DE112007001737B4

DE112007001737B4 - Fahrzeugsteuersystem

Info

Publication number: DE112007001737B4
Application number: DE112007001737.6T
Authority: DE
Inventors: Kenji Nakajima; Toshihide Satake; Hiroshi Fujioka; Takanori Matsunaga; Masahiko Kurishige
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP2008081006A; CN101489848A; DE112007001737T5; US8155818B2; WO2008038713A1; US20090204284A1; KR20090027646A

Abstract

Fahrzeugsteuersystem mit:
einer Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung (15), die im Betrieb ein tatsächliches Straßenbelag-Gegendrehmoment, das von einem Reifen (9) des Fahrzeugs auf einem Straßenbelag verursacht ist, erfasst;
einer Lenkwinkel-Erfassungseinrichtung (5), die im Betrieb einen Lenkwinkel (θ) eines Lenkrads (2) des Fahrzeugs erfasst;
einer Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung (10), die im Betrieb eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs erfasst;
einer Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung (16), die im Betrieb ein Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment, das einem linearen Straßenbelag-Gegendrehmoment entspricht, berechnet, durch Multiplikation des Lenkwinkels (θ) mit einer für die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit (V) vorbestimmen Konstanten (Kalign(V));
einer Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung (17), die im Betrieb einen Verhaltenszustand (Sb) des Fahrzeugs auf Grundlage des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments und dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment schätzt; und
einer Antriebskraft-Steuereinrichtung (18), die im Betrieb eine Antriebskraft des Fahrzeugs gemäß dem Verhaltenszustand steuert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem, das einen Verhaltenszustand des Fahrzeugs auf Grundlage wenigstens einer Abweichung oder eines Verhältnisses zwischen einem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment und einem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment schätzt und eine Antriebskraft des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem geschätzten Verhaltenszustand steuert, um eine Stabilität des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten.
Stand der Technik
Konventionelle Lösungen sind in einem Patentdokument 1 ( JP 2001-191820 A ) und in einem Patentdokument 2 ( JP 2003-312465 A ) angegeben. Diese konventionellen Lösungen werden eingangs kurz beschrieben.
Eine konventionelle Verhaltenssteuereinheit für ein Fahrzeug ist eine Verhaltenssteuereinheit mit einer Steuereinrichtung zum Schätzen eines Zustands des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, und zum Steuern eines Giergeschwindigkeitsverhaltens des Fahrzeugs auf Grundlage des Ergebnisses der Schätzung. Die Verhaltenssteuereinheit hat ein stufenloses Getriebe zum kontinuierlichen Variieren der Drehleistung eines Triebwerks bzw. einer Maschine. Die Steuereinrichtung steuert ein Verhalten des Fahrzeugs durch das stufenlose Getriebe.
Die Verhaltenssteuerung enthält Verhaltenssteuerungen durch die Maschine (Engine), eine Bremse und das stufenlose Getriebe. Die Priorität des Eingriffs der Verhaltenssteuerung ist in der Reihenfolge der Verhaltenssteuerung durch das stufenlose Getriebe, der Verhaltenssteuerung durch die Maschine und der Verhaltenssteuerung durch die Bremse festgelegt (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
Darüber hinaus enthält eine konventionelle Bewegungssteuereinheit für ein Fahrzeug eine Lenkkraftindex-Erfassungseinrichtung, eine Rückstelldrehmoment-Schätzeinrichtung, eine Fahrzeugzustandsquantitäts-Erfassungseinrichtung, eine Vorderradindex-Schätzeinrichtung, eine Grip-Performance-Schätzeinrichtung (bzw. Griffigkeitsleistungsfähigkeit-Schätzeinrichtung) und eine Steuereinrichtung.
Die Lenkkraftindex-Erfassungseinrichtung erfasst wenigstens einen von Lenkkraftindizes mit einem Lenkdrehmoment und einer Lenkkraft, die auf ein Lenksystem des Fahrzeugs angewendet ist. Die Rückstelldrehmoment-Schätzeinrichtung schätzt ein tatsächliches Rückstelldrehmoment (tatsächliches Straßenbelag-Gegendrehmoment), das an einem Vorderrad des Fahrzeugs erzeugt wird, auf Grundlage eines Erfassungssignals der Lenkkraftindex-Erfassungseinrichtung. Die Fahrzeugzustandsquantitäts-Erfassungseinrichtung erfasst eine Zustandsquantität des Fahrzeugs. Die Vorderradindex-Schätzeinrichtung erfasst wenigstens einen von Vorderradindizes mit einer Seitenkraft und einem Vorderrad-Rutschwinkel (bzw. Vorderrad-Schräglaufwinkel) an dem Vorderrad des Fahrzeugs auf Grundlage eines Erfassungssignals der Fahrzeugzustands-Quantitäts-Erfassungseinrichtung. Die Grip-Performance-Schätzeinrichtung schätzt eine Grip-Performance hinsichtlich wenigstens des Vorderrads des Fahrzeugs auf Grundlage einer Änderung des geschätzten tatsächlichen Rückstelldrehmoments hinsichtlich des geschätzten Vorderradindex. Die Steuereinrichtung steuert wenigstens eine Bremskraft für das Fahrzeug, einen Maschinenabtrieb oder eine Gangschaltungsposition gemäß dem Erfassungssignal der Fahrzeugzustands-Quantitäts-Erfassungseinrichtung (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
