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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuereinheit und ein Verfahren zum Kompensieren einer Drehmomentlenkung (torque steer).
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen wird die Erscheinung, bei der die Karosserie eines Fahrzeugs sich zu einer Seite neigt als eine Folge einer Differenz zwischen den Antriebskräften des linken und des rechten Rads, wenn das Fahrzeug abrupt startet, als eine Drehmomentlenkungserscheinung bezeichnet.
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Die Ursachen für die Drehmomentlenkung enthalten die Differenz zwischen den Längen der linken und der rechten Antriebswelle und die Differenz zwischen den Biegewinkeln der linken und der rechten Antriebswelle.
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Das Verfahren zum Lösen der Drehmomentlenkung enthält ein Verfahren zum Hinzufügen einer Zwischenwelle zu einer kurzen Antriebswelle, um die Längen der Antriebswellen und Biegewinkel gleichzumachen, und enthält auch ein Verfahren zum Kompensieren einer Drehmomentlenkung durch Verwendung eines Servolenksystems.
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Unter diesen enthält das herkömmliche Verfahren zum Kompensieren einer Drehmomentlenkung unter Verwendung eines Servolenksystems die Schätzung des Grads der Drehmomentlenkung durch Verwendung einer Maschinendrehzahl, eines Maschinendrehmoments, eines Gaspedal-Betätigungsgrads und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) eines Servolenksystems und die Lieferung eines Kompensationsstroms zu einem elektrischen Motor, der proportional zu der geschätzten Drehmomentlenkung ist.
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Bei dem vorgennannten herkömmlichen Verfahren wird der Drehmomentlenkungsgrad geschätzt durch Verwendung indirekter Informationen über eine Drehmomentlenkung, wie eine Maschinendrehzahl, ein Maschinendrehmoment, einen Gaspedal-Betätigungsgrad und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und da direkte Informationen über eine Drehmomentlenkung wie die Rutschgrade des linken und rechten Rads des Fahrzeugs nicht verwendet werden, kann ein Drehmomentlenkungsgrad, der gemäß einer Änderung der Rutschgrade der Räder des Fahrzeugs variieren kann, nicht genau erkannt werden.
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Demgemäß kann, wenn eine Drehmomentlenkung in einer elektronischen Steuereinheit eines Servolenksystems gemäß dem herkömmlichen Verfahren kompensiert wird, die auftretende Drehmomentlenkung tatsächlich nicht angemessen herabgesetzt werden.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Unter diesem Hintergrund gibt die vorliegende Erfindung eine elektronische Steuereinheit und das Verfahren eines motorgetriebenen Servolenksystems an, die den tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert, der während des Fahrens eines Fahrzeugs verbraucht wird, unter Berücksichtigung der Rutschgrade der Räder des Fahrzeugs berechnen und eine Hilfslenkkraft zum Kompensieren der Drehmomentlenkung erzeugen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Steuereinheit zum Kompensieren einer Drehmomentlenkung vorgesehen, welche elektronische Steuereinheit enthält: eine Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit, die einen Drehmomentwert zum Antreiben einer Antriebswelle unter Verwendung von Maschinenbetriebsinformationen und Getriebebetriebsinformationen berechnet; eine Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit, die den tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert eines Fahrzeugs auf der Grundlage des Drehmomentwerts zum Antreiben der Antriebswelle berechnet und einen Drehmomentlenkungsgrad unter Verwendung des tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts berechnet; eine Kompensationsstrom-Berechnungseinheit, die einen Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwert, der die Drehmomentlenkung unter Verwendung des Drehmomentlenkungsgrads kompensiert, berechnet; und eine Motorantriebs-Steuereinheit, die einen Grundsteuerungs-Stromwert unter Verwendung eines Lenkwinkels und eines Lenkdrehmomentwerts berechnet, den endgültigen Steuerstromwert durch Addieren des Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwerts zu dem Grundsteuerungs-Stromwert berechnet, und einen Steuerstrom gemäß dem endgültigen Steuerstromwert erzeugt, um den Steuerstromwert zu einem elektrischen Motor zu liefern.