DE112009004544B4

DE112009004544B4 - Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE112009004544B4
Application number: DE112009004544.8T
Authority: DE
Inventors: Ippei Yamazaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: JPWO2010109676A1; US7885742B2; WO2010109676A1; CN102105340A; DE112009004544T5; US20100250068A1; DE112009004544T8; JP5126357B2; CN102105340B

Abstract

Eine Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad (11), das durch einen Fahrer betätigt wird, um das Fahrzeug zu lenken, und mit einer Einschlageinrichtung (21–24), um einzuschlagende Räder (FW1, FW2) abhängig von der Betätigung des Lenkrads (11) einzuschlagen, wobei die Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) Folgendes aufweist: eine Einrichtung (31) zur Erfassung eines Betätigungseingabewerts, um einen Betätigungseingabewert (θ) vom Fahrer an das Lenkrad (11) zu erfassen; eine Einrichtung (34) zur Berechnung einer Solleinschlaggröße, um eine Solleinschlaggröße (δ*) der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) unter Verwendung des Betätigungseingabewerts (θ) zu berechnen, der von der Einrichtung (31) zur Erfassung des Betätigungseingabewerts erfasst wird, wobei die Solleinschlaggröße (δ*) eine vorab festgelegte Beziehung zu dem Betätigungseingabewert (θ) an das Lenkrad (11) aufweist; gekennzeichnet durch eine Einrichtung (52) zur Festlegung einer Übertragungsfunktion, um eine zweite Übertragsfunktion (K(s)) unter Verwendung einer ersten Übertragungsfunktion (G(s)) festzulegen, welche auf der Grundlage der Spezifikation des Fahrzeugs bestimmt ist, wobei die erste Übertragungsfunktion (G(s)) als eine Eingabe eine Einschlaggröße (δ) der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) und als eine Ausgabe eine Bewegungszustandsgröße (agy, γ) aufweist, die in dem Fahrzeug durch das Einschlagen der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) erzeugt wird, und die zweite Übertragungsfunktion (K(s)) als eine Eingangsgröße eine Solleinschlagrate (δ*') umfasst, welche eine zeitliche Änderung der Solleinschlaggröße (δ*) anzeigt, die von der Einrichtung (34) zur Berechnung der Solleinschlaggröße berechnet wird, und als eine Ausgangsgröße eine Einschlaggröße (δ) der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) aufweist, die mit der Solleinschlagrate (δ*') eingeschlagen werden; eine Einrichtung (52) zur Berechnung einer Korrektureinschlaggröße, um eine Korrektureinschlaggröße (δc) unter Verwendung der zweiten Übertragungsfunktion (K(s)), die von der Einrichtung (52) zur Festlegung der Übertragungsfunktion festgelegt ist, und der Solleinschlagrate (δ*') zu berechnen, wobei die Korrektureinschlaggröße (δc) die Änderung der Bewegungszustandsgröße (agy, γ) korrigiert, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, wenn die einzuschlagenden Räder auf die Solleinschlaggröße (δ*) eingeschlagen werden, die von der Einrichtung (34) zur Berechnung der Solleinschlaggröße berechnet wird; ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlich wird eine Vielzahl von Vorrichtungen zur Verbesserung einer Richtungsstabilität und eines Ansprechverhaltens bei der Kurvenfahrt von Fahrzeugen vorgeschlagen. Beispielsweise wird in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP H04-193684 A eine Vierradlenkvorrichtung eines Fahrzeugs offenbart, welche ein ideales Übergangsansprechverhalten bezüglich der Lenkung der Vorderräder erreicht. Die bekannte Vierradlenkvorrichtung des Fahrzeugs umfasst eine Steuereinrichtung für Einschlagwinkel der Vorderräder, um die Einschlagwinkel abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs zu steuern, und eine Steuereinrichtung für die Hinterradeinschlagwinkel, um die Einschlagwinkel der Hinterräder abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs zu steuern. Darüber hinaus steuert die Steuereinrichtung für den Vorderradeinschlag die Einschlagwinkel der Vorderräder, um die Vorderradeinschlagwinkel zu erreichen, die durch eine Steuerübertragungsfunktion vorgegeben werden, welche einen Laplacetransformierten Wert des Vorderradeinschlagwinkels ausdrücken, welcher dem Laplace-transformierten Wert der Vorderradlenkeingabe entspricht, während die Steuereinrichtung für den Hinterradeinschlag die Einschlagwinkel der Hinterräder steuert, um die Hinterradeinschlagwinkel zu erreichen, die durch eine Steuerübertragungsfunktion gegeben sind, welche den Laplace-transformierten Wert des Hinterradeinschlagwinkels ausdrückt, der zu dem Laplace-transformierten Wert der Vorderradlenkeingabe gehört.
Weiterhin wird beispielsweise in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung JP 62-145884 U die Grundlage für den Oberbegriff des Anspruchs 1 ist, eine Steuervorrichtung für einen Ist-Einschlagwinkel eines Fahrzeugs offenbart. Die bekannte Steuervorrichtung für den Ist-Einschlagwinkel des Fahrzeugs umfasst eine Einrichtung zur Änderung von Übertragungseigenschaften, um eine Übertragungseigenschaft, die festgelegt wird, um eine Zielwert einer Bewegungszustandsgröße bezüglich des Lenkens des Fahrzeugs abhängig von einer Eingabe zur Anpassung der Lenkeigenschaften des Fahrzeugs variabel festzulegen. Dann wird in dieser bekannten Steuervorrichtung für den Ist-Einschlagwinkel des Fahrzeugs der Zielwert der Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs geändert, indem die Übertragungseigenschaften durch die Einrichtung zur Änderung der Übertragungseigenschaften durch den Fahrer variabel festgelegt werden, und die tatsächlichen Einschlagwinkel der Räder können so gesteuert werden, dass der Zielwert erreicht und die Lenkeigenschaften des Fahrzeugs geändert werden können.
Darüber hinaus wird beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP 2008-189200 A eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs zur Verbesserung des Ansprechverhaltens und der Konvergenz des Verhaltens des Fahrzeugs im Ansprechen auf den Lenkvorgang offenbart. Diese bekannte Lenkvorrichtung des Fahrzeugs ist dazu angepasst, einen Zieleinschlagwinkel auf der Grundlage der Summe des proportionalen Terms, der proportional zum Lenkwinkel ist, und des differentiellen Terms, der proportional zu der Lenkwinkelrate bzw. Drehgeschwindigkeit des Lenkrads ist, festzulegen. Weiterhin wird in dieser bekannten Lenkvorrichtung des Fahrzeugs der Proportionalterm in dem Fall, in welchem der Lenkwinkel negativ ist, so korrigiert, dass er im Vergleich mit dem Fall, in welchem der Lenkwinkel positiv ist, klein wird.
Die DE 10 2006 008 156 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung der Lenkwinkelübersetzung eines Fahrzeugs abhängig von Messwerten wie der Gierrate, der Geschwindigkeit und dem Lenkradeinschlagswinkel.
Die DE 10 2005 037 479 A1 lehrt ein Fahrdynamiksteuersystem mit Übertragungsfunktionen für mehrere Freiheitsgrade, insbesondere für eine Querdynamik und eine Längsdynamik.
Die DE 102 01 704 A1 offenbart ein elektrisches Servolenk-Steuergerät zum Aufbringen einer Lenkreaktionskraft auf ein Lenkrad.
Die DE 41 14 165 A1 lehrt eine Lenksteuervorrichtung für ein Räderfahrzeug, die Vorder- und Hinterradlenkwinkel abhängig von einem Steuersignal verändert.
Die US 2008/0185212 A1 schlägt ein Fahrzeuglenksystem vor, das einen Zieleinschlagswinkel anhand der Drehgeschwindigkeit eines Lenkrads und einer Fahrgeschwindigkeit feststellt und einen Differenzialanteil des Zieleinschlagswinkels abhängig von der Drehgeschwindigkeit des Lenkrads ändert.
Die DE 41 39 009 C2 offenbart eine Vierradlenkung für Kraftfahrzeuge, bei der die Vorderräder mit einem Vorderrad-Hilfslenkwinkel gelenkt werden und die Hinterräder mit einem hinteren Hilfslenkwinkel gelenkt werden.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, dass eine Eigenschaft des Frequenzansprechverhaltens einer Bewegungszustandsgröße (beispielsweise einer Gierrate, einer Querbeschleunigung, usw.), die in dem Fahrzeug bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs erzeugt wird, sich abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ändert. Weiterhin beeinflusst die Änderung des Frequenzansprechverhaltens abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit die Richtungsstabilität und das Ansprechverhalten bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs.
Im Hinblick darauf wird in der Vierradlenkvorrichtung des Fahrzeugs, die in der vorstehend erwähnten ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP H04-193684 A offenbart ist, und in der Steuervorrichtung für den Ist-Einschlagwinkel des Fahrzeugs, die in der vorstehend erwähnten ungeprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung JP 62-145884 U offenbart ist, bezüglich der Antwort auf die Bewegungszustandsgröße einfach eine Verzögerung (eine Verzögerung erster Ordnung) erzeugt. Weiterhin wird in der Lenkvorrichtung des Fahrzeugs, die in der vorstehend erwähnten ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP 2008-189200 A offenbart ist, der Differentialterm, welcher proportional zu der Lenkwinkelrate ist, einfach beim Zurückdrehen des Lenkrads verringert, wobei sich die Richtungsstabilität wahrscheinlich verringern kann. Folglich kann beispielsweise die Richtungsstabilität des Fahrzeugs abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufgrund einer Änderung des Frequenzansprechverhaltens der Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs geringer sein, oder der Fahrer kann eine große oder kleine Ansprechempfindlichkeit fühlen, und daher kann der Fahrer ein fremdartiges bzw. unbehagliches Gefühl haben.
Folglich ist es bezüglich der Richtungsstabilität und des Ansprechverhaltens bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs notwendig, das Frequenzansprechverhalten der Bewegungszustandsgröße zu betrachten, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, um das unbehagliche Gefühl des Fahrers zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung löst das vorstehend erwähnte Problem und es ist ihre Aufgabe, eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs zu schaffen, welche die geeignete Richtungsstabilität und das geeignete Ansprechverhalten bezüglich der Kurvenfahrt des Fahrzeugs in Anbetracht des Frequenzansprechverhaltens der Bewegungszustandsgröße erhalten kann, die in dem Fahrzeug erzeugt wird.
Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, ist es das Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass in einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs mit einem Lenkrad, das durch einen Fahrer betätigt wird, um das Fahrzeug zu lenken, und einer Einschlageinrichtung, um einzuschlagende Räder abhängig von der Betätigung des Lenkrads einzuschlagen, die Lenkvorrichtung Folgendes aufweist:
eine Einrichtung zur Erfassung eines Betätigungseingabewerts, um einen Betätigungseingabewert vom Fahrer an das Lenkrad zu erfassen;
eine Einrichtung zur Berechnung einer Solleinschlaggröße, um eine Solleinschlaggröße der einzuschlagenden Räder unter Verwendung des Betätigungseingabewerts zu berechnen, der von der Einrichtung zur Erfassung des Betätigungseingabewerts erfasst wird, wobei die Solleinschlaggröße eine vorab festgelegte Beziehung zu dem Betätigungseingabewert am Lenkrad aufweist;
eine Einrichtung zur Festlegung einer Übertragungsfunktion, um eine zweite Übertragsfunktion unter Verwendung einer ersten Übertragungsfunktion festzulegen, welche auf der Grundlage der Spezifikation des Fahrzeugs bestimmt wird, wobei die erste Übertragungsfunktion als eine Eingabe eine Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder und als eine Ausgabe einen Bewegungszustandsgröße aufweist, die in dem Fahrzeug durch das Einschlagen der einzuschlagenden Räder erzeugt wird, und die zweite Übertragungsfunktion als eine Eingangsgröße eine Solleinschlagrate umfasst, welche eine zeitliche Änderung der Solleinschlaggröße anzeigt, die von der Einrichtung zur Berechnung der Solleinschlaggröße berechnet wird, und als eine Ausgangsgröße eine Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder aufweist, die mit der Solleinschlagrate eingeschlagen werden;
eine Einrichtung zur Berechnung einer Korrektureinschlaggröße, um eine Korrektureinschlaggröße unter Verwendung der zweiten Übertragungsfunktion, die von der Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion festgelegt ist, und der Solleinschlagrate zu berechnen, wobei die Korrektureinschlaggröße die Änderung der Bewegungszustandsgröße korrigiert, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, wenn die einzuschlagenden Räder auf die Solleinschlaggröße eingeschlagen werden, die von der Einrichtung zur Berechnung der Solleinschlaggröße berechnet wird;
eine Einrichtung zur Berechnung einer endgültigen Solleinschlaggröße, um eine endgültige Solleinschlaggröße durch Hinzufügen der Korrektureinschlaggröße, die von der Einrichtung zur Berechnung der Korrektureinschlaggröße berechnet wird, zu der Solleinschlaggröße zu berechnen, welche von der Einrichtung zur Berechnung der Solleinschlaggröße berechnet wird; und
eine Einschlagsteuereinrichtung, um die einzuschlagenden Räder abhängig von der endgültigen Solleinschlaggröße einzuschlagen, die von der Einrichtung zur Berechnung der endgültigen Solleinschlaggröße berechnet wurde.
