DE19913947A1 - Lenkungssteuerung für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Eine Solldrehgeschwindigkeit eines Servomotors (31) wird auf der Grundlage einer Lenkgeschwindigkeit (THETAhv), die von einem Lenkgeschwindigkeitssensor erfaßt wird, und eines Übersetzungsverhältnisses (G), das in Abhängigkeit von einem Betriebszustand eingestellt wird, eingestellt und eine Geschwindigkeit des Servomotors (31) wird so gesteuert, daß die Drehgeschwindigkeit (THETApv) des Servomotors (31), die durch einen Drehgeschwindigkeitssensor erfaßt wird, mit der Solldrehgeschwindigkeit übereinstimmen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die mit einem Übersetzungsverhältnis-Veränderungsmechanismus zur Änderung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen einem Lenkbetrag eines Lenkrades und einem Schwenkbetrag der Räder ausgestattet ist.

Ein Beispiel einer solchen Lenkungssteuerungsvorrichtung, die mit dem Übersetzungsverhältnis-Veränderungsmechanismus dieser Bauart ausgestattet ist, ist beispielsweise in der japanischen Offenlegung der Patentanmeldung Nr. Sho 63-227472 offenbart. Wie in dieser Anmeldung offenbart wird, ist der Übersetzungsverhältnis-Veränderungsmechanismus mit einem Antriebsmotor versehen und hat einen derartigen Aufbau, daß der vorstehend erwähnte Getriebemechanismus eine mit der Lenkradseite verbundene Eingangswelle mit einer mit der Zugstange verbundenen Ausgangswelle verbindet, und daß das Übersetzungsverhältnis der Drehungen zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle durch Betreiben des Getriebemechanismus mittels des Antriebsmotors geändert werden kann.

Bei dieser Gelegenheit wird der Antriebsmotor so gesteuert, daß sich eine Drehposition des Antriebsmotors, die von einem Drehwinkelsensor erfaßt wird, einer Sollposition annähert, die auf der Basis des Lenkwinkels des Lenkrades und des Übersetzungsverhältnisses berechnet wird.

Da die Positionssteuerung des Antriebsmotors auf der Basis einer Abweichung von der Sollposition ausgeführt wurde, wie vorstehend beschrieben wurde, könnte der Antriebsmotor um den Grad betrieben werden, der der verbleibenden Abweichung entspricht, sogar in den Fällen, in denen ein Lenkvorgang nach einem plötzlichen Lenkvorgang gestoppt wurde, und in denen ein plötzlicher Rückstellvorgang des Lenkrades ausgeführt wurde. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 8 dargestellt. Wenn der plötzliche Rückstellvorgang des Lenkrades ausgeführt wird, ändert sich die Solldrehposition des Antriebsmotors, wie mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist. Im Gegensatz dazu bleibt zu einem Zeitpunkt t1, zu dem das Lenkrad zurückgestellt ist, die Abweichung e1 aufgrund einer Verzögerung beim Nachfolgen bezüglich einer tatsächlichen Drehposition des Antriebsmotors, wie durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Da die Lenkrichtung des Lenkrades nach diesem Zeitpunkt zurückgestellt ist, wird auch das Lenkdrehmoment umgekehrt, so daß die Richtung des Lenkdrehmoments zu der Drehrichtung des Antriebsmotors entgegengesetzt wird. Deshalb passiert es, daß das Lenkdrehmoment in der Richtung wirkt, in der die Drehung des Antriebsmotors unterstützt wird. Dies erhöht die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors stark. Zur Zeit t2 stimmt die Drehposition des Antriebsmotors mit der Solldrehposition überein. Obwohl erwünscht ist, daß die Steuerung des Antriebsmotors hier stoppt, tritt zur Zeit t3 ein großes Überschwingen e2 aufgrund der Trägheitskraft des Antriebsmotors auf und die Drehzahl des Antriebsmotors nimmt zu. Dieses Phänomen führte dazu, daß dem Fahrer ein unverträgliches Lenkgefühl vermittelt werden, indem die Lenkrichtung des Lenkrades nicht mit der gelenkten Richtung der Räder übereinstimmt.

Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um dieses Problem zu lösen und es ist eine Aufgabe, eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, die das Lenkgefühl verbessern kann, indem das Auftreten des vorstehend genannten Überschwingens aufgrund der Trägheitskraft des Motors in geeigneter Weise unterdrückt wird.

