DE69801849T2

DE69801849T2 - Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE69801849T2
Application number: DE69801849T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Kato; Mitsuhiko Nishimoto
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1997-01-21
Filing date: 1998-01-06
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: DE69801849D1; EP0854075B1; EP0854075A2; JPH10203393A; US6059068A; EP0854075A3

Description

ERFINDUNGSGEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug, die ein Fahrzeug gemäß der Betätigung durch einen Fahrer lenkt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein Fahrzeug wird durch Übertragen der Betätigung einer Lenkbetätigungsvorrichtung, die in einem Fahrgastraum vorgesehen ist, wie beispielsweise durch Drehen eines Lenkrades, auf einen Lenkmechanismus, der außerhalb des Fahrgastraumes vorgesehen ist, gelenkt, so daß die Räder (im allgemeinen die Vorderräder) für das Lenken ausgerichtet werden.
In den vergangenen Jahren hat eine Servolenkvorrichtung eine große Verbreitung erfahren, wobei ein Betätigungselement zum Unterstützen des Lenkens einen Hydraulikzylinder, einen Elektromotor usw. aufweist, die auf halbem Weg des Lenkmechanismus angeordnet sind, so daß die Lenkbelastung für den Fahrer verringert worden ist. In einer derartigen Vorrichtung wird das Betätigungselement auf der Basis des detektierten Ergebnisses einer physikalischen Betätigungskraft, mit der das Lenkrad zum Lenken beaufschlagt worden ist, angetrieben, und der Betrieb des Lenkmechanismus gemäß der Rotation des Lenkrades wird durch eine vom Betätigungselement erzeugte Kraft unterstützt.
Bei einer derartigen herkömmlichen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug ist es jedoch notwendig, das Lenkrad, welches das Lenkbetätigungsmittel ist, mit dem Lenkmechanismus zu verbinden, so daß ein Problem auftritt, daß eine Position innerhalb des Fahrgastraumes, in welchem das Lenkrad vorgesehen ist, auf eine Position begrenzt ist, wo es mit dem Lenkmechanismus verbunden werden kann, der außerhalb des Fahrgastraumes vorgesehen ist. Darüber hinaus erfordert, selbst wenn das Lenkrad an der Position vorgesehen wird, wo es mit dem Lenkmechanismus verbunden werden kann, die Realisierung der Verbindung eine komplizierte Verbindungskonstruktion, und somit ist eine Gewichtsreduzierung eines Fahrzeugs und die Vereinfachung der Montageschritte des Fahrzeugs verhindert.
Die JP-2 29017 U, auf welche sich der Oberbegriff des anhängenden Patentanspruches 1 bezieht, offenbart beispielsweise eine Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug, die eine Servolenkeinrichtung der gelenklosen Bauart ist, um das vorstehende Problem zu lösen. Eine derartige Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug ist so angeordnet, daß das Lenkrad von dem Lenkmechanismus getrennt ist, und ähnlich dem Betätigungselement zum Unterstützen des Lenken in der Servolenkeinrichtung ist ein Elektromotor als Betätigungselement zum Lenken auf dem halben Weg des Lenkmechanismus vorgesehen. Wenn der Elektromotor durch eine Lenkwinkelsteuerungseinrichtung gesteuert wird, die aus einem Mikroprozessor besteht, um basierend auf den detektierten Ergebnissen einer Betätigungsrichtung und Betätigungsgröße des Lenkrades angetrieben zu werden, wird das Lenken gemäß der Betätigung des Lenkrades durchgeführt.
Zusätzlich ist an dem Lenkrad eine Reaktionskraftsteuerungseinrichtung mit einem Elektromotor vorgesehen, die mit dem Lenkmechanismus nicht mechanisch verbunden ist. Die Reaktionskraftsteuerungseinrichtung steuert einen Motor durch ein Reaktionskraftinstruktionssignal, welches durch die Lenkwinkelsteuerungseinrichtung ausgegeben wird, um den Motor auf der Basis der detektierten Ergebnisse der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels des Lenkrades anzutreiben. Danach wird die Reaktionskraft, die gemäß dem Vergrößern oder Vermindern der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels vergrößert oder vermindert wird und in eine neutrale Position weist, an das Lenkrad angelegt. Als ein Ergebnis kann das Lenken auf die gleiche Art und Weise wie bei einem einer allgemeinen Lenkeinrichtung (Lenkeinrichtung vom Verbindungstyp) für Fahrzeuge durchgeführt werden, in welchen das Lenkrad mechanisch mit dem Lenkmechanismus verbunden ist.
