DE112012001379T5

DE112012001379T5 - Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112012001379T5
Application number: DE112012001379.4T
Authority: DE
Inventors: Ryo Irie; Yoji Kunihiro; Takeshi Goto; Masaki Fujimoto; Keitaro Niki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2014-01-02
Also published as: US20140012469A1; CN103442970A; CN103442970B; JP2012210917A; WO2012128232A1; JP5429234B2

Abstract

Eine Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung (100), die an einem Fahrzeug angebracht ist, beinhaltet ein Berechnungsmittel für eine zukünftige Position, das konfiguriert ist, eine zukünftige Position des Fahrzeugs basierend auf Lenkeingabeinformationen, die einer Lenkeingabe entsprechen, einem Fahrzeugzustandsbetrag, der einen Drehzustand vorgibt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen, und ein Schätzmittel, das konfiguriert ist, eine Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs bei einer provisorischen Fahrposition vorwärtig zu einer gegenwärtigen Position basierend auf mindestens drei Fahrzeugpositionen gemäß dem Fahrzeug einschließlich mindestens der einen berechneten zukünftigen Position sowie einschließlich einer Fahrzeugposition entsprechend der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs zu schätzen. Demzufolge kann eine Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs an einer Fahrzeugposition vor der gegenwärtigen Position durch eine einfache Konfiguration geschätzt werden und ferner kann die geschätzte Kurvenverlaufskrümmung bevorzugt verwendet werden ein Fahrzeugverhalten zu stabilisieren.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein technisches Gebiet einer Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung, die bevorzugt an einem Fahrzeug angebracht ist, das unterschiedliche Lenkmechanismen wie beispielsweise EPS (Electronic Controlled Power Steering Device; elektrisch angetriebene Servolenkung), VGRS (Variable Gear Ratio Steering Device; Lenkung mit variablem Übersetzungsverhältnis) und dergleichen beinhaltet, und verwendet werden kann, eine gewünschte Fahrortskurve zu realisieren.
Hintergrund
In dem derartigen technischen Gebiet offenbart Patentdokument 1 eine Vorrichtung, die eine Straßenform durch Hinzufügen von Positionsinformationen eines GPS (Globales Positionsbestimmungssystem) und dergleichen berechnet.
Ferner offenbart Patentdokument 2 eine Navigationsvorrichtung, die eine Form einer Kurve basierend auf Straßengesetzinformationen schätzt, die verursachen, dass Straßennetzwerkdaten, Straßenkonstruktionszeit und eine Krümmungsgesetztabelle („curvature law table”) einander entsprechen.
Ferner offenbart Patentdokument 3 eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die eine Straßenkrümmung basierend auf Straßenforminformationen berechnet und eine Spurfahrunterstützung in Antwort auf die Straßenkrümmung unterbricht.
Literaturliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2004-272426
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2010-151691
Patentdokument 3: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2006-031553

Überblick über die Erfindung
Technisches Problem
Obwohl GPS im Allgemeinen hochgenaue absolute Positionsinformationen bereitstellen kann, können die absoluten Positionsinformationen gelegentlich einen großen Fehler beinhalten, und in diesem Fall besteht die Wahrscheinlichkeit, dass eine berechnete Straßenform sich stark von einer tatsächlichen Straßenform unterscheidet. Ferner erhöhen sich, obwohl es möglich ist, einen Fahrzeugumgebungsabschnitt durch ein Bildaufnahmemittel wie beispielsweise eine fahrzeuggebundene Kamera und dergleichen aufzunehmen und eine Krümmung einer Fahrstraße eines Fahrzeugs zu schätzen, die Kosten, da das System für gewöhnlich teuer ist und Weiterverarbeitung komplex ist.
Ferner muss, was ein ernsteres Problem darstellt, eine Krümmung einer Straße (was kurz gesagt eine Straßenform bedeutet) nicht zwingend mit einer durch einen Fahrer beabsichtigten Kurvenverlaufskrümmung eines Fahrzeugs übereinstimmen. Demzufolge ist es, sogar wenn eine Krümmung einer Straße an einer Position vor einer gegenwärtigen Position in der praktischen Verwendung mit ausreichender Genauigkeit geschätzt wird, schwierig, eine Verhaltenssteuerung eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einer Intention und einem Gefühl eines Fahrers zu realisieren. Insbesondere in einem mittleren und hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich führt ein Fahrer eine Lenkoperation aus, indem er seine Augen auf eine Fahrstraße vor einer gegenwärtigen Position eines Fahrzeugs richtet und unbewusst eine Fahrstraße annimmt, die der Fahrer danach in vielen Fällen erreichen wird. Demzufolge muss bei der Lenksteuerung gemäß einer Krümmung einer Fahrstraße und einer Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs an einer gegenwärtigen Position ein Lenkgefühl, das dem Fahrer bereitgestellt wird, nicht zwingend mit einem Gefühl des Fahrzeugs übereinstimmen. Das heißt, es besteht ein technisches Problem darin, dass es für die herkömmlichen technischen Ideen, die die oben beschriebenen beinhalten, praktisch fast unmöglich ist, ein bevorzugtes Lenkgefühl ohne steigende Kosten bereitzustellen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die hinsichtlich der technischen Probleme gemacht wurde, die vorstehend beschrieben sind, ist es, eine Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Kurvenverlaufskrümmung eines Fahrzeugs bei einer Fahrzeugposition vor einer gegenwärtigen Position durch eine einfache Konfiguration schätzen kann. Ferner ist es bevorzugt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die die geschätzte Kurvenverlaufskrümmung zum Stabilisieren eines Fahrzeugverhaltens verwenden kann.
Lösung des Problems
Um die vorstehend erläuterten Probleme zu lösen beinhaltet eine Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, ein Berechnungsmittel für eine zukünftige Position, das konfiguriert ist, eine zukünftige Position des Fahrzeugs basierend auf Lenkeingabeinformationen, die einer Lenkeingabe entsprechen, einem Fahrzeugzustandsbetrag, der einen Drehzustand (Kurvenverlaufszustand) vorgibt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen; und ein Schätzmittel, das konfiguriert ist, eine Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs bei einer provisorischen Fahrposition vorwärtig zu einer gegenwärtigen Position basierend auf mindestens drei Fahrzeugpositionen gemäß dem Fahrzeug einschließlich mindestens der einen berechneten zukünftigen Position sowie einschließlich einer Fahrzeugposition entsprechend der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs zu schätzen.
Als ein bevorzugter Modus ist die Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einschließlich einer Computervorrichtung, eines Prozessors und dergleichen konfiguriert und beinhaltet je nach Bedarf auf angemessene Weise einen Speicher, einen Sensor und dergleichen.
Das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position berechnet eine zukünftige Position, d. h. eine Fahrzeugposition an einem zukünftigen Zeitpunkt, der der gegenwärtigen Zeit voraus, basierend auf beispielsweise Lenkeingabeinformationen bezüglich einer Lenkeingabe wie beispielsweise eines Lenkwinkels und dergleichen und basierend auf beispielsweise einem Fahrzeugzustandsbetrag und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einschließlich beispielsweise einer Gierrate, lateraler Beschleunigung und eines Fahrzeugkarosserierutschwinkels und dergleichen (nachfolgend wird der Ausdruck „Referenzelementgruppe” angemessen als Ausdruck verwendet, der die vorstehenden Sachen integriert). Es ist zu beachten, dass, obwohl die Fahrzeugposition konzeptionell eine absolute Position, die durch Latitude und Longitude vorgegeben ist, und eine relative Position bezüglich einer Referenzposition beinhalten kann, die optional festgelegt werden kann, es ausreichend ist, mindestens die letztere Position ausgehend von dem Gesichtspunkt zu erlangen, sie hinsichtlich einer Fahrzeugbewegungssteuerung zu entwickeln, und die Fahrzeugposition bevorzugt die letztere Position bedeutet.
Es wird davon ausgegangen, dass ein Fahrer eine Lenkeingabe mittels eines Lenkeingabemittels (beispielsweise Lenkrad) basierend auf einem anderen Referenzelement (Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeugzustandsbetrag) als den Lenkeingabeinformationen und basierend auf einer Form einer Straße (Krümmung der Straße), die visuell durch den Fahrer erkannt wird und an einer Fahrzeugposition vor einer gegenwärtigen Position angeordnet ist, anwendet. Das heißt, es kann davon ausgegangen werden, dass die Lenkeingabe, die vom Fahrer ausgeführt wird, Informationen bezüglich einer Fahrposition, die ein Fahrzeug in naher Zukunft erreichen wird, beinhaltet. Hinsichtlich des vorstehenden Punkts ist es möglich, eine Art eines Berechnungsmodells, einer Berechnungsregel und dergleichen zum Vorhersagen der zukünftigen Position als ein Positionsversatzbetrag von einer Referenzposition (beispielsweise die gegenwärtige Position entsprechend einer gegenwärtigen Zeit und eine vergangene Position entsprechend einem bestimmten vergangenen Zeitpunkt (vergangene Zeit) basierend auf beispielsweise der Referenzelementgruppe zu konstruieren und die zukünftige Position eines Fahrzeugs, die sich vorübergehend ändert, durch wiederholte Berechnung oder Operation gemäß dem Berechnungsmodell oder der Berechnungsregel zu schätzen. Es ist zu beachten, dass die zukünftige Position nicht notwendigerweise auf eine Position beschränkt ist, da die zukünftige Position eine prädiktive Fahrzeugposition in naher Zukunft ist, die das Fahrzeug noch nicht erreicht hat.
Beispielsweise kann das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position als eine erste Verarbeitung die gegenwärtige Position und die vergangene Position eines Fahrzeugs bestimmen und kann als eine zweite Verarbeitung die zukünftige Position durch ein mathematisches und geometrisches Analyseverfahren basierend auf der gegenwärtigen Position und der vergangenen Position und der Referenzelementgruppe bestimmen. Die vergangene Position und die gegenwärtige Position des Fahrzeugs können aus einer Historie der Referenzelementgruppe während beispielsweise einer definiten oder indefiniten Periode zwischen Vergangenheit und Gegenwart bestimmt werden. Eine Fahrzeugposition zu einer gewünschten Zeit (in diesem Fall ein kumulierter Wert eines Positionsänderungsbetrags (Koordinatenänderungsbetrags) bezüglich einer Referenzposition (Referenzkoordinate), die durch ein sekundäres Koordinatensystem vorgegeben ist) kann durch Bestimmen einer Ortskurve eines Fahrzeugs (beispielsweise einer Ortskurve eines Schwerpunkts) als eine Zeitfunktion aus einem Wert der Referenzelementgruppe für eine vergangene vorbestimmte Periode sowie Einsetzen eines gewünschten Zeitwerts in die Zeitfunktion bestimmt werden. Andererseits kann eine Historie der gegenwärtigen Position, die kontinuierlich zwischen Vergangenheit und Gegenwart bestimmt wird, als die vergangene Position verwendet werden. Ferner können die vergangene Position und die gegenwärtige Position angemessen mittels einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung und unterschiedlicher Kommunikationssysteme zwischen einer Straße und einem Fahrzeug und dergleichen erlangt werden.
Gemäß der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einer Verarbeitung, in der die zukünftige Position durch das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position bei einem definiten oder indefiniten Zeitzyklus vorübergehend berechnet wird, eine Kurvenverlaufskrümmung eines Fahrzeugs bei einer provisorischen Fahrposition vor der gegenwärtigen Position (die eine von berechneten zukünftigen Positionen sein kann) durch das Schätzmittel geschätzt.
Die Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs, die nicht zwingend mit der Straßenkrümmung übereinstimmt, kann als eine inverse Zahl eines Radius eines imaginären Kreises betrachtet werden, der durch das Fahrzeug beispielsweise als eine Ortskurve einer Position dessen Schwerpunkts gezeichnet wird. Da der imaginäre Kreis durch eine Mittenposition (Mittenkoordinate) in einem sekundären Koordinatensystem und drei Elemente eines Radius vorgegeben sein kann, kann der imaginäre Kreis, wenn mindestens drei Punkte eines Schwerpunkts, der eine Ortskurve des Schwerpunkts beschreibt, erlangt werden können, basierend auf einer Gleichung zum Berechnen einer Ortskurve eines Kreises bestimmt werden. Das Schätzmittel gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Kurvenverlaufskrümmung eines Fahrzeugs an einer provisorischen Fahrposition basierend auf mindestens drei Fahrzeugpositionen einschließlich mindestens einer zukünftigen Position, die durch das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position berechnet wird, sowie einschließlich einer Fahrzeugposition, die der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs entspricht, unter Verwendung des vorstehen Beschriebenen schätzen.
Es ist zu beachten, dass der Ausdruck „die Fahrzeugposition, die der gegenwärtigen Position entspricht” eine Fahrzeugposition bedeutet, die in direkter Beziehung zur gegenwärtigen Position steht, und beispielsweise die gegenwärtige Position selbst, die in der vorstehend erläuterten ersten Verarbeitung bestimmt wird, oder die zukünftige Position bedeutet, die basierend auf der gegenwärtigen Position berechnet wird. Wenn die Fahrzeugposition entsprechend der gegenwärtigen Position wie vorstehend beschrieben als ein Referenzwert gemäß einer Schätzung einer Kurvenverlaufskrümmung beinhaltet ist, kann der imaginäre Kreis als eine Ortskurve der Fahrzeugposition definitiv mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Es ist zu beachten, dass, wenn „die zukünftige Position, die basierend auf der gegenwärtigen Position berechnet wird” in den mindestens drei Fahrzeugpositionen beinhaltet ist, auf die durch das Schätzmittel Bezug genommen wird, „die berechnete zukünftige Position” gegenseitig mit „der Fahrzeugposition entsprechend der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs” übereinstimmen kann.
Wenn das Schätzmittel die Kurvenverlaufskrümmung an der provisorischen Fahrposition schätzt, ist zumindest konzeptionell ein relativ hoher Freiheitsgrad bezüglich dessen, auf welche Fahrzeugposition als mindestens eine verbleibende Fahrzeugposition Bezug zu nehmen ist, gegeben. Jedoch, hinsichtlich der vergangenen Position des Fahrzeugs, da eine Abweichung auf einer Zeitachse zwischen einem vergangenen Zeitpunkt gemäß der vergangenen Position, auf die Bezug zu nehmen ist, und einem gegenwärtigen Zeitpunkt (gegenwärtige Zeit) zunimmt, da ein Einfluss, der auf die Kurvenverlaufskrümmung an der provisorischen Fahrposition, die durch die vergangene Position, auf die Bezug zu nehmen ist, bei einem zukünftigen Zeitpunkt, der einem gegenwärtigen Zeitpunkt voraus ist, erreicht wird, ausgeübt wird, kleiner wird, ist die vergangene Position, die praktisch verwendet werden kann, um die Kurvenverlaufskrümmung zu schätzen, natürlicherweise beschränkt. Wenn beispielsweise eine Verarbeitung, in der ein Fahrzeugschwerpunkt vorübergehend bei einem bestimmten Zyklus berechnet wird, berücksichtigt wird, kann, da die vergangene Position, die verwendet werden kann, um eine Kurvenverlaufskrümmung bei einer provisorischen Fahrposition zu schätzen, nur ein oder zwei Abtastungen in der Vergangenheit liegt, auf die vergangene Position nicht ideal Bezug genommen werden.
Auf gleiche Weise ist, hinsichtlich der zukünftigen Position des Fahrzeugs, da eine Abweichung auf einer Zeitachse zwischen einem zukünftigen Zeitpunkt gemäß der zukünftigen Position, auf die Bezug zu nehmen ist, und einem gegenwärtigen Zeitpunkt (gegenwärtige Zeit) zugenommen hat, da eine Schätzgenauigkeit für die zukünftige Position verringert wird (die zukünftige Position, die eine Lenkeingabe eines Fahrers beeinflusst, ist eine Fahrzeugposition in einer nahen zukünftigen Region vor beispielsweise mehreren bis mehreren zehn Sekunden; es ist praktisch fast bedeutungslos, die Fahrzeugposition an einem Zeitpunkt vor der Fahrzeugposition in der nahen zukünftigen Region zu schätzen), die zukünftige Position, die praktisch verwendet werden kann, um die Kurvenverlaufskrümmung zu schätzen, natürlicherweise beschränkt.
Werden diese Punkte berücksichtigt, kann das Schätzmittel in einem bevorzugten Modus die Kurvenverlaufskrümmung basierend auf drei Fahrzeugpositionen schätzen, d. h. der zukünftigen Position entsprechend der gegenwärtigen Position, der zukünftigen Position entsprechend der vergangenen Position, die eine Abtastzeit voraus ist (d. h. der zukünftigen Position, die bei einem bestimmten vergangenen Zeitpunkt berechnet wird), und der zukünftigen Position entsprechend der vergangenen Position, die zwei Abtastzeiten voraus ist (das heißt, in dem Fall werden mindestens drei zukünftige Positionen vor der gegenwärtigen Position berechnet). Andernfalls kann das Schätzmittel in einem bevorzugten Modus die Kurvenverlaufskrümmung basierend auf drei Fahrzeugpositionen schätzen, d. h. der zukünftigen Position entsprechend der gegenwärtigen Position, der zukünftigen Position entsprechend der vergangenen Position, die eine bis mehrere Abtastzeiten voraus ist, und der gegenwärtigen Position (das heißt, in dem Fall werden mehrere zukünftige Positionen, die der gegenwärtigen Position voraus sind, berechnet).
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß die Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs selbst in Übereinstimmung mit einer Intention und einem Gefühl eines Fahrers an der provisorischen Fahrposition vor der gegenwärtigen Position ohne Verwendung eines Systems wie beispielsweise einer fahrzeuggebundenen Kamera und dergleichen, das Kosten erhöht, geschätzt werden. Demzufolge, wenn unterschiedliche Arten eines Lenkmechanismus, der an einem Fahrzeug angebracht werden kann, gesteuert werden, ist es möglich, ein Lenkgefühl bereitzustellen, das in Übereinstimmung mit einer Intention und einem Gefühl eines Fahrers ist, ohne dass dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl bereitgestellt wird.
In einem Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erlangt das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position eine gegenwärtige Position und eine vergangene Position des Fahrzeugs und berechnet die zukünftige Position basierend auf der erlangten gegenwärtigen Position und vergangenen Position, Lenkeingabeinformationen, die der Lenkeingabe entsprechen, einem Fahrzustand, der einen Drehzustand vorgibt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (Anspruch 2).
Gemäß dem Aspekt erlangt das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position als Erstes die gegenwärtige Position und die vergangene Position und berechnet die zukünftige Position basierend auf der erlangten gegenwärtigen Position und vergangenen Position und einer Referenzelementgruppe. Da die zukünftige Position durch eine Ortskurve eines Fahrzeugs, das von der vergangenen Position zur gegenwärtigen Position fortfährt, und die Referenzelementgruppe an der gegenwärtigen Position beeinflusst wird, ist eine Berechnungsverarbeitung für die gegenwärtige Position, die mehrere Stufen durchlaufen hat und die Ortskurve des Fahrzeugs von der Vergangenheit zur Gegenwart reflektiert, hinsichtlich des Punkts, dass die zukünftige Position mit hoher Genauigkeit geschätzt werden kann, rational sowie praktisch sinnvoll.
Es ist zu beachten, dass, wenn die gegenwärtige Position und die vergangene Position erlangt werden, eine numerische Wertberechnung (beispielsweise eine Berechnung zum Bestimmen einer Ortskurve eines Schwerpunkts, eine Berechnung zum Berechnen einer Position aus der bestimmten Ortskurve und dergleichen) basierend auf der Referenzelementgruppe wie vorstehend beschrieben ausgeführt werden kann und Informationen mittels einer Navigationsvorrichtung und eines Kommunikationssystems zwischen einer Straße und einem Fahrzeug und dergleichen erlangt werden können. Ferner kann hinsichtlich der vergangenen Position, wenn die gegenwärtige Position, die auf einer Zeitachse kontinuierlich erlangt wird, gespeichert wird, indem verursacht wird, dass sie einer abgelaufenen Zeit entspricht, die vergangene Position durch Auslesen des gespeicherten Werts erlangt werden.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die zukünftige Position eine relative Position ist, die durch einen relativen Positionsänderungsbetrag bezüglich einer Referenzposition vorgegeben ist (Anspruch 3).
Gemäß dem Aspekt, da die zukünftige Position als ein relativer Positionsänderungsbetrag bezüglich einer optional festgelegten Referenzposition vorgeschrieben wird, ist eine Last, die für eine Berechnung oder eine Speicherung notwendig ist, relativ klein. Ferner wird eine Entwicklung zu der Fahrzeugbewegungssteuerung berücksichtigt; praktisch ist es bevorzugt, die Fahrzeugposition als die relative Position vorzugeben.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung ein Erfassungsmittel, das konfiguriert ist, den Fahrzeugzustandsbetrag zu erfassen, wobei das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position den erfassten Fahrzeugzustandsbetrag zum Berechnen der zukünftigen Position verwendet (Anspruch 4).
Gemäß dem Aspekt kann, da die zukünftige Position basierend auf dem hochgenauen Fahrzeugzustandsbetrag, der durch das Erfassungsmittel wie beispielsweise unterschiedliche Sensoren erfasst wird, berechnet wird, eine Verlässlichkeit einer berechneten zukünftigen Position verbessert werden. Es ist zu beachten, dass das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position gemäß der vorliegenden Erfindung ebenso den Fahrzeugzustandsbetrag basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und den Lenkeingabeinformationen zu dem Zeitpunkt ungeachtet dessen schätzen kann, ob oder nicht diese Art des Erfassungsmittels bereitgestellt wird.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Lenkeingabeinformationen ein Lenkwinkel und der Fahrzeugzustandsbetrag ist eine Gierrate, laterale Beschleunigung und ein Fahrzeugkarosserierutschwinkel (Anspruch 5).
Gemäß dem Aspekt wird der Lenkwinkel als die Lenkeingabeinformationen und ferner die Gierrate entsprechend als der Fahrzeugzustandsbetrag, die laterale Beschleunigung und der Fahrzeugkarosserierutschwinkel (ein lateraler Rutschwinkel zwischen einer Fahrtrichtung einer Fahrzeugkarosserie und einer Mittellinie eines Lenkrads) eingesetzt. Da der Lenkwinkel ein Rotationswinkel unterschiedlicher Arten eines Lenkeingabemittels wie beispielsweise des Lenkrads und dergleichen ist, das durch den Fahrer betätigt wird, um eine Lenkeingabe auszuüben, ist der Lenkwinkel optimal als Lenkeingabeinformationen, die die Intention des Fahrers reflektieren. Ferner dienen die Gierrate, die laterale Beschleunigung und der Fahrzeugkarosserieschlupfwinkel bevorzugt als der Fahrzeugzustandsbetrag zum Beschreiben des Drehverhaltens (Kurvenverlaufsverhaltens) des Fahrzeugs. Somit kann gemäß dem Aspekt die zukünftige Position mit relativ hoher Genauigkeit berechnet werden.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhalten die mindestens drei Fahrzeugpositionen drei Fahrzeugpositionen beinhalten, deren berechnete Zeiten in einer Zeitreihe benachbart sind (Anspruch 6).
