DE112015000480T5

DE112015000480T5 - Fahrzeuglenksteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112015000480T5
Application number: DE112015000480.7T
Authority: DE
Inventors: Hisanori Mitsumoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2035-01-23
Also published as: CN105980238B; JP6028745B2; WO2015111759A1; US9771101B2; JP2015137085A; CN105980238A; DE112015000480B4; US20170008557A1

Abstract

Eine Fahrzeuglenksteuervorrichtung 10 weist eine Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14, die eine Beziehung zwischen einer Betriebsposition eines Lenkrads 20 und einer Betriebsposition eines Lenkrads, die aus einem Ruderwinkel von gelenkten Rädern 18FL und 18FR gefunden wird, ändert, und eine Ruderwinkelsteuervorrichtung 16 auf, die eine automatische Lenksteuerung, die den Ruderwinkel der gelenkten Räder steuert, durch Steuern der Ruderwinkeländerungsvorrichtung durchführt. Wenn ein Lenkmodus von einem automatischen Lenkmodus in einen manuellen Lenkmodus gewechselt wird (S150), verringert die Ruderwinkelsteuervorrichtung graduell eine Steuerverstärkung Klka des automatischen Lenkmodus (S600) und verringert eine Größe einer Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen nach und nach (S400, 500, 800–1000) nur dann, wenn der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird (S350).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenksteuervorrichtung, die eine automatische Lenksteuerung durchführt, die automatisch ein gelenktes Rad zum Zweck einer Trajektoriensteuerung eines Fahrzeugs und Ähnliches lenkt.
Stand der Technik
In einem Fahrzeug, in dem eine automatische Lenksteuerung verwendet wird, wird ein Lenkmodus zwischen einem manuellen Lenkmodus und einem automatischen Lenkmodus gewechselt. In dem manuellen Lenkmodus wird ein Ruderwinkel (Einschlagwinkel) des gelenkten Rads entsprechend einer Betriebsposition einer Lenkeingabevorrichtung, die von einem Fahrer betätigt wird, gesteuert. Im Gegensatz dazu wird in dem automatischen Lenkmodus ein Sollruderwinkel des gelenkten Rads für das automatische Lenken berechnet, und es wird eine Ruderwinkeländerungsvorrichtung derart gesteuert, dass der Ruderwinkel des gelenkten Rads gleich dem Sollruderwinkel wird. Wenn dann eine vorbestimmte Initiierungsbedingung für das automatische Lenken erfüllt ist, wird der Lenkmodus von dem manuellen Lenkmodus in den automatischen Lenkmodus gewechselt, und wenn umgekehrt eine vorbestimmte Beendigungsbedingung für das automatische Lenken erfüllt ist, wird der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt.
Insbesondere wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, wird eine Verstärkung der automatischen Lenksteuerung von 1 auf 0 verringert, wobei die Verstärkung ein Verhältnis einer tatsächlichen Modifikationsgröße des Ruderwinkels zu einer Modifikationsgröße für den Sollruderwinkel des gelenkten Rads zum Einstellen des Ruderwinkels des gelenkten Rads auf den Sollruderwinkel für die automatische Lenksteuerung ist. Dadurch wird das gelenkte Rad entsprechend einem Lenkbetrieb des Fahrers lenkbar.
Wie es beispielsweise in dem folgenden Patentdokument 1 beschrieben ist, ist es bekannt, dass, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, die Verstärkung der automatischen Lenksteuerung graduell verringert wird, so dass eine „Lenkeigenschaft” (eine Eigenschaft bzw. Kennlinie einer Änderung eines Ruderwinkels eines gelenkten Rads als Reaktion auf einen Lenkbetrieb) nicht schnell geändert wird. Wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, wird, wenn die Verstärkung der automatischen Lenksteuerung graduell verringert wird, ein Prioritätsgrad (Wichtigkeitsgrad) der manuellen Lenkung gegenüber der automatischen Lenkung durch die automatische Lenksteuerung graduell erhöht. Daher ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem die Verstärkung der automatischen Lenksteuerung abrupt auf 0 verringert wird, möglich, ein unangenehmes Gefühl eines Fahrers aufgrund der Änderung des Prioritätsgrads zu verringern.
Dokument des Stands der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-286280

Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Sogar wenn die Verstärkung der automatischen Lenksteuerung graduell verringert wird, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, variiert der Prioritätsgrad der manuellen Lenkung gegenüber der automatischen Lenkung für jeden Lenkbetrieb, wenn ein Lenkbetrieb intermittierend von einem Fahrer durchgeführt wird. Daher variiert die Lenkeigenschaft für jeden Lenkbetrieb, was unausweichlich dazu führt, dass der Fahrer sich unwohl fühlt.
Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, das Problem, dass sich ein Fahrer aufgrund der Differenz der Lenkeigenschaft für jeden Lenkbetrieb unwohl fühlt, sogar dann zu verringern, wenn der Lenkbetrieb intermittierend von einem Fahrer durchgeführt wird, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird.
Mittel zum Lösen des Problems und Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Fahrzeuglenksteuervorrichtung, die eine Ruderwinkeländerungsvorrichtung, die den Ruderwinkel des gelenkten Rads ändert, und eine Ruderwinkelsteuervorrichtung aufweist, die die Ruderwinkeländerungsvorrichtung steuert, wobei der Lenkmodus zwischen einem manuellen Lenkmodus, der den Ruderwinkel des gelenkten Rads entsprechend einer Betriebsposition einer Lenkeingabevorrichtung steuert, die von einem Fahrer betätigt wird, und einem automatischen Lenkmodus, in dem ein Sollruderwinkel des gelenkten Rads berechnet wird und der Ruderwinkel des gelenkten Rads derart gesteuert wird, dass er gleich dem Sollruderwinkel wird, durch die Ruderwinkeländerungsvorrichtung gewechselt wird. Die Fahrzeuglenksteuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ruderwinkelsteuervorrichtung graduell eine Steuerverstärkung nur dann verringert, wenn die Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer geändert wird, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, wobei die Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus ein Verhältnis einer tatsächlichen Modifikationsgröße des Ruderwinkels zu einer Modifikationsgröße für einen Sollruderwinkel des gelenkten Rads zum Einstellen des Ruderwinkels des gelenkten Rads auf den Sollruderwinkel ist.
Gemäß dem obigen Aufbau wird, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, die Steuerverstärkung graduell nur dann verringert, wenn die Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer geändert wird, mit anderen Worten nur dann, wenn der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird. Somit wird während einer Lenkhaltezeit, wenn der Lenkbetrieb von einem Fahrer nicht durchgeführt wird, die Steuerverstärkung nicht verringert. Sogar wenn ein Lenkbetrieb intermittierend von einem Fahrer durchgeführt wird, ist es möglich, die Befürchtung zu verringern, dass sich ein Fahrer aufgrund dessen unwohl fühlt, dass die Lenkeigenschaften für jeden Lenkbetrieb unterschiedlich sind, da die Lenkeigenschaften zu einem Zeitpunkt einer Beendigung und zu einem Zeitpunkt einer Wiederaufnahme des Lenkbetriebs identisch sind.
Außerdem ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem obigen Aufbau die Ruderwinkeländerungsvorrichtung in der Lage, die Beziehung zwischen einer Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung und einer Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung, die aus einem Ruderwinkel des gelenkten Rads gefunden wird, zu ändern; und die Ruderwinkelsteuervorrichtung kann ausgelegt sein, nur dann, wenn die Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer geändert wird, die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen allmählich bzw. nach und nach zu verringern, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, und graduell die Steuerverstärkung durch Steuern der Steuerverstärkung entsprechend der Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen nur dann zu verringern, wenn die Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer geändert wird, so dass die Steuerverstärkung kleiner wird, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner wird.
Allgemein gelangt ein automatischer Lenkmodus manchmal in eine Situation, in der eine Drehposition eines Lenkrads, das als eine Lenkeingabevorrichtung verwendet wird, sich von einer Drehposition eines Lenkrads unterscheidet, die aus einem Ruderwinkel des gelenkten Rads gefunden wird, mit anderen Worten in eine Situation einer sogenannten N-Abweichung (neutrale Abweichung). Daher ist ein Fahrzeug, bei dem eine automatische Lenksteuerung durchgeführt wird, ausgelegt, eine sogenannte N-Abweichungsverringerungssteuerung durchzuführen, die die Größe der Abweichung zwischen einer Drehposition eines Lenkrads und einer Drehposition eines Lenkrads, die aus dem Ruderwinkel des gelenkten Rads gefunden wird (N-Abweichungsgröße), verringert, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird.
Bei der N-Abweichungsverringerungssteuerung gibt es die Befürchtung, dass sich ein Fahrer aufgrund dessen unwohl fühlt, dass der Ruderwinkel des gelenkten Rads eine unerwartete Änderung erfährt, wenn das Lenkrad von der Ruderwinkeländerungsvorrichtung in eine Richtung gelenkt wird, in die die N-Abweichungsgröße verringert wird. Wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, ist es daher notwendig, nicht nur das unangenehme Gefühl aufgrund dessen, dass die Lenkeigenschaften für jeden Lenkbetrieb unterschiedlich sind, sondern auch das unangenehme Gefühl aufgrund der Verringerung der N-Abweichung zu verringern.
Gemäß dem obigen Aufbau wird die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen allmählich bzw. nach und nach nur dann kleiner gemacht, wenn die Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer geändert wird. Außerdem wird die Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus kleiner, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner wird, das heißt, die Größe der N-Abweichung kleiner wird.
Dementsprechend wird, wenn die N-Abweichung durch die N-Abweichungsverringerungssteuerung verringert wird und die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner wird, die Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus kleiner, und dementsprechend wird die Steuerverstärkung allmählich bzw. nach und nach nur dann verringert, wenn die Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer geändert wird. Demzufolge ist es durch graduelles Verringern der N-Abweichungsgröße und der Steuerverstärkung nur dann, wenn der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, möglich, sowohl ein unangenehmes Gefühl aufgrund der N-Abweichungsverringerung als auch ein unangenehmes Gefühl aufgrund dessen, dass die Lenkeigenschaften für jeden Lenkbetrieb unterschiedlich sind, zu verringern, wenn der Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung in dem obigen Aufbau die Ruderwinkelsteuervorrichtung ausgelegt sein, die Geschwindigkeit der Verringerung der Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen größer zu machen, je größer die Geschwindigkeit der Änderung der Betriebsposition ist, und die Größe der Verringerungsrate der Steuerverstärkung bei der graduellen Verringerung der Steuerverstärkung niedriger zu machen, je höher die Geschwindigkeit der Änderung der Betriebsposition ist.