Die Lenkeinrichtung der gelenklosen Bauart für ein Fahrzeug, die, wie vorstehend beschrieben, angeordnet ist, ist nicht nur zum Erzielen der vorstehend genannten Aufgabe nützlich, wie beispielsweise dem Erhöhen des Freiheitsgrades, um das Lenkrad und das Erleichtern eines Fahrzeuges zu bewerkstelligen, sondern auch dafür nützlich, eine Automobiltechnik der Zukunft zu entwickeln, bei der eine neue Lenkbetätigungseinrichtung, wie beispielsweise ein Hebel und ein Pedal, anstatt des Lenkrades, das Detektieren von Verkehrszeichen auf Straßen und die Realisierung eines automatischen Betriebssystems gemäß einer laufenden Information, wie beispielsweise des Empfangs von Satelliteninformation, zu schaffen.
Die Reaktionskraftsteuerungseinrichtung überwacht einen im Elektromotor fließenden Strom und dessen Zeitverlauf, und wenn ein Überlastungszustand des Elektromotors detektiert wird (wenn beispielsweise ein elektrischer Strom von 25 A für 20 Sekunden fließt), reduziert die Reaktionskraftsteuerungseinrichtung den im Elektromotor fließenden Strom zwangsweise, um einen Überhitzungszustand zu verhindern, und reduziert die Reaktionskraft. Die Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung eines Beispiels einer Charakteristik der Beziehung zwischen einem Reaktionskraftdrehmoment und dem Lenkwinkel zu einem Überlastungsschutzzeitpunkt, an der Ordinate und Abszisse. In diesem Fall wird das Reaktionskraftdrehmoment, welches das gleiche wie im Normalzeitpunkt ist, bis zu einem vorbestimmten Lenkwinkel angelegt, aber wenn der Lenkwinkel den vorbestimmten Winkel übersteigt, wird der elektrische Strom, welcher durch den Elektromotor fließt, beschränkt, so daß das Reaktionskraftdrehmoment nicht einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Wenn jedoch der elektrische Strom beschränkt wird, so daß das Reaktionskraftdrehmoment nicht den vorbestimmten Wert überschreitet, wenn der Lenkwinkel den vorbestimmten Winkel überschreitet, spürt ein Fahrer, daß das Reaktionskraftdrehmoment sich abrupt am Lenkwinkel geändert hat, und somit kann der Fahrer möglicherweise einen unpassenden Eindruck haben.
Das gleiche Problem tritt bei dem in der US 5,347,458 A gezeigten Lenken-durch-Draht- Fahrzeug auf, wobei eine Reaktionskraft durch eine mathematische Funktion repräsentiert ist, die einen Beschleunigungsterm, der proportional zu einer Winkelbeschleunigung eines Lenkrades ist, einen Geschwindigkeitsterm, der proportional zu einer Winkelgeschwindigkeit eines Lenkrades ist, einen Proportionalterm, der proportional zu einer Winkelverschiebung des Lenkrades ist, und einen Konstantterm aufweist.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist entstanden, um die vorstehenden Probleme zu lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gelenklose Steuereinrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, die dem Fahrer nicht das Gefühl eines unpassenden Lenkens gibt, wenn eine Überlastung der Reaktionssteuerungsniittel verhindert wird.
Eine Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch das kennzeichnende Merkmal gekennzeichnet, das in dem anhängenden Patentanspruch 1 angegeben ist. Wenn ein Überlastungszustand eines Motors detektiert wird, der an Lenkbetätigungsmittel eine Reaktionskraft anlegt, melden Reaktionskraftsteuerungsmittel den Überlastungszustand den Reaktionskraftinstruktionsmitteln, und wenn die Reaktionskraftinstruktionsmittel die Meldung des Überlastungszustandes empfangen, reduzieren sie das Reaktionskraftinstruktionssignal in einem vorbestimmten Verhältnis, um eine Reduzierung herbeizuführen.
Als ein Ergebnis, und wie in der Fig. 2 dargestellt, die eine Charakteristik der Beziehung zwischen einem Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment und einem Lenkwinkel zum Zeitpunkt eines Überlastungsschutzes an der Ordinatenabszisse zeigt, fühlt der Fahrer nicht, daß das Reaktionskraftdrehmoment sich zum Zeitpunkt des Überlastungsschutzes der Reaktionskraftsteuerungsmittel abrupt geändert hat, und der Fahrer fühlt sich daher nicht unpassend, wenn das Reaktionsdrehmoment so gesetzt ist, daß es im gleichen Verhältnis kleiner wird, wie zum Normalzeitpunkt aller Lenkwinkel.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung anhand der begleitenden Figuren im einzelnen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER MEHREREN ANSICHTEN DER FIGUREN

