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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkungsvorrichtung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Als eine Servolenkungsvorrichtung ist beispielsweise eine in dem nachfolgenden Patentdokument 1 beschriebene Servolenkungsvorrichtung bekannt.
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In der in Patentdokument 1 beschriebenen Servolenkungsvorrichtung wird durch Berechnen eines Lenkwinkelrückstellmomentsteuerungsbetrags von einem Lenkwinkelverstärkungsdiagramm zur Bestimmung eines Rückstellmoments eines Lenkwinkels und eines Fahrzeuggeschwindigkeitsdiagramm zum Erhöhen und Verringern des Rückstellmoments gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine Lenkradrückstellsteuerung durchgeführt.
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STAND DER TECHNIK-DOKUMENT
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PATENTDOKUMENT
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Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichungs-Nr. 2007-99053
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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DAS DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEM
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Im Allgemeinen wird in der Nähe eines Zahnstangenendes in einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich zur Kompensierung einer Beschränkung eines Selbstausrichtungsdrehmoments ein Lenkwinkelrückstellmomentsteuerungsbetrag auf einen großen Wert eingestellt. Andererseits wird zum Zeitpunkt des Anhaltens eines Fahrzeugs der Lenkwinkelrückstellmoment-Steuerungsbetrag für gewöhnlich auf null gesetzt. In diesem Fall ändert sich der Lenkwinkelrückstellmoment-Steuerungsbetrag sehr schnell, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich auf den Fahrzeugstopp geändert wird, und somit besteht die Gefahr, dass ein seltsames Lenkgefühl entsteht.
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Jedoch wird in der Servolenkungsvorrichtung des Patentdokuments 1 eine schnelle Änderung des Lenkwinkelrückstellmoment-Steuerungsbetrags nicht behandelt, und es besteht die Gefahr, dass ein seltsames Gefühl auftritt.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung einer solchen vorliegenden Situation konzipiert, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, ein seltsames Lenkgefühl in einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich zu unterdrücken.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
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Die Lösung vorstehend genannter Aufgabe erfolgt durch eine Servolenkungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In der vorliegenden Erfindung ist eine Änderungsrate eines Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignals zum Zeitpunkt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 km/h auf eine erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, kleiner als die Änderungsrate des Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignals zu dem Zeitpunkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit von der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden wird ein seltsames Lenkgefühl im niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich unterdrückt.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Servolenkungsvorrichtung von der Vorderseite eines Fahrzeugs aus gesehen.
- 2 zeigt ein Steuerblockdiagramm einer Steuervorrichtung der 1.
- 3 zeigt ein Diagramm, das die Korrelation eines Drehwinkels, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Rückstellsteuerverstärkung darstellt.
- 4 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Übergangsbestimmung für einen Änderungsratenbegrenzer in einer Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignals-Berechnungseinheit darstellt.
- 5 zeigt ein Flussdiagramm, das einen schrittweisen Anstieg durch einen Änderungsratenbegrenzer darstellt.
- 6 (A) zeigt ein Diagramm, das die Korrelation einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Gewichtungsfaktors darstellt. 6 (B) zeigt ein Diagramm, das die Korrelation einer Fahrzeugbeschleunigung und eines Gewichtungsfaktors darstellt. 6 (C) zeigt ein Diagramm, das die Korrelation eines Lenkwinkels und eines Gewichtungsfaktors darstellt. 6 (D) zeigt ein Diagramm, das die Korrelation einer Lenkwinkelgeschwindigkeit und eines Gewichtungsfaktors darstellt.
- 7 zeigt eine beispielhafte Ansicht eines Verfahrens zur Berechnung einer schrittweisen Anstiegsrate.
- 8 zeigt ein Flussdiagramm einer schrittweisen Abnahme durch den Änderungsratenbegrenzer.
- 9 zeigt eine beispielhafte Ansicht eines Verfahrens zur Berechnung einer schrittweisen Abnahmerate.
- 10 zeigt ein Diagramm, das die Änderungen in einem Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert und einem Rückstellsteuerungswert zum Zeitpunkt des Startens und Anhaltens eines Fahrzeugs darstellt.
- 11 zeigt ein Diagramm, das eine Änderung eines Lenkmoments zum Zeitpunkt des Startens und Anhaltens des Fahrzeugs in einem Fall darstellt, indem eine Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer nicht am Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert durchgeführt wird.
- 12 zeigt ein Diagramm, das eine Änderung eines Lenkmoments zum Zeitpunkt des Startens und Anhaltens des Fahrzeugs in einem Fall darstellt, in dem die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer am Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert durchgeführt wird.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Im Nachfolgenden wird eine Ausführungsform einer Servolenkungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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(Konfiguration der Servolenkungsvorrichtung)
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1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Servolenkungsvorrichtung 1 von der Vorderseite eines Fahrzeugs aus gesehen.
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Wie in 1 gezeigt, ist die Servolenkungsvorrichtung 1 mit einem Lenkmechanismus 2 zum Übertragen einer Lenkkraft von einem Fahrer und einem Lenkhilfsmechanismus 3 zur Unterstützung des Lenkvorgangs des Fahrers ausgestattet.
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Der Lenkmechanismus 2 verbindet ein Lenkrad 4, das in einem Fahrerraum eines Fahrzeugs angeordnet ist, mit zwei sich drehenden Rädern 5, 5, die Vorderräder des Fahrzeugs sind, mechanisch. Der Lenkmechanismus 2 ist mit einer Lenkwelle 8, deren Eingabewelle 6, auf die eine Rotationskraft von dem Lenkrad 4 übertragen wird, und eine Ausgangswelle 7, die mit der Eingangswelle 6 über einen Torsionsstab, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, verbunden ist, umfasst, und mit einem Getriebemechanismus 9 zum Übertragen der Drehung der Lenkwelle 8 auf die sich drehenden Räder 5, 5 ausgestattet. Der Getriebemechanismus 9 ist als ein Zahnstangenmechanismus (Zahnstangengetriebe) ausgebildet, der aus einem am Außenumfang der Ausgangswelle 7 vorgesehenen Ritzel und einer am Außenumfang der Zahnstange 11 vorgesehenen Zahnstange 12 gebildet ist. Beide Enden der Zahnstange 11 sind mit den jeeiligen sich drehenden Rädern 5, 5 über Spurstangen 13 und 13 sowie zwei Spurhebel, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, verbunden.
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Der Lenkunterstützungsmechanismus 3 ist mit einem Motor 14, der ein Elektromotor ist, zum Aufbringen einer Lenkhilfskraft auf den Lenkmechanismus 2, einer Steuervorrichtung 15 zum Antreiben und Steuern des Motors 14 und mit einem Schneckengetriebe 16, das ein Verzögerungsmechanismus (Getriebemechanismus) zur Verlangsamung der Drehung des Motors 12 ist, ausgestattet.
