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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lenksteuergerät für ein Fahrzeug
und insbesondere auf ein Lenksteuergerät, das in der Lage ist, die Ablenkung
des Fahrzeugs zu unterdrücken,
wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt,
während
eine Antiblockiersteuerung oder eine Traktionssteuerung an einer μ-Split-Fahrbahn
durchgeführt
wird.
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In
der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
2004-532153 ,
die der
US-Veröffentlichung
Nr. 20050189163A1 entspricht, wird hinsichtlich eines Stabilitätskompensationssystems
zum Stabilisieren eines Fahrzeugs vorgeschlagen, das System bereitzustellen,
das in der Lage ist, das Fahrzeug durch Anpassen eines Lenkrads
zu stabilisieren, wenn ein Split-μ-(kann
auch als μ-Split- bezeichnet werden)-Bremsbetrieb
durchgeführt
wird, der ein unausgeglichenes Bremsdrehmoment hervorruft, wodurch die
Fahrzeugstabilität
verschlechtert wird. In der US-Veröffentlichung
ist beschrieben, dass ein Fahrzeugstabilitätskompensationssystem bereitgestellt
ist, welches angeordnet ist, die Selbstzentrierungsposition und
das Lenkgefühl
des Lenksystems während
des Split-μ-Bremsbetriebs dynamisch
anzupassen, wobei die Anpassung zumindest auf einer Betriebsvariablen
basiert, die einen Korrekturlenkwinkel für das Fahrzeug repräsentiert,
der über
ein Fahrerrückkopplungsregelungsgerät auf das EAS-Hauptunterstützungsdrehmoment
aufaddiert wird, wodurch das Fahrzeug stabil und steuerbar gehalten
wird.
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Ferner
ist beschrieben, dass eine den Korrekturlenkwinkel wiedergebende
Betriebsvariable das Bremsgiermoment ist.
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Dieses
kann ermittelt werden, indem beispielsweise Abschätzungen
der Bremsdrücke
an dem vorderen linken und vorderen rechten Rad erzeugt und voneinander
subtrahiert werden, die Differenz mit einer Konstante multipliziert
wird, um die Differenz der Bremskräfte der Vorderräder zu erhalten, und
indem das Ergebnis durch die Spurweite des Fahrzeugs geteilt wird.
Das Bremsgiermoment wird mit einem Verstärkungsfaktor multipliziert,
um den Korrekturlenkwinkel zu erhalten. Eine zweite mögliche,
einen Korrekturlenkwinkel wiedergebende Betriebsvariable ist die
Gierschwingung. Diese kann ermittelt werden, indem beispielsweise
ein Gierratensignal invertiert wird, dieses mit einem Verstärkungsfaktor
multipliziert wird, und das Ergebnis als ein Rückkopplungssignal verwendet
wird, das die Gierratenkorrektur bereitstellt. Ferner ist beschrieben, dass
ein Fahrzeugmodell durch Eingaben des Lenkwinkels (an den Straßenrädern), Giermomentstörungseingabe
und Fahrzeuggeschwindigkeit betrieben wird.
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Ferner
offenbart das
japanische Patent
Nr. 2676726 eine Druckabschätzung in einem Fall einer Antiblockiersteuerung,
wie dies später
beschrieben wird, und das
japanische
Patent Nr. 3443951 offenbart eine Druckabschätzung in
einem Fall einer Traktionssteuerung, wie dies später beschrieben wird.
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Jedoch
betrifft es gemäß der in
der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2004-532153 offenbarten Erfindung das Stabilitätskompensationssystem
zum Stabilisieren des Fahrzeugs, wenn die Antiblockiersteuerung
an der so genannten μ-Split-Fahrbahn
durchgeführt
wird, wobei unterschiedliche Reibungskoeffizienten an dem rechten und
linken Vorderrad vorliegen, und die Steuerung herrscht vollständig vor,
solange der Fahrzeugfahrer der Steuerung folgt. Dann ist sie so
ausgebildet, dass der Korrekturlenkwinkel auf Grundlage einer Bremsdruckdifferenz
zwischen dem linken und rechten Vorderrad oder auf Grundlage eines
Fehlers zwischen der auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkwinkel
basierenden abgeschätzten
Gierrate (kann als Sollgierrate bezeichnet werden) und einer tatsächlichen
Gierrate erhalten wird, und dass ein Unterstützungsdrehmoment für ein elektrisch
unterstütztes
Lenksystem (kann als elektrisches Lenkhilfesystem bezeichnet werden)
auf Grundlage des Korrekturlenkwinkels gesteuert wird.
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Mit
Bezug auf das elektrische Lenkhilfesystem sind das Lenkrad und die
gelenkten Räder
mechanisch miteinander verbunden, sodass sie eine Eins-zu-Eins-Beziehung über ein
Lenkgetriebeverhältnis
bereitstellen. Gemäß dem System
mit der vollständig
vorherrschenden Steuerung, wie es in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung
Nr.
