DE102017211795B4

DE102017211795B4 - Fahrunterstützungsvorrichtung für fahrzeug

Info

Publication number: DE102017211795B4
Application number: DE102017211795.8A
Authority: DE
Inventors: Yoji Kunihiro; Yoshio Kudo; Takahiro Kojo; Yoshiaki Suzuki; Masao Ueyama; Takeshi Goto; Yukihide Kimura; Masateru AMANO
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2037-07-12
Also published as: CN107640213B; JP2018012424A; US10336366B2; CN107640213A; DE102017211795A1; US20180022383A1; JP6519545B2

Abstract

Fahrunterstützungsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug (18), mit einer Lenkvorrichtung (42), die dazu aufgebaut ist, lenkbare Räder (20FL, 20FR) einzuschlagen, und einer Steuereinheit (14, 16), die dazu aufgebaut ist, eine Fahrtsteuerung auszuführen, in der ein Einschlagwinkel der lenkbaren Räder durch Steuern der Lenkvorrichtung so geändert wird, dass ein Fahrzustand des Fahrzeugs auf einer befahrene Straße zu einem Sollfahrzustand wird; wobei die Steuereinheit dazu aufgebaut ist, eine Abweichung zwischen einem Indexwert eines Sollfahrzustands des Fahrzeugs und einem Indexwert eines tatsächlichen Fahrzustands (Y, φ) zu berechnen, auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte eine Solländerungsgröße (Δθlka) eines Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu berechnen, und die Lenkvorrichtung so zu steuern, dass eine Änderungsgröße (Δθ) eines Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zur Solländerungsgröße passt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14, 16) dazu aufgebaut ist, eine Größe einer Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu beschränken, der durch die Fahrtsteuerung geändert wird, wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte einen damit verknüpften Referenzwert übersteigt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Fahrtsteuerung zum Steuern eines Fahrzustands des Fahrzeugs auf einer befahrenen Straße durchführt.
2. Erläuterung des Stands der Technik
Eine Fahrunterstützungsvorrichtung ist bereits gut bekannt, die eine Lenkvorrichtung umfasst, die dazu aufgebaut ist, lenkbare Räder zu lenken bzw. einzuschlagen, und eine Steuervorrichtung, die dazu aufgebaut ist, eine Fahrtsteuerung durchzuführen, die den Einschlagwinkel der lenkbaren Räder ändert, indem sie die Lenkvorrichtung so steuert, dass ein Fahrzustand des Fahrzeugs mit Bezug auf die befahrene Straße einem Sollfahrzustand entspricht. Die Steuereinheit berechnet eine Abweichung zwischen einem Indexwert des Sollfahrzustands des Fahrzeugs und einem Indexwert eines tatsächlichen Fahrzustands, berechnet eine Solländerungsgröße des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte und steuert die Lenkvorrichtung so, dass eine Änderungsgröße des Lenkwinkels der lenkbaren Räder zur Solländerungsgröße passt.
Die Lenkvorrichtung umfasst allgemein eine elektrische Servolenkvorrichtung, die ein Lenkhilfsmoment erzeugt. Das Lenkhilfsmoment umfasst ein Basishilfsmoment, das auf der Grundlage eines Lenkmoments berechnet wird, um die Lenkbelastung des Fahrers zu verringern, und ein Hilfsassistenzmoment, um das Lenkgefühl des Fahrers zu verbessern. Wenn die Fahrtsteuerung durchgeführt wird, erzeugt die elektrische Servolenkvorrichtung ein Lenkmoment (ein Lenkmoment der Fahrtsteuerung) zum Ändern des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder durch die Fahrtsteuerung.
Wenn ein Fahrer wünscht, das Fahrzeuge in eine Richtung zu lenken, die sich von der Fahrtrichtung unterscheidet, die durch die Fahrtsteuerung in einer Situation festgelegt ist, in der die Fahrtsteuerung durchgeführt wird, führt der Fahrer einen Lenkvorgang durch, um den Einschlagwinkel der lenkbaren Räder zu ändern. Folglich ist es nötig, zwischen einem Lenkhilfsmoment und einem Lenkmoment der Fahrtsteuerung zu vermitteln, wenn ein Lenken durch den Fahrer während der Fahrtsteuerung durchgeführt wird. Beispielsweise wird in der JP 2000-142 441 A oder ihrem Familienmitglied DE 199 43 410 A1 , die die Grundlage für den Oberbegriff des geltenden Anspruchs 1 bilden, eine Fahrunterstützungsvorrichtung beschrieben, die so aufgebaut ist, dass sich eine Größe des Lenkmoments der Fahrtsteuerung verringert, wenn eine Größe des Lenkmoments durch den Fahrer größer ist. Nach dieser Art von Fahrunterstützungsvorrichtung kann die Fahrtrichtung des Fahrzeugs im Vergleich zu dem Fall, in dem zwischen den Lenkmomenten nicht vermittelt wird, leicht in die Richtung geändert werden, die der Fahrer wünscht, wenn der Fahrer den Lenkvorgang während der Fahrtsteuerung durchführt.
Wenn der Lenkvorgang durch einen Fahrer während der Fahrtsteuerung durchgeführt wird und der Lenkbetätigungsbetrag zu dieser Zeit groß ist, wird eine Größe eines Unterschieds zwischen einem Indexwert des Sollfahrzustands des Fahrzeugs auf der befahrenen Straße und einem Indexwert eines tatsächlichen Fahrzustands groß. Beispielsweise steigen eine Größe einer seitlichen Abweichung des Fahrzeugs gegenüber der Sollfahrzeugtrajektorie der Fahrtsteuerung und eine Größe einer Gierwinkelabweichung, die ein Winkel einer Längsrichtung des Fahrzeugs zur Sollgröße ist. Zudem endet die Drehmomentvermittlung auch in einem Fall, in dem eine Drehmomentvermittlung wie in der Fahrunterstützungsvorrichtung durchgeführt wird, die in der JP 2000-142 441 A beschrieben ist, wenn das Lenken durch den Fahrer endet.
Wenn das Lenken durch den Fahrer endet, sinkt daher das Lenkhilfsmoment in einer Situation, in der eine Größe der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte des Fahrzustands des Fahrzeugs groß ist und eine Größe des Lenkmoments der Fahrtsteuerung groß ist, so dass das Lenkhilfsmoment sinkt. Daher ist es wahrscheinlich, dass sich der Fahrzustand des Fahrzeugs abrupt ändert, was einem oder mehreren Insassen des Fahrzeugs ein unbehagliches Gefühl vermitteln kann, weil der Fahrzustand des Fahrzeugs durch das Lenkmoment der Fahrtsteuerung mit einem großen Betrag auf den Sollfahrzustand gesteuert bzw. geregelt wird.
Die DE 60 2005 002 399 T2 offenbart Vergleichbares, erwähnt dabei jedoch die Berücksichtigung einer Zeitänderungsrate des auf das Lenkrad ausgeübten Moments. Auch die DE 10 2008 057 313 A1 zeigt einen ähnlichen Aufbau. Um ein plötzlich unterschiedliches Lenkgefühl beim Eingriff einer automatischen Steuerung zu vermeiden, lehrt außerdem die DE 10 2006 022 391 A1 , die Zeitänderungsrate eines Stellmoments (zum Zurückstellen des Lenkrads bzw. der damit verbundenen gelenkten Räder) dann zu begrenzen, wenn die Größe einer Soll-Zeitänderungsrate einen damit verknüpften Referenzwert übersteigt, wobei zudem die maximale Zeitänderungsrate im Falle großer Stellparameter kleiner ist als bei kleinen Stellparametern.
KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Fahrunterstützungsvorrichtung zum Durchführen einer Fahrtsteuerung zu schaffen, um einen Fahrzustand eines Fahrzeugs mit Bezug auf eine befahrene Straße zu steuern bzw. zu regeln, indem ein Lenkwinkel von lenkbaren Rädern geändert wird, wobei die Vorrichtung verbessert wird, um zu verhindern, dass sich der Fahrzustand des Fahrzeugs plötzlich ändert.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen geschaffen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Steuereinheit ist dazu aufgebaut, eine Größe einer zeitlichen Änderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu beschränken, die durch die Fahrtsteuerung geändert wird, wenn entweder die Größe der Abweichung der Indexwerte oder die Größe des Betrag der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels einen damit verknüpften Referenzwert übersteigt.
Nach dem vorstehend erläuterten Aufbau wird die Abweichung zwischen dem Indexwert des Sollfahrzustands des Fahrzeugs und dem Indexwert des tatsächlichen Fahrzustands berechnet, und die Solländerungsgröße des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder wird auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte berechnet, und die Lenkvorrichtung wird so gesteuert, dass eine Änderungsgröße des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zur Solländerungsgröße des Einschlagwinkels passt. Insbesondere wenn entweder die Größe der Abweichung der Indexwerte oder der Betrag der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels den verknüpften Referenzwert übersteigt, wird eine von der Fahrtsteuerung geänderte Größe einer Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder beschränkt.
Selbst wenn ein Lenken durch den Fahrer während der Fahrtsteuerung durchgeführt wird und eine Größe der Abweichung der Indexwerte des Fahrzustands und/oder ein Betrag der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels steigt, wird daher eine Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder, die durch die Fahrtsteuerung geändert wird, beschränkt, wenn entweder die Größe der Abweichung oder die Größe bzw. der Betrag der Solländerungsgröße den damit verknüpften Referenzwert übersteigt. Demgemäß kann der Einschlagwinkel der lenkbaren Räder selbst in dem Fall, in dem die Fahrtsteuerung in einer Situation durchgeführt wird, in der das Lenken durch den Fahrer beendet ist und ein Betrag der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder basierend auf der Abweichung der Indexwerte des Fahrzustands des Fahrzeugs groß ist, moderat geändert werden, und es ist möglich, eine Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass dem/den Insassen des Fahrzeugs aufgrund einer plötzlichen Änderung des Fahrzustands des Fahrzeugs ein unbehagliches Gefühl vermittelt wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steuereinheit dazu aufgebaut, eine Solländerungsgröße bzw. einen Betrag der Solländerungsgröße eines Einschlagwinkels auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte zu berechnen, deren Größe in abnehmendem Ausmaß korrigiert wird, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte einen Referenzwert der Abweichung übersteigt, und wobei der Verringerungskorrekturbetrag der Größe der Abweichung der Indexwerte steigt, wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte steigt.
Nach dem vorstehend erläuterten Aspekt wird eine Solländerungsgröße des Einschlagwinkels auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte berechnet, deren Größe in abnehmendem Ausmaß korrigiert wird, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte den Referenzwert der Abweichung übersteigt, und der Verringerungskorrekturbetrag der Größe der Abweichung der Indexwerte steigt, wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte steigt.
Folglich wird eine Solländerungsgröße des Einschlagwinkels auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte berechnet, deren Größe in abnehmendem Ausmaß korrigiert wird, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte den Referenzwert der Abweichung übersteigt, wodurch ein Betrag der Solländerungsgröße reduziert wird. Wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte nach Abschluss des Lenkens durch den Fahrer den Referenzwert der Abweichung übersteigt, wird daher ein Betrag der Solländerungsgröße verringert, was ermöglicht, die Änderungen des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder abzuschwächen, die auf der Grundlage der Solländerungsgröße kontrolliert werden. Zudem kann der Verringerungsbetrag der Größe des Betrags der Solländerungsgröße erhöht werden, wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte steigt, weil der Verringerungskorrekturbetrag der Größe der Abweichung der Indexwerte steigt, wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte steigt. Demgemäß ist es in einer Situation, in der die Größe der Abweichung der Indexwerte groß ist, möglich, effektiv die Änderung im Einschlagwinkel der lenkbaren Räder abzuschwächen, während verhindert wird, dass die Änderungsgröße des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder in einer Situation unnötig verringert wird, in der die Größe der Abweichung der Indexwerte klein ist.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Verringerungskorrekturbetrag der Größe der Abweichung der Indexwerte größer, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist.
Nach dem vorstehend erläuterten Aspekt steigt der Verringerungskorrekturbetrag der Größe der Abweichung der Indexwerte, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit steigt. Daher ist es möglich, effektiv einen Fahrzustand des Fahrzeugs auf den Sollfahrzustand in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern bzw. zu regeln, indem es eine geringe Wahrscheinlichkeit eines Gefühls eines fremdartigen Verhaltens gibt, das aufgrund der Tatsache aufkommt, dass die Bewegung des Fahrzeugs schnell ist, selbst wenn der Fahrzustand durch die Fahrtsteuerung geändert wird. Dagegen kann in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit die Größe des Betrags der Solländerungsgröße effektiv so verringert werden, dass die Änderung des Fahrzustands des Fahrzeugs durch die Fahrtsteuerung gemäßigt wird, und es ist möglich, das Risiko des Auftretens des Unbehagens aufgrund der schnellen Bewegung des Fahrzeugs durch die Fahrtsteuerung effektiv zu verringern.
Zudem wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit dazu aufgebaut, eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels auf der Grundlage der Solländerungsgröße abschwächend zu korrigieren, wenn eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels einen Referenzwert der Solländerungsgröße übersteigt, und wobei der Verringerungsbetrag der Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels größer ist, wenn eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels größer ist.
Nach dem vorstehend beschriebenen Aspekt wird eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels abschwächend auf der Grundlage des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels korrigiert, wenn eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels den Referenzwert der Solländerungsgröße übersteigt, und der Verringerungskorrekturbetrag der Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels steigt, wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte steigt.
Wenn eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels den Referenzwert des Betrags der Solländerungsgröße übersteigt, wird folglich eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels basierend auf dem Betrag der Solländerungsgrößedes Einschlagwinkels verringert. Wenn eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels am Ende des Lenkens durch den Fahrer den Referenzwert der Solländerungsgröße übersteigt, wird daher eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße verringert, was es ermöglicht, die auf der Grundlage des Betrags der Solländerungsgröße gesteuerte bzw. geregelte Änderung des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder abzuschwächen. Zudem kann der Verringerungsbetrag der Größe des Betrags der Solländerungsgröße erhöht werden, wenn die Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels steigt, weil der Verringerungskorrekturbetrag der Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels steigt, wenn die Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels steigt. Folglich ist es möglich, effektiv die Änderung des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder in einer Situation abzuschwächen, in der die Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels groß ist, während verhindert wird, dass die Größe der Änderung des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder in einer Situation unnötig verringert wird, in der die Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels klein ist.
Zudem ist in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung der Verringerungskorrekturbetrag der Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels größer, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist.
Nach dem vorstehend erläuterten Aspekt steigt der Verringerungskorrekturbetrag der Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit steigt. Daher ist es möglich, effektiv einen Fahrzustand des Fahrzeugs auf den Sollfahrzustand in einem Bereich geringer Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern bzw. zu regeln, wenn es wenig wahrscheinlich ist, ein Gefühl von Unbehagen zu verspüren, das aufgrund der Tatsache entsteht, dass sich das Fahrzeug schnell bewegt, selbst wenn der Fahrzustand durch die Fahrtsteuerung geändert wird. Dagegen kann die Größe des Betrags der Solländerungsgröße effektiv in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit so verringert werden, dass die Änderung im Fahrzustand des Fahrzeugs durch die Fahrtsteuerung gering ist, und es ist möglich, effektiv das Risiko des Auftretens des Unbehagens aufgrund der schnellen Bewegung des Fahrzeugs durch die Fahrtsteuerung zu verringern.
