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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, das eine elektrische Servolenkvorrichtung und eine Fahrunterstützungsvorrichtung umfasst.
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2. Erläuterung des Stands der Technik
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Eine Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Motorfahrzeug, ist dazu aufgebaut, ein Drehmoment auf eine Lenkvorrichtung durch eine elektrische Servolenkvorrichtung auszuüben, wodurch eine Belastung eines Fahrers durch das Lenken verringert und das Lenkgefühl verbessert wird. Beispielsweise wird in einer Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung wie in der
JP 2007-76582 A beschrieben ein Solllenkreaktionskraftmoment berechnet und eine elektrische Servolenkvorrichtung wird durch PID-Regelung so gesteuert, dass ein tatsächliches Lenkreaktionsmoment das Solllenkreaktionskraftmoment erreicht. Das Solllenkreaktionskraftmoment umfasst ein Soll-Federmoment bzw. Sollrückstellmoment zum Erzeugen einer Kraft zum Rückstellen eines Lenkrads in eine Nullposition und umfasst weiterhin ein Sollabschwächungsmoment zum Erzeugen einer Lenkwiderstandskraft proportional zu einer Lenkwinkelgeschwindigkeit, um die Stabilität eines Lenksystems zu erhöhen.
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Nebenbei bemerkt wird in einem Fahrzeug, das eine Fahrunterstützungsvorrichtung aufweist, die dazu aufgebaut ist, ein automatisches Fahren oder dergleichen durchzuführen, wie in der
JP 2013-193 490 A offenbart, eine Steuervorrichtung für eine elektrische Servolenkvorrichtung dazu aufgebaut, in zwei Betriebsmodi zu arbeiten, die einen manuellen Lenkmodus und einen automatischen Lenkmodus umfassen, und der Betriebsmodus wird von einem Insassen des Fahrzeugs durch Betätigen eines Schalters gewählt.
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In einem aus dem manuellen Lenkmodus und dem automatischen Lenkmodus ist die Steuervorrichtung für die Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung dazu aufgebaut, ein Solllenkreaktionskraftmoment zu berechnen, und die elektrische Servolenkvorrichtung durch die PID-Regelung so zu regeln, dass ein tatsächliches Lenkreaktionsmoment das Solllenkreaktionskraftmoment erreicht.
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Im automatischen Lenkmodus funktioniert die elektrische Servolenkvorrichtung auch als ein Stellglied, das dazu aufgebaut ist, ein Lenkmoment zum automatischen Lenken der gelenkten Räder zu erzeugen. Die Fahrunterstützungsvorrichtung ist dazu aufgebaut, einen Solllenkwinkel der gelenkten Räder zu berechnen, um das Fahrzeug beispielsweise dazu zu veranlassen, auf einer Fahrspur zu fahren, und die Steuervorrichtung ist dazu aufgebaut, ein Solllenkreaktionskraftmoment auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem Solleinschlagwinkel und einem tatsächlichen Einschlagwinkel der gelenkten Räder zu berechnen. Zudem ist die Steuervorrichtung dazu aufgebaut, die elektrische Servolenkvorrichtung durch die PID-Regelung so zu regeln, dass das Lenkreaktionsmoment das Solllenkreaktionskraftmoment erreicht, und als ein Ergebnis wird die Lenkreaktionskraft geregelt, und der Einschlagwinkel der gelenkten Räder wird ebenfalls so geregelt, dass er den Solleinschlagwinkel erreicht.
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Genauer gesagt wird das Solllenkfedermoment bzw. Solllenkrückstellmoment auf der Grundlage des Lenkwinkels berechnet, der durch den Solllenkwinkel passend zum Solleinschlagwinkel korrigiert wird, und das Solllenkabschwächungsmoment wird auf der Grundlage einer Ableitung des Lenkwinkels nach der Zeit oder des korrigierten Lenkwinkels nach der Zeit berechnet. Wenn ein Verhältnis des Solllenkfedermoments zum Lenkwinkel oder zum korrigierten Lenkwinkel steigt, steigt die vom Fahrer gefühlte Lenkreaktionskraft, und folglich verringert sich somit das Lenkhilfsmoment.
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Im Allgemeinen ist eine Verstärkung, wenn die elektrische Servolenkvorrichtung durch die PID-Regelung gesteuert wird, in der Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung konstant. Wenn daher die Verstärkung der Regelung auf einen hohen Wert eingestellt wird, indem ein Lenkrückstellmoment groß gemacht wird, um eine Fähigkeit der gelenkten Räder zu verbessern, einem Solllenkwinkel im automatischen Lenkmodus zu folgen, steigt die Lenkreaktionskraft, die der Fahrer fühlt, wenn er oder sie in einer Richtung lenkt, in der ein tatsächlicher Einschlagwinkel der gelenkten Räder weg vom Solleinschlagwinkel geändert wird, und eine Bedienbarkeit des Überstimmungslenkens, nämlich einer Betätigung, durch die der Fahrer ein Lenken durchführt, während er eine automatische Lenkung überstimmt, verschlechtert sich. Wenn dagegen die Verstärkung der Regelung auf einen geringen Wert eingestellt wird, indem ein Lenkrückstellmoment auf eine kleine Größe eingestellt wird, um die Bedienbarkeit des Überstimmungslenkens sicherzustellen, verschlechtert sich die Fähigkeit der gelenkten Räder, im automatischen Lenkmodus dem Solleinschlagwinkel zu folgen.
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Die
DE 10 2006 034 198 A1 der Anmelderin offenbart ein Servolenksystem mit einer Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Steuerung einer Lenkreaktionskraft in einem Fahrzeug, das eine Fahrunterstützungsvorrichtung umfasst, eine Fähigkeit gelenkter Räder zu verbessern, einem Solleinschlagwinkel ohne eine Verschlechterung einer Bedienbarkeit eines Überstimmungslenkens in einem automatischen Lenkmodus zu folgen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug geschaffen, die in einem Fahrzeug einsetzbar ist, das eine elektrische Servolenkvorrichtung und eine Fahrunterstützungsvorrichtung aufweist, die dazu aufgebaut ist, die elektrische Servolenkvorrichtung so zu steuern, dass ein Einschlagwinkel gelenkter Räder einen Solleinschlagwinkel erreicht, wobei die Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung eine Steuerung aufweist, die dazu aufgebaut ist, die elektrische Servolenkvorrichtung und die Fahrunterstützungsvorrichtung zu steuern; dabei ist die Steuerung dazu aufgebaut, einen Lenkindikationswert aufzunehmen, der eine tatsächliche Lenkbetätigungsgröße eines Fahrers wiedergibt, eine Solllenkreaktionskraft zu berechnen, die eine Solllenkrückstellkraft umfasst, die auf dem Lenkindikationswert basiert; und die elektrische Servolenkvorrichtung so zu steuern, dass eine Lenkreaktionskraft die Solllenkreaktionskraft erreicht; und die Steuerung ist dazu aufgebaut, die Solllenkrückstellkraft auf der Grundlage des Lenkindikationswerts zu berechnen, wenn die Fahrunterstützungsvorrichtung nicht arbeitet, und die Solllenkrückstellkraft auf der Grundlage eines korrigierten Lenkindikationswerts zu berechnen, der durch Korrigieren des Lenkindikationswerts mit einem Solllenkindikationswert entsprechend dem Solleinschlagwinkel aufgenommen wird, wenn die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet.
