DE102014009115B4

DE102014009115B4 - Lenksteuervorrichtung und- verfahren

Info

Publication number: DE102014009115B4
Application number: DE102014009115.5A
Authority: DE
Inventors: Sung Gun Lee
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: KR20150025810A; CN104417603A; CN104417603B; DE102014009115A1; KR101791722B1; US20150066300A1; US9205866B2

Abstract

Lenksteuervorrichtung (100), welche aufweist:eine Bestimmungseinheit (110), die einem ersten Gierratenwert unter Verwendung eines gemessenen Lenkwinkels und zumindest einer/einem von einer Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Masse des Fahrzeugs, einer Schräglaufsteifigkeit eines Reifens, einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Vorderrädern,einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Hinterrädern, einer seitlichen Beschleunigung und einem Trägheitsmoment einer Gierrichtung berechnet und den ersten Gierratenwert mit einem von dem Gierratensensor (20) gemessenen zweiten Gierratenwert vergleicht, um einen Wendezustand eines Fahrzeugs gemäß einem Ergebnis des Vergleichs zu bestimmen; undeine Steuervorrichtung (120), die eine Steuergröße einer Steuerung, welche eine von einem Fahrer des Fahrzeugs durchgeführte Ausrichtung von Reifen beeinträchtigt, so einstellt, dass der Fahrer das Fahrzeug leichter zu einem normalen Wendezustand zurückführen kann,wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist, dadurch gekennzeichnet,dass die genannte Steuergröße ein elektrischer Strom einer Dämpfungssteuerung ist, wobei die Steuervorrichtung (120) den elektrischen Strom der Dämpfungssteuerung reduziert, um schnelle Lenkbewegungen des Fahrers zu erleichtern, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Lenksteuervorrichtung wie eine elektrische Servolenkung (EPS) wurde in weitem Umfang in einem Fahrzeug verwendet, um Aspekten der Umweltfreundlichkeit wie auch der Kraftstoffökonomie des Fahrzeugs Rechnung zu tragen. Die gegenwärtige Forschung in Bezug auf die Lenksteuervorrichtung hat als Ziel, die Sicherheit bei schnellem Fahren zu gewährleisten, und eine automatische Lenkvorrichtung wie ein aktives Sicherheitssystem.
Eine herkömmliche Lenksteuervorrichtung ist eine Vorrichtung, die das Ziel hat, eine Lenkkraft zu unterstützen und hierbei Faktoren wie beispielsweise die Geschwindigkeit und die Beschleunigung eines Fahrzeugs, ein Lenkdrehmoment eines Fahrers und dergleichen zu berücksichtigen.
Jedoch hat die herkömmliche Lenksteuervorrichtung einen Nachteil dahingehend, dass sie ein geeignetes Lenksteuersignal nicht liefern kann, wenn das Fahrzeug wendet. Beispielsweise nimmt in Situationen, in denen ein Lenkwinkel übermäßig groß ist, die Reibungswechselwirkung zwischen dem Fahrzeug und der Straße ab, wenn das Fahrzeug wendet. Wird in einer solchen Situation eine Antriebskraft in einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb erhöht, obgleich ein anomaler Wendezustand (Übersteuerrung oder Untersteuerrung) besteht, können bei einem herkömmlichen Verfahren zum Steuern der Lenkvorrichtung die vorgenannten Probleme auftreten, wenn das Fahrzeug wendet. Insbesondere ist daher ein Verfahren zum geeigneten Steuern der Lenkvorrichtung erforderlich, da das Bestehen eines anomalen Wendezustands des Fahrzeugs einen großen Einfluss darauf hat, ob Menschen oder Fahrzeuge gefährdet werden, wenn das Fahrzeug wendet.
Aus den Dokumenten DE 10 2006 019 790 A1 und DE 10 2006 019 732 A1 sind jeweils gattungsgemäße Lenksteuervorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie gattungsgemäße Lenksteuerverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4 bekannt. Ferner ist sind aus den Dokumenten DE 10 2005 018 471 A1 , DE 11 2004 002 252 B4 , und DE 10 2006 035 338 A1 weitere Beispiele von Lenksteuervorrichtungen und Lenksteuerverfahren beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Lösung des vorgenannten Problems erfolgt durch eine Lenksteuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Lenksteuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Lenksteuervorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, einen Wendezustand zu bestimmen und ein Lenksteuersignal zweckmäßig zu steuern, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, einen normalen Wendezustand aufrechtzuerhalten, wodurch die Sicherheit des Fahrzeugs verbessert wird.