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Der Motor 14 ist ein bürstenloser Drehstrommotor, der durch Dreiphasenwechselstrom angetrieben wird.
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Die Steuervorrichtung 15 ist mit elektronischen Teilen, wie beispielsweise einem Mikrocomputer, ausgestattet und konfiguriert, um den Motor 14 mit einem Steuerstrom Io anzutreiben und zu steuern, der auf der Grundlage eines Lenkmoments (Lenkmomentsignal) Tr von einem Drehmomentsensor 17 und eines Motorrotationswinkels (Motorrotationswinkelsignal) θm von einem Motorrotationswinkelsensor 18 berechnet wird (siehe 2). Darüber hinaus werden eine Fahrzeuggeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeitssignal) Vs von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 und ein Lenkwinkel (Lenkwinkelsignal) θa von einem Lenkwinkelsensor 20 in die Steuervorrichtung 15 eingegeben.
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Darüber hinaus wird der Lenkwinkel θa nicht von dem Lenkwinkelsensor 20 erfasst, sondern kann durch andere Berechnungsmittel berechnet werden.
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Das Schneckengetriebe 16 überträgt die Lenkhilfskraft (Rotationskraft), die von dem Motor 14 ausgegeben wird, auf die Ausgangswelle 7 und verzögert gleichzeitig die Lenkhilfskraft. Das Schneckengetriebe 16 ist aus einer Schneckenwelle 21, die einen Zahnabschnitt 21a am Außenumfang davon aufweist und an der Antriebswelle des Motors 14 befestigt ist, und einem Schneckenrad 22, das einen Zahnabschnitt 22a am Außenumfang davon aufweist, der mit dem Zahnabschnitt 21a in Eingriff steht, und das sich zusammen mit der Ausgangswelle 7 dreht, ausgebildet.
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Gemäß der Konfiguration der Servolenkungsvorrichtung 1 wird der Torsionsstab, wenn der Fahrer das Lenkrad 4 dreht, durch die Rotation der Eingangswelle 6 verdreht, und durch die elastische Kraft des Torsionsstabs, die durch die Verdrehung erzeugt wird, dreht sich die Ausgangswelle 7. Anschließend wird die Drehbewegung der Ausgangswelle 7 in eine lineare Bewegung entlang der axialen Richtung der Zahnstange 11 durch den Zahnstangenmechanismus umgewandelt, und die Spurhebel, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, werden in die Breitenrichtung des Fahrzeugs durch die Spurstangen 13, 13 geschoben und gezogen, wodurch die Richtungen der entsprechenden drehenden Räder 5, 5 geändert werden.
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(Steuerblockdiagramm der Steuervorrichtung)
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2 zeigt ein Steuerblockdiagramm, das die Einzelheiten der Steuerkonfiguration der Steuervorrichtung 15 darstellt.
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Die Steuervorrichtung 15 ist mit einer Basishilfsbefehlssignal-Berechnungseinheit 23, einer Hubendsteuereinheit 24, einem Addierer 25, einer Motorsignalantriebs-Berechnungseinheit 26 und einer Lenkwinkelrückstell-Steuereinheit 27 ausgestattet.
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Die Basishilfsbefehlssignal-Berechnungseinheit 23 berechnet einen Basishilfsstrom (Basishilfsbefehlssignal) TRr zum Antreiben des Motors 14 auf der Grundlage des Lenkmoments Tr, das durch den Drehmomentsensor 17 erfasst wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit (Autogeschwindigkeit) Vs, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 erfasst wird. gen des Lenkmoments Tr von dem Drehmomentsensor 17 elektrisch verbunden, wobei die Lenkmomentsignal-Empfangseinheit mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 ist mit einer Fahrzeuggeschwindigkeitssignalempfangseinheit 29 zum Empfangen einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 elektrisch verbunden, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Empfangseinheit mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist. Der Basishilfsstrom TRr ist ein Befehlssignal zum Zuführen einer Lenkkraft in den Lenkmechanismus 2 in einer Richtung, die der Drehrichtung des Lenkrads 4 entspricht.
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Die Hubendsteuereinheit 24 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite der Basishilfsbefehlssignal-Berechnungseinheit 23 vorgesehen. Die Hubendsteuereinheit 24 ist konfiguriert, um Stöße und die Erzeugung von anormalen Geräuschen zum Zeitpunkt des Anschlagens der Zahnstange zu unterdrücken, indem eine Komponente verringert wird, die ein Drehmoment in der Hubendrichtung in einem Motorbefehlsstrom (Motorbefehlssignal) Io in einem Zustand erzeugt, in dem der nachstehend genannte Drehwinkel (Drehwinkelsignal) θb in einem vorbestimmten Bereich liegt. Beispielsweise wendet die Hubendsteuereinheit 24 eine Komponente an, die ein Drehmoment in einer entgegengesetzten Richtung zur Hubendrichtung erzeugt, um die Komponente, die das Drehmoment in der Hubendrichtung in dem Motorbefehlsstrom Io erzeugt, zu verringern.
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Der Addierer 25 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite der Hubendsteuereinheit 24 vorgesehen und fügt den Basishilfsstrom TRr von der Basishilfsbefehlssignal-Berechnungseinheit 23 und den im Nachfolgenden erwähnten Rückstellsteuerungsbetrag (Lenkwinkelrückstellmomentbefehlssignal) RetOut hinzu und gibt den Wert dann an die Motorantriebssignal-Berechnungseinheit 26 aus.
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Die Motorantriebssignal-Berechnungseinheit 26 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite des Addierers 25 vorgesehen und berechnet den Motorbefehlsstrom Io auf der Grundlage des Basishilfsstroms TRr und des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut. Darüber hinaus wird ein Motordrehwinkel (Motordrehwinkelsignal) θm, der von dem Motordrehwinkelsensor 18 erfasst wird, der zwischen dem Motor 14 und der Motorantriebssignal-Berechnungseinheit 26 vorgesehen ist, zur Motorantriebssignal-Berechnungseinheit 26 zurückgeführt und auf der Grundlage dieses Motordrehwinkels θm wird der Motorbefehlsstrom Io eingestellt.
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Die Lenkwinkelrückstell-Steuereinheit 27 ist mit einer Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30 und einer Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 ausgestattet.