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Zudem ist die Steuervorrichtung dazu aufgebaut, die Solllenkrückstellkraft so zu berechnen, dass eine Größe der Solllenkrückstellkraft im Vergleich dazu, dass die Fahrunterstützungsvorrichtung nicht arbeitet, größer wird, wenn die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet, falls eine Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen der Solllenkkraft unter einem Referenzwert liegt.
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Im Allgemeinen ist ein Änderungsbereich des Einschlagwinkels der gelenkten Räder in der Fahrunterstützungssteuerung, z.B. beim automatischen Fahren, kleiner als ein Änderungsbereich des Einschlagwinkels der gelenkten Räder beim normalen Lenkvorgang durch den Fahrer. Somit wird die Größe eines Unterschieds zwischen dem Solleinschlagwinkel der gelenkten Räder und dem tatsächlichen Einschlagwinkel nicht groß, und somit wird auch die Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen des Solllenkrückstellmoments, nämlich des Lenkindikationswerts, der mit dem Solllenkindikationswert korrigiert wird, der zum Solleinschlagwinkel passt, nicht groß.
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Im vorstehend erläuterten Aufbau wird die Solllenkrückstellkraft so berechnet, dass die Größe der Solllenkrückstellkraft in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet, im Vergleich zu dem Fall größer wird, in dem die Fahrunterstützungsvorrichtung nicht arbeitet, falls die Größe des Lenkindikationswerts zur Berechnung der Solllenkrückstellkraft unterhalb des Referenzwerts liegt. Die Lenkrückstellkraft, die auf der Solllenkrückstellkraft basiert, wenn die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet, wirkt als eine Kraft, um den tatsächlichen Einschlagwinkel der gelenkten Räder dazu zu veranlassen, sich dem Solleinschlagwinkel zu nähern. Somit kann die Fähigkeit der gelenkten Räder, dem Solleinschlagwinkel zu folgen, wenn die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet, verbessert werden.
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Wenn die Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen der Solllenkrückstellkraft gleich groß wie oder größer als der Referenzwert ist, muss die Solllenkrückstellkraft nicht so berechnet werden, dass die Größe der Solllenkrückstellkraft in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet, im Vergleich zu dem Fall größer wird, in dem die Fahrunterstützungsvorrichtung nicht arbeitet. Somit wird die Kraft, die den Einschlagwinkel der gelenkten Räder dazu veranlasst, sich dem Solleinschlagwinkel zu nähern, nicht groß, und daher verschlechtert sich die Bedienbarkeit beim Überstimmungslenken im automatischen Lenkmodus nicht.
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Der „Lenkindikationswert, der die tatsächliche Lenkbetätigungsgröße durch den Fahrer wiedergibt“, ist ein Wert, der eine tatsächliche Lenkbetätigungsgröße durch den Fahrer wiedergibt, und kann ein beliebiger Wert sein, der erfasst oder abgeschätzt werden kann. Beispielsweise kann der Lenkindikationswert einer aus einem Lenkwinkel, der ein Drehwinkel einer Lenkwelle ist, einem Drehwinkel eines Motors der elektrischen Servolenkvorrichtung, einem Einschlagwinkel der gelenkten Räder, einer Gierrate des Fahrzeugs, einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs, oder einem Drehwinkel einer Ritzelwelle oder einen Hub einer Zahnstange sein, wenn die Lenkvorrichtung eine Zahnrad-Zahnstangenvorrichtung ist. Zudem ist der „Solllenkindikationswert“ ein Sollwert des Lenkindikationswerts und ist ein Solllenkwinkel, wenn beispielsweise der Lenkindikationswert der Lenkwinkel ist.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung dazu aufgebaut, die Solllenkrückstellkraft so zu berechnen, dass die Solllenkrückstellkraft, wenn die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet, im Vergleich zu dem Fall kleiner wird, in dem die Fahrunterstützungsvorrichtung nicht arbeitet, falls die Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen der Solllenkrückstellkraft oberhalb des Referenzwerts liegt.
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Wie vorstehend beschrieben wirkt die Lenkrückstellkraft, die auf der Solllenkrückstellkraft basiert, wenn die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet, als die Kraft, um den tatsächlichen Einschlagwinkel der gelenkten Räder dazu zu veranlassen, sich dem Solleinschlagwinkel zu nähern. Somit stört die Lenkrückstellkraft, die auf der Solllenkrückstellkraft basiert, den Lenkvorgang durch den Fahrer, wenn der Fahrer einen Lenkvorgang zum Überstimmungslenken in einer solchen Richtung ausführt, dass der tatsächliche Einschlagwinkel der gelenkten Räder vom Solllenkwinkel abweicht. Zudem ist wie vorstehend beschrieben der Änderungsbereich des Einschlagwinkels der gelenkten Räder in der Fahrunterstützungssteuerung, z.B. beim automatischen Fahren, geringer als der Änderungsbereich des Einschlagwinkels der gelenkten Räder durch den normalen Lenkvorgang durch den Fahrer. Somit kann die Maßnahme, um den tatsächlichen Einschlagwinkel der gelenkten Räder dazu zu veranlassen, sich dem Solleinschlagwinkel anzunähern, gering sein, wenn die Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen der Solllenkfederkraft oberhalb des Referenzwerts liegt.
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Mit dem vorstehend erläuterten Aufbau wird die Solllenkrückstellkraft so berechnet, dass die Größe der Solllenkrückstellkraft in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet, im Vergleich zu dem Fall größer wird, in dem die Fahrunterstützungsvorrichtung nicht arbeitet, falls die Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen der Solllenkrückstellkraft oberhalb des Referenzwerts liegt. Somit wird die Maßnahme verringert, den tatsächlichen Einschlagwinkel der gelenkten Räder dazu zu veranlassen, sich dem Solllenkwinkel anzunähern. Somit kann eine Befürchtung entkräftet werden, dass die auf der Grundlage der Solllenkrückstellkraft basierende Lenkrückstellkraft den Lenkvorgang durch den Fahrer stört, wodurch eine Lenkeigenschaft des Überstimmungslenkens verbessert wird, falls der Fahrer das Überstimmungslenken mit einer großen Betätigungsgröße in der Richtung ausführt, in der er den tatsächlichen Einschlagwinkel der gelenkten Räder dazu veranlasst, vom Solleinschlagwinkel abzuweichen.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Unterschied zwischen der Solllenkrückstellkraft, wenn die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet, und der Solllenkrückstellkraft, wenn die Fahrunterstützungsvorrichtung nicht arbeitet, 0, falls die Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen der Solllenkrückstellkraft der Referenzwert ist, und steigt allmählich an, wenn eine Größe eines Unterschieds zwischen der Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen der Solllenkrückstellkraft und dem Referenzwert in einem Bereich bis zu einem vorab bestimmten Wert steigt.