Nach dieser Erfindung kann die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion die zweite Übertragungsfunktion festlegen, wobei die zweite Übertragungsfunktion als eine Eingabe die Solleinschlagrate und als eine Ausgabe die Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder aufweist, die mit der anhand der ersten Übertragungsfunktion berechneten Solleinschlagrate eingeschlagen werden, die auf der Grundlage der Spezifikation des Fahrzeugs (eines Fahrzeugmodells) bestimmt ist, wobei die erste Übertragungsfunktion als eine Eingabe die Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder und als eine Ausgabe die Bewegungszustandsgröße aufweist, die in dem Fahrzeug erzeugt wird. Weiterhin kann die Einrichtung zur Berechnung der Korrektureinschlaggröße die Korrektureinschlaggröße unter Verwendung der zweiten Übertragungsfunktion, die wie vorstehend erläutert festgelegt wurde, und der Solleinschlagrate berechnen (insbesondere durch Multiplikation der zweiten Übertragungsfunktion mit der Solleinschlagrate). Dadurch wird die Korrektureinschlaggröße in Bezug auf die (in Anbetracht der) Änderung der Bewegungszustandsgröße berechnet, die in dem Fahrzeug beim Einschlagen der einzuschlagenden Räder erzeugt wird, das bedeutet, in Bezug auf (in Anbetracht der) Frequenzansprechverhaltenseigenschaft. Weiterhin kann die Einrichtung zur Berechnung der endgültigen Solleinschlaggröße die endgültige Solleinschlaggröße berechnen, indem sie die Korrektureinschlaggröße zu der Solleinschlaggröße hinzufügt, und die Einschlagsteuereinrichtung kann die einzuschlagenden Räder mit der endgültigen Solleinschlaggröße einschlagen.
Dadurch kann in dem Fahrzeug der Einfluss auf die Richtungsstabilität und das Ansprechverhalten gemeinsam mit der Änderung der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Bewegungszustandsgröße, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, verringert werden, wenn das Fahrzeug auf Grund des Einschlagens der einzuschlagenden Räder um die geeignet durch die Korrektureinschlaggröße korrigierte Solleinschlaggröße, das bedeutet, um die endgültige Solleinschlaggröße, eine Kurve fährt. Folglich kann die geeignete Richtungsstabilität und das geeignete Ansprechverhalten bezüglich der Kurvenfahrt des Fahrzeugs erhalten werden, und das Gefühl des Fahrers bezüglich eines ungewöhnlichen Verhaltens hinsichtlich der Änderung der Bewegungszustandsgröße, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, kann weitgehend beschränkt werden.
Weiterhin ist es in diesem Fall bevorzugt, dass die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion eine stationäre Komponente aus einer Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der ersten Übertragungsfunktion als die Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft festlegt, und die zweite Übertragungsfunktion unter Verwendung eines Unterschieds zwischen der festgelegten Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft und einer Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der ersten Übertragungsfunktion festlegt. Weiterhin wird in diesem Fall insbesondere bevorzugt, dass die Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der ersten Übertragungsfunktion beispielsweise eine Ansprechverhaltenseigenschaft einer Verstärkung der Bewegungszustandsgröße ist, die in dem Fahrzeug als Antwort auf eine Änderung einer Frequenz des Einschlagbetrags der einzuschlagenden Räder erzeugt wird.
In Übereinstimmung mit diesen Erfindungen kann die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion die Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der ersten Übertragungsfunktion festlegen, und kann insbesondere die stationäre Komponente aus der Ansprechverhaltenseigenschaft der Verstärkung der Bewegungszustandsgröße, die in dem Fahrzeug relativ zu der Änderung der Frequenz der Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder erzeugt wird, als die Sollfrequenzansprechverhaltensgröße festlegen, und kann die zweite Übertragungsfunktion unter Verwendung des Unterschieds zwischen der festgelegten Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft und der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der ersten Übertragungsfunktion festlegen. Dadurch wird die zweite Übertragungsfunktion so festgelegt, dass die nichtstationäre Komponente der ersten Übertragungsfunktion wiedergegeben wird, das bedeutet, die Komponente, welche die Richtungsstabilität und das Ansprechverhalten des Fahrzeugs beeinflusst, und daher die Korrektureinschlaggröße, die unter Verwendung der zweiten Übertragungsfunktion berechnet wird, als eine Größe zur effektiven Korrektur der Komponente berechnet wird, welche die Richtungsstabilität und das Ansprechverhalten des Fahrzeugs beeinflusst.
Dadurch kann die Änderung der Frequenzansprechverhaltseigenschaft der Bewegungszustandsgröße, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, insbesondere die Änderung der Ansprechverhaltenseigenschaft der Verstärkung der Bewegungszustandsgröße, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, weitgehend durch Korrektur der Zieleinschlaggröße um die Korrektureinschlaggröße beschränkt werden. Das bedeutet, dass in diesem Fall die Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Bewegungszustandsgröße, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, allgemein konstant sein kann, und die ideal passende Richtungsstabilität und das ideal passende Ansprechverhalten können sichergestellt werden. In Übereinstimmung damit können die besser geeignete Richtungsstabilität und das besser geeignete Ansprechverhalten bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs erhalten werden, und das Gefühl des Fahrers bezüglich eines ungewöhnlichen Verhaltens hinsichtlich der Änderung der in dem Fahrzeug erzeugten Bewegungszustandsgröße kann weitgehend begrenzt werden.
Weiterhin wird in diesem Fall bevorzugt, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung vorgesehen ist, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen, und dass die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion die zweite Übertragungsfunktion unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit festlegt, die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird.
Nach dieser Erfindung kann die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion die zweite Übertragungsfunktion in Anbetracht der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs festlegen, die sich abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, und daher wird die Korrektureinschlaggröße, die unter Verwendung der zweiten Übertragungsfunktion berechnet wird, als eine Größe zur geeigneten Korrektur der Richtungsstabilität und des Ansprechverhaltens des Fahrzeugs berechnet, die sich abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. In Übereinstimmung damit kann die noch besser geeignete Richtungsstabilität und das noch besser geeignete Ansprechverhalten bezüglich der Kurvenfahrt des Fahrzeugs erhalten werden, und das Gefühl des Fahrers bezüglich eines ungewöhnlichen Verhaltens der Bewegungszustandsgröße, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, kann noch besser weitgehend beschränkt werden.
Weiterhin ist es in diesem Fall bevorzugt, dass die Bewegungszustandsgröße, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, entweder eine Gierrate des Fahrzeugs oder eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs ist, und in diesem Fall wird es bevorzugt, dass eine Einrichtung zur Fahrzeuggeschwindigkeitserfassung vorgesehen ist, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorher zu erfassen, und die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion bestimmt die ersten Übertragungsfunktion durch Ersetzen der Bewegungszustandsgröße mit entweder der Gierrate des Fahrzeugs oder der Querbeschleunigung des Fahrzeugs abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Einrichtung zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst wird. Weiterhin wird in diesem Fall bevorzugt, dass beispielsweise die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion die Querbeschleunigung des Fahrzeugs als die Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs bestimmt, wenn das Fahrzeug in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, in welchem die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, während die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion die Gierrate des Fahrzeugs als die Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs bestimmt, wenn das Fahrzeug in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird, hoch ist.
In Übereinstimmung mit diesen Erfindungen können die Gierrate oder die Querbeschleunigung, welche der Fahrer bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs leicht fühlen kann, als die Bewegungszustandsgröße verwendet werden, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, und die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion kann die zweite Übertragungsfunktion festlegen, wobei die zweite Übertragungsfunktion als eine Eingabe die Solleinschlagrate und als eine Ausgabe die Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder aufweist, die mit der Solleinschlagrate eingeschlagen werden, indem sie die erste Übertragungsfunktion verwendet, die auf der Grundlage der Spezifikation des Fahrzeugs (des Fahrzeugmodells) bestimmt wird, wobei die erste Übertragungsfunktion als eine Eingabe die Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder und als eine Ausgabe die Gierrate oder die Querbeschleunigung aufweist, die in dem Fahrzeug erzeugt werden. Weiterhin kann die Einrichtung zur Berechnung der Korrektureinschlaggröße die Korrektureinschlaggröße unter Verwendung der festgelegten zweiten Übertragungsfunktion berechnen. In Übereinstimmung damit kann die Änderung der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate oder der Querbeschleunigung wiedergegeben (in Betracht gezogen) werden, und daher kann die besser geeignete Richtungsstabilität und das besser geeignete Ansprechverhalten bezüglich der Kurvenfahrt des Fahrzeugs erhalten werden, und das ungewöhnliche Verhalten, das bei der Änderung der Gierrate oder der Querbeschleunigung auftritt, welche der Fahrer einfach fühlen kann, kann weitgehend eingeschränkt werden.
Weiterhin kann die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion die zweite Übertragungsfunktion unter Verwendung der ersten Übertragungsfunktion, die als eine Ausgabe die Querbeschleunigung des Fahrzeugs abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist, insbesondere dann festlegen, wenn das Fahrzeug in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, während die Einrichtung zur Festlegung der Übertragungsfunktion die zweite Übertragungsfunktion unter Verwendung der ersten Übertragungsfunktion, die als eine Ausgabe die Gierrate des Fahrzeugs abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist, insbesondere dann festlegt, wenn das Fahrzeug in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit fährt. Dadurch kann die Einrichtung zur Berechnung der Korrektureinschlaggröße die Korrektureinschlaggröße, welche durch die einfach vom Fahrer gefühlte Änderung der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft, der Querbeschleunigung oder der Gierrate wiedergegeben (einbezogen) wird, abhängig von dem Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs berechnen. In Übereinstimmung damit kann man die besser geeignete Richtungsstabilität und das besser geeignete Ansprechverhalten bezüglich der Kurvenfahrt des Fahrzeugs erhalten, und das ungewöhnliche Verhalten, das mit der einfach vom Fahrer fühlbaren Änderung der Gierrate oder der Querbeschleunigung auftritt, kann geeignet besser eingeschränkt werden.
Weiterhin ist es in diesem Fall beispielsweise zu bevorzugen, dass ein steer-by-wire-System bzw. ein System ohne mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und dem den Lenkeinschlag verursachenden System, bei welchem eine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und der Einschlageinrichtung gelöst ist, als die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs verwendet wird, und die Einschlagsteuereinrichtung den Antrieb eines Stellglieds zum Stellen der Einschlageinrichtung steuert, um die einzuschlagenden Räder auf die endgültige Zieleinschlaggröße einzuschlagen. Weiterhin wird es beispielsweise bevorzugt, dass ein System mit variablem Übersetzungsverhältnis, über welches das Lenkrad und die Einschlageinrichtung miteinander durch eine Änderungseinrichtung zur Änderung eines Verhältnisses der Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder relativ zu dem Betätigungseingabewert an das Lenkrad verbunden sind, als die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs verwendet wird, und die Einschlagsteuereinrichtung die Änderungseinrichtung zum Einschlagen der um die endgültige Solleinschlaggröße einzuschlagenden Räder steuert.
In dieser Hinsicht wird in dem Fall, in welchem die vorstehend erwähnten Systeme verwendet werden, bevorzugt, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorgesehen ist, und dass die Solleinschlaggrößenberechnungseinrichtung eine Solleinschlaggröße berechnet, um ein Verhältnis des Einschlagbetrags der einzuschlagenden Räder relativ zu dem Betätigungseingabewert zu vergrößern, der von der Einrichtung zur Erfassung des Betätigungseingabewerts erfasst wird, wenn das Fahrzeug in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, in welchem die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, während die Einrichtung zur Berechnung der Solleinschlaggröße eine Solleinschlaggröße so berechnet, dass sie das Übersetzungsverhältnis der Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder relativ zu der vorstehend erwähnten erfassten Betätigungseingabegröße verringert, wenn das Fahrzeug in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird, hoch ist.
In Übereinstimmung mit diesen Erfindungen kann die Einrichtung zur Berechnung der Solleinschlaggröße die Solleinschlaggröße der einzuschlagenden Räder relativ zu dem Betätigungseingabewert des Fahrers an das Lenkrad abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern, indem das Steer-by-wire-System oder das System mit einem variablen Übersetzungsverhältnis als die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs verwendet werden. Dadurch kann beispielsweise die Verarbeitungslast verringert werden, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, indem die Lenkgröße der einzuschlagenden Räder bei der Fahrt in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit vergrößert wird, während eine geeignete Stabilität der Geradeausfahrt des Fahrzeugs sichergestellt werden kann, indem die Einschlaggröße der einzuschlagenden Räder bei der Fahrt in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, welche den ersten und zweiten Ausführungsformen der Erfindung gemein ist.
2 zeigt ein Blockschaubild, das Steuervorgänge anzeigt, die von einer in 1 gezeigten elektronischen Steuereinheit durchgeführt werden.
3 zeigt ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen einem Lenkwinkel und einem Solleinschlagwinkel anzeigt.
4A und 4B zeigen jeweils Schaubilder, welche Frequenzansprechverhaltenseigenschaften einer Gierrate anzeigen, die in dem Fahrzeug relativ zu einer Änderung der Frequenz des Einschlagwinkels in der ersten Ausführungsform der Erfindung erzeugt wird.
5 zeigt einen Ablaufplan eines Programms zur Berechnung des Korrektureinschlagwinkels, das durch ein in 2 gezeigtes Teil zu Berechnung eines Korrektureinschlagwinkels durchgeführt wird, das den ersten und zweiten Ausführungsformen der Erfindung gemein ist.
6A und 6B zeigen jeweils Schaubilder, welche Frequenzansprechverhaltenseigenschaften einer Übertragungsfunktion anzeigen, die als eine Eingabe eine Solleinschlagrate und als eine Ausgabe einen Solleinschlagwinkel in der ersten Ausführungsform der Erfindung aufweist.
7 zeigt ein Schaubild, das eine Stufenansprechverhaltenseigenschaft der Übertragungsfunktion darstellt, die als eine Eingabe die Solleinschlagrate und als eine Ausgabe den Solleinschlagwinkel in der ersten Ausführungsform der Erfindung aufweist.