Die vorliegende Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug ist eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die dazu angepaßt ist, ein Übersetzungsverhältnis zwischen einem Lenkbetrag und einem Schwenkbetrag durch Betreiben eines Übersetzungsverhältnis-Veränderungsmechanismus' durch eine Betätigungseinrichtung zu ändern, wobei die Lenkungssteuerungsvorrichtung für das Fahrzeug folgende Bauteile aufweist: eine Übersetzungsverhältniseinstellvorrichtung zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit von einem Betriebszustand eines Fahrzeugs; eine Lenkgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Lenkgeschwindigkeit eines Lenkrades; eine Antriebsgeschwindigkeitseinstellvorrichtung zur Einstellung einer Sollantriebsgeschwindigkeit für die Betätigungseinrichtung, auf der Basis des durch die Übersetzungsverhältniseinstellvorrichtung eingestellte Übersetzungsverhältnis und der durch die Lenkgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung erfaßten Lenkgeschwindigkeit; und eine Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Geschwindigkeit der Betätigungseinrichtung auf die von der Antriebsgeschwindigkeitseinstellvorrichtung eingestellte Sollantriebsgeschwindigkeit.

Die Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung führt die Geschwindigkeitssteuerung der Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von einer Zunahme oder einer Abnahme der Lenkgeschwindigkeit während einer Manipulation des Lenkrades aus. Beispielsweise vermindert diese Steuerung in dem vorherigen Beispiel aus Fig. 8 die Antriebsgeschwindigkeit der Betätigungseinrichtung mit der Abnahme der Lenkgeschwindigkeit zur Zeit t1 hin und setzt die Antriebsgeschwindigkeit der Betätigungseinrichtung zum Zeitpunkt t1, bei dem die Lenkgeschwindigkeit Null ist, auf Null. Diese Maßnahme unterdrückt das Auftreten des Überschwingens aufgrund der Trägheitskraft des Motors in geeigneter Weise.

Die Lenkungssteuerungsvorrichtung kann ferner eine Begrenzungsvorrichtung zur Begrenzung der Sollantriebsgeschwindigkeit auf die Größe innerhalb eines vorbestimmten Bereiches aufweisen.

Wenn die Sollantriebsgeschwindigkeit der Betätigungseinrichtung durch die Begrenzungsvorrichtung begrenzt wird, beispielsweise wenn die Grenze durch die Grenzarbeitsgeschwindigkeit der Betätigungseinrichtung definiert ist, wird die Geschwindigkeit der Betätigungseinrichtung immer innerhalb des Bereiches gesteuert, der nicht über die Grenzarbeitsgeschwindigkeit hinausgeht, was das Auftreten des Überschwingens zuverlässig verhindern kann.

Die Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug kann ferner folgende Bauteile aufweisen: eine Antriebsgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Erfassung der Antriebsgeschwindigkeit der Betätigungseinrichtung; und eine Fehlerfeststellungsvorrichtung zur Feststellung, ob ein Fehler auftritt, basierend auf der von der Antriebsgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung erfaßten Antriebsgeschwindigkeit und der von der Begrenzungsvorrichtung begrenzten Sollantriebsgeschwindigkeit.

Da die Sollantriebsgeschwindigkeit durch die Begrenzungsvorrichtung auf die Größe in dem vorbestimmten Bereich begrenzt ist, wird die Abweichung zwischen der Sollantriebsgeschwindigkeit und der erfaßten Antriebsgeschwindigkeit kleiner als eine vorbestimmte Abweichung. Deshalb stellt die Fehlerfeststellungsvorrichtung fest, daß in einem Steuerungssystem ein Fehler aufgetreten ist, beispielsweise wenn diese Abweichung größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen, die lediglich zum Zwecke der Erläuterung dienen und die Erfindung nicht begrenzen sollen, offensichtlicher.

Des weiteren wird der Anwendungsumfang der vorliegenden Erfindung anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich. Es soll jedoch klargestellt werden, daß die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung dienen, da verschiedene Änderungen und Abwandlungen, die im Erfindungsgedanken und Schutzbereich der Erfindung liegen, dem Fachmann anhand dieser ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den gesamten Aufbau der Lenkungsvorrichtung zeigt.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau der Lenkungssteuerungsvorrichtung zeigt.