2004-532153 offenbart
ist, ist es möglich,
die Sollgierrate auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des
Lenkwinkels selbst in dem Fall zu berechnen, in dem bei der Kurvenfahrt
des Fahrzeugs die μ-Split-Fahrbahn
vorhanden ist. Jedoch ist es gemäß eines
solchen Unterstützungssystems,
bei dem das Lenkmanöver
des Fahrzeugfahrers vorherrscht und das dazu bestimmt ist, das Manöver das
Fahrzeugfahrers mit dem Lenkdrehmoment zu unterstützen, schwierig
zu bestimmen, ob der Lenkwinkel des Lenkrads das Ergebnis einer
Fahrzeugfahrerabsicht ist, d. h., ob es das Manöver des Fahrzeugfahrers ist, oder
ob es das Ergebnis der Steuerung ist. Daher kann es passieren, dass
die Sollgierrate nicht auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit
und des Lenkwinkels bestimmt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lenksteuergerät zum Steuern
der Ablenkung eines Fahrzeugs zu schaffen, um dessen Stabilität sicherzustellen,
wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt,
während
eine Antiblockiersteuerung oder eine Traktionssteuerung an einer μ-Split-Fahrbahn
durchgeführt
wird, sodass eine Längskraftdifferenz
zwischen dem linken und rechten Rad hervorgerufen wird.
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Beim
Lösen der
vorgenannten und weiteren Aufgaben ist ein Lenksteuergerät in einem
Fahrzeug vorgesehen, welches eine Lenkvorrichtung zum Steuern des
auf ein Lenkrad des Fahrzeug aufgebrachten Lenkmoments, eine Bremsvorrichtung
zum individuellen Steuern der auf jedes Rad des Fahrzeugs aufgebrachten
Längskraft
und eine Steuervorrichtung zum Durchführen einer Antiblockiersteuerung
und/oder einer Traktionssteuerung durch die Bremsvorrichtung aufweist.
Das Lenksteuergerät
hat eine Längskraftdifferenzberechnungsvorrichtung zum
Berechnen einer Differenz der auf das rechte und linke Rad des Fahrzeugs
in deren Seitenrichtung aufgebrachten Längskraft, eine Kurvenfahrtzustandsgrößenerfassungsvorrichtung
zum Erfassen einer Kurvenfahrtzustandsgröße des Fahrzeugs, eine Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung zum
Berechnen einer Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
des Fahrzeugs und eine Abweichungsberechnungsvorrichtung zum Berechnen
einer Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung
zwischen der durch die Kurvenfahrtzustandsgrößenerfassungsvorrichtung erfassten
Kurvenfahrtzustandsgröße und der
durch die Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung
berechneten Sollgröße des Kurvenfahrtzustands.
Dann steuert die Lenkvorrichtung das Lenkmoment auf Grundlage der
durch die Längskraftdifferenzberechnungsvorrichtung
berechneten Längskraftdifferenz und
auf Grundlage der durch die Abweichungsberechnungsvorrichtung berechneten Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung.
Die Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung überwacht,
ob die Steuervorrichtung die Steuerung an einer Split-Fahrbahn durchführt, bei
der an der rechten und linken Seite des Fahrzeugs unterschiedliche
Reibungskoeffizienten vorhanden sind, und die Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung
berechnet die Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
auf der Grundlage des Kurvenfahrtzustands des Fahrzeugs, der dann
erhalten wird, wenn die Antiblockiersteuerung oder die Traktionssteuerung
auf der Split-Fahrbahn durchgeführt wird.
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Für die Kurvenfahrtzustandsgröße des Fahrzeugs
kann eine Gierrate des Fahrzeugs oder eine Querbeschleunigung verwendet
werden.
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Bevorzugterweise
kann die Lenkmomentsteuervorrichtung ferner eine erste Sollwertberechnungsvorrichtung
zum Berechnen eines ersten Sollwerts für das Lenkmoment auf Grundlage
der durch die Längskraftdifferenzberechnungsvorrichtung
berechneten Längskraftdifferenz
sowie eine zweite Sollwertberechnungsvorrichtung zum Berechnen eines zweiten
Sollwerts für
das Lenkmoment auf Grundlage der durch die Abweichungsberechnungsvorrichtung
berechneten Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung aufweisen. Dann
steuert die Lenkvorrichtung das Lenkmoment auf Grundlage des ersten
Sollwerts und des zweiten Sollwerts.
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Die
erste Sollwertberechnungsvorrichtung kann einen ersten Grenzwert
für den
ersten Sollwert bereitstellen und die zweite Sollwertberechnungsvorrichtung
kann einen zweiten Grenzwert für
den zweiten Sollwert bereitstellen. Ferner kann der zweite Grenzwert
kleiner als der erste Grenzwert festgelegt sein.
