DE10059689A1 - Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung - Google Patents
Fahrverhalten-Steuer/RegelvorrichtungInfo
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Abstract
Es wird eine Fahrdynamik-Regelvorrichtung offenbart. Diese Fahrdynamik-Regelvorrichtung umfasst: einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) zum Vorhersagen einer Differenz (betafr) zwischen einem Schräglaufwinkel von Vorderrädern und einem Schräglaufwinkel von Hinterrädern; einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt (10) zum Erfassen eines Lenkwinkels (delta) des Fahrzeugs; sowie einen Steuerabschnitt (13) zum Steuern des Drehverhaltens des Fahrzeugs auf der Basis eines Winkeldifferenzsignals (betafr) von dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) und einem Lenkwinkelsignal (delta) von dem Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung zum
Steuern/Regeln des Fahrverhaltens des Fahrzeugs (Fahrdynamik), und
insbesondere eine Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung für Kraftfahr
zeuge, die eine genaue Erfassung des Fahrzustands auf der Basis eines
Lenkwinkels als Eingangssignal von einem Fahrer des Fahrzeugs sowie
einer Schräglaufwinkeldifferenz zwischen Vorder- und Hinterrädern als
Ausgangssignal des Fahrzeugs gestattet.
Es sind verschiedene Vorrichtungen zum Steuern/Regeln des Fahrverhal
tens bekannt. Solche Vorrichtungen umfassen eine elektrische Servolenk
vorrichtung, eine Vierradlenkvorrichtung, eine Links-rechts-Antriebskraft-
Verteilungsvorrichtung sowie eine Links-rechts-Bremskraft-Verteilungsvor
richtung. Von diesen Vorrichtungen gibt die elektrische Servolenkvorrich
tung dem Fahrer durch das Lenkrad Information über die Straßenoberfläche
(Straßenreaktionskraft), indem deren Hilfsdrehmoment geändert wird, und
erzwingt eine Lenkbetätigung des Fahrers, um das Fahrverhalten zu stabili
sieren. Abgesehen davon wird in anderen Vorrichtungen das Fahrverhalten
durch Aktion vom Fahrzeug aus stabilisiert. Beispielsweise werden, im Falle
einer Vierrad-Lenkvorrichtung, die Hinterräder des Fahrzeugs verschwenkt,
um die Abweichung der Istgierrate in Bezug auf die Sollgierrate zu reduzie
ren, und im Falle der Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung wird die Ver
teilung der Antriebskraft an den linken und rechten Rädern geändert, und
im Falle der Bremskraft-Verteilungsvorrichtung wird die Verteilung der
Bremskraft an den linken und rechten Rädern geändert.
Die herkömmliche elektrische Servolenkvorrichtung umfasst hauptsächlich
einen Lenkdrehmomentsensor, eine Steuereinheit, einen Motortreiber, einen
Elektromotor und dergleichen. Der Lenkdrehmomentsensor erfasst ein vom
Fahrer erzeugtes manuelles Lenkdrehmoment. Die Steuereinheit sendet ein
Solldrehmomentsignal zum Antrieb des Elektromotors entsprechend dem
Lenkdrehmoment und gibt ein Motorsteuersignal aus, um den Betrieb des
Elektromotors auf der Basis des Solldrehmomentsignals zu steuern/regeln.
Zur raschen Umwandlung eines in den Elektromotor fließenden Motor
stroms in einen dem Solldrehmomentsignal entsprechenden Strom leitet die
Steuereinheit ein Signal, welches dem tatsächlich in den Elektromotor
fließenden Motorstrom entspricht, zu dem Solldrehmomentsignal zurück
(negative Rückkopplung), um den Antrieb des Elektromotors zu regeln. Der
Motortreiber ist beispielsweise aus einer Brückenschaltung mit Feldeffekt
transistoren zusammengesetzt, und in der Brückenschaltung betreibt sie
den Elektromotor mit PMW (Pulsweitenmodulation) auf der Basis des
Motorsteuersignals. Dann dreht sich der Elektromotor und gibt dem Lenksy
stem ein Hilfsdrehmoment. Die elektrische Servolenkvorrichtung korrigiert
das Solldrehmomentsignal durch Reduktion des Solldrehmomentsignals
proportional zu einer zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis
eines an einem Geschwindigkeitssensor erfassten Geschwindigkeitssignals.
Anders gesagt, bei Langsamfahrt gibt die elektrische Servolenkvorrichtung
dem Lenksystem ein ausreichend großes Hilfsdrehmoment, um die Lenkbe
tätigung des Fahrers zu erleichtern, während bei schneller Fahrt die elek
trische Servolenkvorrichtung dem Lenksystem ein kleines Hilfsdrehmoment
gibt, um hierdurch das Fahrverhalten zu stabilisieren.
Der Anmelder offenbart in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
HEI-11-152057 eine elektrische Servolenkvorrichtung, die das Solldrehmo
mentsignal auf der Basis der Winkeldifferenz zwischen den vorderen und
hinteren Radschräglaufwinkeln des Fahrzeugs korrigiert. Zum Sammeln von
Fahrzeuginformation umfasst diese elektrische Servolenkvorrichtung einen
Geschwindigkeitssensor, einen Drehwinkelsensor, einen Gierratensensor,
einen Lenkdrehmomentsensor und dergleichen. Die elektrische Servolenk
vorrichtung umfasst ferner einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageab
schnitt und einen Korrekturabschnitt in der Steuereinheit. Der Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt
berechnet die Schräglaufwinkeldiffe
renz zwischen den Vorder- und Hinterrädern auf der Basis eines Geschwin
digkeitssignals von dem Geschwindigkeitssensor, einem Gierratensignal
von dem Gierratensensor und Dimensionsparametern des Fahrzeugs und
liefert ein Winkeldifferenzsignal. Der Korrekturabschnitt bestimmt, ob das
Fahrzeug untersteuert oder übersteuert auf der Basis einer Richtung des
Winkeldifferenzsignals und einer Richtung des Gierratensignals, und setzt
einen geeigneten Korrekturbetrag entsprechend jedem Zustand. Der Korrek
turabschnitt bestimmt auch den Untersteuerzustand, den Übersteuerzu
stand oder den Gegenlenkzustand auf der Basis einer Richtung des Winkel
differenzsignals, einer Richtung des Differentialwerts des Winkeldifferenzsi
gnals, einer Richtung des Gierratensignals und einer Richtung des Lenkrad
moments an dem Lenkraddrehmomentsensor und setzt entsprechend jedem
Zustand einen geeigneten Korrekturbetrag. Der Korrekturabschnitt korrigiert
ferner den Korrekturbetrag, indem er das Solldrehmomentsignal erhöht oder
verkleinert. Die elektrische Servolenkvorrichtung informiert daher den
Fahrer über eine Änderung der Straßenreaktionskraft durch das Lenkrad,
indem sie in Antwort auf den Untersteuerzustand, den Übersteuerzustand
oder den Gegenlenkzustand ein Hilfsdrehmoment ändert.
Obwohl jedoch die elektrische Servolenkvorrichtung der japanischen Pa
tentoffenlegungsschrift Nr. HEI-11-152057 aus dem Winkeldifferenzsignal
den Untersteuerzustand oder den Übersteuerzustand werten kann, und
zwar unabhängig von einem Straßenreibkoeffizient, kann eine Diskrepanz
zwischen dem Winkeldifferenzsignal und dem tatsächlichen Fahrverhalten
auftreten. Anders gesagt, weit der Fahrzustand auf der Basis des Winkel
differenzsignals erfasst wird, kann es zu einem Fall kommen, in dem der
Fahrzustand nicht richtig erfasst wird.
Allgemein ist für einen Bereich, in dem der Lenkwinkel (Drehwinkel der
Vorderräder) größer ist, das Fahrzeug auf Untersteuerung (schwaches
Untersteuern) ausgelegt. Wenn sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet,
in dem die Winkeldifferenz zwischen dem Vorderradschräglaufwinkel
und dem Hinterradschräglaufwinkel 0 Grad ist, das heißt im neutralen
Lenkzustand, befindet sich das Fahrzeug tatsächlich in einem Wechsel-
oder Übergangszustand, kurz bevor es zum Übersteuerzustand wechselt.
Was das Fahrverhalten betrifft, so ist der Untersteuerzustand stabiler als
der Übersteuerzustand. Das Fahrzeug wird so gesteuert/geregelt, dass es
nicht in den Übersteuerzustand kommt. Aus diesem Grund wird bevorzugt
das Solldrehmomentsignal in dem Übergangszustand korrigiert, um auf den
Übersteuerzustand vorbereitet zu sein. Insbesondere bei einem Sportwagen
mit kleiner Gierträgheitsmasse sollte die Korrektur des Solldrehmomentsi
gnals während des Übergangszustands erfolgen, da andernfalls die Gegen
maßnahme nicht rechtzeitig erfolgen könnte. Da jedoch bei der vorgenann
ten elektrischen Servolenkvorrichtung der Lenkwinkel (der Drehwinkel der
Vorderräder) nicht als Parameter zum Bewerten der Fahrzustände benutzt
wird, ist eine genaue Bewertung für diesen Übergangszustand nicht mög
lich. Daher korrigiert diese elektrische Servolenkvorrichtung das Solldreh
momentsignal nach dem Wechsel zum Übersteuerzustand. In einem Bereich
größeren Lenkwinkels wird die Gierrate größer, was zu einer Empfindlich
keit im Hinblick auf den Übersteuerzustand führt. Aus diesem Grund wird
bevorzugt das Solldrehmomentsignal während des Wechsels vom Unter
steuerzustand zum Neutralsteuerzustand (der Einfachheit halber wird dieser
als Untersteuerzustand gewertet), und wenn der Lenkwinkel größer wird,
rasch korrigiert (d. h. in einem Bereich, in dem der Absolutwert zwischen
dem Vorderradschräglaufwinkel und dem Hinterradschräglaufwinkel groß
ist).
Wenn ferner die Fahrgeschwindigkeit höher ist oder wenn der Straßenreib
koeffizient niedrig ist, hat das Fahrzeug die Neigung, durch eine vermin
derte Seitenführungskraft von dem Untersteuerzustand heraus nach außen
zu schieben bzw. abzudriften. Insbesondere bei einem schweren Fahrzeug
mit größerer Trägheitsmasse hat das Fahrzeug die Neigung, dass sein
Verhalten zu diesem Abdriftzustand wechselt. Das Wechseln zu dem
Abdriftzustand (exzessiver Untersteuerzustand) wird nicht nur durch die
Winkeldifferenz zwischen dem Vorderradschräglaufwinkel und dem Hinter
radschräglaufwinkel bestimmt, sondern auch unter Berücksichtigung des
Lenkwinkels. Je kleiner der Lenkwinkel, desto wahrscheinlicher ist das
Wechseln zu dem Abdriftzustand, nämlich in einen Bereich, in dem die
Winkeldifferenz zwischen dem Vorderradschräglaufwinkel und dem Hinter
radschräglaufwinkel kleiner ist. Weil jedoch die herkömmliche elektrische
Servolenkvorrichtung nicht den Lenkwinkel (Drehwinkel der Vorderräder)
als Parameter zum Bewerten des Fahrzustands verwendet, kann keine
genaue Bewertung durchgeführt werden, ob das Fahrzeug zu dem Ab
driftzustand wechselt oder nicht.
Die Vierradlenkvorrichtung schwenkt effektiv die Hinterräder, wenn das
Fahrzeug geradeaus fährt und die Sollgierrate klein ist, um die Istgierrate zu
beschränken. Wenn jedoch die Sollgierrate groß ist, muss die Vierradlenk
vorrichtung den Drehwinkel der Hinterräder entsprechend dem Straßenreib
koeffizient festlegen. Aus diesem Grund besteht Bedarf nach einer hoch
genauen Erfassen des Straßenreibkoeffizienten, was die Schwierigkeit mit
sich bringt, den Reibkoeffizienten direkt zu erfassen und komplizierte Be
rechnungen erforderlich macht, um den Reibkoeffizienten vorherzusagen.
Ferner kann die Links-rechts-Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung die
Bremskraft überhaupt nicht effektiv steuern, wenn die Gierrate größer ist.
