DE112017003152T5

DE112017003152T5 - Fahrwegsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112017003152T5
Application number: DE112017003152.4T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Takeya
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-03-07
Also published as: JP2017226344A; US20190329759A1; WO2017222047A1; JP6610448B2

Abstract

Eine Fahrwegsteuervorrichtung beinhaltet eine erste Recheneinheit, welche eingerichtet ist, ein Zielmoment zu berechnen, das heißt ein Wendemoment, das benötigt ist, um ein Fahrzeug wenden und sich von einer Ist-Position entlang eines Zielfahrwegs zu einer Zielposition bewegen zu lassen; eine zweite Recheneinheit, welche eingerichtet ist, ein Grenzmoment zu berechnen, das heißt ein Maximalwendemoment, welches durch eine Lenkmechanik des Fahrzeugs erzeugt werden kann, wenn das Fahrzeug von der Ist-Position die Zielposition erreicht, während zumindest Antwortverzögerungen des Fahrzeugs berücksichtigt sind; und eine Ausgabeeinheit, welche eingerichtet ist, Bremsbefehle auszugeben, um Bremsvorrichtungen, welche jeweils angeordnet sind, um mehreren Rädern des Fahrzeugs zu entsprechen, unabhängig eine Bremskraft erzeugen zu lassen, wenn das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist, so dass ein der Differenz zwischen dem Zielmoment und dem Grenzmoment entsprechendes, ungenügendes Moment erzeugt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrwegsteuervorrichtung.
Stand der Technik
Üblicherweise ist, um ein Fahrzeug unabhängig von einem Fahrbetrieb durch einen Fahrer automatisch entlang eines vorbestimmten Zielfahrwegs fahren zu lassen, eine Technologie bekannt, bei welcher ein Befehl zur Erzeugung eines dem Zielfahrweg entsprechenden Lenkdrehmoments automatisch an das Fahrzeug erteilt wird (vgl. z.B. JP 2012-011863 A ).
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im Allgemeinen tritt sogar, wenn ein Befehl an das Fahrzeug erteilt wird, ein Zeitverzug (Verhaltensantwortverzögerung) auf, bis das Fahrzeug tatsächlich ein Verhalten in Übereinstimmung mit dem Befehl beginnt. Üblicherweise wird solch eine Verhaltensantwortverzögerung nicht berücksichtigt. Deshalb gab es sogar, wenn ein Befehl zur Erzeugung eines einem Zielfahrweg entsprechenden Lenkdrehmoments an das Fahrzeug erteilt wird, einen Fall, bei welchem ein erwünschtes Lenkdrehmoment aufgrund der Verhaltensantwortverzögerung nicht erhalten werden kann und somit das Fahrzeug nicht entlang des Zielfahrwegs fahren kann.
Demzufolge ist eine Aufgabe der Offenbarung, eine Fahrwegsteuervorrichtung bereitzustellen, welche ein Fahrzeug genauer entlang eines Zielfahrwegs fahren lassen kann.
Lösung des Problems
Eine Fahrwegsteuervorrichtung gemäß der Offenbarung beinhaltet beispielsweise eine erste Recheneinheit, welche eingerichtet ist, ein Zielmoment zu berechnen, welches ein Wendemoment ist, das notwendig ist, um ein Fahrzeug wenden und sich von einer aktuellen Position zu einer Zielposition entlang eines Zielfahrwegs bewegen zu lassen; eine zweite Recheneinheit, welche eingerichtet ist, ein Grenzmoment zu berechnen, welches ein Maximalwendemoment ist, das durch eine Lenkmechanik des Fahrzeugs erzeugt werden kann, bis das Fahrzeug von der aktuellen Position die Zielposition erreicht, während zumindest eine Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs berücksichtigt wird; und eine Ausgabeeinheit, welche eingerichtet ist, einen Bremsbefehl zur Erzeugung einer unabhängigen Bremskraft in einer für jedes einer Vielzahl an Rädern des Fahrzeugs vorgesehenen Bremsvorrichtung auszugeben, um einen einer Differenz zwischen dem Zielmoment und dem Grenzmoment entsprechenden Momentmangel zu erzeugen, wenn das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist. Deshalb ist es, wenn ein Wendemoment zumindest aufgrund der Verhaltensantwortverzögerung ungenügend ist, möglich, einen Mangel des Wendemoments durch Verwenden der Bremsvorrichtungen mit einer relativ hohen Ansprechbarkeit zu kompensieren und dabei das Fahrzeug genauer entlang des Zielfahrwegs fahren zu lassen.