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Bevorzugterweise
werden der erste Sollwert und der zweite Sollwert addiert, um deren
Summe bereitzustellen, und die Lenkvorrichtung steuert das Lenkmoment
auf Grundlage der Summe des ersten Sollwerts und des zweiten Sollwerts.
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Ferner
kann ein dritter Grenzwert für
die Summe aus dem ersten Sollwert und dem zweiten Sollwert bereitgestellt
werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehend erwähnte
Aufgabe und die folgende Beschreibung werden unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen einfach ersichtlich, wobei gleiche
Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen:
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1 ein
schematisches Blockschaubild eines Lenksteuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
schematisches Blockschaubild eines Fahrzeugs zeigt, das das Lenksteuergerät gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung hat;
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3 ein
Ablaufdiagramm eines Beispiels der Lenksteuerung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Beispiels zum Berechnen eines Sollwerts eines
Gegenlenkzusatzmoments gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ein
Blockschaubild eines Beispiels einer Sollkurvenfahrtzustandsgrößenberechnungsvorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ein
Blockschaubild eines Beispiels einer Sollgegenlenkzusatzmomentbestimmungsvorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ein
Schaubild zeigt, das ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen
eines Sollwerts eines Längskraftdifferenzzusatzmoments
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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8 ein
Schaubild zeigt, das ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen
eines Sollwerts eines Zustandsgrößenabweichungszusatzmoments gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist schematisch ein Lenksteuergerät gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dargestellt, das als ein elektrisches
Lenkhilfesteuergerät
bezeichnet werden kann. Ein durch einen Fahrzeugfahrer betätigtes Lenkrad
SW ist mechanisch mit gelenkten Rädern, im Allgemeinen mit in 1 gezeigten Vorderrädern WHfr
und WHfl mechanisch verbunden. Wenn das Lenkrad SW betätigt wird,
wird seine Drehbewegung über
eine Lenkwelle SH auf ein Ritzel PN übertragen. Dann wird mittels
einer mit dem Ritzel PN in Eingriff stehenden Zahnstange RK die Drehbewegung
des Ritzels in eine Hin- und Herbewegung der Zahnstange umgewandelt.
In Übereinstimmung
mit der Bewegung der Zahnstange RK wird ein Spurstangenhebel KL über eine
Zugstange TR gedrückt,
sodass die gelenkten Räder
WHfr und WHfl in Übereinstimmung
mit der Betätigung
des Lenkrads SW gelenkt werden. Die Lenkwelle SH ist über einen Drehzahlverringerungsmechanismus
(nicht gezeigt) mit einem Elektromotor MT verbunden. Mit Hilfe der Ausgabe
des Elektromotors MT wird daher die zum Betätigen des Lenkrads SW durch
den Fahrzeugfahrer erforderliche Kraft verringert, sodass eine so
genannte Lenkhilfesteuerung erreicht wird.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist eine Lenkmomenterfassungsvorrichtung
ST zum Erfassen eines auf das Lenkrad SW aufgebrachten Lenkmoments (Ts)
vorgesehen, und auf Grundlage des durch die Lenkmomenterfassungsvorrichtung
ST erfassten Ergebnisses wird ein Sollwert (Tps) eines Lenkhilfeunterstützungsmoments
berechnet, um die zum Betätigen
des Lenkrads SW durch den Fahrzeugfahrer erforderliche Kraft zu
reduzieren, und zwar in einer Soll-Lenkhilfeunterstützungsmomentbestimmungsvorrichtung
M1. In dem in 1 gezeigten Fahrzeug ist eine
ABS/TCS-Steuervorrichtung
M2 vorgesehen, um zumindest eine von einer Antiblockiersteuerung (ABS)
und einer Traktionssteuerung (TCS) durchzuführen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
ein Rutschen oder Durchdrehen des Rads mittels der Bremsvorrichtung
M0 gemäß der herkömmlichen
Antiblockiersteuerung oder Traktionssteuerung verhindert. Ferner
wird in dem Fall, in dem die Antiblockiersteuerung oder die Traktionssteuerung
an einer Fahrbahn mit für
die rechten und linken Räder
unterschiedlichen Reibungskoeffizienten, also einer so genannten μ-Split-Fahrbahn
durchgeführt
wird, ein die Durchführung
der Steuerung anzeigender Steuermerker (Flg) so festgelegt, dass
er einen Einschaltzustand bereitstellt.