Eine Lenksteuervorrichtung gemäß der Erfindung weist auf: eine Bestimmungseinheit, die den ersten Gierratenwert unter Verwendung eines gemessenen Lenkwinkels und zumindest einer/einem von einer Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Masse des Fahrzeugs, einer Schräglaufsteifigkeit eines Reifens, einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Vorderrädern, einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Hinterrädern, einer seitlichen Beschleunigung und einem Trägheitsmoment einer Gierrichtung berechnet und den ersten Gierratenwert mit einem von dem Gierratensensor gemessenen zweiten Gierratenwert vergleicht, um einen Wendezustand eines Fahrzeugs gemäß einem Ergebnis des Vergleichs zu bestimmen; und eine Steuervorrichtung, die eine Steuergröße einer Steuerung, welche eine von einem Fahrer des Fahrzeugs durchgeführte Ausrichtung von Reifen beeinträchtigt, so einstellt, dass der Fahrer das Fahrzeug leichter zu einem normalen Wendezustand zurückführen kann, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist. Die genannte Steuergröße ist ein elektrischer Strom einer Dämpfungssteuerung, wobei die Steuervorrichtung den elektrischen Strom der Dämpfungssteuerung reduziert, um schnelle Lenkbewegungen des Fahrers zu erleichtern, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist.
Entsprechend umfasst ein Lenksteuerverfahren gemäß der Erfindung die folgenden Schritte: Berechnen des ersten Gierratenwerts unter Verwendung eines gemessenen Lenkwinkels und zumindest einer/einem von einer Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Masse des Fahrzeugs, einer Schräglaufsteifigkeit eines Reifens, einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Vorderrädern, einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Hinterrädern, einer seitlichen Beschleunigung und einem Trägheitsmoment einer Gierrichtung und Vergleichen des ersten Gierratenwerts mit einem von dem Gierratensensor gemessenen zweiten Gierratenwert, um einen Wendezustand eines Fahrzeugs gemäß einem Ergebnis des Vergleichs zu bestimmen; und Einstellen einer Steuergröße für eine Steuerung, die eine vom Fahrer des Fahrzeugs durchgeführte Ausrichtung von Reifen beeinträchtigt, derart, dass der Fahrer beim Zurückführen des Fahrzeugs zu einem normalen Wendezustand unterstützt wird, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist. Die genannte Steuergröße ist ein elektrischer Strom einer Dämpfungssteuerung ist, wobei der elektrische Strom reduziert wird, um schnelle Lenkbewegungen des Fahrers zu erleichtern, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist.
Insbesondere kann die Lenksteuervorrichtung enthalten: eine Bestimmungseinheit, die den ersten Gierratenwert auf der Grundlage eines von einem Drehmomentsensor gemessenen Lenkwinkels berechnet und den ersten Gierratenwert mit dem zweiten Gierratenwert, der von dem Gierratensensor gemessen wurde, vergleicht, um einen Wendezustand eines Fahrzeugs gemäß einem Ergebnis des Vergleichs zu bestimmen; und eine Steuervorrichtung, die eine Steuergröße für eine Steuerung, die eine Ausrichtung von Reifen stört, einstellt, um das Fahrzeug in einen normalen Wendezustand zurückzuführen, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist.
Insbesondere kann das Lenksteuerverfahren enthalten: Berechnen des ersten Gierratenwerts auf der Grundlage eines von einem Drehmomentsensor gemessenen Lenkwinkels und Vergleichen des ersten Gierratenwerts mit dem zweiten Gierratenwert, der von dem Gierratensensor gemessen wurde, um einen Wendezustand eines Fahrzeugs gemäß einem Ergebnis des Vergleichs zu bestimmen; und Einstellen einer Steuergröße für eine eine Ausrichtung von Reifen störende Steuerung, um das Fahrzeug in einen normalen Wendezustand zurückzuführen, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, bestimmt gemäß der vorliegenden Erfindung die Lenksteuervorrichtung einen Wendezustand des Fahrzeugs und steuert angemessen ein Lenksteuersignal, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, einen normalen Wendezustand aufrechtzuerhalten, wodurch die Sicherheit des Fahrzeugs verbessert wird.