In der oben beschriebenen konventionellen Vorrichtung von Patentdokument 1 schätzt die Steuereinrichtung des Zustand des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, auf Grundlage einer Abweichung zwischen einer Zielgiergeschwindigkeit und einer tatsächlichen Giergeschwindigkeit, und führt die Verhaltenssteuerung aus, wenn ein unstabiler Zustand des Fahrzeugs, so wie ein Untersteuern oder ein Übersteuern, erfasst wird.
Mittels Ausführen der Verhaltenssteuerung durch das stufenlose Getriebe mit Priorität gegenüber der Verhaltenssteuerung durch die Bremse wird hier eine übermäßige Drehmomentreduzierung durch die Bremse verhindert, um einem Fahrer kein Unbehagen zu bringen. Mittels Ausführen der Verhaltenssteuerung durch das stufenlose Getriebe mit Priorität gegenüber der Verhaltenssteuerung durch die Maschine wird darüber hinaus verhindert, dass die Motorumdrehungen übermäßig reduziert werden.
In der oben beschriebenen konventionellen Vorrichtung von Patentdokument 1 wird jedoch der unstabile Zustand des Fahrzeugs auf Grundlage der Abweichung zwischen der Zielgiergeschwindigkeit und der tatsächlichen Giergeschwindigkeit erfasst. Deshalb wird die Verhaltenssteuerung ausgeführt, nachdem das Fahrzeug selbst in den unstabilen Zustand gerät.
Demgemäß gibt es ein Problem, dass eine Verzögerung bei dem Eingriff der Verhaltenssteuerung dem Fahrer ein Unbehagen bringt.
Um das Problem zu lösen, wird in der konventionellen Vorrichtung, die im oben beschriebenen Patentdokument 2 beschrieben ist, die Grip-Performance des Vorderrads auf Grundlage einer Änderung des tatsächlichen Rückstelldrehmoments hinsichtlich der Seitenkraft auf das Vorderrad des Fahrzeugs oder des Vorderrad-Rutschwinkels geschätzt, um den unstabilen Zustand des Fahrzeugs in einer frühen Stufe zu erfassen. Die geschätzte Grip-Performance wird zum Erfassen eines Fahrzustands des Fahrzeugs erfasst.
Hier wird das tatsächliche Rückstelldrehmoment mittels Subtrahieren einer Reibungskomponente eines Lenksystems von einem tatsächlichen Gegendrehmoment erhalten, das der Summe eines Drehmoments, das auf eine Lenkwelle durch eine Lenkoperation des Fahrers einwirkt, und eines von einer Elektroantrieb-Lenkvorrichtung ausgegebenen Drehmoments entspricht.
Des Weiteren ist aus der US 2005/00 55 149 A1 bekannt, einen Rutschwinkel und die Seitenkraft zu berechnen. Dabei werden der Rutschwinkel und die Seitenkraft auf Grundlage einer Ausgabe von mehreren Sensoren durch einen aufwändigen Berechnungsprozess ermittelt. Daher werden also einerseits eine Vielzahl von Sensoren benötigt und, anderseits, auch eine Berechnungseinheit (etwa ein Mikroprozessor) mit einer hohen Rechenkapazität, was wiederum das Fahrzeugsteuersystem in nachteiliger Weise wesentlich verteuert.
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Bei der Bewegungssteuereinheit für das Fahrzeug, die im oben beschriebenen Patentdokument 2 beschrieben ist, gibt es ein Problem, dass die Kosten erhöht sind, weil ein Gierbeschleunigungssensor zum Erfassen einer Gierbeschleunigung des Fahrzeugs und ein Querbeschleunigungssensor zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs erforderlich sind, um die Seitenkraft auf das Vorderrad des Fahrzeugs oder den Vorderrad-Rutschwinkel zu schätzen.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Berechnen der Seitenkraft auf das Vorderrad des Fahrzeugs oder des Vorderrads-Rutschwinkels kompliziert, und deshalb birgt die Berechnung eine hohe Last. Demgemäß gibt es ein anderes Problem, dass die Kosten weiter erhöht werden, weil ein Mikrocomputer mit einer hohen Berechnungsverarbeitungsleistungsfähigkeit erforderlich ist.
Da das tatsächliche Rückstelldrehmoment erhalten wird mittels Entfernen einer Hysterese-Charakteristik, entsprechend der Reibungskomponente als eine Störung eines stationären Wertes, von dem tatsächlichen Gegendrehmoment, das auf der Lenkwelle des Fahrzeugs erzeugt ist, gibt es noch ein anderes Problem, dass die Schätzungsgenauigkeit des tatsächlichen Rückstelldrehmoments für eine Hochfrequenzstörung, so wie eine von einer Unebenheit eines Straßenbelags oder dergleichen empfangene Schwingung, verringert wird.
Ferner wird es erwogen, dass die Hochfrequenzstörung aufgehoben wird, indem veranlasst wird, dass das tatsächliche Gegendrehmoment durch ein Tiefpassfilter schreitet. In diesem Fall gibt es jedoch noch ein anderes Problem, das eine Phasenverzögerung oder eine Verstärkungsverschiebung hinsichtlich der tatsächlichen Straßenbelag-Gegenkraft erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung soll die wie oben beschriebenen Probleme lösen und hat eine Aufgabe, ein Fahrzeugsteuersystem bereitzustellen, das zum Aufrechterhalten der Stabilität des Fahrzeugs mit einer preiswerten Ausgestaltung fähig ist, ohne dem Fahrer bei dem Eingriff der Steuerung ein Unbehagen zu geben.
Mittel zur Lösung der Probleme
Ein Fahrzeugsteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: eine Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments, das durch einen Reifen des Fahrzeugs von einem Straßenbelag empfangen ist; eine Lenkwinkel-Erfassungseinrichtung zum Erfassung eines Lenkwinkels eines Griffs (Handle) des Fahrzeugs; eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs; eine Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoments, das einem linearen Straßenbelag-Gegendrehmoment entspricht, auf Grundlage des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit; eine Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung zum Schätzen eines Verhaltenszustands des Fahrzeugs auf Grundlage wenigstens einer Abweichung oder eines Verhältnisses zwischen dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment und dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment; und eine Antriebskraft-Steuereinrichtung zum Steuern einer Antriebskraft des Fahrzeugs gemäß dem Verhaltenszustand.