Wenn die Geschwindigkeit der Verringerung der Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen größer gemacht wird, je größer die Geschwindigkeit der Änderung der Betriebsposition oder die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs ist, ist es bei der Bedingung, bei der die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs niedrig ist, möglich, die Geschwindigkeit der Verringerung der N-Abweichung zu verringern, um die Befürchtung zu verringern, dass sich ein Fahrer unwohl fühlt. Im Gegensatz dazu ist es bei der Bedingung, bei der die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs hoch ist, möglich, die Geschwindigkeit der Verringerung der N-Abweichung hoch zu machen, um die N-Abweichung schnell zu verringern. Wenn jedoch die Geschwindigkeit der Verringerung der Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen erhöht wird, wenn die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs hoch ist, wird die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen ebenfalls schnell verringert, und daher wird die Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus schnell kleiner, und als Ergebnis wird der Prioritätsgrad der manuellen Lenkung gegenüber der automatischen Lenkung abrupt hoch. Demzufolge ist es unmöglich, die schnelle Änderung der Lenkeigenschaft während der N-Abweichungsverringerungssteuerung und die Befürchtung, dass sich ein Fahrer aufgrund dieser schnellen Änderung unwohl fühlt, effektiv zu verringern.
Gemäß dem obigen Aufbau wird, je höher die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs ist, die Größe der Verringerungsrate der Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus umso niedriger. Daher ist es im Gegensatz zu dem Fall, in dem die Größe der Verringerungsrate der Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus sogar dann nicht verringert wird, wenn die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs höher wird, möglich, zu verhindern, dass die Geschwindigkeit der Verringerung der Steuergröße des automatischen Lenkmodus höher wird, je höher die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs ist. Somit ist es möglich, eine schnelle Änderung der Lenkeigenschaft und die Befürchtung, dass sich ein Fahrer aufgrund dieser schnellen Änderung unwohl fühlt, sogar dann zu verringern, wenn die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs während der N-Abweichungsverringerungssteuerung höher gemacht wird.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung in dem obigen Aufbau die Ruderwinkelsteuervorrichtung ausgelegt sein, eine erste Steuerverstärkung auf der Grundlage der Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen zu berechnen, so dass diese kleiner ist, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner ist, eine zweite Steuerverstärkung zu berechnen, die entsprechend einem integrierten Wert der Zeit, während der die Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer betrieben wird, verringert wird, wobei eine Größe der Rate der Verringerung niedriger wird, je größer die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs ist, und den größeren Wert aus den ersten und zweiten Steuerverstärkungen als die Steuerverstärkung einzustellen.
Der obige Aufbau berechnet die erste Steuerverstärkung, die kleiner wird, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner wird, und die zweite Steuerverstärkung, die entsprechend einem integrierten Wert der Zeit, während der die Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer betrieben wird, verringert wird, wobei eine Rate der Verringerung kleiner wird, je größer die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs ist. Dann wird der größere Wert aus den Steuerverstärkungen als die Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus eingestellt. Dementsprechend ist es möglich, die Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus kleiner zu machen, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Positionen kleiner ist, und entsprechend dem integrierten Wert der Zeit, während der der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, und es ist ebenfalls möglich, zu verhindern, dass die Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus kleiner wird, wenn die Geschwindigkeit des Lenkbetriebs größer wird. Daher ist es möglich, eine schnelle Änderung der Lenkeigenschaft während der N-Abweichungsverringerungssteuerung und die Befürchtung, dass sich ein Fahrer aufgrund dieser schnellen Änderung unwohl fühlt, unabhängig von einer hohen/niedrigen Geschwindigkeit des Lenkbetriebs zu verringern.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem obigen Aufbau die Steuerverstärkung gleich 0 sein, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen gleich oder kleiner als ein Bezugswert ist.
Gemäß dem obigen Aufbau wird die Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus gleich 0, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen derart verringert wird, dass sie gleich oder kleiner als der Bezugswert wird. Somit ist es sogar dann, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen gleich oder kleiner als der Bezugswert wird, möglich, zu verhindern, dass die Steuergröße des automatischen Lenkmodus nicht gleich 0 wird. Dementsprechend ist es durch allmähliches Verringern der Steuergröße des automatischen Lenkmodus, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen verringert wird, möglich, die schnelle Änderung der Lenkeigenschaft zu verhindern und den automatischen Lenkmodus sicher zu beenden, wenn die N-Abweichungsverringerung beendet ist.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung in dem obigen Aufbau die Ruderwinkelsteuervorrichtung ausgelegt sein, einen Sollruderwinkel des gelenkten Rads auf der Grundlage einer Solldrehzustandsgröße des Fahrzeugs für das automatische Lenken und auf der Grundlage der Steuerverstärkung zu berechnen, den Sollruderwinkel um die Modifikationsgröße zu modifizieren, um die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner zu machen; und die Ruderwinkeländerungsvorrichtung auf der Grundlage des modifizierten Sollruderwinkels zu steuern, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird.
Gemäß dem obigen Aufbau wird ein Sollruderwinkel des gelenkten Rads auf der Grundlage einer Solldrehzustandsgröße eines Fahrzeugs und der Steuerverstärkung berechnet, der Sollruderwinkel wird um die Modifikationsgröße modifiziert, um die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen zu verkleinern, und die Ruderwinkeländerungsvorrichtung wird auf der Grundlage des modifizierten Sollruderwinkels gesteuert. Somit ist es möglich, während der N-Abweichungsverringerungssteuerung die Verstärkung des automatischen Lenkmodus graduell zu verringern, wobei der Sollruderwinkel des automatischen Lenkmodus modifiziert wird, so dass die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner wird. Dementsprechend ist es möglich, die Steuergröße des automatischen Lenkmodus in dem Prozess der Verringerung der Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen graduell zu verringern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform einer Fahrzeuglenksteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die in einem Fahrzeug verwendet wird, in dem eine elektrische Servolenkvorrichtung installiert ist.
2 ist ein Blockdiagramm, das konzeptionell eine Lenkeigenschaftssteuerung und eine automatische Lenksteuerung (Trajektoriensteuerung), die von einer Ruderwinkelsteuereinheit einer elektronischen Steuervorrichtung, die in 1 gezeigt ist, durchgeführt wird, zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptroutine einer Lenksteuerung zeigt, die aus einer gewöhnlichen Lenksteuerung und einer Beendigungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform besteht.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zum Berechnen einer Sollmodifikationsgröße Δθplkat der Trajektoriensteuerung zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zum Berechnen eines Sollritzelwinkels θpst für die Lenkeigenschaftssteuerung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zum Berechnen einer Sollgesamtmodifikationsgröße θrent einer N-Abweichungsverringerung zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zum Berechnen einer Sollmodifikationsgröße Δθrent eines derzeitigen Zyklus der N-Abweichungsverringerung zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zum Berechnen einer Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zum Berechnen des Sollritzelwinkels θpst für die Lenkeigenschaftssteuerung zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zum Berechnen eines endgültigen Sollritzelwinkels θpft zeigt.
11 ist ein Kennlinienfeld zum Berechnen eines Sollritzelwinkels θlkat der Trajektoriensteuerung auf der Grundlage einer Sollquerbeschleunigung Gyt und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V.
12 ist ein Kennlinienfeld zum Berechnen eines Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Kvs auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
13 ist ein Kennlinienfeld zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten Kv für eine Basissollgesamtmodifikationsgröße θretb auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
14 ist ein Kennlinienfeld zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten Ks für die Basissollgesamtmodifikationsgröße θretb auf der Grundlage eines Absolutwerts einer Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd und der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
15 ist ein Kennlinienfeld zum Berechnen eines Absolutwerts einer Änderungsrate θrendt der Sollmodifikationsgröße zum Verringern der N-Abweichung auf der Grundlage eines Absolutwerts der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd und der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
16 ist ein Kennlinienfeld zum Berechnen einer ersten Verstärkung K1 auf der Grundlage eines Absolutwerts der N-Abweichungsgröße.
17 ist ein Kennlinienfeld zum Berechnen einer Modifikationsgröße ΔK2 einer zweiten Verstärkung K2 auf der Grundlage eines Absolutwerts der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd.
18 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch ein Beispiel einer Änderung der N-Abweichungsgröße und einer Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung zeigt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit niedrig ist.
19 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch ein Beispiel einer Änderung der N-Abweichungsgröße und der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung zeigt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit hoch ist.
20 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptroutine der Lenksteuerung zeigt, die aus einer automatischen Lenksteuerung und einer Beendigungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform besteht.
21 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zum Berechnen einer Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
22 ist ein Kennlinienfeld zum Berechnen einer Modifikationsgröße ΔK3 der Verstärkung Klka auf der Grundlage eines Absolutwerts der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd.
Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung genauer mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine Fahrzeuglenksteuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Fahrzeug 12 installiert ist. Die Fahrzeuglenksteuervorrichtung 10 weist eine Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 und eine elektronische Steuervorrichtung 16 auf, die die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 steuert, und die elektronische Steuervorrichtung 16 dient als eine Ruderwinkelsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 12 weist linke und rechte Vorderräder 18FL und 18FR, die gelenkte Räder sind, und linke und rechte Hinterräder 18RL und 18RR auf, die nichtgelenkte Räder sind. Die linken und rechten Vorderräder 18FL und 18FR werden über eine Zahnstange 24 und Zugstangen 26L und 26R durch eine elektrische Servolenkvorrichtung (EPS) 22 gedreht, die als Reaktion auf den Betrieb eines Lenkrads 20 durch einen Fahrer angetrieben wird.
Das Lenkrad 20 als eine Lenkeingabevorrichtung ist mit einer Ritzelwelle 34 in der elektrischen Servolenkvorrichtung 22 über eine obere Lenkwelle 28, die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14, eine untere Lenkwelle 30 und ein Kardangelenk 32 verbunden. Die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 weist einen Elektromotor 36 zum Drehantrieb auf. Der Elektromotor 36 ist mit dem unteren Ende der oberen Lenkwelle 28 auf der Seite seines Gehäuses 14A verbunden und ist mit dem oberen Ende der unteren Lenkwelle 30 auf der Seite seines Rotors 14B über einen Geschwindigkeitsreduzierer (in der Figur nicht gezeigt) verbunden.
Die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 dreht die linken und rechten Vorderräder 18FL und 18FR durch Antreiben dieser in Bezug auf das Lenkrad 20 durch relatives Drehen der oberen Lenkwelle 28 und der unteren Lenkwelle 30. Somit dient die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 als eine Lenkvorrichtung mit variablem Übersetzungsverhältnis (VGRS), die ein Lenkübersetzungsverhältnis (invers zum Lenkuntersetzungsverhältnis) variiert. Außerdem ändert die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 die Beziehung zwischen der Drehposition des Lenkrads 20 und einem Ruderwinkel der Vorderräder durch Ändern des Ruderwinkels der linken und rechten Vorderräder unabhängig davon, ob es einen Betrieb durch einen Fahrer gibt. Wie es später genauer erläutert wird, wird die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 von einer Ruderwinkelsteuereinheit der elektronischen Steuervorrichtung 16 gesteuert.