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Kompensieren einer Drehmomentlenkung in einer elektronischen Steuereinheit eines motorgetriebenen Servolenksystems vorgesehen, das enthält: einen Antriebswellen-Antriebsdrehmoment-Berechnungsschritt des Berechnens eines Antriebsdrehmomentwerts für eine Antriebswelle unter Verwendung von Maschinenbetriebsinformationen, die einen Maschinendrehmomentwert und einen Maschinengeschwindigkeitswert enthalten, und Getriebebetriebsinformationen, die einen Drehmomentumwandlungs-Geschwindigkeitswert und ein Zähnezahlverhältnis enthalten; einen Rutschbestimmungsschritt des Bestimmens, ob ein Rutschen eines Fahrzeugs auftritt, unter Verwendung von Verhaltensinformationen des Fahrzeugs, die eine oder mehrere von einer Vorderrad-Drehgeschwindigkeit, einer Hinterrad-Drehgeschwindigkeit und einen Längsbeschleunigungswert enthalten; einen Berechnungsschritt für einen tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert des, wenn in dem Rutschbestimmungsschritt bestimmt wird, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug nicht auftritt, Setzens eines Rutschindexes auf einen bestimmten Wert, und wenn in dem Rutschbestimmungsschritt bestimmt wird, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug auftritt, Berechnens des Rutschindexes und Berechnens eines tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts des Fahrzeugs unter Verwendung des Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts und des Rutschindexes; einen Kompensationsstrom-Berechnungsschritt des Berechnens eines Drehmomentlenkungsgrads unter Verwendung des tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts, und des Berechnens eines Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwerts zum Kompensieren der Drehmomentlenkung unter Verwendung des Drehmomentlenkungsgrads; und einen Drehmomentlenkungs-Kompensationsschritt des Berechnens eines endgültigen Steuerstromwerts durch Addieren des Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwerts zu einem Grundsteuerstromwert, der unter Verwendung eines Lenkwinkels und eines Lenkungsdrehmomentwerts berechnet ist, und des Erzeugens eines Stromwerts gemäß dem endgültigen Steuerstromwert, um den Steuerstrom zu einem elektrischen Motor zu liefern.
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Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung, da eine elektronische Steuereinheit eines motorgetriebenen Servolenksystems den während des Fahrens eines Fahrzeugs verbrauchten, tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert unter Berücksichtigung der Rutschgrade der Räder eines Fahrzeugs berechnet und einen Steuerstrom zum Kompensieren einer Drehmomentlenkung, die in dem Fahrzeug durch den tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert auftritt, erzeugt, eine Drehmomentlenkung, die gemäß einer Änderung eines Rutschgrads des Fahrzeugs variieren kann, angemessen kompensiert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorgenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:
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1 ein Blockschaltbild ist, das schematisch eine Konfiguration einer elektrischen Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
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2 eine Ansicht ist, die schematisch eine Verbindungsstruktur einer Antriebswelle in einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb illustriert;
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3 ein Flussdiagramm ist, das einen Gesamtprozess des Kompensierens einer Drehmomentlenkung durch die elektronische Steuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
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4 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess des Berechnens eines Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts durch die elektronische Steuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
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5 und 6 Flussdiagramme sind, die einen Prozess des Bestimmens, ob ein Rutschen auftritt, durch die elektronische Steuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustrieren;
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7 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess des Berechnens eines tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts durch die elektronische Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert; und
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8 und 9 Flussdiagramme sind, die einen Prozess des Berechnens eines Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwerts durch die elektronische Steuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustrieren.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die beispielhaften Zeichnungen beschrieben. In 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 Sequenz und dergleichen eines entsprechenden strukturellen Elements sind nicht durch den Ausdruck beschränkt. Es ist zu bemerken, dass, wenn in der Beschreibung wiedergegeben ist, dass eine Komponente mit einer anderen Komponente ”verbunden”, ”gekoppelt” oder ”vereinigt” ist, eine dritte Komponente zwischen der ersten und der zweiten Komponente ”verbunden”, ”gekoppelt” und ”vereinigt” sein kann, obgleich die erste Komponente direkt mit der zweiten Komponente verbunden, gekoppelt oder vereinigt sein kann.
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1 ist ein Blockschaltbild, das schematisch eine Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Eine elektronische Steuereinheit 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die eine elektronische Steuereinheit 100 eines in einem Fahrzeug installierten, motorgetriebenen Servolenksystems ist, enthält eine Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit 110, eine Rutschbestimmungseinheit 120, eine Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130, eine Kompensationsstrom-Berechnungseinheit 140 und eine Motorantriebs-Steuereinheit 150.