Wenn drei Fahrzeugpositionen, in denen die berechneten Zeiten in einer Zeitreihe aufeinander folgen, als die Fahrzeugpositionen beinhaltet sind, auf die Bezug genommen wird, wenn die Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs an der provisorischen Fahrposition geschätzt wird, kann ein imaginärer Kreis definitiv mit hoher Genauigkeit als eine Ortskurve einer zukünftigen Fahrzeugposition bestimmt werden, was praktisch nützlich ist.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, beinhaltet das Fahrzeug ein Lenkwinkelstellmittel, das eine Relation zwischen der Lenkeingabe und einem Lenkwinkel eines Lenkrads ändern kann, und/oder ein Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel, das ein Unterstützungsmoment zum Unterstützen eines Lenkmoments eines Fahrers bereitstellen kann; und weist die Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung ferner ein Steuermittel auf, das konfiguriert ist, das Lenkwinkelstellmittel und/oder das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel basierend auf der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung zu steuern (Anspruch 7).
Gemäß dem Aspekt ist das Fahrzeug konfiguriert, dass es das Lenkwinkelstellmittel und/oder das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel beinhaltet.
Das Lenkwinkelstellmittel ist ein Mittel, das gegenseitig eine Relation zwischen der Lenkeingabe und dem Lenkwinkel des Lenkrads ändern kann, und bedeutet bevorzugt eine Vorderradlenkwinkelstellvorrichtung wie beispielsweise eine VGRS (Variable Gear Ratio Steering Device; Lenkung mit variablem Übersetzungsverhältnis) und dergleichen, ein Hinterradlenkwinkelstellvorrichtung wie beispielsweise eine ARS (Active Rear Steering device) oder eine sogenannte By-Wire-Vorrichtung wie beispielsweise SBW (Steer By Wire, elektronische gesteuerte Lenkwinkelstellvorrichtung).
Das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel ist ein Mittel, das ein Unterstützungsmoment zum Unterstützen eines Lenkmoments, das durch den Fahrer mittels des Lenkeingabemittels wie beispielsweise des Lenkrads ausgeübt wird, bereitstellen kann, und bedeutet bevorzugt eine EPS (Electronic Controlled Power Steering Device; elektrisch angetriebene Servolenkung) und dergleichen.
Es ist zu beachten, dass das Unterstützungsmoment ein Moment ist, das in derselben Richtung wie das Lenkmoment oder in einer Richtung entgegengesetzt dem Lenkmoment des Fahrers bewirkt werden kann (ebenso angemessen als „das Fahrerlenkmoment” bezeichnet). Wenn das Unterstützungsmoment in derselben Richtung wie das Fahrerlenkmoment bewirkt wird, kann das Unterstützungsmoment eine Lenklast des Fahrers (Unterstützung in einem engeren Sinn) reduzieren, wobei, wenn das Unterstützungsmoment in der Richtung entgegengesetzt dem Fahrerlenkmoment bewirkt wird, das Unterstützungsmoment die Lenklast des Fahrers erhöhen kann oder das Lenkrad in eine Richtung entgegengesetzt der Lenkrichtung des Fahrers operieren kann (dies ist in einem weiten Sinn ebenso innerhalb der Kategorie einer Unterstützung). Ferner kann ein Steuerziel des Unterstützungsmoments als ein kumulierter Wert mehrerer Steuerterme wie beispielsweise eines Trägheitssteuerterms entsprechend Trägheitseigenschaften des Lenkmechanismus, eines Dämpfungssteuerterms gemäß Viskositätseigenschaften des Lenkmechanismus und dergleichen festgelegt werden, wobei unterschiedliche Lenkgefühle gemäß Steuermodi der entsprechenden Steuerterme wie beispielsweise einem Modus, der auf unterschiedliche Verstärkungen festgelegt wird, und dergleichen realisiert werden können. Ferner, wenn das Unterstützungsmoment in einer Richtung wirkt, in der eine Lenkreaktionskraft (kurz gesagt, eine Reaktionskraft, die durch ein selbstausgleichendes Moment, das um einen Achsschenkelbolzen („king pin”) des Lenkrads wirkt, verursacht wird), die vom Lenkrad zum Lenkeingabemittel übertragen wird (kurz gesagt, Lenkrad), aufgehoben wird, kann die Lenkreaktionskraft verringert oder aufgehoben werden.
Gemäß dem Aspekt ist das Steuermittel als ein Mittel bereitgestellt, das das Lenkwinkelstellmittel oder das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel oder beide steuern kann, so dass das Lenkwinkelstellmittel und/oder das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel basierend auf dem Kurvenverlauf des Fahrzeugs bei der provisorischen Fahrposition, der durch das Schätzmittel geschätzt wird, gesteuert wird. Demzufolge können Straßeninformationen bei der provisorischen Fahrposition, die vorwärtig zur gegenwärtigen Position liegt, die durch den Fahrer mittels Sicht latent auf die Lenkeingabe des gegenwärtigen Zeitpunkts reflektiert wird, auf die Lenksteuerung des Fahrzeugs des gegenwärtigen Zeitpunkts reflektiert werden, so dass das Lenkgefühl mit geringerem unkomfortablem Gefühl in Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers realisiert werden kann.
In einem weiteren Aspekt Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung, die ein Steuermittel beinhaltet, ferner ein Erlangungsmittel, das konfiguriert ist, eine gegenwärtige Position und mehrere vergangene Positionen des Fahrzeugs zu erlangen, wobei das Schätzmittel die Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs an der gegenwärtigen Position basierend auf der erlangten gegenwärtigen Position und den mehreren vergangenen Positionen schätzt, und das Steuermittel das Unterstützungsmoment basierend auf der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung der provisorischen Fahrposition und einer Kurvenverlaufskrümmung der geschätzten gegenwärtigen Position zur Zeit des Gegenlenkens des Lenkeingabemittels steuert, das durch den Fahrer ausgeführt wird (Anspruch 8).
Gemäß dem Aspekt wird die Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs bei der gegenwärtigen Position basierend auf der gegenwärtigen Position und den mehreren vergangenen Positionen (d. h. den mindestens drei Fahrzeugpositionen) geschätzt, die durch die Erlangungsmittel gleichermaßen wie die Kurvenverlaufskrümmung an der provisorischen Fahrposition erlangt werden. Ferner steuert das Steuermittel das Unterstützungsmoment, wenn der Fahrer ein Gegenlenken („cut back) des Lenkeingabemittels ausführt (beispielsweise des Lenkrads), basierend auf der Kurvenverlaufskrümmung an der gegenwärtigen Position und der Kurvenverlaufskrümmung an der provisorischen Fahrposition, die geschätzt wurden.
Somit wird gemäß dem Aspekt zur Zeit des Gegenlenkens, das durch den Fahrer ausgeführt wird, ein natürliches Lenkgefühl mit geringerem unkomfortablem Gefühl realisiert. Es ist zu beachten, dass zur Zeit des Gegenlenkens die Unterstützungsmomentsteuerung ausgeführt werden kann, indem eine Korrektur basierend auf den Kurvenverläufen zu beispielsweise einem gewöhnlichen Wert des Unterstützungsmoments hinzugefügt wird. Ferner kann das Steuermittel die Steuerung als bevorzugten Modus in einem mittleren und Hochgeschwindigkeitsbereich (eine Referenz kann angemessen bestimmt werden) ausführen, in dem es wahrscheinlich ist, dass das Lenkgefühl vom Gefühl des Fahrers abweicht.
Es ist zu beachten, dass, wie vorstehend beschrieben ist, wenn das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position eine derartige Konfiguration einsetzt, bei der es angemessen die gegenwärtige Position und die vergangene Position in einer Verarbeitung zum Berechnen der zukünftigen Position erlangt, „das Erlangungsmittel” in dem Aspekt ein Konzept ist, das durch das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position ersetzt werden kann. Ferner kann, sogar wenn das Erlangungsmittel als ein Mittel konfiguriert ist, das sich von dem Berechnungsmittel für eine zukünftige Position unterscheidet, ein praktischer Aspekt, wenn das Erlangungsmittel die gegenwärtige Position und die vergangene Position erlangt, derselbe wie die unterschiedlichen vorstehend erläuterten Aspekte sein.
Darüber hinaus kann in dem Aspekt, wenn eine Differenz zwischen einem jüngsten Wert der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung der provisorischen Fahrposition und einem gegenwärtigen Wert einer Kurvenverlaufskrümmung der geschätzten gegenwärtigen Position größer ist, das Steuermittel das Unterstützungsmoment mehr erhöhen (Anspruch 9).
Ein jüngster Wert der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung ist im Wesentlichen eine Kurvenverlaufskrümmung des gegenwärtigen Zeitpunkts, die der Fahrer mittels Sicht erwartet, und wenn das Unterstützungsmoment zur Zeit des Gegenlenkens wie vorstehend erläutert gesteuert wird, können Rückkehreigenschaften des Lenkeingabemittels näherungsweise natürlich in Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers gemacht werden. Es ist zu beachten, dass, obwohl der jüngste Wert bevorzugt einen vorhergehenden Zeitwert bedeutet, der jüngste Wert nicht zwingend auf den vorhergehenden Zeitwert beschränkt ist, solange der Fahrer mit dem natürlichen Lenkgefühl versorgt werden kann oder wenn bestimmt wird, dass der vorhergehende Zeitwert ein abnormaler Wert ist, oder dergleichen.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Steuermittel beinhaltet, erhöht, wenn eine Differenz zwischen einem jüngsten Wert der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung der provisorischen Fahrposition und einem gegenwärtigen Wert einer Kurvenverlaufskrümmung der geschätzten gegenwärtigen Position größer ist, das Steuermittel das Unterstützungsmoment mehr (Anspruch 10).
Gemäß dem Aspekt wird es, da eine größere Kurvenverlaufskrümmung an der provisorischen Fahrposition den Dämpfungssteuerterm oder den Reibungsmomentsteuerterm zur Zeit des Gegenlenkens mehr erhöht, für eine Lenkoperation des Fahrers schwierig, dass sie auf eine Änderung des Lenkwinkels reflektiert wird. Demzufolge kann, wenn eine Störung bei einem tatsächlichen Gegenlenken auftritt, unterdrückt werden, dass das Fahrzeug wankt, so dass ein robustes Verhalten hin auf eine plötzliche Störung sichergestellt werden kann.
Es ist zu beachten, dass der Dämpfungssteuerterm basierend auf einer Lenkwinkelgeschwindigkeit als eine der Lenkeingaben berechnet wird und der Reibungsmomentsteuerterm basierend auf dem Lenkwinkel als eine der Lenkeingaben bestimmt wird. Das heißt, obwohl sowohl der Dämpfungssteuerterm als auch der Reibungsmomentsteuerterm hinsichtlich dessen gleich sind, dass sie das Lenkgefühl zur Zeit des Gegenlenkens beeinflussen, ist die Operation des Fahrers, die ein Ziel darstellt, unterschiedlich. Hinsichtlich dieses Punkts ist es nicht notwendig, den Dämpfungssteuerterm oder den Reibungsmomentsteuerterm jederzeit auszuführen, und beide können angemessen in Kooperation miteinander gesteuert werden.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Steuermittel beinhaltet, beinhaltet die Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung ferner ein Erlangungsmittel, das konfiguriert ist, eine gegenwärtige Position und mehrere vergangene Positionen des Fahrzeugs zu erlangen, wobei das Schätzmittel eine Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs an der gegenwärtigen Position basierend auf der erlangten gegenwärtigen Position und den mehreren vergangenen Positionen schätzt, und wenn eine Abweichung zwischen der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung der provisorischen Fahrposition und einer Kurvenverlaufskrümmung der geschätzten gegenwärtigen Position zur Zeit des Gegenlenkens, das durch den Fahrer ausgeführt wird, größer ist, das Steuermittel einen Dämpfungssteuerterm oder einen Reibungssteuerterm des Unterstützungsmoments mehr erhöht (Anspruch 11).
Gemäß dem Aspekt, da eine größere Abweichung zwischen der Kurvenverlaufskrümmung bei der provisorischen Fahrposition und der Kurvenverlaufskrümmung bei der gegenwärtigen Position, die gleichermaßen wie beim oben beschriebene Aspekt geschätzt werden, den Dämpfungssteuerterm oder den Reibungsmomentsteuerterm zur Zeit des Gegenlenkens mehr erhöht, wird es für die Lenkoperation des Fahrers schwierig, auf eine Änderung des Lenkwinkels reflektiert zu werden. Demzufolge, wenn die Störung beim tatsächlichen Gegenlenken auftritt, kann unterdrückt werden, dass das Fahrzeug wankt, so dass das robuste Verhalten hin auf die plötzliche Störung sichergestellt werden kann.
Es ist zu beachten, dass ebenso in diesem Aspekt der Dämpfungssteuerterm und der Reibungsmomentsteuerterm auf eine ansteigende Seite in Kooperation miteinander gesteuert werden können.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Steuermittel beinhaltet, beinhaltet das Fahrzeug ein Lenkwinkelstellmittel, das eine Relation zwischen der Lenkeingabe und einem Lenkwinkel eines Lenkrads ändern kann, und/oder ein Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel, das ein Unterstützungsmoment zum Unterstützen eines Lenkmoments eines Fahrers bereitstellen kann, und die Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung weist ferner ein Steuermittel auf, das konfiguriert ist, das Lenkwinkelstellmittel und/oder das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel basierend auf einem Zeitänderungsbetrag der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung zu steuern (Anspruch 12).
Gemäß dem Aspekt können, da das Lenkwinkelstellmittel oder das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel basierend auf einem Zeitänderungsbetrag der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung gesteuert wird, die Straßeninformationen bei der provisorischen Fahrposition, die sich vor der gegenwärtigen Position befindet, auf die Lenksteuerung des Fahrzeugs zum gegenwärtigen Zeitpunkt reflektiert werden, so dass die Lenkeigenschaften in Übereinstimmung mit der Intention des Fahrers erlangt werden können und die Steuerung in Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers ausgeführt werden kann.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Steuermittel beinhaltet, steuert, wenn ein Straßenoberflächenreibungskoeffizient gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, das Steuermittel das Unterstützungsmoment (Anspruch 13).
Gemäß dem Aspekt kann, wenn das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel gesteuert wird, die Unterstützungsmomentsteuerung durch Einschränken der Unterstützungsmomentsteuerung auf einen Zustand ausgeführt werden, in dem eine angemessene Unterstützung durch Festlegen einer Erlaubnisbedingung hinsichtlich eines Straßenoberflächenreibungskoeffizienten ausgeführt werden kann, was zur Folge hat, dass die Steuerung in größerer Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers ausgeführt werden kann.
In einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Steuermittel beinhaltet, steuert, wenn eine Beschleunigung des Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, das Steuermittel das Unterstützungsmoment (Anspruch 14).
Gemäß dem Aspekt kann, wenn das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel gesteuert wird, die Unterstützungsmomentsteuerung durch Einschränken der Unterstützungsmomentsteuerung auf den Zustand ausgeführt werden, in dem die angemessene Unterstützung durch Festlegen einer Erlaubnisbedingung hinsichtlich Beschleunigung und Verzögerung ausgeführt werden kann, was zur Folge hat, dass die Steuerung in größerer Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers ausgeführt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht, wenn eine Lenkwinkelgeschwindigkeit kleiner ist, das Steuermittel das Unterstützungsmoment mehr (Anspruch 15).
Gemäß dem Aspekt kann, wenn das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel gesteuert wird, in einer Region, in der die Lenkwinkelgeschwindigkeit hoch ist und es schwierig ist, die Intention des Fahrers zu extrahieren, die angemessene Unterstützungssteuerung durch Einschränken auf den Zustand ausgeführt werden, in dem die Lenkwinkelgeschwindigkeit niedrig ist, und die Intention des Fahrers kann durch Ausführen der Steuerung zum Reduzieren des Unterstützungsmoments extrahiert werden.
Ein Betrieb und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgenden Ausführungsformen klargestellt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Konfigurationsansicht, die konzeptionell eine Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform illustriert.
2 ist eine Basismodellansicht eines Führungsbalkenmodells.
3 ist eine konzeptionelle Ansicht einer vorhergehend gelesenen Position.
4 ist ein Ablaufdiagramm einer Schätzungsverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung.
5 ist eine konzeptionelle Ansicht einer Berechnungsverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Position.
6 ist eine konzeptionelle Ansicht einer Berechnungsverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung.
7 ist eine Ansicht, die einen Übergang von Krümmungen pro Stunde beispielhaft darstellt.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Lenkwinkelsteuerverarbeitung darstellt.
9 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Lenkradrückkehrsteuerung.
10 ist eine Ansicht, die einen zeitlichen Übergang einer Krümmung ρ eines Schwerpunkts und einer vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' in einer Ausführungsverarbeitung der Lenkwinkelrückkehrsteuerung beispielhaft darstellt.
11 ist ein Ablaufdiagramm einer Lenkwinkelsteuerverarbeitung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Unterstützungsmomentsteuerung, die in einer Lenkwinkelsteuerverarbeitung von 11 ausgeführt wird.
13 ist eine Ansicht, die einen Übergang pro Stunde eines Dämpfungssteuerbetrags CAdmp in einer Ausführungsverarbeitung einer Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt.
14 ist eine schematische Fahrzeugfahrzustandsansicht, die eine Wirkung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt.
15 ist eine Ansicht, die einen Übergang pro Stunde einer Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' in der Ausführungsverarbeitung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt.
16 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer reibungssimulierten Momentsteuerung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 ist eine Ansicht, die einen Übergang pro Stunde eines reibungssimulierten Moments TAfric in einer Ausführungsverarbeitung der reibungssimulierten Momentsteuerung beispielhaft darstellt.
18 ist ein Ablaufdiagramm einer Lenkwinkelsteuerverarbeitung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 ist eine konzeptionelle Ansicht einer Drehrichtungsbestimmung.
20 ist eine Ansicht, die ein Hinzufügen eines Symbols zu einer vorhergehend gelesenen Ortskurve in Antwort auf eine vorhergehend gelesene Krümmung in der Drehrichtungsbestimmung beispielhaft darstellt.
21 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Unterstützungsmomentsteuerung.
22 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang eines Unterstützungsmoments in einer Ausführungsverarbeitung der Unterstützungsmomentsteuerung darstellt.
23 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 22 illustriert ist.
24 ist eine Ansicht, die den Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung von Momentdifferenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt.
25 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 24 illustriert ist.
26 ist eine Ansicht, die den Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung von δ-Differenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt.
27 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 26 illustriert ist.
28 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Unterstützungsmomentsteuerung in einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
29 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang eines Unterstützungsmoments in einer Ausführungsverarbeitung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt.
30 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 29 illustriert ist.
31 ist eine Ansicht, die den Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung einer Momentdifferenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt.
32 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 31 illustriert ist.
33 ist eine Ansicht, die den Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung von δ-Differenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt.
34 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 33 illustriert ist.
35 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Unterstützungsmomentsteuerung in einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
36 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang eines Unterstützungsmoments in einer Ausführungsverarbeitung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt.
37 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 36 illustriert ist.
38 ist eine Ansicht, die den Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung von Momentdifferenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt.
39 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 38 illustriert ist.
40 ist eine Ansicht, die den Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung von δ-Differenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt.
41 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 40 illustriert ist.
42 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Unterstützungsmomentsteuerung in einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
43 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Unterstützungsmomentsteuerung in einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
44 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Unterstützungsmomentsteuerung in einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert, indem angemessen auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.
Erste Ausführungsform
Konfiguration der ersten Ausführungsform
Als Erstes wird eine Konfiguration eines Fahrzeugs 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 erläutert. 1 ist eine schematische Konfigurationsansicht, die konzeptionell die Konfiguration des Fahrzeugs 1 illustriert.
In 1 beinhaltet das Fahrzeug 1 ein Paar aus einem rechten Vorderrad FR und einem linken Vorderrad FL, die lenkende Räder darstellen, und ist konfiguriert, dass es durch Drehen der Vorderräder in eine gewünschte Richtung fahren kann. Das Fahrzeug 1 beinhaltet eine ECU (elektronische Steuereinheit) 100, einen VGRS-Aktuator 200 und einen EPS-Aktuator 300.
Die ECU 100 beinhaltet eine CPU (Central Processing Unit, zentrale Verarbeitungseinheit), einen ROM (Read Only Memory, Nur-Lese-Speicher) und einen RAM (Random Access Memory, Speicher mit wahlfreiem Zugriff), die jeweils nicht illustriert sind, ist eine elektronische Steuereinheit, die zum Steuern einer Operation des Fahrzeugs 1 in seiner Gesamtheit konfiguriert ist und ist ein Beispiel einer „Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung. Die ECU 100 ist zum Ausführen einer Schätzverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung und einer Lenkwinkelsteuerverarbeitung sowie unterschiedlicher Steuerungen, die die Verarbeitungen, die später erläutert werden, begleiten, gemäß einem Steuerprogramm konfiguriert, das in dem ROM gespeichert ist.
In dem Fahrzeug 1 wird eine Lenkeingabe, die von einem Fahrer mittels eines Lenkrads 11 ausgeübt wird, an eine obere Lenksäule 12 übertragen, die einen Säulenkörper darstellt, der so gekoppelt ist, dass er koaxial mit dem Lenkrad 11 rotiert und in derselben Richtung wie das Lenkrad 11 rotieren kann. Die obere Lenksäule 12 funktioniert als eine Lenkeingabesäule, auf die der Fahrer die Lenkeingabe mittels des Lenkrads ausübt. Die obere Lenksäule 12 ist mit dem VGRS-Aktuator 200 an einem Ende desselben auf einer nachgelagerten Seite verbunden.
Der VGRS-Aktuator 200 ist eine Lenkübertragungsverhältnisstellvorrichtung als ein Beispiel „eines Lenkwinkelstellmittels” gemäß der vorliegenden Erfindung. Der VGRS-Aktuator 200 weist eine derartige Konfiguration auf, dass ein VGRS-Motor in einem Gehäuse aufgenommen ist, an welchem das Ende der oberen Lenksäule 12 auf der nachgelagerten Seite an dem VGRS-Motor befestigt ist, der einen Stator aufweist, der gleichermaßen in dem Gehäuse befestigt ist. Ferner kann ein Rotor des VGRS-Motors in dem Gehäuse rotieren und ist mit einer unteren Lenksäule 13, die eine Lenkausgabesäule darstellt, in dem Gehäuse mittels eines Untersetzungsmechanismus gekoppelt.