Figurenliste

1 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration eines mit einer Fahrwegsteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgestatteten Fahrzeugs zeigt.
2 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das funktionale Komponenten der Fahrwegsteuervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
3 ist eine beispielhafte Ansicht, die eine in dem Ausführungsbeispiel realisierte Fahrwegfolgesteuerung erklärt.
4 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein durch die Fahrwegsteuervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführtes Verfahren zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele mit Bezug zu den beiliegenden Figuren beschrieben. Die Konfigurationen der nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und der durch die Konfigurationen erhaltene Betrieb und die erhaltenen Ergebnisse (Effekte) sind lediglich Beispiele und sind nicht auf die nachstehend beschriebenen Inhalte begrenzt.
1 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration eines mit einer Fahrwegsteuervorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgestatteten Fahrzeugs V zeigt. Wie in 1 gezeigt, ist das Fahrzeug V ein Vierradfahrzeug mit einem linken und rechten Vorderrad FL, FR und einem linken und rechten Hinterrad RL, RR. Nachfolgend werden die Vorderräder FL, FR und die Hinterräder RL, RR oft kollektiv als „Räder“ bezeichnet. Das Fahrzeug V ist hauptsächlich mit der Fahrwegsteuervorrichtung 10, einer Lenkmechanik 20 und einer Bremsmechanik 30 versehen.
Die Lenkmechanik 20 ist eingerichtet, einen Lenkwinkel des Fahrzeugs V basierend auf dem Lenken durch einen Fahrer oder einem Lenkbefehl von der Fahrwegsteuervorrichtung 10 zu steuern (ändern oder beibehalten). In dem Beispiel von 1 entspricht der Lenkwinkel des Fahrzeugs V einem Wendewinkel der Vorderräder FL, FR, welche gelenkte Räder sind.
Die in 1 dargestellte Lenkmechanik 20 ist eine so genannte Zahnstangenlenkmechanik, bei welcher die Steuerung des Lenkwinkels des Fahrzeugs V durch Verwenden einer Zahnstange 41 und einer Ritzelwelle 42 realisiert ist. Das heißt, wenn in dem Beispiel von 1 eine Rotation der Ritzelwelle 42 oder dergleichen auftritt, bewegt sich die Zahnstange 41 dementsprechend hin und her. Wenn sich dann die Zahnstange 41 hin und her bewegt, oszilliert eine mit der Zahnstange 41 verbundene Spurstange 43, so dass die gelenkten Räder (Vorderräder FL, FR) des Fahrzeugs V gelenkt werden.
Genauer gesagt, beinhaltet die Lenkmechanik 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Lenkrad 21, eine Lenkwinkeländerungsvorrichtung 22 und eine Servolenkungsvorrichtung 23.
Das Lenkrad 21 ist eingerichtet, die Lenkung durch einen Fahrer zu empfangen. Das Lenkrad 21 ist mit der Ritzelwelle 42 über eine obere Welle 44, die Lenkwinkeländerungsvorrichtung 22 und eine untere Welle 45 verbunden.
Die Lenkwinkeländerungsvorrichtung 22 hat einen Elektromotor (nicht gezeigt), welcher als Antwort auf einen Befehl von der Fahrwegsteuervorrichtung 10 betrieben wird und somit eingerichtet ist, den Lenkwinkel des Fahrzeugs V durch Mittel des Elektromotors zu steuern, ohne von der Lenkung des Lenkrads 21 durch einen Fahrer abhängig zu sein. Die Lenkwinkeländerungsvorrichtung 22 ist mit dem Lenkrad 21 über die obere Welle 44 verbunden und ebenso mit der Ritzelwelle 42 über die untere Welle 45 verbunden.
Die Servolenkungsvorrichtung 23 ist eingerichtet, ein in Übereinstimmung mit der Lenkung des Lenkrads 21 durch einen Fahrer erzeugtes Lenkdrehmoment zu verstärken und somit eine Unterstützung der Lenkung durch den Fahrer ausführen zu können. Die Servolenkungsvorrichtung 23 beinhaltet einen Elektromotor 51, welcher als Antwort auf einen Befehl von der Fahrwegsteuervorrichtung 10 betrieben wird, und eine Wandlungsmechanik 52 zur Umwandlung eines Rotationsdrehmoments, welches in dem Elektromotor 51 erzeugt wird, in eine Kraft, welche in einer Hin- und Herrichtung der Zahnstange 41 wirkt.