Fig. 3 ist ein Kennliniendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Lastdrehmoment T und der Drehzahl N in dem Servomotor zeigt.

Fig. 4 ist ein Graph, der den Begrenzungsprozeß in dem Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt zeigt.

Fig. 5A ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Zeit und einem Lenkwinkel zeigt.

Fig. 5B ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Zeit und der Solldrehzahl zeigt.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das den gesamten Aufbau der Lenkungsvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau der Lenkungssteuerungsvorrichtung in Fig. 6 zeigt.

Fig. 8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Solldrehposition (durchgezogene Linie) und der Drehposition des Antriebsmotors (gestrichelte Linie) zeigt, wenn die Steuerung auf der Basis einer Positionsabweichung aufgeführt wird.

Es werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Aufbau der Lenkungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Eine Eingangswelle 20 ist durch einen Übersetzungsverhältnis- Veränderungsmechanismus 30 mit einer Ausgangswelle 40 verbunden und eine Lenkungshandhabung (Lenkrad) 10 ist mit der Eingangswelle 20 verbunden. Die Ausgangswelle 40 ist durch eine Getriebesystem 50 von der Zahnstangengetriebebauart mit einer Zahnstangenwelle 51 verbunden, und Räder FW1, FW2 sind mit den beiden Enden der Zahnstangenwelle 51 verbunden. Die Eingangswelle 20 ist mit einem Lenkgeschwindigkeitssensor 21 zur Erfassung der Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads 10 versehen.

Der Übersetzungsverhältnis-Veränderungsmechanismus 30 verbindet die Eingangswelle 20 durch einen Getriebemechanismus mit der Ausgangswelle 40 und ist so aufgebaut, daß er diesen Getriebemechanismus mittels eines Servomotors 31 als eine Betätigungseinrichtung antreibt, wodurch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses der Drehzahlen zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle zugelassen wird. Dieser Servomotor 31 ist mit einem Drehzahlsensor 32 zur Erfassung der Drehzahl des Servomotors 31 ausgerüstet.

Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 70 empfängt die Lieferung von Erfassungsergebnissen, die die von dem Lenkgeschwindigkeitssensor 21 erfaßte Lenkgeschwindigkeit θhv, die von dem Drehzahlsensor 32 erfaßte Drehzahl θpv des Servomotors 31 und die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 60 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit V enthält, sie stellt das Übersetzungsverhältnis auf der Basis dieser erfaßten Werte ein und steuert die Drehzahl des Servomotors 31 in Abhängigkeit von dem so eingestellten Übersetzungsverhältnis.

Fig. 2 zeigt den Aufbau der Lenkungssteuerungsvorrichtung 70. Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 70 ist mit einem Übersetzungsverhältniseinstellabschnitt 71, einem Solldrehzahlbegrenzungsabschnitt 72, einem Kompensator 73 und einem Fehlerfeststellungsabschnitt 74 ausgerüstet.

Der Übersetzungsverhältniseinstellabschnitt 71 sucht eine Tabelle, die das Verhältnis zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Übersetzungsverhältnis G anzeigt, auf der Basis der von dem Geschwindigkeitssensor 60 erfaßten Geschwindigkeit V, um das Übersetzungsverhältnis G (G = Lenkeingangsbetrag/Schwenkausgangsbetrag) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit V einzustellen. Auf der Grundlage des so eingestellten Übersetzungsverhältnisses G und der von dem Lenkgeschwindigkeitssensor 21 erfaßten Lenkgeschwindigkeit θhv, wird die Solldrehzahl θmv des Servomotors 31 gemäß θmv = G.θhv berechnet und das Ergebnis dieser Berechnung wird an den Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 72 geliefert.

Der Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 72 hat eine Funktion als Begrenzer, um die Solldrehzahl θmv des Servomotors 31 auf einen Wert unterhalb der voreingestellten maximalen Drehzahl zu begrenzen. Diese maximale Drehzahl wird auf der Basis der Leistungskennlinien des Servomotors 31 eingestellt. Dort, wo der Servomotor 31 beispielsweise die Lastdrehmoment (T)-Dreh­ zahl (N)-Kennlinien aufweist, die in Fig. 3 dargestellt sind, wird vorläufig angenommen, daß die maximale Reaktion (Lastdrehmoment) von den Straßenoberflächen Tmax sind, und anschließend wird die maximale Drehzahl (Drehgeschwindigkeit) als Nmax von dem Graphen aus Fig. 3 erhalten. Der Solldrehzahlbegrenzungsabschnitt 72 begrenzt die Solldrehzahl θmv auf einen Bereich von ± Nmax, wie in Fig. 4 dargestellt ist, und gibt einen Wert θsmv aus, der Gegenstand der Begrenzung ist.