In der dargestellten Ausführungsform ist die elektrische Servolenkvorrichtung 22 eine elektrische Servolenkvorrichtung mit Zahnstangenmechanismus und enthält einen Elektromotor 40 und einen Umwandlungsmechanismus 42, beispielsweise vom Kugelumlaufspindeltyp, der das Drehmoment des Elektromotors 40 in eine Kraft in einer Hin- und Herbewegungsrichtung der Zahnstange 24 umwandelt. Die elektrische Servolenkvorrichtung 22 wird von einer EPS-Steuereinheit der elektronischen Steuervorrichtung 16 gesteuert. Die elektrische Servolenkvorrichtung 22 erzeugt eine Hilfslenkenergie, die die Zahnstange 24 in Bezug auf das Gehäuse 44 antreibt, um eine Lenklast eines Fahrers zu verringern und als eine Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung zu dienen, die die Funktion der Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 unterstützt.
Die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 und die Lenkunterstützungskrafterzeugungseinrichtung können Vorrichtungen beliebigen Aufbaus sein, solange sie in der Lage sind, den Ruderwinkel der linken und rechten Vorderräder ohne einen Lenkbetrieb eines Fahrers zu ändern oder den Drehwinkel des Lenkrads 20 in Kooperation zu ändern. Da die Lenkeingabevorrichtung das Lenkrad 20 ist, ist eine „Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung” ein Drehwinkel des Lenkrads 20. Die Lenkeingabevorrichtung kann jedoch auch ein Lenkhebel vom Joystick-Typ sein. In diesem Fall ist eine „Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung” eine Hin- und Herbewegungsbetriebsposition des Lenkhebels.
Die Bremskraft für jedes Rad wird derart gesteuert, dass ein Druck innerhalb von Radzylindern 54FL, 54FR, 54RL und 54RR, d. h. ein Bremsdruck, durch eine Öldruckschaltung 52 einer Bremsvorrichtung 50 gesteuert wird. Die Öldruckschaltung 52 weist ein Ölreservoir, eine Ölpumpe und verschiedene Ventilvorrichtungen auf, auch wenn es in 1 nicht gezeigt ist. Der Bremsdruck für jeden Radzylinder wird von einem Master-Zylinder 58 gesteuert, der als Reaktion auf einen Pedalbetrieb eines Fahrers hinsichtlich eines Bremspedals 56 gewöhnlich angetrieben wird. Außerdem wird der Bremsdruck für jeden Radzylinder individuell nach Bedarf durch die Öldruckschaltung 52 gesteuert, die durch eine Bremskraftsteuereinheit der elektronischen Steuervorrichtung 16 gesteuert wird. Die Bremsvorrichtung 50 ist in der Lage, die Bremskraft für jedes Rad unabhängig von einem Bremsbetrieb eines Fahrers individuell zu steuern.
Die obere Lenkwelle 28 weist einen Lenkwinkelsensor 60 auf, der einen Drehwinkel der oberen Lenkwelle 28 als einen Lenkwinkel MA erfasst. Die Ritzelwelle 34 weist einen Lenkmomentsensor 62 auf, der ein Lenkmoment MT erfasst. Die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 weist einen Drehwinkelsensor 64 auf, der einen Drehwinkel der unteren Lenkwelle 30 in Bezug auf die obere Lenkwelle 28 als einen relativen Drehwinkel θre erfasst. Der Lenkwinkelsensor 60, der Lenkmomentsensor 62 und der Drehwinkelsensor 64 erfassen jeweils den Lenkwinkel MA, das Lenkmoment MT und den relativen Drehwinkel θre auf der Grundlage dessen, dass ein Lenken oder Drehen eines Fahrzeugs nach links als ein positiver Wert erfasst werden sollte.
Ein Signal, das den Lenkwinkel MA angibt, ein Signal, das das Lenkmoment MT angibt, und ein Signal, das den relativen Drehwinkel θre angibt, werden zusammen mit einem Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V angibt, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 66 erfasst wird, in die Ruderwinkelsteuereinheit und die EPS-Steuereinheit der elektronischen Steuervorrichtung 16 eingegeben. Es ist ebenfalls möglich, dass der Drehwinkel der unteren Lenkwelle 30 erfasst wird und dann der relative Drehwinkel θre als eine Differenz zwischen dem Lenkwinkel MA und dem Drehwinkel der unteren Lenkwelle 30 erhalten wird.
Die EPS-Steuereinheit der elektronischen Steuervorrichtung 16 verringert eine Lenklast eines Fahrers durch Steuern der EPS 22 auf der Grundlage des Lenkmoments MT usw. und unterstützt die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 beim Steuern eines Ruderwinkels der Vorderräder oder beim Steuern der Drehposition des Lenkrads 20.
Das Fahrzeug 12 weist eine CCD-Kamera 68, die eine Ansicht auf der Vorderseite des Fahrzeugs fotografiert, und einen Auswahlschalter 70 auf, der von einem Insassen des Fahrzeugs betätigt wird. Der Auswahlschalter 70 wird verwendet, um auszuwählen, ob eine Trajektoriensteuerung (auch als „LKA(Fahrspurhalteunterstützung)-Steuerung” bezeichnet) durchzuführen ist, die bewirkt, dass das Fahrzeug entlang einer Fahrspur fährt. Ein Signal, das Bildinformationen der vorderen Ansicht des Fahrzeugs angibt, die von der CCD-Kamera 68 fotografiert wird, und ein Signal, das eine Position des Auswahlschalters 70 angibt, werden in eine Fahrsteuereinheit der elektronischen Steuervorrichtung 16 eingegeben. Die CCD-Kamera 68 ist vorzugsweise eine Stereo-Kamera, die in der Lage ist, einen Abstand zwischen einem Objekt vor dem Fahrzeug und dem Fahrzeug zu messen. Die Bildinformationen der Vorderansicht des Fahrzeugs oder Informationen über eine Fahrspur können mittels anderer Einrichtungen anstelle einer CCD-Kamera erhalten werden.
Wenn der Auswahlschalter 70 eingeschaltet wird, wird der Lenkmodus in einen automatischen Lenkmodus versetzt, und es werden die Lenkeigenschaftssteuerung und die automatische Lenksteuerung für die Trajektoriensteuerung als gewöhnliche Lenksteuerung durchgeführt. Wenn im Gegensatz dazu der Auswahlschalter 70 ausgeschaltet wird, wird der Lenkmodus in einen manuellen Lenkmodus versetzt, und der Ruderwinkel der Vorderräder wird entsprechend der Drehposition des Lenkrads 20 gesteuert, und es wird die Lenkeigenschaftssteuerung durchgeführt. Wenn der Auswahlschalter 70 von Ein nach Aus geschaltet wird, wird der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt. Wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, wird eine Beendigungssteuerung, die die Trajektoriensteuerung durch graduelles Verringern der Verstärkung für die Trajektoriensteuerung beendet, nur dann, wenn der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, durchgeführt.
Wenn die Trajektoriensteuerung beendet wird, wird, wenn der Lenkwinkel MA und ein Lenkwinkel MAs, der aus einem Ruderwinkel δf der linken und rechten Vorderräder gefunden wird, nicht übereinstimmen (es tritt eine N-Abweichung auf), eine N-Abweichungsverringerungssteuerung zum Verringern der Größe der Differenz zwischen dem Lenkwinkel MA und dem Lenkwinkel MAs (N-Abweichungsgröße) durchgeführt. Die N-Abweichungsverringerungssteuerung ist eine Steuerung, um durch Verringern der Größe der Differenz zwischen dem Lenkwinkel MA und dem Lenkwinkel MAs den Lenkwinkel MA mit dem Lenkwinkel MAs in Übereinstimmung zu bringen, die auch nur dann durchgeführt wird, wenn der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird. In diesem Fall kann der Ruderwinkel δf der Vorderräder auf der Grundlage des Lenkwinkels MA und des relativen Drehwinkels θre vermutet werden.
Die individuellen Steuereinheiten der elektronischen Steuervorrichtung 16 weisen jeweils einen Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM und einen RAM aufweist, und eine Eingangs/Ausgangs-Port-Vorrichtung auf, die über einen bidirektionalen gemeinsamen Bus miteinander verbunden sind, können jedoch einen anderen Aufbau aufweisen.
2 ist ein Blockdiagramm, das konzeptionell die Lenkeigenschaftssteuerung und die automatische Lenksteuerung für die Trajektoriensteuerung zeigt, die von der Ruderwinkelsteuereinheit der elektronischen Steuervorrichtung 16 durchgeführt werden.
Wie es in 2 gezeigt ist, wird das Signal, das Bildinformationen der vorderen Ansicht des Fahrzeugs angibt, die von der CCD-Kamera 68 fotografiert wird, in einen Sollmodifikationsgrößenberechnungsblock 100 eingegeben. Der Block 100 berechnet eine Sollmodifikationsgröße Δθplkat eines Ritzelwinkels (Drehwinkel des Ritzels 34 von einer Position zum geradeaus Bewegen eines Fahrzeugs) für die Trajektoriensteuerung, d. h. eine Sollmodifikationsgröße des Ritzelwinkels zum Bewirken, dass ein Fahrzeug entlang einer Fahrspur fährt, auf der Grundlage der Bildinformationen der vorderen Ansicht des Fahrzeugs, wie es später genauer erläutert wird. Ein Signal, das die Sollmodifikationsgröße Δθplkat angibt, wird in einen Multiplizierer 102 eingegeben.
In den Multiplizierer 102 wird außerdem ein Signal von einem Verstärkungsberechnungsblock 104 eingegeben, das eine Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung angibt. Der Multiplizierer 102 gibt an einen Addierer 106 ein Signal aus, das eine modifizierte Sollmodifikationsgröße Δθplkaat angibt, die ein Produkt Klka·Δθplkat aus der Verstärkung Klka und der Sollmodifikationsgröße Δθplkat ist. Der Verstärkungsberechnungsblock 104 stellt die Verstärkung Klka auf 1 ein, wenn der Auswahlschalter 70 eingeschaltet wird. Wenn der Auswahlschalter 70 von Ein nach Aus geschaltet wird, verringert der Verstärkungsberechnungsblock 104 die Verstärkung Klka allmählich bzw. nach und nach von 1 auf 0 entsprechend einer Verringerung der N-Abweichungsgröße aufgrund der N-Abweichungsverringerungssteuerung, wie es später genauer beschrieben wird.
Das Signal, das die modifizierte Sollmodifikationsgröße Δθplkaat angibt, wird außerdem in einen Sollritzelwinkelberechnungsblock 108 eingegeben. In den Block 108 werden außerdem das Signal, das den Lenkwinkel MA angibt, der von dem Lenkwinkelsensor 60 erfasst wird, und das Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit V angibt, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 66 erfasst wird, eingegeben. Der Block 108 berechnet einen Sollritzelwinkel θpst zum Steuern der Lenkeigenschaft in eine gewünschte Eigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Grundlage der modifizierten Sollmodifikationsgröße Δθplkaat und des Lenkwinkels MA, wie es später genauer beschrieben wird. Das Signal, das den Sollritzelwinkel θpst angibt, wird in den Addierer 106 eingegeben.