Zusätzlich ist in dem Beispiel von 1 die obere Welle 44 mit einem Lenkwinkelsensor 61 zur Erfassung eines Rotationswinkels der oberen Welle 44 als einen durch einen Fahrer geforderten Lenkwinkel θ und einem Lenkdrehmomentsensor 62 zur Erfassung eines Drehmoments, welches durch Rotation der oberen Welle 44 erzeugt wird, als ein durch den Fahrer eingegebenes Lenkdrehmoment Thd versehen. Des Weiteren ist die Lenkwinkeländerungsvorrichtung 22 mit einem Rotationswinkelsensor 63 zur Erfassung eines Rotationswinkels θre der unteren Welle 45 relativ zu der oberen Welle 44 versehen. Die durch diese Sensoren erfassten Ergebnisse werden an die Fahrwegsteuervorrichtung 10 eingegeben.
Die Bremsmechanik 30 ist eingerichtet, eine in dem Fahrzeug V erzeugte Bremskraft basierend auf einem Bremsbetrieb durch einen Fahrer oder einem Bremsbefehl von der Fahrwegsteuervorrichtung 10 zu steuern. Die Bremsmechanik 30 beinhaltet ein Bremspedal 31, einen Hauptzylinder 32, einen Hydraulikkreislauf 33 und vier Radzylinder 34.
Das Bremspedal 31 ist eingerichtet, einen Bremsbetrieb (Trittbetätigung oder Loslassen) durch einen Fahrer zu empfangen. Der Hauptzylinder 32 ist eingerichtet, eine Trittkraft des Fahrers in einen Hydraulikdruck zu wandeln. Der Hydraulikkreislauf 33 ist eingerichtet, den Hydraulikdruck des Hauptzylinders 32 auf die vier Radzylinder 34 zu verteilen. Zusätzlich hat der Hydraulikkreislauf 33 einen Öltank, eine Ölpumpe, Ventile und dergleichen (alle nicht gezeigt) und ist eingerichtet, Hydraulikdrücke der Radzylinder 34 als Antwort auf einen Befehl von der Fahrwegsteuervorrichtung 10 erhöhen oder absenken zu können. Die Radzylinder 34 werden basierend auf den von dem Hydraulikkreislauf 33 verteilten Hydraulikdrücken betrieben, wobei eine Reibkraft oder dergleichen in den jeweiligen Rädern und somit eine Bremskraft in dem Fahrzeug V erzeugt wird.
Die Fahrwegsteuervorrichtung 10 gibt jeweils einen Lenkbefehl und einen Bremsbefehl an die Lenkmechanik 20 und die Bremsmechanik 30 aus, wobei das Fahren des Fahrzeugs gesteuert wird. Die Fahrwegsteuervorrichtung 10 kann aus einer Vielzahl an ECUs (elektronische Steuereinheiten), wie z.B. eine Lenk-ECU zur Steuerung der Lenkmechanik 20 und eine Brems-ECU zur Steuerung der Bremsmechanik 30 und dergleichen, aufgebaut sein und kann auch aus einer einzelnen ECU zur kollektiven Steuerung der Lenkmechanik 20, der Bremsmechanik 30 und dergleichen aufgebaut sein.
Hier ist die Fahrwegsteuervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel eingerichtet, unabhängig von der Lenkung eines Fahrers eine Fahrwegfolgesteuerung zum Fahren des Fahrzeugs entlang eines vorbestimmten Zielfahrwegs ausführen zu können, wenn es beispielsweise notwendig ist, vorrangig ein vorausfahrendes Fahrzeug oder dergleichen zu meiden. Der Zielfahrweg ist vorbestimmt basierend auf Informationen, welche beispielsweise von einer Fahrzeugkamera (nicht gezeigt), die Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs V oder dergleichen erwerben kann, eingegeben werden.
Nebenbei ist das Fahrzeug V ein Objekt mit einer gewissen Größe. Sogar wenn die gelenkten Räder (in dem Beispiel von 1 die Vorderräder FL, FR) gelenkt werden, tritt deshalb basierend auf einer kinematischen Charakteristik des Fahrzeugs eine Verzögerung auf, bis das Verhalten davon tatsächlich beginnt. Auch ist die Lenkmechanik 20 eine Maschine, welche mechanisch oder elektrisch arbeitet. Sogar wenn die Lenkung durch einen Fahrer oder einen Lenkbefehl durch die Fahrwegsteuervorrichtung 10 ausgeführt wird, tritt deshalb basierend auf dem mechanischen oder elektrischen Betrieb der Lenkmechanik 20 eine Verzögerung auf, bis das Verhalten tatsächlich beginnt. Wenn weiterhin die Fahrwegsteuervorrichtung 10 durch eine Vielzahl von ECUs ausgeführt ist, tritt auch eine Verzögerung in der Kommunikation über CAN (Controller Area Network) und dergleichen, welche zwischen der Vielzahl von ECUs ausgeführt wird, auf.
