor 400 wird eine rotierendes Magnetfeld durch den Antriebsstrom Iq ausgebildet und wird der Rotor unter dem magnetischen Feld rotiert, um das Unterstützungsdrehmoment Tm zu erzeugen. Nachdem der EPS-Motor 400 in Schritt S110 angetrieben wird, kehrt die Steuerung zu Schritt S101 zurück und wird die vorstehend genannte Reihe von Schritten wiederholt. Das Vorsehen der Unterstützungskraft bei der Lenkkraft im Fahrzeug 10 wird in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt.
• Unter Bezugnahme auf 3 wird eine Antriebssteuerung der VGRS-Betätigungseinrichtung 200 beschrieben. 3 ist ein Fließbild der VGRS-Steuerung, die durch die ECU 100 ausgeführt wird.
• In 3 bestimmt die ECU 100, ob der VGRS-Motor 202 verriegelt werden soll (Schritt S201). Die Aussage, dass der VGRS-Motor 202 verriegelt ist, bedeutet, dass der Verriegelungsmechanismus 203 in einen verriegelten Zustand gebracht ist, oder dass die Magnetspule 203c unter Steuerung angetrieben wird, um den Verriegelungsstab 203b in die vorstehend genannte Verriegelungsposition zu bringen. Wenn der VGRS-Motor 202 verriegelt ist, sind die obere Lenkwelle 12 und die untere Lenkwelle 15 miteinander direkt verbunden und werden diese außerstande gesetzt, sich in Bezug zueinander zu drehen, sodass verhindert wird, dass eine übermäßige Last auf den VGRS-Motor 202 aufgebracht wird.
• Ob der VGR-Motor 202 verriegelt werden sollte oder nicht, wird individuell und spezifisch für jeden Zyklus der Routine entsprechend dem momentanen oder dem vorhergesagten Lastzustand des VGRS-Motors 202 bestimmt. Wenn beispielsweise die Unterstützung des EPS zum Erhöhen der Lenkkraft in Schritt S104 von 2 unterbunden wird, ist es von hoher Wahrscheinlichkeit, dass die Axialkraft, die auf die untere Lenkwelle 15 während des Lenkens aufgebracht wird, das maximale Drehmoment des VGRS-Motors 202 überschreitet (die Spezifikationen des VGRS-Motors 202 werden ursprünglich unter der Annahme bestimmt, dass die auf den VGRS-Motor 202 aufgebrachte Last aufgrund des Vorsehens des Unterstützungsdrehmoments Tm durch den EPS-Motor 400 verringert ist); daher kann der VGRS-Motor 202 verriegelt sein. Auch kann bestimmt werden, ob der VGRS-Motor 202 verriegelt werden sollte, auf der Grundlage des Lenkdrehmoments MT, das durch den Drehmomentsensor 13 erfasst wurde, oder eines Antriebszustandes der VGRS-Antriebseinheit 300 (z. B. die Antriebsspannung oder den Antriebsstrom des VGRS-Motors 202). Beispielsweise wird bestimmt, dass der VGRS-Motor 202 verriegelt werden sollte, wenn Absolutwerte der Antriebsspannung und des Antriebsstromes beispielsweise groß sind.
• Wenn bestimmt wird, dass der VGRS-Motor 202 verriegelt werden sollte (Schritt S201: JA), führt die ECU 100 die Antriebssteuerung der Magnetspule 203c des Verriegelungsmechanismus 203 aus, um den Verriegelungsstab 203b in die vorstehend genannte Verriegelungsposition zu drehen und den Verriegelungsmechanismus 203 in einen verriegelten Zustand zu bringen, um dadurch den VGRS-Motor 202 in einen verriegelten Zustand zu bringen (Schritt S202). Nachdem der VGRS-Motor 202 unter der Steuerung der ECU 100 in den verriegelten Zustand gebracht wurde, wird ein Verriegelungsfreigabeprozess, wie dieser später beschrieben wird, ausgeführt (Schritt S300).
