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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Lenksteuervorrichtung und ein Verfahren sowie ein Lenksteuersystem, und insbesondere eine Lenksteuervorrichtung und ein Verfahren sowie ein Lenksteuersystem zum Synchronisieren der Positionen eines Lenkrads und der Zahnstange nach dem Einschalten der Zündung eines Fahrzeugs und zum Anzeigen von Informationen über die Position des Lenkrads entsprechend der Position der Zahnstange auf dem Lenkrad.
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Stand der Technik
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Das Steer-by-Wire-System (SBW) bezieht sich auf eine Vorrichtung, die ein Signal erzeugt, indem sie die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer anstelle einer mechanischen Struktur, die das Lenkrad mit dem Rad verbindet, erfasst, und die die Lenkung des Rades mithilfe des entsprechenden Signals steuert.
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Bei einer herkömmlichen elektrischen Servolenkung sind ein Lenkrad, eine Lenksäule, eine Zwischenwelle (IMS) für ein Lenksystem, eine Zahnstange und ein Rad mechanisch miteinander verbunden, so dass der Neutralpunkt des Rads oder der Zahnstange und der Neutralpunkt des Lenkrads immer feststehen. Das heißt, da das Rad oder die Zahnstange und das Lenkrad physisch miteinander verbunden sind, sind sie immer synchronisiert.
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Andererseits ist beim SBW-System ein Eingabemechanismus, zu dem das Lenkrad und die Lenksäule gehören, nicht physisch mit einem Ausgabemechanismus verbunden, zu dem das Rad und die Zahnstange gehören, und das SBW-System wird auf der Grundlage des von der elektronischen Steuervorrichtung erzeugten Signals gesteuert, so dass es nach dem Ausschalten der Zündung des Fahrzeugs zu einer Änderung der Position des Lenkrads oder der Zahnstangenposition durch eine externe Kraft kommen kann. Bei dem herkömmlichen SBW-System erkennt der Fahrer des Fahrzeugs eine solche Positionsänderung jedoch nicht, so dass die Lenkung entsprechend der Positionsänderung nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden kann.
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Offenbarung
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Technische Aufgabe
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Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung und ein Verfahren sowie ein System zur Synchronisierung des Fahrzeugrads oder der Zahnstange mit dem Lenkrad nach dem Einschalten der Zündung eines Fahrzeugs und zur Anzeige der Position des Lenkrads entsprechend der tatsächlichen Zahnstangenposition auf dem Lenkrad beim Einschalten der Zündung vor.
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Technische Lösung
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht die vorliegende Offenbarung eine Lenksteuervorrichtung vor, die eine Zahnstangenposition-Erfassungseinheit zum Erfassen einer Zahnstangenposition einer Ausgabevorrichtung nach dem Einschalten der Zündung eines Fahrzeugs, eine Lenkraddrehwinkel-Bestimmungseinheit zum Bestimmen eines Drehwinkels eines Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition, eine Lenkradanzeigeeinheit zum Anzeigen einer Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads und eine Lenkreaktionskraft-Vorgabeeinheit zum Liefern einer Lenkreaktionskraft in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Lenkrads umfasst.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht die vorliegende Offenbarung ein Lenksteuerverfahren vor, das das Erfassen einer Zahnstangenposition einer Ausgabevorrichtung nach dem Einschalten der Zündung eines Fahrzeugs, das Bestimmen eines Drehwinkels eines Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition, das Anzeigen einer Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads und das Liefern einer Lenkreaktionskraft entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads umfasst.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht die vorliegende Offenbarung ein Lenksteuersystem vor, das eine Ausgabevorrichtung zum Erfassen einer Zahnstangenposition nach dem Einschalten der Zündung eines Fahrzeugs, eine elektronische Steuereinheit zum Bestimmen eines Drehwinkels eines Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition und eine Eingabevorrichtung zum Anzeigen einer Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads auf dem Lenkrad und zum Liefern einer Lenkreaktionskraft entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads umfasst.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden nach dem Einschalten der Zündung eines Fahrzeugs die Fahrzeugräder oder die Zahnstange mit dem Lenkrad synchronisiert, und wenn die Zündung eingeschaltet wird, wird die Lenkradposition, die der aktuellen Zahnstangenposition entspricht, auf dem Lenkrad angezeigt. Dementsprechend kann der Fahrer des Fahrzeugs die Position des Lenkrads oder des Fahrzeugrads genau erkennen und so eine stabile Lenkung durchführen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 2 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer Lenksteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 3 ist eine Darstellung, die einen Fall zeigt, in dem eine Zahnstangenposition und eine Position eines Lenkrads in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung synchronisiert sind.
- 4 ist eine Darstellung, die einen Fall zeigt, in dem eine Zahnstangenposition durch eine äußere Kraft in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung geändert wird.
- 5 ist eine Darstellung, die einen Fall zeigt, in dem das Lenkrad durch eine externe Kraft in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung gedreht wird.
- 6 ist eine Darstellung, die ein Verfahren veranschaulicht, bei dem die Lenksteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eine Zahnstangenposition und eine Position eines Lenkrads synchronisiert.
- 7 und 8 sind Darstellungen, die Farben zeigen, die angezeigt werden, wenn ein Drehwinkel des Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, eine Umdrehung des Lenkrads in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung nicht überschreitet.
- 9 und 10 sind Darstellungen, die Farben zeigen, die angezeigt werden, wenn ein Drehwinkel des Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, eine Umdrehung oder mehr des Lenkrads in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beträgt.
- 11 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Anzeige einer Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad, wenn die Zahnstange an der Zahnstangenschwelle einer Seite positioniert ist und das Lenkrad in die Richtung gedreht wird, so dass die Zahnstangenposition die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreiten würde.
- 12 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Position eines Lenkrads und dem Strom des Lenkmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
- 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Lenksteuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 14 ist ein Flussdiagramm, das ein Lenksteuerverfahren gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Art und Weise der Offenbarung
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In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, in denen zur Veranschaulichung bestimmte Beispiele oder Ausführungsbeispiele, die implementiert werden können, dargestellt sind und in denen die gleichen Bezugszahlen und -zeichen verwendet sein können, um gleiche oder ähnliche Komponenten zu bezeichnen, auch wenn diese in voneinander verschiedenen begleitenden Zeichnungen gezeigt sind. Ferner sind in der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung detaillierte Beschreibungen hierin enthaltener bekannter Funktionen und Komponenten weggelassen, wenn befunden wird, dass die Beschreibung den Gegenstand bei manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung möglicherweise eher verunklart.
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Ausdrücke wie „erste“, „zweite“, „A“, „B“, „(A)“ oder „(B)“ können hierin verwendet werden, um Elemente der Offenbarung zu beschreiben. Jeder dieser Begriffe wird nicht verwendet, um das Wesen, die Ordnung, die Reihenfolge oder die Anzahl der Elemente usw. zu definieren, sondern dient lediglich dazu, das entsprechende Element von anderen Elementen zu unterscheiden. Wenn beschrieben wird, dass ein Element mit einem anderen Element „verbunden“, „gekoppelt“ oder „verknüpft“ ist, kann das Element direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein, es sollte jedoch verstanden werden, dass ein anderes Element zwischen dem Element und dem anderen Element „verbunden“, „gekoppelt“ oder „verknüpft“ sein kann.