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer herkömmlichen Charakteristik der Beziehung zwischen einem Reaktionskraftdrehmoment und dem Lenkwinkel zum Zeitpunkt eines Überlastungsschutzes;
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Tabelle, die die Charakteristik der Beziehung zwischen dem Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment und dem Lenkwinkel speichert, und zwar wenn eine Überlastung in einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert wird;
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Struktur einer Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise einer Reaktionskraftsteuerungseinheit gemäß Fig. 3; und
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise einer Lenksteuerungseinheit gemäß Fig. 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Im folgenden wird die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen angeführt.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, welches den Aufbau einer Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug hat einen Lenkmechanismus 1 zum Lenken eines Radpaares 10 zum Lenken, welches an der rechten und linken Seite eines Fahrzeugkörpers, nicht dargestellt, vorgesehen sind, ein Lenkrad 2, welches ein Lenkbetätigungsmittel ist, das getrennt von dem Lenkmechanismus 1 vorgesehen ist, einen Elektromotor 3 zum Anlegen einer Reaktionskraft an das Lenkrad 2, einer Reaktionskraftsteuerungseinheit 7, die aus einem Mikroprozessor zum Steuern des Antriebs des Elektromotors 3 besteht, einer Lenkmechanismussteuerungseinheit 8 zum Steuern eines Lenkmotors 5, der auf halbem Wege des Lenkmechanismus 1 vorgesehen ist, um diesen anzutreiben, und eine Lenksteuerungseinheit 4, die aus einem Mikroprozessor besteht, der aus Lenkwinkelsteuerungsmitteln und Reaktionskraftinstruktionsmitteln besteht. Die Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug ist so ausgebildet, daß der Lenkmotor 5 durch den Betrieb der Lenksteuerungseinheit 4 gemäß einer Betätigung des Lenkrades 2 angetrieben wird, wobei der Lenkmechanismus 1 betätigt wird.
In dem Lenkmechanismus 1 sind, wie allgemein bekannt, die beiden Enden der Lenkwelle 11, die sich in Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugkörpers erstrecken und zur Wellenlängsrichtung verschiebbar sind, mit den Anlenkarmen 12 zum jeweiligen Lagern der Räder 10 mittels der Verbindungsstangen 13 verbunden, und die Anlenkarme 12 werden durch Verschieben der Lenkwelle 11 in eine der Richtungen über die Verbindungsstangen 13 gedrückt oder gezogen, so daß die Räder 10 nach rechts bzw. links gerichtet sind. Die Räder 10 werden durch Umwandeln der Rotation des Lenkmotors 5, der auf halbem Wege der Lenkwelle 11 koaxial angeordnet ist, in die Gleitbewegung der Lenkwelle 11 durch einen geeigneten Bewegungsumwandlungsmechanismus gerichtet.
Die Rotation der Lenkwelle 11 um ihre Welle wird durch ein Rotationsbeschränkungsmittel beschränkt, welches nicht gezeigt ist, das zwischen der Lenkwelle 11 und einem Lenkwellengehäuse 14 angeordnet ist, und die Rotation des Lenkmotors 5 wird in die Gleitbewegung in der Wellenlängsrichtung der Lenkwelle 11 umgewandelt, so daß das Lenken gemäß der Rotation des Lenkmotors 5 durchgeführt wird (das Drehen der Räder 11 zum Lenken). Der elektrische Strom, welcher im Lenkmotor 5 fließt, wird durch einen elektrischen Stromsensor 8a detektiert und an die Lenksteuerungseinheit 4 gegeben.
Der Lenkwinkel der Räder 10, die auf solche Art und Weise gelenkt worden sind, wird durch einen Lenksensor 16 detektiert, und zwar mittels des Mediums einer relativen Gleitposition zwischen dem Lenkwellengehäuse 14 auf der einen Seite des Lenkmotors 5 und der Lenkwelle 11, und der Ausgang des Lenksensors 16 wird zusammen mit dem Ausgang eines Rotationscodierers 15 zum Detektieren der Rotationsposition des Lenkmotors 5 an die Lenksteuerungseinheit 4 gegeben.