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Die Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit 110 berechnet einen Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert durch Verwendung von Maschinenbetriebsinformationen und Getriebebetriebsinformationen. Hier enthalten die Maschinenbetriebsinformationen den Maschinendrehmomentwert und den Maschinengeschwindigkeitswert, die von dem Maschinenmodul (nicht dargestellt) empfangen werden, und die Getriebebetriebsinformationen enthalten einen Drehmomentumwandlungs-Geschwindigkeitswert und ein Zähnezahlverhältnis, die von einem Getriebemodul (nicht dargestellt) empfangen werden.
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Die Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit 110 berechnet ein Geschwindigkeitsverhältnis durch Teilen des Drehmomentwandler-Geschwindigkeitswerts durch den Maschinengeschwindigkeitswert wie in Gleichung 1 dargestellt, zieht einen Drehmomentwandler-Wirkungsgrad gemäß dem Geschwindigkeitsverhältnis in einer vorher gespeicherten Drehmomentwandler-Wirkungsgradkarte heraus und zieht ein Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentverhältnis gemäß dem Geschwindigkeitsverhältnis in einer vorher gespeicherten Ausgangsdrehmomentverhältniskarte heraus.
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Gleichung 1
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Geschwindigkeitsverhältnis = Drehmomentwandler-Geschwindigkeitswert / Maschinengeschwindigkeitswert
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Danach berechnet die Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit 110 einen Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentwert durch Multiplizieren des Drehmomentwandler-Wirkungsgrads, des Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentverhältnisses und des Maschinendrehmomentwerts miteinander, wie in Gleichung 2 dargestellt ist.
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Gleichung 2
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Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentwert
= Drehmomentwandler-Wirkungsgrad
× Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentverhältnis
× Maschinendrehmomentwert
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Die Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit 110 berechnet einen Getriebeausgangs-Drehmomentwert durch Multiplizieren des Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentwerts und des Zähnezahlverhältnisses, wie in Gleichung 3 dargestellt, und berechnet einen Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert durch Multiplizieren des Zähnezahlverhältnisses eines endgültigen Untersetzungsgetriebes und eines Getriebeausgangs-Drehmomentwerts wie in Gleichung 4 dargestellt. Hier bezieht sich der Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert auf einen Drehmomentwert, der von einer betriebenen Maschine zu einer Antriebwelle übertragen wird.
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Gleichung 3
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Getriebeausgangs-Drehmomentwert
= Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentwert
× Zähnezahlverhältnis
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Gleichung 4
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Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert
= Längsrichtungs-Zähnezahlverhältnis
× Getriebeausgangs-Drehmomentwert
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Die elektronische Steuereinheit 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann erforderlichenfalls eine Rutschbestimmungseinheit 120 enthalten. Beispielsweise bestimmt die Rutschbestimmungseinheit 120, ob ein Rutschen des Fahrzeugs auftritt, indem sie Verhaltensinformationen des Fahrzeugs verwendet. Hier kann die Rutschbestimmungseinheit 120 einen Rutschindex, der einem Gleitindex von Rädern des Fahrzeugs entspricht, auf einen spezifischen Wert setzen, wenn bestimmt wird, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug nicht auftritt.
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Beispielsweise kann die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 einen Drehmomentlenkungsgrad durch Verwendung des Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts berechnen. Wenn die Rutschbestimmungseinheit 120 weggelassen wird, kann die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 den Drehmomentlenkungsgrad durch Verwendung des vorgenannten spezifischen Werts und des Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts berechnen.
