DE102008010572A1

DE102008010572A1 - Fahrzeuglenkungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008010572A1
Application number: DE102008010572A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Tanaka; Takanori Matsunaga; Kyohei Koyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2028-02-23
Also published as: CN101254796A; JP4362137B2; CN101254796B; US20080208407A1; KR20080079995A; DE102008010572B4; KR100906278B1; JP2008213507A; US8209089B2

Abstract

Eine Fahrzeuglenkungsvorrichtung kann ein Auftreten einer Störung akkurat erfassen, selbst wenn ein Lenkungsdrehmoment begrenzt ist, und kann geringe Kosten und einen einfachen Aufbau erreichen. Die Vorrichtung enthält einen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor, der ein tatsächliches Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment erfasst, das durch Reifen eines Fahrzeugs von einer Straßenoberfläche aufgenommen wird, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, einen Lenradwinkeldetektor, der einen Lenkungswinkel eines Lenkrads erfasst, eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion, die ein Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel kalkuliert, und eine Störungsauftrittserfassungssektion, die ein Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfasst und ein Störungszustandssignal ausgibt. Die Störungsauftrittserfassungssektion enthält eine Vorzeichenvergleichssektion, die Vorzeichnen des tatsächlichen und Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentes vergleicht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuglenkungsvorrichtung, die mit einer Störungsauftrittserfassungseinheit zum Erfassen des Auftretens einer Störung an einem Fahrzeug ausgerüstet ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Wenn ein Fahrzeug einen starken Seitenwind während einer Fahrt aufnimmt oder zu einer rauen Straßenoberfläche kommt, würde die Steuerung des Fahrers an dem Lenkrad des Fahrzeugs durch eine Störung an dem Fahrzeug verloren gehen, und das Gefühl des Fahrers für eine Lenkungsstabilität kann wahrscheinlich verloren gehen.
Entsprechend ist es notwendig, das Auftreten der Störung auf eine genaue Art und Weise zu erfassen, um so das Lenkungsdrehmoment mittels z. B. eines elektrischen Motors zu unterstützen, um Stabilitätssteuerung des Fahrzeugs durchzuführen.
Um das Auftreten einer Störung zu erfassen, ist eine bekannte Servolenkungsvorrichtung versehen mit einer Lenkungsdrehmomenterfassungseinheit, die das Lenkungsdrehmoment eines Len kungssystems erfasst und ein entsprechendes Lenkungsdrehmomentsignal ausgibt, einer Lenkungswinkelerfassungseinheit, die den Lenkungswinkel des Lenkungssystems erfasst und ein entsprechendes Lenkungswinkelsignal ausgibt, einer Lenkungsdrehgeschwindigkeitserfassungseinheit, die die Lenkungsdrehgeschwindigkeit des Lenkungssystems erfasst und ein entsprechendes Lenkungsdrehgeschwindigkeitssignal ausgibt, und einer Störungslenkungsbestimmungseinheit, die einen Störungslenkungszustand (d. h. das Lenkungssystem ist unter dem Einfluss einer Störung) bestimmt, wenn die Richtung des Lenkungswinkelsignals mit der Richtung des Lenkungsdrehgeschwindigkeitssignals übereinstimmt, und wenn die Richtung des Lenkungsdrehmomentsignals nicht mit der Richtung des Lenkungswinkelsignals oder der Richtung des Lenkungsdrehgeschwindigkeitssignals übereinstimmt (siehe z. B. eine erste Patentliteraturstelle: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H8-268309 ).
Außerdem ist eine andere bekannte Servolenkungsvorrichtung versehen mit einer Kalkulationseinheit, die eine Lenkungswinkeländerung gegenüber einem Lenkungsdrehmoment-Änderungsverhältnis kalkuliert, was das Verhältnis eines Betrags einer Änderung eines Lenkungsdrehmomentes ist, das durch eine Lenkungsdrehmoment-Änderungsbetrag-Kalkulationseinheit erhalten wird, zu einem Betrag einer Änderung eines Lenkungswinkels, der durch eine Lenkungswinkel-Änderungsbetrag-Kalkulationseinheit erhalten wird, und einer Störungsauftrittsbestimmungseinheit, die bestimmt, dass eine Störung an dem Fahrzeug aufgetreten ist, in der Zeit, wenn die so erhaltene Lenkungswinkeländerung gegenüber dem Lenkungsdrehmoment-Änderungsverhältnis gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist (siehe z. B. eine zweite Patentliteraturstelle: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-264832 ).
Eine weitere bekannte Fahrzeuglenkungsvorrichtung ist versehen mit einer Verhaltenszustandserfassungseinheit, die mindestens eines von einem Giergeschwindigkeitssensor und einem Sensor seitlicher Beschleunigung enthält, und das Verhalten eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem Wert der Giergeschwindigkeit oder einer seitlichen Beschleunigung erfasst, die durch den Giergeschwindigkeitssensor oder den Sensor seitlicher Beschleunigung erfasst werden (siehe z. B. eine dritte Patentliteraturstelle: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-25630 ).
In den bekannten Servolenkungsvorrichtungen, wie in den oben erwähnten ersten und zweiten Patentliteraturstellen beschrieben, wird das Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug basierend auf dem Vorzeichen des Lenkungsdrehmomentes und dem Betrag einer Änderung des Lenkungsdrehmomentes erfasst. Das Lenkungsdrehmoment enthält jedoch ein Reibungsdrehmoment, das in dem Lenkungssystem generiert wird, sodass es ein Problem dadurch gab, dass das Auftreten einer Störung in einer Region, in der das Lenkungsdrehmoment begrenzt ist, nicht auf eine akkurate Art und Weise erfasst werden kann.
Um in den bekannten Fahrzeuglenkungsvorrichtungen, wie in der oben erwähnten dritten Patentliteraturstelle offenbart, das Auftreten einer Störung zu erfassen (das Verhalten eines Fahrzeugs), ist außerdem der Giergeschwindigkeitssensor zum Erfassen der Giergeschwindigkeit oder der Sensor seitlicher Beschleunigung zum Erfassen einer seitlichen Beschleunigung erforderlich. Unter Fahrzeugen, deren Verhalten durch das Auftreten einer Störung gestört wird, gibt es jedoch eine Menge von leichten Autos und kompakten Autos mit kurzem Achsenabstand, sodass es ein Problem dadurch gab, dass es schwierig ist, einen von beiden der Sensoren aus der Sicht der Kosten hinzuzufügen. Außerdem gab es auch ein Problem da durch, dass die Konstruktion der Vorrichtung wegen der Hinzufügung eines derartigen Sensors kompliziert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend ist die vorliegende Erfindung gedacht, die wie oben bezeichneten Probleme zu umgehen, und hat als ihr Ziel, eine Fahrzeuglenkungsvorrichtung vorzusehen, die zum Erfassen einer Störung sogar in einem Bereich, wo ein Lenkungsdrehmoment begrenzt ist, und zum Erreichen geringer Kosten und einer einfachen Konstruktion fähig ist.
Unter Beachtung des obigen Ziels wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeuglenkungsvorrichtung vorgesehen, die enthält: eine Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungseinheit, die ein tatsächliches Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment erfasst, das durch ein Rad eines Fahrzeugs von einer Straßenoberfläche aufgenommen wird; eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst; eine Winkelerfassungseinheit, die einen Lenkradwinkel eines Lenkrads des Fahrzeugs oder einen gelenkten Winkel des Rades erfasst; eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationseinheit, die ein Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Ausgabe der Winkelerfassungseinheit kalkuliert; und eine Störungsauftrittserfassungseinheit, die ein Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfasst und ein Störungszustandssignal ausgibt. Die Störungsauftrittserfassungseinheit enthält eine Vorzeichenvergleichseinheit, die einen Vergleich zwischen Vorzeichen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentes durchführt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeuglenkungsvorrichtung vorgesehen, die enthält: eine Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungseinheit, die ein tatsächliches Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment erfasst, das durch ein Rad eines Fahrzeugs von einer Straßenoberfläche aufgenommen wird; eine Änderungsratenkalkulationseinheit eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes, die eine Änderungsrate eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes kalkuliert, die eine zeitliche Änderungsrate des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes ist; eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst; eine Motorgeschwindigkeitserfassungseinheit, die eine Motorgeschwindigkeit eines Hilfsmotors erfasst, der ein Hilfsdrehmoment einem Lenkungsdrehmoment hinzufügt, das durch einen Fahrer des Fahrzeugs generiert wird; eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationseinheit, die eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motorgeschwindigkeit kalkuliert; und eine Störungsauftrittserfassungseinheit, die ein Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfasst und ein Störungszustandssignal ausgibt. Die Störungsauftrittserfassungseinheit enthält eine Vorzeichenvergleichseinheit, die einen Vergleich zwischen Vorzeichen der Änderungsrate des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes und der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate durchführt.