Effekte der Erfindung
Gemäß dem Fahrzeugsteuersystem der vorliegenden Erfindung wird die Stabilität des Fahrzeugs aufrecht erhalten durch Schätzen des Verhaltenszustands des Fahrzeugs auf Grundlage von wenigstens der Abweichung oder dem Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment und dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment, bevor das Fahrzeug selbst in den unstabilen Zustand gerät, und durch Steuern der Antriebskraft des Fahrzeugs gemäß dem geschätzten Verhaltenszustand. Deshalb kann die Stabilität des Fahrzeugs mit einer preisgünstigen Ausgestaltung aufrecht erhalten werden, ohne dass dem Fahrer ein Unbehagen gebracht wird, wenn die Steuerung eingreift, wodurch die Sicherheit verbessert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[1] Eine Ausgestaltungsansicht, die einen Lenkmechanismus eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer Antriebseinrichtung veranschaulicht (Beispiel 1).
[2] Ein Blockdiagramm, das einen Fahrtsteuerabschnitt des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit Peripheriegerät veranschaulicht (Beispiel 1).
[3] Ein Blockdiagramm, das eine Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem Peripheriegerät veranschaulicht (Beispiel 1).
[4] Ein Flussdiagramm, das eine Operation der Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 1).
[5] Ein Blockdiagramm, das eine Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 1).
[6] Ein Blockdiagramm, das eine Antriebskraft-Steuereinrichtung des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 1).
[7] Ein Ablaufdiagramm, das Änderungen eines Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoments, eines tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments, eines Verhaltenszustand-Schätzungswertes und eines Antriebskraft-Steuerflags des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 1).
[8] Eine erläuternde Ansicht, die eine allgemeine Beziehung zwischen einer Vorderrad-Seitenführungskraft und dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment hinsichtlich eines Vorderrad-Rutschwinkels veranschaulicht (Beispiel 1).
[9] Ein Flussdiagramm, das eine Operation des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 1).
[10] Ein Blockdiagramm, das eine Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 2).
[11] Ein Blockdiagramm, das eine Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 3).
[12] Ein Ablaufdiagramm, das Änderungen eines Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoments, eines tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments, eines Verhaltenszustand-Schätzungswertes und eines Antriebskraft-Steuerflags eines Fahrzeugsteuersystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 3).
[13] Ein Blockdiagramm, das eine Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 4).
[14] Ein Ablaufdiagramm, das Änderungen eines Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoments, eines tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments, eines Verhaltenszustand-Schätzungswertes und eines Antriebskraft-Steuerflags des Fahrzeugsteuersystems gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht (Beispiel 4).
Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Hier wird im Nachfolgenden jede der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der Zeichnungen beschrieben. In jeder Zeichnung sind dieselben oder äquivalente Elemente und Teile durch dieselben Verweise zur Beschreibung bezeichnet.
[Beispiel 1]
1 ist eine Ausgestaltungsansicht, die einen Lenkmechanismus 1 eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit Antriebseinrichtung 30 veranschaulicht.
In 1 enthält der Lenkmechanismus 1 einen Griff (Handle) 2, eine Lenkwelle 3, eine Lenkgetriebebox 4, eine Lenkwinkel-Erfassungseinrichtung 5, einen Drehmomentsensor 6 (Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung), einen Unterstützungsmotor 7, einen Zahnstangenmechanismus 8, Reifen 9, eine Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 10 und eine Steuereinheit 11.
Darüber hinaus ist die Antriebseinrichtung 30 mit der Steuereinheit 11 verbunden. Die Antriebseinrichtung 30 enthält eine Maschine (Engine) 30A zum Antreiben eines Fahrzeugs, ein Getriebe bzw. eine Übersetzung 30B zum Transferieren des Antriebs des Fahrzeugs, und einen Motor 30C zum Antreiben des Fahrzeugs. Als eine andere Ausgestaltung kann die Maschine 30A alleine oder der Motor 30C alleine anstelle der Maschine 30A und des Motors 30C enthalten sein. Ausgaben bzw. Abtriebe der Maschine 30A und des Motors 30C werden über das Getriebe 30B an ein Antriebsrad transferiert.
Hier sind eine ECU (nicht gezeigt) zum Steuern der Maschine 30A, eine ECU (nicht gezeigt) zum Steuern des Getriebes 30B, und eine ECU (nicht gezeigt) zum Steuern des Motors 30C mit der Steuereinheit 11 durch einen Kommunikationsbus (nicht gezeigt), sowie ein Control Area Network (CAN), verbunden.