An den Kompensator 73 wird die Abweichung ev (ev = θsmv-θpv) zwischen der Solldrehzahl θsmv, die von dem Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 72 und der Solldrehgeschwindigkeit θpv des Servomotors 31, die durch den Drehgeschwindigkeitssensor 32 erfaßt wird, ausgegeben. Dieser Kompensator 73 berechnet Is = C(s).ev unter Verwendung der Übertragungsfunktion C(s), die durch geeignetes Einstellen von Parametern der PID-Regelung erhalten wird, um das Steuersignal Is zu bestimmen, das an den Servomotor 31 geliefert wird. In der Funktion steht "s" für den Laplace-Operator.

Auf diese Art und Weise führt die Lenkungssteuerungsvorrichtung 70 die Geschwindigkeitssteuerung des Servomotors 31 in Abhängigkeit von der Lenkgeschwindigkeit θhv des Lenkrades 10 auf der Basis des eingestellten Übersetzungsverhältnisses aus. Unter der Annahme, daß der plötzliche Rückstellvorgang zur Rückstellung des Lenkrades 10 beispielsweise zum Zeitpunkt t3 durchgeführt wird, wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, verringert diese Steuerung allmählich die Solldrehgeschwindigkeit θmv des Servomotors 31 zur Zeit t3 hin und bewirkt, daß zum Zeitpunkt t3 θmv = 0 ist. Deshalb wird die tatsächliche Drehgeschwindigkeit des Servomotors 31 so gesteuert, daß sie allmählich zum Zeitpunkt t3 hin abnimmt und zum Zeitpunkt t3 Null ist. Folglich kann der Einfluß der verbleibenden Abweichung, die infolge der Ausführung der Positionssteuerung auftritt, beseitigt werden, indem die Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 31 auf der Basis der Lenkgeschwindigkeit ausgeführt wird, sogar in den Fällen der plötzlichen Rückstellungslenkung und des Stops der Lenkung nach dem plötzlichen Lenkvorgang. Dies kann das Auftreten eines Überschwingens aufgrund der Trägheit des Motors in geeigneter Weise unterdrücken.

Der Wert der Abweichung ev wird ferner an den Fehlerfeststellungsabschnitt 74 geliefert. Der Fehlerfeststellungsabschnitt 74 stellt fest, ob in diesem Steuersystem ein Fehler auftritt. Da die Solldrehgeschwindigkeit wie vorstehend festgestellt wurde durch den Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 72 begrenzt wird, sollte die Abweichung ev zwischen der Solldrehgeschwindigkeit θsmv und der Drehgeschwindigkeit θpv des Servomotors 31 einen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs einnehmen. Der Fehlerfeststellungsabschnitt 74 vergleicht somit die Abweichung ev mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Wenn der Wert der Abweichung ev größer als der Schwellenwert ist, stellt der Fehlerfeststellungsabschnitt 74 fest, das in diesem Steuersystem ein Fehler auftritt und informiert den Fahrer über das Auftreten des Fehlers, indem er eine Alarmlampe oder dergleichen einschaltet.

Ein anderes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben.

Fig. 6 zeigt den Aufbau der Lenkungsvorrichtung 200 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. Dieselben Bauteile wie diejenigen in Fig. 1 werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird weggelassen.

Die Eingangswelle 20 ist mit einem Lenkwinkelsensor 22 zur Erfassung eines Lenkwinkels des Lenkrades 10 ausgerüstet, und der Servomotor 31 des Übersetzungsverhältnis- Veränderungsmechanismus' 30 ist mit einem Drehwinkelsensor 33 zur Erfassung eines Drehwinkels des Servomotors 31 ausgerüstet.

Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 80 empfängt Erfassungssignale von dem Lenkwinkelsensor 22, von dem Drehwinkelsensor 33 und von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 60, sie stellt das Übersetzungsverhältnis auf der Basis dieser erfaßten Signale ein und führt die Geschwindigkeitssteuerung des Servomotors 31 in Abhängigkeit von dem so eingestellten Übersetzungsverhältnis aus.