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Im vorstehend erläuterten Aspekt steigt der Unterschied der Solllenkrückstellkraft allmählich von 0 an, wenn die Größe des Unterschieds zwischen der Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen der Solllenkrückstellkraft und dem Referenzwert vom Referenzwert in dem Bereich gleich oder kleiner als dem vorab festgelegten Wert steigt. Somit kann die Größe der Solllenkrückstellkraft daran gehindert werden, sich drastisch zu ändern, wenn die Größe des Lenkindikationswerts zum Berechnen der Solllenkrückstellkraft über den Referenzwert steigt/fällt.
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KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
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- 1 ist ein schematisches Aufbauschaubild zum Veranschaulichen ei-ner Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug nach einer Ausführungs-form der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Ablaufplan zum Veranschaulichen eines Lenkreaktionskraftmomentsteuerprogramms der Ausführungsform.
- 3 ist ein Ablaufplan zum Veranschaulichen eines Fahrunterstützungssteuerprogramms der Ausführungsform.
- 4 ist ein Kennfeld zum Darstellen einer Beziehung zwischen einem Lenkwinkel θ und einem Solllenkrückstellmoment Tp der Ausführungsform.
- 5 ist ein Schaubild, um die in 4 dargestellte Beziehung gemeinsam mit einem ersten Vergleichsbeispiel (lang-kurz gestrichelte Linie) und einem zweiten Vergleichsbeispiel (lang-kurz-kurz gestrichelte Linie) in einem Bereich in vergrößerter Form zu zeigen, in dem der Lenkwinkel θ positiv und klein ist.
- 6 ist ein Kennfeld zum Darstellen einer Beziehung zwischen einer Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und einem Solllenkabschwächungsmoment Td der Ausführungsform.
- 7 ist ein Schaubild zum Darstellen der in 6 dargestellten Beziehung in einer vergrößerten Form in einem Bereich, in dem die Lenkwinkelgeschwindigkeit θd klein und positiv ist, zusammen mit dem ersten Vergleichsbeispiel (lang-kurz gestri-chelte Linie) und dem zweiten Vergleichsbeispiel (lang-kurz-kurz gestrichelte Linie).
- 8 ist ein Schaubild, um eine Beziehung zwischen dem Lenkwinkel θ und einem Korrekturkoeffizienten Kp nach einem ersten modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung darzustellen.
- 9 ist ein Schaubild, um eine Beziehung zwischen der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und einem Korrekturkoeffizienten Kd nach einem zweiten modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung darzustellen.
- 10 ist ein Schaubild, um ein modifiziertes Beispiel der in 4 dargestellten Beziehung in einer vergrößerten Form in dem Bereich darzustellen, in dem der Lenkwinkel θ positiv und klein ist.
- 11 ist ein Schaubild, um ein modifiziertes Beispiel der in 6 gezeigten Beziehung in einer vergrößerten Form in dem Bereich darzustellen, in dem die Lenkwinkelgeschwindigkeit θd positiv und klein ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun werden mit Bezug auf die beigefügten Figuren einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben.
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1 ist ein schematisches Aufbauschaubild zum Veranschaulichen ei-ner Lenkreaktionskraftsteuer- bzw. -regelvorrichtung 10 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Lenkreaktionskraftregel- bzw. -steuervorrichtung 10 wird in einem Fahrzeug 18 eingesetzt, das eine elektrische Servolenkvorrichtung (Electric Power Steering, EPS) 12, eine EPS-Steuervorrichtung 14, die als eine Steuerung bzw. Regelvorrichtung dient, die dazu aufgebaut ist, die elektrische Servolenkvorrichtung 12 zu steuern, und eine Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 umfasst.
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Wie in 1 veranschaulicht umfasst das Fahrzeug 18 vordere linke und rechte Räder 20FL und 20FR, die gelenkte Räder sind, und hintere linke und rechte Räder 20RL und 20RR, die ungelenkte Räder sind. Die Vorderräder 20FL und 20FR werden durch die elektrische Servolenkvorrichtung 12, die als Antwort auf eine Betätigung durch einen Fahrer an einem Lenkrad 22 angetrieben wird, über eine Zahnstange 24 und Spurstangen 26L und 26R gelenkt. Das Lenkrad 22 ist mit einer Ritzelwelle 34 der elektrischen Servolenkvorrichtung 12 über eine Lenkwelle 28 und ein Kardangelenk 32 verbunden.
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In der Ausführungsform ist die elektrische Servolenkvorrichtung 12 eine elektrische Servolenkvorrichtung vom koaxialen Zahnstangentyp und umfasst einen Motor 36, und einen Wandlermechanismus 38, beispielsweise einen Kugelumlaufspindelmechanismus, der dazu aufgebaut ist, ein Drehmoment des Motors 36 in eine Kraft in eine hin und her gehende Richtung der Zahnstange 24 umzuwandeln. Die elektrische Servolenkvorrichtung 12 ist dazu aufgebaut, eine Kraft zum Antrieb der Zahnstange 24 relativ zu einem Gehäuse 40 zu erzeugen, um dadurch eine Lenkbelastung des Fahrers zu verringern und ein Antriebsmoment zum automatischen Lenken der Vorderräder 20FL und 20FR zu erzeugen. Später wird die Steuerung/Regelung der elektrischen Servolenkvorrichtung 12 durch die EPS-Steuervorrichtung 14 genau beschrieben.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung verständlich werden sollte, bilden die Lenkwelle 28, das Kardangelenk 32, die elektrische Servolenkvorrichtung 12, die Zahnstange 24, die Spurstangen 26L und 26R und dergleichen eine Lenkvorrichtung. Die elektrische Servolenkvorrichtung 12 ist dazu aufgebaut, ein Drehmoment auf die Lenkvorrichtung auszuüben, indem sie eine Antriebskraft auf die Zahnstange 24 ausübt, aber kann stattdessen dazu aufgebaut sein, ein Drehmoment auf die Lenkwelle 28 auszuüben.
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In der Ausführungsform ist ein Lenkwinkelsensor 50, der dazu aufgebaut ist, einen Drehwinkel der Lenkwelle 28 als einen Lenkwinkel θ zu erfassen, an der Lenkwelle 28 angeordnet. Ein Lenkmomentensensor 52, der dazu aufgebaut ist, ein Lenkmoment T zu erfassen, ist an der Ritzelwelle 34 angeordnet. Der Lenkmomentensensor 52 kann an der Lenkwelle 28 angeordnet sein. Ein Signal, das den Lenkwinkel θ anzeigt, und ein Signal, das das Lenkmoment T anzeigt, werden in die EPS-Steuervorrichtung 14 eingelesen. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 54, der dazu aufgebaut ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V zu erfassen, ist am Fahrzeug 18 angeordnet, und ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigt, wird ebenfalls in die EPS-Steuervorrichtung 14 eingelesen.