• Wenn andererseits der VGR-Motor 202 nicht verriegelt zu werden braucht (Schritt S201: NEIN), erlangt die ECU 100 die Fahrzeuggeschwindigkeit V (Schritt S203) und setzt diese ein Soll-Lenkübersetzungsverhältnis Rvgrstg als einen Sollwert des Lenkübersetzungsverhältnisses Rvgrs auf der Grundlage der erlangten Fahrzeuggeschwindigkeit V (Schritt S204). Das Soll-Lenkübersetzungsverhältnis Rvgrstg kann in einer beliebigen von zahlreichen bekannten Weisen eingestellt werden. Beispielsweise kann die Fahrzeuggeschwindigkeit V in drei Bereiche unterteilt werden, d. h. einen Niedriggeschwindigkeitsbereich, einen mittleren Geschwindigkeitsbereich und einen Hochgeschwindigkeitsbereich und kann das Lenkübersetzungsverhältnis Rvgrs auf einen relativ kleinen fixierten Wert in den Niedriggeschwindigkeitsbereich gesetzt werden, sodass ein großer tatsächlicher Lenkwinkel durch einen kleinen Lenkwinkel erreicht werden kann (es ist anzumerken, dass das Lenkübersetzungsverhältnis Rvgrs von diesem Typ eine Frage der Gestaltung ist und hier nur qualitativ ausgedrückt wird). Auch kann der Lenkübertragungsbereich Rvgrs auf einen variablen Wert eingestellt werden, der sich erhöht, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit im mittleren Geschwindigkeitsbereich erhöht, und dieser kann auf einen relativen großen festgelegten Wert im Hochgeschwindigkeitsbereich eingestellt werden, sodass die Verhalten oder Bewegungen der gelenkten Räder stabilisiert sind (genauer gesagt die Empfindlichkeit des Ist-Lenkwinkels auf den Lenkwinkel wird verringert). Natürlich ist die Art und Weise der Einstellung des Soll-Lenkübersetzungsverhältnisses nicht auf das gemäß Vorbeschreibung beschränkt.
• Nach dem Einstellen des Soll-Lenkübersetzungsverhältnisses Rvgrstg führt die ECU 100 die Antriebssteuerung des VGRS-Motors 202 über die VGRS-Antriebseinheit 300 aus, um das Soll-Lenkübersetzungsverhältnis Rvgrstg zu erreichen, das in Schritt S204 eingestellt wurde (Schritt S205). Als ein Beispiel der Art und Weise des Antriebs des VGRS-Motors 202 wird die PWM-Steuerung entsprechend drei Phasen beim VGRS-Motor 202 ähnlich dem EPS-Motor 400 ausgeführt.
• Nachdem der Verriegelungsfreigabeprozess abgeschlossen ist oder Schritt S205 ausgeführt wird, kehrt die Steuerung zu Schritt S201 zurück und die vorstehend genannte Reihe von Schritten wird wiederholt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die VGRS-Steuerung in der Art und Weise, wie es vorstehend beschrieben ist, ausgeführt.
• Sobald der VGRS-Motor 202 in den verriegelten Zustand geschaltet wird, wird es schwierig, einen Lastzustand des VGRS-Motors 202 in dem Fall mit hoher Genauigkeit abzuschätzen, in dem der verriegelte Zustand freigegeben ist. Wenn der verriegelte Zustand freigegeben wird, selbst wenn der VGRS-Motor 202 in einem Zustand mit hoher Last gehalten wird, schaltet der VGRS-Motor 202 wiederholt zwischen dem verriegelten Zustand und dem nicht verriegelten Zustand, woraus sich das Auftreten von Geräuschen und Vibrationen im Fahrzeug 10 und die Verringerung der Fahrbarkeit ergibt, was praktische Probleme darstellen kann. Wenn andererseits der verriegelte Zustand mit Sicherheit als Ziel nicht freigegeben wird, wird das Lenkübersetzungsverhältnis festgelegt gehalten und kann sich das Lenkverhalten verschlechtern. In diesem Ausführungsbeispiel wird daher der Verriegelungsfreigabeprozess ausgeführt, sodass der verriegelte Zustand des VGRS-Motors 202 in geeigneter Weise freigegeben werden kann.