Zudem wird die Lenkvorrichtung nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dazu aufgebaut, eine Antriebskraft zum Lenken der lenkbaren bzw. einschlagbaren Räder und eine Widerstandskraft zu erzeugen, die dem Einschlagen der lenkbaren Räder entgegenwirkt, wobei die Steuereinheit dazu aufgebaut ist, die Lenkvorrichtung auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte so zu steuern, dass während der Ausführung der Fahrtsteuerung eine Größe der Antriebskraft zum Lenken der lenkbaren Räder erhöht wird, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte steigt, und die Lenkvorrichtung so zu steuern, dass die Größe der Widerstandskraft größer ist, wenn eine Größe der Abweichung des Indexwerts den Referenzwert der Abweichung übersteigt, als wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte gleich oder kleiner als der Referenzwert der Abweichung ist, und wobei eine Größe der Widerstandskraft zunimmt, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte zunimmt.
Nach dem vorstehend erläuterten Aspekt wird die Lenkvorrichtung während der Ausführung der Fahrtsteuerung auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte so gesteuert bzw. geregelt, dass eine Größe einer Antriebskraft zum Einschlagen der lenkbaren Räder umso mehr zunimmt, je größer eine Größe der Abweichung des Indexwerts ist. Insbesondere wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte den Referenzwert der Abweichung übersteigt, wird die Lenkvorrichtung so gesteuert, dass eine Größe der Widerstandskraft stärker zunimmt, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte den Referenzwert der Abweichung übersteigt, als wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte nicht größer als der Referenzwert der Abweichung ist, und eine Größe der Widerstandskraft größer ist, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte größer ist.
Während der Fahrtsteuerung steigt eine Größe der Antriebskraft, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte steigt. Wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte jedoch den Referenzwert der Abweichung übersteigt, steigt eine Größe der Widerstandskraft, so dass es im Vergleich zu dem Fall, in dem eine Größe der Widerstandskraft nicht steigt, möglich ist, die Erhöhung der Kraft zum Einschlagen der lenkbaren Räder, die eine Erhöhung eine Größe der Abweichung der Indexwerte begleitet, zu verringern, und eine Größe einer Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der einschlagbaren Räder zu verringern. Zudem steigt eine Größe der Widerstandskraft, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte steigt. Daher ist es möglich, effektiv eine Erhöhung der Kraft zum Einschlagen der lenkbaren Räder zu reduzieren und eine Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder in einer Situation effektiv zu reduzieren, in der eine Größe der Abweichung der Indexwerte groß ist, während verhindert wird, dass die Kraft zum Einschlagen der lenkbaren Räder in einer Situation unnötig absinkt, in der eine Größe der Abweichung der Indexwerte klein ist.
Zudem ist die Lenkvorrichtung in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Servolenkvorrichtung, die dazu aufgebaut ist, die lenkbaren Räder einzuschlagen, indem ein Lenkassistenzmoment erzeugt wird, und wobei die Steuereinheit dazu aufgebaut ist, eine Größe mindestens entweder eines Dämpfungsmoments oder eines Reibmoments auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte zu steuern, die Widerstandskraftkomponenten des Lenkhilfsmoments bzw. Lenkassistenzmoments sind.
Nach dem vorstehend erläuterten Aspekt wird die Größe mindestens entweder des Reibmoments oder des Dämpfungsmoments, die Widerstandskraftkomponenten im von der Servolenkvorrichtung erzeugten Lenkassistenzmoment sind, auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte gesteuert bzw. geregelt. Daher kann eine Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder durch Erhöhen einer Größe zumindest des Reibmoments oder des Dämpfungsmoments basierend auf der Abweichung der Indexwerte verringert werden, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte den Referenzwert der Abweichung übersteigt.
Zudem wird die Steuereinheit in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dazu aufgebaut, die Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu beschränken, die durch die Fahrtsteuerung geändert wird, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte den Referenzwert der Abweichung während eines Zeitabschnitts vom Ende des Lenkens durch den Fahrer bis zur Erfüllung einer vorab festgelegten Beendigungsbedingung während der Ausführung der Fahrtsteuerung übersteigt.
Nach dem vorstehend erläuterten Aspekt ist die Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder, die von der Fahrtsteuerung geändert wird, hinsichtlich ihrer Größe selbst dann nicht beschränkt, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte den Referenzwert der Abweichung vor dem Beginn des Lenkens durch den Fahrer und während des Lenkens übersteigt. Daher kann die Änderung des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder moderiert bzw. abgeschwächt werden, während vermieden wird, dass sich eine Lenkeigenschaft aufgrund der Tatsache ändert, dass eine Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels während des Lenkens durch den Fahrer in einer Situation beschränkt ist, in der eine Größe der Abweichung der Indexwerte den Referenzwert der Abweichung übersteigt, wenn das Lenken durch den Fahrer beendet ist.
Zudem ist die Steuereinheit in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dazu aufgebaut, Informationen über eine befahrene Straße aufzunehmen, eine Zieltrajektorie des Fahrzeugs auf der Grundlage der Information über die befahrene Straße festzulegen und als Indexwert mindestens eine seitliche Abweichung des Fahrzeugs von der Solltrajektorie oder eine Gierwinkelabweichung zu berechnen, die ein Winkel zwischen der Solltrajektorie und einer Längsrichtung des Fahrzeugs ist.
Nach dem vorstehend erläuterten Aspekt wird eine Solltrajektorie des Fahrzeugs auf der Grundlage der Information über die befahrene Straße festgelegt, und zumindest entweder die seitliche Abweichung des Fahrzeugs relativ zur Solltrajektorie oder die Gierwinkelabweichung, die der Winkel ist, den die Längsrichtung des Fahrzeugs mit der Solltrajektorie bildet, wird als der Indexwert berechnet. Daher wird eine Größe der Zeitänderungsrate des durch die Fahrtsteuerung geänderten Einschlagwinkels der lenkbaren Räder beschränkt, wenn zumindest eine Größe der seitlichen Abweichung des Fahrzeugs oder eine Größe der Gierwinkelabweichung den Referenzwert der Abweichung übersteigt, was ermöglicht, die Änderung des Einschlagwinkes der lenkbaren Räder zu mäßigen bzw. abzuschwächen.
Zudem ist die Steuereinheit in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dazu aufgebaut, Information über eine befahrene Straße aufzunehmen, eine Solltrajektorie des Fahrzeugs auf der Grundlage der Information über die befahrene Straße festzulegen, als eine erste Krümmung eine Krümmung einer Solltrajektorie an einer Position abzuschätzen, zu der sich das Fahrzeug an einem ersten Zeitpunkt befindet, an dem der Lenkvorgang abgeschlossen ist, wenn der Lenkvorgang durch den Fahrer während der Ausführung der Fahrtsteuerung beendet wird, als eine zweite Krümmung entweder eine Krümmung der Solltrajektorie an der Position zu bestimmen, an der abgeschätzt wird, dass sich das Fahrzeug an einem dritten Zeitpunkt nach einem Verstreichen einer vorab festgelegten Zeit nach einem zweiten Zeitpunkt befindet, an dem abgeschätzt wird, dass die Größe der Abweichung der Indexwerte gleich oder kleiner als ein Endreferenzwert ist, oder eine Krümmung der Solltrajektorie an einer abgeschätzten Position, an der sich das Fahrzeug an einem vierten Zeitpunkt befindet, an dem das Fahrzeug nach dem zweiten Zeitpunkt eine vorab festgelegte Strecke zurückgelegt hat, und einen Grad der Beschränkung der Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu verringern, wenn eine Größe eines Unterschieds zwischen der zweiten und ersten Krümmung größer ist.
Je größer eine Größe der Abweichung zwischen der zweiten und ersten Krümmung ist, umso größer ist eine Größe der Änderung des Indexwerts des Sollfahrzustands des Fahrzeugs nach dem zweiten Zeitpunkt. Daher steigt zum zweiten Zeitpunkt die Notwendigkeit, den Indexwert des Fahrzustands des Fahrzeugs näher an den Indexwert des Sollfahrzustands zu bringen, anders gesagt steigt die Notwendigkeit des Aufhebens der Begrenzung der Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder, wenn eine Größe der Abweichung zwischen den zweiten und ersten Krümmungen zunimmt.
Nach dem vorstehend erläuterten Aspekt wird eine Krümmung der Solltrajektorie an einer Position, an der sich das Fahrzeug am ersten Zeitpunkt befindet, an dem der Lenkvorgang endet, als eine erste Krümmung abgeschätzt, wenn die Solltrajektorie des Fahrzeugs basierend auf der Information über die befahrene Straße festgelegt wird und der Lenkvorgang durch den Fahrer während der Ausführung der Fahrtsteuerung abgeschlossen ist. Außerdem wird angenommen, dass entweder die Krümmung der Solltrajektorie an der Position, von der angenommen wird, dass sich das Fahrzeug dort zu einem dritten Zeitpunkt befindet, oder die Krümmung der Solltrajektorie an der Position, von der angenommen wird, dass sich das Fahrzeug dort zu einem vierten Zeitpunkt befindet, als die zweite Krümmung angenommen. Der dritte Zeitpunkt ist ein Zeitpunkt, an dem eine vorab festgelegte Zeit seit einem zweiten Zeitpunkt verstrichen ist, an dem abgeschätzt wird, dass eine Größe der Abweichung der Indexwerte gleich oder kleiner als der Endreferenzwert nach dem ersten Zeitpunkt ist. Zudem sinkt ein Grad der Abschwächung der Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder, wenn eine Größe der Abweichung zwischen den zweiten und ersten Krümmungen zunimmt.
Daher kann ein Grad der Einschränkung der Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder verringert werden, wenn die Größe der Abweichung zwischen den zweiten und ersten Krümmungen zunimmt. Es ist möglich, eine Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass der Indexwert des Fahrzustands des Fahrzeugs näher zum Indexwert des Sollfahrzustands am zweiten Zeitpunkt gebracht wird. Daher ist es im Vergleich dazu, dass ein Grad der Einschränkung der Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder nicht verringert wird, wenn eine Größe der Abweichung zwischen den zweiten und ersten Krümmungen steigt, möglich, eine Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass eine Größe der Abweichung zwischen dem Indexwert des Fahrzustands des Ziels des Fahrzeugs und dem Indexwert eines tatsächlichen Fahrzustands zu groß wird.
Andere Aufgaben und entsprechende Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung leicht verständlich, die anhand der nachstehenden Figuren erläutert werden.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN

1 ist ein schematisches Aufbauschaubild, das eine Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Ablaufplan, der ein arithmetisches Steuerprogramm eines Solllenkmoments Tds für eine LKA (Lane Keep Assist, Spurhalteunterstützungs) -Steuerung bzw. -Regelung in der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Ablaufplan, der ein Programm zur Bestimmung eines Grads U der Steuernotwendigkeit zeigt, das in Schritt 80 des in 2 gezeigten Ablaufplans ausgeführt wird.
4 ist ein Ablaufplan, der ein Berechnungsprogramm für eine Sollkorrekturgröße Δθlkat zeigt, das in Schritt 100 des in 2 gezeigten Ablaufplans ausgeführt wird.
5 ist ein Ablaufplan, der ein Lenkassistenzmomentsteuerprogramm in der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Ablaufplan, der ein Berechnungsprogramm eines Solldrehmoments Tdt zeigt, das in Schritt 230 des in 5 gezeigten Ablaufplans ausgeführt wird.
7A bis 7C sind Schaubilder, die Kennfelder zum Berechnen einer korrigierten seitlichen Abweichung Ya des Fahrzeugs für die Fälle zeigen, in denen der Grad U der Steuernotwendigkeit jeweils der geringen Notwendigkeit (UL), der mittelmäßigen Notwendigkeit (UM) und der hohen Notwendigkeit (UH) entspricht.
8D bis 8F sind Schaubilder, die Kennfelder zum Berechnen einer korrigierten Winkelabweichung φa des Fahrzeugs für die Fälle zeigen, in denen ein Grad U der Steuernotwendigkeit jeweils der geringen Notwendigkeit (UL), der mittelmäßigen Notwendigkeit (UM) und der hohen Notwendigkeit (UH) entspricht.
9 ist ein Schaubild zum Erläutern des Ablaufs der Berechnung einer Krümmung ρ einer Solltrajektorie und der Art der Bestimmung eines Maximalwerts pmax einer Krümmung der Solltrajektorie.
10 ist ein Schaubild, das ein Kennfeld zum Berechnen eines Solleinschlagwinkels Δθlkat für eine LKA-Steuerung auf der Grundlage einer Sollquerbeschleunigung Gyt des Fahrzeugs und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V zeigt.
11 ist ein Schaubild, das ein Kennfeld zum Berechnen des Sollbasislenkhilfsmoments Tab auf der Grundlage des Lenkmoments T und der Fahrzeuggeschwindigkeit V zeigt.
12 ist ein Schaubild, das ein Kennfeld zum Berechnen eines Solldämpfungsmoments Tdt auf der Grundlage einer Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V zeigt.
13 ist ein Schaubild, das ein Kennfeld zum Berechnen des Sollbasisreibmoments Tftb auf der Grundlage eines Absolutwerts eines Einschlagwinkels θ und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V zeigt.
14 ist ein Schaubild, das ein Kennfeld zum Berechnen der Drehmomentverstärkung Kt auf der Grundlage eines Absolutwerts eines Lenkmoments T zeigt.
15 ist ein erläuterndes Schaubild, das die Steuerung der seitlichen Abweichung Y des Fahrzeugs nach der ersten Ausführungsform im Vergleich zum herkömmlichen Fall zeigt.
16 ist ein erläuterndes Schaubild, das die Steuerung einer Gierwinkelabweichung φ des Fahrzeugs nach der ersten Ausführungsform im Vergleich zu einem herkömmlichen Fall zeigt.
17 ist ein Schaubild, das ein Beispiel einer Änderung einer seitlichen Abweichung Y des Fahrzeugs in der ersten Ausführungsform im Vergleich mit verschiedenen Vergleichsbeispielen zeigt.
18 ist ein erläuterndes Schaubild, das zeigt, dass eine Änderung der seitlichen Abweichung Y des Fahrzeugs nach der ersten Ausführungsform abhängig vom Grad der Steuernotwendigkeit U unterschiedlich ist.
19 ist ein Ablaufplan, der einen Hauptteil eines arithmetischen Steuerprogramms eines Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung in der zweiten Ausführungsform zeigt.
20G bis 20I sind Schaubilder, die Kennfelder zum Berechnen einer korrigierten Solländerungsgröße Δθlkata eines Einschlagwinkels θ für die Fälle zeigt, in denen jeweils der Grad U der Steuernotwendigkeit der geringen Notwendigkeit (UL), der mittleren Notwendigkeit (UM) und der hohen Notwendigkeit (UH) entspricht.