Im Hinblick auf die vorstehenden Nachteile vom Stand der Technik hat die
Erfindung zum Ziel, eine Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung anzugeben,
die den Fahrzustand genau erfasst und das Fahrverhalten entsprechend
dem erfassten Fahrzustand steuert/regelt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Fahrverhalten-
Steuer/Regelvorrichtung angegeben, umfassend:
einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt zum Vorhersa gen einer Differenz zwischen einem Schräglaufwinkel von Vorderrädern und einem Schräglaufwinkel von Hinterrädern;
einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt zum Erfassen eines Lenkwin kels des Fahrzeugs; und
einen Steuer/Regelabschnitt zum Steuern/Regeln des Drehverhaltens des Fahrzeugs auf der Basis eines Winkeldifferenzsignals von dem Schräg laufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt und einem Lenkwinkelsignal von dem Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt.
einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt zum Vorhersa gen einer Differenz zwischen einem Schräglaufwinkel von Vorderrädern und einem Schräglaufwinkel von Hinterrädern;
einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt zum Erfassen eines Lenkwin kels des Fahrzeugs; und
einen Steuer/Regelabschnitt zum Steuern/Regeln des Drehverhaltens des Fahrzeugs auf der Basis eines Winkeldifferenzsignals von dem Schräg laufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt und einem Lenkwinkelsignal von dem Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt.
Mit dieser Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung werden die Eingabe-
Ausgabe-Beziehungen des Fahrzeugs durch das Lenkwinkelsignal erfasst,
welches ein Eingangssignal von dem Fahrer zu dem Fahrzeug ist, und durch
das Winkeldifferenzsignal, welches ein Ausgangssignal von dem Fahrzeug
ist, was zu einer genauen Erfassung des Fahrzustands führt. Daher steu
ert/regelt die Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung das Drehverhalten des
Fahrzeugs entsprechend dem erfassten Fahrzustand.
Ferner wird eine Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung vorgeschlagen,
umfassend:
einen Lenkdrehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments eines Lenksystems;
einen Elektromotor zum Anlegen eines Hilfsdrehmoments an das Lenksystem;
eine Steuer/Regeleinheit mit einem Solldrehmomentsignal-Setzab schnitt zum Setzen eines Solldrehmomentsignals auf der Basis eines Lenk drehmomentsignals von dem Lenkdrehmomentsensor; und
einen Motortreiber zum Betreiben des Elektromotors auf der Basis des Solldrehmomentsignals,
wobei die Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung ferner einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt aufweist, um eine Differenz zwischen einem Schräglaufwinkel von Vorderrädern und einem Schräglaufwinkel von Hinterrädern vorherzusagen, sowie einen Lenkwinkel-Erfas sungsabschnitt zum Erfassen eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, wobei die Steuer/Regeleinheit einen Korrekturabschnitt aufweist, um das Solldrehmo mentsignal auf der Basis eines Winkeldifferenzsignals von dem Schräglauf winkeldifferenz-Vorhersageabschnitt und einem Lenkwinkelsignal von dem Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt zu korrigieren, um das Drehverhalten des Fahrzeugs zu steuern/regeln.
einen Lenkdrehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments eines Lenksystems;
einen Elektromotor zum Anlegen eines Hilfsdrehmoments an das Lenksystem;
eine Steuer/Regeleinheit mit einem Solldrehmomentsignal-Setzab schnitt zum Setzen eines Solldrehmomentsignals auf der Basis eines Lenk drehmomentsignals von dem Lenkdrehmomentsensor; und
einen Motortreiber zum Betreiben des Elektromotors auf der Basis des Solldrehmomentsignals,
wobei die Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung ferner einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt aufweist, um eine Differenz zwischen einem Schräglaufwinkel von Vorderrädern und einem Schräglaufwinkel von Hinterrädern vorherzusagen, sowie einen Lenkwinkel-Erfas sungsabschnitt zum Erfassen eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, wobei die Steuer/Regeleinheit einen Korrekturabschnitt aufweist, um das Solldrehmo mentsignal auf der Basis eines Winkeldifferenzsignals von dem Schräglauf winkeldifferenz-Vorhersageabschnitt und einem Lenkwinkelsignal von dem Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt zu korrigieren, um das Drehverhalten des Fahrzeugs zu steuern/regeln.
Mit dieser Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung werden die Eingabe-
Ausgabe-Beziehungen des Fahrzeugs durch das Lenkwinkelsignal erfasst,
welches ein Eingangssignal von dem Fahrer zu dem Fahrzeug ist, sowie
von dem Winkeldifferenzsignal, das ein Ausgabesignal von dem Fahrzeug
ist, was zu einer genauen Erfassung des Fahrzustands führt. Ferner setzt
die Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung einen Korrekturbetrag an dem
Korrekturabschnitt entsprechend dem zu erfassenden Fahrzustand und
erzeugt ein Hilfsdrehmoment auf der Basis des Solldrehmomentsignals
unter Berücksichtigung des Korrekturbetrags. Im Ergebnis wird durch
dieses korrigierte Hilfsdrehmoment eine Änderung der Straßenreaktionskraft
durch das Lenkrad präzise zum Fahrer übertragen, und das Fahrverhalten
wird durch Lenkbetätigung entsprechend dem Wunsch des Fahrers stabili
siert.
Bevorzugt setzt der Korrekturabschnitt einen Korrekturbetrag zur Korrektur
des Solldrehmomentsignals auf der Basis eines Winkeldifferenzsignals von
dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt und eines Gierratensi
gnals, das von einem Gierraten-Erfassungsabschnitt zu erfassen ist.
Weil bei dieser Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung der Korrekturab
schnitt den Korrekturbetrag auf der Basis des Winkeldifferenzsignals und
des Gierratensignals setzt, kann der Korrekturbetrag derart gesetzt werden,
dass sowohl das Winkeldifferenzsignal als auch das Gierratensignal auf null
gesenkt werden. Dann erzwingt die Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung
eine Lenkbetätigung des Fahrers durch das Hilfsdrehmoment, welches den
Korrekturbetrag berücksichtigt, um den Lenkwinkel zu verkleinern. Infolge
dessen wird das Fahrverhalten stabilisiert, weil sowohl das Winkeldifferenz
signal als auch das Gierratensignal auf null abnehmen.
Bevorzugt berechnet der Schlupfwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt das
Winkeldifferenzsignal auf der Basis eines Lenkwinkelsignals von dem Lenk
winkel-Erfassungsabschnitt, eines Fahrgeschwindigkeitssignals, das von
einem Fahrgeschwindigkeitssensor zu erfassen ist, eines Gierratensignals,
das von einem Gierraten-Erfassungsabschnitt zu erfassen ist, sowie Dimen
sionsparametern des Fahrzeugs.
Mit dieser Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung kann die Winkeldifferenz
unter Verwendung der am Fahrzeug angebrachten existierenden Sensoren
vorhergesagt werden, ohne die tatsächliche Winkeldifferenz zu erfassen.
Weil ferner die Parameter zum Berechnen der Winkeldifferenz direkt erfasst
werden, wird die Genauigkeit der vorhergesagten Winkeldifferenz höher.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungen der Erfindung nur als Bei
spiel anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht einer elektrischen Servo
lenkvorrichtung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Teils der elektrischen Servolenk
vorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 zeigt ein Fahrzeugmodell (Zweiradmodell);
Fig. 4 ist ein Fahrdiagramm des Fahrzeugs;
Fig. 5 ist ein Flussdiagramm des Betriebs eines Korrekturabschnitts
der in Fig. 1 gezeigten elektrischen Servolenkvorrichtung einer
ersten Ausführung;
Fig. 6 ist ein Flussdiagramm des Betriebs des Korrekturabschnitts
der elektrischen Servolenkvorrichtung einer zweiten Ausfüh
rung;
Fig. 7 ist ein Graph von Charakteristika des Drehwinkelsignals δ
gegenüber einem Winkeldifferenz-Schwellenwert βfr1;
Fig. 8 ist ein Graph der Charakteristika des Drehwinkelsignals δ
gegenüber einem Winkeldifferenz-Schwellenwert βfr2;
Fig. 9 ist ein Graph von Charakteristika eines Winkeldifferenzsignal-
Absolutwerts |βfr| gegenüber einem Übersteuerkorrekturbe
trag DO;
Fig. 10 ist ein Graph von Charakteristika des Winkeldifferenzsignal-
Absolutwerts |βfr| gegenüber einem Untersteuerkorrekturbe
trag DU;
Fig. 11 ist ein Graph von Charakteristika des Winkeldifferenzsignal-
Absolutwerts |βfr| gegenüber einem Gegenlenkkorrekturbe
trag DC;
Fig. 12 ist ein Graph von Charakteristika eines Fahrgeschwindigkeits
signals V gegenüber einem Fahrgeschwindigkeitskoeffizienten
Kr; und
Fig. 13 ist ein Graph von Charakteristika eines Winkeldifferenz-Ände
rungsbetrags Dv gegenüber einem Winkeldifferenz-Änderungs
koeffizienten Kv.
Eine Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung erfasst genau die Fahrzustände
des Fahrzeugs auf der Basis einer Winkeldifferenz zwischen einem Vor
derradschräglaufwinkel und einem Hinterradschräglaufwinkel, sowie einem
Lenkwinkel, und steuert/regelt das Drehverhalten des Fahrzeugs entspre
chend dem Fahrzustand. Eine elektrische Servolenkvorrichtung erzeugt ein
Hilfsdrehmoment unter Berücksichtigung eines Korrekturbetrags, der ent
sprechend dem erfassten Fahrzustand gesetzt wird, und durch das kor
rigierte Hilfsdrehmoment wird eine Änderung der Straßenreaktionskraft
durch das Lenkrad dem Fahrer genau übermittelt. Weil der Fahrer dazu
gezwungen wird, eine Lenkbetätigung entsprechend dem Hilfsdrehmoment
auszuführen, wird das Fahrverhalten durch die Lenkbetätigung des Fahrers
stabilisiert. Diese Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung ist bei einer Vor
richtung anwendbar, die das Fahrverhalten beeinflussen kann, wie etwa
einer elektrischen Servolenkvorrichtung, einer Vierradlenkvorrichtung, einer
Links-rechts-Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung sowie einer Links-rechts-
Bremskraft-Verteilungsvorrichtung, und dergleichen. In dieser bevorzugten
Ausführung wird die Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung bei einer elek
trischen Servolenkvorrichtung angewendet. Ferner wird in dieser Ausfüh
rung ein Drehwinkel der Vorderräder als Lenkwinkel des Fahrzeugs ver
wendet, und ein Drehwinkelsensor wird als Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt
verwendet. Ferner umfasst in dieser Ausführung eine Steuereinheit einen
Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt, und ein Mikroprozessor der
Steuereinheit bearbeitet die Berechnungen des Winkeldifferenz-Vorhersa
geabschnitts.
Vor einer Erläuterung der elektrischen Servolenkvorrichtung dieser Aus
führung werden von der elektrischen Servolenkvorrichtung zu erfassende
Fahrzustände beschrieben.
Insbesondere werden anhand von Fig. 4 Fahrzustände, wenn der Fahrer
das Fahrzeug fährt, unter Verwendung einer Winkeldifferenz βfr zwischen
einem Vorderradschräglaufwinkel βf und einem Hinterradschräglaufwinkel
βr sowie einem Lenkwinkel δ der Vorderräder beschrieben.
Vor Beginn der Erläuterung jedes in Fig. 4 gezeigten Fahrzustands werden
Parameter des in dieser Ausführung benutzten Fahrzeugs anhand von Fig.
3 beschrieben. Um die Erläuterung zu vereinfachen, wird ein Zweiradmodell
verwendet, wie in Fig. 3 gezeigt, bestehend aus einem Vorderrad FW und
einem Hinterrad RW. Fig. 3 zeigt den Fall, in dem das Fahrzeugs durch
Lenkbetätigung des Fahrers im Uhrzeigersinn nach rechts schwenkt. Hier
ist der Radstand des Fahrzeugs L, der Abstand zwischen der Achse des
Vorderrads FW und dem Schwerpunkt CG des Fahrzeugs ist Lf, und der
Abstand zwischen der Achse des Hinterrads RW und dem Schwerpunkt CG
des Fahrzeugs ist Lr.
Das Fahrzeug dreht um die Drehmitte CT durch Lenkbetätigung des Fah
rers, mit einem Drehradius ρ, einer Gierrate Y und einer Fahrgeschwindig
keit V. Ein Lenkwinkel δ des Vorderrads bezeichnet einen Winkel in einer
Richtung (Orientierung) des Vorderrads DFW in Bezug auf eine Richtung
(Orientierung) des Hinterrads DRW. Der Lenkwinkel δ, die Gierrate Y und
die Fahrgeschwindigkeit V werden in Uhrzeigerrichtung als positiv (plus)
bezeichnet, und in Gegenuhrzeigerrichtung als negativ (minus).