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Die Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30 stellt einen Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert (Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert) MapOut des Lenkrads 4 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und des Drehwinkels θb, der von dem Drehwinkelsensor 32 erfasst wird, ein. Beispielsweise berechnet die Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30 den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut durch Multiplizieren eines vorbestimmten Rückstellsteuerungsbetrag-Bezugswerts mit einer Rückstellsteuerverstärkung K, die durch das zuvor erwähnte Diagramm (siehe 3) erhalten wird. Der Drehwinkelsensor 32 verbindet eine Drehwinkelempfangseinheit 33 zum Empfangen eines Drehwinkels θb, der von dem Drehwinkelsensor 32 erfasst wird, wobei die Drehwinkelsignal-Empfangseinheit mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist. Der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut ist ein Sollwert zum Aufbringen einer Lenkhilfskraft auf den Lenkmechanismus 2 in der Richtung, in der die drehenden Räder 5, 5 auf den Mittelpositionen angeordnet sind.
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Darüber hinaus kann der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut aus einer Lenkwinkelgeschwindigkeit Va oder dem Lenkmoment Tr berechnet werden.
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Darüber hinaus wird der Drehwinkel θb nicht von dem Drehwinkelsensor 32 erfasst, sondern kann durch andere Mittel, wie beispielsweise durch Berechnung, berechnet werden.
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Zudem ist die Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30 in der Lage, den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit (Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal) Va zu ändern, die durch Umwandeln des Lenkwinkels (Lenkwinkelsignal) θa von dem Lenkwinkelsensor 20 durch einen ersten Differenzierer 34 erhalten wird, oder auf der Grundlage einer Lenkwinkelbeschleunigung (Lenkwinkelbeschleunigungssignal Ar, die durch Umwandeln der Lenkwinkelgeschwindigkeit Va von dem ersten Differenzierer 34 über einen zweiten Differenzierer 35 erhalten wird.
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Der erste Differenzierer 34 und der zweite Differenzierer 35 sind mit einer ersten Lenkzustandssignal-Empfangseinheit 40, die mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist, elektrisch verbunden.
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Die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 ist aus einem Änderungsratenbegrenzer 36, der auf der stromabwärts gelegenen Seite der Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30 vorgesehen ist, und einem Gesamtbegrenzer 37 gebildet. Der Gesamtbegrenzer 37 ist mit dem Addierer 25 elektrisch verbunden, der weiter stromabwärts als die Hubendsteuereinheit 24 angeordnet ist. Die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 ist eine Einheit zur Berechnung des Rückstellsteuerungsbetrags (Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal) RetOut auf der Grundlage des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut und ändert eine Änderungsrate in dem Rückstellsteuerungsbetrag RetOut, damit der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs einhergeht. Zudem kann die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 die Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, der mit der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs einhergeht, gemäß der Größe einer Fahrzeugbeschleunigung Av, die durch einen dritten Differenzierer 39 umgewandelt wird, geändert werden. Darüber hinaus kann die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 die Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit Va oder Lenkwinkelbeschleunigung Ar von der ersten Lenkzustandssignal-Empfangseinheit 40, die mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist, ändern.
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Zudem wird eine Lenkrichtung (Lenkrichtungssignal) Dr, das ein Signal der Drehrichtung des Lenkrads 4 ist, in die Lenkwinkelrückstell-Steuereinheit 27 von der Lenkrichtungs-Berechnungseinheit 38 eingegeben. Die Lenkrichtung Dr wird von der Relation zwischen dem Lenkwinkel θa oder dem Drehwinkel θb und dem Lenkmoment Tr berechnet.
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Die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 ist auch in der Lage, den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut auf der Grundlage der Lenkrichtung Dr derart zu berechnen, dass der Rückstellsteuerungsbetrag RtOut die gleiche Charakteristik zwischen dem Drehzustand, in dem das Lenkrad 4 von der Mittelposition zum Hubende gedreht wird, und dem Drehzustand, bei dem das Lenkrad 4 von dem Hubende in Richtung der Mittelposition gedreht wird, auf.
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Der Änderungsratenbegrenzer 36 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite der Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30 vorgesehen. Der Änderungsratenbegrenzer 36 bestimmt die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 und erhöht oder senkt den Rückstellsteuerungsbetrag-Zielwert MapOut schrittweise mit einer vorbestimmten Änderungsrate. Der Änderungsratenbegrenzer 36 gibt den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart aus, dass die Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, der mit der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs einhergeht, eine vorbestimmte Änderungsrate oder weniger wird. Darüber hinaus ist der Änderungsratenbegrenzer 36 in der Lage, den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart auszugeben, dass der Änderungswert des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut pro vorbestimmter Zeiteinheit, der mit der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs einhergeht, einen vorbestimmten Wert oder weniger einnimmt. Darüber hinaus ist der Änderungsratenbegrenzer 36 auch in der Lage, den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart auszugeben, dass der Änderungswert des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut pro vorbestimmtem Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungswert, der mit der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs einhergeht, einen vorbestimmten Wert oder weniger wird.
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Der Gesamtbegrenzer 37 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite des Änderungsratenbegrenzers 36 vorgesehen und stellt den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut, der die schrittweise Anstiegsverarbeitung durchführen soll, derart ein, dass er einen vorbestimmten oberen Grenzwert nicht übersteigt. Darüber hinaus stellt der Gesamtbegrenzer 37 den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut, der die schrittweise Abnahmeverarbeitung durchführen soll, derart ein, dass er nicht niedriger als ein vorbestimmter unterer Grenzwert ist.
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3 zeigt ein Diagramm, das die Korrelation des Drehwinkels θb, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und einer Rückstellsteuerverstärkung K darstellt, die für die Berechnung des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut in der Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30 verwendet wird.
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Wie in 3 gezeigt, ist in der Nähe des Zahnstangenendes in einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, in dem ein Selbstausrichtungsdrehmoment klein ist, d. h., in einem Bereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs beispielsweise 1 km/h ist, die Rückstellsteuerverstärkung K groß, um Schwierigkeiten beim Zurückdrehen des Lenkrads 4 durch Kompensieren einer Begrenzung des Selbstausrichtungsdrehmoments zu unterdrücken.
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Andererseits ist in einem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, in dem das Selbstausrichtungsdrehmoment groß wird, die Rückstellsteuerverstärkung K klein, um ein übermäßiges Zurückdrehen des Lenkrads 4 zu unterdrücken.
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Darüber hinaus, wenn das Fahrzeug anhält, d. h., wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs 0 km/h beträgt, ist die Rückstellsteuerverstärkung K null, da keine Notwendigkeit besteht, das Lenkrad 4 zurückzudrehen. Würde die Rückstellsteuerverstärkung K auf einen großen Wert eingestellt werden, würde das Problem der Erwärmung der Steuervorrichtung 15 und das Problem der Energieverwaltung des Fahrzeugs auftreten, denn bei einer Straße mit niedrigem µ, bei der eine auf die Zahnstange aufgebrachte Last äußerst klein ist oder in einer Hubsituation, bewegt sich das Lenkrad 4 frei ohne Bedienung von Hand, oder es fließt immer Strom, auch wenn sich das Lenkrad 4 nicht bewegt.