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Insbesondere
dann, wenn bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs das auf jedes Rad aufgebrachte Bremsmoment
an der μ-Split- Fahrbahn gemäß der Antiblockiersteuerung
oder der Traktionssteuerung mittels der Bremsvorrichtung gesteuert
wird, wird die Bremskraft oder die Antriebskraft so erzeugt, dass sie
an den linken und rechten Rädern
unterschiedlich ist. In diesem Fall kann ein Ergebnis verwendet
werden, das durch einen in jedem Rad vorgesehenen Hydraulikdrucksensor
(durch PSxx in
2 bezeichnet) erfasst wird.
Selbst wenn der Hydraulikdrucksensor nicht vorgesehen ist, kann
das Bremsmoment durch bekannte Verfahren auf Grundlage des Betätigungszustands
der Bremsvorrichtung berechnet werden. Die Abschätzung des Hydraulikdrucks im
Fall der Antiblockiersteuerung ist in dem vorstehend erwähnten
japanischen Patent Nr. 2676726 offenbart und
die Abschätzung
des Hydraulikdrucks im Fall der Traktionssteuerung ist in dem
japanischen Patent Nr. 3443951 offenbart.
Ferner kann ein Sollwert eines Radzylinderdrucks verwendet werden,
der in einer elektronischen Bremssteuereinheit (die in
2 durch
ECU2 bezeichnet ist) berechnet wird, wie sie nachstehend beschrieben
ist. Die Bremssteuervorrichtung ist nicht auf jene zum Aufbringen
des Bremsmoments mittels des Hydraulikdrucks beschränkt, wie
dies vorstehend beschrieben ist, sondern es kann eine elektrische
Bremsvorrichtung (nicht gezeigt) verwendet werden. Im letzten Fall
wird der durch die Längskraftabschätzvorrichtung
M3 zu erfassende Gegenstand die Ausgabe oder Eingabe eines Elektromotors
zum Betätigen
der elektrischen Bremsvorrichtung sein, sodass ein Sollwert zum Steuern
des Elektromotors verwendet werden kann.
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Auf
Grundlage der wie vorstehend beschriebenen, durch die Längskraftabschätzvorrichtung
M3 berechneten Längskraft
des Rads wird durch die Längskraftdifferenzberechnungsvorrichtung
M4 eine Längskraftdifferenz
zwischen den auf die rechten und linken Räder aufgebrachten Längskräften berechnet. Ferner
ist das Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsvorrichtung
M6 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) und mit einer
Kurvenfahrtzustandsgrößenerfassungsvorrichtung
M7 zum Erfassen einer Kurvenfahrtzustandsgröße des Fahrzeugs versehen.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) kann auf Grundlage des Ergebnisses
berechnet werden, das durch den an jedem Rad angeordneten Raddrehzahlsensor
(in 2 durch WSxx bezeichnet) erfasst wird. Was die Kurvenfahrtzustandsgröße betrifft,
wird die Gierrate (Yr) oder die Querbeschleunigung (Gy) zum Anzeigen
des Kurvenfahrtzustands des Fahrzeugs bereitgestellt.
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In
der ABS/TCS-Steuervorrichtung M2 wird auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Kurvenfahrtzustandsgröße, die
erhalten werden, wenn die Antiblockiersteuerung oder die Traktionssteuerung
an der μ-Split-Fahrbahn
durchgeführt
wird, um den Steuermerker (Flg) so festzulegen, dass er den eingeschalteten
Zustand bereitstellt, ein als eine Bezugsgröße bereitgestellter Kurvenfahrtradius
(im Weiteren als ein Bezugsradius bezeichnet) (Ro) erhalten. Da
die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kurvenfahrtzustand immer überwacht
werden können, beinhalten
die vorstehend beschriebene Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kurvenfahrtzustand
die spezifische Fahrzeuggeschwindigkeit und den spezifischen Kurvenfahrtzustand,
die erhalten werden, wenn der Steuermerker (Flg) den eingeschalteten Zustand
bereitstellt, oder sie beinhalten die Fahrzeuggeschwindigkeit und
den Kurvenfahrtzustand, die unmittelbar vor diesem Zeitpunkt erhalten
wurden, was als Ergebnis einer fortwährenden Überwachung erhalten werden
kann. Dann wird auf Grundlage des Kurvenfahrtradius (Ro) und der
Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) ein Sollwert des Kurvenfahrtzustands
durch eine Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung
M8 berechnet. Da in diesem Fall eine Gestalt einer herkömmlichen
Fahrbahn eine Klothoide ist, wird sich deren Krümmung nicht rapide ändern. Daher
wird gemäß der Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung
M8 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Kurvenfahrtzustands,
die dann, wenn der Steuermerker (Flg) den eingeschalteten Zustand bereitgestellt
hat, oder unmittelbar vor diesem Zeitpunkt ermittelt wurden, der
Bezugsradius (Ro) der Fahrbahn ermittelt, entlang der das Fahrzeug
eine Kurve fährt,
sodass die Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
auf Grundlage des Referenzradius (Ro) berechnet wird.