Fig. 7 zeigt den Aufbau der Lenkungssteuerungsvorrichtung 80. Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 80 ist mit einem Übersetzungsverhältniseinstellabschnitt 81, einem Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 82, einem Kompensator 83, einem N-Punkt-Verschiebebestimmungsabschnitt 84, einem Fehlerfeststellungsabschnitt 85, Differenziergeräten 86, 87 und Integriergeräten 88, 89 ausgestattet.

Der Übersetzungsverhältniseinstellabschnitt 81 führt die Tabellensuche basierend auf der von dem Geschwindigkeitssensor 60 erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit V bezüglich der Tabelle aus, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Übersetzungsverhältnis G anzeigt, um das Übersetzungsverhältnis G in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V einzustellen. Auf der Grundlage des so eingestellten Übersetzungsverhältnisses G und des von dem Lenkwinkelsensor 22 erfaßten Lenkwinkels θh wird ein Wert eines Solldrehwinkels θm, der eine Solldrehposition des Servomotors 31 anzeigt, gemäß θm = G.θh berechnet. Dieses Berechnungsergebnis wird an das Differenziergerät 86 geliefert, um in die Solldrehgeschwindigkeit θmv des Servomotors 31 umgewandelt zu werden.

Der Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 82 dient als ein Begrenzer, um die Solldrehgeschwindigkeit θmv auf den Bereich zu begrenzen, der nicht größer als die maximale Drehgeschwindigkeit ist, die basierend auf den Leistungskennlinien des Servomotors 31 eingestellt ist, ähnlich zu dem Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 72, der vorstehend beschrieben wurde. Die Solldrehgeschwindigkeit θmv, die von dem Differenziergerät 86 ausgegeben wird, wird an diesen Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 82 eingegeben, um auf einen Wert begrenzt zu werden, der nicht größer als die maximale Drehgeschwindigkeit ist, und anschließend wird der Wert als Solldrehgeschwindigkeit θsmv ausgegeben.

Andererseits wird der durch den Drehwinkelsensor 33 erfaßte Drehwinkel θp des Servomotors 31 an das Differenziergerät 87 geliefert, um in die Drehgeschwindigkeit θpv des Servomotors 31 umgewandelt zu werden.

Der Kompensator 83 wird mit der Abweichung ev (ev = θsmv-θpv) zwischen der Solldrehgeschwindigkeit θsmv, die von dem Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 82 ausgegeben wird, und der Drehgeschwindigkeit θpv des Servomotors 31, die von dem Differenziergerät 87 ausgegeben wird, versorgt und berechnet Is = C(s).ev, um das Steuersignal Is, das an den Servomotor 31 geliefert wird, zu bestimmen.

Die von dem Differenziergerät 86 ausgegebene Solldrehgeschwindigkeit θmv wird an das Integriergerät 88 geliefert, um in einen Solldrehwinkel θm des Servomotors 31 umgewandelt zu werden. Dieser Solldrehwinkel θm, der aus dieser Umwandlung resultiert, und der von dem Drehwinkelsensor 33 erfaßte tatsächliche Drehwinkel θp des Servomotors 31 werden in den N-Punkt-Verschiebungsbestimmungsabschnitt 84 eingegeben.

Der N-Punktverschiebungsabschnitt 84 vergleicht diesen Solldrehwinkel θm beispielsweise zu der Zeit, wenn die Abweichung ev Null wird, mit dem Drehwinkel θp. Wenn dieser Vergleich nicht zu einer Übereinstimmung zwischen den zwei Werten führt, unterscheidet sich der neutrale Punkt (N-Punkt) des Lenkrades 10 von demjenigen der Räder FW1, FW2. Wenn eine Differenz zwischen den zwei Werten außerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, führe die Vorrichtung beispielsweise einen Vorgang zum Anschalten einer Alarmlampe durch, um die N-Punkt-Verschiebung des Lenkrades 10 anzuzeigen, damit der Fahrer das Auftreten der N-Punktverschiebung bemerkt. Es wird überhaupt keine Schwierigkeit beim Lenken des Fahrzeuges an sich geben, sogar wenn eine kleine Verschiebung zwischen der neutralen Position des Lenkrades 10 und der neutralen Position der Räder FW1, FW2 auftritt.