Ein Vorderradschräglaufwinkel βf bezeichnet einen Winkel in Bewegungs
richtung des Vorderrads RFW in Bezug auf die Richtung bzw. Ebene des
Vorderrads DFW, und ein Hinterradschräglaufwinkel βr bezeichnet einen
Winkel in Fortbewegungsrichtung des Hinterrads RRW in Bezug auf die
Richtung bzw. Ebene des Hinterrads DRW. Die Winkeldifferenz zwischen
dem Vorderradschräglaufwinkel βf und dem Hinterradschräglaufwinkel βr
ergibt sich durch die Gleichung βfr = βf - βr. Der Schwimmwinkel am Schwer
punkt CG ist mit β bezeichnet. Der Vorderradschräglaufwinkel fit, der
Hinterradschräglaufwinkel βr, die Winkeldifferenz βfr und der Schwimm
winkel β werden in Uhrzeigerrichtung als positiv (plus) bezeichnet und in
Gegenuhrzeigerrichtung als negativ (minus). Wenn der Fahrer das Lenkrad
in Uhrzeigerrichtung dreht, ist die Fortbewegungsrichtung des Vorderrads
RFW in Bezug auf die Richtung des Vorderrads DFW in der Gegenuhrzeiger
richtung, und der Vorderradschräglaufwinkel βf wird positiv (plus). Ähnlich
wird der Hinterradschräglaufwinkel βr positiv (plus). Die Richtung (das
Vorzeichen) der Winkeldifferenz βfr bleibt positiv (plus), bis der Absolut
wert des Hinterradschräglaufwinkels |βr| größer als der Absolutwert des
Vorderradschräglaufwinkels |βf| wird.
Der Vorderradschräglaufwinkel βf und der Hinterradschräglaufwinkel βr
ergeben sich durch folgende Gleichungen (1) und (2):
βf = -β - Lf . Y/V + δ (1)
βr = -β + Lr . Y/V (2)
wobei Y: Gierrate, V: Fahrgeschwindigkeit, δ: Lenkwinkel, Lf: Abstand
zwischen der Achse des Vorderrads FW und dem Schwerpunkt CG des
Fahrzeugs, und Lr: Abstand zwischen der Achse des Hinterrads RW und
dem Schwerpunkt CG des Fahrzeugs.
Ferner wird die Winkeldifferenz βfr durch die folgende Gleichung (3) ange
geben, die man aus den Gleichungen (1) und (2) erhält:
βfr = βf - βr = -L . Y/V + δ (3)
Wenn der Drehradius ρ mit ρ = V/Y angegeben wird, erhält man die Winkel
differenz βfr durch die folgende Gleichung (4), und der Drehradius ρ wird
durch die folgende Gleichung (5) angegeben.
βfr = -L/ρ + δ (4)
ρ = L/(δ - βfr) (5)
Nun wird jeder Fahrzustand anhand eines in Fig. 4 gezeigten Fahrdia
gramms beschrieben.
In Fig. 4 gibt die horizontale Achse den Drehwinkel δ (Grad) an, in dem die
Uhrzeigerrichtung als positiv (plus) bestimmt wird und die Gegenuhrzeiger
richtung als negativ (minus) bestimmt wird. Die vertikale Achse gibt die
Winkeldifferenz βfr (Grad) an, worin die Gegenuhrzeigerrichtung als positiv
(plus) bestimmt wird und die Uhrzeigerrichtung als negativ (minus) be
stimmt wird. Die Linie NL gibt die Neutralsteuerlinie an (d. h. das Fahrzeug
ist in einem Neutralsteuerzustand), in dem die Winkeldifferenz βfr = 0 (Grad)
ist. Wenn die Gierrate Y = 0 (Grad/Sekunde) (d. h. das Fahrzeug geradeaus
fährt), ist aus Gleichung (3) die Winkeldifferenz βfr gleich dem Drehwinkel
δ, gezeigt durch die Linie A. In Linie A ist der Drehradius ρ∞, d. h. ρ = un
endlich. Wenn man ferner die Linie A als Grenze betrachtet, dreht das
Fahrzeug im unteren rechten Bereich von der Linie A nach rechts, und
dreht in dem oberen linken Bereich von der Linie A nach links. Wie mit den
gestrichelten Linien gezeigt, verschiebt sich die Linie A entlang der Achse
der Winkeldifferenz βfr (Vertikalachse), wobei der Drehradius ρ ein Parame
ter der Gleichung (4) ist.
Wenn das Fahrzeug nach rechts dreht (d. h. von der Linie A in den unteren
rechten Bereich) und die Winkeldifferenz βfr < 0 ist, ist das Fahrzeug in
einem Untersteuerbereich UA1 mit der Neutralsteuerlinie NL als Grenze.
Wenn hingegen die Winkeldifferenz βfr < 0, befindet sich das Fahrzeug in
einem Übersteuerbereich OA2. Wenn der Untersteuerzustand stärker wird
und der Absolutwert der Winkeldifferenz |βfr| größer wird, befindet sich
das Fahrzeug in einem Abdriftbereich DA1. Wenn der Übersteuerzustand
zunimmt und der Absolutwert der Winkeldifferenz |βfr| größer wird, befin
det sich das Fahrzeug in einem Schleuderbereich SA2. Das Fahrzeug hat
die Tendenz, von dem Untersteuerzustand zu dem Übersteuerzustand zu
wechseln, denn je größer der Absolutwert des Drehwinkels |δ| ist, desto
größer ist der Absolutwert der Gierrate |Y|. Aus diesem Grund ist ein
Übersteuer-Übergangsbereich TA1 innerhalb des Bereichs vorgesehen, wo
die Winkeldifferenz βfr < 0 ist und wo der Drehwinkel über einem gewissen
Wert liegt, d. h. δ1. Der Übersteuer-Übergangsbereich TA1 liegt zwischen
der Neutrallenklinie NL und der Grenzlinie D, welche aus dem Drehwinkel
δ1 gebildet ist, wobei der Drehwinkel δ1 und die Winkeldifferenz βfr = 0 als
Basispunkt dienen, und in einer solchen Richtung, dass die Winkeldifferenz
βfr proportional zum Drehwinkel δ zunimmt.
Wenn das Fahrzeug nach links dreht (d. h. von der Linie A in den oberen
linken Bereich) und die Winkeldifferenz βfr < 0, befindet sich das Fahrzeug
in einem Untersteuerbereich UA2 mit der Neutrallenklinie NL als Grenze.
Wenn hingegen die Winkeldifferenz βfr < 0, befindet sich das Fahrzeug in
einem Übersteuerbereich OA1. Wenn der Untersteuerzustand zunimmt und
der Absolutwert der Winkeldifferenz |βfr| größer wird, befindet sich das
Fahrzeug in einem Abdriftbereich DA2. Wenn der Übersteuerzustand stär
ker wird und der Absolutwert der Winkeldifferenz |βfr| größer wird, befin
det sich das Fahrzeug in einem Schleuderbereich SA1. Ähnlich der Rechts
drehung ist in dem Bereich der Winkeldifferenz βfr < 0 ein Übersteuer-Über
gangsbereich TA2 vorgesehen.
In Fig. 4 sind die Untersteuerbereiche UA1, UA2 als unschraffierte Bereiche
dargestellt, die Übersteuerbereiche OA1, OA2 als weit schräglinierte Berei
che, die Abdriftbereiche DA1, DA2 als eng schräglinierte Bereiche und die
Übersteuer-Übergangsbereiche TA1, TA2 sind als Gitterlinienbereiche
dargestellt.
Die Abdriftbereiche DA1, DA2 liegen innerhalb eines Bereichs, in dem der
Absolutwert der Winkeldifferenz |βfr| proportional zum Absolutwert des
Drehwinkels |δ| kleiner wird, so dass sie durch die Untersteuerbereiche
UA1, UA2 hindurchgehen. Anders gesagt, jede Grenzlinie B, C zwischen
den Abdriftbereichen DA1, DA2 und den Untersteuerbereichen UA1, UA2
bildet eine gerade Linie, in der der Absolutwert der Winkeldifferenz |βfr|
proportional zum Absolutwert des Drehwinkels |δ| zunimmt. Die Über
steuer-Übergangsbereiche TA1, TA2 liegen in einem Bereich, in dem der
Absolutwert der Winkeldifferenz |βfr| proportional zum Absolutwert des
Drehwinkels |δ| größer wird, so dass sie durch die Untersteuerbereiche
UA1, UA2 hindurchgehen. Anders gesagt, jede Grenzlinie D, E zwischen
den Übersteuer-Übergangsbereichen TA1, TA2 und dem Untersteuerbereich
UA1, UA2 bildet eine gerade Linie, in der der Absolutwert der Winkeldiffe
renz |βfr| proportional zum Absolutwert des Drehwinkels |δ| zunimmt.
Anhand von Fig. 1 wird nun die Gesamtanordnung einer elektrischen Ser
volenkvorrichtung 1 beschrieben. Die elektrische Servolenkvorrichtung 1
umfasst ein Lenkrad 2, eine Lenkwelle 3, ein Hypoidgetriebe 4, einen
Zahnstangen-und-Ritzel-Mechanismus 5, eine Spurstange 6, vordere Len
kräder 7, einen Elektromotor 8, um dem Lenksystem ein Hilfsdrehmoment
zu verleihen, eine Steuereinheit 13, einen Motortreiber 14 und einen Motor
stromdetektor 15. Zum Erhalt von Fahrzeuginformation umfasst die elek
trische Servolenkvorrichtung 1 ferner, als Gierratenerfassungsabschnitt,
einen Gierratensensor 9, einen Drehwinkelsensor 10, einen Fahrgeschwin
digkeitssensor 11 und einen Lenkdrehmomentsensor 12.
Der Gierratensensor 9 erfasst eine in dem Fahrzeug entstehende Gierrate
und gibt ein Gierratensignal Y aus, das entsprechend der erfassten Gierrate
in ein elektrisches Signal gewandelt ist. Der Drehwinkelsensor 10 erfasst
einen Drehwinkel des Vorderrads 7 und gibt ein Drehwinkelsignal δ aus,
das entsprechend dem erfassten Drehwinkel in ein elektrisches Signal
gewandelt ist. Der Fahrgeschwindigkeitssensor 11 erfasst eine Fahrge
schwindigkeit und gibt ein Fahrgeschwindigkeitssignal V aus, das entspre
chend der erfassten Fahrgeschwindigkeit in ein elektrisches Signal gewan
delt ist. Der Lenkdrehmomentsensor 12 erfasst ein von dem Lenkrad 2
erzeugtes Lenkdrehmoment und gibt ein Lenkdrehmomentsignal T aus, das
entsprechend dem erfassten Lenkdrehmoment in ein elektrisches Signal
gewandelt ist. Das Drehwinkelsignal δ kann auch aus einem Lenkwinkel der
Lenkwelle 3 berechnet werden. Auch kann das Gierratensignal Y aus dem
Drehwinkelsignal δ und dem Fahrgeschwindigkeitssignal V berechnet
werden. Diese Sensoren sind nicht auf eine Konstruktion zur Ausgabe
jeweiliger Signale an die elektrische Servolenkvorrichtung 1 beschränkt. Die
Sensoren können die Signale zu anderen an dem Fahrzeug angebrachten
Vorrichtungen ausgeben. Alternativ können die an der anderen Vorrichtung
angebrachten existierenden Sensoren anstelle dieser Sensoren verwendet
werden.
Das Gierratensignal Y, das Drehwinkelsignal δ, das Fahrgeschwindigkeits
signal V und das Lenkdrehmomentsignal T haben jeweils einen Betrag und
eine Richtung und werden der Steuereinheit 13 zugeführt. In Bezug auf die
Richtungen des Gierratensignals Y, des Drehwinkelsignals δ, des Fahr
geschwindigkeitssignals V und des Lenkdrehmomentsignals T wird die
Uhrzeigerrichtung als positiv (plus) bestimmt, wohingegen die Gegenuhrzei
gerrichtung als negativ (minus) bestimmt wird.
Wenn der Fahrer das Lenkrad 2 dreht, wird ein in der Lenkwelle 3 erzeug
tes manuelles Lenkdrehmoment durch den Zahnstangen-und-Ritzel-Mecha
nismus 5 in eine Schubkraft in axialer Richtung der Zahnstange 5b umge
wandelt. Bei dieser Konstruktion des Zahnstangen-und-Ritzel-Mechanismus
5, bei dem an der Zahnstange 5b mit dem Ritzel 5a kämmende Zähne 5c
angeformt sind, wird, durch den Kämmeingriff zwischen dem Ritzel 5a und
den Zähnen 5c eine Drehkraft des Ritzels 5a in eine Hin- und Herbewegung
entlang der Zahnstange 5b umgewandelt. Die elektrische Servolenkvor
richtung 1 wandelt dann diese axiale Schubkraft in der Zahnstange 5b
durch die Spurstange 6 in eine Laufrichtung der Vorderräder 7.