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Zudem sind am Fahrzeug 18 eine CCD-Kamera 60, die dazu aufgebaut ist, ein Gesichtsfeld vor dem Fahrzeug zu fotografieren, und ein Wahlschalter 62 vorgesehen, der dazu aufgebaut ist, auszuwählen, ob eine Trajektoriensteuerung auszuführen ist oder nicht (was auch als „Spurhalteassistenzsteuerung (lane keeping assist, LKA)“ bezeichnet wird), um dem Fahrzeug zu erlauben, auf einer Spur zu fahren. Der Wahlschalter 62 ist dazu aufgebaut, durch einen Insassen des Fahrzeugs betreibbar zu sein, und zwischen einer Betriebsposition (ein) zum Betrieb der Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 zum Ausführen der Trajektoriensteuerung als Fahrunterstützungssteuerung und einer Nichtbetriebsposition (aus) umzuschalten, um die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 nicht zu betreiben. Ein Signal, das Bildinformation hinsichtlich des Blickfelds vor dem Fahrzeug anzeigt, das von der CCD-Kamera 60 fotografiert wird, und ein Signal, das die Position (ein oder aus) des Wahlschalters 62 anzeigt, werden in die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 eingelesen.
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Signale, die Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugs anzeigen, die in der Fahrunterstützungssteuerung für das Fahrzeug 18 benötigt werden, wie eine Gierrate, eine Längsbeschleunigung und eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs 18, werden von einer Bewegungszustandserfassungsvorrichtung 64 auch in die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 eingegeben. In diesem Fall kann die Bildinformation des Blickfelds vor dem Fahrzeug und die Information über eine Fahrspur durch andere Einrichtungen als die CCD-Kamera 60 aufgenommen werden, oder sie können durch eine Kombination der CCD-Kamera 60 mit anderen Einrichtungen aufgenommen werden.
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Sowohl die EPS-Steuervorrichtung 14 als auch die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 umfasst einen Mikrocomputer der eine CPU, ein ROM, ein RAM und eine Ein-/Ausgabeschnittstellenvorrichtung aufweist, die jeweils miteinander über einen bidirektionalen gemeinsamen Bus verbunden sind. Die EPS-Steuervorrichtung 14 und die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 senden und empfangen gegenseitig Informationen mittels Kommunikation, falls nötig. Der Lenkwinkelsensor 50 und der Lenkmomentensensor 52 erfassen jeweils den Lenkwinkel θ und das Lenkmoment T, wobei das Lenken in Richtung einer Linkskurve des Fahrzeugs positiv benannt wird.
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Wie später genauer beschrieben ist die EPS-Steuervorrichtung 14 dazu aufgebaut, die elektrische Servolenkvorrichtung 12 passend zu einem in 2 veranschaulichten Ablaufplan zu steuern, um dadurch eine Lenkreaktionskraftmomentensteuerung auszuführen. Die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 ist dazu aufgebaut, eine Fahrunterstützungssteuerung passend zu einem in 3 veranschaulichten Ablaufplan auszuführen. Wie in 2 und 3 veranschaulicht sind jeweils ein „Lenkindikationswert, der eine tatsächliche Lenkvorgangsgröße eines Fahrers wiedergibt“ und ein „Solllenkindikationswert“ jeweils der Lenkwinkel θ und ein Solllenkwinkel θt.
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Die LKA-Steuerung, die als die Fahrunterstützungssteuerung dient, kann eine aus der Steuerung, um das Fahrzeug zu veranlassen, entlang einer Soll-Trajektorie zu fahren, nachdem die Soll-Trajektorie festgelegt ist, und einer Steuerung sein, die das Fahrzeug daran hindert, von einer Fahrspur abzuweichen. Zudem wird eine LKA-Steuerung, die als die Fahrunterstützungssteuerung dient, ausgeführt, wenn der Wahlschalter 62 ein ist, aber eine automatische Lenkung (eine Notfallvermeidungslenkung), um einen Notfall zu vermeiden, beispielsweise wenn das Fahrzeug 18 fährt, um ein Hindernis vor dem Fahrzeug zu umfahren, kann als die Fahrunterstützungssteuerung selbst dann ausgeführt werden, wenn der Wahlschalter 62 ausgeschaltet ist.
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<Lenkreaktionskraftmomentensteuerung>
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Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Programms zum Steuern eines Lenkreaktionskraftmoments in der Ausführungsform mit Bezug auf den in 2 veranschaulichten Ablaufplan gegeben. Die Steuerung, die passend zum in 2 veranschaulichten Ablaufplan ausgeführt wird, wird in einem bestimmten Zeitintervall durch die EPS-Steuervorrichtung 14 ausgeführt, während ein nicht in 1 veranschaulichter Zündschalter ein ist.
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Zunächst werden in Schritt 10 ein Signal, das den vom Lenkwinkelsensor 50 erfassten Lenkwinkel θ anzeigt, und dergleichen gelesen.
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In Schritt 20 wird bestimmt, ob eine Fahrunterstützungssteuerung durch die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 ausgeführt wird oder nicht, indem beispielsweise bestimmt wird, ob der Wahlschalter 62 ein ist oder nicht. Wenn ein zustimmendes Urteil gefällt wird, geht die Lenkreaktionskraftmomentensteuerung zum Schritt 50 weiter, während die Lenkreaktionskraftmomentensteuerung zum Schritt 30 weitergeht, wenn ein negatives Urteil gefällt wird.
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In Schritt 30 wird ein Solllenkrückstellmoment Tp, das der Solllenkrückstellkraft entspricht, auf der Grundlage des Lenkwinkels θ unter Bezug auf ein Kennfeld berechnet, das durch die gestrichelte Linie der 4 wiedergegeben wird. Wie in 4 gezeigt steigt die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Größe des Lenkwinkels θ steigt, aber ein Verhältnis eines Vergrößerungsbetrags der Größe des Solllenkrückstellmoments Tp zu einer Steigerung der Größe des Lenkwinkels θ sinkt, wenn die Größe des Lenkwinkels θ steigt. Die in 4 gezeigte Beziehung zwischen dem Lenkwinkel θ und dem Solllenkrückstellmoment Tp ist ein Beispiel der Beziehung.
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In Schritt 40 wird eine Ableitung des Lenkwinkels θ nach der Zeit als eine Lenkwinkelgeschwindigkeit θd berechnet, und basierend auf der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd wird ein durch die gestrichelte Linie der 6 wiedergegebenes Kennfeld verwendet, um ein Solllenkabschwächungsmoment Td zu berechnen, das einer Solllenkabschwächungskraft entspricht. Wie in 6 gezeigt steigt die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td, wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd steigt. Ein Verhältnis des Solllenkabschwächungsmoments Td zur Lenkwinkelgeschwindigkeit θd ist im Wesentlichen unabhängig von der Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd konstant. Die in 6 gezeigte Beziehung zwischen der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und dem Solllenkabschwächungsmoment Td ist ein Beispiel der Beziehung.
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In Schritt 50 wird der korrigierte Lenkwinkel θ durch Abziehen des von der Fahrunterstützungsvorrichtung 16 wie später beschrieben berechneten Solllenkwinkels θt vom Lenkwinkel θ berechnet.