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Der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut, der durch Verwendung eines solchen Diagramms berechnet wird, wird null oder nimmt einen Wert in der Nähe von null ein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs 0 km/h beträgt. Andererseits nimmt der Betrag einen großen Wert ein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs 1 km/h beträgt.
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Wenn beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h zum Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs in einem Zustand ansteigt, in dem es in die Nähe des Zahnstangenendes gedreht wird, erhöht sich der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut schlagartig. Dann besteht die Gefahr, dass durch Ausführen einer Rückstellsteuerung auf der Grundlage der plötzlichen Änderung des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut das Lenkrad 4 plötzlich zurückgedreht wird, wodurch ein seltsames Lenkgefühl, wie beispielsweise ein plötzlicher Anstieg einer Lenkkraft, auftritt.
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Zudem besteht die Gefahr, dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 1 km/h auf 0 km/h zum Zeitpunkt des Anhaltens des Fahrzeugs abnimmt, da der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut plötzlich null wird, wird eine Lenkkraft abgeschwächt, und es tritt ein seltsames Lenkgefühl auf, bei dem das Lenkrad gleichzeitig mit dem Anhalten des Fahrzeugs gedreht wird.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Verringern der Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut auf die Änderung des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut wird eine schnelle Änderung des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut zum Zeitpunkt des Startens und Anhalten des Fahrzeugs verringert, wodurch das seltsame Lenkgefühl für den Fahrer unterdrückt wird. Das heißt, die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer wird auf den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut im Änderungsratenbegrenzer 36 auf der Grundlage der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs durchgeführt, und durch schrittweises Erhöhen oder Senken des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut wird eine schnelle Änderung des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut verringert, wodurch das seltsame Lenkgefühl für den Fahrer unterdrückt wird.
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In einem Zustand, in dem beispielsweise der Drehwinkel θb in einem vorbestimmten Bereich, der das Hubende aufweist, liegt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h ansteigt, erhöht der Änderungsratenbegrenzer 36 schrittweise den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut. Mit anderen Worten berechnet die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 in einem Zustand, in dem sich der Drehwinkel θb in einem vorbestimmten Bereich, der das Hubende umfasst, liegt, den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart, dass die Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, der mit der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs einhergeht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h ansteigt, kleiner wird als die Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, der mit der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs einhergeht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 1 km/h auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit von mehr als 1 km/h ansteigt.
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Wenn mit anderen Worten die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 1 km/h auf 0 km/h verringert wird, senkt der Änderungsratenbegrenzer 36 schrittweise den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut.
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Obwohl darüber hinaus gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, bei der das Selbstausrichtungsdrehmoment in der Nähe des Zahnstangenendes in einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich eingeschränkt ist, als „1 km/h“ definiert und die vorliegende Ausführungsform erläutert wird, unterscheidet sich diese Fahrzeuggeschwindigkeit Vs je nach Fahrzeug (Spezifikationen) und wird auf eine optionale Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 20 km/h als Obergrenze eingestellt, mit der die vorliegende Ausführungsform realisiert wird.
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Darüber hinaus entspricht die obige Fahrzeuggeschwindigkeit von 20 km/h einer „ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit“, die im Umfang der Ansprüche beschrieben ist, und eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit von mehr als 20 km/h entspricht einer „zweiten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit“, die im Umfang der Ansprüche beschrieben ist.
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4 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Übergangsbestimmung bei einer Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer im Änderungsratenbegrenzer 36 darstellt.
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In Schritt S1 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 gelesen.
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In Schritt S2 wird der Lenkwinkel θa von dem Lenkwinkelsensor 20 gelesen.
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In Schritt S3 wird die Fahrzeugbeschleunigung Av, die von dem dritten Differenzierer 39 ausgegeben wird, gelesen.
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In Schritt S4 wird eine Lenkwinkelgeschwindigkeit Va, die durch den zweiten Differenzierer 35 ausgegeben wird, gelesen.
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Anschließend wird in Schritt S5 bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h ansteigt oder nicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h ansteigt, fährt das Fahren mit Schritt S6 fort, und der Änderungsratenbegrenzer 36 erhöht schrittweise den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut.
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Wenn darüber hinaus in Schritt S5 die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs nicht von 0 km/h auf 1 km/h ansteigt, wird in Schritt S7 bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 1 km/h auf 0 km/h sinkt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 1 km/h auf 0 km/h sinkt, fährt das Verfahren mit Schritt S8 fort, und der Änderungsratenbegrenzer 36 senkt schrittweise den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut.
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Wenn in Schritt S7 die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs nicht von 1 km/h auf 0 km/h sinkt, wird in Schritt S9 bestimmt, ob die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer fortgesetzt wird oder nicht. Wenn die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer fortgesetzt wird, fährt das Verfahren mit Schritt S10 fort und die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer wird fortgesetzt.
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Wenn darüber hinaus in Schritt S9 die Änderungsratenbegrenzungsverarbeitung nicht fortgesetzt wird, fährt das Verfahren mit Schritt S11 fort, und die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer wird nicht ausgeführt.
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5 zeigt ein Flussdiagramm, das einen schrittweisen Anstieg durch den Änderungsratenbegrenzer 36 darstellt.
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In Schritt S20 wird eine schrittweise Anstiegsrate RampUp berechnet. Die schrittweise Anstiegsrate RampUp wird durch Multiplizieren eines konstanten Werts der schrittweisen Anstiegsrate RampUp_Const mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren α, β, γ und δ berechnet, die jeweils durch die im Nachfolgenden erwähnten Gewichtungsfaktordiagramme (A) bis (D) erhalten werden.
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In Schritt S21 wird ein vorheriger Wert des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut_z1 auf „A“ gesetzt. Die obige schrittweise Anstiegsverarbeitung ist eine Verarbeitung in einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h ansteigt, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs 0 km/h beträgt, ist der Rückstellsteuerungsbetrag nicht erforderlich und der Wert „A“ wird auf null gesetzt (A = 0).
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Anschließend wird in Schritt S22 ein Grenzwert B berechnet, indem zu dem Wert „A“ die schrittweise Anstiegsrate RampUp addiert wird.
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In Schritt S23 wird bestimmt, ob der Grenzwert B kleiner als der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut ist. Wenn der Grenzwert B kleiner als der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut ist, wird in Schritt S24 der Grenzwert B auf den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut eingestellt, und in Schritt S25 wird die schrittweise Anstiegsverarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer 36 fortgesetzt.
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Darüber hinaus wird in Schritt S23, wenn der Grenzwert B gleich groß oder größer als der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut ist in Schritt S26 der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut auf den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut eingestellt, und in Schritt S27 wird die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer beendet.