In einem Einlassluftpfad der Maschine 30A sind ein in Kooperation mit einem Beschleunigerpedal arbeitendes, mechanisches Drosselklappenventil und ein Motordrosselklappenventil, das gesteuert wird, um durch einen Drosselklappenmotor geöffnet/gesteuert zu werden, in Reihe bereitgestellt, wie beispielsweise im japanischen Patent Nr. 2850648 beschrieben.
Das Getriebe 30B ist mit einem Schaltsolenoidventil zum Schalten eines Übersetzungsgangverhältnisses bereitgestellt, wie beispielsweise im japanischen Patent Nr. 3087439 beschrieben.
Der durch einen Fahrer des Fahrzeugs gelenkte Griff (Handle) 2 ist mit einem Ende der Lenkwelle 3 gekoppelt. Darüber hinaus ist die Lenkwinkel-Erfassungseinrichtung 5 zum Erfassen eines Lenkwinkels θ zum Ausgeben des erfassten Lenkwinkels an die Steuereinheit 11 an dem Griff 2 angebracht.
Der Drehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments Thdl durch das Lenken des Fahrers zum Ausgeben des erfassten Lenkdrehmoments an die Steuereinheit 11 ist an der Lenkwelle 3 angebracht. Darüber hinaus ist der elektrische Unterstützungsmotor 7 zum Erzeugen eines Unterstützungsdrehmoments Tassist zur Unterstützung des Lenkdrehmoments Thdl an der Lenkwelle 3 durch ein Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) angebracht.
Die Lenkgetriebebox 4 zum vielfachen Verstärken eines kombinierten Drehmomentes, das durch Addieren des Lenkdrehmoments Thdl und des Unterstützungsdrehmoments Tassist erhalten ist, ist mit dem anderen Ende der Lenkwelle 3 gekoppelt.
Die Reifen 9 sind mit der Lenkgetriebebox 4 durch den Zahnstangenmechanismus 8 verbunden.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 10 erfasst eine Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrzeugs, um die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit an die Steuereinheit 11 auszugeben.
Die Steuereinheit 11 enthält eine Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinrichtung 12 zum Berechnen des Unterstützungsdremoments Tassist zur Unterstützung des Lenkdrehmoments Thdl, eine Lenkgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 13 zum Erfassen einer Lenkgeschwindigkeit ωs des Griffes 2 durch den Fahrer auf Grundlage eines Differentialwertes einer Motorgeschwindigkeit oder des Lenkwinkels θ, und einen Fahrtsteuerabschnitt 14 zum Steuern einer Fahrt des Fahrzeugs mittels Verwendung des Lenkwinkels θ, des Lenkdrehmoments Thdl, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Unterstützungsdrehmoments Tassist und der Lenkgeschwindigkeit ωs.
Hier ist die Steuereinheit 11 durch einen Mikroprozessor (nicht gezeigt) mit einer CPU und einem Speicher gebildet, der ein Programm darin speichert. Jeder der die Steuereinheit 11 bildenden Blöcke ist als Software in dem Speicher gespeichert.
Das Fahrzeugsteuersystem hat eine Hauptfunktion zur Erzeugung des Unterstützungsdrehmoments Tassist gemäß dem Lenkdrehmoment Thdl durch den Fahrer.
Wenn der Fahrer den Griff 2 steuert bzw. lenkt, wird genauer genommen das Lenkdrehmoment Thdl elektrisch durch den Drehmomentsensor 6 erfasst und wird zusammen mit einem Motorerfassungsstrom Imtr und einer Motorerfassungsspannung Vmtr des Unterstützungsmotors 7 an die Steuereinheit 11 eingegeben. Die Steuereinheit 11 berechnet einen Zielstromwert zum Veranlassen des Unterstützungsmotors 7, das Unterstützungsdrehmoment Tassist auf Grundlage der oben erwähnten Eingaben zu erzeugen, und legt eine Anwendungsspannung Vd an den Unterstützungsmotor 7 an.
Darüber hinaus veranlasst die Summe des Lenkdrehmoments Thdl und des Unterstützungsdrehmoments Tassist dynamisch die Lenkwelle 3, gegenüber einem auf der Lenkwelle 3 erzeugten Lenkwellen-Gegendrehmoment Ttran zu drehen. Wenn der Griff 2 gelenkt wird, wirkt außerdem ein durch eine Trägheit des Unterstützungsmotors 7 erzeugtes Trägheitsdrehmoment.
Deshalb sei das Trägheitsdrehmoment des Unterstützungsmotors 7 J·dω/dt. Dann wird das Lenkwellen-Gegendrehmoment Ttran durch die folgende Formel (1) ausgedrückt: Ttran = Thdl + Tassist – J·dω/dt (1)
Es sei Ggear ein Übersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes zwischen dem Unterstützungsmotor 7 und der Lenkwelle 3, und es sei Kt eine Drehmomentkonstante des Unterstützungsmotors 7. Dann wird das Unterstützungsdrehmoment Tassist durch den Unterstützungsmotor 7 durch die folgende Formel (2) mit Verwendung des Motorerfassungsstroms Imtr ausgedrückt: Tassist = Ggear·Kt·Imtr (2)
Das Lenkwellen-Gegendrehmoment Ttran ist ein Wert, der erhalten wird durch Addieren eines tatsächlichen Straßenbelag-Drehmoments Talign, das durch den Reifen 9 von einem Straßenbelag empfangen ist, und eines Reibungsdrehmoments Tfric, das einer Reibungskraft entspricht, die an dem gesamten Lenkmechanismus 1 einschließlich des Unterstützungsmotors 7) erzeugt ist. Genauer genommen wird das Lenkwelle-Gegendrehmoment Ttran durch die folgende Formel (3) ausgedrückt. Ttran = Talign + Tfric (3)
Hier wird das Reibungsdrehmoment Tfric durch die folgende Formel (4) ausgedrückt mittels Multiplizieren eines Absolutwertes Tf_abs des an dem gesamten Lenkmechanismus 1 erzeugten Reibungsdrehmoments mit einem Vorzeichen des Differentialwertes des Lenkwinkels 0 (d. h. der Lenkgeschwindigkeit). In der folgenden Formel (4) bedeutet sgn(x), dass ein Vorzeichen von x ausgegeben wird.
[Ausdruck 1]