Die elektrische Servolenkvorrichtung 1 treibt den Elektromotor 8
entsprechend dem Lenkdrehmomentsignal T an, um das manuelle Lenk
drehmoment zu unterstützen. Das an dem Elektromotor 8 erzeugte Dreh
moment wird durch das Hypoidgetriebe 4 in ein Hilfsverstärkungsmoment
umgewandelt, und das Hilfsverstärkungsmoment wird der Lenkwelle 3
zugeführt. Im Ergebnis wird das vom Fahrer an die Lenkwelle 3 anzule
gende manuelle Drehmoment gesenkt.
Diese Steuer/Regeleinheit umfasst grundlegend einen Mikroprozessor und
umfasst verschiedene Betriebseinheiten, Prozessoreinheiten, Bestimmungs
abschnitte, Schaltabschnitte, einen Signalerzeugungsabschnitt, Speicher
usf. Die Steuereinheit 13 erzeugt ein Solldrehmomentsignal IMO entspre
chend dem Lenkdrehmomentsignal T. Ferner gibt die Steuereinheit 13 ein
Motorsteuersignal VO, welches einer Differenz (negative Rückkopplung)
zwischen dem Solldrehmomentsignal IMO und einem von dem Motorstrom
detektor 15 eingegebenen Motordrehmomentsignal IMF entspricht, an den
Motortreiber 14 (Fig. 2) aus. Die Steuereinheit 13 regelt den Motortreiber
14 durch das Motorsteuersignal VO derart, dass die Differenz (zwischen
dem Solldrehmomentsignal IMO und einem Motordrehmomentsignal IMF)
rasch beseitigt wird, so dass es 0 wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst die Steuereinheit 13 ferner einen Schräglauf
winkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 und einen Korrekturabschnitt 22
zur Korrektur des Solldrehmomentsignals IMO durch einen Korrekturbetrag,
der jedem Fahrzustand (Verhalten des Fahrzeugs) entspricht. Der Schräg
laufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 berechnet und vorhersagt eine
Winkeldifferenz βfr aus Gleichung (3), auf der Basis des Gierratensignals Y,
des Drehwinkelsignals δ, des Fahrgeschwindigkeitssignals V und dem
Fahrzeugdimensionsparameter (Radstand L), und gibt das Winkeldifferenzsi
gnal βfr an den Korrekturabschnitt 22 aus. Der Korrekturabschnitt 22
bestimmt dann, auf der Basis des Winkeldifferenzsignals βfr und des Dreh
winkelsignals δ, ob das Fahrzeug in dem Untersteuerzustand ist, dem
Abdriftzustand, dem Übersteuerzustand oder dem Übersteuer-Übergangs
zustand, und korrigiert dann das Solldrehmomentsignal IMO durch den
Korrekturbetrag, der entsprechend den jeweiligen Fahrzuständen zu setzen
ist. Der Korrekturabschnitt 22 bestimmt, auf der Basis des Winkeldifferenzsignals
βfr, eines Winkeldifferenz-Änderungsbetragsignals Dv, des Gierra
tensignals Y und des Lenkdrehmomentsignals T, ob sich das Fahrzeug in
dem Untersteuerzustand befindet, dem Abdriftzustand, dem Übersteuerzu
stand, dem Übersteuer-Übergangszustand oder einem exzessiven Gegen
lenkzustand, und korrigiert dann das Solldrehmomentsignal IMO durch den
Korrekturbetrag, der entsprechend den jeweiligen Fahrzuständen zu setzen
ist.
Der Motortreiber 14 umfasst eine Brückenschaltung, die als Schaltelemente
zum Beispiel vier Leistungs-FETs (Feldeffekttransistoren), bipolare Isolier
schicht-Transistoren (IGBT) usf. umfassen. Der Motortreiber 14 legt an den
Elektromotor 8 auf der Basis des Motorsteuersignals VO eine PWM-(puls
weitenmodulierte)-Motorspannung VM an, um den Elektromotor 8 entwe
der in Vorwärts- oder Rückwärtsdrehrichtung PWM-mäßig anzutreiben. In
dem Elektromotor 8 fließt ein Motorstrom IM, so dass der Elektromotor 8
ein zum Motorstrom IM proportionales Drehmoment erzeugt.
Der Motorstromdetektor 15 umfasst einen Widerstand, ein Lochelement
oder dergleichen, das seriell mit dem Elektromotor 8 zu verbinden ist, und
erfasst den Motorstrom IM, der tatsächlich in den Elektromotor 8 fließt,
indem er diesen in eine Spannung umwandelt. Der Motorstromdetektor 15
führt dann ein Motordrehmomentsignal IMF, welches dem erfassten Motor
strom IM entspricht, zur Steuereinheit 13 zurück (negative Rückkopplung).
Anhand von Fig. 2 wird nun die Steuereinheit 13 der elektrischen Servo
lenkvorrichtung 1 beschrieben. Die Steuereinheit 13 umfasst einen Soll
drehmomentsignal-Setzabschnitt 20, einen Schräglaufwinkeldifferenz-
Vorhersageabschnitt 21, einen Korrekturabschnitt 22, einen Differenzbe
rechnungsabschnitt 22 sowie einen Antriebssteuerabschnitt 24.
Der Solldrehmomentsignal-Setzabschnitt 21 besitzt einen Speicher, wie
etwa ein ROM (Festwertspeicher), und speichert Daten entsprechend den
Lenkdrehmomentsignaldaten T und den Solldrehmomentsignaldaten IMO,
die vorab auf der Basis experimenteller Werte oder konstruktiver Werte
gesetzt wurden, mit der Fahrgeschwindigkeit V als Parameter. Das Lenk
drehmomentsignal T von dem Lenkdrehmomentsensor 12 und das Fahr
geschwindigkeitssignal V von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 11 werden
in den Solldrehmomentsignal-Setzabschnitt 20 eingegeben. Der Solldreh
momentsignal-Setzabschnitt 20 liest die entsprechenden Solldrehmomentsi
gnaldaten IMO auf der Basis des Lenkdrehmomentsignals T und des Fahr
geschwindigkeitssignals V und führt das Solldrehmomentsignal IMO dem
Korrekturabschnitt 22 zu. Das Solldrehmomentsignal IMO ändert sich
proportional zur Fahrgeschwindigkeit V, so dass es, wenn die Fahrge
schwindigkeit niedrig ist, das heißt die Straßenreaktionskraft groß ist, einen
großen Wert einnimmt, hingegen, wenn die Fahrgeschwindigkeit hoch ist,
es einen kleinen Wert einnimmt, um das Fahrzeug während der Fahrt stabil
zu halten. Das Solldrehmomentsignal IMO ändert sich auch proportional
zum Lenkdrehmoment T, so dass es, wenn das Lenkdrehmomentsignal T in
der Nähe von 0 liegt, 0 einnimmt, und es, wenn das Lenkdrehmomentsi
gnal T über einen gewissen Wert ansteigt, entsprechend dem zunehmen
den Lenkdrehmomentsignal T zunimmt. Weil in dem Elektromotor 8 der
maximale Strom fließt, wird das Solldrehmomentsignal IMO unter dem
maximalen Solldrehmomentsignal gesetzt.
Der Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 besitzt einen Spei
cher, wie etwa ein ROM, und eine Arbeitseinheit. Das Gierratensignal Y
von dem Gierratensensor 9, das Drehwinkelsignal δ von dem Drehwinkel
sensor 10 und das Fahrgeschwindigkeitssignal V von dem Fahrgeschwin
digkeitssensor 11 werden in den Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageab
schnitt 21 eingegeben, und der Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageab
schnitt 21 gibt das Winkeldifferenzsignal βfr an den Korrekturabschnitt 22
aus. Der Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 berechnet und
vorhersagt eine Winkeldifferenz βfr zwischen dem Vorderradschräglaufwin
kel βf und dem Hinterradschräglaufwinkel βr als Fahrverhalten aus der
Gleichung (3), und zwar auf der Basis des Gierratensignals Y, des Drehwin
kelsignals δ, des Fahrgeschwindigkeitssignals V sowie von Fahrzeugdimen
sionsparametern (in dieser bevorzugten Ausführung Radstand L), die in
dem Speicher gespeichert sind. Aus diesem Grund braucht der Schräglauf
winkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 die Winkeldifferenz βfr nicht direkt
erfassen. Eine genaue Vorhersage der Winkeldifferenz βfr kann mit Hilfe
existierender Sensoren erfolgen. Weil ferner der Schräglaufwinkeldifferenz-
Vorhersageabschnitt 21 die Winkeldifferenz βfr aus der Gleichung (3)
berechnet, braucht keine Differential-Prozessorschaltung als Arbeitseinheit
vorgesehen werden, um hierdurch eine Rauschvermischung zu verhindern.
Das Winkeldifferenzsignal βfr hat einen Betrag und eine Richtung, die in der
Uhrzeigerrichtung als positiv (plus) bestimmt werden und in der Gegen
uhrzeigerrichtung als negativ (minus).
Der Korrekturabschnitt 22 besitzt einen Speicher, wie etwa ein ROM, und
softwaregesteuerte Vergleichs-, Schalt- und Berechnungsfunktionen. Der
Korrekturabschnitt 22 speichert Winkeldifferenzschwellenwerte βfr1 und
βfr2 entsprechend dem Drehwinkel δ sowie einen Korrekturbetrag ent
sprechend der Winkeldifferenz βfr (Übersteuer-Korrekturbetrag DO, Unter
steuer-Korrekturbetrag DU und Gegenlenk-Korrekturbetrag DC) in dem
ROM. Der Korrekturabschnitt 22 erzeugt ferner einen entsprechenden
Korrekturbetrag auf der Basis des Winkeldifferenzsignals βfr von dem
Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 und dem Drehwinkelsi
gnal δ von dem Drehwinkelsensor 10 und liefert dem Differenzberech
nungsabschnitt 23 ein Solldrehmomentsignal IMH, das durch Korrektur des
Solldrehmomentsignals IMO durch den Korrekturbetrag erzeugt worden ist.
Die Winkeldifferenzschwellenwerte βfr1, βfr2 sind vorab entsprechend dem
Drehwinkel δ festgelegt und beruhen auf experimentellen Werten oder
konstruktiven Werten, und sie haben eine entsprechende Relation zu dem
Drehwinkelsignal δ, wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Der Übersteuer-
Korrekturbetrag DO, der Untersteuer-Korrekturbetrag DU und der Gegen
lenk-Korrekturbetrag DC sind vorab entsprechend der Winkeldifferenz βfr
festgelegt und beruhen auf experimentellen Werten oder konstruktiven
Werten, und haben eine entsprechende Beziehung zu dem Winkeldifferenz
signal-Absolutwert |βfr|, wie in den Fig. 9 bis 11 gezeigt.
Der Korrekturabschnitt 22 bestimmt, dass das Fahrzeug in einem normalen
Fahrzustand ist, in dem das Fahrverhalten stabil ist, wenn das Fahrverhal
ten in den Untersteuerbereich UA1, UA2 fällt. Hierbei ist der Korrekturbe
trag 0, und der Korrekturabschnitt 22 gibt das Solldrehmomentsignal als
IMH = IMO aus.
Wenn das Fahrverhalten in einem anderen Bereich als den Untersteuerbe
reich UA1, UA2 fällt, bestimmt der Korrekturabschnitt 22, dass das Fahr
verhalten unstabil wird. Hierbei wählt der Korrekturabschnitt 22 einen
Korrekturbetrag entsprechend der Winkeldifferenz βfr und korrigiert das
Solldrehmomentsignal IMO. Um eine Lenkbetätigung in einer Richtung zu
erzwingen, wenn der Drehwinkel δ abnimmt, gibt der Korrekturabschnitt 22
das Solldrehmomentsignal als IMH < IMO aus, indem es den Korrekturbe
trag von dem Solldrehmomentsignal IMO subtrahiert, oder gibt das Soll
drehmomentsignal als IMH < IMO aus, indem es den Korrekturbetrag zu
dem Solldrehmomentsignal IMO addiert.
Um das Fahrverhalten noch weiter zu stabilisieren, erfolgt eine Unterstüt
zung idealerweise durch ein Hilfsdrehmoment derart, dass der Drehwinkel
δ durch Lenkbetätigung in einer Richtung gelenkt wird, in der die Winkeldif
ferenz βfr und die Gierrate Y null werden. Der Korrekturabschnitt 22 setzt
dann den Korrekturbetrag auf der Basis der Winkeldifferenz βfr und der
Gierrate Y. Zuerst wird der Drehwinkel δ durch die folgende Gleichung (6)
erhalten, die aus der Gleichung (3) abgeleitet ist. Ferner wird, um die
Winkeldifferenz βfr und die Gierrate Y in Richtung auf null zu senken, ein
idealer Korrekturbetrag VC durch die folgende Gleichung (7) bestimmt, die
aus der Gleichung (6) abgeleitet ist.