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6 (A) zeigt ein Diagramm, das die Korrelation der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und des Gewichtungsfaktors α darstellt, mit dem der konstante Wert der schrittweisen Anstiegsrate RampUp_Const multipliziert wird.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs groß ist, muss das Lenkrad 4 schnell zurückgeführt werden, und wie in 6 (A) gezeigt, wird der Gewichtungsfaktor α auf einen hohen Wert gesetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs groß ist.
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6 (B) zeigt ein Diagramm, das die Korrelation der Fahrzeugbeschleunigung Av und des Gewichtungsfaktors β darstellt, mit dem der konstante Wert der schrittweisen Anstiegsrate RampUp_Const multipliziert wird.
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Ist die Fahrzeugbeschleunigung Av groß, ist es notwendig, die Ansprechverzögerung des Rücksteuerbetrags RetOut zu begrenzen, und wie in 6 (B) gezeigt, wird der Gewichtungsfaktor β auf einen hohen Wert eingestellt, wenn die Fahrzeugbeschleunigung Av groß ist.
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6 (C) zeigt ein Diagramm, das die Korrelation des Lenkwinkels θa und des Gewichtungsfaktors γ darstellt, mit dem konstante Wert der schrittweisen Anstiegsrate RampUp_Const multipliziert wird.
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Wird der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut auf einen großen Wert eingestellt, wenn der Lenkwinkel θa groß ist, wird das Lenkrad 4 unvermittelt weitgehend zurückgeführt, wodurch sich das Lenkgefühl verschlechtert. Somit wird, wie ö in 6 (C) gezeigt, der Gewichtungsfaktor γ auf einen kleinen Wert gesetzt, wenn der Lenkwinkel θa groß ist.
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6 (D) zeigt Diagramm, das die Korrelation der Lenkwinkelgeschwindigkeit Va und des Gewichtungsfaktors δ darstellt, der mit dem konstanten Wert der schrittweisen Anstiegsrate RampUp_Const multipliziert wird.
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Ist die Lenkwinkelgeschwindigkeit Va groß, ist es notwendig, das Lenkrad 4 schnell zurückzuführen, und der Gewichtungsfaktor δ wird, wie in 6 (D) gezeigt, auf einen hohen Wert eingestellt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Va groß ist.
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Zudem werden die Gewichtungsfaktoren α, β, γ und δ, die hier jeweils aus der 6 (A), der 6 (B), der 6 (C) und der 6 (D) erhalten werden, auch zu dem Zeitpunkt verwendet, wenn die im Nachfolgenden erwähnte schrittweise Abnahmerate RampDown berechnet wird.
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7 zeigt eine beispielhafte Ansicht eines Verfahrens zur Berechnung einer schrittweisen Anstiegsrate RampUp aus dem konstanten Wert der schrittweisen Anstiegsrate RampUp_Const.
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Wie in 7 gezeigt, wird der konstante Wert der schrittweisen Anstiegsrate RampUp_Const mit den Gewichtungsfaktoren α, β, y und δ multipliziert, die jeweils aus der 6 (A) bis 6 (D) erhalten werden.
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8 zeigt ein Flussdiagramm, das die schrittweise Anstiegsverarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer 36 darstellt.
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In Schritt S30 wird die schrittweise Abnahmerate RampDown berechnet. Die schrittweise Abnahmerate RampDown wird durch Multiplizieren des konstanten Werts der schrittweisen Abnahmerate RampDown_Const mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren α, β, γ und δ erhalten, die durch die Gewichtungsfaktorendiagramme der 6 (A) bis 6 (D) erhalten werden.
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In Schritt S31 wird der vorherige Wert des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut_z1 auf „C“ gesetzt.
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Anschließend wird in Schritt S32 die schrittweise Abnahmerate RampDown von dem Wert „C“ subtrahiert, und ein Grenzwert D berechnet.
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In Schritt S33 wird bestimmt, ob der Grenzwert D größer als der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut ist oder nicht. Ist der Grenzwert D größer als der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut wird in Schritt S34 der Grenzwert D auf den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut gesetzt, und in Schritt S35 wird die schrittweise Abnahmeverarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer 36 fortgesetzt.
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Ist zudem der Grenzwert D gleich groß oder kleiner als der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut, wird in Schritt S36 der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut auf den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut eingestellt, und in Schritt S37 beendet der Änderungsratenbegrenzer die Verarbeitung.
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9 zeigt eine beispielhafte Ansicht eines Verfahrens zur Berechnung der schrittweisen Abnahmerate RampDown aus dem konstanten Wert der schrittweisen Abnahmerate RampDown_Const.
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Wie in 9 gezeigt, wird der konstante Wert der schrittweisen Abnahmerate RampDown_Const mit den Gewichtungsfaktoren α, β, y und δ multipliziert, die aus den Diagrammen der 6 (A) bis 6 (D) erhalten werden.
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10 zeigt ein Diagramm, das Änderungen in dem Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut und dem Rückstellsteuerungsbetrag RetOut zum Zeitpunkt des Startens und Anhaltens des Fahrzeugs darstellt. In 10 gibt eine durchgezogene Linie im oberen Bereich den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut an, und eine durchgezogene Linie im unteren Bereich gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs an. Darüber hinaus gibt in 10 eine unterbrochene Linie den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut an. Obwohl hier in 10 ein Teil des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut durch die unterbrochene Linie dargestellt ist, überlappen sich die anderen Teile mit dem Rückstellsteuerungsbetrag RetOut, der durch die durchgezogene Linie dargestellt ist. Darüber hinaus befindet sich in 10 der Drehwinkel θb in einem vorbestimmten Bereich, der das Hubende umfasst.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs 0 km/h beträgt, wie in 10 gezeigt, beträgt der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut null oder einen Wert nahe null. Wenn anschließend die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h zum Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ansteigt, wird der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut schnell auf einen hohen Wert eingestellt. Der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut, der auf der Grundlage eines solchen hohen Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut ausgegeben wird, steigt schnell an. Im Gegensatz dazu nimmt durch Ausführen der schrittweisen Anstiegsverarbeitung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h ansteigt, der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut schrittweise mit einer zunehmenden Anstiegsrate zu, die kleiner ist als die des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut.
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Wenn darüber hinaus die Fahrzeuggeschwindigkeit von 1 km/h auf 0 km/h zum Zeitpunkt des Anhaltens des Fahrzeugs sinkt, wird der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut schnell auf einen niedrigen Wert eingestellt. Der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut, der auf der Grundlage eines solchen niedrigen Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut ausgegeben wird, nimmt schnell ab. Im Gegensatz dazu nimmt gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Ausführen der schrittweisen Abnahmeverarbeitung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 1 km/h auf 0 km/h abnimmt, der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut schrittweise mit einer Abnahmerate ab, die kleiner ist als die des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut.