• Unter Bezugnahme auf 4 wird der Verriegelungsfreigabeprozess detailliert beschrieben. 4 ist ein Fließbild des Verriegelungsfreigabeprozesses.
• In 4 berechnet die ECU 100 den Ist-Lenkwinkel δr (Schritt S301). Hier wird der Ist-Lenkwinkel δr, der ein Beispiel des „Ist-Lenkwinkelindexwertes” entsprechend der Erfindung ist, auf der Grundlage des Lenkwinkels δst, der durch den Lenkwinkelsensor 14 erfasst wird, der Rotationsphasendifferenz Δδ, die durch den im VGRS-Motor 202 montierten Rotationssensor erfasst wird, des Untersetzungsverhältnisses des Untersetzungsmechanismus 204, des Übersetzungsverhältnisses des Zahnstangenmechanismus 16 und so weiter berechnet. Es ist verständlich, dass der „Ist-Lenkindexwert” entsprechend der Erfindung ein Wert ist, der mit dem Ist-Lenkwinkel in Korelation steht und nicht notwendigerweise auf den Ist-Lenkwinkel δr begrenzt ist. Auch wenn das Fahrzeug 10, das mit einem Ist-Lenkwinkelsensor ausgerüstet ist, der in der Lage ist, den Ist-Lenkwinkel δr direkt zu erfassen, kann der Ist-Lenkwinkel δr vom Ist-Lenkwinkelsensor direkt erlangt werden.
• Nach dem Berechnen des Ist-Lenksensors δr berechnet die ECU 100 einen Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth als ein Beispiel des „Schwellwertes” entsprechend der Erfindung (Schritt S302).
• Hier wird der Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth zuvor empirisch oder theoretisch oder auf der Grundlage einer Simulation oder Ähnlichem eingestellt, sodass der verriegelte Zustand des VGRS-Motors 202 sobald wie möglich freigegeben wird und der VGRS-Motor 202 wird unmittelbar nach der Freigabe des verriegelten Zustandes nicht erneut in den verriegelten Zustand gebracht. Genauer gesagt werden ein Schwellwertverzeichnis, das die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem maximalen Antriebsstrom Iqmax definiert, und der Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth im ROM der ECU 100 gespeichert und erlangt die ECU 100 auswählend einen Wert (Schwellwert) entsprechend der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem maximalen Antriebsstrom Iqmax aus dem Schwellwertverzeichnis, um somit den Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth zu berechnen.
• Nach dem Berechnen des Verriegelungsfreigabeschwellwerts δrth bestimmt die ECU 100, ob der Ist-Lenkwinkel δr, der in Schritt S301 berechnet wurde, gleich dem Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth oder kleiner als dieser ist (Schritt S303). Wenn der Ist-Lenkwinkel δr gleich dem Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth oder kleiner als dieser ist (Schritt S303: JA), führt die ECU 100 die Antriebssteuerung der Magnetspule 204c des Verriegelungsmechanismus 204 aus, um den Verriegelungsstab 204b in die Verriegelungsfreigabeposition zu drehen, um dadurch den verriegelten Zustand des VGRS-Motors 202 freizugeben (Schritt S304). Nach der Freigabe des Verriegelungszustandes wird der Verriegelungsfreigabeprozess beendet. Wenn andererseits der Ist-Lenkwinkel δr größer als der Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth ist (Schritt S303: NEIN), kehrt die Steuerung zu Schritt S301 zurück und die vorstehend genannte Reihe von Schritten wird wiederholt, während der VGRS-Motor 202 im verriegelten Zustand gehalten wird.