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Als ein anderes Beispiel ist es erforderlich, zu bestimmen, ob ein Rutschen des Fahrzeugs stattfindet, und einen Drehmomentlenkungsgrad zu berechnen durch Verwendung eines anderen Rutschindexes gemäß einem Rutschwinkel, um einen genaueren Drehmomentlenkungsgrad zu berechnen. Demgemäß kann die elektronische Steuereinheit 100 nach der vorliegenden Erfindung weiterhin eine Rutschbestimmungseinheit 120 enthalten, und die Rutschbestimmungseinheit 120 kann bestimmen, ob ein Rutschen des Fahrzeugs stattfindet, sowie auch den Rutschwinkel. Demgemäß kann, wenn bestimmt wird, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug stattfindet, die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 zusätzlich einen Rutschindex berechnen und einen genaueren Drehmomentlenkungsgrad berechnen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, wenn eine elektronische Stabilitätssteuereinheit nicht in dem Fahrzeug installiert ist, die Rutschbestimmungseinheit 120 eine Vorderrad-Drehgeschwindigkeit und eine Hinterrad-Drehgeschwindigkeit, die von einem Geschwindigkeitssensor (nicht illustriert) als Verhaltensinformationen des Fahrzeugs empfangen werden, und wenn eine elektronische Stabilitätssteuereinheit in dem Fahrzeug installiert ist, kann die Rutschbestimmungseinheit 120 einen Längsbeschleunigungswert des Fahrzeugs, der von einem Längsbeschleunigungssensor (nicht illustriert) empfangen wird, als Verhaltensinformation des Fahrzeugs verwenden. Hier ist die Vorderrad-Drehgeschwindigkeit ein Durchschnittswert der Drehgeschwindigkeiten des linken und des rechten Vorderrads, und die Hinterrad-Drehgeschwindigkeit ist ein Durchschnittswert der Drehgeschwindigkeiten des linken und des rechten Hinterrads.
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Wenn die Rutschbestimmungseinheit 120 die Vorderrad-Drehgeschwindigkeit und die Hinterrad-Drehgeschwindigkeit als Verhaltensinformationen des Fahrzeugs verwendet, vergleicht die Rutschbestimmungseinheit 120 den Absolutwert eines Werts, der durch Subtrahieren der Vorderrad-Drehgeschwindigkeit von der Hinterrad-Drehgeschwindigkeit erhalten wird, mit einem ersten Bezugswert, wie in Gleichung 5 dargestellt ist.
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Gleichung 5
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|Hinterrad-Drehgeschwindigkeit – Vorderrad-Drehgeschwindigkeit|
≤ Erster Bezugswert
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Wenn der Absolutwert von Gleichung 5 kleiner als der oder gleich dem ersten Bezugswert ist, wird bestimmt, dass ein Rutschen nicht in dem Fahrzeug auftritt, und wenn der Absolutwert von Gleichung 5 größer als der erste Bezugswert ist, wird bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug auftritt. Das heißt, wenn der Absolutwert von Gleichung 5 größer als der erste Bezugswert ist, bedeutet dies, dass ein schwerwiegendes Rutschen der Vorderräder auftritt, und wenn der Absolutwert von Gleichung 5 kleiner als der oder gleich dem ersten Bezugswert ist, bedeutet dies, dass ein extrem geringfügiges Rutschen der Vorderräder auftritt oder kein Rutschen auftritt.
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Wenn die Verhaltensinformationen des Fahrzeugs als der Längsbeschleunigungswert des Fahrzeugs verwendet werden, zieht die Rutschbestimmungseinheit 120 einen allgemeinen Längsbeschleunigungswert gemäß dem Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert aus einer vorher gespeicherten Längsbeschleunigungskarte heraus und vergleicht den Absolutwert eines Werts, der durch Subtrahieren des allgemeinen Längsbeschleunigungswerts von dem Längsbeschleunigungswert erhalten wird, mit dem zweiten Bezugswert, wie in Gleichung 6 dargestellt ist. Hier ist die Längsbeschleunigungskarte eine Datenkarte enthaltend die Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerte und die Längsbeschleunigungswerte entsprechend den Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerten, wenn die Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerte vollständig verwendet werden, während das Fahrzeug fährt.
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Gleichung 6
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|Längsbeschleunigungswert – Allgemeiner Längsbeschleunigungswert|
≤ Zweiter Bezugswert
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Wenn der Absolutwert von Gleichung 6 kleiner als der oder gleich dem zweiten Bezugswert ist, wird bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug nicht stattfindet, und wenn der Absolutwert von Gleichung 6 größer als der zweite Bezugswert ist, wird bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug stattfindet. Mit anderen Worten, wenn der Absolutwert von Gleichung 6 größer als der zweite Bezugswert ist, bedeutet dies, dass der Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert nicht vollständig für das Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird aufgrund eines Rutschens, das in einem oder mehreren von den Vorderrädern und den Hinterrädern des Fahrzeugs auftritt, und wenn der Absolutwert von Gleichung 6 kleiner als der oder gleich dem zweiten Bezugswert ist, bedeutet dies, dass der Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert vollständig für das Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird, da ein Rutschen in einem oder mehreren der Vorderräder und der Hinterräder des Fahrzeugs nicht auftritt.