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Ferner
wird gemäß einer
Abweichungsberechnungsvorrichtung M9 eine Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung
zwischen einer durch die Kurvenfahrtzustandsgrößenerfassungsvorrichtung M6
erfassten tatsächlichen
Kurvenfahrtzustandsgröße und der
durch die Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung
M8 berechneten Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
berechnet. Auf Grundlage der durch die Längskraftdifferenzberechnungsvorrichtung
M4 berechneten Längskraftdifferenz
und der durch die Abweichungsberechnungsvorrichtung M9 berechneten
Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung
wird durch eine Sollgegenlenkzusatzmomentbestimmungsvorrichtung
M5 ein Sollwert (Tcs) eines Gegenlenkzusatzmoments berechnet. Ferner
wird der Sollwert (Tcs) des Gegenlenkzusatzdrehmoments auf den Sollwert
(Tps) des Lenkhilfeunterstützungsmoments
durch die Soll-Lenkhilfeunterstützungsmomentbestimmungsvorrichtung
M1 addiert, um einen Befehlswert zum Betätigen des Elektromotors MT
auszugeben, auf dessen Grundlage der Elektromotor MT durch die Motorsteuervorrichtung
M10 gesteuert wird. Dementsprechend bilden diese Vorrichtungen M1,
M5 und M10 und der Elektromotor MT oder dergleichen die Lenkeinrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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Das
Lenksteuergerät
ist in dem Fahrzeug montiert, wie dies in 2 gezeigt
ist. An den Rädern WSxx,
wobei "xx" ein jedes Rad bezeichnet,
d. h., "fr" bezeichnet das Rad
an der vorderen rechten Seite, gesehen von einer Position des Fahrersitzes, "fl" bezeichnet das Rad
an der vorderen linken Seite, "rr" bezeichnet das Rad
an der hinteren rechten Seite und "rl" bezeichnet
das Rad an der hinteren linken Seite, sind jeweils Raddrehzahlsensoren
WSxx angeordnet, die an einer elektronischen Steuereinheit ECU angeschlossen
sind und durch die ein Signal mit zu einer Drehzahl eines jeden
Rads proportionalen Impulsen, d. h. ein Raddrehzahlsignal zu der
elektronischen Steuereinheit ECU zugeführt wird. Außerdem sind
an der elektronischen Steuereinheit ECU ein Lenkwinkelsensor SA
zum Erfassen eines Lenkwinkels (δf)
des Lenkrads SW, ein Lenkmomentsensor TS zum Erfassen des Lenkmoments
(Ts), ein Längsbeschleunigungssensor
GX zum Erfassen einer Fahrzeuglängsbeschleunigung
(Gx), ein Querbeschleunigungssensor GY zum Erfassen einer Fahrzeugquerbeschleunigung
(Gy), ein Gierratensensor YR zum Erfassen einer Gierrate (Yr) des
Fahrzeugs und dergleichen angeschlossen. In der elektronischen Steuereinheit
ECU sind eine Lenksteuereinheit ECU1, eine Bremssteuereinheit ECU2,
eine Drosselsteuereinheit ECU3 und dergleichen vorgesehen, die über eine
Kommunikationseinheit mit einer CPU, einem ROM und einem RAM zur
Verwendung bei der Kommunikation an einem Kommunikationsbus angeschlossen
sind. Daher kann die Information für jede Steuereinheit gemeinsam
verwendet werden.
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Gemäß der Lenksteuereinheit
ECU1 wird die herkömmliche
Lenkhilfesteuerung durchgeführt,
um die Betätigungskraft des
Lenkrads durch den Fahrzeugfahrer zu reduzieren, und zwar auf Grundlage des
durch den Lenkmomentsensor ST erfassten Lenkmoments (Ts). Ferner
wird gemäß der Lenksteuereinheit
ECU1 das Lenkmoment derart aufgebracht, dass der Fahrzeugfahrer
das Gegenlenken auf geeignete Weise durchführt, wie dies später beschrieben
ist. Gemäß der Bremssteuereinheit
ECU2 wird auf Grundlage des Erfassungsergebnisses des Raddrehzahlsensors
WSxx das auf jedes Rad aufgebrachte Bremsmoment durch eine Bremssteuervorrichtung
BRK gesteuert, die als die in 1 gezeigte Bremsvorrichtung
M0 dient, um die Antiblockiersteuerung und die Traktionssteuerung
durchzuführen, wie
dies früher
gemacht wurde. Das heißt,
falls gemäß der Antiblockiersteuerung
bestimmt wird, dass das Rad dazu neigt zu blockieren, und es wahrscheinlich
ist, dass es blockiert, wird das auf das Rad aufgebrachte Bremsmoment
angepasst. Ferner wird gemäß der Traktionssteuerung,
falls bestimmt wird, dass das Rad dazu neigt durchzudrehen, und
es wahrscheinlich ist, dass es durchdreht, die Drossel durch die
Drosselsteuereinheit ECU3 in ihrer Schließrichtung betätigt, um
die Kraftmaschinenausgabe zu verringern, und das Bremsmoment wird
auf das Rad aufgebracht, für
das es wahrscheinlich ist, dass es sich durchdreht, um dadurch das
Durchdrehen des Rads zurückzuhalten.