• Unter Bezugnahme auf 5 werden Charakteristiken des Verriegelungsfreigabeschwellwertes δrth erläutert. 5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Charakteristiken des Verriegelungsfreigabeschwellwertes δrth darstellt.
• In 5 ändert sich der Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth, wie es durch PRG_δrth dargestellt ist (in 5 gezeigt) in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit V. Genauer gesagt wird in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich (d. h. ein Beispiel des „gegebenen Niedriggeschwindigkeitsbereiches” entsprechend der Erfindung), in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger als V0 ist, der Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth auf einen kleineren Wert (d. h. es ist weniger wahrscheinlich, dass der verriegelte Zustand freigegeben wird oder „der Verriegelungsfreigabebereich verringert wird” entsprechend der Erfindung) gesetzt, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert. Wenn sich das Fahrzeug 10 in Ruhe befindet, oder insbesondere gestoppt ist, wird der Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth auf δrth0 gesetzt. In einem Hochgeschwindigkeitsbereich (d. h. ein Beispiel des „gegebenen Hochgeschwindigkeitsbereiches” entsprechend der Erfindung), in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich V1 oder höher als V1 ist (V1 > V0), wird der Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth auf einen größeren Wert gesetzt (d. h. es ist wahrscheinlicher, dass der verriegelte Zustand freigegeben wird oder „der Verriegelungsfreigabebereich erhöht wird” entsprechend der Erfindung), wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert. Auch in einem mittleren Geschwindigkeitsbereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich V0 oder höher als V0 und niedriger als V1 ist, wird der Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth auf einen festgelegten Wert δrth1 gesetzt (δrth1 > δrth0). In diesem Ausführungsbeispiel nimmt der Referenzwert V0, der den Niedriggeschwindigkeitsbereich definiert, einen Wert um beispielsweise 15 km/h an und der Referenzwert V1, der den Hochgeschwindigkeitsbereich definiert, nimmt einen Wert um beispielsweise 100 km/h an.
• Hier werden die Charakteristiken des Verriegelungsfreigabeschwellwertes δrth weiter erläutert. Im Niedriggeschwindigkeitsbereich erhöht sich die Axialkraft, die auf die untere Lenkwelle 14 mit einem bestimmten Ist-Lenkwinkel δr aufgebracht wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Da die Last, der gestattet wird, auf den VGRS-Motor 202 aufgebracht zu werden, für die Fahrzeuggeschwindigkeit nahezu irrelevant ist, ist es wünschenswert den Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth im Niedriggeschwindigkeitsbereich relativ klein zu gestalten. Auch im Hochgeschwindigkeitsbereich erhöht sich die Axialkraft, die auf die untere Lenkwelle 15 mit einem bestimmten Ist-Lenkwinkel δr aufgebracht wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Der Grund dafür ist, dass, wenn sich die gelenkten Räder im Hochgeschwindigkeitsbereich drehen, das Fahrzeug 10 einer Seitenbeschleunigung ausgesetzt ist, die zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist. Somit ist es wünschenswert, den Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth auf einen kleineren Wert zu setzen, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit im Hochgeschwindigkeitsbereich erhöht, und zwar im Wesentlichen aus dem gleichen Grund wie im Fall des Niedriggeschwindigkeitsbereiches.