Gemäß einer Fahrzeuglenkungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält eine Störungserfassungseinheit eine Vorzeichenvergleichseinheit, und erfasst das Auftreten einer Störung an einem Fahrzeug, indem ein Vergleich zwischen dem Vorzeichen eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes, das kein Reibungsdrehmoment darin enthält, und dem Vorzeichen eines Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentes durchgeführt wird.
Somit ist es möglich, dass Auftreten der Störung auf eine akkurate Art und Weise sogar in einem Bereich zu erfassen, wo ein Lenkungsdrehmoment begrenzt ist, und zu der gleichen Zeit geringe Kosten und eine einfache Konstruktion zu erreichen.
Die obigen und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen wird, leichter offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Lenkungsmechanismus einer Fahrzeuglenkungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit von 1 zusammen mit einem Hilfsmotor zeigt;
3 ist eine erläuternde Ansicht, die die Beziehung zwischen der Zeit, einem Lenkradwinkel und einem Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment zu der Zeit veranschaulicht, wenn eine Störung in einem Fahrzeug auftritt, das geradeaus fährt, mit den Händen weg von einem Lenkrad.
4 ist eine erläuternde Ansicht, die die Beziehung zwischen der Zeit, dem Lenkradwinkel und dem Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment zu der Zeit veranschaulicht, wenn eine Lenkungsoperation, wie etwa ein Spurwechsel etc., unter einer gewöhnlichen Straßenoberflächenbedingung durchgeführt wird.
5 ist ein Flussdiagramm, das die Operationen einer Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationseinheit und einer Störungsauftrittserfassungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit einer Fahrzeuglenkungsvorrichtung mit einem Hilfsmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht.
7 ist eine erläuternde Ansicht, die die Beziehung zwischen der Zeit, einem Lenkradwinkel, einem Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment und einer Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate zu der Zeit veranschaulicht, wenn eine Störung in einem Fahrzeug auftritt, das geradeaus fährt, mit den Händen weg von einem Lenkrad.
8 ist ein Flussdiagramm, das die Operationen einer Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationseinheit, einer Änderungsratenkalkulationseinheit eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes und einer Störungsauftrittserfassungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9 ist ein Blockdiagramm, das einen Lenkungsmechanismus einer Fahrzeuglenkungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Überall in den jeweiligen Figuren werden die gleichen oder entsprechende Elemente oder Teile durch die gleichen Bezugszeichen identifiziert.
Es wird hier vermerkt, dass in den folgenden Ausführungsformen auf einen Fall Bezug genommen wird, wo eine Fahrzeuglenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Motorfahrzeug installiert ist.
Ausführungsform 1.
Bezug nehmend auf die Zeichnungen und zuerst auf 1 wird in einem Blockdiagramm eine Fahrzeuglenkungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In 1 enthält ein Lenkungsmechanismus, der allgemein bei 1 bezeichnet ist, ein Lenkrad 2, eine Lenksäule 3, einen Lenkgetriebekasten 4, einen Lenkradwinkeldetektor 5 (eine Winkelerfassungseinheit), einen Drehmomentsensor 6 (eine Lenkungsdrehmoment-Erfassungseinheit), einen Hilfsmotor 7, einen Zahnstangenmechanismus 8, Reifen 9 (Straßenräder), eine EPS-(Servolenkung) Steuereinheit 10 (hierin nachstehend als eine "Steuereinheit 10" abgekürzt), einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 11 (eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit) und einen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor 12 (eine Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungseinheit).
Hier wird elektrische Leistung von einer Leistungsversorgungseinheit (nicht gezeigt) dem Lenkungsmechanismus 1 zugeführt.
Außerdem sind der Lenkradwinkeldetektor 5, der Drehmomentsensor 6, der Hilfsmotor 7, der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 11 und der Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor 12 mit der Steuereinheit 10 durch Kabel elektrisch verbunden.
Das Lenkrad 2, das durch den Fahrer eines Motorfahrzeugs betrieben oder gelenkt wird, ist mit einem Ende der Lenksäule 3 verbunden. Auch ist der Lenkradwinkeldetektor 5 zum Erfassen eines Lenkradwinkels (Drehwinkel) Theta des Lenkrads 2 und dessen Ausgeben zu der Steuereinheit 10 an dem Lenkrad 2 montiert.
Der Drehmomentsensor 6 zum Erfassen eines Lenkungsdrehmomentes Thdl, das an das Lenkrad 2 durch die Lenkung des Fahrers angelegt wird, und dessen Ausgeben zu der Steuereinheit 10 ist an der Lenksäule 3 montiert. Außerdem ist der elektrisch betriebene Hilfsmotor 7 zum Generieren eines Hilfsdrehmomentes Tassist, um das Lenkungsdrehmoment Thdl zu unterstützen, an der Lenksäule 3 durch ein Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) montiert.
Der Lenkgetriebekasten 4 zum Verstärken eines kombinierten Drehmomentes, das durch Addieren des Lenkungsdrehmomentes Thdl und des Hilfsdrehmomentes Tassist miteinander durch mehrere Male erhalten wird, ist mit dem anderen Ende der Lenksäule 3 gekoppelt.
Außerdem sind die Reifen 9 mit dem Lenkgetriebekasten 4 durch den Zahnstangenmechanismus 8 verbunden.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 11 erfasst eine Reisegeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) V des Fahrzeugs und gibt sie zu der Steuereinheit 10 aus. Auch erfasst der Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor 12 ein tatsächliches Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign, das durch die Reifen 9 von einer Straßenoberfläche aufgenommen wird, und gibt es zu der Steuereinheit 10 aus.
Der Lenkradwinkel Theta, das Lenkungsdrehmoment Thdl, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, das tatsächliche Straßenoberflä chenreaktionsdrehmoment Talign, ein erfasster Motorstrom Imtr des Hilfsmotors 7 und eine erfasste Motorspannung Vmtr des Hilfsmotors 7 werden zu der Steuereinheit 10 eingegeben.
Außerdem kalkuliert die Steuereinheit 10 einen Zielstromwert, um den Hilfsmotor 7 zu veranlassen, das Hilfsdrehmoment Tassist zu generieren, basierend auf der Eingabe der obigen Eingaben dazu, und gibt einen Motoransteuerstrom Idrive zu dem Hilfsmotor 7 aus.
Hier ist ein Lenksäulenreaktionsdrehmoment Ttran, das in der Lenksäule 3 generiert wird, das Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment, das in ein entsprechendes Drehmoment gewandelt wird, das an die Lenksäule 3 angelegt wird, und ist ein Wert, der durch Addieren des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign zu einem Gesamtreibungsdrehmoment Tfric (nicht gezeigt) erhalten wird, das ein Reibungsdrehmoment ist, das in dem gesamten Lenkungsmechanismus 1 (einschließlich des Hilfsmotors 7) generiert wird.
D. h. das Lenksäulenreaktionsdrehmoment Ttran wird durch den folgenden Ausdruck (1) dargestellt. Ttran = Talign + Tfric (1)
Außerdem wird das Gesamtreibungsdrehmoment Tfric erhalten durch Addieren eines Wertes, der gleich dem Motorreibungsdrehmoment Tmfric ist in der Form eines Reibungsdrehmomentes, das nur in dem Hilfsmotor 7 generiert wird, multipliziert mit einer Getriebeübersetzung Ggear des Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebes zwischen dem Hilfsmotor 7 und der Lenksäule 3, zu einem Säulenreibungsdrehmoment Tfrp in der Form eines Reibungsdrehmomentes, das in dem Lenkungsmechanismus 1 generiert wird, ohne Berücksichtigung des Hilfsmotors 7.