Der Addierer 106 gibt an einen Addierer 110 ein Signal aus, das eine Summe θpst + Δθplkaat aus dem Sollritzelwinkel θpst und der modifizierten Sollmodifikationsgröße Δθplkaat angibt. In den Addierer 110 wird ebenfalls ein Signal von einem Sollmodifikationsgrößenberechnungsblock 112 eingegeben, das eine Sollmodifikationsgröße Δθrent des relativen Drehwinkels θre für die N-Abweichungsverringerung angibt. Wenn die gewöhnliche Lenksteuerung durchgeführt wird, stellt der Block 112 die Sollmodifikationsgröße Δθrent auf 0 ein, wenn der gewöhnliche Lenkbetrieb durchgeführt wird, da die N-Abweichungsverringerung nicht notwendig ist. Wenn im Gegensatz dazu die Beendigungssteuerung durchgeführt wird, berechnet der Block 112 die Sollmodifikationsgröße Δθrent auf der Grundlage des relativen Drehwinkels θre der unteren Lenkwelle 30 zu der oberen Lenkwelle 28, der von dem Drehwinkelsensor 64 erfasst wird.
Der Addierer 110 gibt ein Signal, das eine Summe θpst + Δθplkaat + Δθrent aus dem Sollritzelwinkel θpst, der modifizierten Sollmodifikationsgröße Δθplkaat und dem Sollrelativdrehwinkel Δθrent angibt, als einen endgültigen Sollritzelwinkel θpft aus. Dann steuert die Ruderwinkelsteuereinheit der elektronischen Steuervorrichtung 16 die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 und die EPS 22, so dass der Ritzenwinkel gleich dem endgültigen Sollritzelwinkel θpft wird, um den Ruderwinkel der linken und rechten Vorderräder 18FL und 18FR zu steuern.
Wie es aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist, ist die Verstärkung Klka gleich 1, wenn der Lenkmodus der automatische Lenkmodus ist, und die Sollmodifikationsgröße Δθrent des relativen Drehwinkels θre ist gleich 0. Daher werden die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 und die EPS 22 durch Einstellen des endgültigen Sollritzelwinkels θpft auf eine Summe θpst + Δθplkaat aus dem Sollritzelwinkel θpst und der modifizierten Sollmodifikationsgröße Δθplkaat gesteuert. Dementsprechend werden die linken und rechten Vorderräder derart gesteuert, dass ein Fahrzeug entlang einer Fahrstraße bzw. Fahrspur fährt, wobei eine Lenkeigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V erzielt wird.
Wenn im Gegensatz dazu der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, in dem die N-Abweichung vorhanden ist, deren Verringerung benötigt wird, wird die N-Abweichungsverringerungssteuerung durchgeführt. Mit anderen Worten, die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 und die EPS 22 werden durch Einstellen des endgültigen Sollritzelwinkels θpft auf eine Summe θpst + Δθplkaat + Δθrent aus dem Sollritzelwinkel θpst, der modifizierten Sollmodifikationsgröße Δθplkaat und der Sollmodifikationsgröße Δθrent gesteuert. Wenn die Trajektoriensteuerung beendet wird, ist es dementsprechend möglich, die N-Abweichungsgröße allmählich bzw. nach und nach auf einen vorbestimmten Bezugswert zu verringern und die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung allmählich bzw. nach und nach entsprechend der Verringerung der N-Abweichungsgröße zu verringern. Daher ist es möglich, die N-Abweichungsgröße zu verringern, so dass die Lenkeigenschaft zu dem Zeitpunkt der Beendigung der Trajektoriensteuerung nicht schnell geändert wird.
Die oben beschriebene Lenksteuerung, d. h. die Lenksteuerung, die konzeptionell in 2 gezeigt ist, wird speziell entsprechend den Flussdiagrammen der 3 bis 10 durchgeführt. 3 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptroutine der Lenksteuerung zeigt, die aus der gewöhnlichen Lenksteuerung und der Beendigungssteuerung wie oben beschrieben besteht, und die 4 bis 10 sind Flussdiagramme, die Unterroutinen der Lenksteuerung zeigen.
Die Lenksteuerung gemäß den Flussdiagrammen der 3 bis 10 wird initiiert, wenn der Auswahlschalter 70 von Aus nach Ein geschaltet wird, und wird von der elektronischen Steuervorrichtung 16 wiederholt in vorbestimmten Intervallen durchgeführt. Die Lenksteuerung gemäß den Flussdiagrammen der 3 bis 10 wird ebenfalls wiederholt in vorbestimmten Intervallen durchgeführt, nachdem der Auswahlschalter 70 von Ein nach Aus geschaltet wurde, bis die Verstärkung Klka gleich 0 ist und die Sollmodifikationsgröße Δθrent gleich dem Bezugswert ist. In der folgenden Erläuterung wird jede Steuerung, die entsprechend den Flussdiagrammen der 3 bis 10 durchgeführt wird, nach Bedarf einfach als „Steuerung” bezeichnet.
Hauptroutine (Fig. 3)
Zunächst werden vor dem Schritt 100 ein Signal, das den Lenkwinkel MA angibt, der von dem Lenkwinkelsensor 60 erfasst wird, und Ähnliches ausgelesen. Schritt 100 berechnet die Sollmodifikationsgröße Δθplkat des Ritzelwinkels für die Trajektoriensteuerung entsprechend dem Flussdiagramm der 4. Dieser Schritt 100 entspricht dem Sollmodifikationsgrößenberechnungsblock 100, der in 2 gezeigt ist.
Schritt 150 bestimmt beispielsweise auf der Grundlage einer Bestimmung, ob der Auswahlschalter 70 eingeschaltet ist, ob die gewöhnliche Lenksteuerung, d. h. die Lenkeigenschaftssteuerung, und die Trajektoriensteuerung fortgesetzt werden müssen. Wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 350, und wenn das Ergebnis positiv ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 200. Wenn es notwendig ist, die gewöhnliche Lenksteuerung fortzusetzen, werden somit die Schritte 100, 200 und 300 wiederholt durchgeführt, um die gewöhnliche Lenksteuerung durchzuführen. Wenn es im Gegensatz dazu durch Schalten des Auswahlschalters 70 von Ein nach Aus notwendig ist, die Beendigungssteuerung durchzuführen, werden die Schritte 100 und 350 bis 1000 wiederholt durchgeführt, um die Beendigungssteuerung durchzuführen.
Schritt 200 berechnet den Sollritzelwinkel θpst, um die Lenkeigenschaft auf eine gewünschte Eigenschaft zu steuern, entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß dem Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist. Dieser Schritt 200 entspricht dem Sollritzelwinkelberechnungsblock 108, der in 2 gezeigt ist.
Schritt 300 stellt den endgültigen Sollritzelwinkel θpst für die gewöhnliche Lenksteuerung auf eine Summe θpst + Δθplkat aus dem Sollritzelwinkel θpst, der in Schritt 200 berechnet wurde, und der Sollmodifikationsgröße Δθplkat des Ritzelwinkels, der in Schritt 100 berechnet wurde, ein. Diese Einstellungssteuerung entspricht dem Addierer 110, der in 2 gezeigt ist. Dann werden die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 und die EPS 22 derart gesteuert, dass der Ritzelwinkel θp gleich dem endgültigen Sollritzelwinkel θpft wird. Dementsprechend wird eine Steuerung der Lenkeigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V durchgeführt, und der Ruderwinkel der vorderen Räder wird derart gesteuert, dass die Trajektoriensteuerung bewirkt, dass ein Fahrzeug entlang einer Fahrstraße bzw. Fahrspur fährt.
Schritt 350 bestimmt beispielsweise auf der Grundlage einer Bestimmung, ob ein Absolutwert einer Differenz ΔMA zwischen dem vorherigen Lenkwinkel MAf und dem derzeitigen Lenkwinkel MA gleich oder größer als ein Bezugswert ΔMAc (positive feste Zahl) für eine Lenkbetriebsbestimmung ist, ob der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird. Wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 100 ohne Durchführung der Beendigungssteuerung, und wenn das Ergebnis positiv ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 400. Die Bestimmung, ob der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, kann auch auf der Grundlage einer Bestimmung, ob eine Größe einer Lenkbetriebsgeschwindigkeit gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert ist, durchgeführt werden.
Schritt 400 berechnet eine Sollgesamtmodifikationsgröße θrent des relativen Drehwinkels θre für die N-Abweichungsverringerung entsprechend dem Flussdiagramm, das in 6 gezeigt ist. Der anschließende Schritt 500 berechnet die Sollmodifikationsgröße Δθrent des relativen Drehwinkels θre für den derzeitigen Zyklus für die N-Abweichungsverringerung auf der Grundlage der Sollgesamtmodifikationsgröße θrent entsprechend dem Flussdiagramm, das in 7 gezeigt ist. Diese Schritte 400 und 500 entsprechen dem Sollmodifikationsgrößenberechnungsblock 112 des relativen Drehwinkels, der in 2 gezeigt ist.
Schritt 600 berechnet die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung entsprechend dem Flussdiagramm, das in 8 gezeigt ist. Dieser Schritt 600 entspricht dem Verstärkungsberechnungsblock 104, der in 2 gezeigt ist.
Schritt 700 bestimmt beispielsweise auf der Grundlage einer Bestimmung, ob die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung gleich 0 ist, ob die Beendigungssteuerung beendet wurde. Wenn das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, wird die Steuerung entsprechend dem Flussdiagramm der 3 beendet, und somit geht der Lenkmodus in den manuellen Modus über, und wenn das Ergebnis negativ ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 800.
Schritt 800 berechnet den Sollritzelwinkel θpst zum Steuern der Lenkeigenschaft auf eine gewünschte Eigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V wie in dem oben beschriebenen Schritt 200 entsprechend dem Flussdiagramm, das in 9 gezeigt ist. Dieser Schritt 800 entspricht ebenfalls dem Ritzelwinkelberechnungsblock 108, der in 2 gezeigt ist.
Schritt 900 berechnet den endgültigen Sollritzelwinkel θpft für die Beendigungssteuerung entsprechend dem Flussdiagramm, das in 10 gezeigt ist. Dieser Schritt 900 entspricht dem Addierer 110, der in 2 gezeigt ist. Der endgültige Sollritzelwinkel θpft ist eine Summe θpst + Klka·Δθplka + Δθrent aus dem Sollritzelwinkel θpst, der in Schritt 800 berechnet wurde, einem Produkt aus der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung und der Sollmodifikationsgröße Δθplka des Ritzelwinkels und der Sollmodifikationsgröße Δθrent des relativen Drehwinkels θre.
Schritt 1000 steuert die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 und die EPS 22, so dass der Ritzelwinkel θp gleich dem endgültigen Sollritzelwinkel θpft wird.