δ = βfr + L . Y/V (6)
VC = G1 . βfr + G2 . Y (7)
wobei G1, G2 Koeffizienten sind.
Wie in Gleichung (7) gezeigt, setzt der Korrekturabschnitt 22 den Korrek
turbetrag VC auf der Basis der Winkeldifferenz βfr und der Gierrate Y
(insbesondere durch eine Funktion mit der Winkeldifferenz βfr und der
Gierrate Y als Parameter). Schließlich speichert der Korrekturabschnitt 22
einen Fahrgeschwindigkeitskoeffizienten Kr, einen Winkeldifferenz-Ände
rungskoeffizienten Kv sowie einen Gierratenkoeffizienten G2 in dem ROM.
Der Korrekturabschnitt 22 setzt dann den Korrekturbetrag VC, indem er
den auf der Basis der Winkeldifferenz βfr und dem Drehwinkel δ erzeugten
Korrekturbetrag mit dem Fahrgeschwindigkeitskoeffizienten Kr und dem
Winkeldifferenz-Änderungskoeffizienten Kv multipliziert, und indem er die
Gierrate Y mit dem Gierratenkoeffizienten G2 multipliziert. Ferner gibt der
Korrekturabschnitt 22 das Solldrehmomentsignal IMH, das durch Korrektur
des Solldrehmomentsignals IMO durch den Korrekturbetrag VC erhalten ist,
an den Differenzberechnungsabschnitt 23 aus. Der Fahrgeschwindigkeits
koeffizient Kr wird vorab entsprechend der Fahrgeschwindigkeit V auf der
Basis experimenteller Werte oder konstruktiver Werte festgelegt und hat,
wie in Fig. 12 gezeigt, eine korrespondierende Beziehung zum Fahrge
schwindigkeitssignal V. Der Winkeldifferenz-Änderungskoeffizient Kv wird
vorab entsprechend einem Änderungsbetrag der Winkeldifferenz βfr auf der
Basis experimenteller Werte oder konstruktiver Werte festgelegt und hat,
wie in Fig. 13 gezeigt, eine korrespondierende Beziehung zu dem Winkeldif
ferenz-Änderungsbetrag DV. Ähnlich wird der Gierratenkoeffizient G2 vorab
entsprechend der Gierrate Y auf der Basis experimenteller Werte oder
konstruktiver Werte festgelegt.
Der Differenzberechnungsabschnitt 23 ist mit einem Subtraktor oder einer
Subtraktionsfunktion versehen. Der Differenzberechnungsabschnitt 23
berechnet eine Differenz ΔI(= IMH - IMF) zwischen dem Solldrehmomentsignal
IMH von dem Korrekturabschnitt 22 und dem Motordrehmomentsignal
IMF von dem Motorstromdetektor 15 und gibt das Differenzsignal ΔI an
den Antriebssteuerabschnitt 24 aus.
Der Antriebssteuerabschnitt 24 enthält einen PID-(Proportional-plus-Inte
gral-plus-Differential)-Regler, einen Motorsteuersignal-Erzeugungsabschnitt
und dergleichen. Der Antriebssteuerabschnitt 24 unterzieht das Differenzsi
gnal ΔI von dem Differenzberechnungsabschnitt 23 einer proportionalen
(P), integralen (I) und differenziellen (D) Steuerung. Ferner erzeugt der
Antriebssteuerabschnitt 24 ein PMW-Motorsteuersignal VO entsprechend
der Rechts- oder Linksdrehung des Lenkrads 2 auf der Basis eines Misch
signals, das mit den der PID-Regelung unterzogenen Signalen vermischt ist,
und gibt das Motorsteuersignal VO an den Motortreiber 14 aus.
Wie oben erwähnt, umfasst die Steuereinheit 13 den Schräglaufwinkeldiffe
renz-Vorhersageabschnitt 21 zum Vorhersagen der Winkeldifferenz βfr
zwischen dem Vorderradschräglaufwinkel βf und dem Hinterradschräglauf
winkel βr, sowie den Korrekturabschnitt 22 zum Korrigieren des Solldreh
momentsignals IMO auf der Basis des Winkefdifferenzsignals βfr von dem
Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 sowie dem Drehwinkel
signal δ von dem Drehwinkelsensor 10. Daher kann die Steuereinheit 13
das Fahrverhalten aus dem Winkeldifferenzsignal βfr vorhersagen und kann
auch die Eingabe des Fahrers an das Fahrzeug von dem Drehwinkelsignal
δ vorhersagen, was eine akkurate Erfassung des Fahrzustands ermöglicht.
Die Steuereinheit 13 kann den Betrieb des Elektromotors 8 derart steuern/
regeln, dass er ein jedem Fahrzustand entsprechendes Hilfsdrehmoment
erzeugt, um hierdurch den Fahrer über eine Änderung des Fahrverhaltens
als Änderung der Straßenreaktionskraft zu informieren.
Der Betrieb des Korrekturabschnitts 22 wird nachfolgend anhand eines
Flussdiagramms beschrieben. In dieser bevorzugten Ausführung werden
zwei Ausführungsbeispiele für den Betrieb des Korrekturabschnitts 22
beschrieben.
Anhand des in Fig. 5 gezeigten Flussdiagramms wird der erste Betriebs
modus des Korrekturabschnitts 22 beschrieben.
Der Korrekturabschnitt 22 vergleicht eine Richtung P des Winkeldifferenzsi
gnals βfr von dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 mit
einer Richtung N des Gierratensignals Y von dem Gierratensensor 9 (S1a).
Wenn beispielsweise die Gierrate Y in Uhrzeigerrichtung ist (Drehrichtung
nach rechts) und der Hinterradschräglaufwinkel βr in Gegenuhrzeigerrich
tung größer ist als der Vorderradschräglaufwinkel βf in Gegenuhrzeigerrich
tung (d. h. das Fahrverhalten ist der Übersteuerzustand), dann ist die Rich
tung N des Gierratensignals Y positiv (plus) und die Richtung P des Winkel
differenzsignals βfr ist negativ (minus). Wenn die Gierrate Y in der Uhrzei
gerrichtung ist (Drehrichtung nach rechts) und der Vorderradschräglaufwin
kel βf in der Gegenuhrzeigerrichtung größer ist als der Hinterradschräglauf
winkel βr in der Gegenuhrzeigerrichtung (d. h. das Fahrverhalten der Unter
steuerzustand ist), ist die Richtung N des Gierratensignals Y positiv (plus)
und die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr ist positiv (plus).
Wenn die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr und die Richtung N des
Gierratensignals Y nicht miteinander übereinstimmen, bestimmt der Korrek
turabschnitt 22, dass der Fahrzustand der Übersteuerzustand (oder Schleu
derzustand) ist, d. h. der Fahrzustand entweder im Übersteuerbereich OA1,
OA2 liegt oder im Schleuderzustand SA1, SA2, wie im Fahrdiagramm von
Fig. 4 gezeigt, und der Betrieb geht zu Schritt S1 v weiter.
In Schritt S1v wählt der Korrekturabschnitt 22 einen Winkeldifferenz
schwellenwert βfr1 (S1v) von den Kenndaten von Drehwinkelsignal δ/Win
keldifferenzschwellenwert βfr1 (fig. 7) auf der Basis des Drehwinkelsignals
d von dem Drehwinkelsensor 10, und der Betrieb geht zu Schritt S1d weiter.
Wenn hingegen die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr und die
Richtung N des Gierratensignals Y miteinander übereinstimmen, wählt,
ähnlich wie in Schritt S1v, der Korrekturabschnitt 22 einen Winkeldifferenz
schwellenwert βfr1 (S1b) von den Kenndaten von Drehwinkelsignal δ/Win
keldifferenzschwellenwert βfr1 (Fig. 7) auf der Basis des Drehwinkelsignals
δ von dem Drehwinkelsensor 10. Hierbei ist das Fahrverhalten entweder in
dem Untersteuerbereich UA1, UA2, dem Abdriftbereich DA1, DA2 oder
dem Übersteuer-Übergangsbereich TA1, TA2, wie im Fahrdiagramm von
Fig. 4 gezeigt. Der Winkeldifferenzschwellenwert βfr1 dient zur Bestim
mung, ob das Fahrverhalten in dem Übersteuer-Übergangsbereich TA1,
TA2 von Fig. 4 ist. Schließlich sind die Charakteristiken Lenkwinkelsignal
δ/Winkeldifferenzschwellenwert βfr1, wie in Fig. 7 gezeigt, entsprechend
den Grenzlinien D, E des Fahrdiagramms von Fig. 4 gesetzt. Anders gesagt,
der Winkeldifferenzschwellenwert βfr1 nimmt von δ1 proportional zum
Drehwinkelsignal δ zu.
Dann vergleicht der Korrekturabschnitt 22 den Absolutwert des Winkeldif
ferenzsignals |βfr| mit dem Absolutwert des Winkeldifferenzschwellen
werts |βfr1| (S1c). Wenn der Absolutwert des Winkeldifferenzschwellen
werts |βfr1| gleich oder größer als der Absolutwert des Winkeldifferenzsi
gnals |βfr| ist, bestimmt der Korrekturabschnitt 22, dass der Fahrzustand
in dem Übersteuer-Übergangszustand ist, d. h. den Übersteuer-Übergangs
bereich TA1, TA2 in dem Fahrdiagramm von Fig. 4, und der Betrieb geht zu
Schritt S1d weiter. Dieser dient zum raschen Korrigieren des Solldrehmo
mentsignals IMO durch den Übersteuer-Korrekturbetrag DO, um den Über
steuerzustand mit jeglicher Rate zu verhindern, weil das Fahrverhalten
gerade dabei ist, von dem Untersteuerzustand zu dem Übersteuerzustand
zu wechseln. Weil jedoch das Fahrverhalten tatsächlich noch nicht in den
Übersteuerzustand fällt, soll die Ausführung der Korrektur durch den Über
steuer-Korrekturbetrag DO erschwert werden. Aus diesem Grund berechnet
der Korrekturabschnitt 22 den Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr|
aus dem Winkeldifferenzsignal βfr und dem Winkeldifferenzschwellenwert
βfr1 durch die Gleichung |βfr| = βfr - βfr1| (S1d). Weil der Übersteuer-Kor
rekturbetrag DO gewählt ist, wobei der Absolutwert des Winkeldifferenzsi
gnals |βfr| = |βfr - βfr1| ist, kann der Übersteuer-Korrekturbetrag DO durch
strikte Bewertung der Grenzlinien D, E des Übersteuer-Übergangsbereichs
TA1, TA2 und des Untersteuerbereichs UA1, UA2 auf der Basis des Win
keldifferenzsignals βfr und des Drehwinkelsignals δ bestimmt werden. Je
größer nämlich der Absolutwert des Drehwinkels |δ|, desto weiter er
strecken sich die Übersteuer-Übergangsbereiche TA1, TA2 in einen Bereich
hin, wo der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| größer ist, und
die Korrektur durch den Übersteuer-Korrekturbetrag DO erfolgen kann.
Der Grund für die Durchführung von Schritt S1d ist es, bei Eintritt in den
Übersteuerbereich OA1, OA2 durch den Übersteuer-Übergangsbereich
TA1, TA2 den Übersteuer-Korrekturbetrag DO größer zu machen. Weil das
Vorzeichen des Winkeldifferenzschwellenwerts βfr1 von jenem des Winkel
differenzsignals βfr unterschiedlich ist, wird der Absolutwert des Winkeldif
ferenzsignals |βfr| = |βfr - βfr1| größer als der ursprüngliche |βfr|-Wert. Wie
aus Fig. 9 ersichtlich, kann der Übersteuer-Korrekturbetrag DO größer
gemacht werden.
Ferner ist der Grund zur Durchführung der Schritte S1v, S1d unabhängig
davon, ob das Bewertungsergebnis in Schritt S1a NEIN ist, der, den Über
steuer-Korrekturbetrag DO im Falle des Eintritts in den Übersteuerbereich
OA1, OA2 durch den Übersteuer-Übergangsbereich TA1, TA2 kontinuier
lich zu ändern. Als Steuerfluss, wenn in dem Übersteuer-Übergangsbereich
TA1, TA2 der Betrieb in der Reihenfolge von Schritt S1a, Schritt S1b,
Schritt S1c, Schritt S1d und Schritt S1g weitergeht und beim Eintritt in den
Übersteuerbereich OA1, OA2 geht der Betrieb in der Reihenfolge von
Schritt S1a, Schritt S1v, Schritt S1d und Schritt S1g weiter. Daher wird
der Schritt S1d sowohl im Übersteuer-Übergangsbereich TA1, TA2 als
auch im Übersteuerberich OA1, OA2 so ausgeführt, dass der Übersteuer-
Korrekturbetrag DO kontinuierlich geändert wird. Wie aus Fig. 7 ersichtlich,
kommt es dann, wenn man direkt von dem Untersteuerbereich UA1, UA2
in den Übersteuerbereich OA1, OA2 eintritt, zu keinem Problem, weil der
Winkeldifferenzschwellenwert βfr1 = 0 ist.