Das heißt, dass in dem VGRS-Aktuator 200 die untere Lenksäule 13 und die obere Lenksäule 12 relativ zueinander in dem Gehäuse rotieren können und ein Lenkübertragungsverhältnis, das ein Verhältnis ist zwischen einem Lenkwinkel MA, der einen Rotationsbetrag der oberen Lenksäule 12 darstellt, und einem Lenkwinkel eines Vorderrads, das ein angetriebenes Rad darstellt, der eindeutig in Antwort auf einen Rotationsbetrag der unteren Lenksäule 13 bestimmt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (das Verhältnis ist ebenso in Bezug mit einem Übersetzungsverhältnis eines Zahnstangenmechanismus, der später beschrieben wird) durch Steuern eines Antriebs des VGRS-Motors mittels der ECU 100 und einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung kontinuierlich ändern können.
Die Rotation der unteren Lenksäule 13 wird an den Zahnstangenmechanismus übertragen. Der Zahnstangenmechanismus ist ein Lenkkraftübertragungsmechanismus einschließlich eines Ritzels 14, das mit einem Ende der unteren Lenksäule 13 auf der nachgelagerten Seite verbunden ist, und einer Zahnstange 15, an der ein Zahnradzahn, der mit einem Zahnradzahn des Ritzels ineinandergreift, ausgebildet ist, und eine Lenkkraft wird an die entsprechenden lenkenden Räder mittels einer Spurstange und eines Achsschenkels (Bezugszeichen weggelassen), die mit beiden Enden der Zahnstange 15 gekoppelt sind, durch Wandeln einer Rotation des Ritzels 14 in eine Rechts-links-Bewegung der Zahnstange 15 in der Figur übertragen. Das heißt, in dem Fahrzeug 1 ist ein sogenanntes Zahnstangenlenksystem realisiert.
Der EPS-Aktuator 300 ist eine elektrisch betriebene Servolenkung, die ein Beispiel „eines Unterstützungsmomentbereitstellungsmittels” gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, einschließlich eines EPS-Motors, der einen bürstenlosen Gleichstrommotor darstellt, der einen nicht dargestellten Rotor, der einen Rotator darstellt, an dem ein Permanentmagnet angebracht ist, und einen Stator aufweist, der den Rotor umgibt. Der EPS-Motor ist zum Erzeugen eines Unterstützungsmoments TA in einer Rotationsrichtung des Rotors durch Rotieren des Rotors durch eine Aktion eines Drehmomentmagnetfelds konfiguriert, das in dem EPS-Motor ausgebildet wird, indem der Stator mittels einer nicht dargestellten EPS-Antriebsvorrichtung mit Energie gespeist wird.
Im Gegensatz dazu ist eine Motorwelle als eine Rotationswelle des EPS-Motors an einem nicht illustrierten Untersetzungsgetriebe, das ebenso mit dem Ritzel 14 ineinandergreift, befestigt. Demzufolge funktioniert das Unterstützungsmoment TA, das vom EPS-Motor erzeugt wird, als ein Unterstützungsmoment zum Unterstützen einer Rotation des Ritzels 14. Das Ritzel 14 ist mit der unteren Lenksäule 13 wie vorstehend erläutert gekoppelt, und die untere Lenksäule 13 ist mit der oberen Lenksäule 12 mittels des VGRS-Aktuators 200 gekoppelt. Demzufolge wird ein Fahrerlenkmoment MT, das auf die obere Lenksäule 12 ausgeübt wird, an die Zahnstange 15 übertragen, während es angemessen durch das Unterstützungsmoment TA unterstützt wird, so dass eine Lenklast des Fahrers reduziert wird. Es ist zu beachten, dass eine Operationsrichtung des Unterstützungsmoments TA eine Richtung entgegengesetzt dem Fahrerlenkmoment MT ist, wobei das Unterstützungsmoment TA natürlicherweise in einer Richtung wirkt, in der die Lenkoperation des Fahrers blockiert wird.
Das Fahrzeug 1 ist mit verschiedenen Sensoren einschließlich eines Lenkmomentsensors 16, eines Lenkwinkelsensors 17, eines VGRS-Relativwinkelsensors 18, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 19, eines Gierratensensors 20 und eines Lateralbeschleunigungssensors 21 ausgestattet.
Der Lenkmomentsensor 16 ist ein Sensor zum Erfassen des Fahrerlenkmoments MT, das von dem Fahrer mittels des Lenkrads 11 ausgeübt wird.
Insbesondere weist die obere Lenksäule 12 eine derartige Konfiguration auf, dass sie in einen vorgelagerten Abschnitt und einen nachgelagerten Abschnitt unterteilt ist, die miteinander durch einen nicht dargestellten Torsionsstab gekoppelt sind. Rotationsphasendifferenzerfassungsringe sind an beiden Enden des Torsionsstabs auf einer vorgelagerten Seite und einer nachgelagerten Seite befestigt. Der Torsionsstab ist derart konfiguriert, dass er in einer Rotationsrichtung des Lenkrads 11 in Antwort auf ein Lenkmoment (d. h. das Fahrerlenkmoment MT), das mittels des vorgelagerten Abschnitts der oberen Lenksäule 12 übertragen wird, verdreht wird, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 1 das Lenkrad 11 betätigt, und kann das Lenkmoment an den nachgelagerten Abschnitt übertragen, während er die Verdrehung erzeugt. Demzufolge wird, wenn das Lenkmoment übertragen wird, eine Rotationsphasendifferenz zwischen den Rotationsphasendifferenzerfassungsringen, die vorstehend erläutert sind, erzeugt. Der Lenkmomentsensor 16 ist zum Erfassen der Rotationsphasendifferenz sowie zum Ändern der Rotationsphasendifferenz in das Lenkmoment und zum Ausgeben des Lenkmoments als ein elektrisches Signal entsprechend dem Lenkmoment MT konfiguriert. Ferner ist der Lenkmomentsensor 16 elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und auf das erfasste Lenkmoment MT wird durch die ECU 100 bei einem definiten oder indefiniten Zyklus Bezug genommen.
Der Lenkwinkelsensor 17 ist ein Winkelsensor, der konfiguriert ist, um den Lenkwinkel MA, der den Rotationsbetrag der oberen Lenksäule 12 darstellt, zu erfassen. Der Lenkwinkelsensor 17 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und auf den erfassten Lenkwinkel MA wird durch die ECU 100 bei einem definiten oder indefiniten Zyklus Bezug genommen. Es ist zu beachten, dass die ECU 100 zum Berechnen einer Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' konfiguriert ist, indem der erfasste Lenkwinkel MA einer Verarbeitung zu einer zeitlichen Ableitung unterworfen wird. Der Lenkwinkel MA und die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' sind ein Beispiel für „Lenkeingabeinformationen” gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der VGRS-Relativwinkelsensor 18 ist ein Drehgeber, der zum Erfassen eines VGRS-Relativrotationswinkels δVGRS als eine Rotationsphasendifferenz zwischen der oberen Lenksäule 12 und der unteren Lenksäule 13 in dem VGRS-Aktuator 200 konfiguriert ist. Der VGRS-Relativwinkelsensor 18 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und auf den erfassten VGRS-Relativrotationswinkel δVGRS wird durch die ECU 100 bei einem definiten oder indefiniten Zyklus Bezug genommen.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 ist ein Sensor, der zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 darstellt, konfiguriert ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und auf die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V wird durch die ECU 100 bei einem definiten oder indefiniten Zyklus Bezug genommen.
Der Gierratensensor 20 ist ein Sensor, der zum Erfassen einer Gierrate Yr des Fahrzeugs 1 konfiguriert ist. Der Gierratensensor 20 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und auf die erfasste Gierrate Yr wird durch die ECU 100 bei einem definiten oder indefiniten Zyklus Bezug genommen.
Der Lateralbeschleunigungssensor 21 ist ein Sensor, der zum Erfassen einer Lateralbeschleunigung Gy als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 konfiguriert ist. Der Lateralbeschleunigungssensor 21 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und auf die erfasste Lateralbeschleunigung Gy wird durch die ECU 100 bei einem definiten oder indefiniten Zyklus Bezug genommen.
Betrieb der Ausführungsform
Nachfolgend werden als Operationen der Ausführungsform eine Schätzverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung und eine Lenkwinkelsteuerverarbeitung im Detail erläutert.
Kontur eines Führungsbalkenmodells
Als Erstes wird eine Kontur eines Führungsbalkenmodells, das ein Berechnungsmodell darstellt, das für eine Schätzverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung verwendet wird, mit Bezug auf 2 erläutert. 2 ist eine Basismodellansicht des Führungsbalkenmodells. Es ist zu beachten, dass in der Figur die Abschnitte, die diejenigen von 1 duplizieren, mit denselben Bezugszeichen versehen sind und deren Erläuterung angemessen weggelassen wird. Es ist zu beachten, dass das Führungsbalkenmodell ein Berechnungsmodell ist, das konstruiert ist, um eine zukünftige Position eines Fahrzeugs basierend auf Lenkeingabeinformationen, einem Fahrzeugzustandsbetrag und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen Vergangenheit und einem gegenwärtigen Zeitpunkt ausgehend von einem Standpunkt vorherzusagen, dass (1) eine Lenkeingabe eines Fahrers eine Richtung von einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs zu einer Sollerreichungsposition und eine Sollfahrtrichtung darstellt, wenn eine Sollerreichungsposition erreicht wird, und (2) eine Fahrzeuggeschwindigkeit einen Abstand von einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs zur Sollerreichungsposition darstellt, wenn eine gegenwärtige Fahrtrichtung des Fahrzeugs als eine Referenz verwendet wird.
In 2 wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug 1 ein Vorderrad F und ein Hinterrad R auf einer Mittellinie, die einen Schwerpunkt G in einer Längsrichtung passiert, und einem Führungsbalken (mit Bezug auf einen weißen Kreis) aufweist, der sich ausgehend vom Schwerpunkt G erstreckt und eine Länge a aufweist, und ein extremer Endabschnitt (mit Bezug auf eine dicke Linie), der eine zukünftige Position des Schwerpunkts G illustriert, wird festgelegt. Eine Position des extremen Endabschnitts des Führungsbalkens ist eine vorhergehend gelesene Position A (xa, ya). Es ist zu beachten, dass (xa, ya) relative Koordinaten der vorhergehend gelesenen Position A in einem sekundären Koordinatensystem sind, das der Einfachheit halber konstruiert ist.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 3 konzeptionell erläutert, wie eine Fahrzeugposition durch den Führungsbalken vorhergehend gelesen wird. 3 ist eine konzeptionelle Ansicht einer vorhergehend gelesenen Position.
In 3 wird, wenn davon ausgegangen wird, dass das Fahrzeug 1 an einer Position fährt, die durch G1 illustriert ist, eine vorhergehend gelesene Position bezüglich der Fahrzeugposition G1, die durch eine später erläuterte arithmetische Operationsverarbeitung basierend auf dem Führungsbalkenmodell erlangt werden kann, als eine vorhergehend gelesene Position A1 (xa1, ya1) illustriert, die in der Figur illustriert ist. Auf gleiche Weise werden vorhergehend gelesene Positionen A2 (xa2, ya2), A3 (xa3, ya3), A4 (xa4, ya4) und A5 (xa5, ya5) bezüglich der Fahrzeugpositionen von G2, G3, G4 und G5, die in der Figur illustriert sind, festgelegt.
Im Gegensatz dazu wird beispielsweise in den vorhergehend gelesenen Positionen CRB123 (mit Bezug auf eine unterbrochene Linie), das durch Verbinden der vorhergehend gelesenen Positionen A1, A2 und A3 erlangt werden kann, eine von vorhergehend gelesenen Ortskurven als eine Ortskurve einer provisorischen Fahrposition, die auf einer Zeitachse bezüglich der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs 1 vorauseilt. Eine inverse Zahl eines Radius R der vorhergehend gelesenen Ortskurve ist eine vorhergehend gelesene Krümmung ρ' und wird ein wichtiges Element, wenn ein Lenkgefühl, das auf den Fahrer angewandt wird, bestimmt wird.
Um eine zusätzliche Erläuterung bereitzustellen, veranlasst ein Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit den Fahrer, eine Lenkoperation mit einem weiter entfernten Gesichtspunkt (das heißt, die Führungsbalkenlänge a wird länger) auszuführen. Demzufolge kann bei einer Lenksteuerung basierend auf einer Kurvenverlaufskrümmung an der gegenwärtigen Position (beispielsweise einer Steuerung des Unterstützungsmoments TA durch das EPS) ein Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Lenkgefühl verursachen, das von einem erwarteten Wert, der durch den Fahrer erwartet wird, mehr abweicht, mit Ausnahme von manchen Zuständen wie beispielsweise Geradeausfahren und stetigem im Kreis fahren. Es ist zu beachten, dass das Problem in vielen Fällen nicht vermieden werden kann, sogar wenn eine Straßenkrümmung vor der gegenwärtigen Position gefunden wird. Dies kommt daher, dass eine Straßenkrümmung nicht mit einer Kurvenverlaufskrümmung eines Fahrzeugs in Antwort auf eine Lenkoperation des Fahrers in nicht geringem Umfang übereinstimmt.
Somit ist die ECU 100 konfiguriert, eine Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs 1 an einer provisorischen Fahrposition vor der gegenwärtigen Position (von der angenommen wird, dass sie zukünftig erreicht wird) durch die Schätzverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung zu schätzen und den EPS-Aktuator 300 basierend auf der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung zu steuern.
Details der Schätzverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung
Die Schätzverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung wird im Detail mit Bezug auf 4 erläutert. 4 ist ein Ablaufdiagramm der Schätzverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung.
In 4 initialisiert die ECU 100 entsprechende Variablen (Schritt S101). Es ist zu beachten, dass die Variablen nur beim ersten Mal initialisiert werden.
Wenn die Variablen initialisiert werden, werden unterschiedliche Eingabesignale (d. h. die vorstehend erläuterte Referenzelementgruppe), die notwendig sind, die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' zu schätzen, erlangt. Insbesondere werden der Lenkwinkel MA, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Gierrate Yr und die Lateralbeschleunigung Gy bis zur Vergangenheit, die eine vorbestimmte Zeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, erlangt (Schritt S102). Es ist zu beachten, dass in der Ausführungsform, obwohl alle durch entsprechende Sensoren erfasst werden, beispielsweise die Gierrate Yr und die Lateralbeschleunigung Gy aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Lenkwinkel MA geschätzt werden können. Dieses Schätzverfahren ist bekannt.
Anschließend werden Zeithistoriendaten, in denen die somit erlangten Eingabesignale in einer Zeitreihe angeordnet sind, temporär in dem RAM gespeichert (Schritt S103).
Wurden die Zeithistoriendaten gespeichert, berechnet die ECU 100 einen Schwerpunkt des Fahrzeugs 1 (Schritt S104). Es ist zu beachten, dass dies bedeutet, dass eine Koordinate des Schwerpunkts bestimmt wird, um den Schwerpunkt zu berechnen. Jedoch ist die Koordinate nicht eine absolute Koordinate, die beispielsweise aus Latitude, Longitude und dergleichen bestimmt wird, sondern kann eine relative Positionskoordinate bezüglich einer Referenzposition sein (das heißt, kann ein Änderungsbetrag ausgehend von der Referenzposition sein).
Eine Berechnungsverarbeitung für den Schwerpunkt gemäß Schritt S104 wird erläutert.
Bei Schritt S104 wird als Erstes ein Fahrzeugkarosserierutschwinkel β basierend auf Ausdruck (2) bestimmt, die von einer Relation abgeleitet wird, die in Ausdruck (1) illustriert ist. Es ist zu beachten, dass dβ einen Zeitdifferenzialwert des Fahrzeugkarosserierutschwinkels β bedeutet. Gy = V × (dβ + YR) (1) β = ∫{(Gy – YR × V)/V}dt (2)
Im Gegensatz dazu wird ein Gierwinkel YA des Fahrzeugs 1 durch Ausdruck (3) bestimmt. YA = ∫(YR)dt (3)
Eine Ortskurve des Schwerpunkts (Zeitortskurve) ist als Ausdruck (4) und Ausdruck (5) davon dargestellt. Es ist zu beachten, dass X eine Ortskurve ist, die durch eine x-Koordinate des Schwerpunkts gezeichnet wird, und Y eine Ortskurve ist, die durch eine y-Koordinate auf gleiche Weise gezeichnet wird. Ein gegenwärtiger Wert des Schwerpunkts ist ein Wert entsprechend einer gegenwärtigen Zeit der Ortskurve, und wenn die gegenwärtige Zeit durch t illustriert ist, ist der gegenwärtige Wert des Schwerpunkts durch (x(t), y(t)) illustriert. X = –∫{sin(β + YA)·V}dt (4) Y = ∫{cos(β + YA·V)}dt (5)
Wenn der Schwerpunkt bestimmt ist, berechnet die ECU 100 eine vorhergehend gelesene Position (Schritt S105). Eine Berechnungsverarbeitung für die vorhergehend gelesene Position wird mit Bezug auf 5 erläutert. 5 ist eine konzeptionelle Ansicht der Berechnungsverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Position. Es ist zu beachten, dass in der Figur die Abschnitte, die diejenigen der Figuren, die bereits erläutert wurden, duplizieren, durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind und deren Erläuterung angemessen weggelassen wird.
In 5 wird eine gerade Linie L1 basierend auf einem gegenwärtigen Wert der Ortskurve des Schwerpunkts festgelegt, das heißt, basierend auf einem Schwerpunkt B (x(t), y(t)) zum gegenwärtigen Zeitpunkt und einem Fahrzeugschwerpunkt C (x(t – 1), y(t – 1)) vor einer Abtastzeit (d. h. einer Zeit in der Vergangenheit, eine Referenzzeit tb eines jüngsten Werts vor einer gegenwärtigen Zeit). Eine extreme Endposition des Führungsbalkens, die vorstehend erläutert ist, wird als eine vorhergehend gelesene Position aus dem Lenkwinkel MA und dem Fahrzeugkarosserierutschwinkel β unter Verwendung der geraden Linie L1, die als eine Referenz festgelegt wurde, berechnet.
Eine spezifische Berechnungsverarbeitung für die vorhergehend gelesene Position wird nachfolgend erläutert.
Insbesondere wird als Erstes basierend auf einer bekannten Denkweise für eine äußere Teilung ein äußerer Teilungspunkt A' (x(a'), y(a')), der in der Figur illustriert ist, aus dem Schwerpunkt B und dem Schwerpunkt C gemäß Ausdruck (6), Ausdruck (7) und Ausdruck (8) berechnet. Es ist zu beachten, dass in den Ausdrücken (6), (7) und (8) n ein Abstand zwischen dem Schwerpunkt B und dem äußeren Teilungspunkt A' ist und m ein Abstand zwischen dem Schwerpunkt B und dem Schwerpunkt C ist. Ferner ist δ ein Lenkwinkel des Vorderrads, das das lenkende Rad darstellt. Der Lenkwinkel δ ist ein Wert, der durch Teilen des Lenkwinkels MA durch ein Lenkübersetzungsverhältnis erlangt wird und durch arithmetische Operation bestimmt wird. n = a × cos(δ + β) (6) m = √{(x(t) – x(t – 1))² + (y(t) – y(t – 1))²} (7) A'(x(a'), y(a')) = {((x(t) × (m + n) – n × x(t – 1))/m), ((y(t) × (m + n) – n × y(t – 1))/m)} (8)
Als Nächstes wird eine Gleichung der geraden Linie L1 aus dem Schwerpunkt B (x(t), y(t)) und dem Schwerpunkt C (x(t – 1), y(t – 1)) gemäß den Ausdrücken (9) bis (13) bestimmt. y(t) = a1 × x(t) + b1 (9) y(t – 1) = a1 × x(t – 1) + b1 (10) y(t) – y(t – 1) = a1 × {x(t) – x(t – 1)} (11) a1 = {y(t) – y(t – 1)}/{x(t) – x(t – 1)} (12) b1 = y(t) – a1 × x(t) (13)
Als Nächstes wird eine Gleichung einer geraden Linie, wenn die gerade Linie L1, die den Schwerpunkt B passiert, um einen Rotationswinkel (δ + β) gedreht wird, aus den Ausdrücken (14), (15) bestimmt. y(t) = {a1 + sin(δ + β)} × x(t) + b2 (14) b2 = y(t) – a1 × x(t) – x(t) × sin(δ + β) (15)
Die y-Koordinate y(a) der vorhergehend gelesenen Position ist durch Ausdruck (16) dargestellt. y(a) = {a1 + sin(δ + β)} × x(a) + b2 (16)
Ferner wird Ausdruck (17) durch den Satz des Pythagoras aufgestellt. √{(x(a) – x(a'))² + (y(a) – y(a'))²}² + √{(x(a') – x(t))² + (y(a') – y(t))²}² = [√{(x(a) – x(t))² + (y(a) – y(t))²}]² (17)
Wenn simultane Gleichungen, die aus Ausdruck (16) und Ausdruck (17) gebildet sind, aufgelöst werden, wird die x-Koordinate x(a) der vorhergehend gelesenen Position bestimmt, wie in Ausdruck (18) dargestellt ist. x(a) = {–y(a') × y(t) + x(a')² + y(a')² – x(a') × x(t) – b2 × y(a') + b2 × y(t)}/ {x(a') – x(t) + y(a') × a1 + y(a') × sin(δ + β) – y(t) × a1 – y(t) × sin(δ + β)} (18)
Wenn Ausdruck (18) and die Stelle von Ausdruck (16) gesetzt wird, wird die y-Koordinate y(a) der vorhergehend gelesenen Position ebenso bestimmt, wie in Ausdruck (19) dargestellt ist. y(a) = {a1 + sin(δ + β)} × x(a) + b2 (19)
Die vorhergehend gelesene Position A (x(a), y(a)) wird wie vorstehend erläutert geschätzt. Tatsächlich werden die entsprechenden Rechenformeln, die notwendig sind, um die vorhergehend gelesene Position A zu schätzen, vorab in der Speichervorrichtung wie beispielsweise dem ROM und dergleichen als feste Werte gespeichert, und die ECU 100 ist konfiguriert, die vorhergehend gelesene Position basierend auf den erlangten Eingabesignalen zu berechnen, die angemessen Bezug auf die festen Werte nehmen.