Die aus unterschiedlichen beschriebenen Verzögerungsarten zusammengesetzte Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs V ist der Grund, dass das Fahrzeug V während einer Ausführung der Fahrwegfolgesteuerung nicht entlang des Zielfahrwegs fährt. Wie vorstehend beschrieben, ist hier ein Fall, bei welchem die Fahrwegfolgesteuerung benötigt wird, beispielweise ein Fall, bei welchem es notwendig ist, vorrangig ein vorausfahrendes Fahrzeug zu meiden. In einem solchen Fall tritt wahrscheinlich ein großes Problem auf, wenn das Fahrzeug V nicht entlang des Zielfahrwegs fährt. Deshalb ist es in dem Ausführungsbeispiel bevorzugt, dass die Fahrwegfolgesteuerung ausgeführt wird, während zumindest die Verhaltensantwortverzögerung berücksichtigt wird, wobei das Fahrzeug V zuverlässiger entlang des Zielfahrwegs fahren kann.
Somit realisiert die Fahrwegsteuervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel die Fahrwegfolgesteuerung unter Berücksichtigung der Verhaltensantwortverzögerung durch nachfolgend beschriebene Konfigurationen.
Insbesondere berechnet die Fahrwegsteuervorrichtung 10 zwei Momente einschließlich einem Zielmoment und einem Grenzmoment. Hier ist das Zielmoment ein Wendemoment, welches benötigt wird, um das Fahrzeug V wenden und sich von einer aktuellen Position entlang des Fahrwegs zu einer Zielposition bewegen zu lassen. Das Grenzmoment ist ein Maximalwendemoment, welches unter Berücksichtigung von zumindest der Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs V berechnet wird und durch die Lenkmechanik 20 erzeugt werden kann, bis das Fahrzeug V von der aktuellen Position die Zielposition erreicht.
Wenn das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist, muss ein Mangel des Wendemoments irgendwie kompensiert werden oder sonst ist es unmöglich, einen Fahrweg des Fahrzeugs V mit dem Zielfahrweg anzugleichen. Wenn das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist, erzeugt die Fahrwegsteuervorrichtung 10 demzufolge einen Momentmangel, welcher einer Differenz zwischen dem Zielmoment und dem Grenzmoment entspricht, durch Verwenden der Bremsmechanik 30, welche im Allgemeinen eine höhere Ansprechbarkeit als die Lenkmechanik 20 hat.
Währenddessen ist die Bremsmechanik 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel eingerichtet, eine unabhängige Bremskraft in jedem Radzylinder 34 als für die jeweiligen vier Räder vorgesehenen Bremsvorrichtungen zu erzeugen, so dass ein Wendemoment in dem Fahrzeug V erzeugt werden kann. Ein Verhältnis zwischen einem in dem Fahrzeug V zu erzeugenden Wendemoment und einer Verteilung der in jedem Radzylinder 34 zu erzeugenden Bremskraft kann durch eine Methode, welche ein Reifenmodel und dergleichen, wie herkömmlicherweise vorgeschlagen (siehe z.B. JP 2002-173014 A ) verwendet, berechnet werden.
2 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das funktionale Komponenten der Fahrwegsteuervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. Die die Fahrwegsteuervorrichtung 10 konstituierende ECU hat einen Prozessor, der verschiedene Rechenverfahren ausführen kann und somit so eingerichtet ist, dass der Prozessor ein in einem Speicher gespeichertes (installiertes) Programm ausliest und dann das Rechenverfahren in Übereinstimmung mit dem Programm ausführt, wobei die folgenden funktionalen Komponenten realisiert werden.
Wie in 2 gezeigt, beinhaltet die Fahrwegsteuervorrichtung 10, als die funktionalen Komponenten, eine Ist-Positionserfassungseinheit 101, eine Ziel-Positionserfassungseinheit 102, eine erste Recheneinheit 103, eine zweite Recheneinheit 104, eine Bremsbefehlsausgabeeinheit 105 und eine Lenkbefehlsausgabeeinheit 106. Diese funktionalen Komponenten können durch eine Vielzahl von ECUs geteilt und realisiert sein oder durch eine einzelne ECU realisiert sein.
Die Ist-Positionserfassungseinheit 101 ist eingerichtet, eine Ist-Position des Fahrzeugs V zu erfassen. Die Ist-Position kann beispielsweise durch Integration von Erfassungsergebnissen eines Geschwindigkeitssensors (nicht gezeigt) oder durch Verwenden von GPS (Global Positioning System) erfasst werden.