Wenn hingegen der Absolutwert des Winkeldifferenzschwellenwerts |βfr1|
kleiner als der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| ist, wählt der
Korrekturabschnitt 22 einen Winkeldifferenzschwellenwert βfr2 (S1e) aus
den Kenndaten Drehwinkelsignal δ/Winkeldifferenzschwellenwert βfr2 (Fig.
8) auf der Basis des Drehwinkelsignals δ, um zu bestimmen, ob das Fahr
verhalten entweder in dem Übersteuerbereich UA1, UA2 ist oder in dem
Abdriftbereich DA1, DA2 im Fahrdiagramm von Fig. 4. Der Winkeldifferenz
schwellenwert βfr2 dient zur Bestimmung, ob das Fahrverhalten in dem
Abdriftbereich DA1, DA2 von Fig. 4 liegt oder nicht. Aus diesem Grund
werden die Charakteristika Drehwinkelsignal δ/Winkeldifferenzschwellen
wert βfr2, wie in Fig. 8 gezeigt, entsprechend den Grenzlinien B, C in dem
Fahrdiagramm von Fig. 4 gesetzt. Der Winkeldifferenzschwellenwert βfr2
nimmt von dem Punkt aus, an dem der Drehwinkel δ gleich δ2 ist, propor
tional zur Zunahme des Drehwinkelsignals δ zu.
Dann berechnet der Korrekturabschnitt 22 den Absolutwert des Winkeldif
ferenzsignals |βfr| aus dem Winkeldifferenzsignal βfr und dem Winkeldiffe
renzschwellenwert βfr2 durch die Gleichung |βfr| = |βfr - βfr2| (S1f). Diese
Straßenreaktionskraft braucht nicht korrigiert werden, denn wenn |βfr -
βfr2| gleich oder kleiner als |β1| ist (d. h. der Fahrzustand ist im Unter
steuerbereich UA1, UA2 von Fig. 4), der Fahrzustand in dem schwachen
Untersteuerzustand ist. Wenn, wie in Fig. 10 gezeigt, |βfr - βfr2| gleich oder
kleiner als |β1| ist, wird der dem Absolutwert des Winkeldifferenzsignals
|βfr| = |βfr - βfr2| entsprechende Untersteuer-Korrekturbetrag DU gleich 0.
Wenn der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| kleiner als |β1| ist
(Fig. 4 und 10), ist wegen einer Totbereichszone des Untersteuerbetrags
DU in Bezug auf das Winkeldifferenzsignal βfr eine Korrektur nicht
erforderlich (das Fahrverhalten ist wegen des schwachen Untersteuerzu
stands stabil). Weil die Totbereichszone auf größer gesetzt wird, wenn man
von dem Totzonenbereich in einen Bereich eintritt, wo eine Korrektur
erforderlich ist (|βfr| < |β1|), wird der Untersteuer-Korrekturbetrag DU so
gesetzt, dass er abrupt zunimmt (Fig. 10). Wenn hingegen |βfr - βfr2| grö
ßer als |β1| ist (d. h. der Fahrzustand im Abdriftbereich DA1, DA2 von Fig.
4 ist), ist eine Korrektur erforderlich, weil der Fahrzustand in dem Abdrift
zustand ist. Weil der Untersteuer-Korrekturbetrag DU gewählt ist, wobei
der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| = |βfr - βfr2|, kann der
Untersteuer-Korrekturbetrag DU bestimmt werden, indem die Grenzlinien B,
C des Abdriftbereichs DA1, DA2 und des Untersteuerbereichs UA1, UA2
auf der Basis des Winkeldifferenzsignals βfr und des Drehwinkelsignals δ
streng bewertet werden. Je kleiner nämlich der Absolutwert des Drehwin
kels |δ| ist, desto weiter erstrecken sich die Abdriftbereiche DA1, DA2 in
einen Bereich, in dem der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr|
kleiner ist. Der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| = |βfr - βfr2|
wird kleiner, weil das Vorzeichen des Winkeldifferenzschwellenwerts βfr2
mit jenem des Winkefdifferenzsignals βfr übereinstimmt. Weil der Absolut
wert des Winkeldifferenzsignals |βfr| = |βfr - βfr2| in einem kleineren Be
reich, wo der Absolutwert des Drehwinkels |δ| kleiner ist, größer wird,
besteht die Tendenz, eine Korrektur in dem Abdriftzustand auszuführen,
und hierdurch wird der Untersteuer-Korrekturbetrag DU größer.
Nach Bewertung jedes Fahrzustands wählt dann der Korrekturabschnitt 22
einen Korrekturbetrag entsprechend jedem Fahrzustand. Wenn der Über
steuerzustand in Schritt S1a bestimmt wird oder der Übersteuer-Über
gangszustand in Schritt S1c bestimmt wird, wählt der Korrekturabschnitt
22 einen Übersteuer-Korrekturbetrag DO (S1g) aus den Charakteristika
Absolutwert eines Winkeldifferenzsignals |βfr|/Übersteuer-Korrekturbetrag
DO, wie in Fig. 9 gezeigt, auf der Basis des Absolutwerts des Winkeldiffe
renzsignals |βfr|. Weil der Übersteuerzustand ein unstabiles Fahrverhalten
ist, erfolgt eine Steuerung, um nicht in den Übersteuerzustand einzutreten.
Aus diesem Grund wird, im Vergleich zu der Totbereichszone des Unter
steuer-Korrekturbetrags DU (einem Bereich, wo der Untersteuer-Korrektur
betrag DU = 0 ist) in Bezug auf das Winkeldifferenzsignal βfr, die Totbe
reichszone des Übersteuer-Korrekturbetrags DO (einem Bereich, wo der
Übersteuer-Korrekturbetrag DU = 0 ist) in Bezug auf das Winkeldifferenzsi
gnal βfr auf einen extrem schmalen Bereich gesetzt (Fig. 9 und 10).
Ferner, wenn der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| in Schritt
S1f gesetzt wird, wählt der Korrekturabschnitt 22 einen Untersteuer-Kor
rekturbetrag DU (S1h) aus den Charakteristika Absolutwert eines Winkeldif
ferenzsignals |βfr|/Untersteuer-Korrekturbetrag DU, wie in Fig. 10 gezeigt,
auf der Basis des Absolutwerts eines Winkeldifferenzsignals |βfr|. Wenn
βfr - βfr2| gleich oder kleiner als |βfr| ist, ist der Untersteuer-Korrekturbe
trag DU gleich 0, und wenn |βfr - βfr2| größer als |β1| ist (Abdriftzustand),
wird der Untersteuer-Korrekturbetrag DU entsprechend dem Winkeldiffe
renzsignal |βfr| gesetzt.
Nachdem der Übersteuer-Korrekturbetrag DO oder der Untersteuer-Korrek
turbetrag DU gewählt worden ist, werden eine Änderung der Fahrge
schwindigkeit V und eine Änderung der Winkeldifferenz βfr für den gewähl
ten Korrekturbetrag berücksichtigt. Der Korrekturabschnitt 22 multipliziert
dann den Übersteuer-Korrekturbetrag DO mit einem Fahrgeschwindigkeits
koeffizienten Kr und einem Winkeldifferenz-Änderungskoeffizienten Kv und
erzeugt hierdurch ein Übersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDO (S1i). Andern
falls multipliziert der Korrekturabschnitt 22 den Untersteuer-Korrekturbetrag
DU mit dem Fahrgeschwindigkeitskoeffizienten Kr und dem Winkeldiffe
renz-Änderungskoeffizienten Kv und erzeugt hierdurch ein Untersteuer-
Korrekturbetrag-Signal IDU (S1j). Weil, wie oben erwähnt, der Korrekturbe
trag mit dem Fahrgeschwindigkeitskoeffizienten Kr multipliziert wird, kann
eine Änderung des Fahrverhaltens aufgrund einer Änderung der Fahrge
schwindigkeit V für den Korrekturbetrag stark berücksichtigt werden. Weil
ferner der Korrekturbetrag mit dem Winkeldifferenz-Änderungskoeffizienten
Kv multipliziert wird, kann eine Änderung des Fahrverhaltens aufgrund
einer Änderung der Winkeldifferenz βfr für den Korrekturbetrag stark be
rücksichtigt werden. Im Ergebnis kann eine abrupte Änderung der Straßen
reaktionskraft über das Lenkrad 2 dem Fahrer mitgeteilt werden.
Der Korrekturabschnitt 22 wählt einen Fahrgeschwindigkeitskoeffizienten
Kr aus den Kenndaten Fahrgeschwindigkeitssignal V/Fahrgeschwindigkeits
koeffizient Kr, wie in Fig. 12 gezeigt, auf der Basis des Fahrgeschwindig
keitssignals V. Der Korrekturabschnitt 22 wählt auch einen Winkeldifferenz-
Änderungskoeffizienten Kv aus den Kenndaten eines Winkeldifferenz-Ände
rungsbetrags Dv/Winkeldifferenz-Änderungskoeffizient Kv, wie in Fig. 13
gezeigt, auf der Basis des Winkeldifferenz-Änderungsbetrags Dv. Der
Winkeldifferenz-Änderungsbetrag Dv wird durch Differenzieren des Winkef
differenzsignals βfr nach der Zeit berechnet. Daher hat der Korrekturab
schnitt 22 eine Differential-Berechnungsfunktion und dergleichen und
erzeugt einen Winkeldifferenz-Änderungsbetrag Dv (= dβfr/dt) durch zeit
liche Differenzierung des von dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageab
schnitt 21 gelieferten Winkeldifferenzsignals βfr.
Ferner multipliziert der Korrekturabschnitt 22 das Gierratensignal Y von
dem Gierratensensor 9 mit einem Gierratenkoeffizienten G2 und erzeugt
hierdurch ein Gierratenkorrekturbetrag-Signal IY (S1k, S1l). Weil, wie oben
erwähnt, das Gierratenkorrekturbetrag-Signal IY als Korrekturbetrag in
Bezug auf das Solldrehmomentsignal IMO berücksichtigt wird, wird das
Fahrverhalten stabiler.
Wenn schließlich das Übersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDO und das
Gierraten-Korrekturbetrag-Signal IY gesetzt sind, korrigiert der Korrektur
abschnitt 22 das Solldrehmomentsignal IMO mit dem Übersteuer-Korrektur
betrag-Signal IDO und dem Gierraten-Korrekturbetrag-Signal IY in einer
Richtung, in der der Drehwinkel δ abnimmt, und gibt das Solldrehmomentsignal
IMH an den Differenzberechnungsabschnitt 23 (S1m) aus. Wenn das
Untersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDU und das Gierraten-Korrekturbetrag-
Signal IY gesetzt sind, korrigiert der Korrekturabschnitt 22 das Solldrehmo
mentsignal IMO mit dem Untersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDU und dem
Gierraten-Korrekturbetrag-Signal IY in eine Richtung, in der der Drehwinkel
δ abnimmt, und gibt das Solldrehmomentsignal IMH an den Differenzbe
rechnungsabschnitt 23 aus (S1n).
Hier bedeutet der Begriff "die Richtung, in die der Drehwinkel δ (Lenkwin
kel) abnimmt", dass ein Hilfsdrehmoment zum Erzwingen einer Lenkbetäti
gung in einer Richtung erzeugt wird, in der der Drehwinkel δ abnimmt, und
die Winkeldifferenz βfr und die Gierrate Y werden in die Richtung null
verkleinert, um hierdurch das Fahrverhalten zu stabilisieren. Nachfolgend
wird ein Beispiel für eine Korrektur in einer Richtung gezeigt, in der der
Drehwinkel δ abnimmt. Wenn beispielsweise der Fahrer das Lenkrad 2 in
der Uhrzeigerrichtung dreht (Rechtsdrehung), weist der Drehwinkel δ eben
falls in die Uhrzeigerrichtung (positiv), und ein Hilfsdrehmoment wird in der
Uhrzeigerrichtung erzeugt (positiv). Um daher den Drehwinkel δ zu ver
kleinern, muss das Unterstützungsdrehmoment in Uhrzeigerrichtung ge
senkt werden, um den Fahrer zu zwingen, eine Lenkbetätigung in Gegen
uhrzeigerrichtung durchzuführen. Aus diesem Grund muss das Solldrehmo
mentsignal IMH gesenkt werden, und daher wird folgende Gleichung ange
wendet, d. h. Solldrehmomentsignal IMH = Solldrehmomentsignal IMO -
((Übersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDO oder Untersteuer-Korrekturbetrag-
Signal IDU) + Gierraten-Korrekturbetrag-Signal IY). Wenn jedoch der Fahrer
das Lenkrad 2 von der Uhrzeigerrichtung (Rechtsdrehung) in die Gegen
uhrzeigerrichtung (Linksdrehung) dreht, könnte in der Gegenuhrzeigerrich
tung (negativ) ein Hilfsdrehmoment erzeugt werden, während der Drehwin
kel β in der Uhrzeigerrichtung (positiv) verbleibt. Um den Drehwinkel δ zu
verkleinern, muss das Hilfsdrehmoment in der Gegenuhrzeigerrichtung
erhöht werden, um den Fahrer zu zwingen, eine Lenkbetätigung in der
Gegenuhrzeigerrichtung durchzuführen. Daher muss das Solldrehmomentsignal
IMH erhöht werden, und daher wird die folgende Gleichung angewen
det, d. h. Solldrehmomentsignal IMH = Solldrehmomentsignal IMO +
((Übersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDO oder Untersteuer-Korrekturbetrag-
Signal IDU) + Gierraten-Korrekturbetrag-Signal IY).