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Wenn die Rutschbestimmungseinheit 120 bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug auftritt, berechnet die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 einen Rutschindex, berechnet den tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert des Fahrzeugs unter Verwendung des Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts und des berechneten Rutschindexes, und berechnet den Drehmomentlenkungsgrad durch Verwendung des tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts. Hier kann der spezifische Wert gleich 1 sein, und der Bereich des Rutschindexes, der von der Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 berechnet wird, kann gleich oder größer als 0 und kleiner als 1 sein.
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Eine detaillierte Beschreibung hiervon wird im Folgenden gegeben.
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Wenn die Rutschbestimmungseinheit 120 durch Gleichung 5 bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug auftritt, berechnet die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 einen Rutschindex durch Teilen der Hinterrad-Drehgeschwindigkeit durch einen Wert, der durch Subtrahieren des ersten Bezugswerts von der Vorderrad-Drehgeschwindigkeit erhalten wird, wie in Gleichung 7 dargestellt ist, und berechnet einen tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert durch Multiplizieren des in Gleichung 9 berechneten Rutschindexes und des Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts.
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Gleichung 7
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Rutschindex = Hinterrad-Drehwert / Vorderrad-Drehgeschwindigkeit – Erster Bezugswert
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Wenn die Rutschbestimmungseinheit 120 durch Gleichung 6 bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug auftritt, berechnet die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit einen Rutschindex durch Teilen des Längsbeschleunigungswerts durch einen Wert, der durch Subtrahieren des zweiten Bezugswerts von dem allgemeinen Längsbeschleunigungswert erhalten wird, wie in Gleichung 8 dargestellt ist, und berechnet den tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert durch Multiplizieren des in Gleichung 9 berechneten Rutschindexes und des Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts.
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Gleichung 8
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Rutschindex = Längsbeschleunigungswert / Allgemeiner Längsbeschleunigungswert – Zweiter Bezugswert
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Gleichung 9
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Tatsächlicher Antriebsdrehmomentwert = Rutschindex
× Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert
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Wenn die Rutschbestimmungseinheit 120 durch Gleichung 5 oder 6 bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug nicht auftritt, berechnet die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 den tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert durch Multiplizieren eines von der Rutschbestimmungseinheit 120 auf einen spezifischen Wert gesetzten Rutschindexes und des Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts. Hier wird, wenn der spezifische Wert gleich 1 ist, der Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert der tatsächliche Antriebsdrehmomentwert.
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Die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 berechnet einen Drehmomentlenkungsgrad durch Verwendung des tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts, der wie vorstehend beschrieben berechnet wird.
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Hier berechnet, wenn ein Fahrzeughöhensensor (nicht dargestellt) an dem Fahrzeug angeordnet ist, die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 einen Kurzachsen-Antriebswellen-Biegewinkel θshort und einen Langsachsen-Antriebswellen-Biegewinkel θlong, wie in 2 und Gleichung 10 dargestellt ist, unter Verwendung der Höhe des Fahrzeugs, der Länge einer Kurzachsen-Antriebswelle und der Länge einer Langachsen-Antriebswelle. Hier bezeichnet a die Höhe eines vorderradseitigen Verbindungsteils der Antriebswelle von der Erdoberfläche aus, und b bezeichnet die Höhe eines getriebeseitigen Verbindungsteils der Antriebswelle von der Bodenfläche der Karosserie des Fahrzeugs aus.
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Gleichung 10
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Antriebswellen – Biegewinkel = sin–1[ Höhe des Fahrzeugs – (a + b) / Länge der Antriebswelle]
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Die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 berechnet ein kurzachsen-antriebswellenseitiges Kopplungsmoment und ein langsachsen-antriebswellenseitiges Kopplungsmoment wie in Gleichung 11 dargestellt durch Verwendung des berechneten Antriebswellen-Biegewinkels, und berechnet einen Drehmomentlenkungsgrad durch einen Wert, der durch Subtrahieren eines langsachsen-antriebswellenseitigen Kopplungsmoments Mzlong von einem kurzachsen-antriebswellenseitigen Kopplungsmoment Mzshort erhalten wird, wie in Gleichung 12 dargestellt ist.