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Ein Fahrzeug im Sinne der vorliegenden Spezifikation kann ein Konzept sein, das ein Automobil, ein Motorrad oder ähnliches umfasst. Darüber hinaus kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Konzept handeln, das sowohl ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor mit einem Motor als Leistungsquelle, ein Hybridfahrzeug mit einem Motor und einem Elektromotor als Leistungsquelle als auch ein Elektrofahrzeug mit einem Elektromotor als Leistungsquelle umfasst. Nachfolgend wird das Fahrzeug hauptsächlich in Bezug auf das Automobil beschrieben.
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1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Lenkvorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann ein Steer-by-Wire-System (SBW) umfassen. Nachfolgend wird die Lenkvorrichtung der vorliegenden Offenbarung auf der Grundlage des SBW-Systems beschrieben.
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Bezug nehmend auf 1 enthält eine Lenkvorrichtung 100 der vorliegenden Offenbarung eine Eingabevorrichtung 110 zum Empfangen eines Lenksteuersignals für das Fahrzeug vom Fahrer des Fahrzeugs und eine Ausgabevorrichtung 120 zum Steuern der Räder des Fahrzeugs entsprechend dem von der Eingabevorrichtung 110 eingegebenen Lenksteuersignal. Insbesondere kann die Eingabevorrichtung 110, d. h. eine Lenksäuleneinheit, ein Lenkrad, eine Lenkwelle, einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels des Lenkrads, einen Drehmomentsensor zum Erfassen eines Drehmoments der Lenkwelle für das Lenkrad, einen Reaktionskraftmotor, der ein Reaktionsdrehmoment entsprechend der Drehung des Lenkrads liefert, usw. umfassen. Die Ausgabevorrichtung 120 kann ein Rad, eine Zahnstange, einen Lenkausgabesensor, der in der Lage ist, den Drehwinkel des Rades zu erfassen, einen Lenkmotor zur Erzeugung einer Unterstützungskraft zum Lenken des Rades, einen Lenkmotor-Positionssensor zum Erfassen der Position der Drehwelle des Lenkmotors, einen Zahnstangen-Positionssensor zum Erfassen der Position einer Zahnstange und ähnliches umfassen.
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Wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, werden der Betrag der Drehung des Lenkrads und ein Drehmoment eines Torsionsstabs, die vom Lenkwinkelsensor und vom Drehmomentsensor erfasst werden, an eine elektronische Steuereinheit (ECU) übertragen, und die elektronische Steuereinheit erzeugt einen Strom für die Lenksteuerung des Rades und liefert ihn an den Lenkmotor, um das Rad zu lenken.
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Außerdem wird beim Steer-by-Wire-System bei Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer mit Hilfe eines Reaktionskraftmotors eine Kraft in entgegengesetzter Richtung zum Lenkrad erzeugt, um dem Fahrer ein entsprechendes Lenkgefühl zu vermitteln.
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2 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer Lenksteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Bezugnehmend auf 2 umfasst die Lenksteuervorrichtung 200 der vorliegenden Offenbarung eine Zahnstangenposition-Erfassungseinheit 210 zum Erfassen einer Zahnstangenposition einer Ausgabevorrichtung, nachdem eine Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet wurde, eine Lenkraddrehwinkel-Bestimmungseinheit 220 zum Bestimmen eines Drehwinkels des Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition, eine Lenkradanzeigeeinheit 230 zum Anzeigen einer Mittelstellung des Lenkrads gemäß dem Drehwinkel des Lenkrads auf dem Lenkrad und eine Lenkreaktionskraft-Vorgabeeinheit 240 zum Liefern einer Lenkreaktionskraft gemäß dem Drehwinkel des Lenkrads.
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Die Zahnstangenposition-Erfassungseinheit 210 der vorliegenden Offenbarung erfasst die Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung, nachdem die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet wurde. Die Zahnstangenposition-Erfassungseinheit 210 kann Informationen über die Zahnstangenposition mithilfe eines Zahnstangen-Positionssensors erfassen, um die Position der Zahnstange in der Ausgabevorrichtung zu ermitteln. Die Lenkraddrehwinkel-Bestimmungseinheit 220 bestimmt den Drehwinkel des Lenkrads entsprechend der von der Zahnstangenposition-Erfassungseinheit 210 erfassten Zahnstangenposition.
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Im Allgemeinen werden die Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung und die Position des Lenkrads der Eingabevorrichtung synchronisiert, wie in 3 dargestellt. 3 ist eine Darstellung, die einen Fall zeigt, in dem die Zahnstangenposition und die Position des Lenkrads in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung synchronisiert sind. Befindet sich das Fahrzeug bei ausgeschalteter Zündung im Leerlauf, bleiben die Zahnstange und das Lenkrad auch nach dem Einschalten der Zündung synchronisiert, sofern keine äußere Kraft auf die Fahrzeugräder oder das Lenkrad einwirkt. Das heißt, wie in 3 gezeigt, in dem Fall, dass die Zahnstangenposition 310 in der Mitte der Zahnstange liegt, nachdem die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet ist, ist die Mittelstellung 320 des Lenkrads die Position A, die die Aufwärtsrichtung anzeigt. Hier bezeichnet die Mittelstellung des Lenkrads einen Punkt, der sich in der Position A über dem Lenkrad befindet, wenn sich das Lenkrad in einer neutralen Stellung befindet.
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Wenn jedoch eine äußere Kraft auf die Räder des Fahrzeugs in einem Zustand ausgeübt wird, in dem die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, sind die Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung und die Position des Lenkrads der Eingabevorrichtung nicht synchronisiert, wie in 4 gezeigt. 4 ist eine Darstellung, die einen Fall zeigt, in dem die Zahnstangenposition durch eine äußere Kraft in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung geändert wird. Insbesondere ist, wenn eine äußere Kraft auf die Räder in einem Zustand, in dem die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, aufgebracht wird, die Mittelstellung des Lenkrads die Position A, die nach oben zeigt, ähnlich wie wenn die Zündung ausgeschaltet ist, jedoch ist die Zahnstangenposition durch die Richtung der auf das Rad aufgebrachten äußeren Kraft geändert.
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Wenn eine äußere Kraft auf das Lenkrad des Fahrzeugs in einem Zustand ausgeübt wird, in dem die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, sind die Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung und die Position des Lenkrads der Eingabevorrichtung nicht synchronisiert, wie in 5 gezeigt. 5 ist eine Darstellung, die einen Fall zeigt, in dem das Lenkrad durch eine externe Kraft in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung gedreht wird. Insbesondere ist, wenn eine äußere Kraft auf das Lenkrad in einem Zustand, in dem die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, aufgebracht wird, die Zahnstangenposition an der Position „a“, die die Mitte der Zahnstange ist, ähnlich wie wenn die Zündung ausgeschaltet ist, jedoch ist die Position des Lenkrads durch die Richtung der auf das Rad aufgebrachten äußeren Kraft verändert.