Figurenliste
Die vorgenannten und andere Aspekte, Beispiele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden augenscheinlicher anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:

1 ein Blockschaltbild ist, das eine Lenksteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
2 eine Ansicht ist, die beispielhaft ein Fahrradmodell illustriert, das vereinfacht ist, um einen theoretischen Wert einer Gierrate gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu berechnen;
3 eine Ansicht ist, die beispielhaft einen Zustand eines Fahrzeugs vor und nach einer Lenksteuerrung illustriert, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
4 ein Flussdiagramm ist, das ein Lenksteuerverfahren der Lenksteuervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Bei der Beschreibung der Elemente der vorliegenden Erfindung können Ausdrücke „erste“, „zweite“, „A“, „B“, „(a)“, „(b)“ und dergleichen verwendet werden. Diese Ausdrücke werden lediglich verwendet, um ein strukturelles Element von anderen strukturellen Elementen zu unterscheiden, und eine Eigenschaft, eine Reihenfolge, eine Folge und dergleichen eines entsprechenden strukturellen Elements sind nicht durch den Ausdruck beschränkt. Es ist festzustellen, dass, wenn in der Beschreibung beschrieben ist, dass eine Komponente mit einer anderen Komponente „verbunden“, „gekoppelt“ oder „vereinigt“ ist, eine dritte Komponente zwischen der ersten und zweiten Komponente „verbunden“, „gekoppelt“ und „vereinigt“ sein kann, obgleich die erste Komponente direkt mit der zweiten Komponente verbunden, gekoppelt oder vereinigt sein kann.
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Lenksteuervorrichtung und ein Lenksteuerverfahren, die in der Lage sind, ein sicheres Fahren auf der Grundlage eines Wendezustands eines Fahrzeugs zu gewährleisten.
Nachfolgend werden das Lenksteuerverfahren und die Lenksteuervorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Lenksteuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
Gemäß 1 kann die Lenksteuervorrichtung 100 nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten: Eine Bestimmungseinheit 110, die den ersten Gierratenwert auf der Grundlage eines von einem Drehmomentsensor 10 gemessenen Lenkwinkels berechnet, den ersten Gierratenwert mit dem zweiten Gierratenwert, der von dem Gierratensensor 20 gemessen wurde, vergleicht, und einen Wendezustand des Fahrzeugs gemäß einem Ergebnis des Vergleichs bestimmt, und eine Steuervorrichtung 120, die eine Steuergröße zu einer Steuerung des Behinderns einer Ausrichtung von Reifen so steuert, dass der Wendezustand des Fahrzeugs zu einem normalen Zustand zurückkehrt, wenn bestimmt wird, dass der Wendezustand des Fahrzeugs anomal ist.
Die in 1 gezeigte Lenksteuervorrichtung 100 kann eine elektronische Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs sein, deren Steuervorrichtung 120 ein Steuersignal zu einem elektrischen Motor senden kann, um einen Drehmoment auf eine Lenkwelle des Fahrzeugs auszuüben.
Der Drehmomentsensor 10 misst einen Lenkdrehmoment eines Fahrers, das auf die Lenkwelle des Fahrzeugs ausgeübt wird, um ein Drehmomentsignal zu erzeugen, und liefert das Drehmomentsignal zu der Bestimmungseinheit 110. Demgemäß können Informationen über einen Lenkwinkel zu der Bestimmungseinheit 110 geliefert werden.
Ein Gierratensensor 20 kann in dem Fahrzeug installiert sein und eine Gierrate eines Fahrzeugkörpers bei einer Fahrt des Fahrzeugs erfassen, um Informationen über die Gierrate zu der Bestimmungseinheit 110 zu liefern.
Die Bestimmungseinheit 110 kann den Wendezustand des Fahrzeugs auf der Grundlage der von dem Drehmomentsensor 10 und dem Gierratensensor 20 empfangenen Informationen bestimmen.
Die vorbeschriebene Bestimmungseinheit 110 bestimmt bei der Bestimmung des Wendezustands des Fahrzeugs, ob das Fahrzeug auf einer gekrümmten Straße (Wendepfad) mit einer vorbestimmten Krümmung fährt. Der Wendezustand des Fahrzeugs kann allgemein in eine Untersteuerung, eine Übersteuerung und eine neutrale Steuerung gemäß einer Wendeeigenschaft des Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Beziehung einer Handhabung eines Lenkrads und einer Bewegung des Fahrzeugs klassifiziert werden. Insbesondere bezieht sich die Untersteuerung auf eine Situation, in der, wenn dass Fahrzeug unter einem gewünschten Lenkwinkel wendet und beschleunigt wird, ein Wenderadius des Fahrzeugs zunimmt, und das Übersteuern bezieht sich auf eine Situation, in der der Wenderadius des Fahrzeugs abnimmt. Das neutrale Steuern bezieht sich auf eine Situation, in der keine Änderung des Wenderadius des Fahrzeugs auftritt.