Die von dem Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 82 ausgegebene Solldrehgeschwindigkeit θsmv wird auch an das Integriergerät 89 geliefert, um in einen Solldrehwinkel θm' des Servomotors 31 umgewandelt zu werden. Dieser Solldrehwinkel θm', der aus der Umwandlung resultiert, und der tatsächliche Drehwinkel θp des Servomotors 31, der von dem Drehwinkelsensor 33 erfaßt wurde, werden an den Fehlerfeststellungsabschnitt 85 geliefert.

Der Fehlerfeststellungsabschnitt 85 stellt fest, ob in diesem Steuersystem ein Fehler auftritt. Da die Solldrehgeschwindigkeit durch den vorstehend beschriebenen Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 82 begrenzt wird, sollte die Abweichung zwischen dem Solldrehwinkel θm', der durch das Integriergerät 89 nach der Begrenzung erhalten wurde, und dem tatsächlichen Drehwinkel θp des Servomotors 31 einen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs einnehmen. Wenn diese Abweichung größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, stellt der Fehlerfeststellungsabschnitt 85 fest, daß in diesem Steuersystem ein Fehler auftritt, und führt den Einschaltvorgang der Alarmlampe oder dergleichen aus, um den Fahrer über des Auftreten des Fehlers zu informieren. Der Fehler des Steuersystems wird auf diese Art und Weise auf der Basis der Winkelposition festgestellt.

In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde der Servomotor 31 als eine Betätigungseinrichtung zum Betreiben des Übersetzungsverhältnis-Veränderungsmechanismus' 30 beispielhaft genannt, aber die Betätigungseinrichtung kann auch aus einem anderen Motor, wie beispielsweise einem Schrittmotor, zusammengesetzt sein. In diesem Fall schätzt der Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 72, 82 die maximale Reaktion (Lastdrehmoment) von den Straßenoberflächen ab, bestimmt die maximale Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von dem abgeschätzten Lastdrehmoment auf der Grundlage der Lastdrehmoment (T)-Drehzahl (N)-Kennlinien, die den verwendeten Motor betreffen, und begrenzt die Drehzahl des Motors auf einen Bereich, der nicht über das festgestellte Maximum hinausgeht.

Die Ausführungsbeispiele veranschaulichten die Beispiele, bei denen die Fahrzeuggeschwindigkeit V als Betriebszustand des Fahrzeugs erfaßt wurde, und bei denen das Übersetzungsverhältnis G in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V eingestellt wurde. Jedoch kann in einem anderen Ausführungsbeispiel die Vorrichtung auch so konstruiert sein, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Eingangswinkel θh als Betriebszustände des Fahrzeuges erfaßt werden, und daß das Übersetzungsverhältnis G in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Eingangswinkel θh eingestellt wird.

Die Ausführungsbeispiele schilderten die Beispiele, bei denen die Sollgeschwindigkeit durch den Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 72 begrenzt wurde. Allerdings kann die Vorrichtung anstelle des Sollgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitts 72 auch so aufgebaut sein, daß der Lenkgeschwindigkeitssensor 21 selbst mit solchen Sättigungskennlinien ausgestattet ist, so daß der Ausgang gesättigt wird, wenn der Ausgang des Lenkgeschwindigkeitssensors 21 ein vorbestimmtes Niveau überschreitet.