21 ist ein erläuterndes Schaubild, das die Steuerung einer seitlichen Abweichung Y eines Fahrzeugs nach einer zweiten Ausführungsform im Vergleich zu einem herkömmlichen Fall zeigt.
22 ist ein Ablaufplan, der einen Hauptteil eines arithmetischen Steuerprogramms eines Solllenkmoments Tds für eine LKA-Steuerung in der dritten Ausführungsform zeigt.
23 ist ein Schaubild, das ein Kennfeld zur Berechnung eines Solldämpfungsmoments Tdt' für die LKA-Steuerung auf der Grundlage einer Einschlagwinkelgeschwindigkeit θd und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V zeigt.
24J bis 24L sind Schaubilder, die Kennfelder zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten Kd für ein Solldämpfungsmoment Tdt' für eine LKA-Steuerung auf der Grundlage eines Absolutwerts einer seitlichen Abweichung Y des Fahrzeugs und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V für die Fälle zeigt, in denen jeweils der Grad U der Steuernotwendigkeit dem geringen Grad (UL), dem mittleren Grad (UM) und dem hohen Grad (UH) entspricht.
25M bis 25O sind Schaubilder, die Kennfelder zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten Kf für ein Sollreibmoment Tft' für die LKA-Steuerung auf der Grundlage eines Absolutwerts einer seitlichen Abweichung Y des Fahrzeugs und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V für die Fälle zeigen, in denen der Grad U der Steuernotwendigkeit jeweils der geringen Notwendigkeit (UL), der mittleren Notwendigkeit (UM) oder der hohen Notwendigkeit (UH) entspricht.
26 ist ein Ablaufplan, der ein arithmetisches Steuerprogramm eines Solleinschlagmoments Tds für die LKA-Steuerung in einem ersten Modifizierungsbeispiel passend zur ersten Ausführungsform zeigt.
27 ist ein Ablaufplan, der einen Hauptteil eines arithmetischen Steuerprogramms eines Solleinschlagmoments Tds für die LKA-Steuerung in einem zweiten Modifizierungsbeispiel passend zur zweiten Ausführungsform zeigt.
28 ist ein Ablaufplan, der einen Hauptteil eines Berechnungssteuerprogramms eines Solleinschlagmoments Tds für die LKA-Steuerung in einem dritten Modifizierungsbeispiel passend zur dritten Ausführungsform zeigt.

GENAUE ERLÄUTERUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genau beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
Eine Fahrunterstützungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektrische Servolenkvorrichtung (EPS) 12, eine EPS-Steuereinheit 14, die als eine Steuereinheit zum Steuern der elektrischen Servolenkvorrichtung 12 dient, und eine Fahrtsteuereinheit 16, und wird in einem Fahrzeug 18 eingesetzt.
Wie in 1 gezeigt weist das Fahrzeug 18 linke und rechte Vorderräder 20FL und 20FR als lenkbare Räder und linke und rechte Hinterräder 20RL und 20RR als nicht lenkbare Räder auf. Die Vorderräder 20FL und 20FR werden über eine Zahnstange 24 und Spurstangen 26L und 26R durch die elektrische Servolenkvorrichtung 12 gelenkt bzw. eingeschlagen, die als Antwort auf eine Betätigung eines Lenkrads 22 durch einen Fahrer betrieben wird. Das Lenkrad 22 ist über eine Lenkwelle 28 und ein Kardangelenk 32 mit einer Ritzelwelle 34 der elektrischen Servolenkvorrichtung 12 verbunden.
In der ersten Ausführungsform ist die elektrische Servolenkvorrichtung 12 eine elektrische Servolenkvorrichtung vom Typ mit koaxialer Zahnstange, und umfasst einen Elektromotor 36 und einen Wandlermechanismus 38 vom Schraubentyp zum Umwandeln eines Drehmoments des Elektromotors 36 in eine Kraft in der hin und her gehenden Richtung der Zahnstange 24. Die elektrische Servolenkvorrichtung 12 erzeugt eine Kraft zum Antreiben der Zahnstange 24 relativ zu einem Gehäuse 40, wodurch sie eine Lenkbelastung des Fahrers verringert und ein Antriebsmoment zum automatischen Lenken der Vorderräder 20FL und 20FR bereitstellt. Die Steuerung der elektrischen Servolenkvorrichtung 12 durch die EPS-Steuereinheit 14 wird später genau beschrieben.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich bilden die Lenkwelle 28, das Kardangelenk 32, die elektrische Servolenkvorrichtung 12, die Zahnstange 24, die Spurstangen 26L und 26R etc. eine Lenkvorrichtung 42, um die Vorderräder 20FL und 20FR wie erforderlich zu lenken. Die elektrische Servolenkvorrichtung 12 ist dazu angepasst, eine Antriebskraft auf die Zahnstange 24 auszuüben, aber sie kann beispielsweise auch dazu angepasst sein, ein Drehmoment auf die Lenkwelle 28 auszuüben.
In der ersten Ausführungsform ist die Lenkwelle 28 mit einem Lenkwinkelsensor 50 versehen, um einen Drehwinkel der Lenkwelle als einen Einschlagwinkel θ zu erfassen. Ein Lenkmomentsensor 52 zum Erfassen eines Lenkmoments T ist auf der Ritzelwelle 34 vorgesehen. Der Lenkmomentsensor 52 kann an der Lenkwelle 28 vorgesehen sein. Ein Signal, das einen Einschlagwinkel θ anzeigt, und ein Signal, das ein Lenkmoment T anzeigt, werden der EPS-Steuereinheit 14 eingelesen. Das Fahrzeug 18 ist mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 54 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V versehen. Ein Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigt, wird ebenfalls der EPS-Steuereinheit 14 eingelesen. Ein Lenkwinkel θ und ein Lenkmoment T nehmen im Fall des Lenkens in der Richtung der Kurvenfahrt des Fahrzeugs nach links positive Werte an. Dies gilt auch für berechnete Werte wie den Solleinschlagwinkel θlkat und ein Sollantriebshilfslenkmoment Tds, die später beschrieben werden.
Zudem ist das Fahrzeug 18 mit einer CCD-Kamera 60 versehen, um ein Bild vor dem Fahrzeug aufzunehmen, und ein Wählschalter 62 ist vorgesehen, um auszuwählen, ob eine Trajektoriensteuerung (Spurhalteassistenzsteuerung) zum Fahren des Fahrzeugs entlang eines Zielkurses (einer Zieltrajektorie) durchzuführen ist, was als „LKA-Steuerung“ bezeichnet wird. Der Wählschalter 62 wird durch einen Insassen des Fahrzeugs betätigt und zwischen einer Betätigungsposition (EIN), in der die LKA-Steuerung von der Fahrtsteuereinheit 16 ausgeführt wird, und einer nicht betätigten Position (AUS) umgeschaltet, in der die LKA-Steuerung nicht ausgeführt wird. Ein Signal, das eine Bildinformation vor dem Fahrzeug anzeigt, die von der CCD-Kamera 60 aufgenommen ist, und ein Signal, das die Position (EIN oder AUS) des Wählschalters 62 anzeigt, werden der Fahrtsteuereinheit 16 eingelesen.
Signale, die für die Fahrtunterstützungssteuerung des Fahrzeugs nötige Bewegungszustandsgrößen des Fahrzeugs 18 anzeigen, wie eine Gierrate sowe Längs- und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs 18, werden von der Vorrichtung 64 zur Erfassung einer Bewegungszustandsgröße auch der Fahrtsteuereinheit 16 eingelesen. Bildinformationen vor dem Fahrzeug und Informationen über eine Fahrspur können durch andere Vorrichtungen als die CCD-Kamera 60 aufgenommen werden, oder können durch eine Kombination der CCD-Kamera 60 mit anderen Vorrichtungen aufgenommen werden.
Die EPS-Steuereinheit 14 und die Fahrtsteuereinheit 16 umfassen jeweils einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und einer Ein-/Ausgabeanschlussvorrichtung, die miteinander durch einen bidirektionalen gemeinsamen Bus (common bus") verbunden sind. Die EPS-Steuereinheit 14 und die Fahrtsteuereinheit 16 tauschen erforderliche Informationen durch Kommunikation miteinander aus. Der vorstehend erläuterte Ausbau der Fahrunterstützungsvorrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform ist in den später beschriebenen anderen Ausführungsformen gleich.
Wie später genau beschrieben wird, berechnet die Fahrtsteuereinheit 16 einen Solleinschlagwinkel θlkat, um das Fahrzeug zu veranlassen, passend zum in 2 gezeigten Ablaufplan entlang des Zielkurses zu fahren. Zudem berechnet die Fahrtsteuereinheit 16 das LKA-geregelte Lenkmoment Tds zum Einstellen eines Einschlagwinkels θ auf den Solleinschlagwinkel θlkat. Die EPS-Steuereinheit 14 berechnet ein endgültiges Sollassistenzmoment Tatf als Summe eines Solllenkassistenzmoments zum Verbessern des Lenkgefühls des Fahrers und des Lenkmoments Tds für die LKA-Steuerung nach dem in 5 gezeigten Ablaufplan. Zudem steuert die EPS-Steuereinheit 14 die elektrische Servolenkvorrichtung 12 so, dass ein Lenkassistenzmoment Ta dem endgültigen Solllenkassistenzmoment Tatf entspricht.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung zu erkennen ist, kooperieren die Fahrtsteuereinheit 16 und die EPS-Steuereinheit 14 miteinander, um die LKA-Steuerung auszuführen, die eine Fahrtsteuerung ist, um das Fahrzeug dazu zu veranlassen, entlang des Sollkurses so zu fahren, dass ein Fahrer beim Fahren unterstützt wird. In der LKA-Steuerung wird die Fahrspur auf der Grundlage einer Bildinformation vor dem Fahrzeug festgelegt, die von der CCD-Kamera 60 aufgenommen wird, und eine Solltrajektorie wird als ein Sollkurs festgelegt, der durch die Mitte der Fahrspur geht. Die Solltrajektorie kann jedoch eine Linie sein, die durch eine Position außer der Mitte einer Fahrspur geht, oder kann eine Trajektorie sein, um zu verhindern, dass das Fahrzeug von der Fahrspur abkommt. Zudem kann selbst dann, wenn der Wählschalter 62 AUS ist, ein automatisches Lenken (Notfallvermeidungslenken) für ein Notausweichmanöver als Teil der Fahrunterstützungssteuerung durchgeführt werden, das beispielsweise ermöglicht, dass das Fahrzeug 18 an einem Hindernis vor dem Fahrzeug vorbeifährt, auch wenn die LKA-Steuerung durchgeführt wird, wenn der Wählschalter 62 auf „EIN“ steht.
Insbesondere berechnet die Fahrtsteuereinheit 16 wie später genau beschrieben eine Krümmung R der Solltrajektorie und eine seitliche Abweichung Y und eine Gierwinkelabweichung φ des Fahrzeugs 18 gegenüber der Solltrajektorie, und berechnet basierend auf diesen Werten eine Sollquerbeschleunigung Gyt des Fahrzeugs, um das Fahrzeug entlang der Solltrajektorie zu fahren. Zudem berechnet die Fahrtsteuereinheit 16 einen Solleinschlagwinkel θlkat als Einschlagwinkel zum Einstellen einer Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs auf die Sollquerbeschleunigung Gyt. Wenn eine Größe der seitlichen Abweichung Y oder der Gierwinkelabweichung φ einen Referenzwert übersteigt, korrigiert die Fahrtsteuereinheit 16 die Größe der seitlichen Abweichung Y oder der Gierwinkelabweichung φ so, dass diese kleiner wird, um die Sollquerbeschleunigung Gyt zu berechnen.
<Berechnung des Lenkmoments Tds für die LKA-Steuerung>
Als Nächstes wird anhand der in 2 bis 4 gezeigten Ablaufpläne das Berechnungssteuerprogramm des Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung in der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Steuerung bzw. Regelung nach den Ablaufplänen, die in den 2 bis 4 gezeigt sind, wird wiederholt in vorab festgelegten Zeitintervallen durch die Fahrtsteuereinheit 16 ausgeführt, wenn ein (nicht gezeigter) Zündschalter eingeschaltet ist. Man bemerke, dass die Steuerung bzw. Regelung nach den Ablaufplänen, die in den 2 bis 4 gezeigt sind, einfach als „LKA-Steuerung“ bezeichnet wird.
Zuerst wird in Schritt 10 bestimmt, ob die LKA-Steuerung ausgeführt wird oder nicht. Wenn ein positives Urteil gefällt wird, geht die LKA-Steuerung zu Schritt 30 weiter, und wenn ein negatives Urteil gefällt wird, wird das Lenkmoment Tds der LKA-Steuerung in Schritt 20 auf 0 gesetzt, wonach die LKA-Steuerung zu Schritt 160 weiter geht. Man bemerke, dass die LKA-Steuerung durchgeführt wird, wenn der Wählschalter 62 eingeschaltet ist, und vorab festgelegte Zulässigkeitsbedingungen (z.B., dass die EPS-Steuereinheit 14 normal arbeitet) und Ausführbarkeitsbedingungen erfüllt sind (ist es z.B. möglich, eine Fahrspur festzulegen, indem eine weiße Linie auf einer Straße erkannt wird).
In Schritt 30 wird eine Solltrajektorie des Fahrzeugs entlang einer befahrenen Straße durch Analysieren einer Bildinformation vor dem Fahrzeug 18 bestimmt, die von der CCD-Kamera 60 oder dergleichen aufgenommen wird. Zudem werden eine seitliche Abweichung Y, die eine seitliche Abweichung des Fahrzeugs 18 gegenüber der Solltrajektorie ist, und die Gierwinkelabweichung φ berechnet, die ein Winkel ist, der durch die Längsrichtung des Fahrzeugs 18 gegenüber der Solltrajektorie gebildet wird. In der ersten Ausführungsform sind sowohl ein Sollwert einer Querposition des Fahrzeugs 18 gegenüber der Solltrajektorie als auch ein Sollwert eines Winkels zwischen der Längsrichtung des Fahrzeugs 18 und der Solltrajektorie 0. Zumindest einer dieser Werte darf nicht 0 sein.
Die Bestimmung einer Solltrajektorie des Fahrzeugs 18 kann basierend auf Information einer Navigationsvorrichtung durchgeführt werden, die nicht in den Figuren gezeigt ist, oder basierend auf einer Kombination einer Analyse von Bildinformation mit Information von einer Navigationsvorrichtung. Zudem sind eine Seitenabweichung Y und eine Gierwinkelabweichung φ Parameter, die nötig sind, um die Trajektoriensteuerung durchzuführen, um das Fahrzeug dazu zu veranlassen, entlang einer Solltrajektorie zu fahren, doch da der Berechnungsvorgang nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, können diese Parameter auf beliebige Weise berechnet werden.
In Schritt 40 wird bestimmt, ob ein Flag F 1 ist oder nicht, das heißt, ob eine Bestimmung eines Steuernotwenigkeitsgrads U im nachstehend beschriebenen Schritt 80 abgeschlossen ist. Wenn ein zustimmendes Urteil gefällt wird, geht die LKA-Steuerung zu Schritt 90 weiter, und wenn ein negatives Urteil gefällt wird, geht die LKA-Steuerung zu Schritt 50 weiter.