• Währenddessen stellt PRF_δth, wie es in 5 gezeigt ist, Charakteristiken des Verriegelungsfreigabeschwellwertes δrth für den Fall dar, in dem der maximale Antriebsstrom Iqmax des EPS-Motors 400 gemäß Vorbeschreibung einen gegebenen Wert annimmt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth in Bezug auf Änderungen des maximalen Antriebsstromes Iqmax eingestellt, sodass der Schwellwert δrth bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen kleineren Wert eingestellt ist, wenn sich Iqmax verringert, wie es durch die Pfeile in 5 gezeigt ist. Der maximale Antriebsstrom Iqmax ist in der Bedeutung äquivalent zum maximalen Unterstützungsdrehmoment des EPS-Motors 400 und die Erhöhung und Verringerung des Ist-Lenkwinkels δ entspricht im Wesentlichen der Erhöhung und Verringerung der Axialkraft. Dementsprechend wird, wenn sich das maximale Unterstützungsdrehmoment verringert, eine Grenze des Ist-Lenkwinkels δr, bei dem das Unterstützungsdrehmoment, das der Axialkraft widerstehen kann, erzeugt werden kann, verringert und wird ein gestatteter Unterstützungsbereich, in dem der EPS-Motor 400 Unterstützung vorsehen kann (oder das Unterstützungsdrehmoment erzeugen kann) schmaler gestaltet. Wenn der gestattete Unterstützungsbereich schmaler gestaltet wird, dehnt sich der Bereich des Ist-Lenkwinkels, in dem der VGRS-Motor 202 einer übermäßigen Last ausgesetzt wird, aus. Daher ist es wünschenswert, den Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth zu erhöhen und zu verringern, wenn sich der maximale Antriebsstrom Iqmax erhöht bzw. verringert.
• Somit wird beim Verriegelungsfreigabeprozess dieses Ausführungsbeispiels der Ist-Lenkwinkel δr als der „Ist-Lenkwinkelindexwert” entsprechend der Erfindung verwendet und es wird in geeigneter Weise bestimmt, ob der verriegelte Zustand des VGRS-Motors 202 freigegeben werden sollte, auf der Grundlage eines Vergleiches zwischen dem Ist-Lenkwinkel δr und dem Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth, der eingestellt ist, sodass der verriegelte Zustand des VGRS-Motors 202 im Hinblick auf die Axialkraft, die auf die untere Lenkwelle 15 während des Lenkens aufgebracht wird, freigegeben werden kann. Dementsprechend ist es möglich, den verriegelten Zustand des VGRS-Motors 202 sobald wie möglich freizugeben, während das Auftreten von Geräuschen und Vibrationen und die Verringerung der Fahrbarkeit verhindert wird, was andernfalls durch das häufige Schalten des VGRS-Motors 202 zwischen dem nicht verriegelten (freigegebenen) Zustand und dem verriegelten Zustand verursacht werden würde.
• Außerdem ist der Ist-Lenkwinkelindexwert entsprechend der Erfindung als alternativ die Axialkraft darstellend aufzufassen, die auf die Abtriebswelle (untere Lenkwelle 15 in diesem Ausführungsbeispiel) während des Lenkens aufgebracht wird. Somit ist die die vorstehend beschriebene Verriegelungsfreigabesteuerung, die ausgeführt wird, indem der Ist-Lenkwinkelindexwert mit dem Verriegelungsfreigabeschwellwert verglichen wird, wesentlich unterschiedlich von der Steuerung, bei der bestimmt wird, ob der verriegelte Zustand freigegeben werden sollte, in Abhängigkeit von der Größe des Ist-Lenkwinkels oder des Lenkwinkels bei der Betrachtung nur bezüglich des Winkels, beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob der Ist-Lenkwinkel oder der Lenkwinkel nahe dem Lenkende oder der Lenkgrenze ist.
• Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 6 stellt schematisch den Grundaufbau eines Fahrzeugs 20 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. In 6 werden die gleichen Bezugszeichen, wie diese in 1 verwendet werden, zum Identifizieren der gleichen oder entsprechenden Elemente oder Abschnitte verwendet, von denen die Erläuterung, wie es geeignet ist, unterlassen wird.
• In 6 unterscheidet sich das Fahrzeug 20 vom Fahrzeug 10 darin, dass das Fahrzeug 20 mit einem Seitenbeschleunigungssensor 19 ausgerüstet ist. Der Seitenbeschleunigungssensor 19 ist angeordnet, um eine Seitenbeschleunigung Gs zu erfassen, die auf das Fahrzeug 20 aufgebracht wird. Der Seitenbeschleunigungssensor 19 ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden und die ECU 100 nimmt die erfasste Seitenbeschleunigung Gs zu regelmäßigen oder unregelmäßigen Intervallen auf.