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In Schritt 60 wird das Solllenkrückstellmoment Tp, das zur Solllenkrückstellkraft gehört, durch Bezug auf ein durch die durchgezogene Linie der 4 wiedergegebenes Kennfeld auf der Grundlage des korrigierten Lenkwinkels θ berechnet. Wie in 4 und 5 gezeigt, ist die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, größer als die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, falls die Größe des Lenkwinkels θ kleiner als ein Referenzwert θpc (eine positive Konstante) ist. Wenn dagegen die Größe des Lenkwinkels θ über dem Referenzwert θpc liegt, ist die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, kleiner als die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird.
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Zudem ist die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, die gleiche wie die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, falls die Größe des Lenkwinkels θ der Referenzwert θpc ist. Somit ist ein Unterschied ΔTp des Solllenkrückstellmoments, der ein Wert ist, den man durch Abziehen des letzteren Solllenkrückstellmoments Tp vom ersteren Solllenkrückstellmoment Tp erreicht, 0. Δθpc wird auf eine positive Konstante von 1/2 bis 1/3 von θpc eingestellt. Ein Bereich des Lenkwinkels zwischen θpc-Δθpc und θpc+Δθpc wird auf einen vorab festgelegten Bereich des Lenkwinkels eingestellt. Wenn die Größe des Lenkwinkels θ ein Wert in dem vorab festgelegten Bereich des Lenkwinkels ist, steigt die Größe des Unterschieds ΔTp des Solllenkrückstellmoments allmählich an, wenn der Unterschied zwischen der Größe des Lenkwinkels θ, der beim Berechnen des Solllenkrückstellmoments Tp verwendet wird, und dem Referenzwert θpc steigt.
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Das Solllenkrückstellmoment Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung durchgeführt wird, kann in der folgenden Weise (erstes modifiziertes Beispiel) berechnet werden. Zunächst wird das Solllenkrückstellmoment Tp vorübergehend durch Bezug auf das durch die gestrichelte Linie der 4 wiedergegebene Kennfeld basierend auf dem korrigierten Lenkwinkel θ berechnet. Dann wird ein Korrekturkoeffizient Kp unter Bezug auf ein in 8 gezeigtes Kennfeld basierend auf dem korrigierten Lenkwinkel θ berechnet. Zudem wird das Solllenkrückstellmoment Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, als ein Produkt des vorübergehend berechneten Solllenkrückstellmoments Tp mit dem Korrekturkoeffizienten Kp berechnet.
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In Schritt 70 wird eine Ableitung des Lenkwinkels θ oder des korrigierten Lenkwinkels θ nach der Zeit als die Lenkwinkelgeschwindigkeit θd berechnet, und auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd wird Bezug auf ein durch die durchgezogene Linie von 6 wiedergegebenes Kennfeld genommen, wodurch das Solllenkabschwächungsmoment Td passend zur Solllenkabschwächungskraft berechnet wird. Wie in 6 und 7 gezeigt ist die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, kleiner als die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, falls die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd kleiner als ein Referenzwert θdc (eine positive Konstante) ist. Wenn dagegen die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd über dem Referenzwert θdc liegt, ist die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td bei ausgeführter Fahrunterstützungssteuerung höher als die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird.
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Zudem ist die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td bei ausgeführter Fahrunterstützungssteuerung gleich der Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td bei nicht ausgeführter Fahrunterstützungssteuerung, falls die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd der Referenzwert θdc ist. Somit ist ein Unterschied ΔTd des Solllenkabschwächungsmoments, die ein Wert ist, den man durch Abziehen des letzteren Solllenkabschwächungsmoments Td vom ersteren Solllenkabschwächungsmoment Td erhält, 0. Δθdc wird auf eine positive Konstante von 1/2 bis 1/3 von θdc festgelegt. Ein Bereich der Lenkwinkelgeschwindigkeit zwischen θdc-Δθdc und θdc+Δθdc wird auf einen vorab festgelegten Bereich der Lenkwinkelgeschwindigkeit eingestellt. Wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd ein Wert im vorab festgelegten Bereich der Lenkwinkelgeschwindigkeit ist, steigt die Größe des Unterschieds ΔTd des Solllenkabschwächungsmoments allmählich an, wenn der Unterschied zwischen der Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd, der bei der Berechnung des Solllenkabschwächungsmoments Td verwendet wird, und dem Referenzwert θdc steigt.
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Das Solllenkabschwächungsmoment Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, kann wie folgt berechnet werden (zweites modifiziertes Beispiel). Zuerst wird das Solllenkabschwächungsmoment Td vorübergehend unter Bezugnahme auf das durch die gestrichelte Linie der 6 wiedergegebene Kennfeld basierend auf der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd berechnet. Dann wird ein Korrekturkoeffizient Kd mit Bezug auf ein in 9 gezeigtes Kennfeld basierend auf der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd berechnet. Zudem wird das Solllenkabschwächungsmoment Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, als ein Produkt des vorübergehend berechneten Solllenkabschwächungsmoments Td mit dem Korrekturkoeffizienten Kd berechnet.
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Wenn Schritt 40 oder Schritt 70 abgeschlossen ist, geht die Lenkreaktionskraftmomentensteuerung zum Schritt 80 weiter. In Schritt 80 wird eine Summe Tp+Td des Solllenkrückstellmoments Tp und des Solllenkabschwächungsmoments Td als ein Solllenkreaktionskraftmoment Tat berechnet.
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In Schritt 90 wird ein Befehlsstrom lepst, der an die elektrische Servolenkvorrichtung 12 abgegeben wird, um das Lenkmoment T dazu zu veranlassen, das Solllenkreaktionskraftmoment Tat durch PID-Regelung zu erreichen, auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem Lenkmoment T und dem Solllenkreaktionskraftmoment Tat berechnet.
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In Schritt 100 wird der Befehlsstrom lepst dem Motor 36 der elektrischen Servolenkvorrichtung 12 zugeführt, wodurch die elektrische Servolenkvorrichtung 12 so gesteuert wird, dass die Lenkreaktionskraft Ta das Solllenkreaktionskraftmoment Tat erreicht.
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<Fahrunterstützungssteuerung>
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Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Programms zur Fahrunterstützungssteuerung in der Ausführungsform mit Bezug auf den in 3 veranschaulichten Ablaufplan gegeben
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Zuerst werden in Schritt 210 ein Signal, das Bildinformation hinsichtlich des mit der CCD-Kamera 60 fotografierten Gesichtsfelds vor dem Fahrzeug anzeigt, und ein Signal gelesen, das die Position des Wahlschalters 62 anzeigt.
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In Schritt 220 wird bestimmt, ob der Wahlschalter 62 „ein“ ist, das heißt, ob die LKA-Steuerung bzw. Spurhaltesteuerung durchgeführt wird oder nicht. Wenn ein negatives Urteil gefällt wird, geht die Fahrunterstützungssteuerung zum Schritt 250 weiter, während die Fahrunterstützungssteuerung zum Schritt 230 weitergeht, wenn ein positives Urteil gefällt wird.