Typischerweise besteht in einem Fall der neutralen Steuerbedingung kein Problem. Demgemäß kann der anomale Wendezustand der Untersteuerungszustand oder der Übersteuerungszustand sein. In einem Fall des anomalen Wendezustands ist der Fahrer nicht in der Lage, das Fahrzeug in einer Richtung zu lenken, die der Fahrer wünscht, sodass das Fahrzeug von einem vorhergesagten Pfad abweicht und einen Unfall verursachen kann. Demgemäß ist erforderlich, dass der anomale Zustand verbessert wird.
Insbesondere bewirkt, wenn die Straße mit Schnee oder Schmutz bedeckt ist, dies ein Rutschen der Reifen. Wenn der Fahrer plötzlich das Fahrzeug auf eine gekrümmte Straße lenkt, bewirkt dies, dass ein hinterer Teil des Fahrzeugs zu einer Außenseite der Straße rutscht, was häufig zu dem übersteuerten Zustand führt. Dies ist für den Fahrer gefährlich.
Daher bestimmt die Bestimmungseinheit 110 den anomalen Wendezustand und ermöglicht der Steuervorrichtung 120, ein Steuersignal für eine Steuerung einzustellen, die die Ausrichtung der Reifen behindert, sodass die Reifen des Fahrzeugs durch Lenkung ausgerichtet werden können. Um den Wendezustand zu bestimmen, vergleicht die Bestimmungseinheit 110 den ersten Gierratenwert, der unter Verwendung des von dem Drehmomentsensor 10 gemessenen Lenkwinkels berechnet wurde, mit einem zweiten Gierratenwert, der durch den Gierratensensor 20 gemessen wurde, um den Wendezustand des Fahrzeugs zu bestimmen.
Zu dieser Zeit bedeutet unter Berücksichtigung des von dem Fahrer auf die Lenkwelle ausgeübten Lenkdrehmoments der erste Gierratenwert einen idealen/theoretischen Gierratenwert, der auf das Fahrzeug ausgeübt wird, wenn das Fahrzeug sich entlang eines normalen Pfads bewegt. Um den ersten Gierratenwert zu berechnen, kann die Bestimmungseinheit 110 den ersten Gierratenwert auf der Grundlage von zumindest einer/einem von einer Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Masse des Fahrzeugs, einer Schräglaufsteifigkeit eines Reifens, eines Abstands von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse eines Vorderrads, eines Abstands von der Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse eines Hinterrads, einer seitlichen Beschleunigung und einem Trägheitsmoment einer Gierrichtung zusätzlich zu dem von dem Drehmomentsensor 10 gemessenen Lenkwinkel berechnen.
Die Berechnung des ersten Gierratenwerts unter Verwendung der vorgenannten Parameter wird nachfolgend mit Bezug auf 2 beschrieben.
2 ist eine Ansicht, die beispielhaft ein Fahrzeugmodell illustriert, das vereinfacht ist, um einen theoretischen Wert einer Gierrate (den ersten Gierratenwert) gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu berechnen.
Beispielsweise zeigt in einem Fall der Verwendung des vereinfachten Fahrradmodells nach 2 δ_f einen Lenkwinkel 5 oder einen Winkel (auf den Wendewinkel bezogener Winkel) entsprechend dem Lenkwinkel δ an, P_f zeigt einen Mittelbereich eines Vorderrads an, P_r zeigt an einen Mittebereich eines Hinterrads an, und P bezeichnet die Mitte der Schwerkraft auf einer Linie, die sich zwischen P_f und P_r erstreckt. Weiterhin bezeichnet L_f einen Abstand von der Mitte P_f des Vorderrads zu dem Punkt P, d. h. einen Abstand von der Mitte des Fahrzeugs zu der Achse des Vorderrads, und L_r zeigt einen Abstand von der Mitte P_r des Hinterrads zu dem Punkt P an, d.h., einen Abstand von der Mitte des Fahrzeugs zu der Achse des Hinterrads.