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Gleichung 11
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Kopplungsmoment (Mz) = Tatsächlicher Antriebsdrehmomentwert × (tan θ / 2)
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Gleichung 12
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Drehmomentlenkungsgrad – Mzshort – Mzlong
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Wenn ein Fahrzeughöhensensor (nicht dargestellt) nicht an dem Fahrzeug angebracht ist, zieht die Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 einen Drehmomentlenkungsgrad entsprechend einem tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert aus einer vorher gespeicherten Drehmomentlenkungsgradkarte heraus. Mit anderen Worten, ein Drehmomentlenkungsgrad entsprechend dem durch Gleichung 9 berechneten tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert wird aus einer Drehmomentlenkungsgrad-Datenkarte herausgezogen, die durch Messen der tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerte und mehrerer Drehmomentlenkungsgrade entsprechend den tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerten durch tatsächliche Fahrzeugtests erhalten wurde.
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Die Kompensationsstrom-Berechnungseinheit 140 berechnet einen Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwert zum Kompensieren einer Drehmomentlenkung unter Verwendung des Drehmomentlenkungsgrads, der von der Drehmomentlenkungsgrad-Berechnungseinheit 130 berechnet ist.
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Im Einzelnen berechnet die Kompensationsstrom-Berechnungseinheit 140 einen Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwert durch Teilen des Drehmomentlenkungsgrad durch einen Wert, der durch Multiplizieren einer Motordrehmomentkonstanten eines elektrischen Motors und einem Zähnezahlverhältnis, das in den Getriebebetriebsinformationen enthalten ist, erhalten wird, wie in Gleichung 13 dargestellt ist.
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Gleichung 13
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Kompensationsstrom – Drehmomentlenkungsgrad / Motordrehmomentkonstante × Zähnezahlverhältnis
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Eine Motorantriebs-Steuereinheit 150 berechnet einen Grundsteuerstromwert unter Verwendung eines Lenkwinkels und eines Lenkdrehmomentwerts, berechnet einen endgültigen Steuerstromwert durch Addieren des Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwerts, der von der Kompensationsstrom-Berechnungseinheit 140 berechnet wurde, zu dem Grundsteuerstromwert, und erzeugt einen Steuerstrom gemäß dem endgültigen Steuerstromwert, um den Steuerstrom zu dem elektrischen Motor 160 zu liefern.
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Der elektrische Motor 160, der den Steuerstrom von der Motorantriebs-Steuereinheit 150 empfangen hat, erzeugt eine Hilfslenkkraft zum Kompensieren einer Drehmomentlenkung.
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Auf diese Weise kann gemäß der vorliegenden Erfindung, da die elektronische Steuereinheit 100 einen tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert berechnet, der einen Rutschgrad berücksichtigt, der in den Rädern des Fahrzeugs auftritt, und einen Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwert zum Kompensieren der Drehmomentlenkung unter Verwendung des tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts berechnet, die Drehmomentlenkung, die gemäß einer Änderung des Rutschgrads der Räder des Fahrzeugs variieren kann, angemessen kompensiert werden.
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Nachfolgend wird ein Prozess des Kompensierens einer Drehmomentlenkung in der elektronischen Steuereinheit 100 des motorgetriebenen Servolenksystems beschrieben.
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3 ist ein Flussdiagramm, das einen Gesamtprozess des Kompensierens einer Drehmomentlenkung durch die elektronische Steuereinheit 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Die elektronische Steuereinheit 100 berechnet einen Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert unter Verwendung von Maschinenbetriebsinformationen, die einen Maschinendrehmomentwert und einen Maschinengeschwindigkeitswert enthalten, und von Getriebebetriebsinformationen, die einen Drehmomentwandler-Geschwindigkeitswert und ein Zähnezahlverhältnis enthalten (S310).
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Die elektronische Steuereinheit 100 bestimmt, ob ein Rutschen des Fahrzeugs stattfindet, unter Verwendung von Verhaltensinformationen des Fahrzeugs, die eine/einen oder mehrere von der Vorderrad-Drehgeschwindigkeit, der Hinterrad-Drehgeschwindigkeit und dem Längsbeschleunigungswert enthalten (S320).