Die Ziel-Positionserfassungseinheit 102 ist eingerichtet, eine Zielposition des Fahrzeugs V zu erfassen. Hier ist die Zielposition eine Position, welche basierend auf dem Zielfahrweg bestimmt und auf dem Zielfahrweg befindlich ist und bei welcher das Fahrzeug V nach einer vorbestimmten Zeit t die Ist-Position erreichen muss. Wenn das Fahrzeug V die zuletzt erfasste Zielposition erreicht, erfasst die Ziel-Positionserfassungseinheit 102 die nächste Zielposition. Das heißt, die Ziel-Positionserfassungseinheit 102 erfasst eine neue Zielposition basierend auf dem Zielfahrweg zu jeder vorbestimmten Zeit t.
Die erste Recheneinheit 103 ist eingerichtet, ein Zielmoment zu berechnen, welches ein Wendemoment ist, das notwendig ist, um das Fahrzeug V wenden und sich von der Ist-Position entlang des Zielfahrwegs zu der Zielposition bewegen zu lassen.
Die zweite Recheneinheit 104 ist eingerichtet, das Grenzmoment zu berechnen, welches ein Maximalwendemoment ist, welches durch die Lenkmechanik 20 erzeugt werden kann, bis das Fahrzeug von der Ist-Position die Zielposition erreicht, während zumindest die Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs V berücksichtigt wird. Währenddessen kann in dem Ausführungsbeispiel die Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs V einen voreingestellten konstanten Wert oder einen variablen Wert haben, welcher basierend auf verschiedenen Parametern berechnet wird, welche durch Sensoren und dergleichen erfasst (abgeschätzt) werden können, wie beispielsweise ein Reibkoeffizient µ einer Straßenoberfläche, eine Temperatur der Straßenoberfläche oder ein Verschleißgrad der Reifen.
Nebenbei wird eine Lenkfähigkeit, welche die Lenkmechanik 20 zeigen kann, in Übereinstimmung mit einem Zustand des Fahrzeugs V geändert. Zum Beispiel kann ein Maximallenkwinkel, welchen die Lenkmechanik 20 auf das Fahrzeug V anwenden kann, als ein Beispiel der Lenkfähigkeit angesehen werden. Der Maximallenkwinkel, welchen die Lenkmechanik 20 auf das Fahrzeug V anwenden kann, wird in Zusammenhang mit dem Zustand des Fahrzeugs V bestimmt, so wie ein Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs V. Somit wird, wenn der Zustand des Fahrzeugs V geändert wird, der Maximallenkwinkel, welchen die Lenkmechanik 20 auf das Fahrzeug V anwenden kann, auch geändert und als ein Ergebnis davon wird ebenso das Grenzmoment, welches die Lenkmechanik 20 erzeugen kann, geändert. Um das Grenzmoment genauer zu berechnen, ist es deshalb notwendig, zusätzlich zu der Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs die Lenkfähigkeit der Lenkmechanik 20 zu berücksichtigen.
Aus diesem Grund berücksichtigt die zweite Recheneinheit 104 gemäß dem Ausführungsbeispiel sowohl die Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs V als auch die Lenkfähigkeit, welche die Lenkmechanik 20 in Übereinstimmung mit dem Zustand des Fahrzeugs V zeigen kann, wobei das Grenzmoment genauer berechnet wird.
Die Bremsbefehlsausgabeeinheit 105 ist eingerichtet, einen Bremsbefehl an die Bremsmechanik 30 auszugeben. Wenn das Zielmoment während der Ausführung der Fahrwegfolgesteuerung größer als das Grenzmoment ist, gibt die Bremsbefehlsausgabeeinheit 105 gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Bremsbefehl zur Erzeugung einer unabhängigen Bremskraft in jedem der für die jeweiligen vier Räder des Fahrzeugs V vorgesehenen Radzylinder 34 aus, wobei ein einer Differenz zwischen dem Zielmoment und dem Grenzmoment entsprechender Momentmangel erzeugt wird.
Die Lenkbefehlsausgabeeinheit 106 ist eingerichtet, einen Lenkbefehl an die Lenkmechanik 20 auszugeben. Während der Ausführung der Fahrwegfolgesteuerung gibt die Lenkbefehlsausgabeeinheit 106 gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Lenkbefehl an die Lenkmechanik 20 aus, um ein Wendemoment, welches dem Zielmoment entspricht, für das Fahrzeug V zu erzeugen. Währenddessen kann, wie vorstehend beschrieben, die Lenkmechanik 20 kein Wendemoment größer als das Grenzmoment erzeugen. Wenn somit das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist, ist ein tatsächlich durch die Lenkmechanik 20 erzeugtes Wendemoment das Grenzmoment.