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Dementsprechend erfasst die Zahnstangenposition-Erfassungseinheit 210 der vorliegenden Offenbarung die Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung, nachdem die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet wurde, und die Lenkraddrehwinkel-Bestimmungseinheit 220 bestimmt einen Drehwinkel des Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, zur Synchronisation mit der von der Zahnstangenposition-Erfassungseinheit 210 erfassten Zahnstangenposition.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Lenkraddrehwinkel-Bestimmungseinheit 220 den Drehwinkel des Lenkrads basierend auf der Zahnstangenposition, einer Zahnstangenschwelle einer Seite und einer Lenkradschwelle einer Seite bestimmen. Die Zahnstangenschwelle einer Seite bedeutet hier den maximalen Wert, zu dem sich die Position der Zahnstange in einer bestimmten Richtung von der mittleren Position der Zahnstange aus bewegen kann. Die Lenkradschwelle einer Seite ist der maximale Wert, zu dem sich die Mittelstellung des Lenkrads in einer bestimmten Richtung von der Mittelstellung des Bereichs, in dem sich das Lenkrad drehen kann, bewegen kann. Das heißt, die Zahnstangenschwelle einer Seite und die Lenkradschwelle einer Seite geben einen Bereich an, der aus der Neutralstellung in eine bestimmte Richtung bewegt werden kann, und können im SBW-System konstruktiv festgelegt werden. Die Neutralstellung bezeichnet eine Position, in der die Zahnstange oder das Lenkrad in keine Richtung vorbelastet ist.
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Die Lenkraddrehwinkel-Bestimmungseinheit 220 kann den Drehwinkel des Lenkrads entsprechend der erfassten Zahnstangenposition bestimmen, indem sie die erfasste Zahnstangenposition, die Zahnstangenschwelle einer Seite und die Lenkradschwelle einer Seite verwendet. Insbesondere kann die Lenkraddrehwinkel-Bestimmungseinheit 220 den Drehwinkel des Lenkrads, d.h. die Position des Lenkrads, unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmen.
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Die Lenkradanzeigeeinheit 230 der vorliegenden Offenbarung zeigt die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads auf dem Lenkrad an. Das heißt, die Lenkradanzeigeeinheit 230 kann die Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad unter Berücksichtigung der Position des Lenkrads entsprechend der erfassten Zahnstangenposition anzeigen.
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6 ist eine Darstellung, die ein Verfahren veranschaulicht, bei dem die Lenksteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eine Zahnstangenposition und eine Position eines Lenkrads synchronisiert. Bezugnehmend auf 6 sind die Räder 340 zur Vorderseite des Fahrzeugs hin ausgerichtet, und dementsprechend ist die vom Zahnstangen-Positionssensor 310 erfasste Zahnstangenposition 330 auch die Mitte der Zahnstange 330. Da das Lenkrad 350 nicht gedreht ist und mit der Zahnstangenposition synchronisiert ist, wird an der Position A über dem Lenkrad eine Anzeige 320 eingeblendet, die die Mittelstellung des Lenkrads angibt. Die Anzeige 320 kann hier eine lichtemittierende Vorrichtung sein, die die Mittelstellung des Lenkrads anzeigt. Eine lichtemittierende Vorrichtung ist entlang des Lenkrads 350 angebracht, und eine bestimmte Position der lichtemittierenden Vorrichtung kann Licht an einer Position ausstrahlen, die der Mittelstellung des Lenkrads entspricht. Die lichtemittierende Vorrichtung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich entlang des Lenkrads angebracht werden.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads durch Blinken am Lenkrad angezeigt werden, nachdem die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet wurde. In einer anderen Ausführungsbeispiel kann die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads für ein vorbestimmtes Zeitintervall nach Einschalten der Zündung des Fahrzeugs angezeigt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 die Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad in einer von mehreren verschiedenen Farben entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads anzeigen.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 einen Drehwinkelbereich bestimmen, zu dem der Drehwinkel des Lenkrads unter N Drehwinkelbereichen gehört, und kann die Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad in einer Farbe des Drehwinkelbereichs anzeigen, zu dem der Drehwinkel des Lenkrads gehört. Wenn beispielsweise der Drehwinkelbereich des Lenkrads in Einheiten von einer Lenkradumdrehung klassifiziert ist und der Drehwinkel des Lenkrads eine Umdrehung des Lenkrads in der rechten Richtung nicht überschreitet, kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 die Mittelstellung des Lenkrads in blauer Farbe anzeigen. Wenn als ein anderes Beispiel der Drehwinkel des Lenkrads eine oder mehrere Umdrehungen in die rechte Richtung beträgt, kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 die Mittelstellung des Lenkrads in gelber Farbe anzeigen.
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7 und 8 sind Darstellungen, die Farben zeigen, die angezeigt werden, wenn ein Drehwinkel des Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, eine Umdrehung des Lenkrads in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung nicht überschreitet.
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Bezugnehmend auf 7, zeigt in dem Fall, dass die Richtung des Rades in Richtung der linken Seite des Fahrzeugs abgelenkt wird, d.h. wenn die Zahnstangenposition 310 der Ausgabevorrichtung von der Mitte der Zahnstange in die rechte Position c bewegt wird, die Richtung des Drehwinkels des Lenkrads, die der Zahnstangenposition entspricht, die linke Seite in der vertikalen Richtung des Lenkrads an, und der Drehwinkel des Lenkrads wird entsprechend dem Grad bestimmt, in dem die Zahnstangenposition von der Mitte der Zahnstange bewegt wird. In 7 ist die Mittelstellung 320 des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads die Position C, und eine Anzeige, die die Mittelstellung des Lenkrads angibt, wird an der Position C angezeigt. Da außerdem der Drehwinkel des Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, eine Umdrehung des Lenkrads nicht überschreitet, kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 die Mittelstellung des Lenkrads an der Position C in einer Farbe anzeigen, die einen Drehwinkelbereich angibt, zu dem der Drehwinkel des Lenkrads gehört, zum Beispiel in grüner Farbe.
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Bezugnehmend auf 8, zeigt in dem Fall, dass die Richtung des Rades in Richtung der rechten Seite des Fahrzeugs abgelenkt wird, d.h. wenn die Zahnstangenposition 310 der Ausgabevorrichtung in die Position d bewegt wird, die links von der Mitte der Zahnstange liegt, zeigt die Richtung des Drehwinkels des Lenkrads, die der Zahnstangenposition entspricht, die rechte Seite in der vertikalen Richtung des Lenkrads an, und der Drehwinkel des Lenkrads wird entsprechend dem Grad bestimmt, in dem die Zahnstangenposition von der Mitte der Zahnstange bewegt wird. In 8 ist die Mittelstellung 320 des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads die Position D, und eine Anzeige, die die Mittelstellung des Lenkrads angibt, wird an der Position D angezeigt. Da außerdem der Drehwinkel des Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, eine Umdrehung des Lenkrads nicht überschreitet, kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 die Mittelstellung des Lenkrads an der Position D in einer Farbe anzeigen, die einen Drehwinkelbereich angibt, zu dem der Drehwinkel des Lenkrads gehört, zum Beispiel in blauer Farbe.
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9 und 10 sind Darstellungen, die Farben zeigen, die angezeigt werden, wenn ein Drehwinkel des Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, eine Umdrehung oder mehr des Lenkrads in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beträgt.