In 2 bezeichnet, wenn eine Richtung einer x-Achse (eine Richtung einer Linie, die sich von P_f zu P_r erstreckt) einer Vorderrichtung des Fahrzeugs entspricht, und eine Richtung einer y-Achse (eine Richtung einer Linie, die sich von P_f und P_r erstreckt) einer seitlichen Richtung des Fahrzeugs entspricht, v_x eine Geschwindigkeitskomponente der x-Achse des Fahrzeugs, und v_y zeigt eine Geschwindigkeitskomponente der y-Achse des Fahrzeugs an. Demgemäß kann die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs durch die die Vektorsumme von v_x und v_y erhalten werden.
Weiterhin ist ψ ein Gierwinkel entsprechend dem Gierratenwert in einem Fall, in welchem der Punkt P eine mittlere Achse in dem Übersteuerungszustand des Fahrzeugs ist.
Beispielsweise kann der erste Gierratenwert anhand von Parametern berechnet werden, enthaltend den von dem Drehmomentsensor gemessenen Lenkwinkel des Fahrzeugs, die Längsgeschwindigkeit des vorgenannten Fahrzeugs, die Schräglaufsteifigkeit des Reifens, den Abstand von der Mitte des Fahrzeugs zu der Achse des Vorderrads und den Abstand von der Mitte des Fahrzeugs zu der Achse des Hinterrads, wobei die nachfolgende Gleichung (1) verwendet wird. ${\begin{matrix} \ddot{y} \\ \ddot{ψ} \end{matrix}} = [\begin{matrix} - \frac{C_{a r} + C_{a f}}{m v_{x}} \frac{L_{r} C_{a r} - L_{f} C_{a f}}{m v_{x}} - v_{x} \\ \frac{L_{r} C_{a r} - L_{f} C_{a f}}{I_{z} v_{x}} - \frac{L_{r}^{2} C_{a r} + L_{f}^{2} C_{a f}}{I_{z} v_{x}} \end{matrix}] {\begin{matrix} \dot{y} \\ \dot{ψ} \end{matrix}} + [\begin{matrix} \frac{C_{a f}}{m} \\ \frac{C_{a f} L_{f}}{I_{z}} \end{matrix}] δ_{f}$

Ψ:: Gierwinkel
δ:: Lenkwinkel
Vx:: Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs
Lf:: Abstand von der Mitte des Fahrzeugs zur Achse des Vorderrads
Lr:: Abstand von der Mitte des Fahrzeugs zu der Achse des Hinterrads
Caf:: Schräglaufsteifigkeit des Vorderrads
Car:: Schräglaufsteifigkeit des Hinterrads
Iz:: Moment der Gierrichtung
m:: Masse des Fahrzeugs

Insbesondere können, da die Abstände L_f und L_r von der Mitte des Fahrzeugs zu den Achsen des Vorder- und des Hinterrads, die Schräglaufsteifigkeiten Caf und C_ar des Vorder- und des Hinterrads, der Moment I_z der Gierrichtung und die Masse des Fahrzeugs, die konstant sind, bekannt sind, eine Differenzialgleichung einer seitlichen Beschleunigung und die Gierrate des Fahrzeugs zu einer
Zeit bekannt sein auf der Grundlage von Informationen über die Längsgeschwindigkeit v_x des Fahrzeugs, die gemessen wird. Wenn weiterhin ein Gierratenwert einer anfänglichen Zeit aus der Differenzialgleichung bekannt ist, kann ein Wert der Gierrate, die gemäß dem Zeitverlauf variiert, berechnet werden.
Wie in dem vorstehenden Beispiel beschrieben ist, vergleicht die Bestimmungseinheit 110 den ersten Gierratenwert mit einem zweiten Gierratenwert, der von dem Gierratensensor 20 gemessen wurde, und bestimmt den Wendezustand des Fahrzeugs, nachdem der erste Gierratenwert berechnet wurde.
Wenn beispielsweise eine Differenz zwischen dem von der Bestimmungseinheit 110 berechneten ersten Gierratenwert und dem durch den Gierratensensor 20 gemessenen zweiten Gierratenwert eines realen Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten Bezugswerts ist, kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug in dem normalen Wendezustand ist. Wenn die Differenz zwischen dem ersten Gierratenwert und dem durch den Gierratensensor 20 gemessenen zweiten Gierratenwert des realen Fahrzeugs den vorbestimmten Bezugswert überschreitet, kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug in dem anomalen Wendezustand (dem Übersteuerungszustand oder dem Untersteuerungszustand) ist. Anderenfalls kann, wenn eine Differenz zwischen einem geschätzten seitlichen Beschleunigungswert und einem realen seitlichen Beschleunigungswert einen Bezugswert überschreitet, bestimmt werden, dass das Fahrzeug von dem normalen Wendezustand abweicht und in dem Übersteuerungszustand oder dem Untersteuerungszustand ist.