Wie vorstehend erläutert wurde, verwendet die Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug den Aufbau, bei dem die Antriebsgeschwindigkeitseinstellvorrichtung die Sollantriebsgeschwindigkeit der Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von der Lenkgeschwindigkeit des Lenkrades einstellt, und bei der die Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung die Geschwindigkeit der Betätigungseinrichtung so steuert, daß sie mit der so eingestellten Sollantriebsgeschwindigkeit übereinstimmt. Dies steuert die Antriebsgeschwindigkeit der Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von der Lenkgeschwindigkeit des Lenkrades, was das Überschwingen aufgrund der Trägheit des Motors, das bei der Gelegenheit der plötzlichen Rückstellungslenkung oder dergleichen auftritt, in geeigneter Weise unterdrücken kann und andererseits das Lenkgefühl verbessern kann, im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Antriebssteuerung der Betätigungseinrichtung wie früher auf der Basis der Positionsabweichung ausgeführt wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, weist die Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug folgende Bauteile auf: (A) einen Übersetzungsverhältnis-Veränderungsmechanismus 30, der in der Lage ist, den Winkelbetrag der Drehung einer Ausgangswelle 40 relativ zu dem Winkelbetrag der Drehung einer Eingangswelle 20, die mit einer Lenkhandhabung 10 verbunden ist, zu verändern; und (B) eine Lenkungssteuerungsvorrichtung 70, die das Übersetzungsverhältnis G durch Betreiben des Mechanismus 30 steuert, wobei die Vorrichtung 70 den Mechanismus 30 so antreibt, daß die tatsächliche Antriebsgeschwindigkeit θpv des Mechanismus' 30 zu einer Sollantriebsgeschwindigkeit (θmv) gemacht wird, wobei die Sollantriebsgeschwindigkeit (θmv) auf einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis G und einer tatsächlichen Drehgeschwindigkeit θhv der Lenkungshandhabung 10 basiert.

Dieses vorbestimmte Übersetzungsverhältnis G wird unter Verwendung von Daten bezüglich des Fahrzeugbetriebszustandes bestimmt.

Der Betriebszustand wird auf der Grundlage von Signalen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 60 definiert.

Der Mechanismus 30 enthält eine Betätigungseinrichtung 31, die durch die Steuerungsvorrichtung 70 betrieben wird.

Die tatsächliche Drehgeschwindigkeit θhv wird durch einen Sensor für die tatsächliche Drehgeschwindigkeit 21 bezüglich der Lenkungshandhabung 10 erfaßt.

Die tatsächliche Drehgeschwindigkeit θhv wird unter Verwendung von Winkeldaten θh von einem Lenkwinkelsensor 22 für die Lenkungshandhabung 10 erfaßt, wobei die Winkeldaten θh durch Berechnung des Differentials der Winkeldaten θhv in die tatsächliche Drehgeschwindigkeit θhv umgewandelt wird.

Die Sollantriebsgeschwindigkeit θmv wird so begrenzt, daß sie niedriger als ein vorbestimmter Wert Nmax ist.

Die Fehlerdiagnose wird basierend auf der tatsächlichen Antriebsgeschwindigkeit θpv und der Sollantriebsgeschwindigkeit θmv ausgeführt.

Genauer gesagt ist die obige Vorrichtung eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die in der Lage ist, ein Übersetzungsverhältnis zwischen einem Lenkbetrag und einem Schwenkbetrag durch Antreiben eines Übersetzungsverhältnis-Veränderungsmechanismus' mittels einer Betätigungseinrichtung zu ändern, wobei die Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug folgende Bauteile aufweist: eine Übersetzungsverhältniseinstellvorrichtung zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit von einem Betriebszustand eines Fahrzeugs; eine Lenkgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Lenkgeschwindigkeit eines Lenkrads; eine Antriebsgeschwindigkeitseinstellvorrichtung zur Einstellung einer Sollantriebsgeschwindigkeit für die Betätigungseinrichtung auf der Basis des von der Übersetzungsverhältniseinstellvorrichtung eingestellten Übersetzungsverhältnisses und der von der Lenkgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung erfaßten Lenkgeschwindigkeit; und eine Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Geschwindigkeit der Betätigungseinrichtung auf die von der Antriebsgeschwindigkeitseinstellvorrichtung eingestellte Sollantriebsgeschwindigkeit.

Ferner weist die Lenkungssteuerungsvorrichtung eine Begrenzungsvorrichtung zur Begrenzung der Sollantriebsgeschwindigkeit auf eine Größe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf.

Darüber hinaus weist die Lenkungssteuerungsvorrichtung folgendes auf: eine Antriebsgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Erfassung der Antriebsgeschwindigkeit der Betätigungseinrichtung; und eine Fehlerfeststellungsvorrichtung zur Feststellung, ob ein Fehler auftritt, auf der Grundlage der von der Antriebsgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung erfaßten Antriebsgeschwindigkeit und der von der Begrenzungsvorrichtung begrenzten Sollantriebsgeschwindigkeit.