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Bezugnehmend auf 9, gibt in dem Fall, dass die Richtung des Rades stark in Richtung der linken Seite des Fahrzeugs abgelenkt wird, d.h. in dem Fall, dass die Zahnstangenposition 310 der Ausgabevorrichtung von der Mitte der Zahnstange zu der Position e, die die rechte Seite ist, bewegt wird, die Richtung des Drehwinkels des Lenkrads, die der Zahnstangenposition entspricht, die linke Seite in der vertikalen Richtung des Lenkrads an, und der Drehwinkel des Lenkrads wird entsprechend dem Grad bestimmt, um den die Zahnstangenposition von der Mitte der Zahnstange bewegt wird. In 9 ist die Mittelstellung 320 des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads die Position E, aber da der Drehwinkel des Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, eine Umdrehung oder mehr des Lenkrads ist, kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 zur Unterscheidung des Drehwinkels des Lenkrads in dem in 9 gezeigten Zustand und des Drehwinkels des Lenkrads in 7 die Mittelstellung des Lenkrads von 9 in einer Farbe anzeigen, die sich von der Farbe unterscheidet, die die Mittelstellung des Lenkrads in 7 anzeigt. Die Lenkradanzeigeeinheit 230 kann beispielsweise die Mittelstellung des Lenkrads in Position E in rosa Farbe anzeigen.
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Bezugnehmend auf 10, gibt in dem Fall, dass die Richtung des Rades stark in Richtung der rechten Seite des Fahrzeugs abgelenkt wird, d.h. in dem Fall, dass die Zahnstangenposition 310 der Ausgabevorrichtung von der Mitte der Zahnstange zu der Position f, die die linke Seite ist, bewegt wird, die Richtung des Drehwinkels des Lenkrads, die der Zahnstangenposition entspricht, die rechte Seite in der vertikalen Richtung des Lenkrads an, und der Drehwinkel des Lenkrads wird entsprechend dem Grad bestimmt, um den die Zahnstangenposition von der Mitte der Zahnstange bewegt wird. In 10 ist die Mittelstellung 320 des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads die Position F, aber da der Drehwinkel des Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, eine Umdrehung oder mehr des Lenkrads ist, kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 zur Unterscheidung des Drehwinkels des Lenkrads in dem in 10 gezeigten Zustand und des Drehwinkels des Lenkrads in 8 die Mittelstellung des Lenkrads von 10 in einer Farbe anzeigen, die sich von der Farbe unterscheidet, die die Mittelstellung des Lenkrads in 8 anzeigt. Die Lenkradanzeigeeinheit 230 kann beispielsweise die Mittelstellung des Lenkrads in Position F in rosa Farbe anzeigen.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 die Anzeigeposition von der Mittelstellung des Lenkrads in die neutrale Position bzw. Neutralstellung verschieben, so dass die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads in die Neutralstellung zurückkehren kann. Wenn sich die Lenkung des Fahrzeugs nach dem Einschalten der Zündung nicht in der neutralen Position befindet, kann der Fahrer einen Unterschied in der Lenkung spüren und die Fahrstabilität des Fahrzeugs kann beeinträchtigt sein. Daher ist es erforderlich, die der Zahnstangenposition entsprechende Position des Lenkrads wieder in die Neutralstellung zu bringen. Dementsprechend kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition auf dem Lenkrad anzeigen, wenn die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet wird, und wenn sich die Mittelstellung des Lenkrads nicht in der neutralen Position befindet, kann die Lenkradanzeigeeinheit das auf dem Lenkrad angezeigte lichtemittierende Teil von der Mittelstellung des Lenkrads in die neutrale Position bewegen, damit der Fahrer des Fahrzeugs den Lenkzustand des Fahrzeugs in den neutralen Zustand zurückbringt.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Lenksteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung ferner eine Signalausgabeeinheit (nicht dargestellt) enthalten, um ein Signal auszugeben, das anzeigt, dass die Mittelstellung des Lenkrads nicht der Neutralstellung entspricht, wenn die Mittelstellung des Lenkrads gemäß dem Drehwinkel des Lenkrads nicht der Neutralstellung entspricht. Hier kann die Signalausgabeeinheit eine Vibrationsmeldung des Lenkrads, eine Tonmeldung und eine Beleuchtungsmeldung umfassen, die auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs angezeigt werden, mit Ausnahme der Anzeige der Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Lenksteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung ferner eine Lenkraddrehung-Steuereinheit (nicht dargestellt) zum Drehen des Lenkrads enthalten, so dass sich die Mittelstellung des Lenkrads in eine neutrale Position bewegt, wenn die Mittelstellung des Lenkrads gemäß dem Drehwinkel des Lenkrads nicht der neutralen Position entspricht. Die Lenkraddrehung-Steuereinheit kann das Lenkrad so steuern, dass es automatisch gedreht wird, ohne dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad manuell dreht, so dass die Lenkrichtung des Fahrzeugs in den neutralen Zustand übergeht.
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In einer anderen Ausführungsbeispiel kann die Lenkraddrehung-Steuereinheit, wenn die der Zahnstangenposition entsprechende Position des Lenkrads nicht mit der physischen Mittelstellung des Lenkrads übereinstimmt, die Rückmeldung an die Ausgabevorrichtung für die Drehung des Lenkrads stoppen und das Lenkrad so drehen, dass die physische Mittelstellung des Lenkrads mit der der Zahnstangenposition entsprechenden Position des Lenkrads übereinstimmt. Die physische Mittelstellung des Lenkrads bezieht sich dabei auf eine Position in einem Zustand, in dem die Zahnstangenposition und die Position des Lenkrads bei der Konstruktion des Fahrzeugs synchronisiert sind.
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Die Lenkreaktionskraft-Vorgabeeinheit 240 der vorliegenden Offenbarung liefert eine Lenkreaktionskraft in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Lenkrads. Das heißt, die Lenkreaktionskraft-Vorgabeeinheit 240 kann die Lenkreaktionskraft liefern, indem sie einen Motorstrom entsprechend der Mittelstellung des Lenkrads bestimmt und den entsprechenden Motorstrom an einen Reaktionskraftmotor liefert.
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11 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Anzeige einer Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad, wenn die Zahnstange an der Zahnstangenschwelle einer Seite positioniert ist und das Lenkrad in die Richtung gedreht wird, so dass die Zahnstangenposition die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreiten würde.
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Bezugnehmend auf 11 kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 in dem Fall, dass die Zahnstangenposition 310 bei g liegt, was der Zahnstangenschwelle einer Seite entspricht, und das Lenkrad in eine Richtung gedreht wird, in der die Zahnstangenposition die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, eine Farbe anzeigen, die sich von einer Mehrzahl verschiedener Farben auf dem Lenkrad unterscheidet.