Gemäß 4, wenn die vorhergehend gelesene Position berechnet wurde, berechnet die ECU 100 die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' (Schritt S106) und speichert die somit berechnete vorhergehend gelesene Krümmung ρ' als die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) entsprechend der gegenwärtigen Zeit (Schritt S107), und wenn die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) gespeichert wurde, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S102 zurück und eine Verarbeitungsreihe wird wiederholt. Die Schätzverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung fährt wie vorstehend beschrieben fort. Es ist zu beachten, dass jedes Mal, wenn die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) berechnet wird, ein Abtastwert vor einer Abtastzeit mit begleitenden Zeitinformationen, die um eine Abtastzeit zurückverschoben werden, gespeichert wird, wie durch ρ'(t – 1) dargestellt ist.
Eine Berechnungsverarbeitung für die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' gemäß Schritt S106 wird gemäß 6 erläutert. 6 ist eine konzeptionelle Ansicht der Berechnungsverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung.
In 6 werden in den vorhergehend gelesenen Ortskurven, die durch Verbinden der vorhergehend gelesenen Positionen, die vorhergehend bestimmt werden, bestimmt wurden, eine vorhergehend gelesene Position A0 (x(0), y(0)) als jüngste vorhergehend gelesene Position (d. h. eine vorhergehend gelesene Position entsprechend der gegenwärtigen Position), eine vorvorhergehend gelesene Position A1 (x(–1), y(–1)) als eine vorhergehend gelesene Position vor einer Abtastzeit (d. h. eine vorhergehend gelesene Position entsprechend einer vergangenen Position) und eine vorvorvorhergehend gelesene Position A2 (x(–2), y(–2)) als eine vorhergehend gelesene Position vor zwei Abtastzeiten (d. h. eine vorhergehend gelesene Position entsprechend einer vergangenen Position) untersucht. Aus den drei vorhergehend gelesenen Positionen werden eine Zentrumskoordinate (p, q) eines imaginären Kreises, der durch vorhergehend gelesene Ortskurven gezeichnet wird, und eines Radius R desselben bestimmt. Es ist zu beachten, dass die vorvorhergehend gelesene Position A1 und die vorvorvorhergehend gelesene Position A2 ebenfalls Fahrzeugpositionen vor der gegenwärtigen Position ebenso wie die vorhergehend gelesene Position A0 sind (d. h. diejenige, die das Fahrzeug noch nicht erreicht hat).
Als Erstes wird Ausdruck (20) aus einer Formel eines Kreises erlangt. (x – p)² + (y – q)² = R² (20)
Eine Substitution der Koordinaten der entsprechenden vorhergehend gelesenen Positionen für Ausdruck (20) schafft Ausdruck (21), Ausdruck (22) und Ausdruck (23). Es ist zu beachten, dass der Einfachheit halber in den Ausdrücken (21) bis (30) ein negatives Symbol von Ausdrücken der vorvorhergehend gelesenen Position A1 und der vorvorvorhergehend gelesenen Position A2 weggelassen wird. (x(0) – p)² + (y(0) – q)² = R² (21) (x(1) – p)² + (y(1) – q)² = R² (22) (x(2) – p)² + (y(2) – q)² = R² (23)
Wenn ferner Ausdrücke, die vorstehend erläutert sind, entwickelt werden, werden die Ausdrücke (24), (25) und (26) geschaffen. p² – 2 × x(0) × p + x(0)² + q² + 2 × y(0)q + y(0)² = R² (24) p² – 2 × x(1) × p + x(1)² + q² + 2 × y(1)q + y(1)² = R² (25) p² – 2 × x(2) × p + x(2)² + q² + 2 × y(2)q + y(2)² = R² (26)
Wenn simultane Ausdrücke, die aus den Ausdrücken (24), (25) und (26) gebildet sind, aufgelöst werden, werden Zentrumskoordinaten p und q eines imaginären Kreises, der durch die vorhergehend gelesenen Ortskurven und einen Radius R derselben gebildet wird, durch die Ausdrücke (27), (28) und (29) berechnet. p = [1/{2 × (y(1) × x(0) – x(0) × y(2) – x(1) × y(1) – x(1) × y(0) + x(2) × y(0) + y(2) × x(1))}] × (-y(0) × x(1)² + y(2) × x(1)² + x(2)² × y(0) + y(1)² × y(2) – y(1)² × y(0) – y(2) × x(0)² – y(1) × y(2)² + x(0)² × y(1) + y(0)² × y(1) + y(2)² × y(0) – x(2)² × y(1) – y(2) × y(0)²) (27) q = [1/{2 × (y(1) × x(0) – x(0) × y(2) – x(2) × y(1) – x(1) × y(0) + x(2) × y(0) + y(2) × x(1))}] × (x(0)² × x(1) – x(0)² × x(2) – x(1)² × x(0) – y(1)² × x(0) + x(0) × x(2)² + x(0) × y(2)² + y(0)² × x(1) – x(2) × y(0)² – x(2)² × x(1) + x(2) × x(1)² + x(2) × y(1)² – y(2)² × x(1)) (28) R = √(x(0)² – 2 × x(0) × p + p² + y(0)² – 2 × y(0) × q + q²) (29)
Demzufolge wird die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' schließlich durch Ausdruck (30) dargestellt. ρ' = 1/R = 1/√{(x(0) – p)² + (y(0) – q)²} (30)
Es ist zu beachten, dass, wenn die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' des Fahrzeugs 1 an einer vorhergehend gelesenen Position bestimmt wird, es ausreicht, eine Koordinate (x(a), y(a)) in Antwort auf eine gewünschte vorhergehend gelesene Position für x(0) und y(0) von Ausdruck (30) einzusetzen. Ebenso ist es hinsichtlich einer Kurvenverlaufskrümmung ρ des Fahrzeugs 1 an der gegenwärtigen Position ausreichend, eine Koordinate (x(t), y(t)) in Antwort auf einen Schwerpunkt am gegenwärtigen Zeitpunkt für x(0) und y(0) von Ausdruck (30) einzusetzen.
Es ist zu beachten, dass, obwohl die vorhergehend gelesene Position A0 (x(0), y(0)) die vorvorhergehend gelesene Position A1 (x(–1), y(–1)) und die vorvorvorhergehend gelesene Position A2 (x(–2), y(–2)), von denen jede die vorhergehend gelesene Position ist, untersucht werden, die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' gleichermaßen basierend auf mindestens drei Fahrzeugpositionen geschätzt werden kann, die eine vorhergehend gelesene Position und eine gegenwärtige Position oder eine vorhergehend gelesene Position, die basierend auf der gegenwärtigen Position geschätzt wird (hierbei die vorhergehend gelesene Position A0), beinhalten (das heißt, die vorhergehend gelesene Position A0 ist eine Fahrzeugposition, die beide Bedingungen erfüllt).
Eine Kombination von Fahrzeugpositionen, die bereitgestellt werden, um die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' zu schätzen, wird nachfolgend in A bis E beispielhaft dargestellt (da es ausreichend ist, dass bei drei Punkten bereitgestellt wird, zeigen die Kombinationen, die hier beispielhaft dargestellt sind, nur die Fälle, in denen drei Punkte bereitgestellt werden). Es ist zu beachten, dass auch in den folgenden Beispielen genannte Fälle sind, die eine vorhergehend gelesene Position entsprechend einer gegenwärtigen Position als eine vorhergehend gelesene Position beinhalten oder nicht beinhalten (das vorstehende Beispiel ist ein Fall, der die vorhergehend gelesene Position einschließt sowie ein Fall, in dem drei Punkte, die einander auf einer Zeitachse folgen, und wenn die vorhergehend gelesene Position entsprechend der gegenwärtigen Position nicht beinhaltet ist, ist die gegenwärtige Position als das Referenzelement beinhaltet. Obwohl jede Verarbeitung bezüglich der Schätzung der vorhergehend gelesenen Krümmung dieselbe ist, wird, da die gegenwärtige Position oder die vorhergehend gelesene Position entsprechend der gegenwärtigen Position mit der gegenwärtigen Position korreliert, was ein tatsächliches Phänomen darstellt, die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' mit hoher Genauigkeit dadurch geschätzt, dass auf mindestens drei Fahrzeugpositionen einschließlich mindestens der gegenwärtigen Position und der vorhergehend gelesenen Position, die der gegenwärtigen Position entspricht, Bezug genommen wird.

(A) vorhergehend gelesene Position × 3 (vorstehendes Beispiel)
(B) vorhergehend gelesene Position × 2 + gegenwärtige Position
(C) vorhergehend gelesene Position × 2 + vergangene Position × 1
(D) vorhergehend gelesene Position × 1 + gegenwärtige Position + vergangene Position × 1
(E) vorhergehend gelesene Position × 1 + vergangene Position × 2

Eine Differenz zwischen der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' und der Krümmung ρ am Schwerpunkt wird visuell mit Bezug auf 7 erläutert. 7 ist eine Ansicht, die einen Übergang pro Stunde einer Krümmung beispielhaft darstellt.
In 7 illustriert eine durchgezogene Linie einen Zeitübergang der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' und eine gestrichelte Linie zeigt die Krümmung ρ bei einem Schwerpunkt.
In einem Zeitbereich vor einer Zeit T1 (schraffierter Abschnitt) fährt das Fahrzeug 1 geradeaus, und wenn sich das Fahrzeug 1 einer gekrümmten Straße zur Zeit T1 nähert, wird begonnen, die vorhergehend gelesene Position A wie vorstehend erläutert zu schätzen. Wenn eine vorhergehend gelesene Zeit ta (ta = V/a) durch Festlegen einer Zeit T2 als eine gegenwärtige Zeit (gegenwärtiger Zeitpunkt) der Einfachheit halber definiert wird, führt der Fahrer bereits zur Zeit t2 eine Lenkoperation aus, wobei er eine Fahrposition erwartet, die das Fahrzeug 1 zu einer Zeit T3 (T3 = T2 + ta) erreichen wird (ein Beispiel „der provisorischen Fahrposition” gemäß der vorliegenden Erfindung).
Zur Zeit T3 wird eine Krümmung der Straße konstant und das Fahrzeug 1 wird in einen stetigen kreisförmigen Drehzustand (Kurvenverlaufszustand) konvergiert, wobei die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' erneut mit der Krümmung ρ beim Schwerpunkt übereinstimmt (vgl. schraffierte Region).
Kehrt die gekrümmte Straße zur geraden Straße zurück, beginnt die vorhergehend gelesene Krümmung ρ', erneut von der Krümmung ρ abzuweichen, und beispielsweise bei einer Zeit T4 führt der Fahrer eine Lenkoperation aus, wobei er eine Fahrposition, die das Fahrzeug 1 bei einer Zeit T5 (T5 = T4 + ta) erreichen wird, erwartet (ein Beispiel „der provisorischen Fahrposition” gemäß der vorliegenden Erfindung). In einer Übergangsregion, in der die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' von der Krümmung ρ beim Schwerpunkt abweicht, wenn Lenksteuerung gemäß der Krümmung ρ beim Schwerpunkt ausgeführt wird, weicht ein Lenkgefühl, das dem Fahrer bereitgestellt wird, von einem Gefühl des Fahrers ab, wodurch ein unkomfortables Gefühl verursacht wird. Zur Bewältigung dieses Problems wird in der Ausführungsform die Lenkradsteuerverarbeitung durch die ECU 100 ausgeführt. In der Lenkradsteuerverarbeitung wird ein Gegenlenkmoment TArev (ein Teil des Unterstützungsmoments) zur Zeit des Gegenlenkens des Lenkrads basierend auf der geschätzten vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' gesteuert.
Die Lenkradsteuerverarbeitung wird im Detail mit Bezug auf 8 erläutert. 8 ist ein Ablaufdiagramm der Lenkradsteuerverarbeitung.
In 8 erlangt die ECU 100 die vorhergehend gelesene Krümmung ρ', die in der Schätzverarbeitung für eine vorhergehend gelesene Krümmung geschätzt wird (Schritt S201). Wenn die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' erlangt wurde, wird die Lenkradrückkehrsteuerung ausgeführt (Schritt S202). Wenn die Lenkradrückkehrsteuerung ausgeführt wurde, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S201 zurück und eine Verarbeitungsreihe wird wiederholt. Die Lenkradsteuerverarbeitung fährt wie vorstehend erläutert fort.
Die Lenkradrückkehrsteuerung gemäß Schritt S202 wird im Detail mit Bezug auf 9 erläutert. 9 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Lenkradrückkehrsteuerung. Es ist zu beachten, dass in der Figur die Abschnitte, die diejenigen der Figuren, die bereits erläutert wurden, duplizieren, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet werden und deren Erläuterung angemessen weggelassen wird.
In 9, wenn die Lenkradrückkehrsteuerung ausgeführt wird, berechnet die ECU 100 einen Sollwert des Unterstützungsmoments TA, indem sie die Recheneinrichtungen 101, 102 und 103 sowie Steueraufzeichnungen MP1, MP2 und MP3 verwendet. Wenn der Sollwert berechnet wird, wird der EPS-Aktuator 300 in Antwort auf den Sollwert wie bereits beschrieben gesteuert. Insbesondere ist der Sollwert TAtag des Unterstützungsmoments TA als Ausdruck (31) durch die Aktionen der Recheneinrichtung 102 und der Recheneinrichtung 103 als Multipliziereinrichtung dargestellt. TAtag = TAbase × GNρ' × GNv (31)
In Ausdruck (31) ist TAbase ein Basisunterstützungsmoment, das sich auf das Unterstützungsmoment bezieht und durch die Steueraufzeichnung MP1 festgelegt ist. Ferner sind Verstärkungen GNρ und GNv eine Krümmungsverstärkung beziehungsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung, die entsprechend zugeordnet durch die Steueraufzeichnung en MP2 und MP3 festgelegt werden.
Die Steueraufzeichnung MP1 ist eine Aufzeichnung, um zu veranlassen, dass eine erste Krümmungsabweichung Δρ(t) dem Basisunterstützungsmoment TAbase entspricht. Die ECU 100 berechnet die erste Krümmungsabweichung Δρ(t) durch die Recheneinrichtung 101 und wählt einen entsprechenden Wert von der Steueraufzeichnung MP1 basierend auf der berechneten ersten Krümmungsabweichung Δρ(t) aus. Es ist zu beachten, dass die erste Krümmungsabweichung Δρ(t) eine Differenz zwischen der Krümmung ρ(t) bei der gegenwärtigen Position und einem jüngsten Wert ρ'(t – ta) der vorhergehend gelesenen Krümmung ist und durch Ausdruck (32) dargestellt ist. Die erste Krümmungsabweichung Δρ(t) ist eine Abweichung zwischen einer vorhergehend gelesenen Krümmung (ρ'(t – ta)) zur Zeit vor einer Abtastung, bei der eine Zeit t eine vorhergehend gelesene Zeit war, und der Krümmung ρ(t) des Schwerpunkts zur Zeit t und eine Abweichung zwischen beispielsweise einem Wert entsprechend einer durchgezogenen Linie und einem Wert entsprechend einer unterbrochenen Linie zur Zeit T2 gemäß 7. Δρ(t) = ρ'(t – ta) – ρ(t) (32)
In der Steueraufzeichnung MP1 bedeutet eine Region auf einer unteren Seite eines Ursprungs eine Region, in der ein Lenkradrückkehrmoment in einer Gegenlenkrichtung agiert, und eine Region auf einer oberen Seite des Ursprungs bedeutet eine Region, in der ein Unterstützungsmoment in einer Lenkrichtung (Einlenkrichtung) agiert. Das heißt, wenn ein jüngster Wert ρ'(t – ta) der vorhergehend gelesenen Krümmung, in der die erste Krümmungsabweichung Δρ(t) einen negativen Wert verwendet, kleiner als die Krümmung ρ(t) bei der gegenwärtigen Position ist, in anderen Worten, wenn das Fahrzeug von einer gekrümmten Straße in eine gerade Straße einfährt und dergleichen, wird das Basisunterstützungsmoment TAbase, das in einer Lenkradgegenlenkrichtung agiert, festgelegt. Im Gegensatz dazu wird in der Steueraufzeichnung MP1, wenn der jüngste Wert ρ'(t – ta) der vorhergehend gelesenen Krümmung, in der die erste Krümmungsabweichung Δρ(t) einen positiven Wert verwendet, größer als die Krümmung ρ(t) bei der gegenwärtigen Position ist, in anderen Worten, wenn das Fahrzeug von einer geraden Straße in eine gekrümmte Straße einfährt und dergleichen, wird das Basisunterstützungsmoment TAbase, das in einer Lenkradlenkrichtung agiert, festgelegt.
Die Steueraufzeichnung MP2 ist eine Aufzeichnung, um zu veranlassen, dass die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) einer Krümmungsverstärkung GNρ' entspricht. Die ECU 100 ist konfiguriert, um einen entsprechenden Wert von der Steueraufzeichnung MP2 in Antwort auf die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) auszuwählen. Die Steueraufzeichnung MP2 ist derart konfiguriert, dass die Krümmungsverstärkung GNρ' null zur vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) gleich oder mehr als der Referenzwert wird. Demzufolge, sogar wenn das Basisunterstützungsmoment TAbase in der Lenkrichtung (Einlenkrichtung) durch die Steueraufzeichnung MP1 festgelegt wird, trägt das Basisunterstützungsmoment TAbase nicht zum Festlegen des Unterstützungsmoments TAtag bei, außer wenn die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t), in der die Krümmungsverstärkung GNρ' „1” verwendet, einen minimalen Wert verwendet, der kleiner als der Referenzwert ist, durch Verwenden der Steueraufzeichnung MP2 zusammen. Das heißt, da die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) auf das Unterstützungsmoment TA nur zur Zeit eines Gegenlenkens reflektiert werden kann, kann ein natürliches Lenkgefühl realisiert werden, ohne die Lenkoperation des Fahrers stark zu beeinträchtigen.
Im Gegensatz dazu ist die Steueraufzeichnung MP3 eine Aufzeichnung, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V zu veranlassen, der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung GNv zu entsprechen. Die ECU 100 ist konfiguriert, einen entsprechenden Wert von der Steueraufzeichnung MP3 in Antwort auf die Fahrzeuggeschwindigkeit V auszuwählen. Da die Steueraufzeichnung MP3 konfiguriert ist, die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung GNv auf „1” nur in einer mittleren und hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsregion festzulegen, wird eine Steuerung des Unterstützungsmoments TA in Antwort auf die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) hauptsächlich nur in der mittleren und hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsregion ausgeführt. In einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsregion wird, da die Führungsbalkenlänge a kurz wird, keine große Differenz zwischen einer Krümmung, die auf die Lenkoperation des Fahrers reflektiert wird, und einer Krümmung an der gegenwärtigen Position erzeugt. Demzufolge tritt eine Notwendigkeit zum Verbessern eines Lenkgefühls ursprünglich nicht auf.
Eine Wirkung der Lenkradrückkehrsteuerung wird gemäß 10 erläutert. 10 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang der Krümmung ρ des Schwerpunkts und der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' in einer Ausführungsverarbeitung der Lenkradrückkehrsteuerung beispielhaft darstellt.
In 10 wird eine Ortskurve der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' durch eine unterbrochene Linie dargestellt. Im Gegensatz dazu ist eine Ortskurve der Krümmung ρ des Schwerpunkts des tatsächlichen Fahrzeugs 1 mit Lρ (durchgezogene Linie) dargestellt.
Wie in der Figur dargestellt ist, wenn die Lenkradrückkehrsteuerung bei einer Zeit T10 gestartet wird, wird, da eine Abweichung zwischen der Krümmung ρ(t) bei der Fahrzeugposition zur Zeit T10 und dem jüngsten Wert ρ'(t – ta) der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' groß ist, das große Unterstützungsmoment TA, das relativ groß ist, durch die vorstehend erläuterte Aktion der Steueraufzeichnung MP1 in der Gegenlenkrichtung agiert, so dass die Krümmung ρ(t) des Fahrzeugs 1 relativ steil reduziert wird. Das Unterstützungsmoment TA wird in der Gegenlenkrichtung in einer Rückkopplungsregelung ausgeübt, um die erste Krümmungsabweichung Δρ(t) nach null zu konvergieren, so dass die Abweichung zwischen der Krümmung ρ(t) des Schwerpunkts und dem jüngsten Wert ρ'(t – ta) der vorhergehend gelesenen Krümmung gleichmäßig reduziert wird.
Im Gegensatz dazu ist eine Ortskurve Lcmp1 durch eine strichpunktierte Linie als ein Vergleichsbeispiel illustriert, das mit der Ausführungsform zu vergleichen ist. Da Lcmp1 einen Fall behandelt, in dem das Unterstützungsmoment TA basierend nur auf der Krümmung ρ(t) bei der gegenwärtigen Position zu allen Zeiten gesteuert wird, wird die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) überhaupt nicht auf die Steuerung reflektiert. Demzufolge weicht während einer Periode, bis eine Fahrstraße zu einer geraden Straße bei einer Zeit T11 zurückkehrt, die Krümmung ρ(t) des Schwerpunkts vom jüngsten Zeitwert ρ'(t – ta) der vorhergehend gelesenen Krümmung zu jeder Zeit ab. Demzufolge stimmt das Gefühl des Fahrers nicht mit einer Rückkehrgeschwindigkeit des Lenkrads 11 oder mit einer Antwort, wenn eine Rückkehrgeschwindigkeitsoperation des Lenkrads 11 ausgeführt wird, überein, so dass das Lenkgefühl für den Fahrer unkomfortabel wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird gemäß der Lenkradrückkehrsteuerung gemäß der Ausführungsform das Unterstützungsmoment TA in Antwort auf die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) in der Gegenlenkrichtung zur Zeit des Gegenlenkens erzeugt, in der die vorhergehend gelesene Krümmung bei der zukünftigen Position des Fahrzeugs 1 reduziert wird. Demzufolge stimmt das Gefühl des Fahrers mit der Rückkehrgeschwindigkeit des Lenkrads 11 oder mit der Antwort, wenn die Rückkehrgeschwindigkeitsoperation des Lenkrads 11 ausgeführt wird, überein, so dass ein Lenkgefühl realisiert wird, das für den Fahrer natürlich ist.
Zweite Ausführungsform
Obgleich in der ersten Ausführungsform die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) auf die Steuerung des Unterstützungsmoments TA reflektiert wird, wenn das Lenkrad gegengelenkt wird, wird in einer zweiten Ausführungsform das Unterstützungsmoment TA zur Zeit eines Lenkens (Einlenkens) basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) gesteuert. Als Erstes wird eine Lenkradsteuerverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf 11 erläutert. 11 ist ein Ablaufdiagramm der Lenkradsteuerverarbeitung.