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In Schritt 230 wird eine Fahrspur vor dem Fahrzeug 18 auf der Grundlage der Information über das mit der CCD-Kamera 60 und dergleichen fotografierte Gesichtsfeld vor dem Fahrzeug identifiziert. In Schritt 240 wird der Solllenkwinkel θt unter LKA-Steuerung, also der Solllenkwinkel θt, damit das Fahrzeug 18 auf der Fahrspur fahren kann, berechnet. Die Identifizierung der Fahrspur und die Berechnung des Solllenkwinkels θt bilden nicht die vorliegende Erfindung und daher kann eine beliebige auf dem technischen Gebiet bekannte Technik, z.B. die in der
JP 5 737 197 A beschriebene, verwendet werden, um diese Vorgänge auszuführen.
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In Schritt 250 wird der Solllenkwinkel θt unter LKA-Steuerung auf 0 gestellt. Wenn Schritt 240 oder Schritt 250 beendet ist, geht die Fahrunterstützungssteuerung zum Schritt 260 weiter.
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In Schritt 260 gibt die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 ein Signal, das den Solllenkwinkel θt anzeigt, an die EPS-Steuervorrichtung 14 ab.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar ist, arbeiten die EPS-Steuervorrichtung 14 und die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 jeweils wie vorstehend beschrieben, wenn sich der Wahlschalter 62 in der Betriebsposition (ein) befindet. Genauer gesagt wird der Solllenkwinkel θt für die Vorderräder 20FL und 20FR berechnet, um es dem Fahrzeug 18 zu erlauben, auf einer vorab festgelegten Fahrspur zu fahren, indem die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 die Fahrunterstützungssteuerung gemäß dem in 3 veranschaulichten Ablaufplan ausführt. Indem die EPS-Steuervorrichtung 14 das Lenkreaktionskraftmoment gemäß dem in 2 veranschaulichten Ablaufplan steuert, wird die Lenkreaktionskraft gesteuert, die der Fahrer fühlt, und der Einschlagwinkel der Vorderräder 20FL und 20FR wird so gesteuert, dass er den zum Solllenkwinkel θt passenden Einschlagwinkel erreicht.
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Insbesondere variiert das Solllenkreaktionskraftmoment Tat wie in 2 veranschaulicht abhängig davon, ob die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird oder nicht, das heißt, ob die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 arbeitet oder nicht.
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<Fahrunterstützungssteuerung arbeitet nicht>
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In Schritt 20 der 2 wird das negative Urteil gefällt, in Schritt 30 wird das Solllenkrückstellmoment Tp auf der Grundlage des Lenkwinkels θ berechnet, und in Schritt 40 wird das Solllenkabschwächungsmoment Td basierend auf der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd berechnet. In Schritt 80 wird die Summe Tp+Td des Solllenkrückstellmoments Tp und des Solllenkabschwächungsmoments Td als das Solllenkreaktionskraftmoment Tat berechnet. Zudem wird in Schritt 90 und Schritt 100 die elektrische Servolenkvorrichtung 12 durch die PID-Regelung so gesteuert, dass das Lenkmoment T das Solllenkreaktionskraftmoment Tat erreicht.
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< Fahrunterstützungssteuerung arbeitet>
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In Schritt 20 der 2 wird das positive Urteil gefällt, und in Schritt 50 wird der korrigierte Lenkwinkel θ durch Abziehen des Solllenkwinkels θt vom Lenkwinkel θ berechnet. In Schritt 60 wird das Solllenkrückstellmoment Tp auf der Grundlage des korrigierten Lenkwinkels θ berechnet, und in Schritt 70 wird das Solllenkabschwächungsmoment Td auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd berechnet, die die Ableitung des Lenkwinkels θ oder des korrigierten Lenkwinkels θ nach der Zeit ist. In Schritt 80 wird das Solllenkreaktionskraftmoment Tat ähnlich wie in dem Fall berechnet, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird. Zudem steuert die PID-Regelung in Schritt 90 und Schritt 100 die elektrische Servolenkvorrichtung 12 so, dass das Lenkmoment T das Solllenkreaktionskraftmoment Tat erreicht.
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In jedem aus dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, und dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, werden jeweils das Lenkrückstellmoment und das Lenkabschwächungsmoment so gesteuert, dass sie jeweils das Solllenkrückstellmoment Tp und das Solllenkabschwächungsmoment Td erreichen. Somit können das Lenkrückstellmoment und das Lenkabschwächungsmoment, die im Lenkreaktionskraftmoment enthalten sind, als Antwort auf den Lenkvorgang durch den Fahrer gesteuert werden.
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Wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, wird das Solllenkrückstellmoment Tp auf der Grundlage des korrigierten Lenkwinkels 8 berechnet, der durch Abziehen des Solllenkwinkels θt vom Lenkwinkel θ berechnet wird. Somit wirkt das Solllenkrückstellmoment Tp als ein Sollmoment, um das Lenkrückstellmoment dazu zu veranlassen, das Solllenkrückstellmoment zu erreichen, und den Lenkwinkel θ dazu zu veranlassen, sich dem Solllenkwinkel θt zu nähern. Somit kann der Einschlagwinkel bzw. Lenkwinkel der Vorderräder 20FL und 20FR so gesteuert werden, dass er einen Einschlagwinkel erreicht, um das Fahrzeug 18 dazu zu veranlassen, auf der Fahrspur zu fahren.
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Insbesondere wird das Solllenkrückstellmoment Tp so berechnet, dass die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp im Vergleich zu dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, in dem Fall größer wird, in dem die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet und die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, falls die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ kleiner als der Referenzwert θpc ist. Somit kann selbst dann, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, die Größe des Drehmoments, um den Lenkwinkel θ dazu zu veranlassen, sich dem Solllenkwinkel θt zu nähern, im Vergleich zu dem Fall erhöht werden, in dem die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp nicht steigt. Somit kann eine Fähigkeit der Vorderräder 20FL und 20FR, dem Solllenkwinkel zu folgen, in dem Fall verbessert werden, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird.
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Wenn dagegen die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ größer als der Referenzwert θpc ist, wird die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp so berechnet, dass die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungsvorrichtung arbeitet und die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, im Vergleich zu dem Fall kleiner wird, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird. Somit wird die Größe des Drehmoments verringert, das den tatsächlichen Lenkwinkel der Vorderräder 20FL und 20FR dazu veranlasst, sich dem Solllenkwinkel zu nähern. Somit kann die Befürchtung verringert werden, dass das Lenkrückstellmoment den Lenkvorgang durch den Fahrer in einem Fall stört, in dem der Fahrer ein Lenken mit einem Betätigungsbetrag mit einem großen Ausmaß hin zu einer Richtung ausführt, in der er den tatsächlichen Einschlagwinkel der Vorderräder 20FL und 20FR dazu veranlasst, vom Solllenkwinkel abzuweichen, wodurch die Bedienbarkeit beim Überstimmungslenken verbessert wird.