Die Beziehung dieser Reibungsdrehmomente wird durch den folgenden Ausdruck (2) dargestellt. Tfric = Tmfric·Ggear + Tfrp (2)
Diese Fahrzeuglenkungsvorrichtung hat eine Hauptfunktion zum Erfassen des Lenkungsdrehmomentes Thdl, das generiert wird, wenn der Fahrer das Lenkrad 2 lenkt, mittels des Drehmomentsensors 6, und Generieren des Hilfsdrehmomentes Tassist entsprechend dem Lenkungsdrehmoment Thdl.
Außerdem agiert in einem dynamischen Sinn die Summe des Lenkungsdrehmomentes Thdl und des Hilfsdrehmomentes Tassist, um die Lenksäule 3 gegen das Lenksäulenreaktionsdrehmoment Ttran zu drehen. Wenn das Lenkrad 2 gelenkt wird, agiert auch ein Trägheitsdrehmoment, das durch die Trägheit des Hilfsmotors 7 generiert wird, an der Lenksäule 3.
Wenn das Trägheitsdrehmoment des Hilfsmotors 7 durch J·dω/dt dargestellt wird, wird entsprechend das Lenksäulenreaktionsdrehmoment Ttran durch den folgenden Ausdruck (3) dargestellt. Ttran = Thdl + Tassist – Jdω/dt (3)
Wenn die Drehmomentkonstante des Hilfsmotors 7 durch Kt dargestellt wird, wird das Hilfsdrehmoment Tassist wegen dem Hilfsmotor 7 durch den folgenden Ausdruck (4) unter Verwendung der Getriebeübersetzung Ggear des oben erwähnten Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebes und des erfassten Motorstroms Imtr dargestellt. Tassist = Ggear·Kt·Imtr (4)
Ferner wird das Lenksäulenreaktionsdrehmoment Ttran durch den folgenden Ausdruck (5) durch Umformung des oben erwähnten Ausdrucks (1) unter Verwendung des oben erwähnten Ausdrucks (2) dargestellt. Ttran = Talign + (Tmfric·Ggear + Tfrp) (5)
Die Steuereinheit 10 steuert den Strom, der dem Hilfsmotor 7 zuzuführen ist, um so zu veranlassen, dass der kalkulierte Zielstromwert und der erfasste Motorstrom Imtr miteinander übereinstimmen, und gibt den Motoransteuerstrom Idrive aus.
Der Hilfsmotor 7 generiert das Hilfsdrehmoment Tassist, das erhalten wird durch Multiplizieren des erfassten Motorstroms Imtr mit der Drehmomentkonstanten Kt und der Getriebeübersetzung Ggear des Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebes, wie durch den oben erwähnten Ausdruck (4) gezeigt, wodurch das Lenkungsdrehmoment Thdl wegen dem Fahrer unterstützt wird.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Steuereinheit 10 von 1 zusammen mit dem Hilfsmotor 7 zeigt.
In 2 enthält die Steuereinheit 10 eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssektion 13, eine Lenkungsdrehmoment-Erfassungssektion 14, eine Motorgeschwindigkeitserfassungssektion 15, eine Motorbeschleunigungserfassungssektion 16, eine Lenkradwinkel-Erfassungssektion 17, eine Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungssektion 18, eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion 19 (eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationseinheit), eine Störungsauftritterfassungssektion 20 (eine Störungsauftrittserfassungseinheit), eine Hilfsdrehmoment-Entscheidungssektion 21 (eine Hilfsdrehmoment-Entscheidungseinheit), eine Motorstrom-Entscheidungseinheit 22, eine Motorstrom-Erfas sungssektion 23, eine Vergleichssektion 24 und eine Motoransteuerstromsektion 25.
Hier wird vermerkt, dass die Steuereinheit 10 besteht aus einem Mikroprozessor (nicht gezeigt), der eine CPU und einen Speicher mit Programmen, die darin gespeichert sind, enthält, und einzelne Blöcke, die die Steuereinheit 10 bilden, sind in dem Speicher als Software gespeichert.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssektion 13 empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 11 ausgegeben wird, und gibt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s) aus. Die Lenkungsdrehmoment-Erfassungssektion 14 empfängt das Lenkungsdrehmoment Thdl, das von dem Drehmomentsensor 6 ausgegeben wird, und gibt ein Lenkungsdrehmomentsignal Thdl(s) aus.
Die Motorgeschwindigkeitserfassungssektion 15 empfängt eine Motorgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) Smtr, die von einem Drehgeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt) ausgegeben wird, der an dem Hilfsmotor 7 montiert ist, und gibt ein Motorgeschwindigkeitssignal Smtr(s) aus. Die Motorbeschleunigungserfassungssektion 16 differenziert das Motorgeschwindigkeitssignal Smtr(s) und gibt ein Motorbeschleunigungssignal Amtr(s) aus.
Hier wird vermerkt, dass die Motorgeschwindigkeitserfassungssektion 15 das Motorgeschwindigkeitssignal Smtr(s) basierend auf einem erfassten Motorstromsignal Imtr(s), das von der Motorstrom-Erfassungssektion 23 ausgegeben wird, und einem erfassten Motorspannungssignal Vmtr(s), das von einer Motorspannungserfassungssektion (nicht gezeigt) ausgegeben wird, ausgeben kann.
Die Lenkradwinkel-Erfassungssektion 17 empfängt den Lenkradwinkel Theta, der von dem Lenkradwinkeldetektor 5 ausgegeben wird, und gibt ein Lenkradwinkelsignal Theta(s) aus. Die Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungssektion 18 empfängt das tatsächliche Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign, das von dem Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsdetektor 12 ausgegeben wird, und gibt ein tatsächliches Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_act(s) aus.
Der Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor 12 zum Erfassen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign ist zum Beispiel in der Form einer Kraftmesszelle (nicht gezeigt), die an einem Reifen 9 montiert ist, und gibt einen Betrag einer Verformung eines Dehnungsmessers, der an der Kraftmesszelle montiert ist, als das tatsächliche Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign aus.
Die Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion 19 hat eine Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkradwinkel – Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Abbildung, in der eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem Lenkradwinkel Theta und einem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign_ref beschrieben ist.
Die Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion 19 kalkuliert ein Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_ref(s) aus der obigen Abbildung basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s) von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssektion 13 und dem Lenkradwinkelsignal Theta(s) von der Lenkradwinkel-Erfassungssektion 17.
Die Störungsauftritterfassungssektion 20 erfasst das Vorhandensein oder Fehlen des Auftretens einer Störung an einem Fahrzeug basierend auf dem tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_act(s) und dem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_ref(s), und gibt ein Störungszustandssignal Dist(s) aus.
Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s), das Lenkungsdrehmomentsignal Thdl(s), das Motorgeschwindigkeitssignal Smtr(s), das Motorbeschleunigungssignal Amtr(s) und das Störungszustandssignal Dist(s) werden zu der Hilfsdrehmoment-Entscheidungssektion 21 eingegeben.
Die Hilfsdrehmoment-Entscheidungssektion 21 entscheidet das Hilfsdrehmoment Tassist basierend auf diesen eingegebenen Signalen, und gibt ein Hilfsdrehmomentsignal Tassist(s) aus, um den Hilfsmotor 7 zu veranlassen, das Hilfsdrehmoment Tassist zu generieren.
Außerdem enthält die Hilfsdrehmoment-Entscheidungssektion 21 eine Störungskompensationssektion 26 (eine Störungskompensationseinheit), die ein Störungskompensationsdrehmoment zum Kompensieren des Hilfsdrehmomentes Tassist basierend auf dem Störungszustandssignal Dist(s) kalkuliert.
Hier ist die Fahrzeuglenkungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass die Störungsauftrittserfassungssektion 20 das Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfasst, und das Störungszustandssignal Dist(s) ausgibt, und die Hilfsdrehmoment-Entscheidungssektion 21 dann das Hilfsdrehmomentsignal Tassist(s) basierend auf dem Störungszustandssignal Dist(s) ausgibt. Als ein Ergebnis werden eingegebene Signale zu der Hilfsdrehmoment-Entscheidungssektion 21 als begrenzt gezeigt.
Die Entscheidungssektion des tatsächlichen Hilfsdrehmomentes 21 kann jedoch das Hilfsdrehmoment Tassist durch Verwenden verschiedener Signale neben diesen Signalen entscheiden. Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform kann auch auf eine beliebige Art von Fahrzeuglenkungsvorrichtung angewendet werden.