In Schritt 50 wird bestimmt, ob der Lenkvorgang vom Fahrer gestartet wurde oder nicht, und ob der Lenkvorgang beendet ist. Wenn ein zustimmendes Urteil gefällt wurde, wird das Flag F in Schritt 60 auf 1 gesetzt, und danach geht die LKA-Steuerung zu Schritt 80 weiter. Wenn andererseits ein negatives Urteil gefällt wird, wird der Grad U der Steuernotwendigkeit in Schritt 70 auf den Grad geringer Notwendigkeit (UL) festgelegt, und danach geht die LKA-Steuerung zu Schritt 90 weiter.
In Schritt 80 wird entsprechend dem in 3 gezeigten Ablaufplan bestimmt, ob der Grad U der Steuernotwendigkeit entweder die geringe Notwendigkeit (UL), die mittlere Notwendigkeit (UM) oder die hohe Notwendigkeit (UH) ist. Man bemerke, dass der Grad U der Steuernotwendigkeit ein Indexwert ist, der die Notwendigkeit anzeigt, den Fahrzustand des Fahrzeugs 18 schnell durch die LKA-Steuerung auf die Solltrajektorie zu bringen.
In Schritt 90 werden Kennfelder zur Korrektur der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ entsprechend dem Grad U der Steuernotwendigkeit, der in Schritt 80 bestimmt wird, jeweils aus den Kennfeldern ausgewählt, die in 7A bis 7C und in 8D bis 8F gezeigt sind. Zudem werden jeweils eine korrigierte seitliche Abweichung Ya und eine korrigierte Gierwinkelabweichung φa durch Bezug auf die ausgewählten Kennfelder auf der Grundlage der seitlichen Abweichung Y und des Gierwinkels φ berechnet. Man bemerke, dass in den 7A bis 7C und den 8D bis 8F die abwechselnd lang und zwei Mal kurz gestrichelte Linien anzeigen, dass eine korrigierte seitliche Abweichung Ya und eine korrigierte Gierwinkelabweichung φ jeweils gleich der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ sind.
Wie in den 7A bis 7C gezeigt wird in dem Bereich, in dem eine Größe der seitlichen Abweichung Y gleich oder kleiner als ein Referenzwert Y0 (ein positiver Wert) der seitlichen Abweichung ist, eine korrigierte seitliche Abweichung Ya auf denselben Wert wie die seitliche Abweichung Y berechnet. In dem Bereich, in dem ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y den Referenzwert Y0 übersteigt, wird jedoch eine korrigierte seitliche Abweichung Ya so berechnet, dass ihr Absolutwert kleiner als der Absolutwert der seitlichen Abweichung Y ist. Der Absolutwert des Referenzwerts Y0 sinkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, und steigt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit steigt. Der Grad, in dem eine korrigierte seitliche Abweichung Ya relativ zur seitlichen Abweichung Y sinkt, steigt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, und sinkt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit steigt. In dem Bereich, in dem eine Größe der seitlichen Abweichung Y den Referenzwert Y0 übersteigt, kann die korrigierte seitliche Abweichung Ya ein konstanter Wert sein.
In ähnlicher Weise wird wie in den 8D bis 8F gezeigt in dem Bereich, in dem eine Größe der Gierwinkelabweichung φ gleich groß wie oder kleiner als ein Referenzwert φ0 (ein positiver Wert) der Gierwinkelabweichung ist, eine korrigierte Gierwinkelabweichung φa auf denselben Wert berechnet wie die Gierwinkelabweichung φ. In dem Bereich jedoch, in dem ein Absolutwert der Gierwinkelabweichung φ den Referenzwert φ0 übersteigt, wird eine korrigierte Gierwinkelabweichung φa so berechnet, dass ihr Absolutwert kleiner als der Absolutwert der Gierwinkelabweichung φ ist. Der Absolutwert des Referenzwerts φ0 sinkt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, und steigt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit steigt. Das Ausmaß, in dem eine korrigierte Gierwinkelabweichung φa relativ zur Gierwinkelabweichung φ sinkt, steigt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, und sinkt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit steigt. In dem Bereich, in dem eine Größe der Gierwinkelabweichung φ den Referenzwert φ0 übersteigt, kann die korrigierte Gierwinkelabweichung φ ein konstanter Wert sein.
In Schritt 100 wird nach dem in 4 gezeigten Ablaufplan die Solländerungsgröße Δθlkat des Einschlagwinkels θ, die zum Fahren des Fahrzeugs entlang der Solltrajektorie nötig ist, auf der Grundlage der korrigierten seitlichen Abweichung Ya und der korrigierten Gierwinkelabweichung φa berechnet. Die Solländerungsgröße Δθlkat des Einschlagwinkels θ wird als ein Wert berechnet, der zur Solländerungsgröße des Einschlagwinkels der Vorderräder 20FL und 20FR passt, die lenkbare Räder sind.
In Schritt 110 wird ein Solllenkmoment Tds für die LKA-Steuerung als ein Moment passend zu einer Antriebskraft zum Ändern des Einschlagwinkels θ um die Solländerungsgröße Δθlkat durch eine PID-Kompensationsrechnung basierend auf der Solländerungsgröße Δθlkat berechnet.
Wenn Schritt 110 abgeschlossen ist, geht die LKA-Steuerung zu Schritt 160 weiter, und in Schritt 160 wird ein Signal, das das Solllenkmoment Tds der LKA-Steuerung anzeigt, von der LKA-Steuereinheit 16 an die EPS-Steuereinheit 14 ausgeben.
In Schritt 170 wird bestimmt, ob eine Bedingung (Steuerendbedingung) zum Rücksetzen des Flags F auf 0 erfüllt ist. Wenn ein negatives Urteil gefällt wird, wird die LKA-Steuerung einmal beendet, und wenn ein positives Urteil gefällt wird, wird das Flag in Schritt 180 auf 0 zurückgesetzt und dann wird die LKA-Steuerung einmal beendet. Es kann bestimmt werden, dass die Rücksetzbedingung erfüllt ist, wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y und der Absolutwert der Gierwinkelabweichung φ gleich groß wie oder kleiner als jeweilige Beendigungsreferenzwerte werden, oder wenn eine vorab festgelegte Zeit verstrichen ist, seit der Lenkvorgang durch den Fahrer beendet wurde.
<Bestimmung des Grads U der Steuernotwendigkeit >
Als Nächstes wird anhand des in 3 gezeigten Ablaufplans ein in Schritt 80 ausgeführtes Bestimmungsprogramm für den Grad U der Steuernotwendigkeit beschrieben.
Zuerst wird in Schritt 81 ein zweiter Zeitpunkt T2 eingestellt, indem eine erste Zeit ΔT1 auf der Grundlage der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ abgeschätzt wird, die im vorstehend beschriebenen Schritt 40 berechnet wurden. Die erste Zeit ΔT1 ist ein Zeitabschnitt zwischen der Jetztzeit (dem ersten Zeitpunkt T1) und einem Zeitpunkt, an dem ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y und ein Absolutwert der Gierwinkelabweichung φ auf Werte gesunken sind, die gleich groß wie oder kleiner als die jeweiligen Beendigungsreferenzwerte durch die LKA-Steuerung sind, in der die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ korrigiert sind (siehe 18).
In Schritt 82 wird ein dritter Zeitpunkt T3 (= T2 + ΔT2) als eine Zeit festgelegt, nach der die zweite Zeitdauer ΔT2 (eine positive Konstante) seit dem zweiten Zeitpunkt T2 verstrichen ist. Nebenbei bemerkt kann die zweite Zeitdauer ΔT2 variabel beispielsweise so festgelegt sein, dass sie zunimmt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt.
In Schritt 83 wird eine Krümmung ρ der Solltrajektorie für jede Solltrajektorie berechnet, für die abgeschätzt wird, dass das Fahrzeug 18 in dem Bereich vom zweiten Zeitpunkt T2 zum dritten Zeitpunkt T3 in vorab festgelegten Zeitabständen durchfährt.
In Schritt 84 wird wie in 9 gezeigt der größte Absolutwert aus den in Schritt 73 berechneten Krümmungen ρ der Solltrajektorie als ein Maximalwert pmax der Krümmung der Solltrajektorie bestimmt. 9 ist ein Schaubild, das ein Beispiel einer Änderung des Absolutwerts eines Unterschieds (ρ - ρ1) mit dem Verstreichen der Zeit zeigt, wobei die horizontale Achse die Zeit wiedergibt und die vertikale Achse einen Absolutwert des Unterschieds (ρ - ρ1) zwischen der Krümmung ρ der Solltrajektorie zu jedem vorab festgelegten Zeitpunkt und der Krümmung ρ1 der Solltrajektorie zum ersten Zeitpunkt T1 wiedergibt.
In Schritt 85 wird der Grad U der Steuernotwendigkeit gemäß der nachstehenden Gleichung (1) berechnet. In der nachstehenden Gleichung (1) ist b eine positive Konstante und Tmax ist die Zeit vom ersten Zeitpunkt T1 bis zum Zeitpunkt, an dem die Krümmung ρ der Solltrajektorie den Maximalwert pmax erreicht. Wie in 9 gezeigt ist die Steuernotwendigkeit eine Neigung der geraden Linie L, die den Koordinatenpunkt (T1 b) mit dem Punkt Pmax des Absolutwerts der Differenz pmax -ρ1 verbindet. $U = (| ρ max - ρ 1 | - b) / (Tmax - T 1)$
In Schritt 86 wird bestimmt, ob der Grad U der Steuernotwendigkeit entweder die geringe Notwendigkeit (UL), die mittlere Notwendigkeit (UM), oder die hohe Notwendigkeit (UH) ist. Genauer gesagt wird eine geringe Notwendigkeit (UL) bestimmt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit gleich oder kleiner als ein Referenzwert U1 (eine positive Konstante) ist, die mittlere Notwendigkeit (UM) wird erkannt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit größer als der Referenzwert U1 ist und gleich groß wie oder kleiner als ein Referenzwert U2 ist (eine positive Konstante, die größer als der Referenzwert U1 ist), und wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit größer als der Referenzwert U2 ist, wird eine hohe Notwendigkeit (UH) erkannt.
<Berechnung der Solländerungsgröße Δθlkat>
Als Nächstes wird mit Bezug auf den in 4 gezeigten Ablaufplan ein Berechnungsprogramm der Solländerungsgröße Δθlkat beschrieben, das in Schritt 100 ausgeführt wird.
Zuerst wird in Schritt 102 eine Krümmung R (ein Kehrwert eines Radius) der Solltrajektorie auf eine im Stand der Technik bekannte Weise berechnet.
In Schritt 104 wird eine Sollquerbeschleunigung Gyt auf der Grundlage der Krümmung R, der korrigierten seitlichen Abweichung Ya, die in Schritt 90 berechnet wird, und der korrigierten Gierwinkelabweichung φa als eine Zustandsgröße des Fahrzeugs 18 berechnet, die nötig ist, um das Fahrzeug entlang der Solltrajektorie zu fahren. Die Sollquerbeschleunigung Gyt kann durch eine Funktion der Krümmung R, der korrigierten seitlichen Abweichung Ya und der korrigierten Gierwinkelabweichung φa berechnet werden. Alternativ kann ein Kennfeld festgelegt werden, das eine Beziehung zwischen der Krümmung R, der korrigierten seitlichen Abweichung Ya und der korrigierten Gierwinkelabweichung φa und der Sollquerbeschleunigung Gyt zeigt, und die Sollquerbeschleunigung Gyt kann aus dem Kennfeld berechnet werden.
In Schritt 106 wird ein Solleinschlagwinkel θlkat für die Trajektoriensteuerung anhand des in 10 gezeigten Kennfelds basierend auf der Sollquerbeschleunigung Gyt und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrzeugs berechnet. Wie in 10 gezeigt wird ein Solllenkwinkel θlkat so berechnet, dass die Größe des Solleinschlagwinkels umso größer ist, je größer der Absolutwert der Sollquerbeschleunigung Gyt ist, und so, dass die Größe des Solleinschlagwinkels umso geringer ist, je höher eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
In Schritt 108 wird eine Solländerungsgröße Δθlkat, die die Korrekturgröße eines Einschlagwinkels θ ist, die benötigt wird, um das Fahrzeug 18 dazu zu veranlassen, entlang der Solltrajektorie zu fahren, als ein Unterschied (θlkat - θ) zwischen dem Solleinschlagwinkel θlkat und dem Einschlagwinkel θ berechnet.
<Lenkassistenzmomentensteuerung>
Als Nächstes wird das Lenkassistenzmomentensteuerprogramm der ersten Ausführungsform mit Bezug auf den in 5 gezeigten Ablaufplan beschrieben. Die Steuerung nach dem in 5 gezeigten Ablaufplan wird wiederholt in einem vorab festgelegten Zeitintervall durch die EPS-Steuereinheit 14 ausgeführt, wenn der (nicht gezeigte) Zündschalter eingeschaltet ist.
Zuerst wird in Schritt 210 das in 11 gezeigte Kennfeld auf der Grundlage eines Lenkmoments T und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V verwendet, um ein Sollbasislenkassistenzmoment Tab zu berechnen, um die Lenkbelastung des Fahrers zu verringern. Wie in 11 gezeigt wird das Sollbasislenkassistenzmoment Tab so berechnet, dass der Absolutwert steigt, wenn der Absolutwert des Lenkmoments T steigt, und der Absolutwert steigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V sinkt.
In Schritt 220 wird beispielsweise eine Lenkwinkelgeschwindigkeit θd als ein nach der Zeit abgeleiteter Wert eines Einschlagwinkels θ berechnet, und basierend auf der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V wird Bezug auf das in 12 gezeigte Kennfeld genommen, wodurch ein Solldämpfungsmoment Tdt berechnet wird, das die Komponente der Lenkassistenzmomentendämpfungssteuerung ist. Das Solldämpfungsmoment Tdt wird so berechnet, dass ein Absolutwert des Solldämpfungsmoments Tdt steigt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, der Absolutwert steigt, wenn der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd steigt, falls die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd kleiner als der Referenzwert θd0 (ein positiver Wert) ist, und der Solldämpfungsmoment ist ein konstanter Wert, wenn der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd gleich groß wie oder größer als der Referenzwert θd0 ist.
In Schritt 230 wird ein Sollreibmoment Tft, das die Reibsteuerkomponente des Lenkassistenzmoments ist, passend zum in 6 gezeigten Ablaufplan berechnet. Das Solldämpfungsmoment Tdt ist ein Moment zum Verringern des Wackelns bzw. Vibrierens des Lenkrads 22, und das Sollreibmoment Tft ist ein Moment, um dem Lenken einen ausgeglichenen Widerstand entgegenzusetzen, und beide wirken als ein Widerstands- bzw. Schleppmoment gegen einen Lenkvorgang.