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Wenn im Schritt S320 bestimmt wird, dass ein Rutschen nicht in dem Fahrzeug auftritt, wird ein Rutschindex auf einen spezifischen Wert gesetzt, und ein tatsächlicher Antriebsdrehmomentwert wird berechnet unter Verwendung des auf den spezifischen Wert gesetzten Rutschindexes und des Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts (S330, S340 und S350).
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Wenn im Schritt S320 bestimmt wird, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug auftritt, wird ein Rutschindex berechnet, und ein tatsächlicher Antriebsdrehmomentwert des Fahrzeugs wird unter Verwendung des berechneten Rutschindexes und des Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts berechnet (S360).
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Die elektronische Steuereinheit 100 berechnet einen Drehmomentlenkungsgrad unter Verwendung des tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts, und sie berechnet einen Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwert zum Kompensieren einer Drehmomentlenkung unter Verwendung des Drehmomentlenkungsgrads (S370).
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Danach berechnet die elektronische Steuereinheit 100 einen endgültigen Steuerstromwert durch Addieren des Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwerts zu einem Grundsteuerstromwert, der unter Verwendung des Lenkwinkels und des Lenkdrehmomentwerts berechnet ist, und erzeugt einen Steuerstrom gemäß dem endgültigen Steuerstromwert, um den Steuerstrom zu dem elektrischen Motor 160 zu liefern (S380).
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Ein detaillierter Prozess für die Schritte S310, S320, S360 und S370 ist wie folgt.
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4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess des Berechnens eines Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwerts durch die elektronische Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Im Schritt S310 berechnet die elektronische Steuereinheit 100 ein Geschwindigkeitsverhältnis durch Teilen eines Drehmomentwandler-Geschwindigkeitswerts durch einen Maschinengeschwindigkeitswert, und zieht einen Drehmomentwandler-Wirkungsgrad und ein Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentverhältnis gemäß dem Geschwindigkeitsverhältnis heraus (S410 und S420).
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Danach berechnet die elektronische Steuereinheit 100 einen Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentwert durch Multiplizieren des Drehmomentwandler-Wirkungsgrads, des Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentverhältnisses und des Maschinendrehmomentwerts miteinander, und berechnet einen Getriebeausgangsdrehmomentwert durch Multiplizieren des Drehmomentwandler-Ausgangsdrehmomentwerts und des Zähnezahlverhältnisses (S430 und S440).
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Die elektronische Steuereinheit 100 berechnet einen Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert durch Multiplizieren des im Schritt s440 berechneten Getriebeausgangsdrehmomentwerts und eines endgültigen Untersetzungszähnezahlverhältnisses des letzten Untersetzungsgetriebes (S450).
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Die 5 und 6 sind Flussdiagramme, die einen Prozess des Bestimmens, ob ein Rutschen stattfindet, durch die elektronische Steuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Wenn eine elektronische Stabilitätssteuereinheit 100 nicht an dem Fahrzeug angebracht ist, vergleicht die elektronische Steuereinheit 100 den Absolutwert eines Werts, der durch Subtrahieren der Vorderrad-Drehgeschwindigkeit von der Hinterrad-Drehgeschwindigkeit erhalten wird, wie in 5 im Schritt S320 illustriert ist, mit dem ersten Bezugswert (S510).
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Wenn der Absolutwert im Schritt S510 kleiner als der oder gleich dem ersten Bezugswert ist, wird bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug nicht auftritt, und wenn der Absolutwert im Schritt S510 größer als der erste Bezugswert ist, wird bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug auftritt (S520 und S530).
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Wenn eine elektronische Stabilitätssteuereinheit an dem Fahrzeug angebracht ist, zieht die elektronische Steuereinheit 100 einen allgemeinen Längsbeschleunigungswert gemäß dem Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert im Schritt S320 aus der vorher gespeicherten Längsbeschleunigungskarte heraus, wie in 6 illustriert ist, und vergleicht den Absolutwert eines Werts, der durch Subtrahieren des allgemeinen Längsbeschleunigungswerts von dem Längsbeschleunigungswert erhalten wird, mit dem zweiten Bezugswert (S610).
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Wenn der Absolutwert im Schritt S610 kleiner als der oder gleich dem zweiten Bezugswert ist, wird bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug nicht auftritt, und wenn der Absolutwert im Schritt S610 größer als der zweite Bezugswert ist, wird bestimmt, dass ein Rutschen in dem Fahrzeug auftritt (S620 und S630).