In 11 wird als Erstes bestimmt, ob oder nicht eine Fahrzeuggeschwindigkeit V einer mittleren und Hochgeschwindigkeitsregion entspricht (Schritt S301). Es ist zu beachten, dass „die mittlere und Hochgeschwindigkeitsregion” eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregion ist, in der es unwahrscheinlich ist, dass ein komfortables Lenkgefühl einem Fahrer durch Steuerung basierend auf einer Krümmung ρ(t) bei einem Schwerpunkt zu einem gegenwärtigen Zeitpunkt ähnlich zur ersten Ausführungsform bereitgestellt wird. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht der mittleren und Hochgeschwindigkeitsregion entspricht (Schritt S301: NEIN), wird die Verarbeitung in einen im Wesentlichen Wartezustand bei Schritt S301 versetzt.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrzeugs 1 der mittleren und Hochgeschwindigkeitsregion entspricht (Schritt S301: JA), erlangt die ECU 100 die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' (Schritt S302) und führt eine Unterstützungsmomentsteuerung basierend auf der erlangten vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' aus (Schritt S303). Wurde die Unterstützungsmomentsteuerung ausgeführt, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S301 zurück und eine Verarbeitungsserie wird wiederholt.
Die Unterstützungsmomentsteuerung wird im Detail mit Bezug auf 12 erläutert. 12 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Unterstützungsmomentsteuerung. Es ist zu beachten, dass in der Figur die Abschnitte, die diejenigen von 9 duplizieren, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind und ihre Erläuterung angemessen weggelassen wird.
In 12, wenn die Unterstützungsmomentsteuerung ausgeführt wird, berechnet die ECU 100 einen Dämpfungssteuerterm CAdmp des Unterstützungsmoments TA unter Verwendung von Recheneinrichtungen 110, 111 und 112 sowie Steueraufzeichnungen MP3, MP4, MP5 und MP6. Der berechnete Dämpfungssteuerterm CAdmp ist eine Komponente des Unterstützungsmoments TA, wird zusammen mit einem Basisunterstützungsmoment TAbase und anderen Steuertermen wie beispielsweise einem Trägheitssteuerterm, einem Reibungsmomentsteuerterm oder einem Wellenkraftkorrekturterm und dergleichen addiert und schließlich von einem EPS-Aktuator 300 als das Unterstützungsmoment TA ausgegeben.
Der Dämpfungssteuerterm CAdmp ist als Ausdruck (33) durch die Operationen von Recheneinrichtungen 110, 111 und 112, die Multipliziereinrichtungen darstellen, dargestellt. CAdmp = CAdmpbase × GNv × GNρ' × GNΔρ (33)
In Ausdruck (33) ist CAdmpbase ein Basisdämpfungssteuerterm und wird durch die Steueraufzeichnung MP4 festgelegt. Ferner ist GNv eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung zum Ausführen einer Steuerung, die in der mittleren und Hochgeschwindigkeitsregion wesentlich ist, ähnlich zur ersten Ausführungsform, und wird durch die Steueraufzeichnung MP3, die vorstehend beschrieben ist, festgelegt.
Im Gegensatz dazu sind Verstärkungen GNρ' und GNΔρ eine vorhergehend gelesene Krümmungsverstärkung beziehungsweise eine Krümmungsabweichungsverstärkung, die durch die Steueraufzeichnungen MP5 beziehungsweise MP6 festgelegt werden.
Die Steueraufzeichnung MP4 ist eine Aufzeichnung, um zu veranlassen, dass eine Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' einem Basisdämpfungssteuerterm CAdmpbase entspricht.
Wie aus der Steueraufzeichnung MP4 ersichtlich ist, ändert sich der Basisdämpfungssteuerterm CAdmpbase in Antwort auf die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' und ist zur Zeit eines sanften Lenkens, in der die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' kleiner als ein Referenzwert wird, null. Dies kommt daher, dass zur Zeit eines sanften Lenkens eine geringere Angst davor besteht, dass eine Lenkoperation die Stabilität eines Fahrzeugs beschädigt, und das bedeutet, dass die Dämpfungssteuerung nicht ursprünglich erforderlich ist. Wird die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' gleich oder größer als der Referenzwert, steigt der Basisdämpfungssteuerterm CAdmpbase bezüglich der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' linear an.
Die Steueraufzeichnung MP5 ist eine Aufzeichnung, um zu veranlassen, dass die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) einer Krümmungsverstärkung GNρ' entspricht, und obwohl eine Eigenschaft der Aufzeichnung dieselbe ist wie die der Steueraufzeichnung MP3 gemäß der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich ein Modus zum Festlegen der Krümmungsverstärkung GNρ' von der ersten Ausführungsform.
Das heißt, gemäß der Steueraufzeichnung MP5 steigt die Krümmungsverstärkung GNρ' bezüglich der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) in einer Region unterhalb des Referenzwerts linear an und wird in einer Region, die gleich oder größer als der Referenzwert ist, auf einem maximalen Wert konstant gehalten. Ferner ist die Krümmungsverstärkung GNρ' größer als 1 mit Ausnahme einer minimalen Region, in der die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' einen minimalen Wert einsetzt. Das heißt, der Basisdämpfungssteuerterm CAdmpbase wird in Antwort auf die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' wesentlich verstärkt, und insbesondere in der Region, in der die vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) kleiner als der Referenzwert wird, erhöht ein Ansteigen der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) mehr den Basisdämpfungssteuerterm CAdmpbase.
Die Steueraufzeichnung MP6 ist eine Aufzeichnung, um zu veranlassen, dass eine zweite Krümmungsabweichung Δρ(t) einer Krümmungsabweichungsverstärkung GNΔρ entspricht. Es ist zu beachten, dass die zweite Krümmungsabweichung Δρ(t) eine Differenz zwischen der Krümmung ρ(t) bei einer gegenwärtigen Position und einem jüngsten Wert ρ'(t) der vorhergehend gelesenen Krümmung ist und durch Ausdruck (34) dargestellt ist. Die zweite Krümmungsabweichung Δρ(t) wird als ein Index zum vorhergehenden vorhersehen einer Größe einer Lenkeingabe verwendet, die zukünftig erzeugt werden wird. Δρ(t) = ρ'(t) – ρ(t) (34)
Gemäß der Steueraufzeichnung MP6 nimmt die Krümmungsabweichungsverstärkung ΔGNρ bezüglich der zweiten Krümmungsabweichung Δρ(t) in der Region, die kleiner als der Referenzwert ist, linear zu und bleibt mit einem maximalen Wert in der Region, die gleich oder größer als der Referenzwert ist, konstant. Ferner ist die Krümmungsabweichungsverstärkung GNΔρ mit Ausnahme einer minimalen Region, in der die zweite Krümmungsabweichung Δρ einen minimalen Wert einsetzt, größer als 1. Das heißt, der Basisdämpfungssteuerterm CAdmpbase wird in Antwort auf die zweite Krümmungsabweichung Δρ(t) im Wesentlichen verstärkt, und insbesondere in der Region, in der die zweite Krümmungsabweichung Δρ(t) kleiner als der Referenzwert wird, erhöht ein Ansteigen der zweiten Krümmungsabweichung Δρ(t) mehr den Basisdämpfungssteuerterm CAdmpbase.
Als ein Ergebnis dessen, dass Charakteristika auf die entsprechenden Steueraufzeichnungen angewandt werden, zeigt ein Dämpfungssteuerbetrag CAdmp des Unterstützungsmoments TA einen Zeitübergang, wie beispielsweise in 13 beispielhaft dargestellt ist. 13 ist eine Ansicht, die einen Übergang pro Stunde des Dämpfungssteuerbetrags CAdmp in einer Ausführungsverarbeitung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt.
In 13 ist Lma', das durch eine dünne durchgezogene Linie illustriert ist, ein Übergang pro Stunde der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA'. Wenn die Unterstützungsmomentsteuerung gemäß der Ausführungsform nicht auf den Zeitübergang der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' ausgeführt wird, zeigt der Dämpfungssteuerbetrag CAdmp Änderungscharakteristika, wie durch eine unterbrochene Linie Lcmp2 in der Figur illustriert ist. Im Gegensatz dazu, wenn die Unterstützungsmomentsteuerung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird, ändert sich der Dämpfungssteuerbetrag CAdmp, wie durch eine durchgezogene Linie Lcadmp in der Figur illustriert ist. Das heißt, wenn die Unterstützungsmomentsteuerung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird, steigt der Dämpfungssteuerbetrag CAdmp im Allgemeinen an.
Wie vorstehend beschrieben ist, erhöht gemäß der Unterstützungsmomentsteuerung hauptsächlich in der mittleren und hohen Fahrzeuggeschwindigkkeitsregion grundsätzlich eine größere vorhergehend gelesene Krümmung ρ'(t) und ferner eine größere zweite Krümmungsabweichung Δρ(t) den Dämpfungssteuerterm CAdmp des Unterstützungsmoments TA mehr. Der Dämpfungssteuerterm ist ein Steuerterm zum Vorgeben einer Viskosität des Lenkrads und bedeutet, dass ein größerer Dämpfungssteuerterm die Viskosität mehr erhöht, wenn das Lenkrad in Betrieb ist. Wenn die Viskosität sich erhöht, wenn das Lenkrad in Betrieb ist, wird, da ein Widerstand zu der Zeit, wenn der Fahrer die Lenkeingabe anwendet, ansteigt, eine Empfindlichkeit eines Lenkwinkels auf die Lenkeingabe schwach. Ferner hat der Fahrer das Gefühl, als ob das Lenkrad schwer wird und sich eine sogenannte „Antwort” erhöht.
Das heißt, gemäß der Unterstützungsmomentsteuerung, wenn im Allgemeinen erwartet wird, dass zukünftig eine große Lenkeingabe von dem Fahrer angewandt wird, wie beispielsweise, wenn eine Krümmung eines Schwerpunkts, d. h. der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' an einer provisorischen Fahrposition, die das Fahrzeug 1 zukünftig erreichen wird, groß ist, und wenn eine Differenz zwischen der Krümmung ρ(t) bei der gegenwärtigen Position und der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) groß ist und dergleichen, kann eine Empfindlichkeit des Lenkwinkels auf die Lenkeingabe vorab reduziert werden. Ferner kann das Lenkrad schwer gemacht werden. Demzufolge versetzt, sogar wenn eine unerwartete Störung auftritt und die Lenkeingabe des Fahrers zu der Zeit, wenn sich das Fahrzeug 1 tatsächlich einer gekrümmten Straße nähert oder sich einer geraden Straße von einer gekrümmten Straße her nähert und dergleichen, gestört wird, die Störung der Lenkeingabe das Fahrzeug 1 nicht ins Wanken und ein stabiler Fahrzustand kann aufrechterhalten werden. Andernfalls kann bei der Stufe, bei der der Fahrer eine zukünftige Krümmung vorhersagt und möglicherweise eine Antwort auf das Lenkrad erwartet, ein Gefühl der Antwort des Lenkrads verstärkt werden.
Eine Wirkung der Unterstützungsmomentsteuerung wird mit Bezug auf 14 erläutert. 14 ist eine schematische Fahrzeugfahrzustandsansicht, die die Wirkung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt.
In 14 ist 14(a) eine Ansicht, die einen Fahrzeugfahrzustand beispielhaft darstellt, wenn die Unterstützungsmomentsteuerung nicht ausgeführt wird. In dem Fall, wenn eine Störung entsprechend einem Pfeil, der in der Figur illustriert ist, bei der Stufe auftritt, bei der das Fahrzeug 1 sich einer gekrümmten Straße nähert, wird die Lenkeingabe des Fahrers durch die Störung gestört, und die gestörte Lenkeingabe interferiert mit einer Lenkoperation entsprechend der gekrümmten Straße, wodurch eine Ortskurve der gekrümmten Straße wahrscheinlich versetzt wird, wie durch eine unterbrochene Linie in der Figur illustriert ist.
Im Gegensatz dazu tritt, wenn die Unterstützungsmomentsteuerung ausgeführt wird, da der Dämpfungssteuerterm CAdmp des Unterstützungsmoments TA basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) vorab erhöht wird, bevor sich das Fahrzeug 1 der gekrümmten Straße nähert, eine Störung des Fahrzeugverhaltens, die durch eine durch den Pfeil illustrierte Störungseingabe verursacht wird, nicht auf, wie in 14(b) beispielhaft dargestellt ist. Das heißt, das Fahrzeugverhalten wird gegenüber der Störung durch die Unterstützungsmomentsteuerung robust.
Ferner kann das Wanken (der Versatz) des Fahrzeugverhaltens, das in 14(a) beispielhaft dargestellt ist, sogar auftreten, wenn eine Störung nicht eingegeben wird. Beispielsweise erwartet der Fahrer möglicherweise eine Antwort des Lenkrads bei der Stufe, bei der er eine zukünftige Krümmung vorhersagt. Jedoch, wenn nur eine Steuerung basierend auf einer tatsächlichen Krümmung ausgeführt wird, da der Dämpfungssteuerterm die Antwort des Lenkrads nur zu ändern beginnt, nachdem sich das Fahrzeug der gekrümmten Straße genähert hat, nähert sich der Fahrer der gekrümmten Straße, während er das Gefühl hat, dass das Lenkrad leicht ist. Jedoch, wenn eine Wirkung der Dämpfungssteuerung einsetzt, unmittelbar nachdem der Fahrer gefühlt hat, dass das Lenkrad leicht ist, fühlt der Fahrer dieses Mal, dass das Lenkrad schwer wird. Das heißt, für den Fahrer ist das Lenkgefühl äußerst unkomfortabel. Demzufolge wird eine redundante Lenkoperation, d. h. ein sogenanntes Korrekturlenken, wahrscheinlich ausgeführt. Die redundante Lenkoperation stört schließlich das Fahrzeugverhalten, wie in 14(a) beispielhaft dargestellt ist. Gemäß der Ausführungsform ist es möglich, da ein Lenkgefühl in Übereinstimmung mit einem Gefühl des Fahrers bereitgestellt wird, das Fahrzeugverhalten mehr zu stabilisieren.
Als Nächstes wird die Wirkung der Unterstützungsmomentsteuerung von einem anderen Standpunkt aus gemäß 15 erläutert. 15 ist eine Ansicht, die einen Übergang pro Stunde der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' in der Ausführungsverarbeitung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt.
In 15 ist ein Zeitübergang der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA', wenn die Unterstützungsmomentsteuerung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird, als Lma' (durchgezogene Linie) in der Figur illustriert. Im Gegensatz dazu ist ein Zeitübergang der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA', wenn die Unterstützungsmomentsteuerung nicht ausgeführt wird, als Lcmp3 (unterbrochene Linie) in der Figur illustriert. Es ist zu beachten, dass eine strichpunktierte Linie Eigenschaften beispielhaft darstellt, wenn keine Störung auftritt.
Wie in 15 beispielhaft dargestellt ist, wenn die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, wird, da der Dämpfungssteuerterm basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) gesteuert wird (wird in den meisten Fällen wesentlich erhöht) und somit eine Änderung des Lenkwinkels MA, wenn ein bestimmtes Lenkmoment angewandt wird, klein wird, eine Breite der Änderung der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' verglichen mit einem Fall, in dem die Unterstützungsmomentsteuerung nicht ausgeführt wird, stark unterdrückt. Es ist ersichtlich, dass das Fahrzeugverhalten mehr stabilisiert werden kann, wenn die Breite der Änderung der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' klein ist oder eine Änderung der Geschwindigkeit klein ist.
Dritte Ausführungsform
Obgleich in der zweiten Ausführungsform als ein Steuermodus des Unterstützungsmoments das Lenkgefühl in Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers durch Erhöhen des Dämpfungssteuerterms CAdmp als eine Komponente des Unterstützungsmoments TA bereitgestellt wird oder die robuste Eigenschaft des Fahrzeugverhaltens hin auf eine Störung verbessert wird, wird in einer dritten Ausführungsform ein reibungssimuliertes Moment TAfric als ein Teil des Unterstützungsmoments TA anstelle des Dämpfungssteuerterms erhöht. Das reibungssimulierte Moment TAfric ist ein Moment, das eine physikalische Reibungskraft imitiert, die erzeugt wird, wenn ein Lenkrad 11 operiert wird. Zur Zeit einer tatsächlichen Steuerung wird beispielsweise Schritt S303 in einer Lenkradsteuerverarbeitung von 11 mit einer reibungssimulierten Momentsteuerung ersetzt.
Die reibungssimulierte Momentsteuerung wird im Detail mit Bezug auf 16 erläutert. 16 ist ein Steuerungsblockdiagramm der reibungssimulierten Momentsteuerung. Das heißt, in der Figur sind die Abschnitte, die diejenigen von 12 duplizieren, mit denselben Bezugszeichen versehen und ihre Erläuterung wird angemessen weggelassen.
In 16 berechnet, wenn die reibungssimulierte Momentsteuerung ausgeführt wird, eine ECU 100 das reibungssimulierte Moment TAfric unter Verwendung von Recheneinrichtungen 111 und 112 sowie Steueraufzeichnungen MP5, MP6 und MP7. Die ECU 100 ist konfiguriert, einen finalen Sollwert TAtag des Unterstützungsmoments TA durch Addieren des berechneten reibungssimulierten Moments TAfric zu einem Sollwert einer anderen Komponente des Unterstützungsmoments TA zu bestimmen, sowie einen EPS-Aktuator zu steuern, so dass der Sollwert TAtag erlangt werden kann.
Das reibungssimulierte Moment TAfric ist als Ausdruck (35) durch die Operationen der Recheneinrichtungen 111 und 112 als Multipliziereinrichtungen dargestellt. TAfric = TAfricbase × GNρ' × GNΔρ (35)
In Ausdruck (35) zeigt TAfricbase ein basisreibungssimuliertes Moment und wird durch die Steueraufzeichnung MP7 festgelegt. Die Steueraufzeichnung MP7 ist eine Steueraufzeichnung, die einen Lenkwinkel MA und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter verwendet und veranlasst, dass die Parameter dem basisreibungssimulierten Moment entsprechen. Das basisreibungssimulierte Moment TAfricbase wird grundsätzlich derart festgelegt, dass es mehr erhöht wird, wenn der Lenkwinkel MA größer ist und ferner die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist. Es ist zu beachten, wie vorstehend beschrieben ist, dass das basisreibungssimulierte Moment nicht auf eine Lenkwinkelgeschwindigkeit MA', jedoch auf einen Lenkwinkel MA reagiert, der sich von dem vorstehend beschriebenen Dämpfungssteuerbetrag unterscheidet. Demzufolge kann, sogar wenn das Lenkrad nicht operiert wird oder sanft operiert wird, eine Reaktionskraft, die eine sogenannte Antwort auf das Lenkrad wird, ausgeübt werden.
Im Gegensatz dazu sind Verstärkungen GNρ' und GNΔρ eine vorhergehend gelesene Krümmungsverstärkung bzw. eine Krümmungsabweichungsverstärkung und sind ähnlich zu den Steueraufzeichnungen MP5 bzw. MP6, die in 12 beispielhaft dargestellt sind. Demzufolge wird das basisreibungssimulierte Moment TAfricbase in den meisten Fällen ähnlich dem Basisdämpfungssteuerterm in der zweiten Ausführungsform verstärkt.
Eine Wirkung der reibungssimulierten Momentsteuerung wird mit Bezug auf 17 erläutert. 17 ist eine Ansicht, die einen Übergang pro Stunde des reibungssimulierten Moments TAfric in einer Ausführungsverarbeitung der reibungssimulierten Momentsteuerung beispielhaft darstellt.
In 17 stellt Lcmp4 (unterbrochene Linie) beispielhaft einen Zeitübergang des reibungssimulierten Moments TAfric, wenn die reibungssimulierte Momentsteuerung nicht ausgeführt wird, als ein Vergleichsbeispiel dar, und LTAfric (durchgezogene Linie) stellt beispielhaft einen Zeitübergang des reibungssimulierten Moments TAfric dar, wenn die reibungssimulierte Momentsteuerung ausgeführt wird. Es ist zu beachten, dass Lma (dünne durchgezogene Linie) beispielhaft einen Zeitübergang des Lenkwinkels MA darstellt.
Wie in der Figur dargestellt ist, wird, wenn die reibungssimulierte Momentsteuerung ausgeführt wird, das reibungssimulierte Moment TAfric mehr als im Vergleichsbeispiel erhöht. Ferner setzt insbesondere, wie in der Figur illustriert ist, das reibungssimulierte Moment TAfric einen vorbestimmten Wert außer null gemäß dem Lenkwinkel MA sogar in einem Zustand ein, in dem der Lenkwinkel MA stabil ist (das heißt, die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' = 0). Obwohl der Dämpfungssteuerterm gemäß der zweiten Ausführungsform eine Momentkomponente ist, die nicht erzeugt wird, wenn eine Lenkoperation nicht ausgeführt wird (das heißt, die nicht bei der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' = 0 erzeugt wird), hat, da eine angemessene Reibungskraft beibehalten wird, sogar wenn das Lenken wie vorstehend erläutert stabil bleibt, die reibungssimulierte Momentsteuerung gemäß der Ausführungsform eine gute adstringierende Eigenschaft einer Schwingung des Lenkrads zur Zeit eines stabilen Lenkens, so dass es möglich ist, die Lenkoperation weiter zu stabilisieren.
Ferner kann, da das reibungssimulierte Moment TAfric ein qualitatives Moment ist, das eine Aktion zum Erschweren der Lenkoperation aufweist, wenn es erhöht wird, eine robuste Eigenschaft, wenn eine Störung eingegeben wird, ähnlich der zweiten Ausführungsform verbessert werden, indem das reibungssimulierte Moment TAfric basierend auf einer vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) erhöht wird, bevor sich das Fahrzeug 1 einer gekrümmten Straße von einer geraden Straße her nähert oder bevor sich das Fahrzeug 1 einer geraden Straße von einer gekrümmten Straße her nähert. Ferner kann ein Lenkgefühl in Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers bereitgestellt werden.
Es ist zu beachten, dass, obwohl das reibungssimulierte Moment TAfric, das ein Teil des Unterstützungsmoments TA ist, hier beispielhaft dargestellt wird, eine Reibungskraft gemäß dem Lenkwinkel MA ebenso durch Steuern eines Reibungssteuerterms angewandt werden kann, der eine Komponente des Unterstützungsmoments TA ist, ähnlich dem vorstehend erläuterten Dämpfungssteuerterm.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 18 bis 27 erläutert.