In Schritt 240 wird ein endgültiges Solllenkhilfsmoment Tatf als Summe (Tab + Tdt + Tf + Tds) des Sollbasislenkassistenzmoments Tab, des Solldämpfungsmoments Tdt, des Sollreibmoments Tft und des Solllenkmoments Tds der LKA-Steuerung berechnet. Die Summe des Sollbasislenkassistenzmoments Tab, des Solldämpfungsmoments Tdt und des Sollreibmoments Tft ist ein Solllenkassistenzmoment Tat zum Verringern der Lenklast des Fahrers und zum Verbessern des Lenkgefühls des Fahrers. Daher wird das endgültige Solllenkassistenzmoment Tatf als die Summe des Solllenkassistenzmoments Tat und des Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung berechnet. Das Solllenkassistenzmoment Tat ist nicht auf die Summe der Drehmomente beschränkt und kann als eine Summe beliebiger Momente berechnet werden, die als Stand der Technik bekannt sind.
In Schritt 250 wird die Servolenkvorrichtung 12 auf der Grundlage des endgültigen Solllenkassistenzmoments Tatf so gesteuert, dass das Lenkassistenzmoment Ta der Servolenkvorrichtung 12 zum endgültigen Solllenkassistenzmoment Tatf passt. Folglich passt das Lenkassistenzmoment zum Solllenkassistenzmoment Tat und das Lenkmoment der LKA-Steuerung wird so gesteuert, dass es das Solllenkmoment Tds ist. Daher wird durch Steuern einer Änderungsgröße des Einschlagwinkels θ auf die Solländerungsgröße Δθlkat der Einschlagwinkel der Vorderräder 20FL und 20FR, die als lenkbare Räder dienen, durch die Solländerungsgröße passend zur Solländerungsgröße Δθlkat geändert.
<Berechnung des Sollreibmoments Tft>
Als Nächstes wird anhand des in 6 gezeigten Ablaufplans das in Schritt 230 ausgeführte Berechnungsprogamm des Sollreibmoments Tft beschrieben.
Zuerst wird in Schritt 231 auf der Grundlage eines Absolutwerts des Einschlagwinkels θ und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V ein Sollbasisreibmoment Tfbt aus dem in 13 gezeigten Kennfeld berechnet. Wie in 13 gezeigt wird das Sollreibmoment Tft so berechnet, dass es zunimmt, wenn der Absolutwert des Einschlagwinkels θ zunimmt, und auch zunimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt.
Obwohl dies in den Figuren nicht gezeigt ist, steigt ein Selbstausrichtungsmoment bzw. Rückstellmoment Tsat, wenn ein Absolutwert des Einschlagwinkels θ steigt, falls sich eine Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem mittleren bis hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich befindet. Daher wird das Sollreibmoment Tft so berechnet, dass es einen größeren Wert aufweist, wenn ein Absolutwert des Einschlagwinkels θ größer ist, um die nötige Lenkkraft in dem Bereich zu verringern, in dem eine Größe des Einschlagwinkels θ groß ist, und die Konvergenz des Lenkens zu verbessern. Zudem steigt das Selbstausrichtungsmoment Tsat, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt. Daher wird das Sollreibmoment Tft auf einen größeren Wert berechnet, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist, so dass eine nötige Lenkkraft bei einer Fahrt mit mittler bis hoher Geschwindigkeit verringert wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist, um die Konvergenz des Lenkens zu verbessern und um den Lenkwiderstand während einer Fahrt mit geringer Geschwindigkeit zu verringern.
In Schritt 232 wird ein Solleinschlagwinkel θt zum Steuern des Reibmoments berechnet. Nebenbei bemerkt kann der Solllenkwinkel θt beispielsweise nach einem im Stand der Technik bekannten Verfahren berechnet werden.
In Schritt 233 wird ein Sollzusatzreibmoment Tct auf der Grundlage des Einschlagwinkels θ und des Solleinschlagwinkels θt nach der nachstehenden Formel (2) berechnet. Die Verstärkung K in der nachstehenden Gleichung (2) ist ein positiver Wert. Wie aus der nachstehenden Gleichung (2) zu erkennen, ist das Vorzeichen des Sollzusatzreibmoments Tct, also seine Wirkrichtung, durch die Beziehung zwischen den Größen des Einschlagwinkels θ und des Solleinschlagwinkels θt bestimmt. $Tct = K (θ t - θ)$
In Schritt 234 wird eine Drehmomentverstärkung Kt aus dem in 14 gezeigten Kennfeld auf der Grundlage eines Absolutwerts des Lenkmoments T berechnet. Wenn der Absolutwert des Lenkmoments T kleiner als ein Referenzwert T0 (ein positiver Wert) ist, wird die Drehmomentverstärkung Kt im Bereich zwischen 0 und 1, aber unter 1 umso höher, je höher der Absolutwert des Lenkmoments T ist, und wenn der Absolutwert des Lenkmoments T gleich groß wie oder größer als der Referenzwert T0 ist, beträgt die Drehmomentverstärkung 1.
In Schritt 235 wird das Sollzusatzreibmoment Tct durch Multiplizieren des Sollhilfsreibmoments Tct mit der Drehmomentverstärkung Kt korrigiert.
In Schritt 236 wird das korrigierte Sollzusatzreibmoment Tct so tiefpassgefiltert, dass das Sollreibmoment Tft als das Sollzusatzreibmoment Tctf nach dem Tiefpassfiltern zum Entfernen von Hochfrequenzrauschkomponenten berechnet wird.
<Betrieb der ersten Ausführungsform>
Der Betrieb der Fahrunterstützungsvorrichtung 10 nach der wie vorstehend beschrieben aufgebauten ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf verschiedene Fälle beschrieben.
<Wenn die LKA-Steuerung nicht ausgeführt wird>
Wird die LKA-Steuerung nicht ausgeführt, so wird in Schritt 10 des in 2 gezeigten Ablaufplans ein negatives Urteil gefällt, und das Solllenkmoment Tds für die LKA-Steuerung wird in Schritt 20 auf 0 gestellt. In Schritt 240 des in 5 gezeigten Ablaufplans wird das endgültige Solllenkassistenzmoment Tatf so berechnet, dass es denselben Wert wie das Solllenkassistenzmoment Tat alleine hat, so dass die Steuerung des Einschlagwinkels der Vorderräder 20FL und 20FR durch die LKA-Steuerung nicht ausgeführt wird.
<Während der LKA-Steuerung>
Wird die LKA-Steuerung ausgeführt, so wird in Schritt 10 des in 2 gezeigten Ablaufplans ein zustimmendes Urteil gefällt, und in den Schritten 30 bis 110 wird das Solllenkmoment Tds der LKA-Steuerung zum Fahren des Fahrzeugs entlang der Solltrajektorie berechnet. In Schritt 240 des in 5 gezeigten Ablaufplans wird das endgültige Solllenkassistenzmoment Tatf als die Summe des Solllenkassistenzmoments Tat und des Solllenkmoments Tds so berechnet, dass der Einschlagwinkel der Vorderräder 20FL und 20FR durch die LKA-Steuerung gesteuert bzw. geregelt wird.
<Vor dem Start des Lenkens oder während des Lenkens>
In dem Fall, in dem kein Lenkvorgang durch einen Fahrer gestartet wird, und in dem Fall, in dem ein Lenkvorgang vom Fahrer durchgeführt wird, das heißt in der Situation vor dem zweiten Zeitpunkt T2 werden in den Schritten 40 und 50 des in 2 gezeigten Ablaufplans negative Urteile gefällt. Daher werden die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ jeweils entsprechend den Kennfeldern korrigiert, die in den 7A und 8D gezeigt sind, weil in Schritt 70 der Grad U der Steuernotwendigkeit auf den Grad geringer Notwendigkeit (UL) eingestellt ist.
<Nach dem Ende des Lenkens>
Wenn das Lenken durch den Fahrer beendet ist, wird in Schritt 40 ein negatives Urteil gefällt, aber in Schritt 50 wird ein zustimmendes Urteil gefällt, und nachdem das Flag F in Schritt 60 auf 1 gesetzt ist, wird in Schritt 80 der Grad U der Steuernotwendigkeit bestimmt. Danach wird in Schritt 40 ein zustimmendes Urteil gefällt, weil das Flag F auf 1 gehalten wird, bis in Schritt 170 ein zustimmendes Urteil gefällt wird, und in Schritt 90 werden die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ jeweils passend zu den in den 7A bis 7C und den 8D bis 8F gezeigten Kennfeldern, basierend auf dem Grad U der Steuernotwendigkeit, korrigiert.
Wie in den 15 und 16 gezeigt kann ein Lenken vom Fahrer während der Ausführung der LKA-Steuerung durchgeführt werden, und eine Fahrtroute 100 des Fahrzeugs 18 kann von der Solltrajektorie 102 abweichen, was dazu führt, dass eine Größe der seitlichen Abweichung Y und/oder eine Größe der Gierwinkelabweichung φ steigen kann. Wenn eine Größe der seitlichen Abweichung Y und/oder eine Größe der Gierwinkelabweichung φ zunehmen, nimmt ein Betrag der Solländerungsgröße Δθlkat des Einschlagwinkels θ zu, und ein Betrag des Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung nimmt ebenfalls zu. Wenn der/die Fahrende beabsichtigt, das Fahrzeug entlang einer Fahrtroute zu fahren, die sich von der Solltrajektorie unterscheidet, lenkt er oder sie gegen das Einschlagmoment passend zum Solllenkmoment Tds.
Wie in 15 gezeigt steigt ein Betrag des Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung entsprechend, wenn der Betrag der seitlichen Abweichung Y aufgrund des Lenkens durch den Fahrer während der Ausführung der LKA-Steuerung steigt. Als ein Ergebnis werden die Vorderräder 20FL und 20FR durch das Einschlagmoment entsprechend dem Solleinschlagmoment Tds so gelenkt, dass die Fahrtroute 100 des Fahrzeugs 18 allmählich mit der Solltrajektorie 102 zusammenfällt.
Ebenso nimmt ein Betrag des Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung wie in 16 gezeigt entsprechend zu, wenn eine Größe der seitlichen Abweichung Y und ein Betrag der Gierwinkelabweichung φ aufgrund des Lenkens durch den Fahrer während der Ausführung der LKA-Steuerung zunimmt. Folglich werden die Vorderräder 20FL und 20FR durch das Lenkmoment entsprechend dem Solllenkmoment Tds so gelenkt, dass die Fahrtroute 100 des Fahrzeugs 18 allmählich mit der Solltrajektorie 102 zusammenfällt und ein Betrag der Gierwinkelabweichung φ allmählich sinkt.
Das Solllenkmoment Tds für die LKA-Steuerung unterscheidet sich abhängig von einem Zustand des Lenkens durch den Fahrer und dem Grad U der Steuernotwendigkeit. Der Fall wird beispielhaft beschrieben, in dem das Fahrzeug 18 wie in 18 gezeigt fährt. In 18 wird angenommen, dass der Fahrer das Lenken zur Zeit T0 startet, der Fahrer das Lenken zum ersten Zeitpunkt T1 abschließt, und die Absolutwerte der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ am zweiten Zeitpunkt T2 gleich groß wie oder kleiner als die damit verbundenen Beendigungsreferenzwerte werden.
Wenn das Lenken durch den Fahrer am ersten Zeitpunkt T1 in einer Situation endet, in der eine Größe der seitlichen Abweichung Y groß ist, ist eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße Δθlkat groß, während ein Lenkmoment T durch das Lenken des Fahrers bei 0 liegt. Der Betrag Y der seitlichen Abweichung sinkt, und die Vorderräder 20FL und 20FR werden durch das Lenkmoment gelenkt, das zum großen Solllenkmoment Tds passt, sodass die Fahrtroute 100 des Fahrzeugs 18 zur Solltrajektorie 102 passt. Daher können sich die Insassen des Fahrzeugs unbehaglich fühlen, weil das Fahrzeug 18, wie durch die abwechselnd lang und doppelt kurz gestrichelte Linie in 18 gezeigt, in der Querrichtung mit einer relativ hohen Geschwindigkeit zur Solltrajektorie 102 hinbewegt wird. Das gilt auch, wenn ein Betrag der Gierwinkelabweichung φ groß ist.
Andererseits werden nach der ersten Ausführungsform die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ in Schritt 90 des in 5 gezeigten Ablaufplans korrigiert. Das heißt, wenn eine Größe der seitlichen Abweichung Y den Referenzwert Y0 übersteigt, wird die korrigierte seitliche Abweichung Ya, deren Größe verringert wurde, unter Verwendung des in den 7A bis 7C gezeigten Kennfelds berechnet. Ebenso wird die korrigierte Gierwinkelabweichung cpa, deren Betrag verringert wurde, anhand des in den 8D bis 8F gezeigten Kennfelds berechnet, wenn eine Größe der Gierwinkelabweichung φ den Referenzwert φ0 übersteigt. In Schritt 100 wird eine Solländerungsgröße Δθlkat des Einschlagwinkels θ auf der Grundlage der korrigierten seitlichen Abweichung Ya und der korrigierten Gierwinkelabweichung φa berechnet.
Daher sinkt eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße Δθlkat in der Situation, in der ein Betrag der seitlichen Abweichung Y und/oder der Betrag der Gierwinkelabweichung φ groß ist im Vergleich zu dem Fall, in dem die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ nicht korrigiert werden. Daher sinkt auch eine Größe des Solllenkmoments Tds. Demgemäß kann eine Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels verringert werden, weil die Vorderräder 20FL und 20FR sanft gelenkt werden. Folglich wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 18 in der Querrichtung nach dem Beenden des Lenkens durch den Fahrer verringert, und die Wahrscheinlichkeit kann verringert werden, dass der/die Insasse(n) des Fahrzeugs sich unbehaglich fühlt/fühlen.
Zudem kann der Verringerungsbetrag der Reduzierung der Größe der Solländerungsgröße Δθlkat erhöht werden, wenn die Beträge der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ steigen, weil die Verringerungskorrekturgrößen der Beträge der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ größer sind, wenn die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ größer sind. Daher ist es möglich, effektiv die Änderung des Einschlagwinkels der Vorderräder in einer Situation abzuschwächen, in der die Beträge der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ groß sind, während verhindert wird, dass die Größe der Änderung der Einschlagwinkel der Vorderräder 20FL und 20FR in einer Situation unnötig klein werden, in der die Beträge der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ klein sind.
Nach der ersten Ausführungsform wird in Schritt 80 der Grad U der Steuernotwendigkeit bestimmt, und in Schritt 90 werden die Kennfelder zur Korrektur der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ nach dem Grad U der Steuernotwendigkeit aus den in den 7A bis 7C und den in den 8D bis 8F gezeigten Kennfeldern ausgewählt. Wie in den 7A bis 7C und den 8D bis 8F gezeigt ist der Grad der Verringerung des Betrags durch die Korrektur der seitlichen Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ kleiner, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit höher ist.
In einem Fall, in dem eine Größe der Krümmung ρ der Solltrajektorie 104 an einer Position klein ist, von der angenommen wird, dass sich das Fahrzeug am dritten Zeitpunkt dort befindet, und der Grad U der Steuernotwendigkeit der Grad geringer Notwendigkeit (UL) ist, werden die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ anhand der in den 8D bis 8F gezeigten Kennfelder mit einem großen Grad der Verringerung des Betrags korrigiert. Daher ist es wie durch die Solltrajektorie 102, die durch die durchgezogene Linie in 18 gezeigt ist, möglich, effektiv eine Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 18 in der Querrichtung zu verringern, und effektiv die Möglichkeit zu verringern, dass sich die Insassen des Fahrzeugs unbehaglich fühlen.