Das Bestimmungsverfahren wird im Einzelnen beschrieben. Als ein Ergebnis des Vergleichs des ersten Gierratenwerts und des gemessenen zweiten Gierratenwerts des Fahrzeugs bestimmt, wenn der gemessene zweite Gierratenwert um den Bezugswert größer als der erste Gierratenwert ist, die Bestimmungseinheit 110, dass das Fahrzeug in dem Übersteuerungszustand ist, der der anomale Wendezustand ist. Wenn der gemessene zweite Gierratenwert um den Bezugswert kleiner als der erste Gierratenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 110, dass das Fahrzeug in dem Untersteuerungszustand ist, der der anomale Zustand ist.
Wenn die Bestimmungseinheit 110 bestimmt, dass das Fahrzeug anomal wendet, verringert die Steuervorrichtung 120 ein Steuersignal, das eine Lenkoperation für die Ausrichtung der Räder behindert, um das Fahrzeug zu dem normalen Wendepfad zurückzuführen, sodass der Fahrer das Fahrzeug leicht so lenkt, dass dem Fahrzeug durch die Ausrichtung der Reifen ermöglicht wird, normal zu wenden.
Die Ausrichtung der Reifen für die Rückkehr zum normalen Wenden wird mit Bezug auf 3 beschrieben.
3 ist eine Ansicht, die beispielhaft einen Zustand eines Fahrzeugs vor und nach einer Lenksteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
Gemäß 3 wendet das Fahrzeug beispielsweise normal, wie in 3 (A) gezeigt ist. Wenn der Fahrer das Fahrzeug plötzlich auf einer gekrümmten Straße lenkt, wie in 3 (B) gezeigt ist, verändern sich die Vorderräder um einen vorbestimmten Winkel, und die Hinterräder rutschen zu der Außenseite der gekrümmten Straße hin. Eine Giererscheinung kann in dem Übersteuerungszustand auftreten, wie in 3 (C) gezeigt ist.
In einem Fall des Fahrzeugs mit einem Hinterradantrieb oder einem Fall, in welchem die Straße mit Schnee oder Schmutz bedeckt ist, kann diese Erscheinung häufig auftreten, da die Reifen leicht rutschen können. Demgemäß kann diese Erscheinung, wenn das Fahrzeug nicht in der Lage ist, zu dem normalen Wendezustand zurückzukehren, den Fahrer und das Fahrzeug gefährden.
In diesem Fall kann, wenn die Bestimmungseinheit 110 bestimmt, dass das Fahrzeug in dem Übersteuerungszustand ist, die Steuervorrichtung 120 einen Steuerbetrag für eine Steuerung, die die Ausrichtung der Reifen behindert, bei der die Vorderräder des Fahrzeugs in eine Richtung gelenkt werden, in der die Hinterräder rutschen, reduzieren, sodass das Fahrzeug zu dem normalen Wendezustand zurückkehrt.
In gleicher Weise kann, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in dem Untersteuerungszustand ist, die Steuervorrichtung 120 einen Steuerbetrag für eine Steuerung, die die Ausrichtung der Reifen behindert, bei der die Vorderreifen des Fahrzeugs in einer entgegengesetzten Richtung, in der die Hinterräder rutschen, gelenkt werden, reduzieren.
Genauer gesagt, wenn der Übersteuerungszustand auftritt, wie in 3 (C) gezeigt ist, führt der Fahrer eine Operation des Lenkens der Vorderräder derart durch, dass das Fahrzeug sich in einer Richtung wendet, die zu der der Übersteuerung entgegengesetzt ist, um die Übersteuerung zu kompensieren. Das heißt, in dem Übersteuerungszustand ist es erforderlich, um einen Betrag der Übersteuerung zu kompensieren, die Vorderräder in eine Richtung zu lenken, in der die Hinterräder rutschen, sodass das Fahrzeug in eine Richtung entgegengesetzt zu der der gekrümmten Straße, entlang der das Fahrzeug fährt, gewendet wird, d. h., das Fahrzeug dreht sich um die Rutschrichtung der Hinterräder. Jedoch werden in dem Untersteuerungszustand, um einen Betrag der Untersteuerung zu kompensieren, die Vorderräder in eine Richtung gelenkt, die der gekrümmten Straße, entlang der das Fahrzeug fährt, folgt, d. h., das Fahrzeug dreht sich um die Richtung entgegengesetzt zu der Rutschrichtung der Hinterräder.