Im Folgenden werden eine Routine zum Berechnen der Sollmodifikationsgröße Δθplkat für die Trajektoriensteuerung, die oben beschrieben wurde, usw. genauer mit Bezug auf die 4 bis 10 erläutert.
Routine zum Berechnen der Sollmodifikationsgröße Δθplkat für die Trajektoriensteuerung (Fig. 4)
Zunächst bestimmt Schritt 110 eine Solltrajektorie eines Fahrzeugs entlang einer Fahrstraße bzw. Fahrspur auf der Grundlage einer Analyse von Bildinformationen einer Vorderansicht eines Fahrzeugs, die von der CCD-Kamera 68 fotografiert wird. Anschließend werden eine Krümmung R (eine Inverse eines Radius) der Solltrajektorie, eine Abweichung Y des Fahrzeugs von der Solltrajektorie in der Querrichtung und ein Gierwinkel φ berechnet.
Die Bestimmung einer Solltrajektorie eines Fahrzeugs kann auch auf der Grundlage von Informationen von einer Navigationsvorrichtung, die in den Figuren nicht gezeigt ist, erfolgen oder kann auch auf der Grundlage einer Kombination der Analyse der Bildinformationen und der Informationen der Navigationsvorrichtung durchgeführt werden. Die Krümmung R usw. der Solltrajektorie sind Parameter, die für das Durchführen der Trajektoriensteuerung benötigt werden, um zu bewirken, dass ein Fahrzeug entlang der Solltrajektorie fährt. Da die Weise der Berechnung nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, können die Parameter beliebig berechnet werden.
Schritt 120 berechnet eine Sollquerbeschleunigung Gyt als eine Solldrehzustandsgröße des Fahrzeugs, die benötigt wird, um zu bewirken, dass das Fahrzeug entlang der Solltrajektorie fährt, auf der Grundlage der obigen Parameter für die Trajektoriensteuerung (R, Y und φ). Die Sollquerbeschleunigung Gyt kann durch eine Funktion der obigen Parameter für die Trajektoriensteuerung berechnet werden. Es ist ebenfalls möglich, ein Kennlinienfeld bereitzustellen, das eine Beziehung zwischen den obigen Parametern für die Trajektoriensteuerung und der Sollquerbeschleunigung Gyt angibt, und die Sollquerbeschleunigung Gyt aus dem Kennlinienfeld auf der Grundlage der obigen Parameter für die Trajektoriensteuerung zu berechnen.
Schritt 130 berechnet einen Sollritzelwinkel θplkat für die Trajektoriensteuerung anhand des Kennlinienfelds, das in 11 gezeigt ist, auf der Grundlage der Sollquerbeschleunigung Gyt des Fahrzeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Schritt 140 nimmt den derzeitigen Ritzelwinkel θp auf der Grundlage des Lenkwinkels MA und des relativen Drehwinkels θre an und berechnet eine Differenz zwischen dem Sollritzelwinkel θplkat und dem derzeitigen Ritzelwinkel θp als Sollmodifikationsgröße Δθplkat des Ritzelwinkels.
Routine zum Berechnen des Sollritzelwinkels θpst für die Lenkeigenschaftssteuerung (Fig. 5)
Zunächst berechnet Schritt 210 eine Modifikationsgröße ΔMApf für den Lenkwinkel entsprechend dem vorherigen Wert Δθplkaatf auf der Grundlage eines vorherigen Werts Δθplkaatf der modifizierten Sollmodifikationsgröße Δθplkaat und eines vorherigen Werts θref des relativen Drehwinkels θre, der von dem Drehwinkelsensor 64 erfasst wurde.
Schritt 220 berechnet einen Wert MA – ΔMApf, der durch Subtrahieren der Modifikationsgröße ΔMApf des Lenkwinkels von dem derzeitigen Lenkwinkel MA erhalten wird, als einen Lenkwinkel MAsf, der für die Lenkeigenschaftssteuerung modifiziert wurde. Der modifizierte Lenkwinkel MAsf wird derart berechnet, dass der Sollritzelwinkel θpst für die Lenkeigenschaftssteuerung auf der Grundlage eines Lenkwinkels, der berücksichtigt, dass der Ruderwinkel der Vorderräder durch die Trajektoriensteuerung modifiziert werden wird, berechnet wird.
Schritt 230 berechnet einen Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Kvs, der durch die gestrichelte Linie in dem Kennlinienfeld der 12 repräsentiert wird, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V. In 12 repräsentiert die gestrichelte Linie einen Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten, wenn der Lenkmodus der automatische Lenkmodus ist. Die durchgezogene Linie repräsentiert einen Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten, wenn der Lenkmodus der manuelle Lenkmodus ist, der im später beschriebenen Schritt 830 verwendet wird. Wie es in 12 gezeigt ist, wird der Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizient Kvs in beiden Lenkmodi derart berechnet, dass er ein positiver Wert ist, der kleiner ist, je größer die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist.
Schritt 240 berechnet ein Produkt Kvs·MAsf aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Kvs und dem modifizierten Lenkwinkel MAsf als Sollritzelwinkel θpst zum Steuern der Lenkeigenschaft auf eine gewünschte Eigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Routine zum Berechnen der Sollgesamtmodifikationsgröße θrent für die N-Abweichungsverringerung (Fig. 6)
Zunächst stellt Schritt 410 einen im Vorzeichen umgekehrten Wert (–θre) des relativen Drehwinkels θre der Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14, der von dem Drehwinkelsensor 64 erfasst wird, als eine Basissollgesamtmodifikationsgröße θrentb für die Verringerung der N-Abweichung ein. Diese Basissollgesamtmodifikationsgröße θrentb ist gleich einer Abweichung zwischen dem Lenkwinkel MA, der von dem Lenkwinkelsensor 60 erfasst wird, und dem Lenkwinkel MAs, der aus dem Ruderwinkel δf der linken und rechten Vorderräder 18FL und 18FR gefunden wird.
Schritt 420 bestimmt, ob der Absolutwert der Basissollgesamtmodifikationsgröße θrentb gleich oder kleiner als ein Bezugswert θrentb0 (positive feste Zahl) ist, das heißt, ob die Modifikation der N-Abweichung weggelassen werden kann. Wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 440, und wenn das Ergebnis positiv ist, wird die Sollgesamtmodifikationsgröße θrent in Schritt 430 auf 0 eingestellt.
Schritt 440 berechnet einen Korrekturkoeffizienten Kv für die Basissollgesamtmodifikationsgröße θretb aus dem Kennlinienfeld, das in 13 gezeigt ist, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Wie es in 13 gezeigt ist, wird der Korrekturkoeffizient Kv in dem extrem niedrigen Geschwindigkeitsbereich zu 1 berechnet und wird zu einem Wert von gleich oder größer als 0, der allmählich bzw. nach und nach kleiner wird, je größer die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist.
Schritt 450 berechnet einen Korrekturkoeffizienten Ks für die Basissollgesamtmodifikationsgröße θretb aus dem Kennlinienfeld, das in 14 gezeigt ist, auf der Grundlage eines Absolutwerts einer Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd (ein zeitlicher differenzieller Wert MAd des Lenkwinkels MA) und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Wie es in 14 gezeigt ist, wird der Korrekturkoeffizient Ks in dem Bereich, in dem der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd groß ist, zu 1 berechnet und wird zu einem positiven Wert, der allmählich bzw. nach und nach kleiner wird, je kleiner der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd ist.
Schritt 460 berechnet einen Wert, der ein Produkt aus der Basissollgesamtmodifikationsgröße θrentb und den Korrekturkoeffizienten Kv und Ks ist, entsprechend der unten angegebenen Formel (1) als Sollgesamtmodifikationsgröße θrent des Ritzelwinkels θp zum Verringern der N-Abweichung. Θrent = Kv·Ks·θrentb (1)
Routine zum Berechnen der Sollmodifikationsgröße Δθrent für den derzeitigen Zyklus (Fig. 7)
Zunächst bestimmt Schritt 510 auf der Grundlage einer Bestimmung, ob ein Absolutwert der Krümmung R der Solltrajektorie, die in Schritt 110 vermutet wurde, gleich oder kleiner als ein Bezugswert R0 (positive feste Zeit) für eine Geradeaus-Straßenbestimmung ist, ob die Fahrstraße vor dem Fahrzeug im Wesentlichen eine gerade Straße ist. Wenn das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 580, und wenn das Ergebnis negativ ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 520.
Schritt 520 berechnet die Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd als einen Wert, der eine Lenkgeschwindigkeit repräsentiert, und bestimmt beispielsweise auf der Grundlage einer Bestimmung, ob ein Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd gleich oder kleiner als ein Bezugswert MAdc (positive feste Zahl) für eine Lenkhaltebestimmung ist, ob ein Fahrer das Lenken hält bzw. anhält. Wenn das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, schreitet die Steuerung zurück zum Schritt 100, und wenn das Ergebnis negativ ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 530. Dieser Schritt 520 kann weggelassen werden, da Schritt 350 in 3 bestimmt, ob das Lenken gehalten bzw. angehalten wird.
Schritt 530 bestimmt, ob der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd gleich oder kleiner als ein Bezugswert MAd0 einer Modifikationsverhinderungsbestimmung (positive feste Zahl von größer als MAdc) ist, mit anderen Worten, ob die N-Abweichungsverringerung verhindert werden sollte. Wenn das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 560, und wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 540.
Schritt 540 berechnet den Absolutwert aus einer Änderungsrate θrendt der Sollmodifikationsgröße zum Verringern der N-Abweichung aus dem Kennlinienfeld, das in 15 gezeigt ist, auf der Grundlage des Absolutwerts der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, und danach schreitet die Steuerung zum Schritt 550. Wie es in 15 gezeigt ist, wird der Absolutwert der Änderungsrate θrendt der Sollmodifikationsgröße als kleiner berechnet, je kleiner der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd ist und je größer die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist.
Schritt 550 berechnet ein Produkt aus dem Vorzeichen der Sollgesamtmodifikationsgröße sign(θrent) und dem Absolutwert der Änderungsrate θrendt der Sollmodifikationsgröße als Änderungsrate θrendt der Sollmodifikationsgröße für den Ritzelwinkel θp zum Verringern der N-Abweichung.
Schritt 560 bestimmt, ob die N-Abweichungsverringerung eine Modifikation des Ruderwinkels zum Lenken der Vorderräder näher an eine Geradeaus-Vorwärtsposition des Fahrzeugs ist, mit anderen Worten bestimmt, ob diese eine Modifikation des Ruderwinkels zum Verringern des Absolutwerts des Lenkwinkels MAs, der aus dem Ruderwinkel δf der Vorderräder gefunden wird, ist. Wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 100, und wenn das Ergebnis positiv ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 570.