8 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung einer stationären Komponente (einer Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft) der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, relativ zu der Änderung der Frequenz des Einschlagwinkels in der ersten Ausführungsform.
9A und 9B zeigen jeweils Ansichten zur Erläuterung der Änderung der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate, die in dem Fahrzeug in dem Fall erzeugt wird, in dem der Solleinschlagwinkel durch einen Korrektureinschlagwinkel korrigiert wird.
10A und 10B zeigen jeweils Schaubilder, welche Frequenzansprechverhaltenseigenschaften einer Querbeschleunigung anzeigen, welche in dem Fahrzeug relativ zu der Veränderung der Frequenz des Einschlagwinkels in der zweiten Ausführungsform der Erfindung erzeugt werden.
11A und 11B zeigen jeweils Schaubilder, welche Frequenzansprechverhaltenseigenschaften einer Übertragungsfunktion in der zweiten Ausführungsform der Erfindung anzeigen, die als eine Eingabe die Solleinschlagrate und als eine Ausgabe den Solleinschlagwinkel aufweist.
12 zeigt ein Schaubild, das eine Stufenansprechverhaltenseigenschaft bzw. eine Stufenantwort der Übertragungsfunktion in der zweiten Ausführungsform der Erfindung anzeigt, die als eine Eingabe die Solleinschlagrate und als eine Ausgabe den Solleinschlagwinkel aufweist.
13 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung einer stationären Komponente (einer Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft) der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung, die in der zweiten Ausführungsform der Erfindung in dem Fahrzeug erzeugt wird, relativ zu der Änderung der Frequenz des Einschlagwinkels.
Die 14A und 14B zeigen jeweils Ansichten, um die Änderung der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung zu erläutern, die in dem Fahrzeug in dem Fall erzeugt wird, in welchem der Solleinschlagwinkel um den Korrektureinschlagwinkel korrigiert wird.
15 zeigt eine schematische Ansicht einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
BESTES VERFAHREN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
a. Erste Ausführungsform
Nachstehend werden Lenkvorrichtungen von Fahrzeugen nach den Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren genau erläutert. 1 zeigt schematisch eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, die den ersten und zweiten Ausführungsformen der Erfindung gemein ist.
Die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs weist ein Lenkrad 11 als ein Betätigungsteil auf, das von dem Fahrer gedreht wird, um rechte und linke Vorderräder FW1 und FW2 einzuschlagen, die einzuschlagende Räder sind. Das Lenkrad 11 ist an einem oberen Ende einer Lenkkrafteingabewelle 12 befestigt, und ein unteres Ende der Lenkkrafteingabewelle 12 ist mit einem Reaktionskraftstellglied 13 verbunden, das durch einen Elektromotor und einen Reduktions- bzw. Untersetzungsmechanismus gebildet wird. Das Reaktionskraftstellglied 13 gibt eine Reaktionskraft gegen die Drehbetätigung des Lenkrads 11 durch den Fahrer aus.
Weiterhin weist die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs ein Einschlagstellglied 21 auf, das durch einen Elektromotor und einen Reduktionsmechanismus gebildet wird. Die Einschlagkraft, die von dem Einschlagstellglied 21 erzeugt wird, wird über eine Einschlagkraftabgabewelle 22, ein Zahnrad 23 und eine Zahnstange 24 an die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 übertragen. Gemäß diesem Aufbau wird die Drehkraft, die vom Einschlagstellglied 21 erzeugt wird, über die Einschlagkraftabgabewelle 22 an das Zahnrad 23 übertragen, und die Zahnstange 24 wird axial durch die Drehung des Zahnrads 23 verschoben, und daher werden die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 durch die axiale Verschiebung der Zahnstange 24 nach rechts und links eingeschlagen.
Als Nächstes wird eine elektronische Steuervorrichtung zur Steuerung des Antriebs der Drehung des Reaktionskraftstellglieds und des Antriebs der Drehung des Einschlagstellglieds 21 erläutert. Die elektronische Steuervorrichtung weist einen Lenkwinkelsensor 31, einen Einschlagwinkelsensor 32 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 auf.
Der Lenkwinkelsensor 31 ist an der Lenkkrafteingabewelle 12 montiert und erfasst einen Drehwinkel des Lenkrads 11 relativ zu einer neutralen Position des Lenkrads 11, um ein Signal auszugeben, das einen Lenkwinkel θ anzeigt. Der Einschlagwinkelsensor 32 ist an der Einschlagkraftabgabewelle 22 montiert und erfasst den Drehwinkel der Einschlagkraftabgabewelle 22 relativ zu einer neutralen Position der Einschlagkraftabgabewelle 22, um ein Signal auszugeben, das einen Ist-Einschlagwinkel δ anzeigt (welcher den Einschlagwinkeln der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 entspricht). Man bemerke, dass der Lenkwinkel θ in der neutralen Stellung des Lenkrads „0” ist, und der Ist-Einschlagwinkel δ in der neutralen Stellung der Einschlagkraftabgabewelle „0” ist, und beispielsweise Lenkwinkel θ und Ist-Einschlagwinkel δ, die Drehwinkel in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn anzeigen, jeweils durch positive Werte beschrieben werden, während der Lenkwinkel θ und der Ist-Einschlagwinkel δ, welche Drehwinkel im Uhrzeigersinn anzeigen, jeweils durch negative Werte beschrieben werden. Weiterhin werden in dieser Erläuterung in dem Fall, in welchem die Beziehung der Größen zwischen den erfassten Werten ohne Betrachtung ihrer Richtungen erörtert wird, die absoluten Werte der erfassten Werte genutzt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit, um ein Signal auszugeben, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigt.
Die Sensoren 31–33 sind mit einer elektronischen Steuereinheit 34 verbunden. Die elektronische Steuereinheit 34 weist einen Mikrocomputer auf, der durch eine CPU, ein ROM, ein RAM, usw. als Hauptkomponenten gebildet wird und steuert die Betätigung des Reaktionsstellglieds 13 und des Einschlagstellglieds 21 durch Durchführen von Programmen. Jeweilige Antriebsschaltungen 35 und 36 zum Antrieb des Reaktionskraftstellglieds 13 und des Einschlagstellglieds 21 sind jeweils mit Ausgabeteilen der elektronischen Steuereinheit 34 verbunden. Ein Detektor 35a für elektrischen Strom, um elektrischen Antriebsstrom zu erfassen, der in dem elektrischen Motor im Reaktionsstellglied 13 fließt, ist in der Antriebsschaltung 35 vorgesehen, und ein Detektor 36a für elektrischen Strom, um elektrischen Antriebsstrom zu erfassen, der in dem Elektromotor in dem Einschlagstellglied 21 fließt, ist in der Antriebsschaltung 36 vorgesehen. Der elektrische Antriebsstrom, der von dem Detektor 35a für elektrischen Strom erfasst wird, wird der elektronischen Steuereinheit 34 zur Steuerung des Antriebs des jeweiligen Elektromotors rückgemeldet, und der elektrische Antriebsstrom, der von dem Detektor 36a für elektrischen Strom erfasst wird, wird der elektronischen Steuereinheit 34 rückgemeldet, um den Antrieb des entsprechenden Elektromotors zu regeln.
Als Nächstes wird der Betrieb der ersten Ausführungsform, die wie vorstehend erläutert aufgebaut ist, unter Verwendung der Funktionsblockansicht der 2 erläutert, die eine Funktion zeigt, die von den Computerprogrammabläufen in der elektronischen Steuereinheit 34 ausgeführt wird. Die elektronische Steuereinheit 34 der ersten Ausführungsform weist ein Reaktionskraftsteuerteil 40 auf, um die Anwendung der Reaktionskraft auf das Lenkrad 11 zu steuern, und ein Einschlagsteuerteil 50, um das Einschlagen der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 zu steuern. Man bemerke, dass der Betrieb des Reaktionskraftsteuerteils 40 sich nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezieht, und daher wird der Betrieb nachstehend kurz erläutert.
Wenn das Lenkrad 11 vom Fahrer gedreht wird, wird der Lenkwinkel θ, welcher der Drehwinkel des Lenkrads 11 ist, vom Lenkwinkelsensor 31 erfasst, und wenn das Fahrzeug zu fahren beginnt, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 erfasst, und dann werden jeweils die Signale, welche den erfassten Lenkwinkel θ und die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigen, an das Reaktionskraftsteuerteil 40 und das Einschlagsteuerteil bzw. Radeinschlagsteuerteil 50 ausgegeben. Im Reaktionskraftteil 40 berechnet ein Teil 41 zur Berechnung des Drehmomentanteils einen Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft auf der Grundlage des eingegebenen Lenkwinkels θ und der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V. Man bemerke, dass bei der Kalkulation des Drehmomentanteils Tz* der Sollreaktionskraft beispielsweise der Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft unter Berechnung einer Drehmomentkomponente durch eine Federreaktionskraft proportional zum Lenkwinkel θ (oder zu einer Querbeschleunigung oder einer Gierrate, die in dem Fahrzeug erzeugt wird), und Drehmomentkomponenten durch Reibungs- und Viskositätsreaktionskräfte proportional zu der Größe einer Lenkrate berechnet werden können, die erhalten wird, indem der Lenkwinkel θ nach der Zeit abgeleitet wird, und die Drehmomentkomponenten aufsummiert werden.
Weiterhin wird bevorzugt, dass die Größe des Drehmomentanteils Tz* der Sollreaktionskraft abhängig von der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V geändert wird, und wenn beispielsweise die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig ist, der Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft so berechnet wird, dass seine Größe klein ist, und wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist, der Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft so berechnet wird, dass seine Größe groß ist. Dadurch kann der Fahrer das Lenkrad 11 in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit leicht drehen, während der Fahrer das Lenkrad 11 mit dem Gefühl einer ausreichenden Drehmomentreaktionskraft in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit drehen kann, und daher kann die geeignete Lenkbarkeit sichergestellt werden.
Der Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft, der wie vorstehend beschrieben berechnet wird, wird einem Antriebssteuerteil 42 bereitgestellt. Das Antriebssteuerteil 42 gibt ein Steuersignal (beispielsweise ein PWM- bzw. pulsbreitenmoduliertes Steuersignal), das von dem bereitgestellten Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft abhängt, an die Antriebsschaltung 35 aus, um den elektrischen Antriebstrom, der von dem Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft abhängt, durch den Elektromotor in dem Reaktionskraftstellglied 13 auf der Grundlage des Werts fließen zu lassen, der von dem Detektor 35a für elektrischen Strom erfasst wird. Dadurch wird die Reaktionskraft, welche dem Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft entspricht, auf das Lenkrad 11 über die Lenkkrafteingabewelle 12 ausgeübt. In Übereinstimmung damit kann die geeignete Reaktionskraft auf die Drehbetätigung des Lenkrads 11 durch den Fahrer ausgeübt werden, und der Fahrer kann das Lenkrad 11 leicht drehen, wobei er die Reaktionskraft fühlt.
Andererseits berechnet in dem Einschlagsteuerteil 50 ein Sollradeinschlagwinkelberechnungsteil bzw. Solleinschlagwinkelberechnungsteil 51 einen Solleinschlagwinkel δ* auf der Grundlage des Lenkwinkels θ, der von dem Lenkwinkelsensor 31 eingegeben wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 eingegeben werden, unter Bezugnahme auf ein in 3 gezeigtes Kennfeld. In dieser Hinsicht ist der Solleinschlagwinkel δ* die Einschlaggröße des Einschlags der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 als Antwort auf die Drehbetätigung des Lenkrads 11 durch den Fahrer. Dann stellt das Solleinschlagwinkelberechnungsteil 51 den berechneten Solleinschlagwinkel δ* einem Korrektureinschlagwinkelberechnungsteil 52 und einem endgültigen Solleinschlagwinkelberechnungsteil 53 bereit.
Man bemerke, dass es allgemein eine Eigenschaft des Fahrzeugs wie eine Tendenz gibt, dass dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V groß wird, bezogen auf einen Ist-Einschlagwinkel δ der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 ein großes Giermoment und eine große Querbeschleunigung des Fahrzeugs erzeugt werden. In Übereinstimmung damit erhöht sich wie in 3 gezeigt der Solleinschlagwinkel δ*, der in dem Solleinschlagwinkelberechnungsteil 51 berechnet wird, wenn der Lenkwinkel θ steigt, während der Solleinschlagwinkel δ* eine Änderungseigenschaft derart aufweist, dass sich eine Größe der Änderung des Solleinschlagwinkels δ* in Bezug auf den Lenkwinkel θ relativ verringert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht.
In dieser Ausführungsform wird der Solleinschlagwinkel δ* unter Verwendung des Referenzkennfelds berechnet. In diesem Fall kann an Stelle der Referenz des Referenzkennfelds eine Funktion gespeichert werden, welche den Solleinschlagwinkel δ* definiert, der sich abhängig vom Lenkwinkel θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ändert, und der Solleinschlagwinkel δ* kann unter Verwendung der Funktion berechnet werden. Weiterhin wird in dieser Ausführungsform der Solleinschlagwinkel δ*, der sich linear relativ zu dem Lenkwinkel θ ändert, berechnet. In diesem Fall kann beispielsweise der Solleinschlagwinkel δ* berechnet werden, der sich nichtlinear relativ zu dem Lenkwinkel θ ändert.