Die Motorstrom-Entscheidungssektion 22 kalkuliert den Zielstromwert, um den Hilfsmotor 7 zu veranlassen, das Hilfsdrehmoment Tassist zu generieren basierend auf dem Hilfsdrehmomentsignal Tassist(s), und gibt ein Zielstromsignal Idrive(s) aus.
Die Motorstrom-Erfassungssektion 23 empfängt den erfassten Motorstrom Imtr, der durch den Hilfsmotor 7 fließt, und gibt das erfasste Motorstromsignal Imtr(s) aus. Die Vergleichssektion 24 gibt eine Abweichung zwischen dem Zielstromsignal Idrive(s) und dem erfassten Motorstromsignal Imtr(s) aus.
Die Motoransteuersektion 25 gibt den Motoransteuerstrom Idrive aus, um so die Abweichung zwischen dem Zielstromsignal Idrive(s) und dem erfassten Motorstromsignal Imtr(s) Null zu machen.
Die Störungsauftrittserfassungssektion 20 enthält eine Vorzeichenvergleichssektion 27 (eine Vorzeichenvergleichseinheit), eine Verhältniskalkulationssektion 28 (eine Verhältniskalkulationseinheit) und eine Korrektursektion 29 (eine Korrektureinheit).
Die Vorzeichenvergleichssektion 27 vergleicht das Vorzeichen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) von der Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungssektion 18 und das Vorzeichen des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s) von der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion 19, erfasst das Vorhandensein oder Fehlen des Auftretens ei ner Störung und gibt ein Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) aus.
Hier wird auf das Prinzip der Vorzeichenvergleichssektion 27 Bezug genommen, während auf 3 und 4 verwiesen wird.
3 ist eine erläuternde Ansicht, die die Beziehung zwischen der Zeit, dem Lenkradwinkel und dem Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment zu der Zeit veranschaulicht, wenn eine Störung in dem Fahrzeug auftritt, das gerade auswärts, wobei die Hände des Fahrers von dem Lenkrad weg sind. Auch ist 4 eine erläuternde Ansicht, die die Beziehung zwischen der Zeit, dem Lenkradwinkel und dem Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment zu der Zeit veranschaulicht, wenn eine Lenkungsoperation, wie etwa ein Spurwechsel etc., unter einer gewöhnlichen Straßenoberflächenbedingung durchgeführt wird.
Wenn in 3 das Fahrzeug in eine raue Straßenoberfläche kommt, geht eine Steuerung des Fahrers an dem Lenkrad 2 durch eine Störung von der rauen Straßenoberfläche verloren, und der Lenkradwinkel Theta wird veranlasst sich zu ändern (siehe eine elliptische Markierung aus einer gestrichelten Linie).
Zu dieser Zeit ist das Vorzeichen (die Richtung) des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign, das durch den Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor 12 erfasst wird, entgegengesetzt zu dem (der Richtung) des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign_ref, das kalkuliert wird von der oben erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkradwinkel – Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Abbildung durch Verwenden des Lenkradwinkels Theta (siehe eine elliptische Markierung einer abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie).
Wenn andererseits in 4 das Lenkradwinkelsignal Theta durch Lenkung des Fahrers geändert wird, wie etwa einen Spurwechsel etc., stimmen das Vorzeichen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign und das Vorzeichen des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign_ref miteinander überein.
Entsprechend kann das Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfasst werden, indem ein Vergleich zwischen den Vorzeichen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign_ref durchgeführt wird.
D. h. wenn die Vorzeichen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s) nicht miteinander übereinstimmen, bestimmt die Vorzeichenvergleichssektion 27 das Auftreten einer Störung, und gibt entsprechend ein Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) von "1" aus. Wenn im Gegensatz dazu die Vorzeichen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s) miteinander übereinstimmen, wird bestimmt, dass keine Störung auftritt (gewöhnlicher Lenkungszustand), und entsprechend wird ein Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) von "0" ausgegeben.
Die Verhältniskalkulationssektion 28 kalkuliert ein Verhältnis des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) von der Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungssektion 18 und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s) von der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion 19, und gibt ein Störungsdrehmomentverhältnissignal Dist_ratio(s) aus, das den Grad des Auftretens der Störung (den Zustand der Störung) anzeigt, zusammen mit dem Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) von der Vorzeichenvergleichssektion 27.
Zu dieser Zeit variiert der Einfluss der Störung an dem Fahrzeug gemäß dem einzelnen Fahrzeug und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Entsprechend ist es notwendig, das Störungsdrehmomentverhältnissignal Dist_ratio(s) zu korrigieren.
Die Korrektursektion 29 hat eine Fahrzeuggeschwindigkeit – Verstärkungsabbildung, in der eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Verstärkung zum Korrigieren des Störungsdrehmomentverhältnissignals Dist_ratio(s) beschrieben wird. Diese Fahrzeuggeschwindigkeit – Verstärkungsabbildung wird in Übereinstimmung mit dem einzelnen Fahrzeug eingestellt.
Die Korrektursektion 29 entscheidet die Verstärkung von der obigen Abbildung basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s) von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssektion 13, und gibt das Störungszustandssignal Dist(s) aus, das erhalten wird durch Multiplizieren des Störungsdrehmomentverhältnissignals Dist_ratio(s) von der Verhältniskalkulationssektion 28 mit der Verstärkung.
Hierin nachstehend wird auf die Operationen der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion 19 und der Störungsauftrittserfassungssektion 20 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, während auf ein Flussdiagramm in 5 zusammen mit dem Blockdiagramm von 2 verwiesen wird.
Zuerst nimmt auf oder liest ein die Steuereinheit 10 das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s), das von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssektion 13 ausgegeben wird, das Lenkradwinkelsignal Theta(s), das von der Lenkradwinkel-Erfas sungssektion 17 ausgegeben wird, und das tatsächliche Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_act(s), das von der Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungssektion 18 ausgegeben wird, und speichert sie in dem Speicher darin (Schritt S51)
Anschließend kalkuliert die Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion 19 das Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_ref(s) aus der oben erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkradwinkel – Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Abbildung basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s) und dem Lenkradwinkelsignal Theta(s), und speichert es in dem Speicher (Schritt S52).
Dann kalkuliert die Vorzeichenvergleichssektion 27 das Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) durch Vergleichen des Vorzeichens des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) und des Vorzeichens des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s) miteinander, und speichert es in dem Speicher (Schritt S53).
D. h. wenn die Vorzeichen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s) miteinander nicht übereinstimmen, wird das Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) als "1" in dem Speicher gespeichert, wohingegen wenn diese Vorzeichen miteinander übereinstimmen, wird das Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) als "0" in dem Speicher gespeichert.
Anschließend kalkuliert die Verhältniskalkulationssektion 28 das Verhältnis des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s), und kalkuliert auch das Störungsdrehmomentverhältnissignal Dist_ratio(s), und speichert es in dem Speicher zusammen mit dem Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) (Schritt S54).
Danach entscheidet die Korrektursektion 29 die Verstärkung aus der oben erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeit – Verstärkungsabbildung basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s), kalkuliert das Störungszustandssignal Dist(s) durch Multiplizieren des Störungsdrehmomentverhältnissignals Dist_ratio(s) mit der Verstärkung, und speichert es in dem Speicher (Schritt S55).
Anschließend gibt die Korrektursektion 29 das Störungszustandssignal Dist(s) aus (Schritt S56), und die Verarbeitung von 5 wird terminiert.
Gemäß der Fahrzeuglenkungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst die Vorzeichenvergleichssektion 27, die in der Störungsauftrittserfassungssektion 20 enthalten ist, das Vorhandensein oder Fehlen des Auftretens einer Störung durch Vergleichen der Vorzeichen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s) miteinander, und gibt ein Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) aus.
Hier wird vermerkt, dass das tatsächliche Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign, das durch jeden Reifen 9 von der Straßenoberfläche aufgenommen wird, irgend ein Reibungsdrehmoment nicht enthält, anders als das Lenksäulenreaktionsdrehmoment Ttran.
Somit ist es möglich, das Auftreten einer Störung auf eine akkurate Art und Weise sogar in einem Bereich zu erfassen, wo das Lenkungsdrehmoment Thdl begrenzt ist. Außerdem kann Stabilisationssteuerung in dem Fahrzeug von einer Region, in der der Grad eines Auftretens einer Störung gering ist, durchgeführt werden, sodass es möglich ist, ein unangenehmes Gefühl zu verhindern, das dem Fahrer bei Eingriff der Steuerung vermittelt wird.