Die Axialkraftsensoren 9 zum Detektieren einer Axialkraft, mit welcher die Räder 10 durch eine Straßenbelagsreaktionskraft von der Oberfläche einer Straße beaufschlag werden, sind an den Verbindungsstangen 13 vorgesehen und die Ausgänge der Axialkraftsensoren 9 werden an die Lenksteuerungseinheit 4 gegeben.
Der Elektromotor 3 zum Beaufschlagen des Lenkrades 2 mit einer Reaktionskraft ist an einem Gehäuse der Rotationswelle 30 befestigt, und dessen Rotationsbewegung wird über eine elektromagnetische Kupplung 3a auf die Rotationswelle 30 übertragen, und danach wird dessen Rotationsrichtung durch ein Schneckengetriebe umgedreht.
Das Lenkrad 2 ist an einem vorstehenden Ende der Rotationswelle 30 koaxial befestigt und das andere vorstehende Ende ist mit einem geeigneten Teil des Fahrzeugkörpers mittels einer Torsionsfeder 31, die eine vorbestimmte Federkraft hat, verbunden.
Der Elektromotor 3 wird durch Anlegen einer Elektrizität von der Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 in Übereinstimmung mit dem Reaktionskraftinstruktionssignal, welches von der Lenksteuerungseinheit 4 gegeben worden ist, in die beiden einander entgegengesetzten Richtungen angetrieben, so daß eine Kraft (Reaktionskraft), deren Richtung zu der Betätigungsrichtung des Lenkrades 2 entgegengesetzt ist, auf das Lenkrad 2 gegeben wird, das am einen Ende der Rotationswelle 30 vorgesehen ist. Daher ist es notwendig, auf die Drehbetätigung des Lenkrades 2 ein Drehmoment auszuüben, welches der Reaktionskraft, die durch den Elektromotor 3 erzeugt worden ist, entgegensteht, und das Lenkdrehmoment, mit welchem das Lenkrad 2 beaufschlagt wird, wird durch einen Drehmomentsensor 32 detektiert. Der Ausgang des Drehmomentsensors 32 wird an die Lenksteuerungseinheit 4 angelegt.
Die Betätigungsgröße (Lenkwinkel), welche die Betätigungsrichtung des Lenkrades 2 enthält, wird durch einen Rotationscodierer 33 detektiert, der ein Lenkwinkeldetektormittel ist. Das detektierte Ergebnis wird an die Lenksteuerungseinheit 4 angelegt.
Zusätzlich wird der elektrische Strom, welcher im Elektromotor 3 fließt, durch einen elektrischen Stromsensor 7a detektiert und an die Lenksteuerungseinheit 4 und die Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 angelegt.
Hierbei dreht die Torsionsfeder 31, die zwischen dem anderen Ende der Rotationswelle 30 und einem Teil des Fahrzeugkörpers installiert ist, die Rotationswelle 30 mit ihrer Federkraft, wenn die auf die vorstehend beschriebene Art ausgeführte Rotationsbetätigung gestoppt wird, um das Lenkrad 2 in eine vorbestimmte neutrale Position zurückzuführen. Das Rückführen ist notwendig, um das Lenkrad 2 gemäß dem Rückführvorgang der Räder 10 in eine Geradeausrichtung an der Seite des Lenkmechanismus 1, der mechanisch getrennt ist, rückzuführen.
Wie vorstehend angegeben, wird der Lenkzustand, der tatsächlich an der Seite des Lenkmechanismus 1 auftritt, an die Lenksteuerungseinheit 4 als Eingänge vom Rotationscodierer 15 und Lenksensor 16 eingegeben, und der Betätigungszustand des Lenkrades 2 als dem Lenkbetätigungsmittel wird an die Lenksteuerungseinheit 4 als Eingänge vom Drehmomentsensor 32 und Rotationscodierer 33 eingegeben. Darüber hinaus werden der Ausgang eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 6 zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges und ein Meldesignal, das den Überlastungszustand von der Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 meldet, an die Lenksteuerungseinheit 4 angelegt.