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[Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform]
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11 zeigt ein Diagramm, das eine Änderung des Lenkmoments Tr zum Zeitpunkt des Startens und Anhaltens des Fahrzeugs in einem Fall darstellt, in dem keine Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer am Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut durchgeführt wird. In 11 befindet sich der Drehwinkel θb in einem vorbestimmten Bereich, der das Hubende umfasst, und das Lenkread 4 nimmt einen Lenkhaltezustand ein.
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Wie in 11 gezeigt, wird in einem Fall, in dem keine Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer am Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut durchgeführt wird, als der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut, der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut an den Addierer 25 ausgegeben (siehe 2).
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Wenn Fahrzeuggeschwindigkeit Vs 0 km/h beträgt, wie in 11 gezeigt, beträgt der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut null oder einen Wert nahe null. Wenn anschließend die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h zum Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ansteigt, nimmt der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut schrittweise zu. Folglich steigt das Lenkmoment Tr schnell, wie durch den Kreis mit durchgezogener Linie in 11 gezeigt.
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Infolgedessen entsteht durch den schnellen Anstieg des Rückstellmoments ein seltsames Gefühl, da eine Lenkkraft plötzlich zunimmt.
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Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 1 km/h auf 0 km/h zum Zeitpunkt des Anhaltens des Fahrzeugs abnimmt, nimmt der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut schrittweise ab. Folglich nimmt, wie durch die Ellipse mit durchgezogener Linie in 11 gezeigt, das Lenkmoment Tr bei einer größeren Variation als zum Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs von 0 km/h auf 1 km/h schnell ab.
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Infolgedessen wird durch die schnelle Abnahme des Rückstellmoments die Lenkkraft abgeschwächt und es tritt ein seltsames Gefühl auf, da sich das Lenkrad 4 gleichzeitig mit dem Anhalten des Fahrzeugs dreht.
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12 zeigt ein Diagramm, das eine Änderung des Lenkmoments Tr zum Zeitpunkt des Startens und des Anhaltens des Fahrzeugs in einem Fall darstellt, in dem die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer am Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut durchgeführt wird. In 12 befindet sich der Lenkwinkel θb in einem vorbestimmten Bereich, der das Hubende umfasst, und das Lenkrad 4 nimmt einen Lenkhaltezustand ein.
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Wenn die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer am Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut durchgeführt wird, wie in 12 gezeigt, wird der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut, der durch Durchführen der Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer am Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut erhalten wird, an den Addierer 25 ausgegeben (siehe 2).
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs 0 km/h beträgt, wie in 12 gezeigt, beträgt der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut null oder einen Wert nahe null. Wenn anschließend die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf 1 km/h zum Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs zunimmt, nimmt der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut durch die schrittweise Anstiegsverarbeitung schrittweise zu. Folglich bleibt das Lenkmoment Tr, wie durch einen Kreis mit durchgezogener Linie auf der linken Seite in 12 dargestellt, nahezu flach, ohne dass große Schwankungen auftreten, und somit werden die Schwankungen des Lenkmoments Tr stärker unterdrückt als die Schwankungen zum Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs, wie in 11 gezeigt.
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Wie in 11 gezeigt, nimmt der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut schnell zu. Jedoch wird auf diese Weise, wie in 12 gezeigt, durch schrittweises Erhöhen des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut durch Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer die Schwankung des Lenkmoments Tr unterdrückt, wodurch verhindert wird, dass ein seltsames Gefühl auftritt, bei dem das Lenkrad 4 schnell zurückgeführt wird und die Lenkkraft schnell ansteigt.
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Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 1 km/h auf 0 km/h zum Zeitpunkt des Anhaltens des Fahrzeugs abnimmt, nimmt durch die schrittweise Abnahmeverarbeitung der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut schrittweise ab. Obwohl folglich, wie durch einen Kreis mit durchgezogener Linie auf der rechten Seite in 12 gezeigt, das Lenkmoment Tr etwas abnimmt, werden die Schwankungen des Lenkmoments Tr kleiner als die Schwankungen zum Zeitpunkt des Anhaltens des Fahrzeugs, wie in 11 gezeigt.
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Wie in 11 gezeigt, nimmt der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut schnell ab. Jedoch wird auf diese Weise, wie in 12 gezeigt, durch schrittweise Abnahme des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut durch die Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer die Schwankung des Lenkmoments Tr unterdrückt, wodurch das Auftreten eines seltsamen Gefühls verhindert werden, bei dem das Lenkrad 4 gleichzeitig mit dem Anhalten des Fahrzeugs durch Verringern der Lenkkraft gedreht wird.
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Gemäß dem Vorstehenden umfasst gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Servolenkungsvorrichtung 1: einen Lenkmechanismus 2 zum Übertragen einer Drehung eines Lenkrads 4 auf sich drehende Räder 5, 5; einen Elektromotor 14 zum Aufbringen einer Lenkkraft auf den Lenkmechanismus 2; eine Steuervorrichtung 15 zum Antreiben und Steuern des Elektromotors 14; eine Lenkmomentsignalempfangseinheit 28 zum Empfangen eines Lenkmomentsignals, das ein Signal eines im Lenkmechanismus 2 erzeugten Lenkmoments Tr ist, wobei die Lenkmomentsignalempfangseinheit mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist; eine Basishilfsbefehlssignal-Berechnungseinheit 23, die eine Basishilfsbefehlssignal-Berechnungseinheit 23 zum Berechnen einen Basishilfsstroms TRr auf der Grundlage des Lenkmoments Tr ist, und die mit der Steuereinheit 15 verbunden ist, wobei der Basishilfsstrom TRr ein Befehlssignal zum Aufbringen der Lenkkraft auf den Lenkmechanismus 2 in einer Richtung ist, die einer Drehrichtung des Lenkrads 4 entspricht; eine Fahrzeuggeschwindigkeitssignalempfangseinheit 29 zum Empfangen einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeitssignalempfangseinheit mit der Steuervorrichtung 15 verbunden, eine Drehwinkelempfangseinheit 33 zum Empfangen eines Drehwinkelsignals, das ein Signal ist, das sich auf einen Drehwinkel θb der sich drehenden Räder 5, 5 bezieht, wobei die Drehwinkelsignalempfangseinheit mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist; eine Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30, die eine Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30 zum Einstellen eines Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und des Drehwinkels θb ist, und die mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist, wobei der Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut ein Sollwert zum Aufbringen einer Lenkkraft auf den Lenkmechanismus 2 in einer Richtung ist, in der sich die drehenden Räder 5, 5 in Mittelstellungen befinden; eine Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31, die eine Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 zum Berechnen eines Rückstellsteuerungsbetrags RetOut auf der Grundlage des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut ist, und die den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart berechnet, dass eine Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, die eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs zu einem Zeitpunkt begleitet, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von 0 km/h auf eine erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, kleiner wird als eine Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, der eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs zu einem Zeitpunkt begleitet, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, in einem Zustand, in dem sich der Drehwinkel θb in einem vorbestimmten Bereich befindet, der ein Hubende aufweist, wenn die erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit als eine Fahrzeuggeschwindigkeit definiert ist, die größer als 0 km/h ist, und die zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit als eine Fahrzeuggeschwindigkeit definiert ist, die größer als die erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wobei die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist; und eine Motorantriebssignal-Berechnungseinheit 26 zum Berechnen eines Motorbefehlsstroms Io, der ein Signal zum Antreiben und Steuern des Elektromotors 14 ist, auf der Grundlage des Basishilfsstroms TRr und des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, wobei die Motorantriebssignal-Berechnungseinheit mit der Steuereinheit 15 verbunden ist.