Außerdem werden weder ein Giergeschwindigkeitssensor noch ein Sensor seitlicher Beschleunigung benötigt, sodass geringe Kosten und einfacher Aufbau der Fahrzeuglenkungsvorrichtung erreicht werden können.
Außerdem wird das Auftreten einer Störung basierend auf dem tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign erfasst, das in den einzelnen Reifen 9 generiert wird, sodass es möglich ist, das Auftreten der Störung auf eine akkurate Art und Weise zu erfassen, sogar wenn das Fahrzeug auf einer schlüpfrigen Straßenoberfläche fährt, wie etwa einer schneebedeckten Straße.
Außerdem kalkuliert die Verhältniskalkulationssektion 28, die in der Störungsauftrittserfassungssektion 20 enthalten ist, das Verhältnis des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s), und gibt das Störungsdrehmomentverhältnissignal Dist_ratio(s) aus, das den Grad des Auftretens einer Störung angibt, zusammen mit dem Störungserfassungssignal Dist_sgn(s).
Als ein Ergebnis kann der Grad des Auftretens einer Störung auf eine akkurate Art und Weise kalkuliert werden, und die Stabilisationssteuerung des Fahrzeugs kann auf eine angemessene Art und Weise durchgeführt werden.
Ferner entscheidet die Korrektursektion 29, die in der Störungsauftrittserfassungssektion 20 enthalten ist, die Verstärkung zum Korrigieren des Störungsdrehmomentverhältnissig nals Dist_ratio(s) basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s) und gibt das Störungszustandssignal Dist(s), das durch Multiplizieren des Störungsdrehmomentverhältnissignals Dist_ratio(s) mit der Verstärkung erhalten wird, aus. Auch kalkuliert die Störungskompensationssektion 26, die in der Hilfsdrehmoment-Entscheidungssektion 21 enthalten ist, das Störungskompensationsdrehmoment zum Kompensieren des Hilfsdrehmomentes Tassist basierend auf dem Störungszustandssignal Dist(s).
Somit ist es möglich, die Stabilisationssteuerung des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V angemessener durchzuführen.
Hier wird vermerkt, dass die Störungsauftrittserfassungssektion 20 der oben erwähnten ersten Ausführungsform die Verhältniskalkulationssektion 28 enthält, die den Grad des Auftretens einer Störung durch Kalkulieren des Verhältnisses des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s) kalkuliert.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt, und die Störungsauftrittserfassungssektion 20 kann an Stelle der Verhältniskalkulationssektion 28 eine Abweichungskalkulationssektion (eine Abweichungskalkulationseinheit) enthalten, die eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_act(s) und dem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_ref(s) kalkuliert, und ein Störungsdrehmomentabweichungssignal Dist_dev(s) ausgibt, das den Grad des Auftretens einer Störung angibt, zusammen mit dem Störungserfassungssignal Dist_sgn(s).
Auch in diesem Fall können die betrieblichen oder vorteilhaften Effekte ähnlich zu jenen der oben erwähnten ersten Ausführungsform erreicht werden.
Außerdem kann die Störungsauftrittserfassungssektion 20 nur die Vorzeichenvergleichseinheit 27 enthalten, um das Störungszustandssignal Dist(s) auszugeben durch Erfassen des Vorhandenseins oder Fehlens des Auftretens einer Störung auf eine einfachere Art und Weise.
Auch kann die Störungsauftrittserfassungssektion 20 das Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfassen, wenn das Verhältnis oder die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_act(s) und dem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_ref(s) einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, der in Übereinstimmung mit dem einzelnen Fahrzeug eingestellt ist.
In diesen Fällen kann der Aufbau der Vorrichtung weiter vereinfacht werden.
Ausführungsform 2.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit 10A zusammen mit einem Hilfsmotor 7 in einer Fahrzeuglenkungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht.
In 6 ist die Steuereinheit 10A mit einer Änderungsratenkalkulationssektion eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes 31 (einer Änderungsratenkalkulationseinheit eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes) versehen, die eine Änderungsrate eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act in der Form einer zeitlichen Änderungsrate des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign kalkuliert.
Außerdem hat die Steuereinheit 10A eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationssektion 30 (eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationseinheit) und eine Störungsauftrittserfassungssektion 20A, an Stelle der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion 19 und der Störungsauftrittserfassungssektion 20, die in 2 gezeigt werden.
Die Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationssektion 30 hat eine Fahrzeuggeschwindigkeit und Motorgeschwindigkeit – Ziel straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenabbildung, in der eine Beziehung zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, einer Motorgeschwindigkeit Smtr und einer Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate dTalign_ref beschrieben wird.
Die Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationssektion 30 kalkuliert ein Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignal dTalign_ref(s) aus der oben erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeit und Motorgeschwindigkeit – Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenabbildung basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s) von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssektion 13 und dem Motorgeschwindigkeitssignal Smtr(s) von der Motorgeschwindigkeitserfassungssektion 15.
Die Störungsauftrittserfassungssektion 20A erfasst das Vorhandensein oder Fehlen des Auftretens einer Störung an einem Fahrzeug basierend auf einem Änderungsratensignal des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und dem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmo ment-Änderungsratensignal dTalign_ref(s), und gibt ein Störungszustandssignal Dist(s) aus.
Die Störungsauftrittserfassungssektion 20A enthält eine Vorzeichenvergleichssektion 27A (eine Vorzeichenvergleichseinheit), eine Verhältniskalkulationssektion 28A (eine Verhältniskalkulationseinheit) und eine Korrektursektion 29 (eine Korrektureinheit).
Die Vorzeichenvergleichssektion 27A vergleicht das Vorzeichen des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) von der Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationssektion 31 und das Vorzeichen des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s) von der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationssektion 30, erfasst das Vorhandensein oder Fehlen des Auftretens einer Störung und gibt ein Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) aus.
Hier wird auf das Prinzip der Vorzeichenvergleichssektion 27A Bezug genommen, während auf 7 verwiesen wird.
7 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Zeit, einem Lenkradwinkel, dem Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment und der Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate zu der Zeit veranschaulicht, wenn eine Störung in dem Fahrzeug auftritt, das geradeaus fährt, wobei die Hände des Fahrers von dem Lenkrad 2 weg sind (siehe 1).
Wenn in 7 das Fahrzeug in einer raue Straßenoberfläche kommt, geht die Steuerung des Fahrers an dem Lenkrad 2 wegen einer Störung von der rauen Straßenoberfläche verloren, und der Lenkradwinkel Theta wird veranlasst sich zu ändern (siehe eine elliptische Markierung einer gestrichelten Linie).
Zu dieser Zeit ist das Vorzeichen (die Richtung) des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign, das durch den Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor 12 erfasst wird, entgegengesetzt zu dem (der Richtung) des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentes Talign_ref, das aus der oben erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkradgeschwindigkeit – Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Abbildung kalkuliert wird durch Verwenden des Lenkradwinkels Theta (siehe eine elliptische Markierung einer abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie).
Zu dieser Zeit ist das Vorzeichen (die Richtung) der Änderungsrate des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act, die durch die Änderungsratenkalkulationssektion des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes 31 kalkuliert wird, entgegengesetzt zu dem (der Richtung) der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate dTalign_ref, die durch die Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationssektion 30 kalkuliert wird (siehe eine elliptische Markierung aus einer abwechselnd lang und zwei kurz gestrichelten Linie).
Entsprechend kann das Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfasst werden, indem ein Vergleich zwischen den Vorzeichen der Änderungsrate des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act und der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate dTalign_ref durchgeführt wird.
D. h. wenn die Vorzeichen des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmo ment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s) nicht miteinander übereinstimmen, bestimmt die Vorzeichenvergleichssektion 27A das Auftreten einer Störung, und gibt entsprechend ein Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) von "1" aus. Wenn im Gegensatz dazu die Vorzeichen des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s) miteinander übereinstimmen, wird bestimmt, dass keine Störung auftritt (gewöhnlicher Lenkungszustand), und entsprechend wird ein Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) von "0" ausgegeben.