Schritt 570 berechnet ein Produkt sign(θrent)·θrendmin aus sign(θrent) und einem minimalen Wert θrendmin (positive feste Zahl) als Änderungsrate θrendt der Sollmodifikationsgröße für den Ritzelwinkel θp zum Verringern der N-Abweichung.
Schritt 580 berechnet ein Produkt sign(θrent)·θrendstn aus sign(θrent) und einem Standardwert θrendstn als Änderungsrate θrendt der Sollmodifikationsgröße für den Ritzelwinkel θp zum Verringern der N-Abweichung. In diesem Fall kann der Standardwert θrendstn ein Wert sein, der größer als der minimale Wert θrendmin und gleich oder kleiner als ein maximaler Wert θrendmax ist (siehe 15).
Schritt 590 berechnet ein Produkt θrendt·Δt aus der Änderungsrate θrendt und einer Zykluszeit Δt in dem Flussdiagramm der 3 als Sollmodifikationsgröße Δθrent für den derzeitigen Zyklus zum Verringern der N-Abweichung.
Routine zum Berechnen der Verstärkung Klka der Trajektoriensteuerung (Fig. 8)
Zunächst berechnet Schritt 610 eine erste Verstärkung K1 zum Berechnen der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung anhand des Kennlinienfelds, das in 16 gezeigt ist, auf der Grundlage des Absolutwerts der N-Abweichungsgröße (Mas – MA = θre). Wie es in 16 gezeigt ist, wird die erste Verstärkung K1 zu 0 berechnet, wenn der Absolutwert der N-Abweichungsgröße gleich oder kleiner als ΔMA1 (positive feste Zahl) ist, und wird zu 1 berechnet, wenn der Absolutwert der N-Abweichungsgröße gleich oder größer als ΔMA2 (positive feste Zahl von größer als ΔMA1) ist. Wenn der Absolutwert der N-Abweichungsgröße ein Wert ist, der größer als ΔMA1 und kleiner als ΔMA2 ist, wird die erste Verstärkung K1 als ein Wert zwischen 0 und 1 berechnet, der kleiner ist, je kleiner der Absolutwert der N-Abweichungsgröße ist.
Schritt 620 berechnet eine Modifikationsgröße ΔK2 für eine zweite Verstärkung K2 zum Berechnen der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung anhand des Kennlinienfelds, das in 17 gezeigt ist, auf der Grundlage des Absolutwerts der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd. Wie es in 17 gezeigt ist, wird die Modifikationsgröße ΔK2 für die zweite Verstärkung K2 zu 0 in dem Bereich berechnet, in dem der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd sehr klein ist, und wird als ein negativer Wert außerhalb des Bereichs, in dem der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd sehr klein ist, berechnet. Außerdem wird die Modifikationsgröße ΔK2 grundlegend als kleiner berechnet, je größer der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd wird.
Schritt 630 berechnet eine Summe aus einem vorherigen Wert K2f der zweiten Verstärkung K2 und der Modifikationsgröße ΔK2 als zweite Verstärkung K2 zum Berechnen der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung. In diesem Fall wird der vorherige Wert K2f zu dem Zeitpunkt der Initiierung der gewöhnlichen Lenksteuerung oder zu einem Zeitpunkt der Initiierung der Beendigungssteuerung auf 1 eingestellt. Die Steuerroutine der 8 wird nur dann wiederholt durchgeführt, wenn der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird. Daher wird die zweite Verstärkung K2 entsprechend einem integrierten Wert der Zeit verringert, während der der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, und eine Verringerungsgeschwindigkeit während dieser Zeit ist ein Wert, der ΔK2 entspricht.
Schritt 640 berechnet die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung als den größeren Wert aus der ersten Verstärkung K1 und der zweiten Verstärkung K2.
Routine zum Berechnen des Sollritzelwinkels θpst für die Lenkeigenschaftssteuerung (Fig. 9)
Zunächst werden die Schritte 810 und 820 wie die Schritte 210 und 220 (5), die jeweils oben beschrieben wurden, durchgeführt, um den Lenkwinkel MAsf zu berechnen, der für die Lenkeigenschaftssteuerung modifiziert wurde.
Schritt 830 berechnet einen Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Ka, wenn der Lenkmodus der automatische Lenkmodus ist, und einen Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Km, wenn der Lenkmodus der manuelle Lenkmodus ist, anhand des Kennlinienfelds, das in 12 gezeigt ist, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Dann wird entsprechend der folgenden Formel (2) der Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizient Kvs als eine gewichtete Summe aus den Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Ka und Km auf der Grundlage der Verstärkung Klka berechnet. Kvs = (1 – Klka)·Km·MAsf + Klka·Ka·MAsf (2)
Schritt 840 berechnet ein Produkt Kvs·MAsf aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten Kvs und dem modifizierten Lenkwinkel MAsf als Sollritzelwinkel θpst zum Steuern der Lenkeigenschaft auf eine gewünschte Eigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Routine zum Berechnen des endgültigen Sollritzelwinkels θpft (10) Zunächst berechnet Schritt 910 eine integrierte Modifikationsgröße θrenin der N-Abweichung, d. h. eine Gesamtsumme der Größen der N-Abweichungsverringerung aufgrund der Ruderwinkelsteuerung, die in Schritt 1000 in jedem Zyklus durchgeführt wurde, nachdem die Beendigungssteuerung initiiert wurde.
Schritt 920 berechnet eine verbleibende N-Abweichungsgröße θrenrem, d. h. die N-Abweichungsgröße, die noch verringert werden muss, entsprechend der folgenden Formel (3). θrenrem = θrent – θrenin (3)
Schritt 930 bestimmt, ob der Absolutwert der verbleibenden N-Abweichungsgröße θrenrem gleich oder kleiner als ein Bezugswert für eine Beendigungsbestimmung θrene (positive feste Zahl nahe bei 0) der N-Abweichungsverringerung ist, mit anderen Worten, ob die N-Abweichungsverringerung beendet werden kann. Wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, schreitet die Steuerung zum Schritt 950, und wenn das Ergebnis positiv ist, werden die verbleibende N-Abweichungsgröße θrenrem und die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung in Schritt 940 auf 0 eingestellt, und danach wird die Steuerung, die entsprechend den Flussdiagrammen der 3 bis 10 durchgeführt wurde, beendet, und es wird eine Lenksteuerung des manuellen Lenkmodus initiiert.
Schritt 950 berechnet eine Summe θpst + Klka·Δθplkat + Δθrent aus dem Sollritzelwinkel θpst, der in Schritt 800 berechnet wurde, einem Produkt aus der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung und der Sollmodifikationsgröße des Ritzelwinkels Δθplka (die modifizierte Sollmodifikationsgröße Δθplkaaat) und der Sollmodifikationsgröße Δθrent des relativen Drehwinkels θre als endgültigen Sollritzelwinkel θpft für die Beendigungssteuerung.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der oben beschriebenen Ausführungsform entsprechend jeweiligen Fällen beschrieben, in denen die gewöhnliche Lenksteuerung durchgeführt wird, die Beendigungssteuerung bei einer niedrigen Lenkwinkelgeschwindigkeit durchgeführt wird, die Beendigungssteuerung bei einer hohen Lenkwinkelgeschwindigkeit durchgeführt wird und die Beendigungssteuerung nicht durchgeführt wird.
A. Gewöhnliche Lenksteuerung
Wenn der Auswahlschalter 70 eingeschaltet wird, ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 150 positiv, und dementsprechend werden die Schritte 100, 200 und 300 wiederholt durchgeführt, um die gewöhnliche Lenksteuerung durchzuführen, d. h. die Trajektoriensteuerung des Fahrzeugs und die Steuerung der Lenkeigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit. Mit anderen Worten, Schritt 100 berechnet die Sollmodifikationsgröße Δθplkat des Ritzelwinkels für die Trajektoriensteuerung, und Schritt 200 berechnet den Sollritzelwinkel θpst zum Steuern der Lenkeigenschaft auf eine gewünschte Eigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Dann stellt Schritt 300 den endgültigen Sollritzelwinkel θpft in der gewöhnlichen Lenksteuerung als eine Summe θpst + Δθplka aus dem Sollritzelwinkel θpst und der Sollmodifikationsgröße Δθplka des Ritzelwinkels ein. Dann werden die Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 und die EPS 22 derart gesteuert, dass der Ritzelwinkel θp gleich dem endgültigen Sollritzelwinkel θpft wird. Dementsprechend wird die Lenkeigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V erzielt, und der Ruderwinkel der linken und rechten Vorderräder wird derart gesteuert, dass das Fahrzeug entlang einer Fahrstraße bzw. Fahrspur fährt.
B. Beendigungssteuerung
Wenn der Auswahlschalter 70 von Ein nach Aus geschaltet wird, ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 150 negativ, und dementsprechend werden die Schritte 100 und 350 bis 1000 wiederholt durchgeführt, um die Beendigungssteuerung durchzuführen, das heißt, es werden die Steuerung des Wechselns des Lenkmodus und die N-Abweichungsverringerungssteuerung durchgeführt. Mit anderen Worten, Schritt 100 berechnet die Sollmodifikationsgröße Δθplkat des Ritzelwinkels für die Trajektoriensteuerung wie bei der gewöhnlichen Lenksteuerung. Wenn dann der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 350 positiv. Dementsprechend berechnet Schritt 400 die Sollgesamtmodifikationsgröße θrent des relativen Drehwinkels θre für die N-Abweichungsverringerung, und Schritt 500 berechnet die Sollmodifikationsgröße Δθrent des relativen Drehwinkels θre des derzeitigen Zyklus für die N-Abweichungsverringerung.
Schritt 600 berechnet die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung derart, dass sie kleiner wird, wenn sich die N-Abweichungsgröße verringert. Dann werden die Schritte 800 bis 1000 wiederholt durchgeführt, bis die verbleibende N-Abweichungsgröße θrenrem gleich oder kleiner als der Bezugswert θrene ist, um die N-Abweichungsgröße allmählich bzw. nach und nach zu verringern und die Steuergröße der Trajektoriensteuerung allmählich bzw. nach und nach zu verringern.
B-1. Beendigungssteuerung, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit niedrig ist
Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs, in dem die Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit größer als MAd0 ist, niedrig ist, berechnet Schritt 500 (540, 550 und 590) die Sollmodifikationsgröße Δθrent des relativen Drehwinkels θre des derzeitigen Zyklus für die N-Abweichungsverringerung als einen relativ kleinen Wert. Daher wird die Verringerung der N-Abweichung relativ langsam durchgeführt, um die Befürchtung zu verringern, dass sich ein Fahrer aufgrund dessen unwohl fühlt, dass der Ruderwinkel der Vorderräder für die N-Abweichungsverringerung gesteuert wird.
Da die Verringerung der N-Abweichung relativ langsam durchgeführt wird, wird außerdem die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung, die in Schritt 600 berechnet wird, ebenfalls relativ langsam verringert, und dementsprechend wird auch die Steuergröße der Trajektoriensteuerung relativ langsam verringert. Somit wird die Befürchtung, dass sich ein Fahrer aufgrund der Änderung der Steuergröße der Trajektoriensteuerung unwohl fühlt, verringert.