Tfric = Tf_abs × sgnθ (4)

Die Steuereinheit 11 steuert einen Strom, um den berechneten Zielstromwert und den Motorerfassungsstrom Imtr identisch zueinander zu machen, und legt die dem Strom entsprechende Anwendungsspannung Vd an den Unterstützungsmotor 7 an.
Der Unterstützungsmotor 7 erzeugt das Unterstützungsdrehmoment Tassist, das erhalten ist durch Multiplizieren des Motorerfassungsstrom Imtr mit der Drehmomentkonstante Kt und mit dem Übersetzungsverhältnis Ggear des Untersetzungsgetriebes, wie durch die Formel (2) ausgedrückt, um das durch den Fahrer erzeugte Lenkdrehmoment Thdl zu unterstützen.
2 ist ein Blockdiagramm, das den Fahrtsteuerabschnitt 14 des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit Peripheriegerät veranschaulicht.
In 2 enthält der Fahrtsteuerabschnitt 4 eine Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung 15, eine Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 16, eine Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17 und eine Antriebskraft-Steuereinrichtung 18. Darüber hinaus werden der Lenkwinkel θ, das Lenkdrehmoment Thdl, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, das Unterstützungsdrehmoment Tassist und die Lenkgeschwindigkeit ωs an den Fahrtsteuerabschnitt 14 jeweils von der Lenkwinkel-Erfassungseinrichtung 5, dem Drehmomentsensor 6, der Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 10, der Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinrichtung 12 bzw. der Lenkgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 13 eingegeben.
Die Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung 15 erfasst das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign, das durch den Reifen 9 des Fahrzeugs von der Straßenoberfläche empfangen wird, auf Grundlage des Lenkdrehmoments Thdl, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Unterstützungsdrehmoments Tassist und der Lenkgeschwindigkeit ωs. Die Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 16 berechnet das Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref, das ein lineares Straßenbelag-Gegendrehmoment ist, auf Grundlage des Lenkwinkels θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Die Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17 schätzt den Verhaltenszustand des Fahrzeugs auf Grundlage von wenigstens einer Abweichung oder einem Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign und dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref, um einen Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 auszugeben. Die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 gibt einen Antriebsbefehl zum Steuern einer Antriebskraft für die Antriebseinrichtung 30 gemäß dem Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 aus.
Das Ergebnis der Erfassung durch jede der Erfassungseinrichtungen, das Ergebnis der Berechnung durch jede der Berechnungseinrichtungen, und der Verhaltenszustand des Fahrzeugs, welches durch die Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17 geschätzt wird, werden in dem Speicher der Steuereinheit 11 gespeichert.
Obwohl die Steuereinheit 11 vielfältige andere als die veranschaulichten Funktionen hat, werden darüber hinaus hier nur die Teile beschrieben, die die Charakteristika der vorliegenden Erfindung zeigen.
Hier kann die Straßenbelag-Gegendrehmament-Erfassungseinrichtung 15 das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign mittels Verwendung des folgenden Verfahrens erfassen, das beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-324737 beschrieben ist.
3 ist ein Blockdiagramm, das die Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung 15 des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem Peripheriegerät veranschaulicht.
In 3 enthält die Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung 15 eine Lenkwellen-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 19, eine Zeitkonstanten-Berechnungseinrichtung 20 und eine Reibungskompensationseinrichtung 21. Darüber hinaus werden, das Lenkdrehmoment Tdhl, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, das Unterstützungsdrehmoment Tassist und die Lenkgeschwindigkeit ωs jeweils an die Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung 15 von dem Drehmomentsensor 6, der Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 10, der Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinrichtung 12 bzw. der Lenkgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 13 eingegeben.
Die Lenkwellen-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 19 berechnet das Lenkwellen-Gegendrehmoment Ttran, das an der Lenkwelle 3 erzeugt ist, auf Grundlage des Lenkdrehmoments Thdl, des Unterstützungsdrehmoments Tassist und der Lenkgeschwindigkeit ωs.
Die Zeitkonstanten-Berechnungseinrichtung 20 berechnet eine Zeitkonstante τ eines Tiefpassfilters (unten beschrieben) der Reibungskompensationseinrichtung 21 auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Lenkgeschwindigkeit ωs.
Die Reibungskompensationseinrichtung 21 ist durch das Tiefpassfilter gebildet, für welches die Zeitkonstante τ durch die Zeitkonstanten-Berechnungseinrichtung 20 berechnet wird, und gibt das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign auf Grundlage des Lenkwellen-Gegendrehmoments Ttran aus.
Mit Verweis auf ein Flussdiagramm von 4 zusammen mit 3 wird hier im Nachfolgenden eine Operation der Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung 15 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Als Erstes wird das Lenkdrehmoment Thdl in dem Drehmomentsensor 6 erfasst, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S31).
Darüber hinaus wird das Unterstützungsdrehmoment Tassist in der Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinrichtung 12 mittels Verwendung der oben erwähnten Formel (2) berechnet, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S32).
Nachfolgend wird die Lenkgeschwindigkeit ωs des Griffs 2 in der Lenkgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 13 erfasst, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S33).
Darüber hinaus wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V in der Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 10 erfasst, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S34).
Als Nächstes wird das Trägheitsdrehmoment J·dω/dt des Unterstützungsmotors 7 in der Lenkwellen-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 19 auf Grundlage eines Trägheitsmomentes J des Unterstützungsmotors 7 und der Lenkgeschwindigkeit ωs, in dem Speicher gespeichert, berechnet, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S35).
Darüber hinaus wird das Lenkwellen-Gegendrehmoment Ttran in der Lenkwellen-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 19 mittels Verwendung der oben erwähnten Formel (1) auf Grundlage des Lenkdrehmoments Thdl, des Unterstützungsdrehmoments Tassist und des Trägheitsdrehmoments J·dω/dt des Unterstützungsmotors 7 berechnet, die in dem Speicher gespeichert sind, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S36).
Nachfolgend wird die Zeitkonstante τ des Tiefpassfilters der Reibungskompensationseinrichtung 21 in der Zeitkonstanten-Berechnungseinrichtung 20 auf Grundlage eines Verhältnisses Kalign (gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V variierend) zwischen dem Referenz-Straßenbelag-Drehmoment Tref und dem Lenkwinkel 0, die in dem Speicher vorgespeichert sind, und der Lenkgeschwindigkeit ωs und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, die in dem Speicher gespeichert sind, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S37).
Hier wird die Zeitkonstante τ durch die folgende Formel (5) mit Verwendung des oben beschriebenen Absolutwertes Tf_abs des Reibungsdrehmoments ausgedrückt, das an dem gesamten Lenkmechanismus 1 erzeugt wird. In der folgenden Formel (5) ist Kalign ein für jedes Fahrzeug gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmter, zweckgemäßer Wert.
[Ausdruck 2]