Die Verhältniskalkulationssektion 28A kalkuliert das Verhältnis des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) von der Änderungsratenkalkulationssektion des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes 31 und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals Talign_ref(s) von der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationssektion 30, und gibt ein Störungsdrehmomentverhältnissignal Dist_ratio(s) aus, das den Grad eines Auftretens der Störung (den Zustand der Störung) angibt, zusammen mit dem Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) von der Vorzeichenvergleichssektion 27A.
Die Korrektursektion 29 entscheidet eine Verstärkung aus der oben erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeit – Verstärkungsabbildung basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s) von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssektion 13, und gibt ein Störungszustandssignal Dist(s) aus, das durch Multiplizieren des Störungsdrehmomentverhältnissignals Dist_ratio(s) von der Verhältniskalkulationssektion 28A mit der Verstärkung erhalten wird.
Der Aufbau dieser zweiten Ausführungsform außer dem Obigen ist ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform, und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
Hierin nachstehend wird Bezug genommen auf die Operationen der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationssektion 30, der Änderungsratenkalkulationssektion des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes 31 und der Störungsauftrittserfassungssektion 20A gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, während auf ein Flussdiagramm in 8 zusammen mit dem Blockdiagramm von 6 verwiesen wird.
Zuerst werden das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s), das von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssektion 13 ausgegeben wird, das Motorgeschwindigkeitssignal Smtr(s), das von der Motorgeschwindigkeitserfassungssektion 15 ausgegeben wird, und das tatsächliche Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_act(s), das von der Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungssektion 18 ausgegeben wird, ausgelesen und in dem Speicher der Steuereinheit 10A gespeichert (Schritt S61).
Anschließend kalkuliert die Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationssektion 30 das Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignal dTalign_ref(s) aus der oben erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeit und Motorgeschwindigkeit – Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenabbildung basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s) und dem Motorgeschwindigkeitssignal Smtr(s), und speichert es in dem Speicher (Schritt S62).
Als Nächstes kalkuliert die Änderungsratenkalkulationssektion des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes 31 das Änderungsratensignal des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) basierend auf dem tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_act(s), und speichert es in dem Speicher (Schritt S63).
Dann kalkuliert die Vorzeichenvergleichseinheit 27 das Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) durch Vergleichen des Vorzeichens des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und des Vorzeichens des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s) miteinander, und speichert es in dem Speicher (Schritt S64).
D. h. wenn die Vorzeichen des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s) nicht miteinander übereinstimmen, wird das Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) als "1" in dem Speicher gespeichert, wohingegen wenn diese Vorzeichen miteinander übereinstimmen, wird das Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) als "0" in dem Speicher gespeichert.
Anschließend kalkuliert die Verhältniskalkulationssektion 28A das Verhältnis des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s), kalkuliert auch das Störungsdrehmomentverhältnissignal Dist_ratio(s), und speichert es in dem Speicher zusammen mit dem Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) (Schritt S65).
Danach entscheidet die Korrektursektion 29 eine Verstärkung aus der oben erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeit – Verstär kungsabbildung basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s), kalkuliert das Störungszustandssignal Dist(s) durch Multiplizieren des Störungsdrehmomentverhältnissignals Dist_ratio(s) mit der Verstärkung, und speichert es in dem Speicher (Schritt S66).
Anschließend gibt die Korrektursektion 29 das Störungszustandssignal Dist(s) aus (Schritt S67), und die Verarbeitung von 8 wird terminiert.
Gemäß der Fahrzeuglenkungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergleicht die Vorzeichenvergleichssektion 27A, die in der Störungsauftrittserfassungssektion 20A enthalten ist, das Vorzeichen des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s), das aus dem tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_act(s) kalkuliert wird, und das Vorzeichen des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s), erfasst das Vorhandensein oder Fehlen des Auftretens einer Störung und gibt ein Störungserfassungssignal Dist_sgn(s) aus.
Hier wird vermerkt, dass das tatsächliche Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign, das durch jeden Reifen 9 von der Straßenoberfläche aufgenommen wird, irgend ein Reibungsdrehmoment nicht enthält, anders als das Lenksäulenreaktionsdrehmoment Ttran.
Somit ist es möglich, das Auftreten einer Störung auf eine akkurate Art und Weise sogar in einem Bereich zu erfassen, wo das Lenkungsdrehmoment Thdl begrenzt ist. Außerdem kann Stabilisationssteuerung in dem Fahrzeug von einer Region durchgeführt werden, in der der Grad eines Auftretens einer Störung klein ist, sodass es möglich ist zu verhindern, dass dem Fahrer bei Eingriff der Steuerung ein unangenehmes Gefühl übermittelt wird.
Außerdem wird weder ein Giergeschwindigkeitssensor noch ein Sensor seitlicher Beschleunigung benötigt, sodass geringe Kosten und ein einfacher Aufbau der Fahrzeuglenkungsvorrichtung erreicht werden können.
Auch wird der Lenkradwinkeldetektor 5 zum Erfassen des Lenkradwinkels Theta des Lenkrads 2 und dessen Ausgeben zu der Steuereinheit 10A, wie in der ersten Ausführungsform erforderlich, unnötig, sodass der Aufbau der Vorrichtung weiter vereinfacht werden kann.
Außerdem kann das Auftreten einer Störung in einer früheren Stufe durch Verwenden der Rate einer Änderung des Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes erfasst werden, wodurch die Stabilisationssteuerung des Fahrzeugs in einer früheren Stufe durchgeführt werden kann.
Ferner kalkuliert die Verhältniskalkulationssektion 28A, die in der Störungsauftrittserfassungssektion 20A enthalten ist, das Verhältnis des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s), und gibt das Störungsdrehmomentverhältnissignal Dist_ratio(s) aus, das den Grad eines Auftretens einer Störung angibt, zusammen. mit dem Störungserfassungssignal Dist_sgn(s).
Entsprechend kann der Grad eines Auftretens einer Störung auf eine akkurate Art und Weise kalkuliert werden, als eine Folge dessen die Stabilisationssteuerung des Fahrzeugs auf eine angemessene Art und Weise durchgeführt werden kann.
Hier wird vermerkt, dass die Störungsauftrittserfassungssektion 20A der oben erwähnten zweiten Ausführungsform die Verhältniskalkulationssektion 28A enthält, die den Grad eines Auftretens einer Störung durch Kalkulieren des Verhältnisses des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s) kalkuliert.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt, und die Störungsauftrittserfassungssektion 20A kann an Stelle der Verhältniskalkulationssektion 28A eine Abweichungskalkulationssektion (eine Abweichungskalkulationseinheit) enthalten, die eine Abweichung zwischen dem Änderungsratensignal des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und dem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignal dTalign_ref(s) kalkuliert, und ein Störungsdrehmomentabweichungssignal Dist_dev(s) ausgibt, das den Grad eines Auftretens einer Störung angibt, zusammen mit dem Störungserfassungssignal Dist_sgn(s).
Auch in diesem Fall können die vorteilhaften Effekte ähnlich zu jenen der oben erwähnten zweiten Ausführungsform erreicht werden.
Außerdem kann die Störungsauftrittserfassungssektion 20A nur die Vorzeichenvergleichssektion 27A enthalten, um das Störungszustandssignal Dist(s) durch Erfassen des Vorhandenseins oder Fehlens des Auftretens einer Störung auf eine einfachere Art und Weise auszugeben.
Auch kann die Störungsauftrittserfassungssektion 20A das Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfassen, wenn das Verhältnis oder die Abweichung zwischen dem Änderungsratensignal des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und dem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignal dTalign_ref(s) einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, der in Übereinstimmung mit dem einzelnen Fahrzeug eingestellt ist.
In diesen Fällen kann der Aufbau der Vorrichtung weiter vereinfacht werden.
Außerdem kann die Störungsauftrittserfassungssektion 20A den Grad eines Auftretens einer Störung durch Kombinieren des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s), ebenso wie des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s) kalkulieren.
Zu dieser Zeit enthält die Steuereinheit 10A die Lenkradwinkel-Erfassungssektion 17 und die Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationseinheit 19, die in der oben erwähnten ersten Ausführungsform gezeigt werden.
Auch in diesem Fall können die vorteilhaften Effekte ähnlich zu jenen der oben erwähnten zweiten Ausführungsform erreicht werden.
Ausführungsform 3.