In einem Fall eines EPS-Fahrzeugs sind die Vorderräder nicht in der Lage, in eine Richtung zum Erreichen des normalen Wendezustands aufgrund einer Zunahme der Reibung der Lenkvorrichtung, einer Wirkung eines das Lenken durch den Fahrer störenden Steuersignals, d.h, einer Wirkung eines Dämpfungssteuerstroms, einer Wirkung eines zurückkehrenden Steuerstroms und dergleichen ausgerichtet zu werden, und das Gieren kann aufgrund der Übersteuerung oder der Untersteuerung bewirkt werden.
Jedoch kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Steuervorrichtung 120 eine Operation des Verringerns des die Ausrichtung der Reifen spürenden Steuersignals durchführt, der Fahrer das Fahrzeug leicht lenken, um den Ausrichtungszustand der Reifen zu ändern, wie in 3 (D) gezeigt ist. Im Ergebnis kehrt das Fahrzeug durch die Lenkoperation des Fahrers in den normalen Wendezustand zurück, wie in 3 (E) gezeigt ist.
Das vorbeschriebene, die Lenkoperation für die Ausrichtung der Reifen störende Steuersignal stört die Lenkoperation, wenn der Fahrer die Reifen in den anomalen Wendezustand ausrichtet, und es können verschiedene Steuersignale auftreten.
Beispielsweise enthält das Steuersignal das Dämpfungssteuer- Stromsignal oder das Rückführsteuerungs- Stromsignal, und die Steuervorrichtung 120 verringert einen Wert des Stroms, der eine Steuergröße für die Dämpfungssteuerung oder die Rückführsteuerung ist, wodurch die Lenkoperation des Fahrers in dem anomalen Wendezustand unterstützt wird.
Der vorstehend genannte Dämpfungssteuerstrom bezieht sich auf einen Strom zum Steuern zur Beschränkung einer schnellen Bewegung eines Zahnrads, und der Rückführungssteuerstrom bezieht sich auf einen Strom zum Steuern des Reifens, damit dieser auf den Lenkwinkel von 0 Grad ausgerichtet wird. Daher wirken sie, wenn das Fahrzeug mit Hinterradantrieb in dem Übersteuerungszustand ist, als Steuerströme zum stören der Ausrichtung der Vorderräder in einer Richtung, in der das Fahrzeug rutscht. Demgemäß kann die Lenkoperation für die Ausrichtung des Reifens in dem anomalen Wendezustand leicht durchgeführt werden, wenn ein Wert des Dämpfungssteuerstroms oder des Rückführungssteuerstroms herabgesetzt wird.
Insbesondere kann, wenn beispielsweise die Bestimmungseinheit 110 bestimmt, dass das Fahrzeug in dem anomalen Wendezustand ist, die Steuervorrichtung 120 den Wert des Stroms verringern, bis die Differenz zwischen dem ersten Gierratenwert und dem von dem Gierratensensor 20 gemessenen zweiten Gierratenwert kleiner als der vorbestimmte Bezugswert ist.
Insbesondere verringert als ein Ergebnis der Bestimmung der vorgenannten Bestimmungseinheit 110, wenn beispielsweise bestimmt wird, dass das Fahrzeug von dem normalen Wendezustand abweicht und in dem Übersteuerungszustand ist, die Steuervorrichtung 120 den Dämpfungssteuerstrom oder den Rückführungssteuerstrom durch Verwendung eines Steuersignals zum Herabsetzen von zumindest einem von dem Dämpfungssteuerstrom und dem Rückführungssteuerstrom. Demgemäß werden die Vorderräder des Fahrzeugs gelenkt und in einer Richtung ausgerichtet, in der die Hinterräder rutschen, wodurch die Gierstabilität des Fahrzeugs verbessert und das Fahrzeug zu dem normalen Wendezustand zurückgeführt wird.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess des Steuerns des Lenkens in der Lenksteuervorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
Gemäß 4 kann das Lenksteuerverfahren der Lenksteuervorrichtung 100 nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten: Bestimmen eines Wendezustands eines Fahrzeugs durch Berechnen eines ersten Gierratenwerts auf der Grundlage eines von dem Drehmomentsensor 10 gemessenen Lenkwinkels, und Vergleichen des ersten Gierratenwerts mit dem von dem Gierratensensor 20 gemessenen zweiten Gierratenwert (S410); und Steuern einer Steuergröße für eine eine Ausrichtung der Reifen störende Steuerung derart, dass das Fahrzeug zu dem normalen Wendezustand zurückkehren kann, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Wendezustand ist (S420).