τ = Tf_abs / Kalign(V) × ωs (5)

Als Nächstes wird veranlasst, dass das in dem Speicher gespeicherte Lenkwellen-Gegendrehmoment Ttran durch das Tiefpassfilter mit der in dem Speicher gespeicherten Zeitkonstante τ schreitet, um das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign in der Reibungskompensationseinrichtung 21 zu berechnen (Schritt S38).
Hier wird das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign durch die folgende Formel (6) ausgedrückt. In der folgenden Formel (6) gibt LPFτ ein Tiefpassfilter erster Ordnung mit der Zeitkonstante τ an. Talign = LPFτ(Ttran) (6)
Nachfolgend wird das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign, das wie oben beschrieben berechnet ist, in dem Speicher gespeichert (Schritt S39). Dann wird die Verarbeitung von 4 terminiert.
Darüber hinaus berechnet die Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 16 das Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref mittels Verwendung der folgenden Formel (7) auf Grundlage des Lenkwinkels θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. In der folgenden Formel (7) ist Kalign das oben erwähnte Verhältnis zwischen dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref und dem Lenkwinkel θ. Tref = Kalign(V) × θ (7)
Die Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 16 kann eine auf dem Fahrzeug erzeugte Giergeschwindigkeit in den Lenkwinkel θ umwandeln, um das Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref mit Verwendung von Formel (7) auf Grundlage des durch die Umwandlung erhaltenen Lenkwinkels θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V zu berechnen, wie beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-324737 beschrieben. Ferner kann die Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 16 eine an dem Fahrzeug erzeugte Querbeschleunigung in den Lenkwinkel umwandeln, um das Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref durch Verwendung von Formel (7) auf Grundlage des durch die Umwandlung erhaltenen Lenkwinkels θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V zu berechnen, oder kann andere bekannte Technologien verwenden.
5 ist ein Blockdiagramm, das die Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17 des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 5 enthält die Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17 einen Addierer-Subtrahierer 22 zum Subtrahieren des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments Talign von dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref, um die Abweichung zu berechnen, und einen Proportionalverstärker 23 zum Multiplizieren der Abweichung zwischen dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref und dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign mit einem Verstärkungswert K1, um das Ergebnis der Multiplikation als den Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 auszugeben.
Hier wird der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 durch die folgende Formel (8) ausgedrückt. Sb1 = K1 × (Tref – Talign) (8)
6 ist ein Blockdiagramm, das die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In 6 enthält die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 einen Komparator 24 zum Vergleichen des von der Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17 ausgegebenen Verhaltenszustand-Schätzungswertes Sb1 und eines voreingestellten willkürlichen Schwellenwertes Th.
Die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 stellt ein Antriebskraft-Steuerflag hoch, wenn in dem Komparator 24 geurteilt wird, dass der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 größer als der Schwellenwert Th ist, und gibt zur selben Zeit einen Antriebsbefehl zum Steuern der Antriebskraft an wenigstens eine von der ECU der Maschine 30A, der ECU des Getriebes 30B oder der ECU des Motors 30C aus, um die Antriebskraft zu verringern.
Die verringerte Antriebskraft reduziert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, um die Stabilität des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten.
Hier steuert genauer genommen die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 einen Drosselklappenmotor zum Ansteuern des Motordrosselklappenventils, das in einem Einlasskanal der Maschine 30A bereitgestellt ist, um geöffnet/geschlossen zu werden, um dadurch die Antriebskraft entsprechend einer Maschinenausgabe bzw. eines Maschinenabtriebs zu verringern.
Darüber hinaus steuert die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 das Schaltsolenoidventil, das dem Getriebe 30B bereitgestellt ist, um ein Übersetzungsgangverhältnis zu schalten, um die Antriebskraft zu verringern.
Alternativ kann die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 die an den Motor 30C anzulegende Spannung steuern, um die Antriebskraft entsprechend einer Motorausgabe bzw. eines Motorabtriebs zu verringern.
Das Verfahren zum Steuern der Antriebskraft ist nicht auf das oben erwähnte Verfahren beschränkt, und andere Technologien können verwendet werden. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auf sämtliche Fahrzeuge angewendet werden, die eine zum Steuern der Antriebskraft fähige Ausgestaltung haben.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das Änderungen des Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoments Tref, des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments Talign, des Verhaltenszustand-Schätzungswertes Sb1 und des Antriebskraft-Steuerflags des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wenn eine Griffigkeitskraft des Reifens 9 ihre Schranke erreicht, um das Fahrzeug in einen unstabilen Zustand, so wie ein Untersteuern, zu setzen, ist in 7 das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign gesättigt, um eine Abweichung zwischen dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref und dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign zu erzeugen.
Zu dieser Zeit beginnt der von der Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17 ausgegebene Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 mit einer Zunahme, um größer als der Schwellenwert Th zu sein, zu einer Zeit t1. Darüber hinaus stellt die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 das Antriebskraft-Steuerflag zu der Zeit t1 hoch und gibt den Antriebsbefehl zum Steuern der Antriebskraft an die Antriebseinrichtung 30 aus.
Hier wird eine Beziehung zwischen einem Kurvenradius bzw. Wenderadius des Fahrzeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit V beschrieben. Es sei L der Kurvenradius bzw. Wenderadius, Gy die an dem Fahrzeug erzeugte Querbeschleunigung, und γ die an dem Fahrzeug erzeugte Giergeschwindigkeit (einschließlich einer Seitenrutsch-Winkelgeschwindigkeit). Dann wird der Wenderadius des Fahrzeugs durch die folgende Formel (9) ausgedrückt.
[Ausdruck 3]

L = V² / Gy = V / γ (9)

Um den Wenderadius L des Fahrzeugs zu reduzieren, ist es in Formel (9) ausreichend, die Querbeschleunigung Gy oder die Giergeschwindigkeit γ in einem Nennerterm zu erhöhen oder die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem Zählerterm zu verringern. Wenn das Fahrzeug in dem unstabilen Zustand ist, so wie Untersteuern, ist das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign des Vorderreifens 9 jedoch gesättigt, und die Griffigkeitskraft des Reifens 9 erreicht ihre Schranke bzw. Grenze. Deshalb sind die Querbeschleunigung Gy und die Giergeschwindigkeit γ auch in einem gesättigten Zustand, was verhindert, dass die Querbeschleunigung Gy und die Giergeschwindigkeit γ zunehmen.
Um den Wenderadius L des Fahrzeugs zu reduzieren, wird es demgemäß verstanden werden, dass die Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit V effektiv ist.
8 ist eine erläuternde Ansicht, die eine allgemeine Beziehung zwischen einer Vorderrad-Kurvenkraft Yf (Seitenkraft) und dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign hinsichtlich eines Vorderrad-Rutschwinkels αf veranschaulicht.
In 8 wird verstanden werden, dass das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign früher als die Vorderrad-Kurvenkraft Yf hinsichtlich des Vorderrad-Rutschwinkels αf gesättigt ist.
Hier sei Lf eine Distanz von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu einer Vorderachse, Lr eine Distanz von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu einer Hinterachse, Yf die Vorderrad-Kurvenkraft, Yr eine Hinterrad-Kurvenkraft, und i ein Trägheitsmoment um eine Z-Achse des Fahrzeugs selbst. Dann wird die an dem Fahrzeug erzeugte Giergeschwindigkeit γ durch die folgende Formel (10) ausgedrückt.
[Ausdruck 4]

γ = (Lf × Yf) – (Lr × Yr) / i (10)