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Somit ist es möglich, ein seltsames Gefühl beim Lenken zu unterdrücken und gleichzeitig den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut nach Bedarf zu erhalten.
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Darüber hinaus ist die Steuervorrichtung 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Hubendsteuereinheit 24 zum Verringern einer Komponente ausgebildet, die ein Drehmoment in einer Hubendrichtung im Motorbefehlsstrom Io erzeugt, in einem Zustand, in dem der Drehwinkel θb sich in dem vorbestimmten Bereich befindet, und die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 ist weiter stromabwärts als die Hubendsteuereinheit 24 vorgesehen. So wirkt beispielsweise die Hubendsteuereinheit 24 auf eine Komponente, die ein Drehmoment in einer Richtung entgegen der Hubendrichtung erzeugt, um die Komponente zu verringern, die das Drehmoment in der Hubrichtung im Motorbefehlsstrom Io erzeugt.
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Wenn die Hubendsteuereinheit 24 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 vorgesehen wäre, würde der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut, der als eine Komponente wirkt, die das Drehmoment in der entgegengesetzten Richtung erzeugt, von der Hubendsteuerung subtrahiert werden. Folglich kann eine Bremse nicht effizient in Hubendrichtung betätigt werden, und die Lenkwinkelgeschwindigkeit in Richtung des Hubendes kann nicht ausreichend verringert werden, wodurch ein seltsames Gefühl beim Lenken entsteht, wie beispielsweise Stöße und anomale Geräusche zum Zeitpunkt des Anschlagens der Zahnstange.
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Im Gegensatz dazu wird durch das Anordnen der Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 auf einer weiter stromabwärts gelegenen Seite als die Hubendsteuereinheit 24, wie in der vorliegenden Ausführungsform, der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut nicht verringert, wodurch ein seltsames Gefühl beim Lenken unterdrückt werden kann.
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Darüber hinaus berechnet gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart, dass die Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs begleitet, eine vorbestimmte Rate oder weniger wird.
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Auf diese Weise wird durch Ausführen einer sogenannten Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer derart, dass die Änderungsrate eine vorbestimmte Rate oder weniger wird, die Änderung des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, der größer als eine vorbestimmte Rate ist, unterdrückt. Folglich wird eine schnelle Änderung des Lenkmoments verhindert und ein seltsames Gefühl beim Lenken unterdrückt.
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Darüber hinaus ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Steuervorrichtung 15 mit einer Lenkrichtungs-Berechnungseinheit 38 zum Berechnen der Drehrichtung des Lenkrads 4 ausgebildet, und die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 berechnet den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart, dass der Rückstellsteuerungsbetrag RetOut den gleichen Kennwert zwischen einem Drehzustand, in dem das Lenkrad 4 von einer Mittelstellungsseite in Richtung einer Hubendrichtung gedreht wird, und einem Drehzustand, in dem das Lenkrad 4 von der Hubendrichtung in Richtung der Mittelstellungsseite gedreht wird.
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Dadurch ist es möglich, ein seltsames Gefühl beim Lenken zu verhindern, dass durch die Änderung des Lenkgefühls zwischen einem Drehzustand und einem Rückführungszustand entsteht.
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Darüber hinaus ist die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 in der Lage, die Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut zu ändern, der die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs begleitet, in Übereinstimmung mit einer Größe der Fahrzeugbeschleunigung Av.
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Auf diese Weise kann durch Ändern der Änderungsrate des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, der die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs begleitet, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit Av beispielsweise die Ansprechverzögerung des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut zum Zeitpunkt einer schnellen Beschleunigung verbessern.
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Darüber hinaus ist die Steuervorrichtung 15 mit einer ersten Lenkzustandsignal-Empfangseinheit 40 zum Empfangen einer Lenkwinkelgeschwindigkeit Va, die ein Signal einer Drehgeschwindigkeit des Lenkrads 4 ist, oder einer Lenkwinkelbeschleunigung Ar, die ein Signal einer Drehwinkelbeschleunigung des Lenkrads 4 ist, ausgestattet. Zusätzlich zu der Berechnung des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und des Drehwinkels θb und der Berechnung des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut kann somit die Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit 30 den Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit Va oder der Lenkwinkelbeschleunigung Ar ändern, und die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 kann den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit Va oder der Lenkwinkelbeschleunigung Ar ändern.
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Auf diese Weise kann durch Berechnen des Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwerts MapOut auf der Grundlage der Lenkinformation und durch Berechnen des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut durch Durchführen der Verarbeitung durch den Änderungsratenbegrenzer gemäß dem Rückstellsteuerungsbetrag-Sollwert MapOut ein seltsames Gefühl beim Lenken noch weiter unterdrückt werden.
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Zudem kann die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 nicht nur den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart berechnen, dass ein Änderungsbetrag des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, der die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs begleitet, ein vorbestimmter Wert oder weniger wird, sondern sie kann auch den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart berechnen, dass ein Änderungsbetrag des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut pro vorbestimmte Zeiteinheit ein vorbestimmter Betrag oder weniger wird.
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Auf diese Weise wird durch Begrenzen des Änderungsbetrags des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut pro Zeiteinheit eine schnelle Änderung des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut noch wirksamer unterdrückt, und dadurch kann das seltsame Gefühl beim Lenken unterdrückt werden.
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Darüber hinaus kann die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit 31 nicht nur den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart berechnen, dass ein Änderungsbetrag des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut, der die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs begleitet, ein vorbestimmter Betrag oder weniger wird, sondern sie kann auch den Rückstellsteuerungsbetrag RetOut derart berechnen, dass ein Änderungsbetrag des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut pro vorbestimmtem Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungswert, der die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs begleitet, ein vorbestimmter Wert oder weniger wird.