Wenn andererseits eine Größe der Krümmung ρ der Solltrajektorie 102 in einer Position, von der abgeschätzt wird, dass sich das Fahrzeug 18 am dritten Zeitpunkt T3 dort befindet, groß ist und der Grad U der Steuernotwendigkeit die hohe Notwendigkeit (UH) ist, werden die Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ unter Verwendung der in 7C und 8F gezeigten Kennfelder korrigiert, die einen kleinen Grad der Betragsverringerung aufweisen. Als ein Ergebnis steigt ein Betrag der Solländerungsgröße Δθlkat und eine Größe des Solllenkmoments Tds steigt im Vergleich zu dem Fall, in dem der Grad U der Steuernotwendigkeit die geringe Notwendigkeit (UL) ist. Daher kann das Fahrzeug 18 wie durch die gestrichelte Trajektorie 102 in 18 gezeigt effizient in der Querrichtung bewegt werden, um die Fahrtroute 100 des Fahrzeugs so zu verändern, dass sie früher mit der Solltrajektorie zusammenfällt, während die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass der/die Insassen sich unbehaglich fühlen können. Daher ist es selbst dann, wenn die Krümmung ρ der Solltrajektorie 102 nach dem zweiten Zeitpunkt T2 groß ist, möglich, effektiv das Fahrzeug 18 so zu steuern, dass es entlang der Solltrajektorie 102 fährt.
Wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit die mittlere Notwendigkeit (MH bzw. UM) ist, liegt der Grad der Verringerung der Beträge der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ zwischen dem Grad, wenn der Grad der Steuerabweichung U die geringe Abweichung (UL) ist, und den Grad, wenn der Grad der Steuerabweichung U die hohe Abweichung (UH) ist. Daher liegt die Fahrtroute 100 des Fahrzeugs zwischen der Route, die durch den durchgezogenen Linienpfeil in 18 gezeigt wird, und der Route, die durch den gestrichelten Linienpfeil in 18 gezeigt wird.
Insbesondere ist nach der ersten Ausführungsform wie in 7A bis 7C und 8D bis 8F gezeigt der Grad der Verringerung der Beträge durch die Korrektur der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ größer, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist. Daher kann das Fahrzeug in einen Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, in den die Wahrscheinlichkeit der Verschlechterung der Stabilität des Fahrzeugs 18 selbst dann gering ist, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs durch die Steuerung des Lenkwinkels der Vorderräder durch die LKA-Steuerung geändert wird, effektiv so gesteuert werden, dass es entlang der Solltrajektorie fährt. Umgekehrt kann die Änderung des Fahrzustands des Fahrzeugs durch die LKA-Steuerung in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit moderat gestaltet werden, indem effektiv eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße Δθlkat und die Größe des Solllenkmoments Tds verringert wird, und es ist möglich, effektiv die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Stabilität des Fahrzeugs aufgrund der LKA-Steuerung schlechter wird.
Zudem ist 17 ein Schaubild, das ein Beispiel einer Änderung der seitlichen Abweichung Y des Fahrzeugs in der ersten Ausführungsform verglichen mit verschiedenen Vergleichsbeispielen zeigt. In 17 zeigt die durchgezogene Linie einen Fall, in dem der Grad der Verringerung der Größe der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ in der ersten Ausführungsform groß ist, und die gestrichelte Linie zeigt einen Fall, in dem der Grad der Verringerung der Größe der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ klein ist. Die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Line und die Zweipunktstrichlinie zeigen einen Fall des Vergleichsbeispiel, in dem nicht die Größen der seitlichen Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ verringert werden, sondern ein Betrag des Reibmoments erhöht wird, das als ein Widerstandsmoment gegen das Lenken der Vorderräder wirkt. Insbesondere zeigen die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie und die Zweipunktstrichlinie jeweils Fälle, in denen der Betrag des Reibmoments groß bzw. klein ist.
Wenn der Betrag des Reibmoments groß ist, neigt die Größe der seitlichen Abweichung Y dazu, gleich zu bleiben, ohne ausreichend zu sinken, und wenn die Größe des Reibmoments klein ist, wird die Änderung der Größe der seitlichen Abweichung Y abrupt und neigt leicht zum Auftreten eines Überschießens. Andererseits ist es nach der ersten Ausführungsform möglich, die Wahrscheinlichkeit des Auftritts von Problemen zu verringern, die im Vergleichsbeispiel einfach auftreten können. Anders gesagt kann die Fähigkeit des Fahrzeugs, der Solltrajektorie zu folgen, im Vergleich zu dem Fall verbessert werden, in dem die Größe des Drehmoments steigt, das als ein Widerstandsmoment gegen das Lenken der Vorderräder wirkt.
[Zweite Ausführungsform]
19 ist ein Ablaufplan, der den Hauptteil des Berechnungssteuerprogramms des Lenkmoments Tds der LKA-Steuerung in der zweiten Ausführungsform zeigt. In 19 werden dieselben Schrittnummern wie jene, die in 2 gezeigt sind, denselben Schritten wie jenen zugeordnet, die in 2 gezeigt sind. Dies gilt auch für die später beschriebene dritte Ausführungsform und die ersten bis dritten modifizierten Beispiele.
Wie aus einem Vergleich zwischen 19 und 2 erkennbar ist, werden in der zweiten Ausführungsform die Schritte 10 bis 80 in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt. Schritt 90 der ersten Ausführungsform wird nicht ausgeführt, und wenn in Schritt 40 ein zustimmendes Urteil gefällt wird, oder wenn Schritt 70 oder 80 abgeschlossen ist, geht die LKA-Steuerung zum Schritt 85 weiter. Beim Abschluss des Schritts 85 wird nach dem Ausführen der Schritte 95 und 105 der Schritt 115 anstelle des Schritts 110 in der ersten Ausführungsform ausgeführt. Zudem wird die Lenkassistenzmomentensteuerung passend zum in 5 gezeigten Ablaufplan wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt.
In Schritt 85 wird eine Sollquerbeschleunigung Gyt als eine Sollkurvenfahrgröße des Fahrzeugs berechnet, die nötig ist, um das Fahrzeug 18 in gleicher Weise wie in Schritt 62 in der ersten Ausführungsform auf der Solltrajektorie zu fahren. Zudem wird der Solllenkwinkel θlkat für die Trajektoriensteuerung basierend auf der Sollquerbeschleunigung Gyt des Fahrzeugs und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V in gleicher Weise wie in Schritt 64 in der ersten Ausführungsform berechnet.
In Schritt 95 wird eine Solländerungsgröße Δθlkat des Einschlagwinkels θ als ein Unterschied (θlkat - θ) zwischen dem Solleinschlagwinkel θlkat und dem derzeitigen Einschlagwinkel θ berechnet.
In Schritt 105 wird entsprechend dem in Schritt 80 bestimmten Grad U der Steuernotwendigkeit ein Kennfeld zur Korrektur der Solländerungsgröße Δθlkat aus den in 20G bis 20I gezeigten Kennfeldern ausgewählt. Zudem wird anhand des ausgewählten Kennfelds auf der Grundlage der Sollsteuergröße Δθlkat eine korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata berechnet.
Wie in den 20G bis 20I gezeigt ist in dem Bereich, in dem ein Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat gleich groß wie oder kleiner als ein Referenzwert Δθ0 (ein positiver Wert) der Solländerungsgröße ist, die korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata gleich groß wie die Solländerungsgröße Δθlkat. In dem Bereich, in dem ein Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat den Referenzwert Δθ0 übersteigt, wird jedoch die korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata so berechnet, dass ihr Absolutwert kleiner als der Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat ist. Der Absolutwert des Referenzwerts Δθ0 sinkt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, und steigt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit steigt, und das Ausmaß steigt, in dem die korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata relativ zur Solländerungsgröße Δθlkat sinkt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, und sinkt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit steigt. Es sei angemerkt, dass die korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata in dem Bereich, in dem eine Größe der Solländerungsgröße Δθlkat den Referenzwert Δθ0 übersteigt, ein konstanter Wert sein kann.
In Schritt 115 wird durch eine PID-Kompensationsberechnung auf der Grundlage der korrigierten Solländerungsgröße Δθlkata ein Lenkmoment Tds der LKA-Steuerung als ein Lenkhilfsmoment berechnet, das zum Ändern des Einschlagwinkels θ um die korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata nötig ist.
Nach der zweiten Ausführungsform wird ein Solleinschlagwinkel θlkat der Trajektoriensteuerung im Schritt 158 unabhängig vom Zustand des Lenkens durch den Fahrer und dem Grad U der Steuernotwendigkeit berechnet. Im Schritt 95 wird eine Solländerungsgröße Δθlkat des Einschlagwinkels θ berechnet. Wenn das Lenken durch den Fahrer während der Ausführung der LKA-Steuerung beendet wird und der Grad der Steuernotwendigkeit U bestimmt wird, wird ein Kennfeld zum Korrigieren der Solländerungsgröße Δθlkat im Schritt 105 auf der Grundlage des Grads U der Steuernotwendigkeit aus den Kennfeldern ausgewählt, die in den 20G bis 20I gezeigt sind. Zudem wird eine korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata berechnet, indem die Solländerungsgröße Δθlkat entsprechend dem ausgewählten Kennfeld korrigiert wird. Wie in den 20G bis 20I gezeigt ist die Größe des Verringerungskorrekturbetrags durch die Korrektur der Solländerungsgröße Δθlkat größer, wenn ein Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat größer ist, und der Grad der Verringerung der Größe durch die Korrektur der Solländerungsgröße Δθlkat ist kleiner, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit höher ist.
Wenn ein Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat den Referenzwert übersteigt, wird daher die Größe des Betrags der Solländerungsgröße Δθlkat auf der Grundlage der Solländerungsgröße Δθlkat verringert. Wenn der Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat am Ende des Lenkens durch den Fahrer den Referenzwert übersteigt, kann folglich die Größe des Betrags der Solländerungsgröße Δθlkat verringert werden, was ermöglicht, die Änderung des Lenkwinkels der Vorderräder 20FL und 20FR zu moderieren bzw. abzuschwächen, die basierend auf der Solländerungsgröße Δθlkat gesteuert wird. Weil der Grad der Verringerung der Solländerungsgröße Δθlkat steigt, wenn der Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat steigt, kann der Grad der Verringerung der Solländerungsgröße Δθlkat erhöht werden, wenn der Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat größer ist. Daher ist es möglich, die Änderung des Einschlagwinkels der Vorderräder 20FL und 20FR in einer Situation effektiv zu moderieren, in der der Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat groß ist, während verhindert wird, dass die Solländerungsgröße Δθlkat sich unnötig in einer Situation verringert, in der der Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat klein ist.
Wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit die geringe Notwendigkeit (UL) ist, wird die Solländerungsgröße Δθlkat unter Verwendung des in 20G gezeigten Kennfelds mit einem großen Grad der Größenverringerung korrigiert. Daher ist es möglich, effektiv den Betrag der korrigierten Solländerungsgröße Δθlkata und den Betrag des Solleinschlagmoments Tds zu verringern, wenn ein Absolutwert der Solländerungsgröße Δθlkat größer als der Referenzwert Δθ0 ist. Daher ist es möglich, effektiv die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 18 in der Querrichtung zu verringern, und effektiv das Risiko zu verringern, dass sich der Insasse des Fahrzeugs unbehaglich fühlt.
Andererseits wird die Solländerungsgröße Δθlkat unter Verwendung des in 20I gezeigten Kennfelds mit einem kleinen Grad der Größenverringerung korrigiert, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit die hohe Notwendigkeit (UH) ist. Als ein Ergebnis sind die Größe des korrigierten Betrags der Solländerungsgröße Δθlkata und die Größe des Solllenkmoments Tds im Vergleich zu dem Fall größer, in dem der Grad U der Steuernotwendigkeit die geringe Notwendigkeit (UL) ist. Daher ist es möglich, effizient das Fahrzeug 18 in der Querrichtung zu bewegen, während die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass sich der/die Insasse(n) unbehaglich fühlt/fühlen, so dass die Fahrtroute 100 des Fahrzeugs schnell dazu veranlasst werden kann, mit der Solltrajektorie 102 zusammenzufallen. Folglich ist es selbst dann, wenn eine Krümmung ρ der Solltrajektorie groß ist, nachdem die befahrene Straße des Fahrzeugs mit der Solltrajektorie zusammenfällt, möglich, effektiv das Fahrzeug so zu steuern, dass es auf der Solltrajektorie fährt.
Wenn der Grad der Steuernotwendigkeit U die mittlere Notwendigkeit (MH) ist, liegt der Grad der Größenverringerung des Betrags der Solländerungsgröße Δθlkat durch die Korrektur zwischen dem Grad, bei der der Grad der Steuernotwendigkeit U die geringe Notwendigkeit (UL) ist, und dem Grad, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit die hohe Notwendigkeit (UH) ist. Daher befindet sich die Fahrtroute des Fahrzeugs zwischen der Route, die durch den durchgezogenen Pfeil in 18 gezeigt ist, und der Route, die durch den gestrichelten Pfeil in 18 gezeigt ist.
Insbesondere ist der Grad der Größenverringerung durch die Korrektur der Solländerungsgröße Δθlkat nach der zweiten Ausführungsform wie in 20G bis 20I gezeigt größer, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist. Daher ist es in einem Bereich geringer Fahrzeuggeschwindigkeit, in dem die Wahrscheinlichkeit der Stabilitätsverringerung des Fahrzeugs selbst dann gering ist, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs 18 durch die Steuerung des Einschlagwinkels der Vorderräder durch die LKA-Steuerung geändert wird, möglich, effektiv das Fahrzeug so zu steuern, dass es auf der Solltrajektorie fährt. Dagegen kann im Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit durch effektives Verringern des Betrags der korrigierten Solländerungsgröße Δθlkata und der Größe des Solllenkmoments Tds die Änderung des Fahrzustands des Fahrzeugs durch die LKA-Steuerung moderiert bzw. abgeschwächt werden, und es ist möglich, effektiv die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich die Stabilität des Fahrzeugs durch die LKA-Steuerung verschlechtert.
Nach der zweiten Ausführungsform ist es wie in der ersten Ausführungsform selbst dann, wenn die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ aufgrund des Lenkens durch einen Fahrer steigen, auch nach dem Abschluss des Lenkens möglich, die Fahrtrajektorie des Fahrzeugs dazu zu veranlassen, mit der Solltrajektorie zusammenzufallen, während die Änderung der Größe der Abweichung Y und der Gierwinkelabweichung φ verringert wird. In diesem Fall wird die Größe des Betrags der Solländerungsgröße Δθlkata des Einschlagwinkels verringert und korrigiert, wodurch die Änderung der Größe des Einschlagwinkels verringert wird. Daher kann die Fahrtroute des Fahrzeugs 18 zu der Zeit, zu der die Beendigungsbedingung erfüllt ist, wie durch eine gestrichelte Linie in 21 gezeigt etwas von der Solltrajektorie 102 abweichen. Es ist jedoch möglich, verlässlich die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der Insasse/die Insassen des Fahrzeugs sich aufgrund einer zu starken schnellen Drehung des Lenkrads 22 unbehaglich fühlt/fühlen.