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Der Unterschied ΔTp des Solllenkrückstellmoments, nämlich der Unterschied zwischen dem Solllenkrückstellmoment Tp in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird und dem Solllenkrückstellmoment Tp in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, ist 0, wenn die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ der Referenzwert θpc ist. Zudem steigt der Unterschied ΔTp des Solllenkrückstellmoments allmählich an, wenn die Größe des Unterschieds zwischen der Größe des korrigierten Lenkwinkels θ und des Referenzwinkels θpc im vorab festgelegten Bereich des Lenkwinkels zwischen 8pc-L18pc und θpc+Δθpc steigt. Somit steigt der Unterschied ΔTp allmählich von 0 an, wenn die Größe des Unterschieds zwischen der Größe des korrigierten Lenkwinkels θ und dem Referenzwert θpc im vorab festgelegten Bereich des Lenkwinkels mit Bezug auf den Referenzwert steigt. Somit wird die Größe des Unterschieds ΔTp des Solllenkrückstellmoments daran gehindert, sich drastisch zu ändern, wenn die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ unterhalb des Referenzwerts θpc steigt/sinkt.
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Mit Bezug auf 5 wird im Vergleich zur Ausführungsform nun eine Beschreibung eines ersten Vergleichsbeispiels und eines zweiten Vergleichsbeispiels gegeben, in dem das Solllenkrückstellmoment Tp korrigiert wird, um gegenüber einem Wert, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, zu steigen/sinken, falls die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird.
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In 5 wird das Solllenkrückstellmoment Tp des ersten Vergleichsbeispiels durch eine lang-kurz gestrichelte Linie wiedergegeben. Im ersten Vergleichsbeispiel wird das Solllenkrückstellmoment Tp korrigiert, um zu steigen, indem das Solllenkrückstellmoment Tp mit einem ersten Korrekturkoeffizienten multipliziert wird, der eine Konstante größer 1 ist, falls die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ kleiner als der Referenzwert θpc ist. Zudem wird das Solllenkrückstellmoment Tp korrigiert, um zu sinken, indem das Solllenkrückstellmoment Tp durch einen zweiten Korrekturkoeffizienten multipliziert wird, der eine positive Konstante kleiner als 1 ist, wenn die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ über dem Referenzwert θpc liegt.
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In 5 wird das Solllenkrückstellmoment Tp des zweiten Vergleichsbeispiels durch eine lang-kurz-kurz gestrichelte Linie wiedergegeben. Im zweiten Vergleichsbeispiel wird das Solllenkrückstellmoment Tp so korrigiert, dass es steigt, indem eine erste Korrekturgröße (eine positive Konstante) zum Solllenkrückstellmoment Tp hinzugefügt wird, wenn die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ kleiner als der Referenzwert θpc wird. Zudem wird das Solllenkrückstellmoment Tp so korrigiert, dass es sinkt, indem ein zweiter Korrekturwert (eine positive Konstante) vom Solllenkrückstellmoment Tp abgezogen wird, falls die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ über dem Referenzwert θpc liegt.
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Wie in 5 gezeigt kann die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, auch in den ersten und zweiten Vergleichsbeispielen im Vergleich zu dem Fall vergrößert werden, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird falls die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ kleiner als der Referenzwert θpc ist. Wenn dagegen die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ über dem Referenzwert θpc liegt, kann die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp im Vergleich zu dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, in dem Fall verringert werden, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird.
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In jedem aus dem ersten und zweiten Vergleichsbeispiel sind jedoch die jeweiligen Korrekturkoeffizienten und Korrekturgrößen Konstanten. Somit kann die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp wie durch die lang-kurz gestrichelte Linie und die lang-kurz-kurz gestrichelte Linie in 5 wiedergegeben nicht daran gehindert werden, sich drastisch zu ändern, wenn die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ über den Referenzwert θpc steigt/sinkt.
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Dagegen kann die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp in der Ausführungsform wie durch die durchgezogene Linie in 5 gezeigt selbst dann effektiv daran gehindert werden, sich drastisch zu ändern, wenn die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ über den Referenzwert θpc steigt/sinkt.
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Wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd, die eine Ableitung des Lenkwinkels θ oder des korrigierten Lenkwinkels θ nach der Zeit ist, kleiner als ein Referenzwert θdc ist, wird das Solllenkabschwächungsmoment Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, so berechnet, dass es eine geringere Größe aufweist, als wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird. Folglich kann ein Widerstandsmoment, das dagegen wirkt, dass der Lenkwinkel θ dem Solllenkwinkel θt folgt, im Vergleich zu dem Fall verringert werden, in dem die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, nicht kleiner gemacht wird. Somit kann eine Fähigkeit der Vorderräder 20FL und 20FR, dem Solllenkwinkel zu folgen, in dem Fall verbessert werden, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird.
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Wenn dagegen die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd oberhalb eines Referenzwerts θdc liegt, wird das Solllenkabschwächungsmoment Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, so berechnet, dass sie größer ist, als wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird. Folglich kann ein Widerstandsmoment erhöht werden, das einer Änderung des tatsächlichen Einschlagwinkels der Vorderräder 20FL und 20FR entgegensteht. Somit kann die Größe des Lenkabschwächungsmoments in einem Fall erhöht werden, in dem der Fahrer ein Lenken mit einer Betätigungsgröße durchführt, die ein großes Ausmaß aufweist, um den tatsächlichen Lenkwinkel der Vorderräder 20FL und 20FR zu ändern, wodurch die Bedienbarkeit beim Überstimmungslenken verbessert wird.
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Der Unterschied ΔTd des Solllenkabschwächungsmoments, nämlich der Unterschied zwischen dem Solllenkabschwächungsmoment Td in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, und dem Solllenkabschwächungsmoment Td in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, ist 0, wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd der Referenzwert θdc ist. Zudem steigt der Unterschied ΔTd des Solllenkabschwächungsmoments allmählich an, wenn die Größe des Unterschieds zwischen der Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und dem Referenzwert θdc im vorab festgelegten Bereich der Lenkwinkelgeschwindigkeit zwischen θdc-Δθdc und θdc+Δθdc steigt. Somit steigt der Unterschied ΔTd allmählich von 0 an, wenn die Größe des Unterschieds zwischen der Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und dem Referenzwert θdc im vorab festgelegten Bereich der Lenkwinkelgeschwindigkeit mit Bezug auf den Referenzwert steigt. Somit wird die Grö-ße des Unterschieds ΔTd im Solllenkabschwächungsmoment daran gehindert, sich drastisch zu ändern, wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd über den Referenzwert θdc steigt/sinkt.
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Mit Bezug auf 7 werden nun im Vergleich zur Ausführungsform die ersten und zweiten Vergleichsbeispiele erläutert, in denen in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, das Solllenkabschwächungsmoment Td korrigiert wird, um gegenüber dem in jenem Fall zu steigen oder zu sinken, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird.
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In 7 wird das Solllenkabschwächungsmoment Td im ersten Vergleichsbeispiel mit einer lang-kurz gestrichelten Linie veranschaulicht. Im ersten Vergleichsbeispiel wird das Solllenkabschwächungsmoment Td korrigiert, um zu sinken, indem das Solllenkabschwächungsmoment Td mit einem ersten Korrekturkoeffizienten multipliziert wird, der eine positive Konstante kleiner 1 ist, wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd unter einem Referenzwert θdc liegt. Zudem wird das Solllenkabschwächungsmoment Td korrigiert, um zu steigen, indem das Solllenkabschwächungsmoment Td mit einem zweiten Korrekturkoeffizienten multipliziert wird, der eine positive Konstante größer 1 ist, falls die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd über dem Referenzwert θdc liegt.