18 zeigt schematisch ein Beispiel einer Änderung der N-Abweichungsgröße und der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit niedrig ist. Wie es in 18 gezeigt ist, wird angenommen, dass zu dem Zeitpunkt t1 die gewöhnliche Lenksteuerung beendet wird und die Beendigungssteuerung initiiert wird, und dass zu dem Zeitpunkt t2 die Beendigungssteuerung beendet und der manuelle Lenkmodus initiiert wird. Dasselbe gilt für 19, die später beschrieben wird.
Da der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd klein ist, wird die Modifikationsgröße ΔK2 der zweiten Verstärkung ΔK2 groß, und die zweite Verstärkung K2 verringert sich relativ schnell. Die N-Abweichungsgröße wird jedoch von dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 relativ langsam verringert, und als Ergebnis wird die erste Verstärkung K1 relativ sanft verringert. Wie es in 18 durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist, wird daher die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung relativ sanft entsprechend der Änderung der ersten Verstärkung K1 verringert.
In einer herkömmlichen Standardlenksteuervorrichtung wird, wenn die gewöhnliche Lenksteuerung beendet und die Beendigungssteuerung initiiert wird, eine Verstärkung für die Trajektoriensteuerung abrupt verringert, und eine Steuergröße der Trajektoriensteuerung wird abrupt gleich 0, wie es mit einer gestrichelten Linie in 18 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu ist es gemäß der Ausführungsform möglich, die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung sanft zu verringern und dadurch zu verhindern, dass die Steuergröße der Trajektoriensteuerung abrupt verringert wird.
B-2. Beendigungssteuerung, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit hoch ist
Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit hoch ist, berechnet Schritt 500 (540, 550 und 590) die Sollmodifikationsgröße Δθrent des relativen Drehwinkels θre des derzeitigen Zyklus für die N-Abweichungsverringerung als einen relativ großen Wert. Dementsprechend wird die N-Abweichungsverringerung relativ schnell durchgeführt. Da jedoch eine Bedingung vorliegt, dass der Lenkbetrieb mit einer hohen Lenkwinkelgeschwindigkeit durchgeführt wird, gibt es eine geringe Befürchtung, dass sich der Fahrer aufgrund dessen unwohl fühlt, dass der Ruderwinkel der Vorderräder für die N-Abweichungsverringerung gesteuert wird.
Obwohl die N-Abweichungsgröße relativ schnell verringert wird, wird die Verstärkung K2, die in Schritt 600 (620, 630) berechnet wird, graduell verringert und die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung wird nicht abrupt verringert, und dementsprechend wird die Steuergröße der Trajektoriensteuerung nicht abrupt verringert. Somit wird die Befürchtung, dass sich ein Fahrer aufgrund der Änderung der Steuergröße der Trajektoriensteuerung unwohl fühlt, verringert.
19 zeigt ein Beispiel einer Änderung der N-Abweichungsgröße und der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit hoch ist.
Die N-Abweichungsgröße wird relativ schnell von dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3 verringert. Somit wird die erste Verstärkung K1 relativ schnell verringert, und der Zeitpunkt t3 liegt näher bei dem Zeitpunkt t1 als der Zeitpunkt t2 in 18. Da jedoch der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd groß ist, wird die Modifikationsgröße ΔK2 der zweiten Verstärkung K2 klein, und die zweite Verstärkung K2 wird relativ sanft verringert. Daher wird, wie es durch die durchgezogene Linie in 19 gezeigt ist, die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung relativ sanft entsprechend der Änderung der zweiten Verstärkung K2 verringert.
Dementsprechend ist es wie in dem Fall, in dem die Lenkwinkelgeschwindigkeit niedrig ist, möglich, die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung sanft zu verringern und dadurch zu verhindern, dass die Steuergröße der Trajektoriensteuerung und die Steuergröße der Lenkeigenschaft abrupt verringert werden.
C. Wenn die Beendigungssteuerung nicht durchgeführt wird
Wenn der Lenkbetrieb von einem Fahrer sogar dann nicht durchgeführt wird, wenn der Auswahlschalter 70 von Ein nach Aus geschaltet wird, d. h. während einer Lenkhaltezeit bzw. Lenkanhaltezeit, ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 350 negativ. Dementsprechend werden die Schritte 400 bis 1000 nicht durchgeführt, und somit wird die Beendigungssteuerung nicht durchgeführt. Wenn der Lenkbetrieb von einem Fahrer nicht durchgeführt wird, wird daher die N-Abweichungsverringerung nicht durchgeführt, und daher ist es möglich, zu verhindern, dass sich ein Fahrer aufgrund dessen unwohl fühlt, dass der Ruderwinkel der linken und rechten Vorderräder trotz der Tatsache, dass der Lenkbetrieb nicht durchgeführt wird, geändert wird.
Da die N-Abweichungsgröße nicht verringert wird, wird außerdem die erste Verstärkung K1 nicht verringert, und dementsprechend wird die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung, die in Schritt 600 berechnet wird, nicht verringert. Da Schritt 630 nicht durchgeführt wird, wird außerdem die zweite Verstärkung K2 nicht verringert. Sogar wenn der Lenkbetrieb intermittierend von einem Fahrer durchgeführt wird, wird somit die Verstärkung Klka während des Nichtlenkens nicht verringert, und daher ist der Prioritätsgrad der manuellen Lenkung gegenüber der automatischen Lenkung zu einem Zeitpunkt der Wiederaufnahme des Lenkbetriebs identisch mit dem Prioritätsgrad zu einem Zeitpunkt der Beendigung des vorherigen Lenkbetriebs. Sogar wenn ein intermittierender Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, ist es dementsprechend möglich, zu verhindern, dass sich der Fahrer aufgrund dessen unwohl fühlt, dass der Prioritätsgrad der manuellen Lenkung gegenüber der automatischen Lenkung bei jedem Lenkbetrieb geändert wird.
Wenn die N-Abweichungsgröße zu dem Zeitpunkt der Beendigung der gewöhnlichen Lenksteuerung klein ist, ist die Dauer der Beendigungssteuerung ebenfalls kurz, und die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung wird schnell verringert. In diesem Fall ist jedoch die Modifikationsgröße des Ruderwinkels der Vorderräder, die benötigt wird, um die N-Abweichung zu verringern, ebenfalls klein, und daher gibt es eine geringe Befürchtung, dass sich der Fahrer aufgrund der Änderung des Ruderwinkels der Vorderräder für die N-Abweichungsverringerung oder aufgrund der Verringerung der Steuergröße der Trajektoriensteuerung unwohl fühlt.
Außerdem wird die Verringerung der N-Abweichung in einem Fall nicht durchgeführt, in dem sogar dann, wenn der Auswahlschalter 70 von Ein nach Aus geschaltet wird, die Befürchtung besteht, dass sich ein Fahrer aufgrund dessen unwohl fühlen könnte, dass der Ruderwinkel der Vorderräder für die Verringerung der N-Abweichung gesteuert wird. Beispiele für derartige Fälle beinhalten den Fall eines Haltens bzw. Anhaltens des Lenkens (Schritt 520) und den Fall, in dem der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd gleich oder kleiner als der Bezugswert MAd0 ist und die N-Abweichungsverringerung die Vorderräder in eine Richtung von der Geradeaus-Vorwärtsposition des Fahrzeugs weg lenkt (Schritte 530 und 550).
Wenn die Verringerung der N-Abweichung nicht durchgeführt wird, wird die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung nicht verringert. Sogar wenn der Auswahlschalter 70 von Ein nach Aus geschaltet wird, verbleibt daher die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung auf dem derzeitigen Wert, bis die Verringerung der N-Abweichung initiiert wird. Somit wird im Wesentlichen eine Beendigungssteuerung initiiert, wenn ein Lenkbetrieb zum Antreiben der Vorderräder in eine Richtung, die sich der Geradeaus-Vorwärtsposition des Fahrzeugs annähert, von einem Fahrer initiiert wird.
Zweite Ausführungsform
20 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptroutine der Lenksteuerung zeigt, die aus der automatischen Lenksteuerung und der Beendigungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform besteht, und 21 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zum Berechnen der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
In dieser zweiten Ausführungsform berechnet Schritt 600 die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung entsprechend dem Flussdiagramm, das in 21 gezeigt ist. Die anderen Schritte dieser Ausführungsform werden wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform durchgeführt.
Wie es aus einem Vergleich zwischen 21 und 8 ersichtlich ist, werden die erste Verstärkung K1 und die zweite Verstärkung K2 in dieser Ausführungsform nicht berechnet, sondern Schritt 650 berechnet eine Modifikationsgröße ΔK3 zum Berechnen der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung anhand des Kennlinienfelds, das in 22 gezeigt ist, auf der Grundlage des Absolutwerts der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd. In diesem Fall ist die Modifikationsgröße ΔK3 ein negativer Wert und wird als größer berechnet, je größer ein Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd ist.
Dann berechnet Schritt 660 die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung als eine Summe aus einem vorherigen Wert Klkaf und der Modifikationsgröße ΔK3, wobei Klkaf ein vorheriger Wert der Trajektoriensteuerung ist. In diesem Fall wird der vorherige Wert Klkaf zu einem Zeitpunkt einer Initiierung der gewöhnlichen Lenksteuerung oder zu einem Zeitpunkt einer Initiierung der Beendigungssteuerung auf 1 eingestellt.
Gemäß dieser Ausführungsform wird, so weit wie der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung graduell im Verlauf der Zeit verringert, und zwar unabhängig von einer Änderung der N-Abweichungsgröße. Die Steuergröße der Trajektoriensteuerung wird graduell in einem Fall verringert, in dem der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, und die Steuergröße der Trajektoriensteuerung wird in einem Fall, in dem der Lenkbetrieb von einem Fahrer nicht durchgeführt wird, nicht verringert. Dementsprechend ist es wie in der ersten Ausführungsform sogar dann, wenn ein intermittierender Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird, möglich, zu verhindern, dass sich der Fahrer aufgrund dessen unwohl fühlt, dass der Prioritätsgrad der manuellen Lenkung gegenüber der automatischen Lenkung bei jedem Lenkbetrieb geändert wird.
Außerdem wird gemäß dieser Ausführungsform die Verringerungsgeschwindigkeit der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung umso größer, je größer der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd ist. Daher kann, je größer die Lenkwinkelgeschwindigkeit aufgrund eines starken Willens eines Fahrers, den Kurs eines Fahrzeugs durch Lenken zu ändern, ist, die Verringerungsgeschwindigkeit der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung umso größer gemacht werden, so dass der Lenkmodus schnell von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus übergehen kann.