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In 11 ist ein Fall dargestellt, in dem die Richtung des Rades stark zur rechten Seite des Fahrzeugs abgelenkt ist, und in diesem Fall kann die Zahnstangenposition 310 die Zahnstangenschwelle g einer Seite erreichen. Dementsprechend kann die Mittelstellung des Lenkrads in der Position G angezeigt werden, die der Zahnstangenschwelle einer Seite entspricht. Wenn das Lenkrad durch eine äußere Kraft, wie eine Betätigung des Fahrers, in eine Richtung gedreht wird, die die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 an der Position G eine Farbe anzeigen, die sich von der Mehrzahl der verschiedenen Farben des Lenkrads unterscheidet. Außerdem bewegt sich das G, das die Mittelstellung des Rades anzeigt, nicht als Reaktion auf die Drehung des Lenkrads, sondern kann in einer Position gehalten werden, die der Zahnstangenschwelle einer Seite entspricht.
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Obwohl die Zahnstangenposition 310 die Zahnstangenschwelle einer Seite erreicht, hat die Zahnstangenposition 310, wenn das Lenkrad durch eine äußere Kraft in eine Richtung gedreht wird, die der Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, bereits die Zahnstangenschwelle einer Seite erreicht und kann sich nicht weiter bewegen. Da außerdem in 12, die später beschrieben wird, der Motorstrom bei der Bewegung des Lenkrads weg von neutral ansteigt, kann es zu Leistungsverlusten oder zu einer Beschädigung der Zahnstange oder des Motors aufgrund der kontinuierlichen Aufbringung des Motorstroms kommen.
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Um einen Leistungsverlust und eine Beschädigung der Zahnstange oder des Motors zu verhindern, wenn die Zahnstangenposition 310 an der Zahnstangenschwelle einer Seite liegt und das Lenkrad in eine Richtung gedreht wird, die die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, blockiert die Lenksteuervorrichtung 200 daher die Zufuhr von der Drehung des Lenkrads entsprechendem Motorstrom und die Lenkradanzeigeeinheit 230 kann an der in 1 gezeigten Position G in einer Farbe angezeigt werden, die sich von der Mehrzahl der verschiedenen Farben auf dem Lenkrad unterscheidet. Die Lenkradanzeigeeinheit 230 kann zum Beispiel die Mittelstellung des Lenkrads in Position G in roter Farbe anzeigen. Darüber hinaus kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 die Farbe sowie eine Dicke oder Größe bei der Anzeige der Mittelstellung des Lenkrads steuern und blinkend anzeigen. Wenn beispielsweise das Lenkrad in eine Richtung gedreht wird, die die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, kann die Lenkradanzeigeeinheit 230 eine größere Abmessung anzeigen als beim Einstellen der Position der Zahnstange oder sie kann zu jeder vorgegebenen Zeit blinken. Außerdem kann der Drehwinkel des Lenkrads aus den oben genannten Gründen so bestimmt werden, dass er kleiner oder gleich dem Drehwinkel des Lenkrads ist, der der Zahnstangenschwelle einer Seite entspricht.
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12 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Position eines Lenkrads und dem Strom des Lenkmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Bezugnehmend auf 12 wenn sich das Lenkrad in der Neutralstellung befindet, ist der Wert des Motorstroms am kleinsten. Wenn weiterhin sich das Lenkrad in die linke oder rechte Richtung dreht, erhöht sich der Wert des Motorstroms. Das heißt, die nach dem Motorstromwert ermittelte Lenkreaktionskraft wird nach der Position des Lenkrads bestimmt, und wenn die Position des Lenkrads in eine bestimmte Richtung ausgelenkt wird, erhöht sich die Lenkreaktionskraft.
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Die Lenkreaktionskraft-Vorgabeeinheit 240 der vorliegenden Offenbarung kann den Motorstromwert auf der Grundlage der Position des Lenkrads bestimmen, die entsprechend der nach dem Einschalten der Zündung des Fahrzeugs erfassten Zahnstangenposition ermittelt wird, und kann die Lenkreaktionskraft durch Steuern des Lenkmotors unter Verwendung des entsprechenden Motorstromwerts liefern.
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Die Lenksteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann nach dem Einschalten der Zündung des Fahrzeugs die Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung erfassen, den Drehwinkel des Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition bestimmen, die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads am Lenkrad anzeigen und die Lenkreaktionskraft entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads liefern. Dementsprechend ist es möglich, die Positionen der Zahnstange und des Lenkrads zu synchronisieren, selbst wenn die Zahnstangenposition oder die Position des Lenkrads durch eine äußere Kraft in einem Zustand verändert wird, in dem die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist. Da außerdem Informationen über die Mittelstellung des Lenkrads, die entsprechend der Zahnstangenposition geändert wird, auf dem Lenkrad angezeigt werden, kann der Fahrer eines Fahrzeugs, das die Lenksteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung enthält, die Lenkung wirksam steuern.
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In einem Ausführungsbeispiel kann, wenn die Zahnstangenposition an der Zahnstangenschwelle einer Seite liegt und das Lenkrad durch eine äußere Kraft in eine Richtung gedreht wird, die die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, die Lenkreaktionskraft-Vorgabeeinheit 240 die Lenkreaktionskraft liefern, die dem Drehwinkel des Lenkrads entspricht.
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Insbesondere für den Fall, dass das Rad durch eine äußere Kraft weitgehend nach links oder rechts ausgelenkt wird, so dass sich die Zahnstangenposition an der Zahnstangenschwelle einer Seite befindet, und sich das Lenkrad in eine Richtung dreht, in der die Zahnstangenposition die Zahnstangenschwelle einer Seite durch die äußere Kraft überschreitet, kann die Lenksteuervorrichtung 200 das Anlegen des Motorstroms entsprechend der Drehung des Lenkrads, die die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, blockieren. Aus diesem Grund kann die Lenkreaktionskraft-Vorgabeeinheit 240 die Lenkreaktionskraft liefern, die dem Schwellenwert für die einseitige Zahnstange entspricht, wenn sich das Lenkrad in eine Richtung dreht, die die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, und nicht eine Lenkreaktionskraft, die größer ist als die der Zahnstangenschwelle einer Seite entsprechende Lenkreaktionskraft. Darüber hinaus kann die Lenkreaktionskraft-Vorgabeeinheit 240 ein Vibrationsmodul (nicht dargestellt) enthalten, das in der Lage ist, das Lenkrad in Schwingungen zu versetzen, und das, wenn das Lenkrad in eine Richtung gedreht wird, die die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, das Lenkrad in Schwingungen versetzen kann, während eine Lenkreaktionskraft geliefert wird, die der Zahnstangenschwelle einer Seite entspricht.
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Wie oben beschrieben, stellt die Lenksteuervorrichtung 200 keine übermäßige Lenkreaktionskraft bereit, wenn sich die Position der Zahnstange an der Zahnstangenschwelle einer Seite befindet und das Lenkrad so gedreht wird, dass die Zahnstange die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, so dass es möglich ist, den Energieverbrauch zu vermeiden, und es ist möglich, das Erreichen der Steuergrenze des Lenkrads durch Vibration des Lenkrads zu melden.