Nun gibt es im herkömmlichen Fahrzeug in dem Fall, in welchem der Fahrer das Lenkrad 11 dreht, um die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 einzuschlagen, um das Fahrzeug in eine Kurve zu führen, eine Tendenz, dass die Änderung der Richtung, die durch die Gierbewegung des Fahrzeugs hauptsächlich in dem Gebiet hoher Fahrzeuggeschwindigkeit groß ist (divergiert), in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist, und daher ist es wahrscheinlich, dass die Richtung des Fahrzeugs instabil wird, während eine Verzögerung der Änderung der Richtung des Fahrzeugs, die durch die Gierbewegung des Fahrzeugs erzeugt wird, in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit auftritt, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig ist, und daher das Gefühl der Leichtigkeit wahrscheinlich verringert wird. Das bedeutet, dass sich eine solche Tendenz abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V wie schematisch in den 4A und 4B gezeigt ändert, und von der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate abhängt, die in dem Fahrzeug als eine Bewegungszustandgröße relativ zu der periodischen Änderung des Lenkwinkels θ erzeugt wird, in anderen Worten von der periodischen Änderung (der Änderung der Frequenz) des tatsächlichen Einschlagwinkels δ, der sich mit der Änderung des Lenkwinkels θ ändert.
Wie konkret erläutert wird, weist in dem herkömmlichen Fahrzeug wie in 4A gezeigt eine Verstärkung (ein Amplitudenverhältnis) der Gierrate relativ zu der Änderung der Frequenz des Lenkwinkels θ, das bedeutet, die Änderung der Frequenz des tatsächlichen Einschlagwinkels δ, eine Tendenz auf, dass die Verstärkung im Allgemeinen konstant ist, wenn die Frequenz gering ist, und eine Spitze bei der Frequenz aufweist, welche der Eigenfrequenz entspricht, das bedeutet, der Resonanzfrequenz des Fahrzeugs, wenn die Frequenz erhöht wird, und dann bei Frequenzen wieder abnimmt, die größer als die Eigenfrequenz sind. Weiterhin neigt die Spitze bei der Eigenfrequenz dazu, sich zu erhöhen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, in anderen Worten neigt die Dämpfungsrate dazu, sich zu verringern, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt. In Übereinstimmung mit dieser Tendenz verringert sich die Richtungsstabilität des Fahrzeugs durch die Erzeugung des übergroßen Gierens hauptsächlich in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit.
Weiterhin weist in dem herkömmlichen Fahrzeug wie in 4B gezeigt ein Phasenwinkel einer Gierrate relativ zu der Änderung der Frequenz des Lenkwinkels θ, das bedeutet, der Änderung der Frequenz des tatsächlichen Einschlagwinkels δ, eine Tendenz auf, dass der Phasenwinkel allgemein „0” ist, wenn die Frequenz klein ist, und eine Verzögerung der Phase steigt, wenn sich die Frequenz erhöht und die Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt. Wie vorstehend erläutert neigt weiterhin die Verstärkung der Gierrate hauptsächlich in dem Gebiet niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit dazu, sich relativ zu verringern und die Verzögerung der Phase neigt zum Auftreten, und daher wird die Verzögerung des Ansprechverhaltens fühlbar und dann wird wahrscheinlich das Gefühl der Leichtigkeit verringert.
Folglich fährt das Fahrzeug mit den vorstehend erläuterten Tendenzen in eine Kurve, falls die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 einfach auf den Solleinschlagwinkel δ* eingeschlagen werden, der auf der Grundlage des Lenkwinkels θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Solleinschlagwinkelberechnungsteil 51 berechnet werden, um mit dem Fahrzeug eine Kurve zu fahren. In Übereinstimmung damit ist es notwendig, den Solleinschlagwinkel δ* in Anbetracht der Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaften der Gierrate relativ zu dem Lenkwinkel θ, das bedeutet den Einschlagwinkel δ, zu korrigieren, der sich abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V ändert.
In Übereinstimmung damit berechnet das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel einen Korrektureinschlagwinkel δ_c zur Korrektur des Solleinschlagwinkels δ*, um die vorstehend erwähnte Erzeugung des übergroßen Giermoments insbesondere im Gebiet hoher Fahrzeuggeschwindigkeit zu begrenzen und die vorstehend erwähnte Verzögerung des Ansprechverhaltens im Gebiet niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit zu verbessern. Nachstehend wird die Berechnung des Korrektureinschlagwinkels δ, die von dem Korrektureinschlagwinkelberechnungsteil 52 zur Berechnung des Korrektureinschlagwinkels durchgeführt wird, genau beschrieben.
Das Korrektureinschlagwinkelberechnungsteil 52 berechnet den Korrektureinschlagwinkel δ_c durch Durchführen des in 5 gezeigten Programms zur Berechnung des Korrektureinschlagwinkels. Das bedeutet, dass das Korrektureinschlagwinkelberechnungsteil 52 damit beginnt, das Programm zur Berechnung des Korrektureinschlagwinkels im Schritt S10 auszuführen, und die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt S11 einliest, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 erfasst wird. Dann berechnet das Korrektureinschlagwinkelberechnungsteil 52 im Schritt S12 eine Übertragungsfunktion K(s), um den Korrektureinschlagwinkel δ_c zu berechnen. Nachstehend wird die Übertragungsfunktion K(s), die eine zweite Übertragungsfunktion ist, konkret erläutert.
Wenn das Fahrzeug damit beginnt, durch das Einschlagen der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 auf den Einschlagwinkel δ eine Kurve zu fahren, wird die Gierrate γ in dem Fahrzeug erzeugt. Wenn man folglich annimmt, dass der Einschlagwinkel δ eine Eingabe und die Gierrate γ eine Ausgabe ist, wird die Übertragungsfunktion G(s), die eine erste Übertragungsfunktion ist, welche auf der Grundlage der Spezifikation des Fahrzeugs (dem Fahrzeugmodell) wie nachstehend erläutert bestimmt wird, durch die nachstehende Gleichung 1 ausgedrückt. Man bemerke, dass in der nachstehenden Gleichung 1 s einen Laplace-Operator anzeigt. γ / δ = G(s) Gleichung 1
In dieser Hinsicht weist die Übertragungsfunktion G(s) eine Frequenzansprechverhaltenseigenschaft auf, die in den 4A und 4B gezeigt ist und zeigt die Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ an. Folglich kann der Korrektureinschlagwinkel δ_c zum Beschränken der vorstehend erwähnten Erzeugung des übergroßen Gierens in Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Verbessern der vorstehend erwähnten Verzögerung des Ansprechverhaltens im Gebiet niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit durch die nachstehende Gleichung 2 ausgedrückt werden, die den Unterschied zwischen der Übertragungsfunktion G(s), welche die Übergangsansprechverhaltenseigenschaft anzeigt, und der stationären Komponente der Übertragungsfunktion G(s), das bedeutet der Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft G(0), nutzt. δ_c = 1 / G(s){G(0) – G(s)}δ* Gleichung 2
Man bemerke, dass in der Gleichung 2 δ* den Solleinschlagwinkel anzeigt, der von dem Solleinschlagwinkelberechnungsteil 51 berechnet wird.
Im Allgemeinen können die Bewegungsgleichungen des Fahrzeugs im Zweiradfahrzeugmodell durch die nachstehenden Gleichungen 3 bis 5 ausgedrückt werden.
In dieser Beziehung zeigt m in der Gleichung 3 eine träge Masse des Fahrzeugs. Weiterhin zeigen in den Gleichungen 3 und 4 K_f und K_r jeweils vordere und hintere Kurvenfahrtkräfte des Fahrzeugs, L_f zeigt einen Abstand zwischen einem Schwerpunkt des Fahrzeugs und einer Radachse, welche die Vorderräder miteinander verbindet, L_r zeigt einen Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und einer Radachse, welche die Hinterräder miteinander verbindet, und δ zeigt einen Ist-Einschlagwert der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2. Weiterhin zeigt in Gleichung 4 Iz ein Trägheitsgiermoment des Fahrzeugs. Weiterhin zeigt V in den Gleichungen 3, 4 und 5 die Fahrzeuggeschwindigkeit, β zeigt einen Seitenrutsch- bzw. Seitengleitwinkel am Schwerpunkt des Fahrzeugs, und γ zeigt die Gierrate des Fahrzeugs an. Weiterhin zeigt in der Gleichung 5 a_gy die Querbeschleunigung des Fahrzeugs an.
Dann werden die Gleichungen 3, 4 und 5 über eine Laplace-Transformation umgeformt, und die umgeformten Gleichungen werden als die simultanen Gleichungen bzw. Gleichungen eines Gleichungssystems gelöst, und weiter werden die gelösten umgeformten Gleichungen in Werten des tatsächlichen Anschlagwinkels δ angeordnet bzw. ausgedrückt, und dann erhält man unter Verwendung der Gleichung 1 die nachstehende Gleichung 6.
Man bemerke, dass die Übertragungsfunktion G(s) auf der Grundlage der trägen Masse m, der Kurvenfahrkraft K_f des Vorderrads des Fahrzeugs, der Kurvenfahrkraft K_r des Hinterrads des Fahrzeugs, des Abstands L_f zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und der Radachse, welche die Vorderräder miteinander verbindet, und des Abstands L_r zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und der Radachse bestimmt, welche die Hinterräder miteinander verbindet, welche durch die Spezifikation des Fahrzeugs vorab festgelegt sind, wie aus der Gleichung 6 deutlich wird. Dann wird die Gleichung 6, die wie vorstehend erläutert erhalten wird, auf die Gleichung 2 angewendet, und dann wird die Gleichung 2 umgestellt und daher kann der Korrektureinschlagwinkel δ_c durch die nachstehende Gleichung 7 ausgedrückt werden. δ_c = 1 / G(s){G(0) – G(s)}δ* = K(s)δ*' Gleichung 7
In dieser Hinsicht zeigt δ*' die Solleinschlagrate, die ein nach der Zeit abgeleiteter Wert (= dδ*/dt) ist, der durch Ableiten des Solleinschlagwinkels δ* nach der Zeit erhalten wird. Weiterhin wird die Übertragungsfunktion K(s), welche die zweite Übertragungsfunktion in der Gleichung 7 ist, durch die nachstehende Gleichung 8 ausgedrückt.
In dieser Hinsicht ist die Übertragungsfunktion K(s), die durch die Gleichung 8 ausgedrückt wird, wie aus der Gleichung 7 deutlich wird, eine Übertragungsfunktion, die als einen Eingangswert die Solleinschlagrate δ*' und als einen Ausgangswert den Korrektureinschlagwinkel δ_c aufweist (das bedeutet, die Einschlaggröße der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2, die mit der Solleinschlagrate δ*' eingeschlagen werden). Hinsichtlich der Übertragungsfunktion K(s) wird die Frequenzansprechverhaltenseigenschaft in 6A und 6B gezeigt, und die Stufenansprechverhaltenseigenschaft wird in 7 gezeigt. In Übereinstimmung mit der Übertragungsfunktion K(s) wie in 6A gezeigt weist die Verstärkung (das Amplitudenverhältnis) des Korrektureinschlagwinkels δ_c relativ zu der Änderung der Frequenz der Solleinschlagrate δ*' eine Änderungseigenschaft auf, nach welcher die Verstärkung über den gesamten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich (die niedrigen, mittleren und hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiche) steigt, wenn die Frequenz steigt, insbesondere eine Änderungseigenschaft, bei welcher die Verstärkung im hohen Frequenzbereich maximal wird. Dadurch ändert sich der Korrektureinschlagwinkel δ_c, der ein hohes bzw. schnelles Ansprechverhalten aufweist, abhängig von der Änderung der Frequenz der Solleinschlagrate δ*' der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2, in anderen Worten der Änderung der Frequenz des Lenkwinkels θ, insbesondere wird die Verstärkung in dem hohen Frequenzbereich groß, und daher kann die vorstehend erwähnte Verringerung der Verstärkung der Gierrate in dem hohen Frequenzbereich verbessert werden.
Weiterhin weist der Phasenwinkel des Korrektureinschlagwinkels δ_c relativ zu der Änderung der Frequenz der Solleinschlagrate δ*' gemäß der Übertragungsfunktion K(s) wie in 6B gezeigt eine Änderungseigenschaft auf, welche die Phase in dem gesamten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich vorzieht. Dadurch ändert sich der Korrektureinschlagwinkel δ_c, der das hohe bzw. schnelle Ansprechverhalten aufweist, abhängig von der Änderung der Frequenz der Solleinschlagrate δ*' der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2, in anderen Worten, der Änderung der Frequenz des Lenkwinkels θ. Insbesondere ist die Phase allgemein im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit „0”, und daher kann der Korrektureinschlagwinkel δ_c die vorstehend erwähnte Verzögerung des Ansprechverhaltens im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit verbessern.
Weiterhin weist die durch die Übertragungsfunktion K(s) dargestellte Verstärkung wie in 7 gezeigt die Stufenansprechverhaltenseigenschaft bzw. die Stufenantwort auf, bei welcher die Verstärkung nicht schwingend über der zeitlichen Änderung in dem gesamten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich gedämpft wird. In Übereinstimmung mit dieser Stufenansprechverhaltenseigenschaft kann die Verstärkung zur Erhöhung des Einschlags in der Kurvenfahrtrichtung in den Bereichen niedriger und mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten werden, während man die Verstärkung zur Vergrößerung des Einschlags am Beginn des Einschlags und danach die Rücknahme des Einschlags in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich erhalten kann. Das bedeutet, dass die Verstärkung zur Rücknahme des Einschlags mit fortschreitender Zeit insbesondere in dem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich erhalten werden kann, und daher kann, wie in 4A gezeigt, das Erhöhen der Verstärkung der Gierrate bei der Resonanzfrequenz eingeschränkt werden, und die Erzeugung des zu starken Gierens kann eingeschränkt werden.