Aufgrund der vorstehenden Konfiguration ermöglicht das vorliegende Ausführungsbeispiel es, das Fahrzeug V entlang des Zielfahrwegs fahren zu lassen.
3 ist eine beispielhafte Ansicht, die eine in dem Ausführungsbeispiel realisierte Fahrwegfolgesteuerung erklärt. In dem Beispiel von 3 stellt eine Volllinie L1 durch die Punkte P0, P1, P2, ... einen in der Fahrwegfolgesteuerung festgesetzten Zielfahrweg dar. Wenn, wie in 3 gezeigt, ein Fahrzeug V bei einer Position eines Punktes P0 positioniert ist, führt das Fahrzeug V die Fahrwegfolgesteuerung aus, bei welcher ein Punkt P1 auf der den Zielfahrweg darstellenden Volllinie L1 als eine Zielposition festgesetzt ist.
Wenn hier versucht wird, das Fahrzeug V wenden und sich von dem Punkt P0 zu dem Punkt P1 bewegen zu lassen, ist es notwendig, das Fahrzeug V bezüglich eines gepunkteten Linienpfeils A1, welcher eine Ist-Fahrrichtung des Fahrzeugs V darstellt, um einen Winkel θ1 zu wenden. Demzufolge ist es notwendig, als ein Zielmoment ein Wendemoment zu erzeugen, welches dem Winkel θ1 entspricht. Sogar wenn jedoch versucht wird, das Fahrzeug V um den Winkel θ1 zu wenden, wird wahrscheinlich lediglich ein Wendemoment, welches einem Winkel θ2, kleiner als der Winkel θ1, entspricht, beispielsweise aufgrund einer Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs V und einer Begrenzung einer Lenkfähigkeit der Lenkmechanik 20 erzeugt. In diesem Fall ist eine Position, welche das Fahrzeug V erreichen wird, ein Punkt P11 entlang einer von dem Punkt P0 beginnenden Einpunkt-Kettenlinie L2 und weicht somit von dem Punkt P1, welcher die Zielposition ist, ab.
Demzufolge ist es in dem Ausführungsbeispiel möglich, ein einer Differenz zwischen dem Winkel θ1 und dem Winkel θ2 entsprechendes Wendemoment durch die Bremsmechanik 30 aufgrund der vorstehend beschriebenen Konfiguration zu erzeugen, und dabei den Wendemomentmangel zu kompensieren. Deshalb kann das Fahrzeug V, welches gewendet und sich entlang der Einpunkt-Kettenlinie L2 zu dem Punkt P11 bewegt hätte, wenn eine herkömmliche Fahrwegfolgesteuerung, auf welche die Technologie des Ausführungsbeispiels nicht angewendet wird, ausgeführt worden wäre, gewendet werden und zu dem Punkt P1, welcher die Zielposition ist, entlang der den Zielfahrweg darstellenden Volllinie L1 bewegt werden. Demzufolge ist es möglich, eine Abweichung der Ankunftsposition des Fahrzeugs V von der Zielposition zu vermeiden.
Währenddessen wird in dem Fall, bei welchem die Technologie des Ausführungsbeispiels nicht angewendet wird, die Abweichung der Ankunftsposition des Fahrzeugs V erhöht, wenn das Fahren des Fahrzeugs V weiter vorangetrieben wird. Beispielsweise bei Vergleichen der Volllinie L1 mit der Einpunkt-Kettenlinie L2 in dem Beispiel von 3 ist die Abweichung zwischen einem Punkt P2 und einem Punkt P12, welche Ankunftspunkte in der Nähe von dem Punkt P1 und dem Punkt P11 sind, jeweils größer als die Abweichung zwischen dem Punkt P1 und dem Punkt P11 und auch die Abweichung zwischen einem Punkt Q0 und einem Punkt Q10, welches finale Ankunftspositionen sind, ist noch größer als die Abweichung zwischen dem Punkt P2 und dem Punkt P12. Wie vorstehend beschrieben, wird in der Technologie des Ausführungsbeispiels die Zielposition zu jeder vorbestimmten Zeit t aktualisiert und ebenso wird immer, wenn das Fahrzeug V die Zielposition erreicht, ein Wendemoment, welches benötigt wird, um das Fahrzeug V wenden und sich zu der nächsten neuen Zielposition bewegen zu lassen, durch Verwenden der Lenkmechanik 20 (auch durch Verwenden der Bremsmechanik 30, wenn notwendig) erzeugt.