An jedem Rad WHxx befindet sich ein Hydraulikdrucksensor PSxx, um
das Bremsmoment präzise
zu steuern.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb des wie vorstehend erwähnt aufgebauten Lenksteuergeräts unter Bezugnahme
auf das Ablaufdiagramm von 3 erklärt. Zu Beginn
führt das
Programm bei Schritt 101 eine Initialisierung des Systems
durch und die durch verschiedene Sensoren erfassten Signale und
Kommunikationssignale des Kommunikationsbusses werden bei Schritt 102 eingelesen.
Dann schreitet das Programm zu Schritt 103 vor, bei dem
die Signale durch Filtern oder dergleichen verarbeitet werden. Als
Nächstes
wird bei Schritt 104 der Sollwert (Tps) des für die Lenkhilfesteuerung
bereitgestellten Unterstützungsdrehmoments
auf Grundlage des Lenkmoments (Ts) berechnet. Dann schreitet das
Programm zu Schritt 105 vor, wo der Sollwert (Tsc) des
Gegenlenkzusatzmoments berechnet wird, um den Fahrzeugfahrer dazu
zu bringen, die Gegenlenkbetätigung
durchzuführen,
wie dies später
unter Bezugnahme auf 4 ausführlich beschrieben wird. Das Programm
schreitet ferner zu Schritt 106 vor, bei dem der Sollwert
(Tcs) des Gegenlenkzusatzmoments auf den Sollwert (Tps) des Lenkhilfeunterstützungsmoments
aufaddiert wird, sodass auf Grundlage des Additionsergebnisses (Tps
+ Tcs) ein Stromstärkebefehlswert
für den
Elektromotor MT berechnet wird. Dann wird der Elektromotor MT auf
Grundlage des Stromstärkebefehlswerts
bei Schritt 107 gesteuert.
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Der
Sollwert (Tcs) des vorstehend beschriebenen Gegenlenkzusatzmoments
wird gemäß dem in 4 gezeigten
Ablaufdiagramm berechnet. Zu Beginn wird bei Schritt 201 der
das Durchführen
der Antiblockiersteuerung oder der Traktionssteuerung anzeigende
Steuermerker gelesen. Dieser Steuermerker hat den Steuermerker (Flg),
der die Antiblockiersteuerung oder die Traktionssteuerung an der μ-Split-Fahrbahn anzeigt,
bei der an den rechten und linken Rädern unterschiedlichen Reibungskoeffizienten
vorgesehen sind. Ferner werden die bei Schritt 103 in 3 verarbeiteten
Signale bei Schritt 202 gelesen. Dann wird auf Grundlage
des gelesenen Steuermerkers bei Schritt 203 bestimmt, ob
die Antiblockiersteuerung oder die Traktionssteuerung an der μ-Split-Fahrbahn
durchgeführt
wird, d. h. ob die μ-Split-Steuerung
vorliegt oder nicht. Falls bestimmt wird, dass die μ-Split-Steuerung
nicht durchgeführt wird,
schreitet das Programm zu Schritt 207 vor, bei dem der
Sollwert (Tcs) des Gegenlenkzusatzmoments auf Null (0) festgelegt
wird, sodass die Lenkmomentsteuerung zum Herbeiführen der Gegenlenkung zu deren
Unterstützen,
die im Weiteren als die Gegenlenkunterstützung bezeichnet wird, nicht
ausgeführt
wird. Falls stattdessen bei Schritt 203 bestimmt wird,
dass die μ-Split-Steuerung
durchgeführt wird,
schreitet das Programm zu Schritt 204 vor, bei dem die
Längskraftdifferenz
(ΔFX) des
Rads berechnet wird, und schreitet zu Schritt 205 vor,
bei dem die Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung (Gierratenabweichung ΔYr) berechnet
wird. Dann wird bei Schritt 206 der Sollwert (Tcs) des
Gegenlenkzusatzmoments auf Grundlage der Längskraftdifferenz (ΔFX) und der
Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung
(Gierratenabweichung ΔYr)
berechnet.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird der für die Gegenlenkzusatzsteuerung
vorgesehene Sollwert (Tcs) des Gegenlenkzusatzmoments auf Grundlage
nicht nur der Längskraftdifferenz
zwischen den rechten und linken Rädern, sondern auch der Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung
berechnet. Daher kann die Ablenkung des Fahrzeugs, die durch die
an der μ-Split-Fahrbahn
durchgeführte
Antiblockiersteuerung oder Traktionssteuerung verursacht wird, wirksam
zurückgehalten
werden.