Inzwischen wird, wie vorstehend angegeben, der Ausgang der Lenksteuerungseinheit 4 an die Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 angelegt, um an das Lenkrad 2 und die Lenkmechanismussteuerungseinheit 8 zum Steuern des Lenkmechanismus 1 eine Reaktionskraft anzulegen. Die Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 und die Lenkmechanismussteuerungseinheit 8 führen entsprechende Steuerungsvorgänge gemäß den Instruktionssignalen von der Lenksteuerungseinheit 4 durch.
Die Lenksteuerungseinheit 4 erhöht oder vermindert die Reaktionskraft, die an das Lenkrad 2 angelegt werden soll, gemäß einer hohen oder geringen Fahrzeuggeschwindigkeit, die beispielsweise als Eingang von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 6 eingegeben worden ist, und gibt ein Reaktionskraftinstruktionssignal zum Erzeugen der Reaktionskraft an die Reaktionskraftsteuerungseinheit 7, wodurch die Reaktionskraft gesteuert wird.
Zusätzlich erkennt die Lenksteuerungseinheit 4 den Betätigungswinkel, der die Betätigungsrichtung des Lenkrades 2 enthält, über den Eingang vom Rotationscodierer 33 und erzielt eine Lenkwinkelabweichung aus einem aktuellen Lenkwinkel, der durch den Eingang vom Lenksensor 16, welcher am Lenkmechanismus 1 vorgesehen ist, erkannt worden ist, und korrigiert die Lenkwinkelabweichung so, daß die Abweichung in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, welche als Eingang vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 6 erhalten worden ist, erhöht oder vermindert wird, und erzielt einen Ziellenkwinkel. Die Lenksteuerungseinheit 4 führt den Lenksteuerungsvorgang zum Antreiben des Lenkmotors 5 solange durch, bis der Ziellenkwinkel erhalten ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Eingang vom Rotationscodierer 15 als ein Rückkopplungssignal verwendet, um zu überprüften, ob der Lenkmotor 5 die gewünschte Rotationsposition erreicht oder nicht.
Im folgenden wird der Betrieb der Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung mit der vorstehend beschriebenen Ausführung unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme beschrieben.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebes der Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 in Fig. 3. Die Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 überwacht den Strom, welcher im Elektromotor 3 fließt, und dessen Fließzeitdauer, und wenn sie einen Überlastungszustand detektiert (beispielsweise, daß der elektrische Strom von 25 A 20 Sekunden fließt) (S30), meldet sie der Lenksteuerungseinheit 4 den Überlastungszustand (S32).
Als nächstes liest die Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 einen Wert der Motorzielspannung (Reaktionskraftinstruktionssignal) aus der Lenksteuerungseinheit 4 (S34), um den Wert als eine an den Motor angelegte Spannung an den Elektromotor 3 auszugeben (S36), und die Sequenz geht weiter zur nächsten Steuerung.
Wenn die Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 nicht den Überlastungszustand detektiert (S30), meldet sie nicht den Überlastungszustand (S32), liest einen Wert der Motorzielspannung (Reaktionskraftinstruktionssignal) aus der Lenksteuerungseinheit 4 (S34), um diesen Wert als die an den Motor anzulegende Spannung am Elektromotor 3 einzugeben (S36), und die Sequenz geht weiter zur nächsten Steuerung.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Lenksteuerungseinheit 4 in Fig. 3. Wenn die Meldung des Überlastungszustandes von der Reaktionskraftsteuerungseinheit 7 erhalten worden ist (S2), schaltet die Lenksteuerungseinheit 4 von einer Tabelle, in welcher die Beziehung zwischen dem Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment und dem Lenkwinkel zum Normalzeitpunkt gespeichert ist, auf eine Tabelle, in welcher die Beziehung zwischen dem Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment und dem Lenkwinkel zum Überlastungsschutzzeitpunkt gespeichert ist (S4), und liest ein Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment TM gemäß dem vom Rotationscodierer 3 detektierten Lenkwinkel aus der Tabelle zum Überlastungsschutzzeitpunkt (S6).