Deshalb ist es gemäß der Technologie des Ausführungsbeispiels möglich, einen Anstieg der Abweichung der Ankunftsposition des Fahrzeugs V zu vermeiden, wenn das Fahren des Fahrzeugs V weiter vorangetrieben wird.
Als Nächstes werden in dem Ausführungsbeispiel ausgeführte Steueroperationen beschrieben.
4 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein durch die Fahrwegsteuervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführtes Verfahren zeigt. Der Verfahrensfluss von 4 wird wiederholt (bei einem der vorbestimmten Zeit t entsprechenden Zyklus) ausgeführt, während die Fahrwegfolgesteuerung ausgeführt wird.
In dem Verfahrensfluss von 4 erfasst die Ist-Positionserfassungseinheit 101 bei S1 zuerst eine Ist-Position des Fahrzeugs V.
Dann erfasst die Zielpositionserfassungseinheit 102 bei S2 eine Zielposition. Wie vorstehend beschrieben, ist die Zielposition eine Position, welche sich auf dem Zielfahrweg befindet und bei welcher das Fahrzeug V nach der vorbestimmten Zeit t an der Ist-Position ankommen muss.
Dann berechnet die erste Recheneinheit 103 bei S3 ein Zielmoment, welches ein Wendemoment ist, das benötigt wird, um das Fahrzeug V wenden und sich von der Ist-Position entlang des Zielfahrwegs zu der Zielposition bewegen zu lassen.
Dann erfasst die zweite Recheneinheit 104 bei S4 Information über die Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs V. Wie vorstehend beschrieben, beinhaltet die Verhaltensantwortverzögerung eine Verzögerung basierend auf einer kinematischen Charakteristik des Fahrzeugs V, eine Verzögerung basierend auf mechanischem oder elektrischem Betrieb der Lenkmechanik 20 und dergleichen.
Dann erfasst die zweite Recheneinheit 104 bei S5 Information über die Lenkfähigkeit, welche die Lenkmechanik 20 in Übereinstimmung mit dem Zustand des Fahrzeugs V zeigen kann. Wie vorstehend beschrieben, ist die Lenkfähigkeit beispielsweise ein Maximallenkwinkel, welcher in Zusammenhang mit einem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs V bestimmt ist und auf das Fahrzeug V bei der Ist-Position durch die Lenkmechanik 20 angewendet werden kann.
Dann berechnet die zweite Recheneinheit 104 bei S6 ein Grenzmoment, welches ein Maximalwendemoment ist, das durch die Lenkmechanik 20 erzeugt werden kann, bis das Fahrzeug V von der Ist-Position die Zielposition erreicht, während sowohl die Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs V als auch die Lenkfähigkeit, welche die Lenkmechanik 20 in Übereinstimmung mit dem Zustand des Fahrzeugs V zeigen kann, berücksichtigt wird.
Dann entscheidet die Bremsbefehlsausgabeeinheit 105 bei S7, ob das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist.
Wenn bei S7 entschieden wird, dass das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist, fährt das Verfahren mit S8 fort. Dann erfasst die Bremsbefehlsausgabeeinheit 105 bei S8 eine Differenz zwischen dem Zielmoment und dem Grenzmoment und berechnet somit einen Momentmangel.
Wenn bei S7 entschieden wird, dass das Zielmoment gleich oder kleiner als das Grenzmoment ist, fährt das Verfahren mit S9 fort. Dann berechnet die Bremsbefehlsausgabeeinheit 105 bei S9 den Momentmangel als null.
Wenn das Verfahren bei S8 oder S9 beendet wird, fährt das Verfahren mit S10 fort. Dann gibt die Bremsbefehlsausgabeeinheit 105 bei S10 einen Bremsbefehl, welcher dem bei S8 oder S9 berechneten Momentmangel entspricht, an die Bremsmechanik 30 aus.
Genauer gesagt, wenn das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist, gibt die Bremsbefehlsausgabeeinheit 105 bei S10 einen dem Momentmangel entsprechenden Bremsbefehl, welcher der Differenz zwischen dem Zielmoment und dem Grenzmoment entspricht, aus und erzeugt bzw. kompensiert dabei den Momentmangel. Währenddessen ist es selbstverständlich, dass zu diesem Zeitpunkt die Lenkbefehlsausgabeeinheit 106 einen Lenkbefehl zur Erzeugung des Grenzmoments an die Lenkmechanik 20 ausgibt.