Weil bei der mit diesem Korrekturabschnitt 22 versehenen elektrischen
Servolenkvorrichtung 1 das Fahrverhalten auf der Basis des Winkeldiffe
renzsignals βfr und des Drehwinkelsignals δ bestimmt werden kann, kann
eine akkurate Bewertung im Hinblick auf den Übersteuerzustand und den
Abdriftzustand erfolgen. Daher kann die elektrische Servolenkvorrichtung 1
den Fahrer über die Straßenreaktionskraft entsprechend jedem Fahrzustand
akkurat informieren, um die optimale Lenkbetätigung in Bezug auf das
Fahrverhalten zu erzwingen.
In Bezug auf das in Fig. 6 gezeigte Flussdiagramm wird nun ein zweiter
Betriebsmodus des Korrekturabschnitts 22 beschrieben.
Weil dieser zweite Betriebsmodus ähnliche Operationen wie der erste
Betriebsmodus umfasst, werden ähnliche Operationen mit dem gleichen
Buchstaben bezeichnet, der nach jeder Schrittzahl in dem Flussidagramm
angeordnet ist, und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Der Korrekturabschnitt 22 vergleicht eine Richtung P des Winkeldifferenzsi
gnals βfr von dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 mit
einer Richtung N des Gierratensignals Y von dem Gierratensensor 9 (S2a).
Wenn die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr und die Richtung N des
Gierratensignals Y nicht miteinander übereinstimmen, bestimmt der Korrek
turabschnitt 22, dass der Fahrzustand in dem Übersteuerzustand ist (oder
dem Schleuderzustand), d. h. der Fahrzustand ist entweder in dem Über
steuerberich OA1, OA2 oder in dem Schleuderbereich SA1, SA2, wie im
Fahrdiagramm von Fig. 4 gezeigt, und der Betrieb geht zu Schritt S2v
weiter.
In Schritt S2v wählt der Korrekturabschnitt 22 einen Winkeldifferenz
schwellenwert βfr1 (S2v) aus den Kenndaten Drehwinkelsignal 6/Winkeldif
ferenzschwellenwert βfr1 (Fig. 7) auf der Basis des Drehwinkelsignals δ
von dem Drehwinkelsensor 10, und der Betrieb geht zu Schritt S2d weiter.
Wenn hingegen die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr und die
Richtung N des Gierratensignals Y miteinander übereinstimmen, vergleicht
der Korrekturabschnitt 22 die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr von
dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt 21 mit einer Richtung
S eines Lenkdrehmomentsignals T von dem Lenkdrehmomentsensor 12
(S2o). Wenn beispielsweise die Gierrate Y in der Gegenuhrzeigerrichtung ist
(Drehung nach links), ist das Lenkdrehmoment T in der Uhrzeigerrichtung
(Drehung nach rechts), und der Hinterradschräglaufwinkel βr in der Gegen
uhrzeigerrichtung ist größer als der Vorderradschräglaufwinkel βf in der
Gegenuhrzeigerrichtung (d. h. exzessiver Gegenlenkzustand), die Richtung
N des Gierratensignals Y wird negativ (minus), die Richtung S des Lenk
drehmomentsignals T wird positiv (plus) und die Richtung P des Winkeldif
ferenzsignals βfr wird negativ (minus). Wenn die Gierrate Y in der Gegen
uhrzeigerrichtung ist (Drehung nach rechts), ist das Lenkdrehmoment T in
der Uhrzeigerrichtung (Drehung nach rechts), und der Vorderradschräglauf
winkel βf in der Gegenuhrzeigerrichtung ist größer als der Hinterradschräg
laufwinkel βr in der Gegenuhrzeigerrichtung (d. h. das Fahrverhalten ist im
Untersteuerzustand), die Richtung N des Gierratensignals Y wird positiv
(plus), die Richtung S des Lenkdrehmomentsignals Y wird positiv (plus) und
die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr wird positiv (plus).
Wenn die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr und die Richtung S des
Lenkdrehmomentsignals T nicht miteinander übereinstimmen, bestimmt der
Korrekturabschnitt 22, dass der Fahrzustand in dem exzessiven Gegen
lenkzustand ist, und der Betrieb geht zu Schritt S2p weiter.
Wenn hingegen die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr und die
Richtung S des Lenkdrehmomentsignals T miteinander übereinstimmen,
wählt der Korrekturabschnitt 22 einen Winkeldifferenzschwellenwert βfr1
(S2b) aus den Kenndaten Drehwinkelsignal δ/Winkeldifferenzschwellenwert
βfr1, wie in Fig. 7 gezeigt, auf der Basis des Drehwinkelsignals δ von dem
Drehwinkelsensor 10.
Dann vergleicht der Korrekturabschnitt 22 den Absolutwert des Winkeldif
ferenzsignals |βfr| mit dem Absolutwert des Winkeldifferenzschwellen
werts |βfr1| (S2c). Wenn der Absolutwert des Winkeldifferenzschwellen
werts βfr1| größer als der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| ist,
bestimmt der Korrekturabschnitt, dass der Fahrzustand in dem Übersteuer-
Übergangszustand ist, d. h. in dem Übersteuer-Übergangszustand TA1, TA2
im Fahrdiagramm von Fig. 4, und der Betrieb geht zu Schritt S2d weiter. In
Schritt S2d berechnet der Korrekturabschnitt 22 den Absolutwert des
Winkeldifferenzsignals |βfr| von dem Winkeldifferenzsignal βfr und dem
Winkeldifferenzschwellenwert βfr1 durch die Gleichung |βfr| = |βfr - βfr1|
(S2d).
Wenn hingegen der Absolutwert des Winkeldifferenzschwellenwerts |βfr1|
kleiner als der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| ist, wählt der
Korrekturabschnitt 22 einen Winkeldifferenzschwellenwert βfr2 (S2e) aus
den Kenndaten Drehwinkelsignal δ/Winkeldifferenzschwellenwert βfr2 (Fig.
8) auf der Basis des Drehwinkelsignals δ, um zu bestimmen, ob das Fahr
verhalten entweder in dem Untersteuerbereich UA1, UA2 oder in dem
Abdriftbereich DA1, DA2 im Fahrdiagramm von Fig. 4 liegt.
Der Korrekturabschnitt 22 berechnet dann den Absolutwert des Winkeldif
ferenzsignals |βfr| von dem Winkeldifferenzsignal βfr und dem Winkeldiffe
renzschwellenwert βfr2 durch die Gleichung |βfr| = |βfr - βfr2| (S2f).
Nach Bewertung jedes Fahrzustands wählt dann der Korrekturabschnitt 22
einen Korrekturbetrag entsprechend jedem Fahrzustand. Wenn in Schritt
S2a der Übersteuerzustand festgestellt wird oder in Schritt S2c der Über
steuer-Übergangszustand festgestellt wird, wählt der Korrekturabschnitt 22
einen Übersteuer-Korrekturbetrag DO (S2g) aus den Charakteristika des
Absolutwerts Winkeldifferenzsignal |βfr|/Übersteuer-Korrekturbetrag DO,
wie in Fig. 9 gezeigt, auf der Basis des Absolutwerts des Winkeldifferenzsi
gnals |βfr|.
Wenn in Schritt S2o der exzessive Gegenlenkzustand bestimmt wird, wählt
der Korrekturabschnitt 22 einen Gegenlenk-Korrekturbetrag DC (S2p) aus
den Charakteristika Absolutwert eines Winkeldifferenzsignals |βfr|/Gegen
lenk-Korrekturbetrag DC, wie in Fig. 11 gezeigt, auf der Basis des Absolut
werts des Winkeldifferenzsignals |βfr|. Wenn der Gegenlenkzustand über
mäßig wird, neigt das Fahrzeug dazu, in seiner radialen Richtung von der
geraden Linie abzuweichen. Daher wird das Solldrehmomentsignal IMO so
korrigiert, dass der Fahrer über die Straßenreaktionskraft von dem zu
starken Gegenlenken informiert wird.
Wenn ferner der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| in Schritt S2f
gesetzt ist, wählt der Korrekturabschnitt 22 einen Untersteuer-Korrekturbe
trag DU (S2h) von den Charakteristika Absolutwert eines Winkeldifferenz
signals |βfr|/Untersteuer-Korrekturbetrag DU, wie in Fig. 10 gezeigt, auf
der Basis des Absolutwerts des Winkeldifferenzsignals |βfr|.
Nachdem der Übersteuer-Korrekturbetrag DO oder der Gegenlenk-Korrektur
betrag DC gewählt worden ist, vergleicht der Korrekturabschnitt 22 eine
Richtung D eines Winkeldifferenz-Änderungsbetrag-Signals Dv (= dβfr/dt)
mit der Richtung S des Lenkdrehmomentsignals T (S2q). Die Richtung D
des Winkeldifferenz-Änderungsbetrag-Signals Dv wird als positiv (plus)
bestimmt, wenn das Winkeldifferenzsignal βfra positiv (plus) ist und der
Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| zunimmt, wohingegen die
Richtung D des Winkeldifferenz-Änderungsbetrag-Signals Dv als negativ
(minus) bestimmt wird, wenn der Absolutwert des Winkeldifferenzsignals
|βfr| abnimmt. Hingegen wird die Richtung D des Winkeldifferenz-Ände
rungsbetrag-Signals Dv als positiv (plus) bestimmt, wenn das Winkeldiffe
renzsignal βfr negativ (minus) ist und der Absolutwert des Winkeldifferenz
signals |βfr| zunimmt, wohingegen die Richtung D des Winkeldifferenz-
Änderungsbetrag-Signals Dv als negativ (minus) bestimmt wird, wenn der
Absolutwert des Winkeldifferenzsignals |βfr| abnimmt. Wenn beispiels
weise das Lenkdrehmomentsignal T in der Uhrzeigerrichtung geht (Drehung
nach rechts) und der Hinterradschräglaufwinkel βr in der Gegenuhrzeiger
richtung größer ist als der Vorderradschräglaufwinkel βf in der Gegenuhrzei
gerrichtung, und ferner der Hinterradschräglaufwinkel βr in der Gegen
uhrzeigerrichtung zunimmt, wird die Richtung S des Lenkdrehmomentsi
gnals T positiv (plus), die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr wird
negativ (minus) und die Richtung D des Winkeldifferenz-Änderungsbetrag-
Signals Dv wird positiv (plus). Weil sich hierbei der Übersteuerzustand zur
divergierenden Richtung hin verschiebt, ist ein noch wirksamerer Gegen
lenkbetrieb erforderlich. Schließlich korrigiert der Korrekturabschnitt 22 das
Solldrehmomentsignal IMO durch Addition eines Korrekturbetrags, um den
Fahrer durch das Lenkrad 2 über eine kleine Straßenreaktionskraft zu
informieren, um hierdurch eine Gegenlenkbetätigung zu erzwingen. Wenn
hingegen das Lenkdrehmomentsignal T in der Uhrzeigerrichtung geht (Dre
hung nach rechts) und der Hinterradschräglaufwinkel βr in der Gegenuhrzei
gerrichtung größer als der Vorderradschräglaufwinkel βf in der Gegenuhr
zeigerrichtung ist, und ferner der Hinterradschräglaufwinkel βr in der Ge
genuhrzeigerrichtung abnimmt, wird die Richtung S des Lenkdrehmomentsi
gnals T positiv (plus), die Richtung P des Winkeldifferenzsignals βfr wird
negativ (minus) und die Richtung D des Winkeldifferenz-Änderungsbetrag-
Signals Dv wird negativ (minus). Weil sich hierbei der Übersteuerzustand
zur konvergierenden Richtung hin verschiebt, ist keine stärkere Gegen
lenkbetätigung erforderlich. Schließlich korrigiert der Korrekturabschnitt 22
das Solldrehmomentsignal IMO durch Subtraktion eines Korrekturbetrags,
um den Fahrer durch das Lenkrad 2 über eine starke Straßenreaktionskraft
zu informieren. Wenn daher die Richtung D des Winkeldifferenz-Änderungs
betrag-Signals Dv und die Richtung S des Lenkdrehmomentsignals T mitein
ander übereinstimmen, geht der Betrieb zu Schritt S2s weiter mit dem
Zweck, das Solldrehmomentsignal IMO additionsmäßig zu korrigieren.