Obgleich in der ersten bis dritten Ausführungsform das Unterstützungsmoment TA basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) (geschätzte Kurvenverlaufskrümmung) in der Lenkradsteuerverarbeitung gesteuert wird, die durch die ECU 100 (das Steuermittel) ausgeführt wird, wird in einer vierten Ausführungsform das Unterstützungsmoment TA basierend auf einem Zeitänderungsbetrag (differenziellem Wert) der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) gesteuert. Ferner unterscheidet sich die Ausführungsform von den vorstehend erläuterten Ausführungsformen darin, dass in einer Lenkradsteuerverarbeitung ein Basisunterstützungsmoment TAbase zum Festlegen einer Referenz für das Unterstützungsmoment TA basierend auf einem Lenkmoment MT bestimmt wird.
Als Erstes wird die Lenkradsteuerverarbeitung gemäß der vierten Ausführungsform mit Bezug auf 18 erläutet. 18 ist ein Ablaufdiagramm der Lenkradsteuerverarbeitung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 18 illustriert ist, erlangt eine ECU 100 eine vorhergehend gelesene Krümmung ρ' (Schritt S401), bestimmt eine Drehrichtung (Krümmungsrichtung) eines Fahrzeugs 1 basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ', die erlangt wurde (Schritt S402), und berechnet eine vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol, in der die Drehrichtung durch ein Symbol illustriert ist. Die Unterstützungsmomentsteuerung wird basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol ausgeführt (Schritt S403). Wenn die Unterstützungsmomentsteuerung ausgeführt wurde, kehrt eine Verarbeitung zu Schritt S401 zurück und eine Serie von Verarbeitungen wird wiederholt.
Die Drehrichtungsbestimmung bei Schritt S402 wird im Detail mit Bezug auf 19 und 20 erläutert. 19 ist eine konzeptionelle Ansicht der Drehrichtungsbestimmung (Kurvenverlaufsrichtungsbestimmung) und 20 ist eine Ansicht, die ein Hinzufügen eines Symbols (eines Vorzeichens) zur vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' gemäß einer vorhergehend gelesenen Ortskurve in der Drehrichtungsbestimmung beispielhaft darstellt.
Obgleich es in der ersten bis dritten Ausführungsform, obwohl es ausreicht, den Absolutwert zu verwenden, der die Änderung der Größe der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' berücksichtigt, da die Steuerung ausgeführt wird, ist es in der Ausführungsform, da die Steuerung unter Berücksichtigung des Zeitänderungsbetrags der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' ausgeführt wird, notwendig zu bestimmen, ob die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' links- oder rechtsdrehend ist. Somit wird in der Ausführungsform die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' zur vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol (Vorzeichen) erweitert.
Insbesondere wird eine Drehrichtung des Fahrzeugs 1 unter Verwendung von „mindestens drei Fahrzeugpositionsinformationen” bestimmt, die verwendet werden, wenn die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' bei Schritt S106 von 4 bestimmt wird, und die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol wird durch Anwenden eines Symbols in Antwort auf eine Drehrichtung der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' berechnet. Ähnlich der Erläuterung bei Schritt S106 werden Fälle einer vorhergehend gelesenen Position A0 (x(0), y(0)), einer vorvorhergehend gelesenen Position A1 (x(–1), y(–1)) und einer vorvorvorhergehend gelesenen Position A2 (x(–2), y(–2)) erläutert, wie in 19 illustriert ist.
Wie in 19 illustriert ist, wird eine gerade Linie La, die die vorvorhergehend gelesene Position A1 mit der vorvorvorhergehend gelesenen Position A2 verbindet, durch den nächsten Ausdruck dargestellt. y = a1 × x + b1 (36)
Jedoch gilt a1 = (y(–1) – y(–2))/(x(–1) – x(–2)) (37) b1 = y(–1) – a1 × x(–1) (38)
Ferner, wie in 19 illustriert ist, ist eine gerade Linie Lb, die die vorhergehend gelesene Position A0 mit der vorvorhergehend gelesenen Position A1 verbindet, durch den nächsten Ausdruck dargestellt. Y = a2 × x + b2 (39)
Jedoch gilt a2 = (y(0) – y(–1))/(x(0) – x(–1)) (40) b2 = y(0) – a2 × x(0) (41)
Bezüglich der drei Punkte A0, A1, A2, die wie vorstehend erläutert definiert sind, wird in der Ausführungsform, wenn ein Zeitübergang aufwärts illustriert ist, wie in 19 und 20 illustriert ist, das heißt, wenn die vorvorvorhergehend gelesene Position A2, die vorvorhergehend gelesene Position A1 und die vorhergehend gelesene Position A0 in dieser Reihenfolge von unten nach oben aufgezeichnet sind, eine Linksdrehung (Linkskrümmung) bestimmt, wenn sich die vorhergehend gelesene Position A0 auf einer linken Seite der geraden Linie La befindet, die die vorvorhergehend gelesene Position A1 mit der vorvorvorhergehend gelesenen Position A2 verbindet, und wird eine Rechtsdrehung (Rechtskrümmung) bestimmt, wenn sich die vorhergehend gelesene Position A0 auf einer rechten Seite der geraden Linie La befindet. Die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol ist so definiert, dass eine Linksdrehung negativ illustriert ist und eine Rechtsdrehung positiv illustriert ist.
Wenn beispielsweise mehrere vorhergehend gelesene Ortskurven untersucht werden, wie in 20 illustriert ist, wird in dem Fall der vorhergehend gelesenen Ortskurven t1, t2, in denen sich die vorhergehend gelesenen Positionen A0 auf einer linken Seite der geraden Linie La befinden, die die vorvorhergehend gelesene Position A1 mit der vorvorvorhergehend gelesenen Position A2 verbindet, bestimmt, dass die Linksdrehung ausgeführt wird, ein positives Symbol wird auf die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' angewandt und die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol ist definiert. Das heißt ρs = ρ' wird eingeführt.
Ferner wird in dem Fall der vorhergehend gelesenen Ortskurven t3, t4, in denen sich die vorhergehend gelesenen Positionen A0 auf einer rechten Seite der geraden Linie La befinden, die die vorvorhergehend gelesene Position A1 mit der vorvorvorhergehend gelesenen Position A2 verbindet, bestimmt, dass die Rechtsdrehung ausgeführt wird, ein negatives Symbol wird auf die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' angewandt und die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol ist definiert. Das heißt, ρs = –ρ' wird eingeführt.
Wenn sich die vorhergehend gelesene Position A0 auf der geraden Linie La befindet, ist, da das Fahrzeug 1 geradeaus fährt und die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' 0 ist, die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol ebenso als 0 definiert. Das heißt, ρs = 0 wird eingeführt.
Werden Neigungen a1, a2 der entsprechenden geraden Linien La, Lb in dem Fall der Linksdrehung wie bei den vorhergehend gelesenen Ortskurven t1, t2 von 20 berücksichtigt, wird die Neigung a1 der geraden Linie La, die die vorvorhergehend gelesene Position A1 mit der vorvorvorhergehend gelesenen Position A2 verbindet, kleiner als die Neigung a2 der geraden Linie Lb, die die vorhergehend gelesene Position A0 mit der vorvorhergehend gelesenen Position A1 verbindet.
Ferner wird in dem Fall der Rechtsdrehung wie in den vorhergehend gelesenen Ortskurven t3, t4 von 20 die Neigung a1 der geraden Linie La größer als die Neigung a2 der geraden Linie Lb, und wenn sich die vorhergehend gelesene Position A0 auf der geraden Linie La befindet, wird die Neigung a1 der geraden Linie La dieselbe wie die Neigung a2 der geraden Linie Lb.
Demzufolge kann die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol durch die folgende Bedingung unter Berücksichtigung der Neigungen a1, a2 der entsprechenden geraden Linien La, Lb definiert werden, so dass sie bei der Linksdrehung positiv und bei der Rechtsdrehung negativ wird.

– wenn a1 > a2, ρs = –p' wegen Rechtsdrehung
– wenn a1 < a2, ρs = ρ' wegen Linksdrehung
– wenn a1 = a2, ρs = 0 wegen Geradeausfahrt

Als Nächstes wird die Unterstützungsmomentsteuerung bei Schritt S403 im Detail mit Bezug auf 21 erläutert. 21 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Unterstützungsmomentsteuerung. Es ist zu beachten, dass in 21 die Abschnitte, die diejenigen aus 9 und 12 duplizieren, mit denselben Bezugszeichen versehen sind und ihre Erläuterung angemessen weggelassen wird.
In 21 berechnet die ECU 100, wenn die Unterstützungsmomentsteuerung ausgeführt wird, einen Sollwert TAtag des Unterstützungsmoments TA unter Verwendung einer Addiereinrichtung 121, einer Multipliziereinrichtung 122, einer Differenziereinrichtung 123, einer Verstärkungsmultipliziereinrichtung 124, einer Verzögerungseinrichtung 125 und von Steueraufzeichnungen MP8, MP3. Die ECU 100 steuert einen EPS-Aktuator 300 in Antwort auf den berechneten Sollwert TAtag und erzeugt ein gewünschtes Unterstützungsmoment TA.
Insbesondere ist der Sollwert TAtag des Unterstützungsmoments TA als Ausdruck (42) durch Operation der Addiereinrichtung 121 dargestellt. TAtag = TAbase + dρV2 (42)
In Ausdruck (42) ist TAbase ein Basisunterstützungsmoment zum Festlegen einer Referenz zum Unterstützungsmoment TA und wird durch die Steueraufzeichnung MP8 festgelegt.
Die Steueraufzeichnung MP8 ist eine Aufzeichnung, um das Lenkmoment MT zu veranlassen, dem Basisunterstützungsmoment TAbase zu entsprechen. Wie aus der Steueraufzeichnung MP8 ersichtlich ist, die in 21 beispielhaft dargestellt ist, ändert sich das Basisunterstützungsmoment TAbase in Antwort auf das Lenkmoment MT und wird so festgelegt, dass es grundsätzlich größer wird, wenn das Lenkmoment MT größer ist.
Ferner ist in Ausdruck (42) dρV2 ein Korrekturbetrag des Unterstützungsmoments TA, der basierend auf einem differenziellen Wert der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol abgeleitet wird. Wenn ein Sollwert der Unterstützungsmomentsteuerung als das Basisunterstützungsmoment TAbase dargestellt ist, ist eine Eingangsantwortverzögerung bezüglich Sollunterstützungseigenschaften groß. Somit wird, um ein Ansprechen der Unterstützungsmomentsteuerung zu verbessern, der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV2 wie in Ausdruck (42) hinzugefügt. Ein Verfahren zum Ableiten des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV2 wird nachfolgend im Detail erläutert.
Der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV2 ist als Ausdruck (43) durch die Operation der Multipliziereinrichtung 122 dargestellt dρV2 = GNv × dρ2·K2 (43), wobei dρ2 ein differenzieller Wert der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol ist und durch die Differenziereinrichtung 123 wie nachfolgend beschrieben berechnet wird. Ferner ist K2 eine vorbestimmte Verstärkung und wird durch die Verstärkungsmultipliziereinrichtung 124 mit dρ2 multipliziert.
Es ist zu beachten, dass GNv in Ausdruck (43) eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung ist, die durch die Steueraufzeichnung MP3 basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit V gleichermaßen wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform festgelegt wird und mit einer Ausgabe dρ2·K2 von der Verstärkungsmultipliziereinrichtung 124 durch die Multipliziereinrichtung 122 multipliziert wird. Da die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' hauptsächlich bei mittleren und hohen Geschwindigkeiten wirksam extrahiert werden kann, wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung GNv derart festgelegt, dass sie bei mittleren und hohen Geschwindigkeiten groß wird, wie in der Steueraufzeichnung MP3, die in 21 beispielhaft dargestellt ist. Eine Korrespondenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung GNv, die in der Steueraufzeichnung MP3 illustriert ist, kann beispielsweise durch ein Experiment adaptiert werden.
Eine Verstärkung K2 wird mit einem derartigen Betrag festgelegt, dass eine Antwortverzögerung, die in der Unterstützungsmomentsteuerung erzeugt werden kann, wenn nur das Basisunterstützungsmoment TAbase verwendet wird, durch dρ2·K2 kompensiert werden kann, das durch Multiplizieren eines differenziellen Werts dρ2 der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol durch die Verstärkung K2 erlangt wird. Die Verstärkung K2 kann durch Entwicklung oder Experiment bestimmt werden.
Ein differenzieller Wert dρ2 der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol ist als Ausdruck (44) durch die Differenziereinrichtung 123 dargestellt dρ2 = (ρd2(t) – ρd2(t – sampling_time))/sampling_time (44), wobei ρd2 eine „vorhergehend gelesene Krümmung nach Verzögerung” ist, die einer Verzögerungsarithmetikoperation zum Eingeben einer Verzögerung td in die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol unterworfen wird und durch die Verzögerungseinrichtung 125 wie später beschrieben berechnet wird. Ferner ist sampling_time ein Abtastintervall. Das heißt, der differenzielle Wert dρ2 der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol ist ein Zeitänderungsbetrag einer vorhergehend gelesenen Krümmung ρs, der durch Teilen einer Differenz zwischen einem gegenwärtigen Zeitwert ρd2(t) und einem vorhergehenden Zeitwert ρd2(t – sampling_time) der vorhergehend gelesenen Krümmung nach Verzögerung durch das Abtastintervall sampling_time berechnet wird.
Die vorhergehend gelesene Krümmung ρd2 nach Verzögerung wird durch Ausführen einer Verzögerungsverarbeitung zum Eingeben einer Verzögerung td2 in die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol durch die Verzögerungseinrichtung 125 berechnet und kann beispielsweise durch Ausdruck (45) dargestellt werden ρd2(t) = ρs(t – td2) (45), wobei td2 ein Parameter zum Abgleichen einer Größe der Verzögerung ist, der innerhalb eines Bereichs von td = 0 bis a2/V (a2 ist eine Konstante) festgelegt wird und abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V variabel ist.
Das heißt, bezüglich der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol, die eine Eingabeinformation der Unterstützungsmomentsteuerung bei Schritt S403 ist, wird als Erstes eine Verzögerungsverarbeitung von Ausdruck (45) durch die Verzögerungseinrichtung 125 ausgeführt, als Nächstes wird der differenzielle Wert dρ2 aus Ausdruck (44) durch die Differenziereinrichtung 123 berechnet, die Verstärkung K2 wird durch die Verstärkungsmultipliziereinrichtung 123 wie in Ausdruck (43) dargestellt multipliziert und die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung GNv in Antwort auf die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird durch die Multipliziereinrichtung 122 multipliziert, mit einem Ergebnis, dass die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol als der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV2 ausgegeben wird.
Eine Wirkung der Unterstützungsmomentsteuerung der Ausführungsform wird mit Bezug auf 22 und 23 erläutert. 22 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments in einer Ausführungsverarbeitung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt, und 23 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 22 illustriert ist.
In 22 und 23 illustrieren Graphen L01, die durch eine dünne durchgezogene Linie illustriert sind, Sollunterstützungscharakteristika, die einen Zeitübergang eines Sollwerts der Unterstützungsmomentsteuerung illustrieren, der in Antwort auf das Lenkmoment MT bestimmt wird. Die Sollunterstützungscharakteristika L01 sind insbesondere das Basisunterstützungsmoment TAbase, das unter Verwendung der Steueraufzeichnung MP8 basierend auf dem Lenkmoment MT in dem Steuerungsblockdiagramm der Unterstützungsmomentsteuerung, die in 21 illustriert ist, abgeleitet wird. In einem in 22 und 23 illustrierten Beispiel werden die Sollunterstützungscharakteristika L01 kontinuierlich von 0 bis zu einem vorbestimmten Wert erhöht.
In 22 und 23 zeigen Graphen L02, die durch eine Linie mit abwechselnd kurzen und langen Strichen illustriert sind, einen Zeitübergang des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV2, der basierend auf dem differenziellen Wert der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' (vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol) in der Ausführungsform berechnet wird. Ferner illustriert ein Graph L03, der durch eine dicke durchgezogene Linie illustriert ist, einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn eine Verarbeitung zum Addieren des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρv2 der Ausführungsform zu einem Unterstützungsmomentsollwert TAtag angewandt wird (nachfolgend als eine Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung bezeichnet). Ferner illustrieren Graphen L04, die durch eine unterbrochene Linie illustriert sind, einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, als ein Vergleichsbeispiel, wenn die Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform nicht ausgeführt wird (wenn nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag verwendet wird).
Wie in Graphen L04 von 22 und 23 illustriert ist, weist in dem Vergleichsbeispiel, in dem der Unterstützungsmomentsollwert TAtag nur auf das Basisunterstützungsmoment TAbase angewandt wird, das aus der Steueraufzeichnung MP8 von 21 abgeleitet wird, der Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, eine große Antwortverzögerung hinsichtlich der Sollunterstützungscharakteristika L01 auf, wenn es ansteigt, und eine stetige Abweichung verbleibt, obwohl der Zeitübergang den Sollunterstützungscharakteristika L01 folgt. Wie vorstehend beschrieben ist, wenn nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag verwendet wird, besteht, da ein ausreichendes Unterstützungsmoment TA in Antwort auf das Lenkmoment MT insbesondere aufgrund der Antwortverzögerung des Unterstützungsmoments TA beim Beginn des Lenkens nicht realisiert werden kann, eine Möglichkeit, dass Lenkcharakteristika in Übereinstimmung mit einer Intention des Fahrers nicht erlangt werden können.
Im Gegensatz dazu wird in der Ausführungsform, um bevorzugt das Unterstützungsmoment TA zum Unterstützen des Lenkmoments MT des Fahrers bereitzustellen, das Unterstützungsmoment TA basierend auf dem differenziellen Wert der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' gesteuert. Insbesondere wird in der Ausführungsform der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV2, der in Graphen L02 von 22 und 23 illustriert ist, basierend auf dem differenziellen Wert der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' berechnet und dem Unterstützungsmomentsollwert TAtag hinzugefügt. Insbesondere wird, wie in dem Graph L02 illustriert ist, beim Beginn eines Lenkvorgangs, bei dem sich die Sollunterstützungscharakteristika L01 stark ändern und die Antwortverzögerung in dem Vergleichsbeispiel (Graph L04) erzeugt wird, der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV2 auf einen großen Wert festgelegt, so dass die Antwortverzögerung des Unterstützungsmoments TA kompensiert werden kann.
Mit der Konfiguration wird es in der Ausführungsform, da es möglich wird, einen Änderungsbetrag der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ', die Straßeninformationen an einer provisorischen Fahrposition vor einer gegenwärtigen Position sind, auf die Lenksteuerung des Fahrzeugs 1 zum gegenwärtigen Zeitpunkt zu reflektieren und das Unterstützungsmoment TA mit einer Vorwärtsregelung zu steuern, möglich zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA verglichen mit dem Vergleichsbeispiel (Graph L04), wie in den Graphen L03 von 22 und 23 illustriert ist, von Beginn des Lenkens an den Sollunterstützungscharakteristika L01 nähert. Demzufolge können, da das Lenkmoment nicht durch die Antwortverzögerung des Unterstützungsmoments beim Beginn des Lenkens erhöht wird, Lenkcharakteristika in Übereinstimmung mit der Intention des Fahrers erlangt werden, so dass die Unterstützungsmomentsteuerung in Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers ausgeführt werden kann.
Als Nächstes wird eine Wirkung der Ausführungsform ferner erläutert, indem die Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform mit einem herkömmlichen Kompensationsverfahren verglichen wird. Als Erstes wird ein Vergleich mit einer bekannten Momentdifferenzierungskompensation gemäß 24 und 25 erläutert. 24 ist eine Ansicht, die den Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung von Momentdifferenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt, und 25 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 24 illustriert ist.
Die Momentdifferenzierungskompensation dient zum Verbessern des Ansprechens der Unterstützungsmomentsteuerung durch Hinzufügen eines Momentdifferenzierungskompensationsbetrags, der durch Multiplizieren einer Verstärkung mit einem Differenzierungskorrekturwert in Antwort auf einen differenziellen Wert des Lenkmoments MT erlangt wird, zur Hauptsteuerung, um das Unterstützungsmomentsollwert TAtag in Antwort auf das Lenkmoment MT einzustellen.
In 24 und 25 zeigt ein Graph L05, der durch eine Linie mit abwechselnd kurzen und langen Strichen illustriert ist, den Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn die Momentdifferenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird. Es ist zu beachten, dass die Graphen L01, L03, L04 dieselben wie die in 22 und 23 sind.
In der Momentdifferenzierungskompensation besteht, obwohl das Ansprechen der Unterstützungsmomentsteuerung weiter verbessert werden kann, indem der Momentdifferenzierungskompensationsbetrag durch Erhöhen der vorstehend erläuterten Verstärkung erhöht wird, da ein übermäßiges Ansteigen der Verstärkung verursacht, dass das Unterstützungsmoment TA überschwingt, wenn sich die Sollunterstützungscharakteristika L1 von einem monotonen Ansteigen zu einem konstanten Wert ändern (Region A, die in 24 illustriert ist), eine Grenze beim Anstieg des Verstärkungswerts, um das Auftreten des Überschwingens zu vermeiden, so dass eine Grenze bei der Verbesserung des Ansprechens der Unterstützungsmomentsteuerung besteht. Demzufolge verbleibt, wie in dem Graph L05 von 25 dargestellt ist, wenn die Momentdifferenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, obwohl das Ansprechen des Unterstützungsmoments mehr verbessert werden kann als in dem Fall, in dem nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag verwendet wird (Graph L04), eine Antwortverzögerung zur Zeit des Erhöhens immer noch und eine Abweichung verbleibt ebenso.
Im Gegensatz dazu wird es in der Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform, wie in Graph L03 von 24 und 25 illustriert ist, möglich zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA verglichen mit der Momentdifferenzierungskompensation (Graph L05) von Beginn des Lenkens an mehr den Sollunterstützungscharakteristika L01 nähert.
Als Nächstes wird ein Vergleich mit einer bekannten δ-Differenzierungskompensation mit Bezug auf 26 und 27 erläutert. 26 ist eine Ansicht, die den Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung der δ-Differenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt, und 27 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 26 illustriert ist.
In 26 und 27 illustrieren Graphen L06, die durch eine Linie mit abwechselnd zwei kurzen Strichen und einem langen Strich illustriert sind, den Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn die δ-Differenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird. Es ist zu beachten, dass die Graphen L01, L03, L04 dieselben wie die von 24 und 25 sind.