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Dadurch kann eine Änderung des Kennwertes des Rückstellsteuerungsbetrags RetOut zum Zeitpunkt, zu dem die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs klein ist, unterdrückt werden.
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Gemäß einer Servolenkungsvorrichtung auf der Grundlage der zuvor erläuterten Ausführungsform ergeben sich beispielsweise die nachfolgenden Aspekte.
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Eine Servolenkungsvorrichtung gemäß einem Aspekt davon umfasst: einen Lenkmechanismus zum Übertragen einer Drehung eines Lenkrads auf sich drehende Räder; einen Elektromotor zum Aufbringen einer Lenkkraft auf den Lenkmechanismus; eine Steuervorrichtung zum Antreiben und Steuern des Elektromotors; eine Lenkmomentsignal-Empfangseinheit zum Empfangen eines Lenkmomentsignals, das ein Signal eines im Lenkmechanismus erzeugten Lenkmoments ist, wobei die Lenkmomentsignal-Empfangseinheit mit der Steuervorrichtung verbunden ist; eine Basishilfsbefehlssignal-Berechnungseinheit, die eine Basishilfsbefehlssignal-Berechnungseinheit zum Berechnen eines Basishilfsbefehlssignals auf der Grundlage des Lenkmomentsignals ist und die mit der Steuervorrichtung verbunden ist, wobei das Basishilfsbefehlssignal ein Befehlssignal zum Aufbringen der Lenkkraft auf den Lenkmechanismus in einer Richtung ist, die einer Drehrichtung des Lenkrads entspricht; eine Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Empfangseinheit zum Empfangen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Empfangseinheit mit der Steuervorrichtung verbunden ist; eine Drehwinkelsignal-Empfangseinheit zum Empfangen eines Drehwinkelsignals, das ein Signal ist, das sich auf einen Drehwinkel der sich drehenden Räder bezieht, wobei die Drehwinkelsignal-Empfangseinheit mit der Steuereinrichtung verbunden ist; eine Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit, die eine Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit zum Einstellen eines Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwerts auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und des Drehwinkelsignals ist und die mit der Steuervorrichtung verbunden ist, wobei der Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert ein Sollwert zum Aufbringen der Lenkkraft auf den Lenkmechanismus in einer Richtung ist, in der sich die sich drehenden Räder in Mittelstellungen befinden; eine Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignalberechnungseinheit, die eine Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignalberechnungseinheit zum Berechnen eines Lenkwinkelrückstellmomentbefehlssignals auf der Grundlage des Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwertes ist und die das Lenkwinkelrückstellmoment-befehlssignal so berechnet, dass eine Änderungsrate des Lenkwinkelrückstellmomentbefehlssignals, die eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt begleitet, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 km/h auf eine erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, kleiner wird als eine Änderungsrate des Lenkwinkelrückstellmomentbefehlssignals, die eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt begleitet, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit von der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, in einem Zustand, in dem sich das Drehwinkelsignal in einem vorbestimmten Bereich befindet, der ein Hubende aufweist, wenn die erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit als eine Fahrzeuggeschwindigkeit definiert ist, die größer als 0 km/h ist, und die zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit als eine Fahrzeuggeschwindigkeit definiert ist, die größer als die erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wobei die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignalberechnungseinheit mit der Steuervorrichtung verbunden ist; und eine Motorantriebssignal-Berechnungseinheit zum Berechnen eines Motorbefehlssignals, das ein Signal zum Antreiben und Steuern des Elektromotors ist, auf der Grundlage des Basishilfsbefehlssignals und des Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignals, wobei die Motorantriebssignal-Berechnungseinheit mit der Steuervorrichtung verbunden ist.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Servolenkungsvorrichtung verringert die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit schrittweise das Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit von der ersten vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit auf 0 km/h abnimmt.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt gemäß einem Aspekt der Servolenkungsvorrichtung ändert die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit die Änderungsrate des Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignals, die die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit begleitet, gemäß einer Größe einer Fahrzeugbeschleunigung.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt gemäß den Aspekten der Servolenkungsvorrichtung ist die Steuervorrichtung mit einer Lenkzustandssignal-Empfangseinheit zum Empfangen eines Lenkwinkelgeschwindigkeitssignals, das ein Signal einer Drehgeschwindigkeit des Lenkrads ist, oder eines Lenkwinkelbeschleunigungssignals, das ein Signal einer Drehwinkelbeschleunigung des Lenkrads ist, ausgestattet, wobei die Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert-Einstelleinheit den Lenkwinkelrückstellmoment-Sollwert auf der Grundlage des Lenkwinkelgeschwindigkeitssignals oder des Lenkwinkelbeschleunigungssignals ändert, und wobei die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignalberechnungseinheit das Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal auf der Grundlage des Lenkwinkelgeschwindigkeitssignals oder des Lenkwinkelbeschleunigungssignals ändert.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt gemäß den Aspekten der Servolenkungsvorrichtung ist die Steuervorrichtung mit einer Hubendsteuereinheit zum Reduzieren einer Komponente ausgestattet, die ein Drehmoment in einer Hubendrichtung im Motorbefehlssignal in einem Zustand, in dem das Drehwinkelsignal im vorbestimmten Bereich liegt, erzeugt, wobei die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit weiter stromabwärts vorgesehen ist als die Hubendsteuereinheit.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt gemäß den Aspekten der Servolenkungsvorrichtung berechnet die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit das Lenkwinkelrückstellmomentbefehlssignal so, dass die Änderungsrate des Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignals, das die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit begleitet, eine vorbestimmte Rate oder weniger wird.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt gemäß den Aspekten der Servolenkungsvorrichtung berechnet die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit das Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal so, dass ein Änderungsbetrag des Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignals pro vorbestimmter Zeiteinheit, der die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit begleitet, ein vorbestimmten Wert oder weniger einnimmt.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt gemäß den Aspekten der Servolenkungsvorrichtung berechnet die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignalberechnungseinheit das Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal so, dass ein Änderungsbetrag des Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignals pro vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungsbetrag, der die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit begleitet, ein vorbestimmten Wert oder weniger einnimmt.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt gemäß den Aspekten der Servolenkungsvorrichtung ist die Steuervorrichtung mit einer Lenkrichtungs-Berechnungseinheit zum Berechnen der Rotationsrichtung des Lenkrads ausgestattet, wobei die Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal-Berechnungseinheit das Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal so berechnet, dass das Lenkwinkelrückstellmoment-Befehlssignal den gleichen Kennwert zwischen einem Drehbetrieb, in dem das Lenkrad von einer Mittelstellungsseite in Richtung einer Hubendrichtung gedreht wird, und einem Drehbetrieb, in dem das Lenkrad von der Hubendrichtung in Richtung der Mittelstellungsseite gedreht wird, aufweist.