Eine Solldrehgeschwindigkeit eines Servomotors 31 wird auf der Grundlage einer Lenkgeschwindigkeit θhv, die von einem Lenkgeschwindigkeitssensor erfaßt wird, und eines Übersetzungsverhältnisses G, das in Abhängigkeit von einem Betriebszustand eingestellt wird, eingestellt und eine Geschwindigkeit des Servomotors 31 wird so gesteuert, daß die Drehgeschwindigkeit θpv des Servomotors 31, die durch einen Drehgeschwindigkeitssensor erfaßt wird, mit der Solldrehgeschwindigkeit übereinstimmen kann.

Claims (11)

1. Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die folgende Bauteile aufweist:

• (A) einen Übersetzungsverhältnis- Veränderungsmechanismus (30), der in der Lage ist, den Winkelbetrag der Drehung einer Ausgangswelle (40) relativ zu dem Winkelbetrag der Drehung einer mit einer Lenkhandhabung (10) verbundenen Eingangswelle (20) zu verändern; und
• (B) eine Lenkungssteuerungsvorrichtung (70), die ein Übersetzungsverhältnis (G) durch Betreiben des Mechanismus (30) steuert, wobei die Vorrichtung (70) den Mechanismus (30) so antreibt, daß die tatsächliche Antriebsgeschwindigkeit (θpv) des Mechanismus' (30) zu einer Sollantriebsgeschwindigkeit (θmv) gemacht wird, wobei die Sollantriebsgeschwindigkeit (θmv) auf einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis (G) und einer tatsächlichen Drehgeschwindigkeit (θhv) der Lenkungshandhabung (10) basiert.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Übersetzungsverhältnis (G) unter Verwendung von Daten bezüglich des Fahrzeugbetriebszustandes bestimmt wird.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand auf der Grundlage von Signalen von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (60) definiert wird.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus (30) eine Betätigungseinrichtung (31) enthält, die durch die Steuerungsvorrichtung (70) betrieben wird.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Drehgeschwindigkeit (θhv) durch einen Sensor für die tatsächliche Drehgeschwindigkeit (21) bezüglich der Lenkungshandhabung (10) erfaßt wird.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Drehgeschwindigkeit (θhv) unter Verwendung von Winkeldaten (θh) von einem Lenkwinkelsensor (22) für die Lenkungshandhabung (10) erfaßt wird, wobei die Winkeldaten (θh) durch Berechnung des Differentials der Winkeldaten (θhv) in die tatsächliche Drehgeschwindigkeit (θhv) umgewandelt werden.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollantriebsgeschwindigkeit (θmv) so begrenzt wird, daß sie niedriger als ein vorbestimmter Wert (Nmax) ist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerdiagnose basierend auf der tatsächlichen Antriebsgeschwindigkeit (θpv) und der Sollantriebsgeschwindigkeit (θmv) ausgeführt wird.

9. Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die in der Lage ist, ein Übersetzungsverhältnis (G) zwischen einem Lenkbetrag und einem Schwenkbetrag durch Antreiben eines Übersetzungsverhältnis-Veränderungsmechanismus (A) mittels einer Betätigungseinrichtung zu ändern, wobei die Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug folgende Bauteile aufweist:
eine Übersetzungsverhältniseinstellvorrichtung zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit von einem Betriebszustand eines Fahrzeugs;
eine Lenkgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Lenkgeschwindigkeit eines Lenkrads;
eine Antriebsgeschwindigkeitseinstellvorrichtung zur Einstellung einer Sollantriebsgeschwindigkeit für die Betätigungseinrichtung auf der Basis des von der Übersetzungsverhältniseinstellvorrichtung eingestellten Übersetzungsverhältnisses und der von der Lenkgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung erfaßten Lenkgeschwindigkeit; und
eine Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Geschwindigkeit der Betätigungseinrichtung auf die von der Antriebsgeschwindigkeitseinstellvorrichtung eingestellten Sollantriebsgeschwindigkeit.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren eine Begrenzungsvorrichtung zur Begrenzung der Sollantriebsgeschwindigkeit auf eine Größe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufweist.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren
eine Antriebsgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Erfassung der Antriebsgeschwindigkeit der Betätigungseinrichtung; und
eine Fehlerfeststellungsvorrichtung (85) zur Feststellung, ob ein Fehler auftritt, auf der Grundlage der von der Antriebsgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung erfaßten Antriebsgeschwindigkeit und der von der Begrenzungsvorrichtung begrenzten Sollantriebsgeschwindigkeit,
aufweist.