Aus Formel (10) und 8 wird verstanden werden, dass das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign früher als die Giergeschwindigkeit γ gesättigt ist.
Deshalb ermöglicht die Verwendung des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments Talign eine frühe Erfassung des unstabilen Zustands des Fahrzeugs, so wie Untersteuern, im Vergleich mit der Verwendung der Giergeschwindigkeit γ. Da der Giergeschwindigkeitssensor oder der Querbeschleunigungssensor nicht verwendet werden müssen, kann darüber hinaus der Verhaltenszustand des Fahrzeugs mit einer preiswerten Ausgestaltung geschätzt werden.
Hier wird im Nachfolgenden mit Verweis auf ein Flussdiagramm von 9 zusammen mit 1 bis 8 eine Operation des Fahrzeugsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuerst wird der Lenkwinkel θ durch die Lenkwinkel-Erfassungseinrichtung 5 erfasst, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S41).
Darüber hinaus wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V durch die Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 10 erfasst, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S42).
Nachfolgend wird das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign durch die Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung 15 erfasst, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S43).
Als Nächstes wird das Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref durch die Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung 16 auf Grundlage des Verhältnisses Kalign (gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V variierend) des Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoments Tref zu dem Lenkwinkel θ, welcher in dem Speicher vorgespeichert ist, und des Lenkwinkels θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, die in dem Speicher gespeichert sind, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S44).
Nachfolgend wird der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 mittels Verwendung der oben erwähnten Formel (8) in der Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17 berechnet, und wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S45).
Als Nächstes wird in der Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 beurteilt, ob oder nicht der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 größer als der Schwellenwert Th ist (Schritt S46).
Wenn in Schritt S46 geurteilt wird, dass der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 größer als der Schwellenwert Th ist (d. h. Ja), wird der Antriebsbefehl zum Steuern der Antriebskraft von der Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 an die Antriebseinrichtung 30 ausgegeben (Schritt S47). Dann wird die Verarbeitung von 9 terminiert.
Wenn andererseits im Schritt S46 geurteilt wird, dass der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 gleich oder kleiner als der Schwellenwert Th ist (d. h. Nein), geht die Verarbeitung unmittelbar zum Schritt S41.
Gemäß dem Fahrzeugsteuersystem der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berechnet die Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17 den Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1 auf Grundlage der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign und dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref. Die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 verwendet den Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb1, um den unstabilen Zustand des Fahrzeugs zu beurteilen. Im Vergleich mit dem Fall, wo die Giergeschwindigkeit verwendet wird, kann als ein Ergebnis die Antriebskraft des Fahrzeugs in der früheren Stufe gesteuert werden.
Deshalb ist es möglich, den Eingriff der Steuerung der Antriebskraft zu gestatten, ohne dem Fahrer ein Unbehagen zu geben.
Da die Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung 15 das Tiefpassfilter mit der variablen Zeitkonstante zum Berechnen des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments Talign verwendet, können darüber hinaus die Rauscheffekte reduziert werden.
Da ein Sensor, so wie der Giergeschwindigkeitssensor oder der Querbeschleunigungssensor, und eine komplizierte Berechnung nicht erforderlich sind, kann ferner die Stabilität des Fahrzeugs mit einer preisgünstigen Ausgestaltung aufrecht erhalten werden, um die Sicherheit zu verbessern.
[Beispiel 2]
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17A des Fahrzeugsteuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In 10 enthält die Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17A den Addierer-Subtrahierer 22 zum Subtrahieren des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments Talign von dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref, um die Abweichung zu berechnen, den Proportionalverstärker 23 zum Multiplizieren der Abweichung zwischen dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref und dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign mit dem Verstärkungswert K1, einen Differentiator 25 zum Differenzieren der Abweichung zwischen dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref und dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign, einen Differentialverstärker 26 zum Multiplizieren eines Differentialwertes der Abweichung, der von dem Differentiator 25 ausgegeben wird, mit einem Verstärkungswert K2, und einen Addierer 27 zum Addieren einer Ausgabe des Proportionalverstärkers 23 und einer Ausgabe des Differentialverstärkers 26, um das Ergebnis der Addition als einen Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb2 auszugeben.
Hier wird der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb2 durch die folgende Formel (11) ausgedrückt. In der folgenden Formel (11) stellt d/dt eine Zeitdifferenzierung dar.
[Ausdruck 5]

Sb2 = K1 × (Tref – Talign) + K2 × d / dt(Treff – Talign) (11)

Darüber hinaus vergleicht der Komparator 24 der Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 den von der Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17A ausgegebenen Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb2 und den voreingestellten willkürlichen Schwellenwert Th miteinander.
Die andere Ausgestaltung und der Betrieb sind dieselben wie die der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und deshalb wird die Beschreibung davon weggelassen.
Gemäß dem Fahrzeugsteuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können dieselben Effekte wie die der oben beschriebenen ersten Ausführungsform produziert werden.
[Beispiel 3]
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17B eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In 11 enthält die Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17B einen Teiler 28 zum Teilen des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments Talign durch das Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref, um ein Verhältnis zu erhalten, und zum Ausgeben des erhaltenen Verhältnisses als einen Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb3.
Hier wird der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb3 durch die folgende Formel (12) ausgedrückt.
[Ausdruck 6]

Sb3 = Talign / Tref (12)

Da das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign gesättigt ist, wenn das Fahrzeug in den unstabilen Zustand, so wie Untersteuern, gerät, nimmt in Formel (12) der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb3 schrittweise ab.
Darüber hinaus vergleicht der Komparator 24 der Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 den von der Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17B ausgegebenen Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb3 mit dem voreingestellten willkürlichen Schwellenwert Th.
Wenn in dem Komparator 24 geurteilt wird, dass der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb3 kleiner als der Schwellenwert Th ist, stellt die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 das Antriebskraft-Steuerflag hoch und gibt zu derselben Zeit den Antriebsbefehl zum Steuern der Antriebskraft an wenigstens eine von der ECU der Maschine 30A, der ECU des Getriebes 30B und der ECU des Motors 30C aus, um die Antriebskraft zu verringern.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das Änderungen des Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoments Tref, des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments Talign, des Verhaltenszustand-Schätzungswertes Sb3 und des Antriebskraft-Steuerflags des Fahrzeugsteuersystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wenn das Fahrzeug in den unstabilen Zustand gerät, so wie Untersteuern, beginnt in 12 der von der Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17B ausgegebene Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb3 mit einer Abnahme, um kleiner als der Schwellenwert Th zu sein, zu einer Zeit t2. Darüber hinaus stellt die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 das Antriebskraft-Steuerflag zu der Zeit t2 hoch und gibt den Antriebsbefehl zum Steuern der Antriebskraft an die Antriebseinrichtung 30 aus.
Die andere Ausgestaltung und Operation sind dieselben wie die der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und deshalb wird die Beschreibung davon weggelassen.
Gemäß dem Fahrzeugsteuersystem der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können dieselben Effekte wie die der oben beschriebenen ersten Ausführungsform produziert werden.
[Beispiel 4]
13 ist ein Blockdiagramm, das eine Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17C eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In 13 enthält die Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17C einen Teiler 28 zum Teilen des Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoments Tref durch das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign, um ein Verhältnis zu erhalten, und zum Ausgeben des erhaltenen Verhältnisses als einen Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb4.
Hier wird der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb4 durch die folgende Formel (13) ausgedrückt.
[Ausdruck 7]

Sb4 = Tref / Talign (13)