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In 7 wird das Solllenkabschwächungsmoment Td im zweiten Vergleichsbeispiel als eine lang-kurz-kurz gestrichelte Linie veranschaulicht. Im zweiten Vergleichsbeispiel wird das Solllenkabschwächungsmoment Td korrigiert, um durch Abziehen eines ersten Korrekturbetrags (einer positive Konstante) vom Solllenkabschwächungsmoment Td zu sinken, wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd unter einem Referenzwert θdc liegt. Zusätzlich wird das Solllenkabschwächungsmoment Td korrigiert, indem eine zweite Korrekturgröße (eine positive Konstante) dem Solllenkabschwächungsmoment Td hinzugefügt wird, falls die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd oberhalb des Referenzwerts θdc liegt.
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Wie in 7 gezeigt kann auch in den ersten und zweiten Vergleichsbeispielen die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, im Vergleich zu dem Fall verringert werden, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, falls die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd unter dem Referenzwert θdc liegt. Wenn dagegen die Größe des Lenkabschwächungsmoments Td oberhalb des Referenzwerts θdc liegt, kann die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td in dem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, im Vergleich zu dem Fall vergrößert werden, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird.
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Im zweiten Vergleichsbeispiel sind jedoch die Korrekturkoeffizienten und die Korrekturgrößen jeweils Konstanten. Wie durch eine lang-kurz gestrichelte Linie und eine lang-kurz-kurz gestrichelte Linie in 7 wiedergegeben kann folglich die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td nicht daran gehindert werden, sich drastisch zu ändern, wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd über den Referenzwert θdc steigt/sinkt.
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Dagegen kann die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td in der Ausführungsform wie durch die durchgezogene Linie in 7 selbst dann effektiv daran gehindert werden, sich drastisch zu ändern, wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd über den Referenzwert θdc steigt/ sinkt.
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Die spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorstehend genau beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es ist für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene andere Ausführungsformen im Gebiet der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können.
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Beispielsweise ist in der Ausführungsform wie in 4 und 5 gezeigt die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, kleiner als die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, falls die Größe des Lenkwinkels θ über dem Referenzwert θpc liegt. Die Größe des Solllenkrückstellmoments Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, kann jedoch gleich der Größe des Solllenkrückstellmoments Tp sein, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird.
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In ähnlicher Weise ist die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, größer als die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, falls in der in 6 und 7 gezeigten Ausführungsform die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd über dem Referenzwert θdc liegt. Die Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, kann jedoch gleich der Größe des Solllenkabschwächungsmoments Td sein, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird.
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Zudem ist in der Ausführungsform der Unterschied ΔTp zwischen dem Solllenkrückstellmoment Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, und dem Solllenkrückstellmoment Tp, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, 0, wenn die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ der Referenzwert θpc ist. Wie in 10 gezeigt kann der Unterschied ΔTp des Solllenkrückstellmoments jedoch so korrigiert werden, dass er 0 ist, wenn sich die Größe des korrigierten Lenkwinkels θ in einem Bereich zwischen einem ersten Referenzwert θpc1 (einer positiven Konstante) und einem zweiten Referenzwert θpc2 (einer positiven Konstante, die größer als θpc1 ist) liegt.
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In ähnlicher Weise ist in der Ausführungsform der Unterschied ΔTd zwischen dem Solllenkabschwächungsmoment Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt wird, und dem Solllenkabschwächungsmoment Td, wenn die Fahrunterstützungssteuerung nicht ausgeführt wird, 0, wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd der Referenzwert θdc ist. Wie in 11 gezeigt kann jedoch der Unterschied ΔTd des Solllenkabschwächungsmoments so korrigiert werden, dass er 0 ist, wenn die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd sich in einem Bereich zwischen einem dritten Referenzwert θdc1 (einer positiven Konstante) und einem vierten Referenzwert θdc2 (einer positiven Konstante größer als θdc1) befindet.
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Zudem sind in der Ausführungsform die Beziehung zwischen dem Lenkwinkel θ und dem Solllenkrückstellmoment Tp und die Beziehung zwischen der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und dem Solllenkabschwächungsmoment Td unabhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs 18, beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit V, konstant. Zumindest eine der Beziehungen kann jedoch variabel abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs 18 eingestellt werden. Zudem sind die Referenzwerte θpc und θdc konstant, aber zumindest einer der Referenzwerte θpc und θdc kann variabel abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs 18, beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit V, eingestellt werden.
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Zudem umfasst in der Ausführungsform das Solllenkreaktionskraftmoment, das der Solllenkreaktionskraft entspricht, das Solllenkrückstellmoment Tp entsprechend der Solllenkrückstellkraft und das Solllenkabschwächungsmoment Td entsprechend der Solllenkabschwächungskraft. Das Solllenkreaktionskraftmoment muss jedoch das Solllenkrückstellmoment Tp entsprechend der Solllenkrückstellkraft nicht enthalten oder kann umgekehrt zusätzlich zum Solllenkrückstellmoment Tp und dem Solllenkabschwächungsmoment Td ein Solllenkreibmoment entsprechend einer Solllenkreibkraft enthalten.
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Zudem ist in der Ausführungsform keine Vorrichtung zur Veränderung einer Lenkübersetzung vorgesehen, die dazu aufgebaut ist, eine Lenkwelle auf der Seite der Ritzelwelle 34 relativ zu einer Lenkwelle auf der Seite des Lenkrads 22 zu drehen. Die Lenkreaktionskraftsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann jedoch für ein Fahrzeug eingesetzt werden, in dem die Vorrichtung zur Veränderung des Lenkübersetzungsverhältnisses in der Lenkvorrichtung vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Fahrunterstützungssteuervorrichtung 16 einen Sollwinkel θpt der Ritzelwelle 34 als einen Sollwert der Fahrunterstützungssteuerung berechnen. Zudem kann der Solllenkwinkel θt als θpt-Δθr berechnet werden, wobei Δθr einen relativen Drehwinkel der Lenkwelle auf der Seite der Ritzelwelle 34 mit Bezug auf die Lenkwelle auf der Seite des Lenkrads 22 bezeichnet, der durch die Vorrichtung mit variablem Lenkübersetzungsverhältnis erzeugt wird.
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Zudem ist in der Ausführungsform der „Lenkindikationswert“ der Lenkwinkel θ, kann aber ein beliebiger aus einem Drehwinkel des Motors der elektrischen Servolenkvorrichtung, dem Einschlagwinkel des gelenkten Rads, einer Gierrate des Fahrzeugs, einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs oder einem Drehwinkel einer Ritzelwelle oder einem Hub einer Zahnstange sein, wenn die Lenkvorrichtung eine Zahnrad-Zahnstangenvorrichtung ist.