Dann bestimmt das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel die Übertragungsfunktion K(s) mit der vorstehend erläuterten Eigenschaft unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 erfasst wird, in Übereinstimmung mit der Gleichung 8. Als Nächstes berechnet das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel im Schritt S13 die Solleinschlagrate δ*' durch Ableiten des durch das Solleinschlagwinkelberechnungsteil 51 berechneten Solleinschlagwinkels δ* nach der Zeit.
Als Nächstes berechnet das Berechnungsteil für den Korrektureinschlagwinkel im Schritt S14 den Korrektureinschlagwinkel δ_c durch Multiplikation der Übertragungsfunktion K(s), die im Schritt S12 bestimmt wurde, mit der Solleinschlagrate δ*', die gemäß Gleichung 7 im Schritt S13 berechnet wurde. Dann beendet das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel die Durchführung des Berechnungsprogramms für den Korrektureinschlagwinkel im Schritt S15, wenn das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel den Korrektureinschlagwinkel δ_c berechnet hat, und nachdem eine vorab festgelegte kurze Zeit verstrichen ist, beginnt das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel damit, das Programm im Schritt S10 durchzuführen.
Mit Bezug zurück zu 2 stellt das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel dem Berechnungsteil 53 für den endgültigen Solleinschlagwinkel den Korrektureinschlagwinkel δ_c bereit, wenn das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel den Korrektureinschlagwinkel δ_c berechnet hat. In dem Berechnungsteil 53 für den endgültigen Solleinschlagwinkel wird der von dem Solleinschlagwinkelberechnungsteil 51 berechnete Solleinschlagwinkel δ*' und der von dem Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel berechnete Korrektureinschlagwinkel δ_c eingegeben, und dann wird der endgültige Solleinschlagwinkel δ_d durch Aufsummieren des Solleinschlagwinkels δ* und des Korrektureinschlagwinkel δ_c berechnet. Dann gibt das Berechnungsteil 53 für den endgültigen Solleinschlagwinkel den berechneten endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d an ein Antriebssteuerteil 54 aus.
In dem Antriebssteuerteil 54 wird der bereitgestellte endgültige Solleinschlagwinkel δ_d eingelesen, und der tatsächliche Einschlagwinkel δ wird von dem Einschlagwinkelsensor 32 eingelesen, und dann wird die Differenz Δδ (= δ_d – δ) zwischen dem endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d und dem tatsächlichen Einschlagwinkel δ berechnet. Dann berechnet das Antriebssteuerteil 54 einen elektrischen Sollstrom i* proportional zum Unterschied Δδ, und gibt den elektrischen Sollstrom i* und den tatsächlichen elektrischen Strom i, der in dem Elektromotor in den Einschlagstellglied 21 fließt und von dem elektrischen Stromdetektor 36a erfasst wird, dort ein, und berechnet dann den Unterschied Δi (= i* – i) dazwischen.
Weiterhin berechnet das Antriebssteuerteil 54 eine Sollspannung v* zum Antrieb des Elektromotors in dem Einschlagstellglied 21 so, dass der Unterschied Δi Null wird, indem der Proportionalterm, der proportional zum berechneten Unterschied Δi ist, dem Integralterm hinzugefügt wird, der durch Integration der Unterschiede Δi erhalten wird. Dann gibt das Antriebssteuerteil 54 ein PWM-(Pulse Width Modulation, Pulsbreitenmodulations-)Steuersignal an die Antriebsschaltung 36 aus, das der Sollspannung v* entspricht. Die Antriebsschaltung 36 schaltet ein Schaltelement mit einem Tastverhältnis ein und aus, welches dem PWM-Steuerspannungssignal entspricht, um die Sollspannung v* an den Elektromotor in dem Einschlagstellglied 21 anzulegen. Dadurch werden die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 auf den endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d durch die Antriebskraft des Elektromotors in dem Einschlagstellglied 21 eingeschlagen.
Nun wird die Gierrate γ erläutert, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, das durch das Einschlagen der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 auf den endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d eine Kurve fährt. In der vorstehend erläuterten Gleichung 1 wird der endgültige Solleinschlagwinkel δ_d, das bedeutet, δ* + δ_c, in den Einschlagwinkel δ eingesetzt und die Gleichung 1 wird umgestellt, indem die vorstehend erwähnte Gleichung 2 für den Solleinschlagwinkel δ* verwendet wird, und dann kann die Gierrate γ durch die nachstehende Gleichung 9 ausgedrückt werden. γ = G(s)(δ* + δ_c) = G(s)[1 + 1 / G(s){G(0) – G(s)}]δ* = G(s) G(0) / G(s)δ* = G(0)δ* Gleichung 9
In Übereinstimmung mit Gleichung 9 ist die Gierrate γ, die in dem Kurven fahrenden Fahrzeug erzeugt wird, auf welches der Korrektureinschlagwinkel δ_c angewendet wird, eine Gierrate, die durch Multiplikation der stationären Komponente G(0) der Transferfunktion G(s) mit dem Solleinschlagwinkel δ* erhalten wird. In anderen Worten weist die Gierrate γ wie in der der 4A entsprechenden 8 gezeigt eine Eigenschaft auf, dass die Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft G(0) auf den Solleinschlagwinkel δ* angewendet wird, indem die stationäre Komponente G(0) der Übertragungsfunktion G(s), welche die Frequenzansprechverhaltenseigenschaften aufweist, die sich abhängig von den Bereichen niedriger, mittlerer und hoher Fahrzeuggeschwindigkeit voneinander unterscheiden, als die Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft verwendet wird.
Wie vorstehend erläutert wird die Änderung der Verstärkung der Gierrate γ relativ zu der Änderung der Frequenz des tatsächlichen Einschlagwinkels δ der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 in dem Fall beschränkt, in dem die Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft G(0) angewendet wird, wie aus 8 deutlich wird, und die Änderungseigenschaft der Verstärkung neigt dazu, konstant zu bleiben, selbst wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V ändert. Dadurch kann die Erzeugung des übergroßen Giermoments bei der Resonanzfrequenz in dem Fall, in dem der Solleinschlagwinkel δ* durch Anwenden des Korrektureinschlagwinkels δ_c korrigiert wird, wie durch die durchgezogene Linie der der 4A entsprechenden 9A gezeigt, im Vergleich zu dem Fall begrenzt werden, in welchem der Solleinschlagwinkel δ* nicht wie durch die gestrichelte Linie gezeigt korrigiert wird, und die Verringerung der Verstärkung im Bereich hoher Frequenz kann begrenzt werden, und daher kann die ursprüngliche Ansprechverhaltenseigenschaft verbessert werden. Weiterhin kann die Phasenverzögerung im hohen Frequenzbereich wie durch die durchgezogene Linie der 9B, welche der 4B entspricht, in dem Fall, in dem der Solleinschlagwinkel δ* durch Anwenden des Korrektureinschlagwinkels δ_c korrigiert wird, im Vergleich zu dem Fall beschränkt werden, in welchem der Solleinschlagwinkel δ* nicht wie durch die gestrichelte Linie gezeigt korrigiert ist, und die Verzögerung des Ansprechverhaltens kann verbessert werden.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung verstanden werden kann, verwendet das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel nach der ersten Ausführungsform die Übertragungsfunktion G(s), welche die erste Übertragungsfunktion ist, und kann die Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Übertragungsfunktion G(s) festlegen, insbesondere die stationäre Komponente G(0) aus der Ansprechverhaltenseigenschaft der Verstärkung der Gierrate γ festlegen, die in dem Fahrzeug relativ zu der Änderung der Frequenz des Ist-Einschlagwinkels δ als die Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft erzeugt wird, und kann eine Übertragungsfunktion K(s), welche die zweite Übertragungsfunktion ist, unter Verwendung des Unterschieds zwischen der festgelegten Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft G(0) und der Übertragungsfunktion G(s) festlegen. Dadurch wird die Übertragungsfunktion K(s) als Wiedergabe der nicht stationären Komponente der Übertragungsfunktion G(s) festgelegt, das bedeutet, der Komponente, welche die Richtungsstabilität und das Ansprechverhaltens des Fahrzeugs beeinflusst, und daher wird der Korrektureinschlagwinkel δ_c, der unter Verwendung dieser Übertragungsfunktion K(s) berechnet wird, als eine Funktion berechnet, um effektiv die Komponente zu korrigieren, welche die Richtungsstabilität und das Ansprechverhalten des Fahrzeugs beeinflusst.
Dadurch kann die Änderung der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, insbesondere die Änderung der Ansprechverhaltenseigenschaft der verstärkten Gierrate γ weitgehend durch Korrektur der Solleinschlagwinkelgröße δ* durch den Korrektureinschlagwinkel δ_c beschränkt werden. Das bedeutet, dass in diesem Fall die Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, allgemein konstant sein kann, und daher können die bestens geeignete Richtungsstabilität und das bestens geeignete Ansprechverhalten sichergestellt werden. In Übereinstimmung damit können die besser geeignete Richtungsstabilität und das besser geeignete Ansprechverhalten bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs erhalten werden und bezüglich der Änderung der Gierrate γ, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, kann das ungewöhnliche Gefühl, das der Fahrer fühlt, weitgehend besser eingeschränkt werden.
Weiterhin kann das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel die Übertragungsfunktion K(s) in Anbetracht der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ des Fahrzeugs festlegen, die sich abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V ändert, und daher wird der Korrektureinschlagwinkel δ_c, der durch Verwendung der Übertragungsfunktion K(s) berechnet wird, als ein Winkel berechnet, um die Erzeugung des übergroßen Gierens im Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit zu beschränken, um die Richtungsstabilität des Fahrzeugs sicher zu stellen und das Ansprechverhalten im Gebiet niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit geeignet zu korrigieren. In Übereinstimmung damit kann man die besser geeignete Richtungsstabilität und das besser geeignete Ansprechverhalten abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V erhalten.
b. Zweite Ausführungsform
In der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform bestimmt das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel die Übertragungsfunktion K(s), welche als eine Eingabe die Solleinschlagrate δ*' und als eine Ausgabe den Korrektureinschlagwinkel δ_c aufweist, unter Verwendung des Unterschieds zwischen der Übertragungsfunktion G(s), welche die Übergangsansprechverhaltenseigenschaft anzeigt, wobei diese Übertragungsfunktion als eine Eingabe den Einschlagwinkel δ und als eine Ausgabe die Gierrate γ aufweist, und der stationären Komponente G(0) der Übertragungsfunktion G(s). Weiterhin wird der Korrektureinschlagwinkel δ_c, der von der Solleinschlagrate δ*' abhängt, unter Verwendung der Übertragungsfunktion K(s) berechnet. Dadurch kann die Änderung der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ beschränkt werden, die Richtungsstabilität des Fahrzeugs im Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit kann sichergestellt werden, und die Verzögerung des Ansprechverhaltens in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit kann verbessert werden.
Im Hinblick darauf ist im herkömmlichen Fahrzeug wie in 10A gezeigt eine Verstärkung (ein Amplitudenverhältnis) der Querbeschleunigung relativ zu der Änderung der Frequenz des Lenkwinkels θ im Allgemeinen konstant, das bedeutet, der Ist-Einschlagwinkel δ ist im Allgemeinen konstant, wenn die Frequenz klein ist, und die Verstärkung weist eine Tendenz auf, dass sie in den Bereichen mittlerer und hoher Fahrzeuggeschwindigkeiten fällt, wenn die Frequenz steigt, während die Verstärkung eine Tendenz aufweist, dass sie im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeiten steigt, wenn die Frequenz steigt. Weiterhin weist der Phasenwinkel der Querbeschleunigung relativ zu der Änderung der Frequenz des Lenkwinkels θ in dem herkömmlichen Fahrzeug wie in 10B gezeigt, das bedeutet, der Ist-Einschlagwinkel δ, eine Tendenz auf, dass die Verzögerung der Phase steigt und danach in den Bereichen mittlerer und hoher Fahrzeuggeschwindigkeit allgemein „0” wird, wenn die Frequenz steigt, während das Voreilen der Phase steigt und danach allgemein im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit „0” wird, wenn die Frequenz steigt.
Aufgrund einer solchen Frequenzansprechverhaltenseigenschaft neigt das Fahrzeug hauptsächlich im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Erhöhung der Verstärkung und das Voreilen der Phase im hohen Frequenzbereich dazu, auf einer Spur innerhalb einer Spur zu fahren, die der Fahrer beabsichtigt, und der Fahrer fühlt ein ungewöhnliches Verhalten, dass das Fahrzeug in Übereinstimmung mit der Drehbetätigung des Lenkrads 11 stark nach innen zieht. Weiterhin neigt die Verzögerung der Phase hauptsächlich in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit dazu, zu steigen, während die Verstärkung stark abnimmt, und daher empfindet es der Fahrer als ungewöhnlich, dass die der Drehbetätigung des Lenkrads 11 entsprechende Querbeschleunigung verzögert wird.
In Übereinstimmung damit wird in der zweiten Ausführungsform der Korrektureinschlagwinkel δ_c zur Korrektur des Solleinschlagwinkels δ* in Anbetracht der Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung relativ zu dem Lenkwinkel θ, das bedeutet, der Einschlagwinkel δ, der sich abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V ändert, berechnet. Man bemerke, dass die zweite Ausführungsform nachstehend genau erläutert wird, die gleiche Teile wie jene der ersten Ausführungsform werden jedoch durch die selben Bezugszeichen wie jene der ersten Ausführungsform gezeigt und die Erläuterungen derselben wird ausgelassen.