Da das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign gesättigt ist, wenn das Fahrzeug in den unstabilen Zustand, so wie Untersteuern, gerät, nimmt in Formel (13) der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb4 schrittweise zu.
Darüber hinaus vergleicht der Komparator 24 der Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 den von der Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17C ausgegebenen Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb4 und den voreingestellten willkürlichen Schwellenwert Th miteinander.
Wenn in dem Komparator 24 geurteilt wird, dass der Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb4 größer als der Schwellenwert Th ist, stellt die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 das Antriebskraft-Steuerflag hoch und gibt zu derselben Zeit den Antriebsbefehl zum Steuern der Antriebskraft an wenigstens eine von der ECU der Maschine 30A, der ECU des Getriebes 30B und der ECU des Motors 30C aus, um die Antriebskraft zu verringern.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das Änderungen des Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoments Tref, des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments Talign, des Verhaltenszustand-Schätzungswertes Sb4 und des Antriebskraft-Steuerflags des Fahrzeugsteuersystems gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wenn das Fahrzeug in den unstabilen Zustand gerät, so wie Untersteuern, beginnt in 14 der von der Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung 17C ausgegebene Verhaltenszustand-Schätzungswert Sb4 mit einer Abnahme, um größer als der Schwellenwert Th zu sein, zu einer Zeit t3. Darüber hinaus stellt die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 das Antriebskraft-Steuerflag zu der Zeit t3 hoch und gibt den Antriebsbefehl zum Steuern der Antriebskraft an die Antriebseinrichtung 30 aus.
Die andere Ausgestaltung und Operation sind dieselben wie die der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und deshalb wird die Beschreibung davon weggelassen.
Gemäß dem Fahrzeugsteuersystem gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können dieselben Effekte wie die der oben beschriebenen ersten Ausführungsform produziert werden.
Die Verhaltenszustand-Schätzeinrichtungen 17 und 17A bis 17C gemäß der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform berechnen die Abweichung und das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign und dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment Tref individuell. Jedoch ist die Berechnung des Verhaltenszustand-Schätzungswertes nicht darauf beschränkt.
Der Verhaltenszustand-Schätzungswert kann mittels Kombinieren der Abweichung und des Verhältnisses berechnet werden. Selbst in diesem Fall können dieselben Effekte wie die der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform produziert werden.
Die Antriebskraft-Steuereinrichtung 18 gemäß der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform vergleichen die Verhaltenszustand-Schätzungswerte Sb1 bis Sb4 und den Schwellenwert Th miteinander, um die Grenze des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments Talign zu beurteilen. Jedoch ist die Beurteilung der Grenze des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments nicht darauf beschränkt.
Wie beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-324737 kann die Antriebskraft-Steuereinrichtung das Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment mit dem Korrekturbetrag auf Grundlage des Lenkwellen-Gegendrehmoments und des Reibungsdrehmoments korrigieren, um einen Gesamtbereichs-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Schätzungswert zu berechnen, und kann die Grenze des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments auf Grundlage des Gesamtbereichs-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Schätzungswertes beurteilen.
Darüber hinaus kann, wie beispielsweise im japanischen Patent Nr. 3590608 und der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-341538 beschrieben, eine Spitze des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments erfasst werden, um die Grenze des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments zu beurteilen, wenn das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment gesättigt ist.
Selbst in den oben erwähnten Fällen können dieselben Effekte wie die der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform produziert werden.
Obwohl die Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung 15 gemäß der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment Talign auf Grundlage des Lenkdrehmoments Thdl, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Unterstützungsdrehmoments Tassist und der Lenkgeschwindigkeit ωs erfasst, ist die Erfassung des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments nicht darauf beschränkt.
Die Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung kann durch eine an dem Reifen 9 angebrachte Messdose ausgebildet sein, um die Deformierung eines der Messdose bereitgestellten Dehnmessstreifens als das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment auszugeben.
Selbst in diesem Fall können dieselben Effekte wie die der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform produziert werden.

Claims

Fahrzeugsteuersystem mit: einer Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung (15), die im Betrieb ein tatsächliches Straßenbelag-Gegendrehmoment, das von einem Reifen (9) des Fahrzeugs auf einem Straßenbelag verursacht ist, erfasst; einer Lenkwinkel-Erfassungseinrichtung (5), die im Betrieb einen Lenkwinkel (θ) eines Lenkrads (2) des Fahrzeugs erfasst; einer Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung (10), die im Betrieb eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs erfasst; einer Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment-Berechnungseinrichtung (16), die im Betrieb ein Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment, das einem linearen Straßenbelag-Gegendrehmoment entspricht, berechnet, durch Multiplikation des Lenkwinkels (θ) mit einer für die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit (V) vorbestimmen Konstanten (Kalign(V)); einer Verhaltenszustand-Schätzeinrichtung (17), die im Betrieb einen Verhaltenszustand (Sb) des Fahrzeugs auf Grundlage des tatsächlichen Straßenbelag-Gegendrehmoments und dem Referenz-Straßenbelag-Gegendrehmoment schätzt; und einer Antriebskraft-Steuereinrichtung (18), die im Betrieb eine Antriebskraft des Fahrzeugs gemäß dem Verhaltenszustand steuert.
Fahrzeugsteuersystem gemäß Anspruch 1, mit ferner: einer Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung (6), die im Betrieb ein Lenkdrehmoment durch einen Fahrer des Fahrzeugs erfasst; einer Unterstützungsdrehmoment-Berechnungseinrichtung (12), die im Betrieb ein Unterstützungsdrehmoment zur Unterstützung des Lenkdrehmoments berechnet; und einer Lenkgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung (13), die im Betrieb eine Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads durch den Fahrer erfasst, wobei die Straßenbelag-Gegendrehmoment-Erfassungseinrichtung (15) das tatsächliche Straßenbelag-Gegendrehmoment auf Grundlage des Lenkdrehmoments, des Unterstützungsdrehmoments, der Lenkgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.
Fahrzeugsteuersystem gemäß Anspruch 1 oder 2, mit ferner einer Antriebsmaschine (30A) des Fahrzeugs, wobei die Antriebskraft-Steuereinrichtung (18) eine Ausgabe der Antriebsmaschine (30A) gemäß dem Verhaltenszustand steuert.
Fahrzeugsteuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, mit ferner einem Getriebe (30B) zum Überbringen eines Antriebs des Fahrzeugs, wobei die Antriebskraft-Steuereinrichtung (18) das Getriebe (30B) gemäß dem Verhaltenszustand steuert.
Fahrzeugsteuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, mit ferner einem Motor (30C) zum Antreiben des Fahrzeug, wobei die Antriebskraft-Steuereinrichtung (18) eine Ausgabe des Motors (30C) gemäß dem Verhaltenszustand steuert.