In den oben erwähnten ersten und zweiten Ausführungsformen sind das Lenkrad 2 und die Reifen 9 miteinander mittels eines Verknüpfungsmechanismus verbunden, sodass wenn eine Störung auftritt, der Fahrer das Lenkrad 2 lenken muss, obwohl das erforderliche Lenkungsdrehmoment reduziert ist.
Entsprechend ist es wünschenswert, dass der gelenkte Winkel der Reifen 9 unabhängig von dem Lenkungswinkel des Lenkrads 2 geändert wird.
9 ist ein Blockdiagramm, das einen Lenkungsmechanismus 1B (einen Vorderrad-Lenkungsmechanismus) einer Fahrzeuglenkungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 9 ist der Lenkungsmechanismus 1B versehen mit einem Detektor eines gelenkten Winkels 41 (einer Winkelerfassungseinheit), einem ersten Hilfsmotor 42, einem zweiten Hilfsmotor 43 und einer Steuereinheit 10B (einer Steuereinheit eines gelenkten Winkels eines Vorderrades), an Stelle des Lenkradwinkeldetektors 5, des Hilfsmotors 7 und der Steuereinheit 10, die in 1 gezeigt werden.
Hier wird vermerkt, dass der Lenkungsmechanismus 1B einen Steer-by-Wire-Mechanismus bildet, der in der Lage ist, einen gelenkten Winkel Ttire der Reifen 9 (hier Vorderräder) unabhängig von dem Lenkradwinkel Theta des Lenkrads 2 zu ändern.
Der Detektor eines gelenkten Winkels 41 erfasst den gelenkten Winkel Ttire der Reifen 9, und gibt ihn zu der Steuereinheit 10B aus.
Der erste Hilfsmotor 42 ist mit einer Lenksäule der Lenkradseite 44 verbunden, und steuert eine Lenkungsreaktionskraft Tassist1, die zu dem Lenkrad 2 übertragen wird. Der zweite Hilfsmotor 43 ist mit einer Lenksäule der Reifenseite 45 verbunden, und steuert den gelenkten Winkel Ttire der Reifen 9 durch Generieren eines Hilfsdrehmomentes Tassist2 zum Unterstützen des Lenkungsdrehmomentes Thdl.
Das Lenkungsdrehmoment Thdl, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 11 erfasst wird, ein tatsächliches Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign, das durch einen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor 12 erfasst wird, der gelenkte Winkel Ttire der Reifen 9, ein erfasster Motorstrom Imtr1 des ersten Hilfsmotors 42, eine erfasste Motorspannung Vmtr1 des ersten Hilfsmotors 42, ein erfasster Motorstrom Imtr2 des zweiten Hilfsmotors 43 und eine erfasste Motorspannung Vmtr2 des zweiten Hilfsmotors 43 werden zu der Steuereinheit 10B eingegeben.
Die Steuereinheit 10B kalkuliert, basierend auf den obigen Eingaben, Zielstromwerte zum Generieren der Lenkungsreaktionskraft Tassist1 und des Hilfsdrehmomentes Tassist 2 in dem ersten Hilfsmotor 42 bzw. dem zweiten Hilfsmotor 43, und gibt einen ersten Motoransteuerstrom Idrive1 und einen zweiten Motoransteuerstrom Idrive2 zu dem ersten Hilfsmotor 42 bzw. dem zweiten Hilfsmotor 43 aus.
Außerdem enthält die Steuereinheit 10B eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationseinheit 19B (nicht gezeigt), eine Störungsauftrittserfassungssektion 20B (nicht gezeigt) und eine Hilfsdrehmoment-Entscheidungssektion 21B (nicht gezeigt).
Die Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationssektion 19B kalkuliert ein Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_ref(s) basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V(s) und einem Signal eines gelenkten Winkels Ttire(s), das von dem gelenkten Winkel Ttire erhalten wird.
Die Störungsauftrittserfassungssektion 20B erfasst das Vorhandensein oder Fehlen des Auftretens einer Störung an einem Fahrzeug basierend auf einem tatsächlichen Straßenoberflä chenreaktionsdrehmomentsignal Talign_act(s) von einer Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungssektion 18 (nicht gezeigt) und dem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignal Talign_ref(s), und gibt ein Störungszustandssignal Dist(s) aus.
Die Hilfsdrehmoment-Entscheidungssektion 21B gibt, basierend auf dem Störungszustandssignal Dist(s), ein Hilfsdrehmomentsignal Tassist2(s) aus, um den zweiten Hilfsmotor 43 zu veranlassen, ein Hilfsdrehmoment Tassist2 zu generieren.
Der Aufbau dieser dritten Ausführungsform außer dem Obigen ist ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform, und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
Gemäß der Fahrzeuglenkungsvorrichtung dieser dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet der Lenkungsmechanismus 1B einen Steer-by-Wire-Mechanismus, der in der Lage ist, den Lenkungswinkel Ttire der Reifen 9 unabhängig von dem Lenkradwinkel Theta des Lenkrads 2 zu ändern.
Wenn das Auftreten einer Störung erfasst wird, kann als ein Ergebnis die Lenkungsreaktionskraft Tassist1 wegen der Störung zu Null gemacht werden, wodurch es möglich ist, das Fahrzeug auf eine stabilisierende Art und Weise zu steuern, ohne dem Fahrer beim Auftreten der Störung ein unangenehmes Gefühl zu übermitteln.
In der oben beschriebenen dritten Ausführungsform wurde eine Beschreibung durchgeführt, indem als ein Beispiel der Steerby-Wire-Lenkungsmechanismus als der Vorderrad-Lenkungsmechanismus genommen wurde, der den gelenkten Winkel Ttire der Reifen 9 unabhängig von dem Lenkungswinkel Theta des Lenkrads 2 ändert, die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf begrenzt.
Der Vorderrad-Lenkungsmechanismus kann ein Hilfslenkungswinkel-Überlagerungsmechanismus sein, der einen Planetengetriebemechanismus, einen Differenzialgetriebemechanismus, einen harmonischen Antrieb oder dergleichen verwendet.
Auch in diesem Fall können vorteilhafte Effekte ähnlich zu jenen der oben erwähnten dritten Ausführungsform erreicht werden.
Außerdem ist der Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor 12 in den oben erwähnten ersten bis dritten Ausführungsformen eine Kraftmesszelle, die an jedem Reifen 9 montiert ist, und gibt einen Betrag einer Verformung eines Dehnungsmessers, der an der Kraftmesszelle montiert ist, als das tatsächliche Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign aus.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt, und der Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor kann das tatsächliche Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign gemäß einem anderen Verfahren kalkulieren, was z. B. in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2003-312521 offenbart wird.
In diesem Fall kalkuliert der Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentdetektor zuerst ein Lenksäulenreaktionsdrehmoment Ttran von einem Lenkungsdrehmoment Thdl und einem erfassten Motorstrom Imtr. Anschließend wird ein tatsächliches Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment Talign kalkuliert, indem das Lenksäulenreaktionsdrehmoment Ttran durch ein Tiefpassfilter weitergegeben wird. Das Tiefpassfilter hat eine Zeitkonstante, die in Übereinstimmung mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Motorgeschwindigkeit Smtr bestimmt wird.
Auch in diesem Fall können die betrieblichen oder vorteilhaften Effekte ähnlich zu jenen der ersten bis dritten Ausführungsformen erreicht werden.
Außerdem kann in den ersten bis dritten Ausführungsformen in einem Fall, wo ein beliebiges des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_act(s), des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentsignals Talign_ref(s), des Änderungsratensignals des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes dTalign_act(s) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratensignals dTalign_ref(s) wegen z. B. elektrischem Rauschen oder dergleichen schwingt, die Störungsauftrittserfassungssektion 20, 20A eine spezifische Frequenzentfernungseinheit enthalten, wie etwa ein Tiefpassfilter oder dergleichen.
In diesem Fall kann ein Einfluss wegen den Hochfrequenzkomponenten einer Störung reduziert werden.
Obwohl in den oben erwähnten ersten bis dritten Ausführungsformen der gelenkte Winkel der Vorderradreifen gesteuert wird, ist die vorliegende Erfindung auch nicht darauf begrenzt, sondern es kann der gelenkte Winkel der Hinterradreifen gesteuert werden.