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7 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess des Berechnens eines Rutschindexes und eines tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts durch die elektronische Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Wenn eine elektronische Stabilitätssteuereinheit 100 nicht an dem Fahrzeug angebracht ist, teilt im Schritt S360 die elektronische Steuereinheit 100 die Hinterrad-Drehgeschwindigkeit durch einen Wert, der durch Subtrahieren des ersten Bezugswerts von der Vorderrad-Drehgeschwindigkeit erhalten wird, um einen Rutschindex zu berechnen, und wenn eine elektronische Stabilitätssteuereinheit an dem Fahrzeug angebracht ist, teilt die elektronische Steuereinheit 100 den zweiten Bezugswert von einem allgemeinen Längsbeschleunigungswert, der gemäß dem Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert aus einer vorher gespeicherten Längsbeschleunigungskarte herausgezogen ist, um einen Rutschindex (S710) zu berechnen.
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Die elektronische Steuereinheit 100 multipliziert den im Schritt S710 berechneten Rutschindex und den Antriebswellen-Antriebsdrehmomentwert, um den tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert zu berechnen (S720).
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Die 8 und 9 sind Flussdiagramme, die einen Prozess des Berechnens eines Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwerts durch die elektronische Steuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustrieren.
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Wenn ein Fahrzeughöhensensor (nicht illustriert) an dem Fahrzeug angebracht ist, berechnet die elektronische Steuereinheit 100 einen Kurzachsen-Antriebswellen-Biegewinkel und einen Langachsen-Antriebswellen-Biegewinkel unter Verwendung der Höhe des Fahrzeugs, der Länge der Kurzachsen-Antriebswelle und der Länge der Langachsen-Antriebswelle, wie in 8 illustriert ist (S810).
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Danach berechnet die elektronische Steuereinheit 100 ein Kurzachsen-antriebswellenseitiges Kopplungsmoment und ein Langachsen-antriebswellenseitiges Kopplungsmoment unter Verwendung des tatsächlichen Antriebsdrehmomentwerts, des Kurzachsen-Antriebswellen-Biegewinkels und des Langachsen-Antriebswellen-Biegewinkels, und berechnet einen Drehmomentlenkungsgrad durch Subtrahieren des Langachsen-antriebswellenseitigen Kopplungsmoments von dem Kurzachsen-antriebswellenseitigen Kopplungsmoment (S820 und S830).
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Die elektronische Steuereinheit 100 teilt den Drehmomentlenkungsgrad, der im Schritt S830 berechnet wurde, durch einen Wert, der durch Multiplizieren der Motordrehmomentkonstanten des elektrischen Motors und eines Zähnezahlverhältnisses erhalten wurde, um den Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwert (S840) zu berechnen.
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Wenn ein Fahrzeughöhensensor (nicht dargestellt, nicht an dem Fahrzeug angebracht ist, zieht die elektronische Steuereinheit 100 einen Drehmomentlenkungsgrad entsprechend dem tatsächlichen Antriebsdrehmomentwert aus einer vorher gespeicherten Drehmomentlenkungsgradkarte heraus und teilt den Drehmomentlenkungsgrad durch einen Wert, der durch Multiplizieren der Motordrehmomentkonstanten und des Zähnezahlverhältnisses erhalten wurde, um den Drehmomentlenkungs-Kompensationsstromwert zu berechnen, wie in 9 illustriert ist (S910 und S920).
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Selbst wenn vorstehend beschrieben wurde, dass alle Komponenten eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als eine einzelne Einheit gekoppelt sind oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzelne Einheit betrieben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf ein derartiges Ausführungsbeispiel beschränkt. Das heißt, zumindest zwei Elemente von sämtlichen strukturellen Elementen können selektiv vereinigt sein und arbeiten, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Obgleich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben wurde, ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen möglich sind, ohne den Bereich und den Geist der Erfindung, so wie sie in den begleitenden Ansprüchen offenbart ist, zu verlassen. Der Bereich der vorliegenden Erfindung ist auf der Grundlage der begleitenden Ansprüche in einer solchen Weise auszulegen, dass sämtliche technischen Ideen, die innerhalb des zu den Ansprüchen äquivalenten Bereichs enthalten sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.