In der δ-Differenzierungskompensation besteht, obwohl ein Anstieg eines δ-Differenzierungskompensationsbetrags das Ansprechen der Unterstützungsmomentsteuerung mehr verbessern kann, da ein übermäßiges Ansteigen des δ-Differenzierungskompensationsbetrags das Unterstützungsmoment TA veranlasst, überzuschwingen, wenn sich die Sollunterstützungscharakteristika L01 von einem monotonen Ansteigen zu einem konstanten Wert (Region A, die in 26 illustriert ist) ändern, eine Grenze beim Anstieg des δ-Differenzierungskompensationsbetrags, um das Auftreten des Überschwingens zu vermeiden, so dass eine Grenze bei der Verbesserung des Ansprechens der Unterstützungsmomentsteuerung besteht. Demzufolge, wie in den Graphen L06 von 27 illustriert ist, wenn die δ-Differenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, verbleibt, obwohl das Ansprechen des Unterstützungsmoments mehr verbessert werden kann als in dem Fall, in dem nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag (Graph L04) verwendet wird, eine Antwortverzögerung zur Zeit des Ansteigens immer noch und eine Abweichung verbleibt ebenso.
Im Gegensatz dazu wird es in der Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform, wie in Graphen L03 von 26 und 27 illustriert ist, möglich zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA verglichen mit der δ-Differenzierungskompensation (Graph L06) von Beginn des Lenkens an mehr den Sollunterstützungscharakteristika L01 nähert.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform (Graph L03) verglichen mit den herkömmlichen Kompensationsverfahren wie beispielsweise der Momentdifferenzierungskompensation (Graph L05), der δ-Differenzierungskompensation (Graph L06) und dergleichen bevorzugt das Unterstützungsmoment TA veranlassen, sich von Beginn des Lenkens an den Sollunterstützungscharakteristika L01 zu nähern. Demzufolge kann die Unterstützungsmomentsteuerung in größerer Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers ausgeführt werden.
Fünfte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 28 bis 34 erläutert.
Obgleich in der vierten Ausführungsform der Korrekturbetrag der Unterstützungsmomentsteuerung basierend auf dem Zeitänderungsbetrag (differenzieller Wert) der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) gesteuert wird, unterscheidet sich die fünfte Ausführungsform von der vierten Ausführungsform dadurch, dass der Korrekturbetrag der Unterstützungsmomentsteuerung basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) berechnet wird. Das heißt, in der Ausführungsform sind die Inhalte der Unterstützungsmomentsteuerung bei Schritt S403 in der Lenkradsteuerverarbeitung der vierten Ausführungsform, die mit Bezug auf das Ablaufdiagramm von 18 erläutert wird, unterschiedlich.
Die Unterstützungsmomentsteuerung bei Schritt S403 des Ablaufdiagramms von 18, d. h. ein Punkt, der sich von der vierten Ausführungsform unterscheidet, wird im Detail mit Bezug auf 28 erläutert. 28 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Unterstützungsmomentsteuerung der Ausführungsform.
In 28, wenn die Unterstützungsmomentsteuerung ausgeführt wird, berechnet eine ECU 100 einen Sollwert TAtag eines Unterstützungsmoments TA unter Verwendung einer Addiereinrichtung 131, einer Multipliziereinrichtung 132, eines Tiefpassfilters (LPF) 133, einer Verstärkungsmultipliziereinrichtung 134, einer Verzögerungseinrichtung 135 und von Steueraufzeichnungen MP8, MP3. Wenn der Sollwert berechnet wird, wird ein EPS-Aktuator 300 in Antwort auf den Sollwert gesteuert. Insbesondere wird der Sollwert TAtag des Unterstützungsmoments TA als Ausdruck (46) durch die Operation der Addiereinrichtung 131 dargestellt. TAtag = TAbase + dρV1 (46)
In Ausdruck (46) ist TAbase ein Basisunterstützungsmoment zum Festlegen einer Referenz für das Unterstützungsmoment und wird durch die Steueraufzeichnung MP8 auf gleiche Weise wie in der vierten Ausführungsform festgelegt.
Ferner ist in Ausdruck (46) dρV1 ein Korrekturbetrag des Unterstützungsmoments, der basierend auf einer vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol abgeleitet wird. Wenn ein Sollwert der Unterstützungsmomentsteuerung durch ein Basisunterstützungsmoment TAbase dargestellt wird, ist eine Anfangsantwortverzögerung bezüglich der Sollunterstützungscharakteristika groß. Somit wird, um das Ansprechen der Unterstützungsmomentsteuerung zu verbessern, ein Korrekturbetrag dρV1 basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol hinzugefügt, wie in Ausdruck (46) dargestellt ist. Ein Ableitungsverfahren davon wird nachfolgend im Detail erläutert.
Als Erstes führt die Verzögerungseinrichtung 135 eine Verzögerungsarithmetikoperation zum Eingeben einer Verzögerung td1 in die vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol aus, wodurch eine „vorhergehend gelesene Krümmung nach Verzögerung” ρd1 berechnet wird. Die vorhergehend gelesene Krümmung ρd1 nach der Verzögerung kann beispielsweise mit Ausdruck (47) dargestellt werden. ρd1(t) = ρs(t – td1) (47)
Hierbei ist td1 ein Parameter zum Abgleichen einer Größe der Verzögerung, wird innerhalb eines Bereichs td1 = 0 bis a1/V (a1 ist eine Konstante) festgelegt und ist abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit V variabel. Es ist zu beachten, dass Charakteristika des Verzögerungsbetrags td1 abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich denen von td2 der vierten Ausführungsform gemacht werden können.
Als Nächstes wird die vorhergehend gelesene Krümmung ρd1 nach der Verzögerung einer Filterverarbeitung durch das Tiefpassfilter (LPF) 133 unterworfen und als „eine vorhergehend gelesene Krümmung mit Symbol dρ1 nach der Filterverarbeitung”, deren Phase abgeglichen wurde, berechnet.
Als Nächstes wird eine vorbestimmte Verstärkung K1 mit der vorhergehend gelesenen Krümmung mit Symbol dρ1 nach der Filterverarbeitung durch die Verstärkungsmultipliziereinrichtung 134 multipliziert. Die Verstärkung K1 wird auf einen Betrag festgelegt, der in der Lage ist, eine Antwortverzögerung zu kompensieren, die in der Unterstützungsmomentsteuerung erzeugt werden kann, die nur das Basisunterstützungsmoment TAbase verwendet, durch dρ1·K1, das durch Multiplizieren einer K1-Verstärkung mit der vorhergehend gelesenen Krümmung mit Symbol dρ1 erlangt wird, die der Filterverarbeitung unterworfen wurde. Die Verstärkung K1 kann durch Entwicklung oder Experiment bestimmt werden.
Als Nächstes wird ferner eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung GNv mit dρ1·K1 multipliziert, das durch die Verstärkungsmultipliziereinrichtung 134 durch Betrieb der Multipliziereinrichtung 132 berechnet wird, und ein Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV1 wird berechnet. Der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV1 ist als Ausdruck (48) dargestellt. dρV1 = GNv × dρ1·K1 (48)
Es ist zu beachten, dass die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung GNv von Ausdruck (48) durch die Steueraufzeichnung MP3 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf gleiche Weise wie in der vierten Ausführungsform festgelegt wird.
Eine Wirkung der Unterstützungsmomentsteuerung der Ausführungsform wird mit Bezug auf 29 und 30 erläutert. 29 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments in einer Ausführungsverarbeitung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt, und 30 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 29 illustriert ist.
In 29 und 30 illustrierten Graphen L07, die durch eine dicke durchgezogene Linie illustriert sind, einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn eine Verarbeitung zum Hinzufügen des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV1 der Ausführungsform zum Unterstützungsmomentsollwert TAtag (nachfolgend eine Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung genannt) angewandt wird. Ferner illustrieren Graphen L08, die durch eine Linie mit abwechselnd zwei kurzen Strichen und einem langen Strich illustriert sind, einen Zeitübergang der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol in Übereinstimmung mit einer Skala des Unterstützungsmoments. Es ist zu beachten, dass auf gleiche Weise wie in 22 Graphen L01 Sollunterstützungscharakteristika illustrieren und Graphen L04 den Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA illustrieren, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn die Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform nicht ausgeführt wird (wenn nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag verwendet wird), was ein Vergleichsbeispiel darstellt.
Wie in den Graphen L04 von 29 und 30 dargestellt ist, weist in dem Vergleichsbeispiel, in dem der Unterstützungsmomentsollwert TAtag nur auf das Basisunterstützungsmoment TAbase angewandt wird, das aus der Steueraufzeichnung MP8 von 28 abgeleitet wird, der Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, eine große Antwortverzögerung bezüglich der Sollunterstützungscharakteristika L01 zur Zeit des Erhöhens auf, und obwohl der Zeitübergang den Sollunterstützungscharakteristika L01 folgt, bleibt eine stetige Abweichung. Wie vorstehend beschrieben ist, wenn nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag verwendet wird, kann, da ein ausreichendes Unterstützungsmoment TA in Antwort auf das Lenkmoment MT insbesondere aufgrund der Antwortverzögerung des Unterstützungsmoments TA zu Beginn des Lenkens nicht realisiert werden kann, eine Möglichkeit bestehen, dass Lenkcharakteristika in Übereinstimmung mit einer Intention des Fahrers nicht erlangt werden können.
Im Gegensatz dazu wird in der Ausführungsform, um bevorzugt das Unterstützungsmoment TA zum Unterstützen des Lenkmoments MT des Fahrers bereitzustellen, das Unterstützungsmoment TA basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' gesteuert. Da die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' Straßeninformation bei einer provisorischen Fahrposition vor einer gegenwärtigen Position sind, wie in den Graphen L08 von 29 und 30 dargestellt ist, weist die vorhergehend gelesene Krümmung ρ' derartige Charakteristika auf, dass ein Zeitübergang ähnlich dem der Sollunterstützungscharakteristika L01 gemacht wird sowie eine Zeitgebung des Zeitübergangs schneller wird als die Sollunterstützungscharakteristika L01. Somit ist die Ausführungsform konfiguriert, dass sie dazu in der Lage ist, ein durch den Fahrer gewünschtes Unterstützungsmoment TA zu realisieren, indem sie den Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV1 basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' berechnet und diesen dem Unterstützungsmomentsollwert TAtag hinzufügt.
Mit der Konfiguration wird es in der Ausführungsform, da es möglich wird, die vorhergehend gelesene Krümmung ρ', d. h. die Straßeninformationen bei der provisorischen Fahrposition vor der gegenwärtigen Position, auf die Lenksteuerung des Fahrzeugs 1 beim gegenwärtigen Zeitpunkt zu reflektieren und das Unterstützungsmoment TA mit einer Vorwärtsregelung (feed forward fashion) zu steuern, möglich, das Unterstützungsmoment TA zu veranlassen, sich den Sollunterstützungscharakteristika L01 von Beginn des Lenkens an verglichen mit dem Vergleichsbeispiel (Graph L04) zu nähern, wie in den Graphen L07 von 29 und 30 illustriert ist. Somit können, da das Lenkmoment durch die Antwortverzögerung des Unterstützungsmoments zu Beginn des Lenkens nicht erhöht wird, Lenkcharakteristika in Übereinstimmung mit der Intention des Fahrers erlangt werden, so dass die Unterstützungsmomentsteuerung in Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers ausgeführt werden kann.
Als Nächstes wird die Wirkung der Ausführungsform ferner durch Vergleichen der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform mit herkömmlichen Kompensationsverfahren erläutert. Als Erstes wird ein Vergleich mit einer bekannten Momentdifferenzierungskompensation gemäß 31 und 32 erläutert. 31 ist eine Ansicht, die beispielhaft einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung der Momentdifferenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel darstellt, und 32 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung im Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert, der in 31 illustriert ist.
In 31 und 32 zeigen Graphen L05, die durch eine einfach gestrichelte Linie illustriert sind, den Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn die Momentdifferenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, wie in 24 und 25. Es ist zu beachten, dass die Graphen L01, L04, L07 dieselben wie die in 29 und 30 sind.
Wie in dem Graph L05 von 32 illustriert ist, wenn die Momentdifferenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, verbleibt, obwohl das Ansprechen des Unterstützungsmoments mehr verbessert werden kann als in dem Fall, in dem nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag (Graph L04) verwendet wird, wie gemäß 24 und 25 erläutert ist, eine Antwortverzögerung zur Zeit des Ansteigens immer noch und eine Abweichung verbleibt ebenso.
Im Gegensatz dazu wird es bei der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform, wie in den Graphen L07 von 31 und 32 illustriert ist, möglich zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA verglichen mit der Momentdifferenzierungskompensation (Graphen L05) von Beginn des Lenkens an mehr den Sollunterstützungscharakteristika L1 nähert.
Als Nächstes wird ein Vergleich mit der bekannten δ-Differenzierungskompensation gemäß 33 und 34 erläutert. 33 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung der δ-Differenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt, und 34 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem in 33 dargestellten Zeitübergang des Unterstützungsmoments illustriert.
In 33 und 34 illustrieren Graphen L06, die durch eine Linie mit abwechselnd zwei kurzen Strichen und einem langen Strich illustriert sind, einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn die δ-Differenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, wie in 26 und 27. Es ist zu beachten, dass die Graphen L01, L04, L07 dieselben wie die von 29 und 30 sind.
Wie in dem Graph L06 von 34 dargestellt ist, wenn die δ-Differenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, obwohl das Ansprechen des Unterstützungsmoments mehr verbessert werden kann als in dem Fall, in dem nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag verwendet wird (Graph L04), wie in 26 und 27 erläutert ist, verbleibt eine Antwortverzögerung zur Zeit des Ansteigens immer noch und ebenso bleibt eine Abweichung.
Im Gegensatz dazu wird es bei der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform, wie in den Graphen L07 von 33 und 34 dargestellt ist, möglich zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA verglichen mit der δ-Differenzierungskompensation (Graphen L06) von Beginn des Lenkens an mehr den Sollunterstützungscharakteristika L01 nähert.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform (Graphen L07) im Vergleich mit den herkömmlichen Kompensationsverfahren wie beispielsweise der Momentdifferenzierungskompensation (Graphen L05) und der δ-Differenzierungskompensation (Graphen L06) das Unterstützungsmoment TA veranlassen, sich bevorzugt den Sollunterstützungscharakteristika L01 von Beginn des Lenkens an zu nähern. Demzufolge ist es möglich, die Unterstützungsmomentsteuerung in größerer Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers auszuführen.
Sechste Ausführungsform
Als Nächstes wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 35 bis 41 erläutert.
Die sechste Ausführungsform kombiniert die Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der vierten Ausführungsform mit der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der fünften Ausführungsform. Das heißt, in der sechsten Ausführungsform wird das Unterstützungsmoment gesteuert, indem ein Korrekturbetrag einer Unterstützungsmomentsteuerung, der basierend auf einem Zeitänderungsbetrag (differenzieller Wert) einer vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) berechnet wird, sowie ein Korrekturbetrag einer Unterstützungsmomentsteuerung, der basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ'(t) berechnet wird, zusammen verwendet werden.
35 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Unterstützungsmomentsteuerung der Ausführungsform. Wie in 35 illustriert ist, ist ein Sollwert TAtag des Unterstützungsmoments TA als Ausdruck (49) durch eine Operation von Addiereinrichtungen 121, 131 dargestellt. TAtag = TAbase + dρV1 + dρV2 (49)
In Ausdruck (49) ist TAbase ein Basisunterstützungsmoment zum Festlegen einer Referenz für das Unterstützungsmoment und wird durch eine Steueraufzeichnung MP8 auf gleiche Weise wie in der vierten und fünften Ausführungsform festgelegt.
Ferner ist in Ausdruck (49) dρV1 ein Korrekturbetrag des Unterstützungsmoments, der basierend auf einer vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol abgeleitet wird und unter Verwendung einer Multipliziereinrichtung 132, eines Tiefpassfilters (LPF) 133, einer Verstärkungsmultipliziereinrichtung 134, einer Verzögerungseinrichtung 135 und einer Steueraufzeichnung MP3 berechnet wird, wie in der fünften Ausführungsform.
Ferner ist dρV2 ein Korrekturbetrag des Unterstützungsmoments, der basierend auf einem differenziellen Wert der vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol abgeleitet wird und unter Verwendung einer Multipliziereinrichtung 122, einer differenziellen Einrichtung 123, einer Verstärkungsmultipliziereinrichtung 124, einer Verzögerungseinrichtung 125 und der Steueraufzeichnung MP3 berechnet wird, wie in der vierten Ausführungsform.
Eine Wirkung der Unterstützungsmomentsteuerung der Ausführungsform wird mit Bezug auf 36 und 37 erläutert. 36 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments in einer Ausführungsverarbeitung der Unterstützungsmomentsteuerung beispielhaft darstellt, und 37 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem in 36 illustrierten Zeitübergang des Unterstützungsmoments darstellt.
In 36 und 37 illustrieren Graphen L09, die durch eine dicke durchgezogene Linie illustriert sind, einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das von einem EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn eine Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung zum Hinzufügen eines Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV1 der Ausführungsform zu einem Unterstützungsmomentsollwert TAtag und eine Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung zum Hinzufügen eines Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV2 zum Unterstützungsmomentsollwert TAtag angewandt werden. Es ist zu beachten, dass auf gleiche Weise wie in 29 ein Graph L01 Sollunterstützungscharakteristika illustriert, ein Graph L04 einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA illustriert, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn die Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung und die Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform nicht ausgeführt werden (wenn nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag verwendet wird), was ein Vergleichsbeispiel darstellt, und ein Graph L08 einen Zeitübergang einer vorhergehend gelesenen Krümmung ρs mit Symbol in Übereinstimmung mit einer Skala des Unterstützungsmoments illustriert.
Wie in den Graphen L04 von 36 und 37 illustriert ist, weist in einem Vergleichsbeispiel, in dem nur das Basisunterstützungsmoment TAbase, das von der Steueraufzeichnung MP8 von 35 abgeleitet wird, als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag verwendet wird, der Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, eine große Antwortverzögerung bezüglich der Sollunterstützungscharakteristika L01 zur Zeit des Ansteigens auf, und obwohl der Zeitübergang den Sollunterstützungscharakteristika L01 folgt, verbleibt eine stetige Abweichung. Wie vorstehend beschrieben ist, wenn nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag verwendet wird, besteht, da ein ausreichendes Unterstützungsmoment TA in Antwort auf ein Lenkmoment MT insbesondere aufgrund der Antwortverzögerung des Unterstützungsmoments TA zu Beginn des Lenkens nicht realisiert werden kann, eine Möglichkeit, dass Lenkcharakteristika in Übereinstimmung mit einer Intention des Fahrers nicht erlangt werden können.
Im Gegensatz dazu wird in der Ausführungsform zum bevorzugten Bereitstellen des Unterstützungsmoments TA, um das Lenkmoment MT des Fahrers zu unterstützen, das Unterstützungsmoment TA basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' und deren differenziellem Wert gesteuert. Insbesondere ist, wie in den Graphen L09 von 36 und 37 illustriert ist, die Ausführungsform derart konfiguriert, dass der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV1 basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' berechnet wird, was einen Zeitübergang den Sollunterstützungscharakteristika L01 angleicht, und die Zeitgebung des Zeitübergangs schneller ist als die Sollunterstützungscharakteristika L01, und ferner der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV2 basierend auf dem differenziellen Wert der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' berechnet wird, und der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV1 und der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV2 werden dem Unterstützungsmomentsollwert TAtag hinzugefügt.
Mit der Konfiguration wird es in der Ausführungsform, da es möglich wird, den Unterstützungsmomentsollwert TAtag basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' und deren differenziellem Wert mit einer Vorwärtsregelung zu steuern, möglich zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA verglichen mit dem Vergleichsbeispiel (Graphen L04) von Beginn des Lenkens an den Sollunterstützungscharakteristika L01 nähert, wie in den Graphen L09 von 36 und 37 illustriert ist. Ferner wird es möglich, ebenso verglichen mit dem Fall, in dem die Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der vierten Ausführungsform (Graphen L03 von 22 und 23) oder die Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der fünften Ausführungsform (Graph L07 von 29 und 30) individuell angewandt werden, zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA von Beginn des Lenkens an den Sollunterstützungscharakteristika L01 nähert. Demzufolge können, da das Lenkmoment durch die Antwortverzögerung des Unterstützungsmoments zu Beginn des Lenkens nicht erhöht wird, Lenkcharakteristika in Übereinstimmung mit der Intention des Fahrers erlangt werden, so dass die Unterstützungsmomentsteuerung in Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers ausgeführt werden kann.
Als Nächstes wird die Wirkung der Ausführungsform ferner durch Vergleichen der Ausführungsform mit den herkömmlichen Kompensationsverfahren erläutert. Als Erstes wird ein Vergleich mit einer bekannten Momentdifferenzierungskompensation mit Bezug auf 38 und 39 erläutert. 38 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung der Momentdifferenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt, und 39 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem in 38 illustrierten Zeitübergang des Unterstützungsmoments darstellt.
In 38 und 39 illustrieren Graphen L05, die durch eine einfach gestrichelte Linie illustriert sind, einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn die Momentdifferenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, wie in 24 und 25. Es ist zu beachten, dass die Graphen L01, L04, L09 dieselben wie die in 36 und 37 sind.
Demzufolge, wie im Graph L05 von 39 illustriert ist, wenn die Momentdifferenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, verbleibt, obwohl ein Ansprechen des Unterstützungsmoments mehr verbessert werden kann als in dem Fall, in dem nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag (Graph L04) verwendet wird, wie gemäß 24 und 25 erläutert, eine Antwortverzögerung zur Zeit des Ansteigens immer noch und eine Abweichung verbleibt ebenso.
Im Gegensatz dazu wird es in der Ausführungsform, wie in den Graphen L09 in 38 und 39 illustriert ist, möglich zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA verglichen mit der Momentdifferenzierungskompensation (Graph L05) von Beginn des Lenkens an mehr den Sollunterstützungscharakteristika L01 nähert.
Als Nächstes wird eine Vergleich mit der bekannten δ-Differenzierungskompensation mit Bezug auf 40 und 41 erläutert. 40 ist eine Ansicht, die einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments unter Verwendung der δ-Differenzierungskompensation als ein Vergleichsbeispiel beispielhaft darstellt, und 41 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Anfangsabschnitt der Unterstützungsmomentsteuerung in dem in 40 illustrierten Zeitübergang des Unterstützungsmoments darstellt.
In 40 und 41 illustrieren Graphen L06, die durch eine einfach gestrichelte Linie illustriert sind, einen Zeitübergang des Unterstützungsmoments TA, das vom EPS-Aktuator 300 ausgegeben wird, wenn die δ-Differenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, wie in 26 und 27. Es ist zu beachten, dass Graphen L01, L04, L09 dieselben wie die von 36 und 37 sind.