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Als
nächstes
wird eine durch die in 1 gezeigte Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung M8
durchgeführte
Berechnung der Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
unter Bezugnahme auf 5 erklärt. Die Kurvenfahrtzustandsgröße (Gierrate
Yr), die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) und der Steuermerker (Flg),
der so festgelegt ist, dass er den eingeschalteten Zustand bereitstellt,
wenn die Antiblockiersteuerung oder die Traktionssteuerung an der μ- Split-Fahrbahn durchgeführt wird,
werden in die Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung
M8 eingegeben. In dem Fall, in dem die Gierrate (Yr) als die Kurvenfahrtzustandsgröße verwendet
wird, wird auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vxo) und der
Gierrate (Yro), die dann, wenn der Steuermerker (Flg) den eingeschalteten
Zustand anzeigt, oder unmittelbar vor diesem Zeitpunkt erhalten
werden, der Referenzradius (Ro) bei einer Referenzradiusfestlegungsvorrichtung
M81 durch Ro = Vxo/Yro berechnet. Ferner wird auf Grundlage des
Referenzradius (Ro) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) die Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
bei einer Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung
M82 berechnet. Das heißt,
hinsichtlich der Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
wird die Sollgierrate (Yrt) durch Yrt = Vx/Ro berechnet.
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Da
die Gestalt der Fahrbahn als Klothoidenkurve ausgebildet ist und
sich ihre Krümmung
nicht stark ändert,
wie dies vorstehenden beschrieben wurde, kann der Referenzradius
(Ro) der Fahrbahn, entlang der das Fahrzeug eine Kurve fährt, auf Grundlage
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kurvenfahrtzustandsgröße erhalten
werden, die in dem Fall erhalten wurden, in dem der Steuermerker (Flg)
so festgelegt ist, dass er den eingeschalteten Zustand bereitstellt,
wenn die Antiblockiersteuerung oder die Traktionssteuerung an der μ-Split-Fahrbahn durchgeführt wird,
wodurch die Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
auf Grundlage des Referenzradius (Ro) erhalten werden kann. In dem
Fall, in dem das Fahrzeug jedoch geradeaus fährt, wird der Referenzradius
(Ro), der dann, wenn der Steuermerker (Flg) den eingeschalteten
Zustand bereitstellt, oder unmittelbar vor diesem Zeitpunkt erhalten
wird, unendlich (∞)
werden, sodass die Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
(Sollgierrate) zu Null wird. Dann wird die durch die Fahrzeugkurvenfahrtzustandsgrößenerfassungsvorrichtung
M7 erfasste tatsächliche
Kurvenfahrtzustandsgröße mit der
durch die Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung
M8 berechneten Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
verglichen, sodass die Abweichung zwischen diesen durch die Abweichungsberechnungsvorrichtung
M9 berechnet wird, um die Gierratenabweichung (ΔYr) bereitzustellen.
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Als
Nächstes
wird die Berechnung des Sollwerts (Tcs) des durch die Sollgegenlenkzusatzmomentbestimmungsvorrichtung
M5 erzeugten Sollwerts (Tcs) des Gegenlenkzusatzmoments unter Bezugnahme
auf 6 erläutert.
Die durch die Längskraftdifferenzberechnungsvorrichtung
M4 berechnete Längskraftdifferenz
(ΔFX) und
die durch die Abweichungsberechnungsvorrichtung M9 berechnete Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung
(Gierratenabweichung ΔYr)
werden in die Sollgegenlenkzusatzmomentbestimmungsvorrichtung M5
eingegeben. Gemäß einer
in 6 gezeigten Längskraftdifferenzzusatzmomentbestimmungsvorrichtung
M51 wird ein Sollwert (Tcsf) eines Längskraftdifferenzzusatzmoments
auf Grundlage der Längskraftdifferenz
(ΔFX) in Übereinstimmung
mit einer in 7 gezeigten vorbestimmten Charakteristik berechnet.