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13 ist ein Flussdiagramm, das ein Lenksteuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Bezugnehmend auf 13 kann das Lenksteuerverfahren der vorliegenden Offenbarung einen Zahnstangenposition-Erfassungsschritt zum Erfassen der Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung nach dem Einschalten der Zündung des Fahrzeugs (S1310), einen Lenkraddrehwinkel-Bestimmungsschritt zum Bestimmen eines Drehwinkels des Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition (S1320), einen Lenkradanzeigeschritt zum Anzeigen der Mittelstellung des Lenkrads gemäß dem Drehwinkel des Lenkrads auf dem Lenkrad (S1330) und einen Lenkreaktionskraft-Vorgabeschritt zum Liefern einer Lenkreaktionskraft gemäß dem Drehwinkel des Lenkrads (S1340) umfassen.
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Bei dem Zahnstangenposition-Erfassungsschritt (S1310) der vorliegenden Offenbarung erfasst die Lenksteuervorrichtung die Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung, nachdem die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet wurde. Insbesondere kann die Lenksteuervorrichtung die Informationen über die Zahnstangenposition mit Hilfe eines Zahnstangen-Positionssensors erhalten, der die Position der Zahnstange der Ausgabevorrichtung erfasst. Die Lenksteuervorrichtung bestimmt einen Drehwinkel des Lenkrads, der der erfassten bzw. detektierten Zahnstangenposition entspricht.
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Bei dem Lenkraddrehwinkel-Bestimmungsschritt (S1320) der vorliegenden Offenbarung bestimmt die Lenksteuervorrichtung den Drehwinkel des Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition. In einem Ausführungsbeispiel kann die Lenksteuervorrichtung den Drehwinkel des Lenkrads auf der Grundlage der Zahnstangenposition, der Zahnstangenschwelle einer Seite und der Lenkradschwelle einer Seite bestimmen. Unter der Zahnstangenschwelle einer Seite ist hier der maximale Wert zu verstehen, bei dem sich die Zahnstangenposition in einer bestimmten Richtung von der mittleren Position der Zahlstange aus bewegen kann. Die Lenkradschwelle einer Seite ist der maximale Wert, zu dem sich die Mittelstellung des Lenkrads in einer bestimmten Richtung von der Mittelstellung des Bereichs, in dem sich das Lenkrad drehen kann, bewegen kann. Das heißt, der Zahnstangenschwelle einer Seite und die Lenkradschwelle einer Seite geben einen Bereich an, über den aus der Neutralstellung in eine bestimmte Richtung bewegt werden kann, und können im SBW-System konstruktiv festgelegt werden. Die Neutralstellung bezeichnet eine Position, in der die Zahnstange oder das Lenkrad in keine Richtung vorbelastet ist.
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Die Lenksteuervorrichtung kann den Drehwinkel des Lenkrads entsprechend der erfassten Zahnstangenposition bestimmen, indem es die erfasste Zahnstangenposition, die Zahnstangenschwelle einer Seite und die Lenkradschwelle einer Seite verwendet. Insbesondere kann die Lenkraddrehwinkel-Bestimmungseinheit 220 den Drehwinkel des Lenkrads, d.h. die Position des Lenkrads, unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmen.
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Im Lenkradanzeigeschritt (S1330) der vorliegenden Offenbarung kann die Lenksteuervorrichtung die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads auf dem Lenkrad anzeigen. Das heißt, die Lenksteuervorrichtung kann die Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad unter Berücksichtigung der Position des Lenkrads entsprechend der erfassten Zahnstangenposition anzeigen.
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Die Mittelstellung des Lenkrads kann durch eine Anzeige am Lenkrad angezeigt werden. Hier kann die Anzeiger eine lichtemittierende Vorrichtung sein, die die Mittelstellung des Lenkrads anzeigt. Eine lichtemittierende Vorrichtung ist entlang des Lenkrads angebracht, und eine bestimmte Position der lichtemittierenden Vorrichtung kann Licht an einer Position ausstrahlen, die der Mittelstellung des Lenkrads entspricht. Die lichtemittierende Vorrichtung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich entlang des Lenkrads angebracht werden.
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Zum Beispiel in dem Fall, dass die Richtung des Rades in Richtung der linken Seite des Fahrzeugs abgelenkt wird, das heißt, wenn die Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung von der Mitte der Zahnstange zur rechten Position bewegt wird, zeigt die Richtung des Drehwinkels des Lenkrads, die der Position der Zahnstange entspricht, die linke Seite in der vertikalen Richtung des Lenkrads an, und der Drehwinkel des Lenkrads hat einen Winkel, der von der vertikalen Achse nach links gedreht wird, entsprechend dem Grad, um den die Position der Zahnstange von der Mitte der Zahnstange bewegt wird. Der Drehwinkel des Lenkrads wird in Abhängigkeit von der Zahnstangenposition bestimmt, und die auf dem Lenkrad anzuzeigende Mittelstellung des Lenkrads wird in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Lenkrads bestimmt. Zusätzlich wird die ermittelte Mittelstellung des Lenkrades beispielsweise durch eine lichtemittierende Einheit am Lenkrad angezeigt.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads durch Blinken am Lenkrad angezeigt werden, nachdem die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet wurde. In einer anderen Ausführungsbeispiel kann die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads für ein vorbestimmtes Zeitintervall nach Einschalten der Zündung des Fahrzeugs angezeigt werden.
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14 ist ein Flussdiagramm, das den Lenkradanzeigeschritt (S1330) des Lenksteuerverfahrens gemäß einer anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Bei dem Lenksteuerverfahren gemäß der Ausführungsbeispiel von 14 der vorliegenden Offenbarung kann die Lenksteuervorrichtung einen Drehwinkelbereich bestimmen, zu dem der Lenkraddrehwinkel unter den N Drehwinkelbereichen gehört (S1410), und kann die Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad mit einer Farbe des Drehwinkelbereichs anzeigen, zu dem der Drehwinkel des Lenkrads gehört (S1420). Wenn beispielsweise der Drehwinkelbereich des Lenkrads in Einheiten von einer Lenkradumdrehung klassifiziert ist und der Drehwinkel des Lenkrads eine Lenkradumdrehung in die rechte Richtung nicht überschreitet, kann die Lenksteuervorrichtung die Mittelstellung des Lenkrads in blauer Farbe anzeigen. Wenn als ein anderes Beispiel der Drehwinkel des Lenkrads eine oder mehrere Umdrehungen in die rechte Richtung beträgt, kann die Lenksteuervorrichtung die Mittelstellung des Lenkrads in gelber Farbe anzeigen.
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In einem Ausführungsbeispiel, wenn die Zahnstangenposition an der Zahnstangenschwelle einer Seite liegt und das Lenkrad in eine Richtung gedreht wird, in der die Zahnstangenposition die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, kann die Lenksteuervorrichtung in einer Farbe anzeigen, die sich von einer Mehrzahl verschiedener Farben auf dem Lenkrad unterscheidet.
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In einem Fall, bei dem die Zahnstangenposition an der Zahnstangenschwelle einer Seite liegt, kann die Mittelstellung des Lenkrads an einer Position angezeigt werden, die der Zahnstangenschwelle einer Seite entspricht. Wenn sich das Lenkrad durch eine äußere Kraft, wie eine Betätigung des Fahrers, in eine Richtung dreht, die die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, kann die Lenksteuervorrichtung 200 in der Mittelstellung des Lenkrads eine Farbe anzeigen, die sich von einer Mehrzahl verschiedener Farben auf dem Lenkrad unterscheidet.