Wie im Graph L06 von 41 dargestellt ist, wenn die δ-Differenzierungskompensation auf die Unterstützungsmomentsteuerung angewandt wird, verbleibt, obwohl das Ansprechen des Unterstützungsmoments verglichen mit dem Fall verbessert werden kann, in dem nur das Basisunterstützungsmoment TAbase als der Unterstützungsmomentsollwert TAtag (Graph L04) verwendet wird, wie mit Bezug auf 26 und 27 erläutert ist, eine Antwortverzögerung zur Zeit des Ansteigens immer noch und eine Abweichung verbleibt ebenso.
Im Gegensatz wird es in der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung und der Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform, wie in den Graphen L09 von 40 und 41 illustriert ist, möglich zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA verglichen mit der δ-Differenzierungskompensation (Graph L06) von Beginn des Lenkens an mehr den Sollunterstützungscharakteristika L01 nähert.
Wie vorstehend beschrieben wird, wird es in dem Korrekturverfahren (Graph L09), in dem die Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung und die Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung der Ausführungsform kombiniert werden, verglichen mit den herkömmlichen Kompensationsverfahren wie beispielsweise der Momentdifferenzierungskompensation (Graph L05), der δ-Differenzierungskompensation (Graph L06) und dergleichen möglich zu veranlassen, dass sich das Unterstützungsmoment TA von Beginn des Lenkens an bevorzugt den Sollunterstützungscharakteristika L01 nähert. Demzufolge kann eine Unterstützungsmomentsteuerung in größerer Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers ausgeführt werden.
Siebte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 42 erläutert. Die Ausführungsform fügt eine Funktion zum Bestimmen, ob oder nicht eine Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung (Verarbeitung zum Hinzufügen des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV2 der vierten und sechsten Ausführungsform zu einem Unterstützungsmomentsollwert TAtag) oder eine Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung (Verarbeitung zum Hinzufügen des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV1 der fünften und sechsten Ausführungsform zum Unterstützungsmomentsollwert TAtag) ausgeführt wird, basierend auf einem Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ, zur vierten bis sechsten Ausführungsform hinzu.
42 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Unterstützungsmomentsteuerung in der Ausführungsform. Wie in 42 illustriert ist, ist die Ausführungsform konfiguriert, um ferner als die Funktion zum Bestimmen basierend auf dem Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ, ob oder nicht eine Unterstützungsmomentkorrektursteuerung ausgeführt wird, eine Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 zum Bestimmen, ob oder nicht die Unterstützungsmomentkorrektursteuerung ausgeführt wird, eine Verarbeitungseinheit 142 für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen, um einen Ausgangswert von der Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 einer Verarbeitung für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen zu unterwerfen, wenn der Ausgangswert umgeschaltet wird, und Multipliziereinrichtungen 143 und 144 zum Multiplizieren eines Verstärkungswerts, der von der Verarbeitungseinheit 142 für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen ausgegeben wird, mit einem Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV1, der aus einer Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung resultiert, die von der Multipliziereinrichtung 132 ausgegeben wird, und mit einem Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV2, der aus einer Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung resultiert, die von der Multipliziereinrichtung 122 ausgegeben wird, zu beinhalten.
Die Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 bestimmt, ob oder nicht die Unterstützungsmomentkorrektursteuerung ausgeführt wird, basierend auf einem geschätzten Wert des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ (geschätzter μ-Wert). Insbesondere wenn der geschätzte μ-Wert gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmt die Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141, die Unterstützungsmomentkorrektursteuerung auszuführen, und gibt 1 als den Ausgangswert aus. Ferner, wenn der geschätzte μ-Wert kleiner als der vorbestimmte Wert ist und der Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ klein ist (kleiner μ-Zustand), bestimmt die Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141, die Unterstützungsmomentkorrektursteuerung nicht auszuführen, um eine übermäßige Unterstützung zu vermeiden, und gibt 0 als den Ausgangswert aus. Das heißt, wenn der geschätzte μ-Wert sich von kleiner als der vorbestimmte Wert zu gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ändert, schaltet die Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 den Ausgangswert von 0 nach 1 um, und ferner, wenn der geschätzte μ-Wert sich von gleich oder größer als der vorbestimmte Wert zu kleiner als der vorbestimmte Wert ändert, schaltet die Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 den Ausgangswert von 1 nach 0 um.
Es ist zu beachten, dass der geschätzte Wert (geschätzter μ-Wert) des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ, der eine Eingangsinformation der Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 ist, unter Verwendung eines bekannten Schätzverfahrens basierend auf den Informationen unterschiedlicher Sensoren eines Fahrzeugs 1 berechnet werden kann. Beinhaltet als die Sensorinformationen, die verwendet werden, um den geschätzten μ-Wert zu berechnen, sind die Informationen von beispielsweise dem Lenkwinkelsensor 17, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19, dem Gierratensensor 20 und dem Sensor 21 für laterale Beschleunigung, die vorstehend beschrieben sind, und ferner die Informationen von einem Fahrzeugradgeschwindigkeitssensor zum Erfassen von Radgeschwindigkeiten entsprechender Räder FL, FR ein Längsbeschleunigungssensor (Vorwärts-rückwärts-Beschleunigungssensor) zum Erfassen einer Längsbeschleunigung (Vorwärts-rückwärts-Beschleunigung) des Fahrzeugs 1, ein Vertikalbeschleunigungssensor (Sensor für eine Beschleunigung von oben nach unten) zum Erfassen einer Vertikalbeschleunigung (Oben-unten-Beschleunigung, Beschleunigung in einer vertikalen Richtung) des Fahrzeugs 1, ein Masterdrucksensor zum Erfassen eines Drucks eines Masterzylinders und dergleichen.
Die Verarbeitungseinheit 142 für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen gibt den mit den Unterstützungsmomentkorrekturbeträgen dρV1, dρV2 zu multiplizierenden Verstärkungswert basierend auf dem Ausgangswert der Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 aus. Insbesondere wenn der Ausgangswert der Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 0 oder 1 und konstant ist, gibt die Verarbeitungseinheit 142 für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen den Ausgangswert wie er ist als den Verstärkungswert aus, und insbesondere wenn der Ausgangswert von der Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 sich von 0 nach 1 oder von 1 nach 0 ändert, führt die Verarbeitungseinheit für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen eine Verarbeitung für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen aus, um den Ausgangswert in einer vorbestimmten Zeit fortschreitend zu ändern, um zu vermeiden, dass der Verstärkungswert abrupt umgeschaltet wird. Wenn beispielsweise die Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141 von der Bestimmung, dass die Steuerung ausgeführt werden kann, zu der Bestimmung umschaltet, dass die Steuerung nicht ausgeführt werden kann, obwohl der Ausgangswert von 1 nach 0 umgeschaltet wird, wird der Ausgangswert nicht unmittelbar, sondern stufenweise von 1 nach 0 umgeschaltet, so dass eine abrupte Variation des Unterstützungsmoments unterbunden werden kann. Es ist zu beachten, dass in der Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 141, wenn die Bestimmung, dass die Steuerung nicht ausgeführt werden kann (Ausgangswert: 0), zu der Bestimmung umgeschaltet wird, dass die Steuerung ausgeführt werden kann (Ausgangswert: 1), der Ausgangswert auf gleiche Weise stufenweise geändert wird.
Eine Wirkung der Ausführungsform wird erläutert. Im Allgemeinen, wenn der Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ niedrig ist (zur Zeit eines niedrigen μ), kann, da ein selbstanpassendes Moment verglichen mit einem Fall, in dem das selbstanpassende Moment hoch ist, niedrig wird, eine notwendige Unterstützungskraft klein sein. Im Gegensatz dazu kann, da die Unterstützungsmomentkorrekturbeträge dρV1, dρV2, die von der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung und der Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung abgeleitet werden, Verstärkungen K1, K2 aufweisen, die konstant sind, eine übermäßige Unterstützung zur Zeit eines niedrigen μ ausgeführt werden. Um diesem Problem entgegenzutreten, wird in der Ausführungsform eine Erlaubnisbedingung bezüglich des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ in der Unterstützungsmomentsteuerung bereitgestellt, um die Unterstützungsmomentsteuerung nur in einem Status auszuführen, in dem die Unterstützung angemessen ausgeführt werden kann, was dazu führt, dass die Steuerung in größerer Übereinstimmung mit einem Gefühl eines Fahrers ausgeführt werden kann.
Es ist zu beachten, dass, obwohl 42 die Konfiguration der sechsten Ausführungsform einschließlich sowohl der Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung als auch der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung beispielhaft darstellt, die siebte Ausführungsform ebenso auf die Konfiguration der vierten Ausführungsform einschließlich nur der Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung, die in 21 illustriert ist, und auf die Konfiguration der fünften Ausführungsform einschließlich nur der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung, die in 28 illustriert ist, angewandt werden kann.
Achte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 43 erläutert. Die Ausführungsform fügt eine Funktion zum Bestimmen, ob oder nicht eine Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung (Verarbeitung zum Hinzufügen des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV2 der vierten und sechsten Ausführungsform zu einem Unterstützungsmomentsollwert TAtag) oder eine Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung (Verarbeitung zum Hinzufügen des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV1 der fünften und sechsten Ausführungsform zum Unterstützungsmomentsollwert TAtag) ausgeführt wird, basierend auf der Beschleunigung eines Fahrzeugs 1, zur vierten bis sechsten Ausführungsform hinzu.
43 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Unterstützungsmomentsteuerung in der Ausführungsform. Wie in 43 illustriert ist, ist die Ausführungsform konfiguriert, um ferner eine Differenziereinrichtung 151 zum Differenzieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, eine Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 152 zum Bestimmen, ob oder nicht eine Unterstützungsmomentkorrektursteuerung ausgeführt wird, basierend auf der Beschleunigung des Fahrzeugs 1, die durch die Differenziereinrichtung 151 berechnet wird, eine Verarbeitungseinheit 153 für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen und Multipliziereinrichtungen 154, 155 zu beinhalten. Es ist zu beachten, dass die Verarbeitungseinheit 153 für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen und die Multipliziereinrichtungen 154, 155 dieselben Funktionen wie die der Verarbeitungseinheit 142 für fortschreitendes Zunehmen und Abnehmen und der Multipliziereinrichtungen 143, 144 der siebten Ausführungsform aufweisen.
Die Differenziereinrichtung 151 berechnet eine Beschleunigung durch Differenzieren der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 1, die in dieselbe eingegeben wird.
Die Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 152 bestimmt, ob oder nicht die Unterstützungsmomentkorrektursteuerung ausgeführt wird, basierend auf einem Wert der Beschleunigung des Fahrzeugs 1, die durch die Differenziereinrichtung 151 berechnet wird. Insbesondere wenn eine Vorwärts-rückwärts-Beschleunigung (differenzierte Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeugs 1 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, bestimmt die Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 152, die Unterstützungsmomentkorrektursteuerung auszuführen, und gibt 1 als einen Ausgangswert aus. Ferner, wenn die Beschleunigung des Fahrzeugs 1 außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist, bestimmt die Steuerungsausführungsbestimmungseinheit 152, die Unterstützungsmomentkorrektursteuerung nicht auszuführen, um ein übermäßiges Unterstützen zu unterbinden, und gibt 0 als den Ausgangswert aus.
Eine Wirkung der Ausführungsform wird erläutert. Im Allgemeinen kann zur Zeit einer Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs 1 ein selbstanpassendes Moment verglichen mit der Zeit eines Fahrens mit konstanter Geschwindigkeit kleiner werden, und in diesem Fall kann eine notwendige Unterstützungskraft klein sein. Im Gegensatz dazu kann, da die Unterstützungsmomentkorrekturbeträge dρV1, dρV2, die durch eine Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung und eine Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung abgeleitet werden, konstante Verstärkungen K1 und K2 aufweisen, das übermäßige Unterstützen zur Zeit einer Beschleunigung und Verzögerung ausgeführt werden. Um diesem Problem entgegenzuwirken, kann in der Ausführungsform die Unterstützungsmomentsteuerung nur in einem Status ausgeführt werden, in dem eine Unterstützung angemessen ausgeführt werden kann, indem die Erlaubnisbedingung bezüglich Beschleunigung und Verzögerung bereitgestellt wird, mit dem Ergebnis, dass eine Steuerung, die in größerer Übereinstimmung mit dem Gefühl des Fahrers ist, ausgeführt werden kann.
Es ist zu beachten, dass, obwohl 43 die Konfiguration der sechsten Ausführungsform einschließlich sowohl der Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung und der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung beispielhaft darstellt, die Ausführungsform ebenso auf die Konfiguration der vierten Ausführungsform einschließlich nur der Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung, die in 21 illustriert ist, und auf die Konfiguration der fünften Ausführungsform einschließlich nur der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung, die in 28 illustriert ist, angewendet werden kann.
Neunte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 44 erläutert. Die Ausführungsform fügt eine Funktion zum Abgleichen eines Additionsverhältnisses einer Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung (Verarbeitung zum Hinzufügen des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV2 der vierten und sechsten Ausführungsform zu einem Unterstützungsmomentsollwert TAtag) oder einer Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung (Verarbeitung zum Hinzufügen des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags dρV1 der fünften und sechsten Ausführungsform zum Unterstützungsmomentsollwert TAtag) basierend auf einer Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' zur vierten bis sechsten Ausführungsform hinzu.
44 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Unterstützungsmomentsteuerung in der Ausführungsform. Wie in 44 dargestellt ist, ist die Ausführungsform konfiguriert, um ferner eine Steuerungsabgleicheinheit 161 zum Abgleichen des Additionsverhältnisses der Unterstützungsmomentkorrektursteuerung basierend auf der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' und Multipliziereinrichtungen 162, 163 zum Multiplizieren eines Verstärkungswerts, der von der Steuerungsabgleicheinheit 161 ausgegeben wird, mit dem Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV1, der aus der Korrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung resultiert, die von der Multipliziereinrichtung 132 ausgegeben wird, und mit dem Unterstützungsmomentkorrekturbetrag dρV2, der aus der Differenzierungskorrektur für eine vorhergehend gelesene Krümmung resultiert, die von der Multipliziereinrichtung 122 ausgegeben wird, zu beinhalten.
Wie in 44 illustriert ist, beinhaltet die Steuerungsabgleicheinheit 161 eine Steueraufzeichnung MP9, um die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' zu veranlassen, einer Unterstützungsverstärkung GNma' zu entsprechen. Die Steuerungsabgleicheinheit 161 wählt die Unterstützungsverstärkung GNma' entsprechend der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' basierend auf der Lenkwinkelgeschwindigkeit MA', die in dieselbe eingegeben wird, unter Verwendung der Steueraufzeichnung MP9 und gibt die Unterstützungsverstärkung GNma' aus. Wie aus der Steueraufzeichnung MP9, die in 44 beispielhaft dargestellt ist, ersichtlich ist, wird die Unterstützungsverstärkung GNma' auf 1 in einer Region festgelegt, in der die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' niedrig ist, und in Antwort auf ein Ansteigen einer Geschwindigkeit so festgelegt, dass sie auf 0 reduziert wird, wenn eine vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' überschritten wird. Das heißt, in einer Region, in der die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' groß ist (beispielsweise in einem Zustand, in dem ein Operator zur Unfallvermeidung und dergleichen scharf ausweicht), so dass es unwahrscheinlich ist, dass der Unterstützungsmomentkorrekturbetrag hinzugefügt wird. Im Gegensatz dazu, da eine kleinere Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' die Unterstützungsverstärkung GNma' mehr erhöht, steigt das Additionsverhältnis des Unterstützungsmomentkorrekturbetrags an, so dass das Unterstützungsmoment erhöht werden kann.
Eine Wirkung der Ausführungsform wird erläutert. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' hoch ist, da Informationen der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' eine geringe Genauigkeit haben, es schwierig ist, eine Intention eines Fahrers zu extrahieren. In der Ausführungsform kann in der Region, in der die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' hoch ist, die Unterstützungssteuerung nur in einem Status angemessen ausgeführt werden, in dem die Lenkwinkelgeschwindigkeit MA' niedrig ist, und die Intention des Fahrers kann durch Reduzieren der Unterstützungsverstärkung GNma' extrahiert werden, um den Unterstützungsmomentkorrekturbetrag zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsformen beschränkt und kann innerhalb eines Umfangs, der nicht von einem Geist oder einer technischen Idee, die aus den Ansprüchen und der Beschreibung in ihrer Gesamtheit gelesen werden können, abweicht, angemessen modifiziert werden, und eine Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung, die wie vorstehend erläutert modifiziert ist, ist ebenso in einem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
Beispielsweise kann in den Ausführungsformen, obwohl das Unterstützungsmoment TA durch Steuern des EPS-Aktuators 300 (Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel) basierend auf der vorhergehend gelesenen Krümmung (geschätzte Drehkrümmung) ρ' oder dem differenziellen Wert (Zeitänderungsbetrag) dρ2 der vorhergehend gelesenen Krümmung ρ' (vorhergehend gelesene Krümmung ρs mit Symbol) erzeugt wird, eine Konfiguration zum Ändern einer Relation (Lenkübertragungsverhältnis) zwischen dem Lenkwinkel MA (Lenkeingabe) und einem Lenkwinkel des Vorderrads als das lenkende Rad durch Steuern des VGRS-Aktuators 200 (Lenkwinkelstellmittel) anstelle der vorstehend erläuterten Konfiguration eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
11: Lenkrad
12: obere Lenksäule
100: ECU
200: VGRS-Aktuator
300: EPS-Aktuator

Claims

Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, aufweisend: ein Berechnungsmittel für eine zukünftige Position, das konfiguriert ist, eine zukünftige Position des Fahrzeugs basierend auf Lenkeingabeinformationen, die einer Lenkeingabe entsprechen, einem Fahrzeugzustandsbetrag, der einen Drehzustand vorgibt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen; und ein Schätzmittel, das konfiguriert ist, eine Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs bei einer provisorischen Fahrposition vorwärtig zu einer gegenwärtigen Position basierend auf mindestens drei Fahrzeugpositionen gemäß dem Fahrzeug einschließlich mindestens der einen berechneten zukünftigen Position sowie einschließlich einer Fahrzeugposition entsprechend der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs zu schätzen.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position eine gegenwärtige Position und eine vergangene Position des Fahrzeugs erlangt sowie die zukünftige Position basierend auf der erlangten gegenwärtigen Position und vergangenen Position, Lenkeingabeinformationen, die der Lenkeingabe entsprechen, einem Fahrzustand, der einen Drehzustand vorgibt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zukünftige Position eine relative Position ist, die durch einen relativen Positionsänderungsbetrag bezüglich einer Referenzposition vorgegeben ist.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner gekennzeichnet durch ein Erfassungsmittel, das konfiguriert ist, den Fahrzeugzustandsbetrag zu erfassen, wobei das Berechnungsmittel für eine zukünftige Position den erfassten Fahrzeugzustandsbetrag zum Berechnen der zukünftigen Position verwendet.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeingabeinformationen ein Lenkwinkel sind und der Fahrzeugzustandsbetrag eine Gierrate, laterale Beschleunigung und ein Fahrzeugkarosserierutschwinkel ist.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Fahrzeugpositionen drei Fahrzeugpositionen beinhalten, deren berechnete Zeiten in einer Zeitreihe benachbart sind.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Lenkwinkelstellmittel, das eine Relation zwischen der Lenkeingabe und einem Lenkwinkel eines Lenkrads ändern kann, und/oder ein Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel beinhaltet, das ein Unterstützungsmoment zum Unterstützen eines Lenkmoments eines Fahrers bereitstellen kann; und die Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung ferner ein Steuermittel aufweist, das konfiguriert ist, das Lenkwinkelstellmittel und/oder das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel basierend auf der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung zu steuern.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch ein Erlangungsmittel, das konfiguriert ist, eine gegenwärtige Position und mehrere vergangene Positionen des Fahrzeugs zu erlangen, wobei das Schätzmittel die Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs an der gegenwärtigen Position basierend auf der erlangten gegenwärtigen Position und den mehreren vergangenen Positionen schätzt, und das Steuermittel das Unterstützungsmoment basierend auf der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung der provisorischen Fahrposition und einer Kurvenverlaufskrümmung der geschätzten gegenwärtigen Position zur Zeit des Gegenlenkens des Lenkeingabemittels steuert, das durch den Fahrer ausgeführt wird.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine Differenz zwischen einem jüngsten Wert der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung der provisorischen Fahrposition und einem gegenwärtigen Wert einer Kurvenverlaufskrümmung der geschätzten gegenwärtigen Position größer ist, das Steuermittel das Unterstützungsmoment mehr erhöht.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die geschätzte Kurvenverlaufskrümmung der provisorischen Fahrposition zur Zeit eines Gegenlenkens, das durch den Fahrer ausgeübt wird, größer ist, das Steuermittel einen Dämpfungssteuerterm oder einen Reibungsmomentsteuerterm des Unterstützungsmoments mehr erhöht.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, ferner gekennzeichnet durch ein Erlangungsmittel, das konfiguriert ist, eine gegenwärtige Position und mehrere vergangene Positionen des Fahrzeugs zu erlangen, wobei das Schätzmittel eine Kurvenverlaufskrümmung des Fahrzeugs an der gegenwärtigen Position basierend auf der erlangten gegenwärtigen Position und den mehreren vergangenen Positionen schätzt, und wenn eine Abweichung zwischen der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung der provisorischen Fahrposition und einer Kurvenverlaufskrümmung der geschätzten gegenwärtigen Position zur Zeit des Gegenlenkens, das durch den Fahrer ausgeführt wird, größer ist, das Steuermittel einen Dämpfungssteuerterm oder einen Reibungssteuerterm des Unterstützungsmoments mehr erhöht.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Lenkwinkelstellmittel, das eine Relation zwischen der Lenkeingabe und einem Lenkwinkel eines Lenkrads ändern kann, und/oder ein Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel beinhaltet, das ein Unterstützungsmoment zum Unterstützen eines Lenkmoments eines Fahrers bereitstellen kann, und die Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung ferner ein Steuermittel aufweist, das konfiguriert ist, das Lenkwinkelstellmittel und/oder das Unterstützungsmomentbereitstellungsmittel basierend auf einem Zeitänderungsbetrag der geschätzten Kurvenverlaufskrümmung zu steuern.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Straßenoberflächenreibungskoeffizient gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, das Steuermittel das Unterstützungsmoment steuert.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine Beschleunigung des Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, das Steuermittel das Unterstützungsmoment steuert.
Fahrzeuginformationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine Lenkwinkelgeschwindigkeit kleiner ist, das Steuermittel das Unterstützungsmoment mehr erhöht.