Zudem wird gemäß der Abweichungsdifferenzzusatzmomentbestimmungsvorrichtung
M52 ein Sollwert (Tcsy) des Zustandsgrößenabweichungszusatzmoments
auf Grundlage der Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung (Gierratenabweichung
(ΔYr)) in Übereinstimmung
mit einer in 8 gezeigten vorbestimmten Charakteristik
berechnet. Ferner wird der Sollwert (Tcsf) des Längskraftdifferenzzusatzmoments
auf den Sollwert (Tcsy) des Zustandsgrößenabweichungszusatzmoments addiert,
um den Sollwert (Tcs) des Gegenlenkzusatzmoments auszugeben. Wenn
der Sollwert (Tcsf) des Längskraftdifferenzzusatzmoments berechnet
wird, können
Grenzwerte (Tmf) und (-Tmf), wie sie durch eine gestrichelte Linie
in 7 angezeigt sind, durch eine erste Grenzwertfestlegungsvorrichtung
M53 bereitgestellt werden, wie dies durch eine gestrichelte Linie
in 6 angezeigt ist. Ebenso können beim Berechnen des Sollwerts
(Tcsy) des Zustandsgrößenabweichungszusatzmoments
Grenzwerte (Tmy) und (-Tmy), die durch eine strichlierte Linie in 8 dargestellt
sind, durch eine zweite Grenzwertfestlegungsvorrichtung M54 bereitgestellt
werden, die durch eine strichlierte Linie in 6 angezeigt
ist.
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Anstelle
der Gierrate (Yr), die in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel als die Kurvenfahrtzustandsgröße gedient
hat, kann die Querbeschleunigung (Gy) verwendet werden. In dem Fall,
in dem die Querbeschleunigung (Gy) als die Kurvenfahrtzustandsgröße verwendet
wird, kann die "Gierrate" durch die "Querbeschleunigung" in der Beschreibung mit
Bezug auf 4-8 ersetzt
werden. In dem Fall, in dem bei der Referenzradiusfestlegungsvorrichtung
M81 die Querbeschleunigung (Gy) als die Kurvenfahrtzustandsgröße verwendet
wird, wie dies in 5 gezeigt ist, kann daher der
Referenzradius (Ro) bei der Sollzustandsgrößenberechnungsvorrichtung M82
durch Ro = Vxo2/Gyo berechnet werden, falls
die Querbeschleunigung, die dann, wenn der Steuermerker (Flg) den
eingeschalteten Zustand anzeigt, oder unmittelbar vor diesem Zeitpunkt
erhalten wird, auf "Gyo" festgelegt wird.
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen Berechnung des Sollwerts (Tcsy) des Zustandsgrößenabweichungszusatzmoments
wird der Kurvenfahrtradius des Fahrzeugs erhalten, wobei der Start
der μ-Split-Steuerung
für die
Antiblockiersteuerung oder die Traktionssteuerung als die Referenz
verwendet wird.
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Ferner
muss die Zustandsgrößenabweichung
berechnet werden, vorausgesetzt, dass sich der Kurvenfahrtradius
nicht ändert.
In dem Fall, in dem das Lenkrad während der μ-Split-Steuerung betätigt werden muss, würde die
Zustandsgrößenabweichung
einen Fehler in der Steuerung verursachen. Um daher in diesem Fall
den Sollwert (Tcsy) des Zustandsgrößenabweichungszusatzmoments einfach
zu umgehen, kann eine Beziehung wie Grenzwert (Tmf) > Grenzwert (Tmy) vorgesehen sein,
welche eine Beziehung hinsichtlich der Größen ihrer absoluten Werte ist.
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Auch
wenn die Gegenlenkunterstützungssteuerung
vorgesehen ist, um den Fahrzeugfahrer dazu zu bringen, das Gegenlenken
durchzuführen, kann
es einen Fall geben, in dem der Fahrzeugfahrer dies nicht braucht.
In diesem Fall kann durch eine dritte Grenzwertfestlegungsvorrichtung
M55 ein dritter Grenzwert für
das Additionsergebnis des Sollwerts (Tcsf) des Längskraftdifferenzzusatzmoments und
des Sollwerts (Tcsy) des Zustandsgrößenabweichungszusatzmoments
festgelegt werden. Mittels des dritten Grenzwerts kann der Fahrzeugfahrer
die Gegenlenkunterstützungssteuerung
einfach umgehen.
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Eine
Lenkvorrichtung ist zum Steuern eines auf ein Lenkrad eines Fahrzeugs
aufgebrachten Lenkmoments vorgesehen. Eine Bremsvorrichtung ist
zum Steuern einer auf jedes Rad aufgebrachten Längskraft vorgesehen und eine
Steuervorrichtung ist zum Durchführen
zumindest einer Antiblockiersteuerung oder einer Traktionssteuerung
vorgesehen. Es wird überwacht,
ob die Steuervorrichtung die Steuerung an einer Split-Fahrbahn durchführt. Das Lenkmoment
wird auf Grundlage einer Differenz der auf die linken und rechten
Räder aufgebrachten Längskraft
und einer Kurvenfahrtzustandsgrößenabweichung
zwischen einer Kurvenfahrtzustandsgröße und dessen Sollgröße gesteuert.
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Die
Sollgröße des Kurvenfahrtzustands
wird auf Grundlage des Kurvenfahrtzustands des Fahrzeugs berechnet,
der dann erhalten wird, wenn die Antiblockiersteuerung oder die
Traktionssteuerung an einer Split-Fahrbahn durchgeführt wird.