• Wenn ein Verriegelungsfreigabeprozess ähnlich dem des ersten Ausführungsbeispiels, wie es in 4 gezeigt ist, ausgeführt wird, kann die Seitenbeschleunigung Gs als ein Beispiel des „Ist-Lenkwinkelindexwertes” entsprechend der Erfindung verwendet werden, statt des Ist-Lenkwinkels δr oder zusätzlich zu diesem, im vorstehend beschriebenen Hochgeschwindigkeitsbereich oder in einem Teil des vorstehenden Hochgeschwindigkeitsbereiches oder in einem ausgedehnten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, der den vorstehenden Hochgeschwindigkeitsbereich aufweist.
• Im Allgemeinen hat die Seitenbeschleunigung Gs, die auf das Fahrzeug aufgebracht wird, eine Tendenz, eine höhere Empfindlichkeit für den Ist-Lenkwinkel δr zu haben (was der Lenkwinkel δst sein kann) (beispielsweise erhöht sich die Seitenbeschleunigung je Einheit des Ist-Lenk-Winkels), wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Hochgeschwindigkeitsbereich erhöht. Auch steht die Seitenbeschleunigung Gs mit der Axialkraft, die auf die untere Lenkwelle 15 während des Lenkens aufgebracht wird, in Korelation und die Axialkraft erhöht sich (genauer gesagt wird es schwieriger, das Fahrzeug zu steuern), wenn sich die Seitenbeschleunigung Gs erhöht. Selbst in dem Fall, in dem der Ist-Lenkwinkel δr gleich dem Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth oder kleiner als dieser wird, und es bestimmt werden kann, dass der Ist-Lenkwinkel δr innerhalb des Verriegelungsfreigabebereiches ist, kann die Seitenbeschleunigung Gs groß genug sein, um die Axialkraft zu erzeugen, die den VGRS-Motor 202 in einen Überlastzustand bringen kann. In diesem Fall wird, wenn der verriegelte Zustand freigegeben wird, der VGRS-Motor 202 anschließend zurück in den verriegelten Zustand unter der VGRS-Steuerung, wie es in 3 gezeigt ist, nach der Freigabe des verriegelten Zustands gesteuert und kann der VGRS-Motor 202 häufig zwischen dem verriegelten Zustand und dem nicht verriegelten oder freigegebenen Zustand geschaltet werden.
• Im Hinblick auf die vorstehende Situation wird ein Schwellwert für die Seitenbeschleunigung Gs zuvor empirisch oder theoretisch oder auf der Grundlage einer Simulation oder Ähnliches eingestellt (oder kann bei jedem Anlass aus einem geeigneten Algorithmus oder arithmetischem Ausdruck abgeleitet werden), sodass die Axialkraft in einem Bereich gehalten wird, in dem der verriegelte Zustand des VGRS-Motors 202 freigegeben werden kann. Auf diese Weise wird eine Bestimmung, ob der verriegelte Zustand freigegeben werden kann, in Bezug auf den Hochgeschwindigkeitsbereich vorgenommen, wie es geeignet wie oder geeigneter als im ersten Ausführungsbeispiel ist. Der Hochgeschwindigkeitsbereich wie vorstehend genannt kann ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich sein, in dem die Empfindlichkeit der Seitenbeschleunigung Gs auf den Ist-Lenkwinkel δr zumindest in der Praxis ausreichend hoch ist.
• Während die Erfindung in Bezug auf ihre Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele oder Konstruktionen begrenzt ist. Im Gegenteil wird mit der Erfindung beabsichtigt, zahlreiche Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Außerdem sind, während zahlreiche Elemente der offenbarten Erfindung in zahlreichen beispielhaften Kombinationen und Konfigurationen offenbart sind, andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr, weniger oder nur einem einzigen Element ebenfalls im Schutzbereich der beiliegenden Ansprüche.