In der zweiten Ausführungsform führt das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel ähnlich wie in der ersten Ausführungsform das Korrektureinschlagwinkelberechnungsprogramm durch, das in 5 gezeigt ist. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Verarbeitung des Schritts S12 des Berechnungsprogramms für den Korrektureinschlagwinkel von jener der ersten Ausführungsform. Das bedeutet, dass wie vorstehend erläutert in der zweiten Ausführungsform der Korrektureinschlagwinkel δ_c in Anbetracht der Änderung des Übergangsansprechverhaltens der Querbeschleunigung berechnet wird. In Übereinstimmung damit berechnet das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel die Übertragungsfunktion K_gy(s) zur Berechnung des Korrektureinschlagwinkels δ_c anstelle der Übertragungsfunktion K(s) der ersten Ausführungsform. Nachstehend wird die Übertragungsfunktion K_gy(s), welche die zweite Übertragungsfunktion ist, konkret erläutert.
Wenn das Fahrzeug damit beginnt, durch das Einschlagen der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 auf den Einschlagwinkel δ eine Kurve zu fahren, wird die Querbeschleunigung a_gy in dem Fahrzeug erzeugt. In Übereinstimmung damit wird die Übertragungsfunktion G_gy(s), welche die erste Übertragungsfunktion ist, die auf der Grundlage der Spezifikation des Fahrzeugs bestimmt wird, durch die nachstehende Gleichung 10 ausgedrückt, wenn der Einschlagwinkel δ eine Eingabe und die Querbeschleunigung a_gy wie nachstehend erläutert eine Ausgabe ist. Man bemerke, dass in der nachstehenden Gleichung 10 s einen Laplace-Operator darstellt.
In dieser Hinsicht weist die Übertragungsfunktion G_gy(s) eine Frequenzansprechverhaltenseigenschaft wie in 10A und 10B gezeigt auf und zeigt die Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung a_gy an. In Übereinstimmung damit kann der Korrektureinschlagwinkel δ_c zum Beschränken des ungewöhnlichen Verhaltens wie des vorstehend erwähnten Nach-innen-Ziehens in dem Gebiet niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Verbessern der Verzögerung der Erzeugung der Querbeschleunigung a_gy in dem Gebiet hoher Fahrzeuggeschwindigkeit durch nachstehende Gleichung 11 ausgedrückt werden, welche den Unterschied zwischen der Übertragungsfunktion G_gy(s), welche die Übergangsansprechverhaltenseigenschaft anzeigt, und der stationären Komponentenempfangsfunktion G_gy(s), das bedeutet, der Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft G_gy(0) verwendet.
Man bemerke, dass in der Gleichung 11 δ* den Solleinschlagwinkel anzeigt, der durch das Berechnungsteil 51 für den Solleinschlagwinkel berechnet wird.
In Anbetracht dessen können die Bewegungsgleichungen des Fahrzeugs in dem Zweiradfahrzeugmodell durch die vorstehend erwähnten Gleichungen 3 bis 5 ausgedrückt werden. Dann werden die Gleichungen 3, 4 und 5 über die Laplace-Transformation transformiert und die transformierten Gleichungen werden als die simultanen Gleichungen bzw. Gleichungen eines Gleichungssystems gelöst und weiterhin werden die gelösten umgeformten Gleichungen nach dem Solleinschlagwinkel δ aufgelöst, und dann kann man die nachstehende Gleichung 12 unter Verwendung der Gleichung 10 erhalten.
Man bemerke, dass die Übertragungsfunktion G_gy(s) ebenfalls, wie aus der Gleichung 12 deutlich wird, auf der Grundlage der trägen Masse m, der Vorderradkurvenfahrkraft K_f des Fahrzeugs, der Hinterradkurvenfahrkraft K_r des Fahrzeugs, des Abstands L_f zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und der Radachse, welche die Vorderräder miteinander verbindet, und des Abstands L_r zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und der Radachse, welche die Hinterräder miteinander verbindet, bestimmt wird, die als die Spezifikation des Fahrzeugs vorab festgelegt sind. Dann wird die Gleichung 12, die wie vorstehend erläutert erhalten wird, auf die Gleichung 11 angewendet, und die Gleichung 12 wird umgestellt und daher kann der Korrektureinschlagwinkel δ_c durch die nachstehende Gleichung 13 ausgedrückt werden.
In dieser Hinsicht zeigt δ*' in der Gleichung 13 die Solleinschlagrate an, die ein nach der Zeit abgeleiteter Wert (= dδ*/dt) ist, der durch Ableiten des Solleinschlagwinkels δ* nach der Zeit erhalten wird. Weiterhin wird in der Gleichung 13 die Übertragungsfunktion K_gy(s), welche die zweite Übertragungsfunktion ist, durch die nachstehende Gleichung 14 ausgedrückt.
Im Hinblick darauf ist die Übertragungsfunktion K_gy(s), die durch die Gleichung 14 ausgedrückt wird, wie aus der Gleichung 13 deutlich wird, eine Übertragungsfunktion, welche als eine Eingabe die Solleinschlagrate δ*' und als eine Ausgabe den Korrektureinschlagwinkel δ_c aufweist (das bedeutet, die Einschlaggröße der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2, die mit der Solleinschlagrate δ*' eingeschlagen werden). Bezüglich der Übertragungsfunktion K_gy(s) wird die Frequenzansprechverhaltenseigenschaft in den 11A und 11B gezeigt, und die Stufenansprechverhaltenseigenschaft wird in 12 gezeigt. Nach der Übertragungsfunktion K_gy(s) wie in 11A gezeigt weist eine Verstärkung (ein Amplitudenverhältnis) des Korrektureinschlagwinkels δ_c relativ zu der Änderung der Frequenz der Solleinschlagrate δ*' eine Änderungseigenschaft auf, bei welcher die Verstärkung über den gesamten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich allgemein abnimmt, wenn sich die Frequenz erhöht, insbesondere eine Änderungseigenschaft, nach welcher die Verstärkung konstant abnimmt, wenn sich die Frequenz in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Daher kann der Korrektureinschlagwinkel δ_c das ungewöhnliche Verhalten wie das vorstehend erwähnte Nach-innen-Ziehen durch das Verringern der Verstärkung verbessern, wenn die Frequenz der Solleinschlagrate δ*' der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2, in anderen Worten die Frequenz des Lenkwinkels θ, in einem hohen Frequenzbereich liegt.
Weiterhin weist nach der Übertragungsfunktion K_gy(s) wie in 11B gezeigt der Phasenwinkel des Korrektureinschlagwinkels δ_c relativ zu der Änderung der Frequenz der Solleinschlagrate δ*' eine Änderungseigenschaft auf, nach welcher die Verzögerung mit der Erhöhung der Frequenz in den Bereichen mittlerer und hoher Fahrzeuggeschwindigkeit klein ist. Dadurch ändert sich der Korrektureinschlagwinkel δ_c mit einem schnellen Ansprechverhalten abhängig von der Änderung der Frequenz der Solleinschlagrate δ*' der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2, in anderen Worten der Änderung der Frequenz des Lenkwinkels θ. Insbesondere ist die Phasenverzögerung in den Bereichen mittlerer und hoher Fahrzeuggeschwindigkeiten klein, und daher kann die vorstehend erwähnte Verzögerung der Erzeugung der Querbeschleunigung a_gy im Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeiten verbessert werden.
Weiterhin weist die Verstärkung nach der Übertragungsfunktion K_gy(s) wie in 12 gezeigt eine Stufenansprechverhaltenseigenschaft auf, bei welcher die Verstärkung schwingend relativ zu der zeitlichen Änderung in den mittleren und hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen gedämpft ist, und die Verstärkung nicht schwingend relativ zu der zeitlichen Änderung im niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich gedämpft ist. Dann kann nach dieser Stufenansprechverhaltenseigenschaft die Verstärkung zur Erhöhung des Einschlagens in der Einschlagrichtung, um das Ansprechverhalten weiter zu verbessern, in den Bereichen mittlerer und hoher Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten werden, während die Verstärkung zur Rücknahme des Einschlags im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten werden kann. Das bedeutet, dass die Verstärkung zur Rücknahme des Einschlags mit dem Fortschreiten der Zeit in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten werden kann, und daher kann das Erhöhen der Verstärkung der Querbeschleunigung beschränkt und das ungewöhnliche Verhalten wie das Nach-innen-Ziehen kann verbessert werden.
Dann bestimmt das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel ähnlich wie in der ersten Ausführungsform die Übertragungsfunktion K_gy(s) mit der vorstehend erwähnten Eigenschaft unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 erfasst wird, in Übereinstimmung mit der Gleichung 14. Als Nächstes führt das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel ähnlich wie in der ersten Ausführungsform den Schritt S13 und die darauffolgenden Schritte aus.
In ähnlicher Weise wie in der ersten Ausführungsform wird die Querbeschleunigung a_gy erläutert, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, das durch das Einschlagen der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 auf den endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d eine Kurve fährt. In der vorstehend erläuterten Gleichung 10 wird der endgültige Solleinschlagwinkel δ_d, das bedeutet δ* + δ_c, für den Einschlagwinkel δ eingesetzt und die Gleichung 10 wird unter Verwendung der vorstehend erläuterten Gleichung 11 hinsichtlich des Solleinschlagwinkels δ* umgestellt, und dann kann die Querbeschleunigung a_gy durch die nachstehende Gleichung 15 ausgedrückt werden.
In Übereinstimmung mit der Gleichung 15 ist die Querbeschleunigung a_gy, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, das durch die Anwendung des Korrektureinschlagwinkels δ_c eine Kurve fährt, eine Querbeschleunigung, die durch Multiplikation der stationären Komponente G_gy(0) der Übertragungsfunktion G_gy(s) mit dem Solleinschlagwinkel δ* erhalten wird. In anderen Worten weist die Querbeschleunigung a_gy wie in 13, die der 10A entspricht, gezeigt, eine Eigenschaft auf, dass die Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft G_gy(0) auf den Solleinschlagwinkel δ* angewendet wird, indem die stationäre Komponente G_gy(0) der Übertragungsfunktion G_gy(s) mit den Frequenzansprechverhaltenseigenschaften, die sich abhängig von den Bereichen der niedrigen, mittleren und hohen Fahrzeuggeschwindigkeit unterscheiden, als die Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft angewendet wird.
Wie vorstehend erläutert wird in dem Fall, in welchem die Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft G_gy(0) angewendet wird, wie aus 13 deutlich wird, die Änderung der Verstärkung der Querbeschleunigung a_gy relativ zu der Änderung der Frequenz beschränkt und die Änderungseigenschaft der Verstärkung neigt dazu, konstant zu sein, selbst wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V ändert. Dadurch kann das ungewöhnliche Empfinden wie das Nach-innen-Ziehen, das der Fahrer aufgrund der Beschränkung der Erhöhung der Verstärkung in dem hohen Frequenzbereich fühlt, wie durch die durchgezogene Linie der der 10A entsprechenden 14A gezeigt, in dem Fall, in dem der Solleinschlagwinkel δ* durch Anwenden des Korrektureinschlagwinkels δ_c in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert wird, im Vergleich zu dem Fall verbessert werden, in welchem der Solleinschlagwinkel δ* im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit nicht korrigiert wird, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt. Weiterhin kann, wie durch die durchgezogene Linie der 14B, welche der 10B entspricht, in dem Fall, in welchem der Solleinschlagwinkel δ* durch Anwenden des Korrektureinschlagwinkels δ_c in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert wird, das ungewöhnliche Empfinden, das der Fahrer aufgrund der Verzögerung der Erzeugung der Querbeschleunigung a_gy durch die Beschränkung der Phasenverzögerung in dem hohen Frequenzbereich fühlt, im Vergleich zu dem Fall verbessert werden, in welchem der Solleinschlagwinkel δ* in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit nicht korrigiert wird, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung deutlich wird, berechnet das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel nach der zweiten Ausführungsform ähnlich wie in der ersten Ausführungsform die Übertragungsfunktion G_gy(s), welche die erste Übertragungsfunktion ist, und kann die Frequenzantwort der Übertragungsfunktion G_gy(s) festlegen, kann insbesondere die stationäre Komponente G_gy(0) aus dem Ansprechverhalten der Verstärkung der Querbeschleunigung a_gy, die in dem Fahrzeug relativ zu der Änderung der Frequenz des Ist-Einschlagwinkels δ erzeugt wird, als die Sollfrequenzansprechverhalten festlegen, und kann die Übertragungsfunktion K_gy(s), welche die zweite Übertragungsfunktion ist, unter Verwendung des Unterschieds zwischen dem festgelegten Sollfrequenzansprechverhalten G_gy(0) und der Übertragungsfunktion G_gy(s) festlegen. Dadurch wird die Übertragungsfunktion K_gy(s) als eine Wiedergabe der nicht stationären Komponente der Übertragungsfunktion G_gy(s) festgelegt, das bedeutet, der Komponente, welche die Richtungsstabilität und das Ansprechverhalten des Fahrzeugs beeinflusst, und daher wird der Korrektureinschlagwinkel δ_c, der durch Verwendung dieser Übertragungsfunktion K_gy(s) berechnet wird, als eine Funktion berechnet, um effektiv die Komponente zu korrigieren, welche die Richtungsstabilität und das Ansprechverhalten des Fahrzeugs beeinflusst.