Ferner, wenn die Richtung D des Winkeldifferenz-Änderungsbetrag-Signals
Dv und die Richtung S des Lenkdrehmomentsignals T nicht miteinander
übereinstimmen, geht der Betrieb zu Schritt S2s weiter mit dem Zweck,
das Solldrehmomentsignal IMO subtraktionsmäßig zu korrigieren.
In Schritt S2r erzeugt der Korrekturabschnitt 22 ein Übersteuer-Korrektur
betrag-Signal IDO oder ein Gegenlenk-Korrekturbetrag-Signal IDC (S2r)
durch Multiplikation des Übersteuer-Korrekturbetrags DO oder des Gegen
lenk-Korekturbetrags DC mit dem Fahrgeschwindigkeitskoeffizienten Kr und
dem Winkeldifferenz-Änderungskoeffizienten Kv. Wenn der Betrieb von
Schritt S2g bis Schritt S2q weitergegangen ist, wird der Übersteuer-Korrek
turbetrag DO gewählt, wenn hingegen der Betrieb von Schritt S2p zu
Schritt S2q weitergegangen ist, wird der Gegenlenk-Korrekturbetrag DC
gewählt.
In Schritt S2s erzeugt der Korrekturabschnitt 22 ein Übersteuer-Korrektur
betrag-Signal IDO, ein Gegenlenk-Korrekturbetrag-Signal IDC oder ein
Untersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDU (S2s), durch Multiplikation des
Übersteuer-Korrekturbetrags D0, des Gegenlenk-Korrekturbetrags DC oder
des Untersteuer-Korrekturbetrags DU mit dem Fahrgeschwindigkeitskoeffi
zienten Kr und dem Winkeldifferenz-Änderungskoeffizienten Kv. Wenn der
Betrieb von Schritt S2g zu Schritt S2q weitergegangen ist, wird der Über
steuer-Korrekturbetrag DO gewählt, und wenn der Betrieb von Schritt S2p
zu Schritt S2q weitergegangen ist, wird der Gegenlenk-Korrekturbetrag DC
gewählt, und ferner, wenn der Betrieb von Schritt S2h zu Schritt S2s
weitergegangen ist, wird der Untersteuer-Korrekturbetrag DU gewählt.
Ferner erzeugt der Korrekturabschnitt 22 ein Gierraten-Korrekturbetrag-
Signal IY (S2k, S2l) durch Multiplikation des Gierratensignals Y von dem
Gierratensensor 9 mit dem Gierratenkoeffizienten G2.
Im Falle der additionsmäßigen Korrektur addiert schließlich der Korrektur
abschnitt 22 das Übersteuer-Korrekturbetrag-signal IDO und das Gegen
lenk-Korrekturbetrag-Signal IDC und das Gierraten-Korrekturbetrag-Signal IY
zu dem Solldrehmomentsignal IMO und gibt das Solldrehmomentsignal IMH
(= Solldrehmomentsignal IMO + ((Übersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDO
oder Gegenlenk-Korrekturbetrag-Signal IDC) + Gierraten-Korrekturbetrag-
Signal IY)) zu dem Differenzberechnungsabschnitt 23 (S2t) aus, um den
Fahrer durch das Lenkrad 2 über eine geringe Straßenreaktionskraft zu
informieren, um hierdurch eine weitere Gegenlenkbetätigung zu erzwingen.
Im Falle der subtraktionsmäßigen Korrektur subtrahiert der Korrekturab
schnitt 22 das Übersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDO, das Gegenlenk-
Korrekturbetrag-Signal IDC oder das Untersteuer-Korrekturbetrag-Signal
IDU, und das Gierraten-Korrekturbetrag-Signal IY von dem Solldrehmoment
signal IMO und gibt das Solldrehmomentsignal IMH (= Solldrehmomentsi
gnal IMO - ((Übersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDO, Gegenlenk-Korrektur
betrag-Signal IDC oder Untersteuer-Korrekturbetrag-Signal IDV + Gierra
ten-Korrekturbetrag-Signal IY)) an den Differenzberechnungsabschnitt 23
(S2u) aus, um den Fahrer durch das Lenkrad über eine starke Straßenreak
tionskraft zu informieren.
Weil bei der mit dem obigen Korrekturabschnitt 22 versehenen elektrischen
Servolenkvorrichtung 1 das Fahrverhalten auf der Basis des Winkeldiffe
renzsignals βfr und des Lenkdrehmomentsignals T bestimmt werden kann,
kann ein exzessiver Gegenlenkzustand gewertet werden, und zwar anders
als bei den Operationen der ersten Ausführungen. Weil ferner die elek
trische Servolenkvorrichtung 1 den Fahrzustand auf der Basis des Winkel
differenz-Änderungsbetrag-Signals Dv und des Lenkdrehmomentsignals T
bestimmt, kann eine akurate Bewertung erfolgen, ob der Gegenlenk-Betä
tigungsbetrag groß oder klein ist. Daher kann die elektrische Servolenkvor
richtung 1 den Fahrer dazu zwingen, entsprechend den jeweiligen Fahr
zuständen eine Lenkbetätigung durchzuführen.
Anstelle der obigen Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung, die hier bei
einer elektrischen Servolenkvorrichtung angewendet wird und die dem
Fahrer eine genaue Straßenreaktionskraft übermittelt, um in Bezug auf
jedes Fahrverhalten eine optimale Lenkbetätigung zu erzwingen, kann die
Fahrverhalten-Steuer/Regelvorrichtung auch bei einer Vierradlenkvorrich
tung und dgl. angewendet werden, die direkt auf das Fahrzeug einwirkt
und das Fahrverhalten stabilisiert.
Ferner ist hier die Positiv/Negativ-Richtung des Winkeldifferenzsignals
entgegengesetzt zu jener des Drehwinkelsignals und dgl. gesetzt. Jedoch
können diese Richtungen auch so gesetzt werden, dass das gleiche Posi
tiv/Negativ-Vorzeichen die gleiche Richtung derselben angibt.
Es wird eine Fahrdynamik-Regelvorrichtung offenbart. Diese Fahrdynamik-
Regelvorrichtung umfasst: einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageab
schnitt zum Vorhersagen einer Differenz zwischen einem Schräglaufwinkel
von Vorderrädern und einem Schräglaufwinkel von Hinterrädern; einen
Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt zum Erfassen eines Lenkwinkels des
Fahrzeugs; sowie einen Steuerabschnitt zum Steuern des Drehverhaltens
des Fahrzeugs auf der Basis eines Winkeldifferenzsignals von dem Schräg
laufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt und einem Lenkwinkelsignal von
dem Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt.
Claims (4)
1. Fahrzeugverhalten-Steuer/Regelvorrichtung, umfassend:
einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) zum Vorhersagen einer Differenz zwischen einem Schräglaufwinkel (βf) von Vorderrädern (FW) und einem Schräglaufwinkel (βr) von Hinter rädern (RW);
einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt (10) zum Erfassen eines Lenkwinkels (δ) des Fahrzeugs; und
einen Steuer/Regelabschnitt (13) zum Steuern/Regeln des Drehverhaltens des Fahrzeugs auf der Basis eines Winkeldifferenzsi gnals (βfr) von dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) und einem Lenkwinkelsignal (δ) von dem Lenkwinkel-Erfas sungsabschnitt (10).
einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) zum Vorhersagen einer Differenz zwischen einem Schräglaufwinkel (βf) von Vorderrädern (FW) und einem Schräglaufwinkel (βr) von Hinter rädern (RW);
einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt (10) zum Erfassen eines Lenkwinkels (δ) des Fahrzeugs; und
einen Steuer/Regelabschnitt (13) zum Steuern/Regeln des Drehverhaltens des Fahrzeugs auf der Basis eines Winkeldifferenzsi gnals (βfr) von dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) und einem Lenkwinkelsignal (δ) von dem Lenkwinkel-Erfas sungsabschnitt (10).
2. Fahrzeugverhalten-Steuer/Regelvorrichtung, umfassend:
einen Lenkdrehmomentsensor (12) zum Erfassen eines Lenk drehmoments eines Lenksystems;
einen Elektromotor (8) zum Anlegen eines Hilfsdrehmoments an das Lenksystem;
eine Steuer/Regeleinheit(13) mit einem Solldrehmomentsignal- Setzabschnitt (20) zum Setzen eines Solldrehmomentsignals (IMO) auf der Basis eines Lenkdrehmomentsignals (T) von dem Lenkdreh momentsensor (12); und
einen Motortreiber (14) zum Betreiben des Elektromotors (8) auf der Basis des Solldrehmomentsignals (IMO),
wobei die Fahrzeugverhalten-Steuer/Regelvorrichtung ferner einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) aufweist, um eine Differenz (βfr) zwischen einem Schräglaufwinkel (βf) von Vorderrädern (FW) und einem Schräglaufwinkel (βr) von Hinterrädern (RW) vorherzusagen, sowie einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt (10) zum Erfassen eines Lenkwinkels (δ) des Fahrzeugs, wobei die Steuer/Regeleinheit (13) einen Korrekturabschnitt (22) aufweist, um das Solldrehmomentsignal (IMO) auf der Basis eines Winkeldifferenz signals (βfr) von dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) und eines Lenkwinkelsignals (δ) von dem Lenkwinkel-Erfas sungsabschnitt (10) zu korrigieren, um das Drehverhalten des Fahr zeugs zu steuern/regeln.
einen Lenkdrehmomentsensor (12) zum Erfassen eines Lenk drehmoments eines Lenksystems;
einen Elektromotor (8) zum Anlegen eines Hilfsdrehmoments an das Lenksystem;
eine Steuer/Regeleinheit(13) mit einem Solldrehmomentsignal- Setzabschnitt (20) zum Setzen eines Solldrehmomentsignals (IMO) auf der Basis eines Lenkdrehmomentsignals (T) von dem Lenkdreh momentsensor (12); und
einen Motortreiber (14) zum Betreiben des Elektromotors (8) auf der Basis des Solldrehmomentsignals (IMO),
wobei die Fahrzeugverhalten-Steuer/Regelvorrichtung ferner einen Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) aufweist, um eine Differenz (βfr) zwischen einem Schräglaufwinkel (βf) von Vorderrädern (FW) und einem Schräglaufwinkel (βr) von Hinterrädern (RW) vorherzusagen, sowie einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt (10) zum Erfassen eines Lenkwinkels (δ) des Fahrzeugs, wobei die Steuer/Regeleinheit (13) einen Korrekturabschnitt (22) aufweist, um das Solldrehmomentsignal (IMO) auf der Basis eines Winkeldifferenz signals (βfr) von dem Schräglaufwinkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) und eines Lenkwinkelsignals (δ) von dem Lenkwinkel-Erfas sungsabschnitt (10) zu korrigieren, um das Drehverhalten des Fahr zeugs zu steuern/regeln.
3. Fahrzeugverhalten-Steuer/Regelvorrichtung nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, dass der Korrekturabschnitt (22) einen Kor
rekturbetrag (VC) zur Korrektur des Solldrehmomentsignals (IMO)
auf der Basis eines Winkeldifferenzsignals (βfr) von dem Schräglauf
winkeldifferenz-Vorhersageabschnitt (21) und eines Gierratensignals
(Y), das an einem Gierraten-Erfassungsabschnitt (9) zu erfassen ist,
setzt.
4. Fahrzeugverhalten-Steuer/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schräglaufwinkeldifferenz-
Vorhersageabschnitt (21) das Winkeldifferenzsignal (βfr) auf der
Basis eines Lenkwinkelsignals (δ) von dem Lenkwinkel-Erfassungs
abschnitt (10), eines Fahrgeschwindigkeitssignals (V), das an einem
Fahrgeschwindigkeitssensor (11) zu erfassen ist, eines Gierratensi
gnals (Y), das an einem Gierraten-Erfassungsabschnitt (9) zu erfas
sen ist, sowie Dimensionsparametern (L) des Fahrzeugs berechnet.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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