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Obwohl die Zahnstangenposition die Zahnstangenschwelle einer Seite erreicht, hat die Zahnstangenposition, wenn das Lenkrad durch eine äußere Kraft in eine Richtung gedreht wird, die der Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, bereits die Zahnstangenschwelle einer Seite erreicht und kann sich nicht weiter bewegen. Da außerdem der Motorstrom bei der Bewegung des Lenkrads weg von neutral ansteigt, kann es zu Leistungsverlusten oder zu einer Beschädigung der Zahnstange oder des Motors aufgrund der kontinuierlichen Aufbringung des Motorstroms kommen.
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Um einen Leistungsverlust und eine Beschädigung der Zahnstange oder des Motors zu verhindern, wenn die Zahnstangenposition an der Zahnstangenschwelle einer Seite liegt und das Lenkrad in eine Richtung gedreht wird, die die Zahnstangenschwelle einer Seite überschreitet, blockiert die Lenksteuervorrichtung 200 daher die Zufuhr von der Drehung des Lenkrads entsprechendem Motorstrom und kann an der Mittelstellung G des Lenkrades in einer Farbe angezeigt werden, die sich von der Mehrzahl der verschiedenen Farben auf dem Lenkrad unterscheidet. So kann die Lenksteuervorrichtung 200 beispielsweise die Mittelstellung des Lenkrads in roter Farbe anzeigen.
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Außerdem kann der Drehwinkel des Lenkrads aus den oben genannten Gründen so bestimmt werden, dass er kleiner oder gleich dem Drehwinkel des Lenkrads ist, der der Zahnstangenschwelle einer Seite entspricht.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Lenksteuervorrichtung die Anzeigeposition von der Mittelstellung des Lenkrads in die Neutralstellung verschieben, so dass die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads in die Neutralstellung zurückkehren kann. Wenn sich die Lenkung des Fahrzeugs nach dem Einschalten der Zündung nicht in der neutralen Position befindet, kann der Fahrer einen Unterschied in der Lenkung spüren und die Fahrstabilität des Fahrzeugs kann beeinträchtigt sein. Daher ist es erforderlich, die der Zahnstangenposition entsprechende Position des Lenkrads wieder in die Neutralstellung zu bringen. Dementsprechend kann die Lenksteuervorrichtung die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition anzeigen, wenn die Zündung des Fahrzeugs am Lenkrad eingeschaltet wird, und wenn sich die Mittelstellung des Lenkrads nicht in der neutralen Position befindet, kann die Lenksteuervorrichtung das am Lenkrad angezeigte lichtemittierende Teil von der Mittelstellung des Lenkrads in die neutrale Position bewegen, damit der Fahrer des Fahrzeugs den Lenkzustand des Fahrzeugs wieder in den neutralen Zustand bringt.
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In einem Ausführungsbeispiel kann das Lenksteuerverfahren der vorliegenden Offenbarung ferner einen Signalausgabeschritt (nicht dargestellt) umfassen, um, wenn die Mittelstellung des Lenkrads gemäß dem Drehwinkel des Lenkrads nicht der Neutralstellung entspricht, ein Signal auszugeben, das anzeigt, dass die Mittelstellung des Lenkrads nicht der Neutralstellung entspricht. In diesem Fall kann die Lenksteuervorrichtung bei der Signalausgabe eine Vibrationsmeldung des Lenkrads, eine Tonmeldung und eine Beleuchtungsmeldung enthalten, die auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs angezeigt werden, mit Ausnahme der Anzeige der Mittelstellung des Lenkrads auf dem Lenkrad.
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In einem Ausführungsbeispiel kann das Lenksteuerverfahren der vorliegenden Offenbarung ferner einen Schritt zur Steuerung der Lenkraddrehung (nicht dargestellt) umfassen, um das Lenkrad so zu drehen, dass sich die Mittelstellung des Lenkrads in eine neutrale Position bewegt, wenn die Mittelstellung des Lenkrads gemäß dem Drehwinkel des Lenkrads nicht der neutralen Position entspricht. Bei dem Schritt zur Steuerung der Lenkraddrehung kann die Lenksteuervorrichtung das Lenkrad so steuern, dass es automatisch gedreht wird, ohne dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad manuell dreht, so dass die Lenkrichtung des Fahrzeugs in den neutralen Zustand übergeht.
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In einer anderen Ausführungsbeispiel kann die Lenksteuervorrichtung, wenn die der Zahnstangenposition entsprechende Position des Lenkrads nicht mit der physischen Mittelstellung des Lenkrads übereinstimmt, die Rückmeldung an die Ausgabevorrichtung für die Drehung des Lenkrads stoppen und das Lenkrad so drehen, dass die physische Mittelstellung des Lenkrads mit der der Zahnstangenposition entsprechenden Position des Lenkrads übereinstimmt. Die physische Mittelstellung des Lenkrads bezieht sich dabei auf eine Position in einem Zustand, in dem die Zahnstangenposition und die Position des Lenkrads bei der Konstruktion des Fahrzeugs synchronisiert sind.
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Der Schritt der Signalausgabe und der Schritt der Steuerung der Lenkraddrehung, wie oben beschrieben, können von der Lenksteuervorrichtung gleichzeitig mit, vor oder nach dem Schritt der Lenkradanzeige ausgeführt werden. Das heißt, der Schritt der Signalausgabe und der Schritt der Steuerung der Lenkraddrehung können unabhängig von dem Schritt der Lenkradanzeige nach dem Schritt der Bestimmung des Lenkraddrehwinkels durchgeführt werden.
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In dem Lenkreaktionskraft-Vorgabeschritt S1340 der vorliegenden Offenbarung, stellt die Lenksteuervorrichtung die Lenkreaktionskraft entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads zur Verfügung. Das heißt, die Lenksteuervorrichtung kann die Lenkreaktionskraft liefern, indem sie den Motorstrom entsprechend der Mittelstellung des Lenkrads bestimmt und den entsprechenden Motorstrom an den Reaktionskraftmotor liefert.
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Wenn sich das Lenkrad in der Neutralstellung befindet, ist der Motorstromwert am kleinsten. Außerdem erhöht sich der Wert des Motorstroms, wenn sich das Lenkrad in die linke oder rechte Richtung dreht. Das heißt, die nach dem Motorstromwert ermittelte Lenkreaktionskraft wird nach der Position des Lenkrads bestimmt, und wenn die Position des Lenkrads in eine bestimmte Richtung ausgelenkt wird, erhöht sich die Lenkreaktionskraft. Daher kann die Lenksteuervorrichtung den Motorstromwert auf der Grundlage der Position des Lenkrads bestimmen, die entsprechend der nach dem Einschalten der Zündung des Fahrzeugs erfassten Zahnstangenposition ermittelt wird, und den Lenkmotor unter Verwendung des entsprechenden Motorstromwerts steuern, um die Lenkreaktionskraft zu liefern.