• ZUSAMMENFASSUNG
• In einem Fahrzeug, das eine VGRS-Betätigungseinrichtung (200), die zum Ändern des Lenkübersetzungsverhältnisses durch Drehen einer oberen Lenkwelle (12) und einer unteren Lenkwelle (15) in Bezug zueinander in der Lage ist, führt eine ECU (100) einen Verriegelungsfreigabeprozess aus, wenn der VGRS-Motor (202) verriegelt ist. Im Prozess wird ein Ist-Lenkwinkel δr berechnet und mit einem Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth verglichen, der zuvor im Hinblick auf die Axialkraft, die auf die untere Lenkwelle (15) während des Lenkens aufgebracht wird, eingestellt wurde. Wenn der Ist-Lenkwinkel δr gleich dem Verriegelungsfreigabeschwellwert δrth oder kleiner als dieser ist, führt die ECU (100) die Antriebssteuerung eines Verriegelungsmechanismus (203) aus, um den verriegelten Zustand des VGRS-Motors (202) freizugeben.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2007-98968 A [0002, 0004]
• JP 2004-58787 A [0003]

Claims (13)

1. Ein Lenksteuersystem eines Fahrzeuges, das eine Antriebskraftvorseheinrichtung, die in der Lage ist, zumindest eine der Wellen Antriebswelle und Abtriebswelle, die bei der Übertragung einer Lenkeingabe beteiligt sind, mit einer Antriebskraft für das Rotieren der Antriebswelle und der Abtriebswelle in Bezug zueinander zu versorgen, und eine Verriegelungseinrichtung aufweist, die in der Lage ist, die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einen verriegelten Zustand zu bringen, in dem die Antriebswelle und die Abtriebswelle nicht in der Lage sind, sich in Bezug zueinander zu drehen, das aufweist: eine erste Steuereinrichtung zum Steuern der Verriegelungseinrichtung, sodass die Antriebswelle und die Abtriebswelle in den verriegelten Zustand gebracht sind, wenn eine gegebene Verriegelungsbedingung auf der Grundlage eines Lastzustandes der Antriebskraftvorseheinrichtung erfüllt ist, eine Erlangungseinrichtung zum Erlangen eines Ist-Lenkwinkelindexwertes entsprechend einem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs und eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern der Verriegelungseinrichtung, um den verriegelten Zustand entsprechend dem erlangten Ist-Lenkwinkelindexwert freizugeben.
2. Das Lenksteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Erlangungseinrichtung den Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs als den Ist-Lenkwinkelindexwert erlangt.
3. Das Lenksteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Erlangungseinrichtung eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs als den Ist-Lenkwinkelindexwert erlangt.
4. Das Lenksteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Erlangungseinrichtung den Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs und eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs als den Ist-Lenkwinkelindexwert erlangt.
5. Das Lenksteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner aufweist: eine Einstelleinrichtung zum Einstellen eines Schwellwertes des Ist-Lenkwinkelindexwertes, auf der Grundlage von dem bestimmt wird, ob der Ist-Lenkwinkel innerhalb eines gegebenen Verriegelungsfreigabebereiches ist, und eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob der Ist-Lenkwinkel innerhalb des Verriegelungsfreigabebereiches ist, auf der Grundlage des erlangten Ist-Lenkwinkelindexwertes und des eingestellten Schwellwertes, wobei die zweite Steuereinrichtung den verriegelten Zustand freigibt, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass der Ist-Lenkwinkel innerhalb des Verriegelungsfreigabebereiches ist.
6. Das Lenksteuersystem nach Anspruch 5, wobei die Einstelleinrichtung den Schwellwert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt.
7. Das Lenksteuersystem nach Anspruch 6, wobei die Einstelleinrichtung den Schwellwert einstellt, sodass der Verriegelungsfreigabebereich kleiner wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem gegebenen Niedriggeschwindigkeitsbereich ist.