Auch in dieser Ausführungsform wird die Verringerung der N-Abweichung wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform in dem Fall durchgeführt, in dem der Lenkbetrieb von einem Fahrer durchgeführt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Befürchtung zu verringern, dass sich der Fahrer aufgrund der Änderung des Ruderwinkels der Vorderräder für die N-Abweichungsverringerung unwohl fühlt.
Oben wurde die vorliegende Erfindung genauer anhand von speziellen Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt, und es ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene andere Ausführungsformen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung realisiert werden können.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform berechnet Schritt 600 beispielsweise die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung als einen größeren Wert aus der ersten Verstärkung K1 und der zweiten Verstärkung K2. Insbesondere wird die Größe der Verringerungsrate der zweiten Verstärkung K2 als kleiner berechnet, wenn der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd größer ist. Dementsprechend wird durch die zweite Verstärkung K2 verhindert, dass die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung kleiner wird, wenn der Absolutwert der Ruderwinkelgeschwindigkeit MAd, die eine Lenkbetriebsgeschwindigkeit ist, größer wird.
Die Größe der Verringerungsrate der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung kann jedoch auch beispielsweise durch im Voraus Einstellen eines Grenzwerts für die Verringerungsrate (negativer Wert) der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung und Begrenzen der Verringerungsrate der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung derart, dass sie nicht kleiner als der Grenzwert wird, begrenzt werden. In diesem Fall kann der Grenzwert für die Verringerungsrate eine feste Zahl sein oder kann auch variabel in Abhängigkeit von einer Größe der N-Abweichungsgröße zu dem Zeitpunkt der Initiierung der Beendigungssteuerung eingestellt werden, beispielsweise derart, dass sie größer ist, je kleiner die Größe der N-Abweichungsgröße zu dem Zeitpunkt der Initiierung der Beendigungssteuerung ist, um die Grenze der Größe der Verringerungsrate zu lockern.
Außerdem wird in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform die Verringerungsgeschwindigkeit der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung variabel entsprechend dem Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd derart eingestellt, dass sie größer wird, umso größer der Absolutwert der Lenkwinkelgeschwindigkeit MAd wird. Die Verringerungsgeschwindigkeit der Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung kann jedoch auch unabhängig von der Lenkwinkelgeschwindigkeit unveränderbar sein oder kann auch entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V derart variabel eingestellt werden, dass sie geringer wird, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit wird.
Außerdem kann in den obigen ersten und zweiten Ausführungsformen die Zuverlässigkeit der Trajektoriensteuerung beispielsweise auf der Grundlage eines Verhältnisses eines Abstands zu einer weißen Linie auf einer Fahrstraße, die mittels der CCD-Kamera 68 fotografiert und erkannt wird, zu einem Abstand zu der weißen Linie auf der Fahrstraße, der für die Trajektoriensteuerung benötigt wird, bestimmt werden. Dann kann die Verstärkung Klka für die Trajektoriensteuerung derart modifiziert werden, dass sie kleiner wird, je kleiner die Zuverlässigkeit der Trajektoriensteuerung wird.
Außerdem wird in den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen die automatische Lenksteuerung durchgeführt, um die Trajektoriensteuerung zu erzielen, die bewirkt, dass ein Fahrzeug entlang einer Solltrajektorie fährt. Die automatische Lenksteuerung kann jedoch eine Fahrspurabweichungsverhinderungssteuerung, die ein Fahrzeug derart steuert, dass es nicht von einer Fahrspur abweicht, oder eine optionale Ruderwinkelsteuerung wie beispielsweise eine Steuerung, die bewirkt, dass ein Fahrzeug nach einem vorausbefindlichen Fahrzeug fährt, sein, solange sie eine Steuerung ist, die die linken und rechten Vorderräder in dem automatischen Lenkmodus lenkt.
Außerdem führen die ersten und zweiten Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, die Lenksteuerung zum Steuern einer Lenkeigenschaft eines Fahrzeugs entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V zusätzlich zu der automatischen Lenksteuerung für die Trajektoriensteuerung durch. Die Steuerung der Lenkeigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V kann jedoch weggelassen werden, und es ist ebenfalls möglich, eine Steuergröße der Lenkeigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V zusammen mit einer Steuergröße der Trajektoriensteuerung zu dem Zeitpunkt der Beendigung der gewöhnlichen Lenksteuerung allmählich bzw. nach und nach zu verringern. Es ist ebenfalls möglich, dass die Steuerung der Lenkeigenschaft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V in dem manuellen Lenkmodus nicht durchgeführt wird.
Außerdem wird in den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen die N-Abweichungsverringerung auf dieselbe Weise durchgeführt, wie es in der internationalen Patentanmeldung PCT/JP2012/078991 beschrieben ist, die eine Anmeldung der vorliegenden Anmelderin ist. Die N-Abweichungsverringerung kann jedoch auf beliebige Weise durchgeführt werden und wird vorzugsweise derart durchgeführt, dass eine Verringerungsgröße der N-Abweichung je Zeiteinheit größer wird, je größer die Lenkbetriebsgeschwindigkeit ist, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-96187 beschrieben ist.
Außerdem wird in den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen die N-Abweichungsgröße als eine Abweichung zwischen dem Lenkwinkel MAs, der aus dem Ruderwinkel δf der Vorderräder gefunden wird, und dem Lenkwinkel MA, der von dem Lenkwinkelsensor 60 erfasst wird, berechnet. Die N-Abweichungsgröße kann jedoch auch als eine Abweichung zwischen dem Ritzelwinkel, der aus dem Ruderwinkel δf der Vorderräder gefunden wird, und dem Ritzelwinkel, der aus dem Lenkwinkel MA gefunden wird, berechnet werden, oder kann auch als eine Abweichung zwischen dem Ruderwinkel δf der Vorderräder und dem Ruderwinkel der Vorderräder, der aus dem Lenkwinkel MA gefunden wird, berechnet werden.
Außerdem wird in den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen die Sollquerbeschleunigung Gyt als Solldrehzustandsgröße (Solldrehzustandsgröße für die automatische Lenkung) eines Fahrzeugs berechnet, die benötigt wird, um zu bewirken, dass das Fahrzeug entlang einer Solltrajektorie fährt, und die Sollmodifikationsgröße Δθplkat des Ritzelwinkels für die Trajektoriensteuerung wird auf der Grundlage der Sollquerbeschleunigung Gyt berechnet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass eine Sollgierrate γt des Fahrzeugs als Solldrehzustandsgröße des Fahrzeugs berechnet wird, die benötigt wird, um zu bewirken, dass das Fahrzeug entlang einer Solltrajektorie fährt, und die Sollmodifikationsgröße Δθplkat auf der Grundlage der Sollgierrate γt zu berechnen.
Außerdem werden in den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen die linken und rechten Vorderräder, die gelenkte Räder sind, von der EPS 22 und der Ruderwinkeländerungsvorrichtung 14 gelenkt, die die untere Lenkwelle 30 in Bezug auf die obere Lenkwelle 28 dreht. Die Ruderwinkeländerungsvorrichtung, die die gelenkten Räder lenkt, kann jedoch auch eine By-wire-Lenkvorrichtung und eine EPS sein.

Claims

Fahrzeuglenksteuervorrichtung, die eine Ruderwinkeländerungsvorrichtung, die einen Ruderwinkel eines gelenkten Rads ändert, und eine Ruderwinkelsteuervorrichtung aufweist, die die Ruderwinkeländerungsvorrichtung steuert, wobei ein Lenkmodus zwischen einem manuellen Lenkmodus, der den Ruderwinkel des gelenkten Rads entsprechend einer Betriebsposition einer Lenkeingabevorrichtung steuert, die von einem Fahrer betätigt wird, und einem automatischen Lenkmodus gewechselt wird, der einen Sollruderwinkel des gelenkten Rads berechnet und den Ruderwinkel des gelenkten Rads mittels der Ruderwinkeländerungsvorrichtung auf den Sollruderwinkel steuert, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird, die Ruderwinkelsteuervorrichtung graduell eine Steuerverstärkung nur dann verringert, wenn die Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer geändert wird, wobei die Steuerverstärkung des automatischen Lenkmodus ein Verhältnis einer tatsächlichen Modifikationsgröße des Ruderwinkels zu einer Sollmodifikationsgröße des Ruderwinkels des gelenkten Rads zum Bewirken, dass der Ruderwinkel des gelenkten Rads gleich dem Sollruderwinkel wird, ist.
Fahrzeuglenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruderwinkeländerungsvorrichtung in der Lage ist, eine Beziehung zwischen der Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung und einer Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung, die aus dem Ruderwinkel des gelenkten Rads gefunden wird, zu ändern; die Ruderwinkelsteuervorrichtung eine Größe einer Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen nach und nach nur dann verringert, wenn die Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer geändert wird, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird; und die Ruderwinkelsteuervorrichtung durch Steuern der Steuerverstärkung entsprechend der Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen graduell die Steuerverstärkung nur dann verringert, wenn die Betriebsposition der Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer geändert wird, so dass die Steuerverstärkung kleiner wird, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner wird.
Fahrzeuglenksteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruderwinkelsteuervorrichtung eine Geschwindigkeit einer Verringerung der Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen umso größer macht, umso größer eine Geschwindigkeit einer Änderung der Betriebsposition ist; und die Ruderwinkelsteuervorrichtung eine Größe einer Verringerungsrate der Steuerverstärkung bei der graduellen Verringerung der Steuerverstärkung umso kleiner macht, umso größer die Geschwindigkeit einer Änderung der Betriebsposition ist.
Fahrzeuglenksteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruderwinkelsteuervorrichtung eine erste Steuerverstärkung auf der Grundlage der Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen derart berechnet, dass sie kleiner wird, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner wird; eine zweite Steuerverstärkung berechnet, die entsprechend einem integrierten Wert einer Zeit, während der die Lenkeingabevorrichtung von einem Fahrer betätigt wird, verringert wird, wobei eine Größe einer Rate der Verringerung kleiner wird, umso größer eine Lenkbetriebsgeschwindigkeit ist; und den größeren Wert aus den ersten und zweiten Steuerverstärkungen als die Steuerverstärkung einstellt.
Fahrzeuglenksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen gleich oder kleiner als ein Bezugswert ist, die Steuerverstärkung gleich 0 ist.
Fahrzeuglenksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruderwinkelsteuervorrichtung den Sollruderwinkel des gelenkten Rads auf der Grundlage einer Solldrehzustandsgröße eines Fahrzeugs für eine automatische Lenkung und der Steuerverstärkung berechnet; den Sollruderwinkel durch eine Modifikationsgröße zum Bewirken, dass die Größe der Abweichung zwischen den beiden Betriebspositionen kleiner wird, modifiziert; und die Ruderwinkeländerungsvorrichtung auf der Grundlage des modifizierten Sollruderwinkels steuert, wenn der Lenkmodus von dem automatischen Lenkmodus in den manuellen Lenkmodus gewechselt wird.