Zu dieser Zeit ist der Lenkungsmechanismus ferner mit einem Hinterrad-Lenkungsmechanismus (nicht gezeigt) versehen, der den gelenkten Winkel der Hinterradreifen des Fahrzeugs ändert. Außerdem kalkuliert die Steuereinheit (Steuereinheit eines gelenkten Winkels eines Hinterrades) ein Hilfsdrehmoment basierend auf dem Störungszustandssignal Dist(s), und steuert den gelenkten Winkel der Hinterradreifen in Übereinstimmung mit dem so kalkulierten Hilfsdrehmoment.
In diesem Fall ist es möglich, die Stabilisationssteuerung des Fahrzeugs auf eine angemessenere Art und Weise durchzuführen.
Obwohl in den oben erwähnten ersten bis dritten Ausführungsform der Lenkungsmechanismus so gesteuert wird, um die Stabilisationssteuerung des Fahrzeugs durchzuführen, ist die vorliegende Erfindung ferner nicht darauf begrenzt.
Z. B. kann die Steuereinheit ein Störungszustandssignal Dist(s) zu einem ESC-(elektronische Stabilitätssteuerung)System (Bremskraft-Steuervorrichtung) ausgeben, das Bremskräfte in vier Rädern des Fahrzeugs steuern kann, wodurch ein Ausgangssignal von dem ESC-System geändert werden kann.
In diesem Fall kann die Stabilisationssteuerung des Fahrzeugs auf eine weiter angemessene Art und Weise ausgeführt werden.
Während die Erfindung im Sinne von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, wird ein Fachmann erkennen, dass die Erfindung mit Modifikationen innerhalb von Geist und Bereich der angefügten Ansprüche praktiziert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 8-268309 [0004]
- JP 2002-264832 [0005]
- JP 2000-25630 [0006]
- JP 2003-312521 [0167]

Claims

Eine Fahrzeuglenkungsvorrichtung, umfassend: eine Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungseinheit (12), die ein tatsächliches Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment (Talign) erfasst, das durch ein Rad (9) eines Fahrzeugs von einer Straßenoberfläche aufgenommen wird; eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit (11), die eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs erfasst; eine Winkelerfassungseinheit (5, 41), die einen Lenkradwinkel (Theta) eines Lenkrads (2) des Fahrzeugs oder einen gelenkten Winkel des Rades (9) erfasst; eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Kalkulationseinheit (19), die ein Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment (Talign_ref) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und einer Ausgabe der Winkelerfassungseinheit (5, 41) kalkuliert; und eine Störungsauftrittserfassungseinheit (20, 20A), die ein Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfasst und ein Störungszustandssignal (Dist(s)) ausgibt; wobei die Störungsauftrittserfassungseinheit (20, 20A) eine Vorzeichenvergleichseinheit (27, 27A) enthält, die einen Vergleich zwischen Vorzeichen des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes (Talign) und des Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmomentes (Talign_ref) durchführt.
Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei die Störungsauftrittserfassungseinheit (20, 20A) eine Abweichungskalkulationseinheit enthält, die, als einen Zustand der Störung, eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment (Talign) und dem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment (Talign_ref) kalkuliert.
Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei die Störungsauftrittserfassungseinheit (20, 20A) eine Verhältniskalkulationseinheit (28, 28A) enthält, die, als einen Zustand der Störung, ein Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment (Talign) und dem Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment (Talign_ref) kalkuliert.
Eine Fahrzeuglenkungsvorrichtung, umfassend: eine Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Erfassungseinheit (12), die ein tatsächliches Straßenoberflächenreaktionsdrehmoment (Talign) erfasst, das durch ein Rad (9) eines Fahrzeugs von einer Straßenoberfläche aufgenommen wird; eine Änderungsratenkalkulationseinheit eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes (31), die eine Änderungsrate eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes (dTalign_act) kalkuliert, die eine zeitliche Änderungsrate des tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes (Talign) ist; eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit (11), die eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs erfasst; eine Motorgeschwindigkeitserfassungseinheit (15), die eine Motorgeschwindigkeit (Smtr) eines Hilfsmotors (7) erfasst, der ein Hilfsdrehmoment (Tassist, Tassist2) einem Lenkungsdrehmoment (Thdl) hinzufügt, das durch einen Fahrer des Fahrzeugs generiert wird; eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsratenkalkulationseinheit (30), die eine Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate (dTalign_ref) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und der Motorgeschwindigkeit (Smtr) kalkuliert; und eine Störungsauftrittserfassungseinheit (20, 20A), die ein Auftreten einer Störung an dem Fahrzeug erfasst und ein Störungszustandssignal (Dist(s)) ausgibt; wobei die Störungsauftrittserfassungseinheit (20, 20A) eine Vorzeichenvergleichseinheit (27, 27A) enthält, die einen Vergleich zwischen Vorzeichen der Änderungsrate eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes (dTalign_act) und der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate (dTalign_ref) durchführt.
Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung, wie in Anspruch 4 dargelegt, wobei die Störungsauftrittserfassungseinheit (20, 20A) eine Abweichungskalkulationseinheit enthält, die, als einen Zustand der Störung, eine Abweichung zwischen der Änderungsrate eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes (dTalign_act) und der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate (dTalign_ref) kalkuliert.
Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung, wie in Anspruch 4 dargelegt, wobei die Störungsauftrittserfassungseinheit (20, 20A) eine Verhältniskalkulationseinheit (28, 28A) enthält, die, als einen Zustand der Störung, ein Verhältnis zwischen der Änderungsrate eines tatsächlichen Straßenoberflächenreaktionsdrehmomentes (dTalign_act) und der Zielstraßenoberflächenreaktionsdrehmoment-Änderungsrate (dTalign_ref) kalkuliert.
Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung, wie in einem beliebigen von Ansprüchen 1 bis 6 dargelegt, wobei die Störungsauftrittserfassungseinheit (20, 20A) eine Korrektureinheit (29) enthält, die eine Ausgabe der Vorzeichenvergleichseinheit (27, 27A) oder der Abweichungskalkulationseinheit oder der Verhältniskalkulationseinheit (28, 28A) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) korrigiert.
Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung, wie in einem beliebigen von Ansprüchen 1 bis 7 dargelegt, ferner umfassend: eine Lenkungsdrehmoment-Erfassungseinheit (6), die ein Lenkungsdrehmoment (Thdl) erfasst, das durch einen Fahrer des Fahrzeugs generiert wird; einen Hilfsmotor (7), der ein Hilfsdrehmoment (Tassist, Tassist2) zum Unterstützen des Lenkungsdrehmomentes (Thdl) generiert; und eine Hilfsdrehmoment-Entscheidungseinheit (21), die das Hilfsdrehmoment (Tassist, Tassist2) entscheidet; wobei die Hilfsdrehmoment-Entscheidungseinheit (21) eine Störungskompensationseinheit (26) enthält, die ein Störungskompensationsdrehmoment zum Kompensieren des Hilfs drehmomentes (Tassist, Tassist2) basierend auf dem Störungszustandssignal (Dist(s)) kalkuliert.
Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung, wie in einem beliebigen von Ansprüchen 1 bis 8 dargelegt, ferner umfassend: einen Vorderradlenkungsmechanismus (1, 1B), der einen gelenkten Winkel eines Vorderrads des Fahrzeugs unabhängig von dem Lenkradwinkel (Theta) des Lenkrads (2) ändert; und eine Vorderradlenkungswinkel-Steuereinheit (10B), die den gelenkten Winkel des Vorderrads basierend auf dem Störungszustandssignal (Dist(s)) steuert.
Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung, wie in einem beliebigen von Ansprüchen 1 bis 9 dargelegt, ferner umfassend: einen Hinterradlenkungsmechanismus, der einen gelenkten Winkel eines Hinterrads des Fahrzeugs unabhängig von dem Lenkradwinkel (Theta) des Lenkrads (2) ändert; und eine Steuereinheit eines gelenkten Winkel eines Hinterrads, die den gelenkten Winkel des Hinterrads basierend auf dem Störungszustandssignal (Dist(s)) steuert.
Die Fahrzeuglenkungsvorrichtung, wie in einem beliebigen von Ansprüchen 1 bis 10 dargelegt, wobei ein Ausgangssignal von einer Bremskraftsteuereinrichtung zum Bremsen des Fahrzeugs basierend auf dem Störungszustandssignal (Dist(s)) geändert wird.