In der zweiten Ausführungsform wird die korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata auf der Grundlage der Solländerungsgröße Δθlkat anhand der in den 20G bis 20I gezeigten Kennfelder berechnet. Die korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata kann jedoch als eine Funktion der Solländerungsgröße Δθlkat und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet werden.
[Dritte Ausführungsform]
22 ist ein Ablaufplan, der den Hauptteil des Berechnungssteuerprogramms des Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung in der dritten Ausführungsform zeigt.
In der dritten Ausführungsform werden die Schritte 10 bis 80, 100 und 110 in gleicher Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt. Schritt 90 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird nicht ausgeführt, und wenn in Schritt 40 ein zustimmendes Urteil gefällt wird, oder wenn Schritt 70 oder 80 abgeschlossen ist, geht die LKA-Steuerung zu Schritt 100 weiter. Zudem wird auch in der dritten Ausführungsform die Lenkassistenzsteuerung wie in der ersten Ausführungsform passend zum in 5 gezeigten Ablaufplan ausgeführt.
Beim Abschluss des Schritts 110 geht die LKA-Steuerung zu Schritt 120 weiter. In Schritt 120 wird beispielsweise die Lenkwinkelgeschwindigkeit θd als ein Wert der Ableitung des Lenkwinkels θ nach der Zeit berechnet, und das in 23 gezeigte Kennfeld wird auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und der Fahrzeuggeschwindigkeit V eingesetzt, wodurch ein Solldämpfungsmoment Tdt' berechnet wird, das eine der gesteuerten Variablen gegen das Lenken der Vorderräder durch die LKA-Steuerung ist. Das Solldämpfungsmoment Tdt' steigt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, und steigt, wenn der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd steigt, falls ein Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd kleiner als ein Referenzwert θd0' (ein positiver Wert) ist, und falls ein Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit θd gleich oder größer als der Referenzwert θd'0 ist, wird das Solldämpfungsmoment als ein konstanter Wert berechnet.
In Schritt 125 wird ein Kennfeld zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten Kd passend zum Grad der Steuernotwendigkeit U, der in Schritt 80 bestimmt wird, aus den in den 24J bis 24L gezeigten Kennfeldern ausgewählt. Durch Bezugnahme auf das ausgewählte Kennfeld auf der Grundlage eines Absolutwerts der seitlichen Abweichung Y wird ein Korrekturkoeffizient Kd berechnet. Wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y kleiner als ein erster Referenzwert Yd1 (ein positiver Wert) ist, ist der Korrekturkoeffizient Kd 0. Wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y gleich groß wie oder größer als ein zweiter Referenzwert Yd2 (ein positiver Wert größer als Yd1) ist, ist der Korrekturkoeffizient Kd ein maximaler konstanter Wert. Wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y gleich oder größer als der erste Referenzwert Yd1 und kleiner als der zweite Referenzwert Yd2 ist, steigt der Korrekturkoeffizient Kd, wenn der Absolutwert der seitlichen Abweichung Y in dem Bereich zwischen 0 und einem Betrag unter dem Maximalwert steigt. Der erste Referenzwert Yd1 und der zweite Referenzwert Yd2 sinken, wenn der Grad der Steuernotwendigkeit U steigt, und der Maximalwert sinkt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit steigt. Zumindest der erste Referenzwert Yd1 oder der zweite Referenzwert Yd2 kann jedoch konstant sein.
In Schritt 130 wird ein korrigiertes Dämpfungsmoment Tdds als Produkt (Tdt` × Kd) des Solldämpfungsmoments Tdt' und des Korrekturkoeffizienten Kd berechnet.
In Schritt 135 wird das Sollzusatzreibmoment Tct, das in Schritt 233 des in 6 gezeigten Ablaufplans berechnet wird, auf das Sollreibmoment Tft' eingestellt, das eine der gesteuerten Variablen gegen das Lenken der Vorderräder durch die LKA-Steuerung ist. Das Sollreibmoment Tft' kann auf einen Wert berechnet werden, der sich vom Sollzusatzreibmoment Tct in gleicher Weise unterscheidet wie die Berechnungsweise des Sollzusatzreibmoments Tct.
In Schritt 140 wird ein Kennfeld zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten Kf entsprechend des in Schritt 80 bestimmten Grads U der Steuernotwendigkeit aus den in den 25M bis 25O gezeigten Kennfeldern ausgewählt. Durch Bezugnahme auf das ausgewählte Kennfeld auf der Grundlage eines Absolutwerts der seitlichen Abweichung Y wird ein Korrekturkoeffizient Kf berechnet. Wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y kleiner als ein erster Referenzwert Yf1 (ein positiver Wert) ist, beträgt der Korrekturkoeffizient Kf 0. Wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y gleich groß wie oder größer als ein zweiter Referenzwert Yf2 (ein positiver Wert größer als Yf1) ist, ist der Korrekturkoeffizient Kf ein maximaler konstanter Wert. Wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y größer als der oder gleich dem Referenzwert Yf1 und kleiner als der zweite Referenzwert Yf2 ist, steigt der Korrekturkoeffizient Kf, wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y in dem Bereich zwischen 0 und einem Betrag unter dem Maximalwert steigt. Der erste Referenzwert Yf1 und der zweite Referenzwert Yf2 sinken, wenn der Grad der Steuernotwendigkeit U steigt, und der Maximalwert sinkt, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit steigt. Zumindest entweder der erste Referenzwert Yf1 oder der zweite Referenzwert Yf2 kann jedoch konstant sein.
In Schritt 145 wird ein korrigiertes Sollreibmoment Tfds als ein Produkt (Tft` × Kf) des Sollreibmoments Tft' und des Korrekturkoeffizienten Kf berechnet.
In Schritt 150 wird das Solllenkmoment Tds für die LKA-Steuerung auf eine Summe des Solllenkmoments Tds, das in Schritt 110 berechnet wird, des korrigierten Solldämpfungsmoments Tdds, das in Schritt 130 berechnet wird, und des korrigierten Solllenkmoments Tfds, das in Schritt 145 berechnet wird, korrigiert.
Nach der dritten Ausführungsform wird eine Solländerungsgröße Δθlkat des Lenkwinkels θ in Schritt 100 unabhängig vom Zustand des Lenkens durch einen Fahrer und des Grads U der Steuernotwendigkeit berechnet. In Schritt 110 wird ein Solllenkmoment Tds für die LKA-Steuerung berechnet, und zudem werden Schritt 120 und die nachfolgenden Schritte ausgeführt. Insbesondere wird in Schritt 120 ein Solldämpfungsmoment Tdt' berechnet und in Schritt 135 wird ein Sollreibmoment Tft' eingestellt.
Wenn das Lenken durch den Fahrer während der Ausführung der LKA-Steuerung endet und der Grad U der Steuernotwendigkeit bestimmt wird, wird in einem Schritt 125 ein Kennfeld zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten Kd aus den in den 24J bis 24L gezeigten Kennfeldern basierend auf dem Grad U der Steuernotwendigkeit ausgewählt. Auf der Grundlage eines Absolutwerts der seitlichen Abweichung Y wird der Korrekturkoeffizient Kd unter Verwendung des ausgewählten Kennfelds berechnet. Zudem wird in Schritt 130 ein korrigiertes Solldämpfungsmoment Tdds als ein Produkt des Solldämpfungsmoments Tdt' und des Korrekturkoeffizienten Kd berechnet. Wie in den 24J bis 24L gezeigt steigt der Grad, in dem der Betrag des korrigierten Solldämpfungsmoments Tdds durch den Korrekturkoeffizienten Kd erhöht wird, wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y steigt. Der Grad, um den ein Betrag des korrigierten Solldämpfungsmoments Tdds durch den Korrekturkoeffizienten Kd verringert wird, ist größer, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit höher ist.
Zudem wird in Schritt 140 basierend auf dem Grad U der Steuernotwendigkeit ein Kennfeld zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten Kf aus den in 25M bis 25O gezeigten Kennfeldern ausgewählt. Basierend auf einem Absolutwert der seitlichen Abweichung Y wird ein Korrektureffizient Kf unter Verwendung des ausgewählten Kennfelds berechnet. Zudem wird in Schritt 145 ein korrigiertes Sollreibmoment Tfds als ein Produkt des Sollreibmoments Tft' und des Korrekturkoeffizienten Kf berechnet. Wie in den 25M bis 25O gezeigt steigt der Grad, in dem die Größe des korrigierten Sollreibmoments Tfds durch den Korrekturkoeffizienten Kf erhöht wird, wenn ein Absolutwert der seitlichen Abweichung Y steigt. Der Grad, um den ein Betrag des korrigierten Solldämpfungsmoments Tfds durch den Korrekturkoeffizienten Kf verringert wird, ist größer, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit höher ist.
Die Korrekturkoeffizienten Kd und Kf werden positiv, wenn der Absolutwert der seitlichen Abweichung Y jeweils die Referenzwerte Yd1 und Yf1 übersteigt, und steigen, wenn der Absolutwert der seitlichen Abweichung Y steigt. Daher ist es möglich, effektiv die Erhöhung der Kraft zum Lenken der Vorderräder zu verringern, und dadurch effektiv die Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der Vorderräder zu verringern, während verhindert wird, dass die Kraft zum Lenken der Vorderräder 20FL und 20FR in einer Situation unnötig klein wird, in der der Absolutwert der seitlichen Abweichung Y klein ist.
Wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit der geringe Grad (UL) ist, erhalten die Korrekturkoeffizienten Kd und Kf größere Werte, als dann, wenn der Grad U der Steuernotwendigkeit der hohen Notwendigkeit (UH) entspricht. Daher werden eine Größe des korrigierten Solldämpfungsmoments Tdds und eine Größe des korrigierten Sollreibmoments Tfds groß, und eine Größe des Widerstandsmoments bzw. Schleppmoments mit Bezug auf die Änderung des Einschlagwinkels der Vorderräder 20FL und 20FR durch das Solllenkmoment Tds wird groß. Daher ist es möglich, effektiv eine seitliche Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 18 zu reduzieren, nachdem das Lenken durch den Fahrer beendet ist, und effektiv das Risiko zu verringern, dass der Insasse/die Insassen des Fahrzeugs sich unbehaglich fühlen kann/können.
Wenn andererseits der Grad U der Steuernotwendigkeit die hohe Notwendigkeit (UH) ist, sind die Korrekturkoeffizienten Kd und Kf klein. Daher werden eine Größe des korrigierten Solldämpfungsmoments Tdds und eine Größe des korrigierten Sollreibmoments Tfds verringert, und eine Größe des Widerstandsmoments relativ zur Änderung des Lenkwinkels der Vorderräder 20FL und 20FR durch das Solllenkmoment Tds wird klein. Folglich ist es möglich, effizient das Fahrzeug 18 in der seitlichen Richtung zu bewegen, während die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass der Insasse/die Insassen des Fahrzeugs sich unbehaglich fühlt/fühlen, sodass eine Fahrtroute des Fahrzeugs dazu veranlasst werden kann, schnell auf die Solltrajektorie zu gelangen. Daher kann das Fahrzeug effektiv so gesteuert werden, dass es auf die Solltrajektorie fährt, selbst wenn eine Krümmung ρ der Solltrajektorie nach dem Zusammenfallen der befahrenen Straße bzw. des Kurses des Fahrzeugs mit der Solltrajektorie groß ist.
Wenn der Grad der Steuernotwendigkeit U die mittlere Notwendigkeit (MH) ist, liegen die Korrekturkoeffizienten Kd und Kf zwischen dem Wert, bei dem der Grad U der Steuernotwendigkeit die geringe Notwendigkeit (UL) ist, und dem Wert, bei dem der Grad U der Steuernotwendigkeit die hohe Notwendigkeit (UH) ist. Daher liegt die Fahrtroute des Fahrzeugs beispielsweise zwischen der Route, die durch den Pfeil mit durchgezogener Linie in 18 gezeigt ist, und der Route, die durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 18 gezeigt ist.
Insbesondere sind nach der dritten Ausführungsform, wie in den 24J bis 24L und den 25M bis 25O gezeigt, die Korrekturkoeffizienten Kd und Kf kleiner, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist. Daher kann das Fahrzeug in einem Bereich geringer Fahrzeuggeschwindigkeit, in dem die Wahrscheinlichkeit der Verschlechterung der Stabilität des Fahrzeugs selbst dann gering ist, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs 18 durch die Steuerung des Lenkwinkels der Vorderräder durch die LKA-Steuerung geändert wird, effektiv gesteuert werden, um entlang der Solltrajektorie zu fahren. Dagegen kann in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit durch effektives Verringern einer Größe der korrigierten Solländerungsgröße Δθlkata und einer Größe des Solllenkmoments Tds die Änderung des Fahrzustands des Fahrzeugs durch die LKA-Steuerung moderat gestaltet werden, und es ist möglich, effektiv die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Stabilität des Fahrzeugs aufgrund der LKA-Steuerung verringert werden kann.
Der Korrekturkoeffizient Kd wird auf der Grundlage der seitlichen Abweichung Y unter Verwendung des in 24J bis 24L gezeigten Kennfelds berechnet, und der Korrekturkoeffizient Kf wird auf der Grundlage der seitlichen Abweichung Y unter Verwendung des in den 25M bis 25O gezeigten Kennfelds berechnet. Zumindest einer der Korrekturkoeffizienten Kd und Kf kann jedoch basierend auf der Gierwinkelabweichung φ berechnet werden, oder kann basierend sowohl auf der seitlichen Abweichung Y als auch der Gierwinkelabweichung φ berechnet werden.
In den vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen wird eine Größe des Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung abnehmend korrigiert, oder ein Widerstandsmoment wird erzeugt, selbst wenn ein Lenken durch den Fahrer durchgeführt wird, falls eine Größe der Abweichung zwischen einem Indexwert eines Sollfahrzustands des Fahrzeugs und einem Indexwert eines tatsächlichen Fahrzustands größer ist. Daher ist es in einer Situation, in der eine Größe der Abweichung zwischen dem Indexwert des Sollfahrzustands des Fahrzeugs und dem Indexwert des tatsächlichen Fahrzustands größer ist, möglich, einen Betrag des Lenkmoments T, wenn ein Fahrer lenkt, im Vergleich zu einem Fall zu verringern, in dem eine Verringerung der Korrektur etc. des Betrags des Solllenkmoments Tds nicht durchgeführt wird.
Eine Größe des Solllenkmoments Tds kann jedoch wie in den nachstehend erläuterten ersten bis dritten Modifizierungen verringert werden oder ein Widerstandsmoment kann erst erzeugt werden, nachdem das Lenken durch den Fahrer beendet ist. In diesen Modifizierungsbeispielen ist es auch möglich, die Änderung des Lenkwinkels bzw. Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu moderieren, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der/die Insasse(n) des Fahrzeugs sich aufgrund einer plötzlichen Änderung des Fahrzustands des Fahrzeugs unbehaglich fühlt/fühlen.