Dadurch kann die Änderung des Frequenzansprechverhalten der Querbeschleunigung a_gy, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, insbesondere die Änderung des Ansprechverhaltens der Verstärkung der Querbeschleunigung a_gy, weitgehend durch Korrigieren der Solleinschlaggröße δ* um den Korrektureinschlagwinkel δ_c beschränkt werden. Das bedeutet, dass in diesem Fall das Frequenzansprechverhalten der Querbeschleunigung a_gy, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, allgemein konstant sein kann, und daher können die sehr gut geeignete Richtungsstabilität und das sehr gut geeignete Ansprechverhalten sichergestellt werden. In Übereinstimmung damit kann die besser geeignete Richtungsstabilität und das besser geeignete Ansprechverhalten bezüglich der Kurvenfahrt des Fahrzeugs erhalten werden und bezüglich der Änderung der Querbeschleunigung a_gy, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, kann das ungewöhnliche Verhalten, das der Fahrer fühlt, besser und weitgehender beschränkt werden.
Weiterhin kann das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel die Übertragungsfunktion K_gy(s) in Anbetracht der Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung a_gy des Fahrzeugs festlegen, welche sich abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V ändert, und daher wird der Korrektureinschlagwinkel δ_c, der durch Verwendung der Übertragungsfunktion K_gy(s) berechnet wird, als ein Winkel berechnet, um das ungewöhnliche Verhalten wie das Nach-innen-Ziehen in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit zu beschränken, um die Richtungsstabilität des Fahrzeugs sicherzustellen und das Ansprechverhalten in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit geeignet zu korrigieren. In Übereinstimmung damit können die sehr gut geeignete Richtungsstabilität und das sehr gut geeignete Ansprechverhalten abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V erhalten werden, und das ungewöhnliche Verhalten, das der Fahrer fühlt, kann deutlich verringert werden.
c. Dritte Ausführungsform
In den vorstehend erläuterten ersten und zweiten Ausführungsformen wird das Steer-by-wire-System, bei welchem die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 11 und den rechten und linken Vorderrädern FW1 und FW2 gelöst ist, als die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs verwendet. In diesem Fall kann die Lenkvorrichtung mit variablem Übersetzungsverhältnis wie in 15 gezeigt, bei welcher das Lenkübersetzungsverhältnis (das Übertragungsverhältnis) frei angepasst werden kann, verwendet werden. Nachstehend wird die dritte Ausführungsform genau erläutert, die gleichen Teile wie jene in den ersten und zweiten Ausführungsformen werden jedoch durch die selben Bezugszeichen wie jene der ersten und zweiten Ausführungsformen angezeigt und die Erläuterung derselben wird weggelassen.
In der Lenkvorrichtung des Fahrzeugs nach der dritten Ausführungsform werden das Reaktionskraftstellglied 13 und das Einschlagstellglied 21 der ersten und zweiten Ausführungsformen ausgelassen, und die Lenkkrafteingabewelle und die Einschlagkraftabgabewelle 22 sind miteinander durch ein Stellglied 60 mit variablem Übersetzungsverhältnis verbunden. Das Stellglied 60 mit variablem Übersetzungsverhältnis weist einen Elektromotor 61 und ein Untersetzungsgetriebe 62 auf und ändert die Drehgröße (oder den Drehwinkel) der Einschlagkraftabgabewelle 22, die mit dem Untersetzungsgetriebe 62 verbunden ist, relativ zu der Drehgröße (oder dem Drehwinkel) der Lenkkrafteingabewelle 12.
Der Elektromotor 61 ist so aufgebaut, dass ein Motorgehäuse desselben integriert mit der Lenkkrafteingabewelle 12 verbunden ist und integriert mit der Lenkkrafteingabewelle abhängig von einer Drehbewegung des Lenkrads 11 durch den Fahrer dreht. Weiterhin ist eine Antriebswelle 61a des Elektromotors 61 mit dem Untersetzungsgetriebe 62 verbunden und die Drehkraft des Elektromotors 61 wird über die Antriebswelle 61a an das Untersetzungsgetriebe 62 übertragen. Das Untersetzungsgetriebe 62 besteht aus einem bekannten Zahnradmechanismus (beispielsweise einem „harmonic drive”-Mechanismus [registrierte Handelsmarke], einem Planetengetriebemechanismus, usw.), und die Einschlagkraftabgabewelle 22 ist mit dem Getriebemechanismus verbunden. Dadurch reduziert das Untersetzungsgetriebe 62 die Drehung der Antriebswelle 61a durch den beschriebenen Getriebemechanismus, um die Drehung an die Einschlagkraftabgabewelle 22 zu übertragen, wenn die Drehkraft des Elektromotors 61 über die Antriebswelle 61a an das Untersetzungsgetriebe 62 übertragen wird. In Übereinstimmung damit verbindet das variable Getriebeübersetzungsstellglied 62 die Eingangswelle 12 und die Einschlagkraftabgabewelle 22 relativ zueinander drehbar über die Antriebswelle 61a des Elektromotors 61, und kann das Verhältnis der Drehgröße (oder des Drehwinkels) der Einschlagkraftabgabewelle 22 relativ zu der Drehgröße (oder dem Drehwinkel) der Lenkkrafteingabewelle 12 ändern, das bedeutet, kann geeignet das Lenkübersetzungsverhältnis (das Übertragungsverhältnis) der Drehung der Lenkkrafteingabewelle 12 gegenüber der Einschlagkraftabgabewelle 22 durch das Untersetzungsgetriebe 62 ändern.
Weiterhin wird in der dritten Ausführungsform aufgrund des Weglassens des Reaktionskraftstellglieds 13 ein Elektromotor 25 vorgesehen, um die Betätigungskraft (das Lenkdrehmoment) zu verringern, das durch den Fahrer an das Lenkrad 11 eingegeben wird. Weiterhin wird das Drehmoment (das Hilfsdrehmoment), das von dem Elektromotor 25 erzeugt wird, an die Zahnstange 24 übertragen. Dadurch wird die Drehkraft der Einschlagkraftabgabewelle 22 über das Zahnrad 23 an die Zahnstange 24 ausgegeben, und das Hilfsdrehmoment des Elektromotors 25 wird an die Zahnstange 24 ausgegeben. Wie vorstehend erläutert kann das Lenkdrehmoment, das durch den Fahrer an das Lenkrad 11 einzugeben ist, durch die Anwendung des Hilfsmoments durch den Elektromotor 25 verringert werden.
Weiterhin weist die elektronische Steuervorrichtung in der dritten Ausführungsform einen Lenkdrehmomentsensor 37 auf. Der Lenkdrehmomentsensor 37 weist beispielsweise einen Drehwinkelgeberrotor auf, der sich mit einer Torsionsstange dreht, und ein Drehwinkelgeberstator, der gegenüber dem Drehwinkelgeberrotor an dem Fahrzeug befestigt ist, ist an der Einschlagkraftabgabewelle 22 montiert und erfasst das Lenkmoment T, welches vom Fahrer über das Lenkrad 11 an die Einschlagkraftabgabewelle 22 abgegeben wird. Man bemerke, dass der Lenkdrehmomentsensor 37 das Lenkmoment T als einen positiven Wert ausgibt, wenn das Lenkrad 11 in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht wird, und das Lenkmoment T als einen negativen Wert ausgibt, wenn das Lenkrad 11 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird.
Weiterhin wird in der dritten Ausführungsform die Antriebsschaltung 35, die mit der elektronischen Steuereinheit 34 verbunden ist, so modifiziert, dass sie den Elektromotor 25 antreibt, und die Antriebsschaltung 36 wird so modifiziert, dass sie den Elektromotor 61 des Stellglieds 60 mit dem variablen Übersetzungsverhältnis antreibt. Man bemerke, dass in der dritten Ausführungsform die Detektoren 35a und 36a für elektrischen Strom, um die elektrischen Antriebsströme zu erfassen, welche in den Elektromotoren 25 und 61 fließen, jeweils in den Antriebsschaltungen 35 und 36 vorgesehen sind. Weiterhin werden die elektrischen Antriebsströme bzw. deren Werte, die von den elektrischen Stromdetektoren 35a und 36a erfasst werden, in die elektrische Steuereinheit 34 rückgekoppelt.
In der wie vorstehend erläutert aufgebauten dritten Ausführungsform wird die elektronische Steuereinheit 34 ähnlich wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen wie in 2 gezeigt durch das Reaktionskraftsteuerteil 40 und das Einschlagsteuerteil 50 gebildet. Man bemerke, dass in der dritten Ausführungsform der Betrieb des Reaktionskraftsteuerteils nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezogen ist, und daher wird dies nachstehend nur kurz beschrieben.
Das Teil 41 zur Berechnung des Drehmomentanteils der Sollreaktionskraft liest den Lenkwinkel θ vom Lenkwinkelsensor 31, die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 und das Lenkmoment T vom Lenkdrehmomentsensor 37 ein. Dann bestimmt das Teil 41 zur Berechnung des Drehmomentanteils der Sollreaktionskraft einen Drehmomentanteil Tz* einer Sollreaktionskraft, das bedeutet, ein Hilfsdrehmoment zum Verringern des Lenkdrehmoments T auf den Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft abhängig von den Größen der eingegebenen Lenkwinkel θ, der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V und des eingegebenen Lenkdrehmoments T.
Der Drehmomentanteil Tz* der Sollreaktionskraft, in anderen Worten das Hilfsdrehmoment, das wie vorstehend erläutert berechnet wird, wird dem Antriebssteuerteil 42 bereitgestellt. Dann gibt das Antriebssteuerteil 42 ein Steuersignal (beispielsweise ein PWM-Steuersignal), welches von dem zugehörigen Hilfsdrehmoment abhängt, an die Antriebsschaltung 35 aus, um dem elektrischen Antriebsstrom, der vom Hilfsdrehmoment abhängt, in den Elektromotor 25 fließen zu lassen. Dadurch übt der Elektromotor 25 ein Hilfsdrehmoment auf die Zahnstange 24 aus, und als ein Ergebnis wird eine Reaktionskraft gleich dem Drehmoment Tz* der Sollreaktionskraft über die Lenkkrafteingabewelle 12 auf das Lenkrad 11 ausgeübt. In Übereinstimmung damit wird eine geeignete Reaktionskraft auf das Drehen des Lenkrads durch den Fahrer ausgeübt, und der Fahrer kann das Lenkrad 11 leicht drehen, wobei er die aufgebrachte Reaktionskraft spürt.
Andererseits arbeiten in dem Einschlagsteuerteil 50 das Solleinschlagwinkelberechnungsteil 51, das Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel und das Berechnungsteil 53 für den endgültigen Solleinschlagwinkel ähnlich wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die dritte Ausführungsform in dem Punkt von den ersten und zweiten Ausführungsformen, dass das Antriebssteuerteil 54 den Antrieb des Elektromotors 61 des Stellglieds 60 mit dem variablen Übersetzungsverhältnis in der dritten Ausführungsform steuert. Das bedeutet, dass das Antriebssteuerteil 54 den bereitgestellten endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d und den tatsächlichen Einschlagwinkel vom Lenkwinkelsensor 32 dort eingibt und den Unterschied Δδ (= δ_d – δ) zwischen dem endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d und dem tatsächlichen Einschlagwinkel δ berechnet. Dann berechnet das Antriebssteuerteil 54 einen elektrischen Sollstrom i* proportional zu dem Unterschied Δδ, liest den elektrischen Sollstrom i* und den tatsächlichen elektrischen Strom i, der vom elektrischen Stromdetektor 36a erfasst wird, ein, wobei dieser Strom in dem Elektromotor 61 in dem Stellglied 60 mit dem variablen Übersetzungsverhältnis fließt, und berechnet den Unterschied Δi (= i* – i) dazwischen.
Weiterhin addiert das Antriebssteuerteil 54 den Proportionalterm, welcher proportional zu dem berechneten Unterschied δi ist, zu dem Integralterm, der durch Integration der Unterschiede Δi erhalten wird, und berechnet eine Sollspannung v* zum Antrieb des Elektromotors 61 so, dass der Unterschied Δi Null wird. Dann gibt das Antriebssteuerteil 54 ein PWM-Steuerspannungssignal an die Antriebsschaltung 36 aus, das der Sollspannung v* entspricht. Die Antriebsschaltung 36 schaltet das Schaltelement mit dem Tastverhältnis ein und aus, welches dem PWM-Steuerspannungssignal entspricht, um die Sollspannung v* an den Elektromotor 61 abzugeben. Dadurch werden die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 durch die Antriebskraft des Elektromotors 61 auf den endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d eingeschlagen.
Wie vorstehend erläutert wird auch in der dritten Ausführungsform der Solleinschlagwinkel δ* durch den Korrektureinschlagwinkel δ_c korrigiert, und die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 können auf den korrigierten endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d eingeschlagen werden. In Übereinstimmung damit können die selben Effekte wie jene der ersten und zweiten Ausführungsformen erhalten werden.
d. Modifiziertes Beispiel
In der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform wird die Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ beschränkt und daher wird insbesondere die geeignete Richtungsstabilität des Fahrzeugs in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit sichergestellt. Andererseits wird in der vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsform die Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung a_gy beschränkt und daher wird insbesondere das ungewöhnliche Verhalten wie das Nach-innen-Ziehen, das der Fahrer im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit fühlt, geeignet beschränkt. In Übereinstimmung damit können die Beschränkung der Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ und die Beschränkung der Änderung des Übergangsansprechverhaltens der Querbeschleunigung a_gy selektiv abhängig von der Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit V, das bedeutet, vom Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit, durchgeführt werden.
Wie konkret erläutert wird, sind bei dem Fahrzeug, bei welchem der Einschlagwinkel nicht korrigiert wird, die Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ, das bedeutet, die Änderungen der Verstärkung und der Phase relativ zu der Änderung der Frequenz in dem Bereich mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit wie in 4A gezeigt vergleichsweise klein. Weiterhin sind in dem Fahrzeug, in welchem der Einschlagwinkel nicht korrigiert wird, die Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung a_gy, das bedeutet, die Änderungen der Verstärkung und der Phase relativ zu der Änderung der Frequenz ebenfalls wie in 10A gezeigt im Bereich mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit relativ klein.