In einer Tabelle ist die Charakteristik der Beziehung zwischen dem Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment und dem Lenkwinkel im Normalzustand, wie in der Fig. 2H gezeigt, gespeichert. In einem Überlastungszustand kann das Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment alternativ durch Reduzieren desselben auf ein konstantes Verhältnis gemäß dem Normalzustand unter Bezugnahme auf alle Lenkwinkel reduziert werden.
Wenn die Lenksteuerungseinheit 4 nicht die Meldung des Überlastungszustandes von der Reaktionssteuerungseinheit 7 (S2) erhält, liest sie das Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment TM aus der Tabelle, in welcher die Beziehung zwischen dem Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment und dem Lenkwinkel zum Normalzeitpunkt gespeichert ist (S6).
Als nächstes erhält die Lenksteuerungseinheit 4 ein Lenkdrehmoment TS, welches durch den Drehmomentsensor 32 (S8) detektiert worden ist, und berechnet eine Drehmomentabweichung ΔIn = TM = TS zwischen dem Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment TM und dem Lenkdrehmoment TS (S10) und berechnet eine Integralelement der Reaktionskraftsteuerung In = ΔIn · KI (KI: vorbestimmte Integralkonstante) (S12).
Als nächstes berechnet die Lenksteuerungseinheit 4 ein Proportionalelement Pn = (ΔIn - ΔIn-1) · KP (ΔIn-1: Drehmomentabweichung der vorhergehenden Periode, KP: vorbestimmte Proportionalkonstante) (S14), und berechnet einen elektrischen Zielstrom des Elektromotors 3 (elektrischer Reaktionskraftmotorzielstrom) JM = J&sub0; + In + Pn (J&sub0; : elektrischer Zielstrom der vorhergehenden Periode) (S16).
Als nächstes wird der elektrische Strom JS des Elektromotors 3 durch den elektrischen Stromsensor 7a detektiert (S18), die Lenksteuerungseinheit 4 berechnet eine elektrische Stromabweichung ΔIn' = JM - JS zwischen dem elektrischen Zielstrom JM und dem tatsächlichen elektrischen Strom JS des Elektromotors 3 (S20).
Als nächstes berechnet die Lenksteuerungseinheit 4 ein Integralelement der Reaktionskraftsteuerung In' = ΔIn' x KI' (KI': vorbestimmte Integralkonstante) (S22), und berechnet ein Proportionalelement Pn' = (ΔIn' - ΔIn-1') · KP' (ΔIn-1': elektrische Stromabweichung der vorhergehenden Periode, KP': vorbestimmte Proportionalkonstänte) (S24).
Als nächstes berechnet die Lenksteuerungseinheit 4 eine Zielspannung VM = V&sub0; + In' + Pn' (V&sub0;: Zielspannung der vorhergehenden Periode) des Elektromotors 3 (S26) und steuert die Reaktionskraftsteuerungseinheit 7, um die Motorzielspannung VM auszugeben, um den Elektromotor 3 zu treiben.
Als nächstes übersetzt die Lenksteuerungseinheit 4 jeweils den elektrischen Zielstrom JM in den elektrischen Zielstrom J&sub0; der vorhergehenden Periode, die Zielspannung VM in die Zielspannung V&sub0; der vorhergehenden Periode, die Drehmomentabweichung ΔIn in die Drehmomentabweichung ΔIn-1 der vorhergehenden Periode, und die elektrische Stromabweichung ΔIn' in die elektrische Stromabweichung ΔIn-1' der vorhergehenden Periode (S28), und die Sequenz geht zur nächsten Steuerung.
Hierbei zeigt die vorstehende Ausführungsform ein Beispiel der Steuerungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, obwohl das Reaktionskraftbetätigungselement nicht auf den Elektromotor 3 und den Lenkmotor 5 begrenzt ist. Darüber hinaus ist es unnötig zu sagen, daß als Lenkbetätigungsmittel anstatt des Lenkrades 2 andere Betätigungsmittel, wie beispielsweise ein Hebel, ein Joystick oder dergleichen verwendet werden können.