8. Das Lenksteuersystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Einstelleinrichtung den Schwellwert einstellt, sodass der Verriegelungsfreigabebereich größer wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem gegebenen Hochgeschwindigkeitsbereich ist.
9. Das Lenksteuersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Einstelleinrichtung den Schwellwert einstellt, sodass der Verriegelungsfreigabebereich konstant ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einer oberen Grenze eines gegebenen Niedriggeschwindigkeitsbereiches oder größer als diese ist, und niedriger als eine untere Grenze eines gegebenen Hochgeschwindigkeitsbereiches ist.
10. Das Lenksteuersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Fahrzeug ferner mit einer Unterstützungslenkkraftvorseheinrichtung versehen ist, die in der Lage ist, bei der Abtriebswelle eine Unterstützungslenkkraft vorzusehen.
11. Das Lenksteuersystem nach Anspruch 10, wobei: die Unterstützungslenkkraftvorseheinrichtung einen Motor aufweist, der in der Lage ist, die Unterstützungslenkkraft entsprechend einem Antriebsstrom vorzusehen, der innerhalb eines Bereiches eingestellt ist, dessen obere Grenze entsprechend einer thermischen Last eingestellt ist, und die Einstelleinrichtung den Schwellwert einstellt, sodass der Verriegelungsfreigabebereich kleiner wird, wenn sich die obere Grenze des Bereiches des Antriebsstromes verringert.
12. Das Lenksteuersystem eines Fahrzeuges, das einen Antriebskraftvorsehmechanismus, der in der Lage ist, zumindest eine der Wellen Antriebswelle und Abtriebswelle, die bei der Übertragung einer Lenkeingabe beteiligt sind, mit einer Antriebskraft zum Rotieren der Antriebswelle und der Abtriebswelle in Bezug zueinander zu versehen, und einen Verriegelungsmechanismus aufweist, der in der Lage ist, die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einen verriegelten Zustand zu bringen, in dem die Antriebswelle und die Abtriebswelle nicht in der Lage sind, sich in Bezug zueinander zu drehen, das aufweist: eine erste Steuereinrichtung, die den Verriegelungsmechanismus steuert, sodass die Antriebswelle und die Abtriebswelle in den verriegelten Zustand gebracht sind, wenn eine gegebene Verriegelungsbedingung auf der Grundlage eines Lastzustandes der Antriebskraftvorsehmechanismus erfüllt ist, eine Erlangungseinheit, die einen Ist-Lenkwinkelindexwert entsprechend einem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs erlangt, und eine zweite Steuereinrichtung, die den Verriegelungsmechanismus steuert, um den verriegelten Zustand entsprechend dem erlangten Ist-Lenkwinkelindexwert freizugeben.
13. Ein Lenksteuerverfahren eines Fahrzeuges mit einem Antriebskraftvorsehmechanismus, der in der Lage ist, zumindest eine der Wellen Antriebswelle und Abtriebswelle, die bei der Übertragung einer Lenkeingabe beteiligt sind, mit einer Antriebskraft zum Rotieren der Antriebswelle und der Abtriebswelle in Bezug zueinander zu versorgen, und einem Verriegelungsmechanismus, der in der Lage ist, die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einen verriegelten Zustand zu bringen, in dem die Antriebswelle und die Abtriebswelle nicht in der Lage sind, sich in Bezug zueinander zu drehen, das aufweist: Steuern des Verriegelungsmechanismus, sodass die Antriebswelle und die Abtriebswelle in den verriegelten Zustand gebracht sind, wenn eine gegebene Verriegelungsbedingung auf der Grundlage eines Lastzustandes des Antriebskraftvorsehmechanismus erfüllt ist, Erlangen eines Ist-Lenkwinkelindexwertes entsprechend einem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs und Steuern des Verriegelungsmechanismus, um den verriegelten Zustand entsprechend dem erlangten Ist-Lenkwinkelindexwert freizugeben.

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