Wie vorstehend beschrieben ist, bestimmt gemäß der vorliegenden Erfindung die Lenksteuervorrichtung 100 den Wendezustand des Fahrzeugs und steuert ein Lenksteuersignal zweckmäßig, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, einen normalen Wendezustand aufrechtzuerhalten, wodurch die Sicherheit des Fahrzeugs verbessert wird.
Selbst wenn vorstehend beschrieben wurde, dass sämtliche Komponenten eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als eine einzelne Einheit gekoppelt sind oder gekoppelt sind, um als eine einzelne Einheit betrieben zu werden, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf ein derartiges Ausführungsbeispiel beschränkt. Zumindest zwei Elemente von allen strukturellen Elementen können selektiv vereinigt und wirksam sein, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Obgleich die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung für veranschaulichende Zwecke beschrieben wurden, ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen oder Substitutionen möglich sind, ohne den Bereich und den Geist Erfindung zu verlassen. Der Bereich der vorliegenden Erfindung soll auf der Grundlage der begleitenden Ansprüche in einer solchen Weise ausgelegt werden, dass alle technischen Ideen, die innerhalb des Bereichs, der zu den Ansprüchen äquivalent ist, enthalten sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.

Claims

Lenksteuervorrichtung (100), welche aufweist: eine Bestimmungseinheit (110), die einem ersten Gierratenwert unter Verwendung eines gemessenen Lenkwinkels und zumindest einer/einem von einer Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Masse des Fahrzeugs, einer Schräglaufsteifigkeit eines Reifens, einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Vorderrädern, einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Hinterrädern, einer seitlichen Beschleunigung und einem Trägheitsmoment einer Gierrichtung berechnet und den ersten Gierratenwert mit einem von dem Gierratensensor (20) gemessenen zweiten Gierratenwert vergleicht, um einen Wendezustand eines Fahrzeugs gemäß einem Ergebnis des Vergleichs zu bestimmen; und eine Steuervorrichtung (120), die eine Steuergröße einer Steuerung, welche eine von einem Fahrer des Fahrzeugs durchgeführte Ausrichtung von Reifen beeinträchtigt, so einstellt, dass der Fahrer das Fahrzeug leichter zu einem normalen Wendezustand zurückführen kann, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Steuergröße ein elektrischer Strom einer Dämpfungssteuerung ist, wobei die Steuervorrichtung (120) den elektrischen Strom der Dämpfungssteuerung reduziert, um schnelle Lenkbewegungen des Fahrers zu erleichtern, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist.
Lenksteuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinheit (110) bestimmt, dass das Fahrzeug in einem Übersteuerungszustand, der ein anomaler Wendezustand ist, ist, wenn als ein Ergebnis des Vergleichs der gemessene zweite Gierratenwert größer als der erste Gierratenwert ist.
Lenksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Strom der Dämpfungssteuerung ein Dämpfungssteuerstrom ist, der ein Strom zur Beschränkung einer schnellen Bewegung eines Zahnrads ist.
Lenksteuerverfahren, welches aufweist: Berechnen eines ersten Gierratenwerts unter Verwendung eines gemessenen Lenkwinkels und zumindest einer/einem von einer Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Masse des Fahrzeugs, einer Schräglaufsteifigkeit eines Reifens, einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Vorderrädern, einem Abstand von einer Mitte des Fahrzeugs zu einer Achse von Hinterrädern, einer seitlichen Beschleunigung und einem Trägheitsmoment einer Gierrichtung und Vergleichen des ersten Gierratenwerts mit einem von dem Gierratensensor (20) gemessenen zweiten Gierratenwert, um einen Wendezustand eines Fahrzeugs gemäß einem Ergebnis des Vergleichs zu bestimmen; und Einstellen einer Steuergröße für eine Steuerung, die eine vom Fahrer des Fahrzeugs durchgeführte Ausrichtung von Reifen beeinträchtigt, derart, dass der Fahrer beim Zurückführen des Fahrzeugs zu einem normalen Wendezustand unterstützt wird, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Steuergröße ein elektrischer Strom einer Dämpfungssteuerung ist, wobei der elektrische Strom reduziert wird, um schnelle Lenkbewegungen des Fahrers zu erleichtern, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einem anomalen Zustand ist.