[Erstes modifiziertes Beispiel]
26 ist ein Ablaufplan, der ein Berechnungssteuerprogramm eines Solllenkmoments Tds der LKA-Steuerung im ersten modifizierten Beispiel gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Im ersten modifizierten Beispiel werden eine korrigierte seitliche Abweichung Ya und eine korrigierte Gierwinkelabweichung φ bzw. Φa jeweils in Schritt 70a auf die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ bzw. Φ festgelegt, und danach geht die LKA-Steuerung zum Schritt 100 weiter, wenn in Schritt 50 ein negatives Urteil gefällt wird. Die anderen Schritte werden gleich wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt.
[Zweites modifiziertes Beispiel]
27 ist ein Ablaufplan, der den Hauptteil des Berechnungssteuerprogramms des Solllenkmoments Tds der LKA-Steuerung im zweiten modifizierten Beispiel passend zur zweiten Ausführungsform zeigt.
Im zweiten modifizierten Beispiel werden die Schritte 32 und 34, die jeweils den Schritten 85 und 95 in der zweiten Ausführungsform entsprechen, vor dem Schritt 40 durchgeführt. Wenn in Schritt 50 ein negatives Urteil gefällt wird, wird eine korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata in Schritt 70b auf die Solländerungsgröße Δθlkat eingestellt, und danach geht die LKA-Steuerung zum Schritt 115 weiter. Die anderen Schritte werden gleich wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt.
[Drittes modifiziertes Beispiel]
28 ist ein Ablaufplan, der den Hauptteil des Berechnungssteuerprogramms des Solllenkmoments Tds der LKA-Steuerung im dritten modifizierten Beispiel passend zur dritten Ausführungsform zeigt.
In einer dritten Modifizierung werden die Schritte 36 und 38, die jeweils den Schritten 100 und 110 in der dritten Ausführungsform entsprechen, vor Schritt 40 durchgeführt. Wenn in Schritt 50 ein negatives Urteil gefällt wird, werden die Schritte 146 und 147 ausgeführt, und wenn Schritt 147 abgeschlossen ist, geht die LKA-Steuerung zu Schritt 150 weiter. Die anderen Schritte werden in gleicher Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt.
In Schritt 146 wird wie in Schritt 120 in der dritten Ausführungsform basierend auf einer Lenkwinkelgeschwindigkeit θd und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V Bezug auf das in 23 gezeigte Kennfeld genommen, wodurch ein Solldämpfungsmoment Tdds berechnet wird, das eine der gesteuerten Variablen ist, die dem Lenken der Vorderräder durch die LKA-Steuerung entgegen wirken.
In Schritt 147 wird ähnlich wie in Schritt 135 in der dritten Ausführungsform ein Sollzusatzreibmoment Tct, das in Schritt 233 des in 6 gezeigten Ablaufplans berechnet wird, auf ein Sollreibmoment Tfds festgelegt, das eine der gesteuerten Variablen gegen die Lenkung der Vorderräder durch die LKA-Steuerung ist.
Nach den vorstehend beschriebenen ersten bis dritten modifizierten Beispielen wird die Größe des Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung während des Lenkens durch einen Fahrer nicht abnehmend korrigiert, und kein Widerstandsmoment erzeugt. Daher ist es möglich, eine Änderung des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu moderieren, wenn das Lenken durch den Fahrer abgeschlossen ist, während eine Änderung der Lenkeigenschaften aufgrund einer Verringerungskorrektur der Größe des Solllenkmoments Tds oder einer Erzeugung des Widerstandsmoments verhindert wird.
[Andere modifizierte Beispiele]
In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und modifizierten Beispiele wird der Grad U der Steuernotwendigkeit bestimmt, und das Kennfeld wird passend zum bestimmten Grad der Steuernotwendigkeit ausgewählt. Die Bestimmung des Grads der Steuernotwendigkeit U kann jedoch weggelassen werden. Z.B. wird in der ersten Ausführungsform und im ersten modifizieren Beispiel der Schritt 80 weggelassen und eine korrigierte seitliche Abweichung Ya und eine korrigierte Gierwinkelabweichung φa werden jeweils anhand des in 7A gezeigten Kennfelds und des in 8D gezeigten Kennfeld berechnet. In der zweiten Ausführungsform und im zweiten modifizierten Beispiel wird Schritt 80 weggelassen, und im Schritt 105 wird mit Bezug auf das in 23G gezeigte Kennfeld eine korrigierte Solländerungsgröße Δθlkata berechnet. In der dritten Ausführungsform und dem dritten modifizierten Beispiel wird Schritt 80 weggelassen, ein Korrekturkoeffizient Kd wird mit Bezug auf das in 24J gezeigte Kennfeld in Schritt 125 berechnet, und ein Korrekturkoeffizient Kf wird mit Bezug auf das in 25M gezeigte Kennfeld in Schritt 140 berechnet.
Nach diesen anderen modifizierten Beispielen kann die LKA-Steuerung im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen zugehörigen Ausführungsformen und modifizierten Beispielen vereinfacht werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen genau beschrieben wurde, ist es für Fachleute offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, und dass verschiedene andere Ausführungsformen im Bereich der vorliegenden Erfindung möglich sind.
Beispielsweise sind in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und modifizierten Beispiele die Indexwerte des Fahrzustands des Fahrzeugs die seitliche Abweichung Y und die Gierwinkelabweichung φ, aber eine davon kann weggelassen werden.
In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und den modifizierten Beispielen wird ein Kennfeld entsprechend dem bestimmten Grad U der Steuernotwendigkeit ausgewählt, und die korrigierte seitliche Abweichung Ya oder dergleichen wird anhand des ausgewählten Kennfelds berechnet. Ein Korrekturkoeffizient Ku zum Korrigieren der seitlichen Abweichung Y etc. kann jedoch auf der Grundlage des bestimmten Grads U der Steuernotwendigkeit berechnet werden, und eine korrigierte seitliche Abweichung Ya etc. kann als ein Produkt der seitlichen Abweichung Y etc. und des Korrekturkoeffizienten Ku berechnet werden.
In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird bei der Bestimmung des Grad U der Steuernotwendigkeit in Schritt 80 der dritte Zeitpunkt T3 als der Zeitpunkt festgelegt, an dem die zweite Zeit ΔT2 seit dem zweiten Zeitpunkt T2 verstrichen ist. Der dritte Zeitpunkt T3 kann jedoch so modifiziert sein, dass er als ein Zeitpunkt festgelegt ist, an dem das Fahrzeug eine vorab festgelegte Distanz von der Position des zweiten Zeitpunkts T2 zurückgelegt hat.
In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird das Programm zum Berechnen und Steuern des Solllenkmoments Tds für die LKA-Steuerung nach Ablaufplänen wie in den 2, 19 und 22 gezeigt durch die Fahrsteuereinheit 16 erreicht bzw. ausgeführt. Mindestens ein Teil des Programms zum Berechnen und Steuern des Solllenkmoments Tds kann jedoch so modifiziert sein, dass es durch die EPS-Steuereinheit 14 erzielt wird, und sowohl das Programm für die Rechnungssteuerung des Solllenkmoments Tds als auch das Programm zum Steuern des Lenkassistenzmoments, das in 5 gezeigt ist, können modifiziert sein, um durch eine Steuereinheit erzielt zu werden.
Außerdem können die vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen kombiniert implementiert werden und die vorstehend beschriebenen ersten bis dritten modifizierten Beispiele kombiniert implementiert werden, und eine beliebige der ersten bis dritten Ausführungsformen kann kombiniert mit einem der ersten bis dritten modifizierten Beispiele implementiert werden.
Zudem ist die Lenkvorrichtung in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und modifizierten Beispiele nicht mit einer Vorrichtung für ein variables Lenkübersetzungsverhältnis versehen, das die Lenkwelle auf der Seite der Ritzelwelle 34 relativ zur Lenkwelle auf der Seite des Lenkrads 22 relativ dreht. Die Fahrunterstützungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann jedoch für ein Fahrzeug eingesetzt werden, das mit einer Vorrichtung für ein variables Lenkübersetzungsverhältnis als einer Lenkvorrichtung versehen ist. In diesem Fall kann der Sollwinkel θpt der Ritzelwelle 34 als der Sollwert der LKA-Steuerung durch die Fahrsteuereinheit 16 berechnet werden. Zudem kann ein Solleinschlagwinkel θt als θpt - Δθ r berechnet werden, wobei Δθ r ein relativer Drehwinkel der Lenkwelle auf der Seite der Ritzelwelle 34 relativ zur Lenkwelle auf der Seite des Lenkrads 22 ist, der durch die Vorrichtung für ein variables Lenkübersetzungsverhältnis festgelegt wird.

Claims

Fahrunterstützungsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug (18), mit einer Lenkvorrichtung (42), die dazu aufgebaut ist, lenkbare Räder (20FL, 20FR) einzuschlagen, und einer Steuereinheit (14, 16), die dazu aufgebaut ist, eine Fahrtsteuerung auszuführen, in der ein Einschlagwinkel der lenkbaren Räder durch Steuern der Lenkvorrichtung so geändert wird, dass ein Fahrzustand des Fahrzeugs auf einer befahrene Straße zu einem Sollfahrzustand wird; wobei die Steuereinheit dazu aufgebaut ist, eine Abweichung zwischen einem Indexwert eines Sollfahrzustands des Fahrzeugs und einem Indexwert eines tatsächlichen Fahrzustands (Y, φ) zu berechnen, auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte eine Solländerungsgröße (Δθlka) eines Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu berechnen, und die Lenkvorrichtung so zu steuern, dass eine Änderungsgröße (Δθ) eines Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zur Solländerungsgröße passt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14, 16) dazu aufgebaut ist, eine Größe einer Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu beschränken, der durch die Fahrtsteuerung geändert wird, wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte einen damit verknüpften Referenzwert übersteigt.
Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14, 16) dazu aufgebaut ist, eine Solländerungsgröße (Δθlka) eines Einschlagwinkels auf der Grundlage einer Abweichung der Indexwerte (Y, φ) zu berechnen, deren Größe absenkend korrigiert wird, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte einen Referenzwert der Abweichung übersteigt, und wobei der Verringerungskorrekturbetrag der Größe der Abweichung der Indexwerte steigt, wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte steigt.
Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verringerungskorrekturbetrag der Größe der Abweichung der Indexwerte (Y, φ) größer ist, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) höher ist.
Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14, 16) dazu aufgebaut ist, eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße (Δθlka) des Einschlagwinkels auf der Grundlage des Betrags der Solländerungsgröße absenkend zu korrigieren, wenn die Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels einen Referenzwert des Betrags der Solländerungsgröße übersteigt, und wobei die Größe der Absenkung der Höhe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels größer ist, wenn eine Größe des Betrags der Solländerungsgröße des Einschlagwinkels größer ist.
Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verringerungskorrekturbetrag der Größe des Betrags der Solländerungsgröße (Δθlka) des Einschlagwinkels größer ist, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) höher ist.
Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung (42) dazu aufgebaut ist, eine Antriebskraft (Tab, Tds) zum Einschlagen der lenkbaren Räder (20FL, 20FR) und eine Widerstandskraft (Tdt, Tft) zu erzeugen, die dem Einschlagen der lenkbaren Räder entgegenwirkt, wobei die Steuereinheit (14, 16) dazu aufgebaut ist, die Lenkvorrichtung auf der Grundlage der Abweichung der Indexwerte (Y, φ) so zu steuern, dass während der Ausführung der Fahrtsteuerung eine Größe der Antriebskraft (Tds) zum Lenken der lenkbaren Räder steigt, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte steigt, und die Lenkvorrichtung so zu steuern, dass die Größe der Widerstandskraft größer ist, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte den Referenzwert der Abweichung übersteigt, als wenn die Größe der Abweichung der Indexwerte gleich groß wie oder kleiner als der Referenzwert der Abweichung ist, und wobei eine Größe der Widerstandskraft steigt, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte steigt.
Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung (42) eine Servolenkvorrichtung (12) ist, die dazu aufgebaut ist, die lenkbaren Räder einzuschlagen, indem ein Lenkassistenzmoment erzeugt wird, und wobei die Steuereinheit (14, 16) dazu aufgebaut ist, eine Größe mindestens eines Dämpfungsmoments (Tdt) oder eines Reibmoments (Tft) basierend auf der Abweichung der Indexwerte zu steuern, die Komponenten der Widerstandskraft des Lenkassistenzmoments sind.
Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14, 16) dazu aufgebaut ist, die Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder (20FL, 20FR) zu beschränken, die durch die Fahrtsteuerung geändert wird, wenn eine Größe der Abweichung der Indexwerte (Y, φ) den Referenzwert der Abweichung während eines Zeitabschnitts vom Ende des Lenkens durch den Fahrer bis zur Erfüllung einer vorab festgelegten Beendigungsbedingung während der Ausführung der Fahrtsteuerung übersteigt.
Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14, 16) dazu aufgebaut ist, Information über eine befahrene Straße aufzunehmen, eine Solltrajektorie des Fahrzeugs basierend auf Information über die befahrene Straße festzulegen, und als Indexwert mindestens eine seitliche Abweichung (Y) des Fahrzeugs relativ zur Solltrajektorie oder eine Gierwinkelabweichung (φ) zu berechnen, die ein Winkel zwischen der Solltrajektorie und einer Längsrichtung des Fahrzeugs (18) ist.
Fahrunterstützungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14, 16) dazu aufgebaut ist, Information über eine befahrene Straße aufzunehmen, eine Solltrajektorie des Fahrzeugs auf der Grundlage der Information über die befahrene Straße einzustellen, als eine erste Krümmung (p0) eine Krümmung einer Solltrajektorie an einer Position abzuschätzen, an der sich das Fahrzeug (18) zu einem ersten Zeitpunkt (T0 bzw. T1) befindet, an dem der Lenkvorgang abgeschlossen ist, wenn der Lenkvorgang durch den Fahrer während der Ausführung der Fahrtsteuerung beendet wird, als eine zweite Krümmung entweder eine Krümmung der Solltrajektorie an der Position, an der sich das Fahrzeug nach einer Abschätzung zu einem dritten Zeitpunkt (T2 bzw. T3) befindet, nachdem eine vorab festgelegte Zeit (ΔT) seit einem zweiten Zeitpunkt (T1 bzw. T2) verstrichen ist, an der abgeschätzt wird, dass die Größe der Abweichung der Indexwerte gleich groß wie oder kleiner als ein Endreferenzwert ist, oder eine Krümmung (p) der Solltrajektorie an einer abgeschätzten Position abzuschätzen, an der sich das Fahrzeug zu einem vierten Zeitpunkt befindet, zu dem das Fahrzeug eine vorab festgelegten Strecke nach dem zweiten Zeitpunkt (T2) gefahren ist, und einen Grad der Begrenzung der Größe der Zeitänderungsrate des Einschlagwinkels der lenkbaren Räder zu verringern, wenn eine Größe eines Unterschieds zwischen der zweiten und der ersten Krümmung ansteigt.