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Das Lenksteuerverfahren der vorliegenden Offenbarung kann nach dem Einschalten der Zündung des Fahrzeugs die Zahnstangenposition der Ausgabevorrichtung erfassen, den Drehwinkel des Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition bestimmen, die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads am Lenkrad anzeigen und die Lenkreaktionskraft entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads liefern. Dementsprechend ist es möglich, die Positionen der Zahnstange und des Lenkrads zu synchronisieren, selbst wenn die Zahnstangenposition oder die Position des Lenkrads durch eine äußere Kraft in einem Zustand verändert wird, in dem die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist. Da außerdem Informationen über die Mittelstellung des Lenkrads, die entsprechend der Zahnstangenposition geändert wird, auf dem Lenkrad angezeigt werden, kann der Fahrer eines Fahrzeugs, das die Lenksteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung enthält, die Lenkung wirksam steuern.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Lenksteuersystem. Das Lenksteuersystem der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Ausgabevorrichtung zum Erfassen einer Zahnstangenposition nach dem Einschalten der Zündung eines Fahrzeugs, eine elektronische Steuereinheit zum Bestimmen eines Drehwinkels eines Lenkrads, der der Zahnstangenposition entspricht, und eine Eingabevorrichtung zum Anzeigen einer Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads auf dem Lenkrad und zum Bereitstellen einer Lenkreaktionskraft entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads.
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Die Eingabevorrichtung empfängt ein Lenksteuersignal für das Fahrzeug vom Fahrer des Fahrzeugs, und eine Ausgabevorrichtung steuert die Räder des Fahrzeugs entsprechend dem von der Eingabevorrichtung eingegebenen Lenksteuersignal.
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Insbesondere kann die Eingabevorrichtung, d. h. eine Lenksäuleneinheit, ein Lenkrad, eine Lenkwelle, einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels des Lenkrads, einen Drehmomentsensor zum Erfassen eines Drehmoments der Lenkwelle für das Lenkrad, einen Reaktionskraftmotor, der ein Reaktionsdrehmoment entsprechend der Drehung des Lenkrads liefert, usw. umfassen. Die Ausgabevorrichtung kann ein Rad, eine Zahnstange, einen Lenkausgabesensor, der in der Lage ist, den Drehwinkel des Rades zu erfassen, einen Lenkmotor zur Erzeugung einer Unterstützungskraft zum Lenken des Rades, einen Lenkmotor-Positionssensor zum Erfassen der Position der Drehwelle des Lenkmotors, einen Zahnstangen-Positionssensor zum Erfassen der Position einer Zahnstange und dergleichen umfassen.
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Die elektronische Steuereinheit kann in Hardware mit mindestens einer der möglichen elektrischen Konfigurationen implementiert werden, die in der Lage sind, Daten zu verarbeiten und andere Funktionen auszuführen, wie z. B. Controller, Mikrocontroller, Mikroprozessoren (z. B. Computer usw.) und dergleichen.
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Gemäß dem Lenksteuersystem der vorliegenden Offenbarung erfasst die Ausgabevorrichtung die Zahnstangenposition und überträgt die erfasste Zahnstangenpositionsinformation an die elektronische Steuereinheit, nachdem die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet wurde. Die elektronische Steuereinheit empfängt die Information über die Zahnstangenposition von der Ausgabevorrichtung, bestimmt den Drehwinkel des Lenkrads entsprechend der Zahnstangenposition und überträgt die Information über den Drehwinkel des Lenkrads an die Eingabevorrichtung. Die Eingabevorrichtung zeigt die Mittelstellung des Lenkrads entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads auf dem Lenkrad an und liefert eine Lenkreaktionskraft entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads. Dementsprechend ist es möglich, die Positionen der Zahnstange und des Lenkrads zu synchronisieren, selbst wenn die Position der Zahnstange oder des Lenkrads durch eine äußere Kraft in einem Zustand verändert wird, in dem die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist. Da außerdem Informationen über die Mittelstellung des Lenkrads, die entsprechend der Zahnstangenposition geändert wird, auf dem Lenkrad angezeigt werden, kann ein Fahrer eines Fahrzeugs, das das Lenksteuersystem der vorliegenden Offenbarung enthält, die Lenksteuerung effizient durchführen.
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Die oben beschriebenen Begriffe „System“, „Prozessor“, „Controller“, „Komponente“, „Modul“, „Schnittstelle“, „Modell“, „Einheit“ usw. beziehen sich im Allgemeinen auf computerbezogene Hardware, eine Kombination aus Hardware und Software, Software oder Software in Ausführung. Bei den genannten Elementen kann es sich beispielsweise um einen Prozess handeln, der von einem Prozessor ausgeführt wird, einen Prozessor, eine Steuereinheit, einen Steuerprozessor, ein Objekt, einen Ausführungsstrang, ein Programm und/oder einen Computer, ohne darauf beschränkt zu sein. So kann zum Beispiel sowohl eine Anwendung, die auf einer Steuerung oder einem Prozessor läuft, als auch eine Steuerung oder ein Prozessor ein Element sein. Ein oder mehrere Elemente können in einem Prozess und/oder Ausführungsstrang angeordnet sein, und die Elemente können sich auf einem System befinden oder auf zwei oder mehrere Systeme verteilt sein.
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Begriffe wie „enthalten“, „umfassen“ oder „haben“ bedeuten, dass das entsprechende Element eingebettet sein kann, sofern nicht anders angegeben. Er sollte daher so ausgelegt werden, dass er andere Elemente nicht ausschließt, sondern auch andere Elemente enthalten kann. Alle Begriffe, einschließlich technischer oder wissenschaftlicher Begriffe, haben die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, allgemein verstanden wird, sofern sie nicht anders definiert sind. Allgemein verwendete Begriffe, wie z. B. die im Wörterbuch definierten, sollten so ausgelegt werden, dass sie mit der Bedeutung des Kontextes der verwandten Kunst übereinstimmen, und sollten nicht in einer idealen oder übermäßig formalen Bedeutung interpretiert werden, sofern sie nicht ausdrücklich in der vorliegenden Offenbarung definiert sind.
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Die obige Beschreibung wurde vorgelegt, um jeden Fachmann in die Lage zu versetzen, die technische Idee der vorliegenden Offenbarung zu verwirklichen und zu nutzen, und wurde im Zusammenhang mit einer bestimmten Anwendung und ihren Anforderungen vorgesehen. Verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen zu den beschriebenen Ausführungsformen werden für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich sein, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewandt werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die obige Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen stellen ein Beispiel für die technische Idee der vorliegenden Offenbarung dar und dienen lediglich der Veranschaulichung. Das heißt, die beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen den Geltungsbereich der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Daher ist der Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern hat den weitestgehenden Geltungsbereich, der mit den Ansprüchen vereinbar ist. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ist auf der Grundlage der folgenden Ansprüche auszulegen und alle technischen Ideen innerhalb des Umfangs von Äquivalenten davon sind so auslegen, dass sie im Umfang der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sind.
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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht Priorität aufgrund der koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2019-0057367 , eingereicht am 16. Mai 2019, die hiermit für alle Zwecke durch Bezugnahme aufgenommen wird, als ob sie vollständig hier aufgeführt wäre. Wenn diese Patentanmeldung aus denselben Gründen wie vorstehend Priorität für andere Länder als den Vereinigten Staaten beansprucht, werden alle Inhalte durch Bezugnahme in diese Patentanmeldung aufgenommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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