In Übereinstimmung damit bestimmt beispielsweise die elektronische Steuereinheit 34 in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 eingegeben wird, ähnlich wie in der zweiten Ausführungsform die Übertragungsfunktion K_gy(s), die als eine Eingabe die Solleinschlagrate δ*' und als eine Ausgabe den Korrektureinschlagwinkel δ_c aufweist, unter Verwendung des Unterschieds zwischen der Übertragungsfunktion G_gy(s), die von dem Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel bestimmt wird, wobei diese Übertragungsfunktion als eine Eingabe den Einschlagwinkel δ und als eine Ausgabe die Querbeschleunigung a_gy aufweist, und der stationären Komponente G_gy(0) der Übertragungsfunktion G_gy(s). Dann wird der Korrektureinschlagwinkel δ_c, der von der Solleinschlagrate δ*' abhängt, unter Verwendung der Übertragungsfunktion K_gy(s) berechnet. Dadurch kann die Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung a_gy eingeschränkt werden, und das ungewöhnliche Verhalten wie das Nach-innen-Ziehen, das der Fahrer in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit fühlt, kann effektiv eingeschränkt werden.
Weiterhin schaltet die elektronische Steuereinheit 34 in dem Bereich mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 eingegeben wird, vergleichsweise hoch bzw. höher als im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit ist, die Beschränkung der Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung a_gy auf die Beschränkung der Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ. Dadurch bestimmt die elektronische Steuereinheit 34 in den Bereichen mittlerer und hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ähnlich wie in der ersten Ausführungsform die Übertragungsfunktion K(s), die als eine Eingabe die Solleinschlagrate δ*' und als eine Ausgabe den Korrektureinschlagwinkel δ_c aufweist, unter Verwendung des Unterschieds zwischen der Übertragungsfunktion G(s), die von dem Berechnungsteil 52 für den Korrektureinschlagwinkel bestimmt wird und die Übergangsansprechverhaltenseigenschaft anzeigt, wobei diese Übertragungsfunktion als eine Eingabe den Einschlagwinkel δ und als eine Ausgabe die Gierrate γ aufweist, und der stationären Komponente G(0) der Übertragungsfunktion G(s). Dann wird der Korrektureinschlagwinkel δ_c, der von der Solleinschlagrate δ*' abhängt, unter Verwendung der Übertragungsfunktion K(s) berechnet. Dadurch kann die Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ beschränkt werden und die geeignete Richtungsstabilität des Fahrzeugs in den Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit kann sichergestellt werden.
Wie vorstehend erläutert wird der Korrektureinschlagwinkel δ_c berechnet, während die Beschränkung der Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Gierrate γ und die Beschränkung der Änderung der Übergangsansprechverhaltenseigenschaft der Querbeschleunigung a_gy selektiv umgeschaltet werden, und der Solleinschlagwinkel δ* wird korrigiert, und daher ist es möglich und bevorzugt, das ungewöhnliche Verhalten, das der Fahrer fühlt und das von der Fahrzeuggeschwindigkeit V abhängt, effektiv zu verringern.
Wenn die vorliegende Erfindung ausgeführt wird, ist die Erfindung nicht auf die ersten bis dritten Ausführungsformen und das modifizierte Beispiel beschränkt, und verschiedene Modifikationen können verwendet werden, ohne von der Aufgabe der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise schlägt in den ersten und zweiten Ausführungsformen das Einschlagstellglied 21 die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 über die Einschlagkraftabgabewelle 22 auf die endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d ein. Weiterhin schlägt in der dritten Ausführungsform das Stellglied 60 mit dem variablen Übersetzungsverhältnis die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 über die Einschlagkraftabgabewelle 22 auf den endgültigen Solleinschlagwinkel δ_d ein.
In dieser Hinsicht können beispielsweise, wie in 15 gezeigt, die Einschlagwinkel δ der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 durch den Korrektureinschlagwinkel δ_c korrigiert werden, ohne das Einschlagstellglied 21 oder das Stellglied 60 für das variable Übersetzungsverhältnis zu verwenden, wenn die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs den Elektromotor 25 und den Lenkdrehmomentsensor 37 aufweist.
Das bedeutet, wie vorstehend erläutert weist der Lenkdrehmomentsensor 37 die Torsionsstange auf, und kann daher etwas verdreht werden. Folglich kann beispielsweise innerhalb des Bereichs, in welchem die Torsionsstange durch den Antrieb des Elektromotors 25 verdreht werden kann, der Lenkwinkel δ der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 durch den Korrektureinschlagwinkel δ_c korrigiert werden. In diesem Fall wird jedoch allgemein, wenn die Größe der Verdrehung der Torsionsstange steigt, das große Lenkmoment T erfasst, und als ein Ergebnis steigt, wie in der dritten Ausführungsform erläutert, das vom Elektromotor 25 erzeugte Hilfsdrehmoment. In Übereinstimmung damit wird es beispielsweise dann, wenn die elektronische Steuereinheit 34 den Lenkwinkel δ unter Verwendung des Verdrehens der Torsionsstange korrigiert, bevorzugt, dass die elektronische Steuereinheit 24 vorübergehend die Erzeugung des Unterstützungsdrehmoments durch den Elektromotor 25 unterlässt, so dass das falsche Hilfsdrehmoment nicht aufgebracht wird. Dadurch wird im Vergleich mit den ersten bis dritten Ausführungsformen der Effekt etwas verringert, der Lenkwinkel δ der rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 kann jedoch korrigiert und das ungewöhnliche Empfinden, das der Fahrer fühlt, kann eingeschränkt werden.
Weiterhin wird in den ersten bis dritten Ausführungsformen das Lenkrad 11 verwendet, das gedreht wird, um das Fahrzeug zu fahren. Stattdessen kann jedoch beispielsweise ein Lenkrad vom Joysticktyp, das linear verschoben wird, verwendet werden, und andere Arten des Lenkrads, die durch den Fahrer betätigt werden und die Lenkung an das Fahrzeug übermitteln können, können verwendet werden.
Weiterhin werden in den ersten und zweiten Ausführungsformen die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 durch Drehen der Einschlagkraftabgabewelle 22 unter Verwendung des Einschlagstellglieds 21 eingeschlagen. Stattdessen können die rechten und linken Vorderräder FW1 und FW2 durch lineares Verschieben der Zahnstange 24 unter Verwendung des Einschlagstellglieds 21 eingeschlagen werden.

Claims

Eine Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad (11), das durch einen Fahrer betätigt wird, um das Fahrzeug zu lenken, und mit einer Einschlageinrichtung (21–24), um einzuschlagende Räder (FW1, FW2) abhängig von der Betätigung des Lenkrads (11) einzuschlagen, wobei die Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) Folgendes aufweist: eine Einrichtung (31) zur Erfassung eines Betätigungseingabewerts, um einen Betätigungseingabewert (θ) vom Fahrer an das Lenkrad (11) zu erfassen; eine Einrichtung (34) zur Berechnung einer Solleinschlaggröße, um eine Solleinschlaggröße (δ*) der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) unter Verwendung des Betätigungseingabewerts (θ) zu berechnen, der von der Einrichtung (31) zur Erfassung des Betätigungseingabewerts erfasst wird, wobei die Solleinschlaggröße (δ*) eine vorab festgelegte Beziehung zu dem Betätigungseingabewert (θ) an das Lenkrad (11) aufweist; gekennzeichnet durch eine Einrichtung (52) zur Festlegung einer Übertragungsfunktion, um eine zweite Übertragsfunktion (K(s)) unter Verwendung einer ersten Übertragungsfunktion (G(s)) festzulegen, welche auf der Grundlage der Spezifikation des Fahrzeugs bestimmt ist, wobei die erste Übertragungsfunktion (G(s)) als eine Eingabe eine Einschlaggröße (δ) der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) und als eine Ausgabe eine Bewegungszustandsgröße (a_gy, γ) aufweist, die in dem Fahrzeug durch das Einschlagen der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) erzeugt wird, und die zweite Übertragungsfunktion (K(s)) als eine Eingangsgröße eine Solleinschlagrate (δ*') umfasst, welche eine zeitliche Änderung der Solleinschlaggröße (δ*) anzeigt, die von der Einrichtung (34) zur Berechnung der Solleinschlaggröße berechnet wird, und als eine Ausgangsgröße eine Einschlaggröße (δ) der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) aufweist, die mit der Solleinschlagrate (δ*') eingeschlagen werden; eine Einrichtung (52) zur Berechnung einer Korrektureinschlaggröße, um eine Korrektureinschlaggröße (δ_c) unter Verwendung der zweiten Übertragungsfunktion (K(s)), die von der Einrichtung (52) zur Festlegung der Übertragungsfunktion festgelegt ist, und der Solleinschlagrate (δ*') zu berechnen, wobei die Korrektureinschlaggröße (δ_c) die Änderung der Bewegungszustandsgröße (a_gy, γ) korrigiert, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, wenn die einzuschlagenden Räder auf die Solleinschlaggröße (δ*) eingeschlagen werden, die von der Einrichtung (34) zur Berechnung der Solleinschlaggröße berechnet wird; eine Einrichtung (53) zur Berechnung einer endgültigen Solleinschlaggröße, um eine endgültige Solleinschlaggröße (δ_d) durch Hinzufügen der Korrektureinschlaggröße (δ_c), die von der Einrichtung (52) zur Berechnung der Korrektureinschlaggröße berechnet wird, zu der Solleinschlaggröße (δ*) zu berechnen, welche von der Einrichtung (34) zur Berechnung der Solleinschlaggröße berechnet wird; und eine Einschlagsteuereinrichtung (54), um die einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) abhängig von der endgültigen Solleinschlaggröße (δ_d) einzuschlagen, die von der Einrichtung (53) zur Berechnung der endgültigen Solleinschlaggröße berechnet wurde.
Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (52) zur Festlegung der Übertragungsfunktion eine stationäre Komponente (G(0)) aus einer Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der ersten Übertragungsfunktion (G(s)) als eine Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft festlegt, und die zweite Übertragungsfunktion (K(s)) unter Verwendung eines Unterschieds zwischen der festgelegten Sollfrequenzansprechverhaltenseigenschaft und einer Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der ersten Übertragungsfunktion (G(s)) festlegt.
Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Frequenzansprechverhaltenseigenschaft der ersten Übertragungsfunktion (G(s)) beispielsweise eine Ansprechverhaltenseigenschaft einer Verstärkung der Bewegungszustandsgröße (a_gy, γ) ist, die in dem Fahrzeug als Antwort auf eine Änderung einer Frequenz des Einschlagbetrags der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) erzeugt wird.
Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, die weiterhin eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) umfasst, um eine Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs zu erfassen, wobei die Einrichtung (52) zur Festlegung der Übertragungsfunktion die zweite Übertragungsfunktion (K(s)) unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) festlegt, die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) erfasst wird.
Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Bewegungszustandsgröße, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, entweder eine Gierrate (γ) des Fahrzeugs oder eine Querbeschleunigung (a_gy) des Fahrzeugs ist.
Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, die weiterhin eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) umfasst, um eine Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs zu erfassen, wobei die Einrichtung (52) zur Festlegung der Übertragungsfunktion die erste Übertragungsfunktion (G(s)) durch Ersetzen der Bewegungszustandsgröße mit entweder der Gierrate (γ) des Fahrzeugs oder der Querbeschleunigung (a_gy) des Fahrzeugs abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) bestimmt, die von der Einrichtung (33) zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst wird.
Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung (52) zur Festlegung der Übertragungsfunktion die Querbeschleunigung (a_gy) des Fahrzeugs als die Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs bestimmt, wenn das Fahrzeug in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, in welchem die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (V) niedrig ist, während die Einrichtung (52) zur Festlegung der Übertragungsfunktion die Gierrate (γ) des Fahrzeugs als die Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs bestimmt, wenn das Fahrzeug in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, in welchem die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (V) hoch ist.
Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei eine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad (11) und der Einschlageinrichtung (21–24) gelöst ist und die Einschlagsteuereinrichtung (54) den Antrieb eines Stellglieds (21) zum Betätigen der Einschlageinrichtung (21–24) steuert, um die einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) um die endgültige Solleinschlaggröße (δ_d) einzuschlagen.
Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Lenkrad (11) und die Einschlageinrichtung (21–24) miteinander durch eine Änderungseinrichtung (34, 36) zur Änderung eines Verhältnisses der Einschlaggröße (δ) der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) relativ zu dem Betätigungseingabewert an das Lenkrad (11) verbunden sind, und die Einschlagsteuereinrichtung (54) die Änderungseinrichtung (34, 36) zum Einschlagen der um die endgültige Solleinschlaggröße (δ_d) einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) steuert.
Lenkvorrichtung (11, 12, 13, 21–24, FW1, FW2) für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 oder 9, die weiterhin eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) zur Erfassung einer Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs aufweist, wobei die Einrichtung (34) zur Berechnung einer Solleinschlaggröße eine Solleinschlaggröße (δ*) berechnet, um ein Verhältnis des Einschlagbetrags der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) relativ zu dem von der Einrichtung (31) zur Erfassung des Betätigungseingabewerts erfassten Betätigungseingabewert (θ) zu vergrößern, wenn das Fahrzeug in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit (V) fährt, in welchem die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (V) niedrig ist, während die Einrichtung (34) zur Berechnung der Solleinschlaggröße eine Solleinschlaggröße (δ*) so berechnet, dass sie das Verhältnis der Einschlaggröße (δ) der einzuschlagenden Räder (FW1, FW2) relativ zu dem erfassten Betätigungseingabewert (θ) verringert, wenn das Fahrzeug in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, so dass die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (V) hoch ist.