Claims

1. Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug, mit:

einem Lenkbetätigungsmittel (2), das mit einem Lenkmechanismus (1) zum Ändern der Richtung der Räder (10) nicht mechanisch verbunden ist;

einem Lenkwinkeldetektormittel (33) zum Detektieren des Lenkwinkels des Lenkbetätigungsmittels (2);

einem Lenkwinkelsteuermittel (4) zum Steuern der Vergrößerung und Verkleinerung eines Lenkwinkels des Lenkmechanismus (1) gemäß dem Lenkwinkel, der durch das Lenkwinkeldetektormittel (33) detektiert worden ist;

einem Reaktionskraftinstruktionsmittel (4) zum Erzielen einer Reaktionskraft, mit der das Lenkbetätigungsmittel (2) in einer Richtung entgegengesetzt zur Betätigungsrichtung zu beaufschlagen ist, wobei das Instruktionsmittel ein Reaktionskraftinstruktionssignal ausgibt, um darüber zu instruieren, daß das Lenkbetätigungsmittel (2) mit der erhaltenen Reaktionskraft beaufschlagt ist;

einem Reaktionskraft-Steuermittel (7) zum Steuern der Erhöhung und Verminderung der Reaktionskraft, mit der das Lenkbetätigungsmittel (2) zu beaufschlagen ist, auf der Basis des Reaktionskraftinstruktionssignals;

einem Motor (3), der das Lenkbetätigungsrnittel (2) mit der Reaktionskraft beaufschlagt, die in Übereinstimmung mit dem Reaktionskraftsteuermittel erhöht oder vermindert ist;

dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin aufweist:

Mittel (7a) zum Detektieren eines Überlastungszustandes des Motors (3); und

Mittel (7), zum Informieren der Reaktionskraftinstruktionsmittel (4) über den Überlastungszustand, wenn der Überlastungszustand detektiert ist,

und daß die Reaktionskraftinstruktionsmittel (4) das Reaktionskraftinstruktionssignal korrigieren, indem sie es in einem vorbestimmten Verhältnis verringern, wenn sie die Information über den Überlastungszustand empfangen.

2. Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, weiterhin mit:

einer Lenkmechanismus-Steuereinheit (8), die durch das Lenkwinkelsteuermittel (4) gesteuert wird; und

einem Lenkmechanismus (1) zum Ändern der Richtung der Räder, wobei der Lenkmechanismus durch die Lenkmechanismus-Steuereinheit (8) gesteuert ist, und aufweist:

- eine Lenkwelle (11), die sich in Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, und die in der Wellenlängsrichtung gleitet;

- Anlenkarme (12) zum jeweiligen Stützen der Räder (10);

- Verbindungsstangen (13) zum Verbinden der beiden Enden der Lenkwelle (11) mit den jeweiligen Anlenkarmen (12);

- einen Lenkmotor (5), der in der Mitte der Lenkwelle (11) koaxial zu dieser vorgesehen ist und der durch die Lenkmechanismus-Steuereinheit (8) angetrieben wird; und

- einem Bewegungsumwandlungsmechanismus zum Umwandeln der Rotation des Lenkmotors (5) in die Gleitbewegung der Lenkwelle (11).

3. Lenkeinrichtung für das Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei das Reaktionskraftinstruktionsmittel (4) eine Tabelle hat, in welcher die Beziehung zwischen dem Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment und dem Lenkwinkel in einem Normalzustand gespeichert ist, und eine Tabelle, in welcher die Beziehung zwischen dem Reaktionskraftinstruktionsdrehmoment und dem Lenkwinkel in einem Überlastungsschutzzustand ge-speichert ist, wobei das Reaktionskraftinstruktionsmittel das Reaktionskraftinstruktionssignal zum Überlastungszeitpunkt unter Verwendung der letzteren Tabelle korrigiert.

4. Lenkeinrichtung für das Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei das Reaktionskraftinstruktionsmittel (4) eine Tabelle hat, in welcher die Beziehung zwischen dem Reaktionskraftdrehmoment und dem Lenkwinkel in einem Normalzustand ge-speichert ist, und das Reaktionskraftinstruktionssignal in einem Überlastungszutand korrigiert, indem der Wert aus der Tabelle in einem vorbestimmten Verhältnis verringert wird.