Wenn andererseits das Zielmoment gleich oder kleiner als das Grenzmoment ist, gibt die Bremsbefehlsausgabeeinheit 105 bei S10 einen Bremsbefehl zur Nicht-Erzeugung eines Wendemoments, da der Momentmangel als null berechnet wird. Währenddessen ist es selbstverständlich, dass zu diesem Zeitpunkt die Lenkbefehlsausgabeeinheit 106 einen Lenkbefehl zur Erzeugung des Zielmoments an die Lenkmechanik 20 ausgibt.
Auf diese Weise wird das durch die Fahrwegsteuervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführte Verfahren beendet.
Wie vorstehend dargelegt, beinhaltet die Fahrwegsteuervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel die erste Recheneinheit 103, welche eingerichtet ist, ein Zielmoment zu berechnen, welches ein Wendemoment ist, das notwendig ist, um das Fahrzeug V wenden und sich zu einer Zielposition entlang eines Zielfahrwegs bewegen zu lassen; und die zweite Recheneinheit 104, welche eingerichtet ist, ein Grenzmoment zu berechnen, welches ein Maximalwendemoment ist, das durch die Lenkmechanik 20 des Fahrzeugs V erzeugt werden kann, bis das Fahrzeug V von der Ist-Position die Zielposition erreicht, während zumindest die Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs V berücksichtigt wird. Des Weiteren beinhaltet die Fahrwegsteuervorrichtung 10 die Bremsbefehlsausgabeeinheit 105, welche eingerichtet ist, einen Bremsbefehl zur Erzeugung einer unabhängigen Bremskraft in jedem von einer Vielzahl an Radzylindern 34 auszugeben, um einen einer Differenz zwischen dem Zielmoment und dem Grenzmoment entsprechenden Momentmangel zu erzeugen, wenn das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist. Gemäß den vorstehenden Konfigurationen ist es, wenn ein Wendemoment zumindest aufgrund der Verhaltensantwortverzögerung ungenügend ist, möglich, einen Mangel des Wendemoments durch Verwenden der Radzylinder 34 mit einer relativ hohen Ansprechbarkeit zu kompensieren und dabei das Fahrzeug V genauer entlang des Zielfahrwegs fahren zu lassen.
Des Weiteren beinhaltet gemäß dem Ausführungsbeispiel die Verhaltensantwortverzögerung eine Verzögerung basierend auf einer kinematischen Charakteristik des Fahrzeugs V und eine Verzögerung basierend auf mechanischem oder elektrischem Betrieb der Lenkmechanik 20 und die zweite Recheneinheit 104 berechnet das Grenzmoment unter Berücksichtigung der beiden Verzögerungsarten und der Lenkfähigkeit, welche die Lenkmechanik 20 in Übereinstimmung mit dem Zustand des Fahrzeugs V zeigen kann. Deshalb ist es möglich, das Grenzmoment genauer unter Berücksichtigung der Verhaltensantwortverzögerung und der Lenkfähigkeit der Lenkmechanik zu berechnen.
Des Weiteren beinhaltet gemäß dem Ausführungsbeispiel der Zustand des Fahrzeugs V einen Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs V und die Lenkfähigkeit der Lenkmechanik 20 beinhaltet einen Maximallenkwinkel, welcher in Zusammenhang mit dem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs V bestimmt wird und auf das Fahrzeug V bei der Ist-Position durch die Lenkmechanik 20 angewendet werden kann. Deshalb ist es möglich, die Lenkfähigkeit der Lenkmechanik 20 genauer zu evaluieren.
Obwohl vorstehend die Ausführungsbeispiele der Offenbarung beschrieben wurden, sind die Ausführungsbeispiele beispielhaft präsentiert und nicht beabsichtigt, den Schutzbereich der Offenbarung zu begrenzen. Diese neuen Ausführungsbeispiele können in verschiedenen anderen Modi implementiert sein und auch verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen davon können gemacht werden, ohne von dem Geist und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Diese Ausführungsbeispiele und Modifikationen davon werden in dem Geist und Schutzbereich der Offenbarung umschlossen und sind auch in der in den Ansprüchen beschriebenen Offenbarung und deren äquivalentem Schutzbereich umschlossen.
Beispielsweise wurde in den vorstehenden Ausführungsbeispielen der Fall, bei welchem berechnete Werte der Momente als Werte, welche benötigt werden, um die Fahrwegfolgesteuerung unter Berücksichtigung der Verhaltensantwortverzögerung zu realisieren, verwendet werden, als ein Beispiel veranschaulicht. Die Technologie der Ausführungsbeispiele kann jedoch einfach auf einen Fall, bei welchem berechnete Werte von Gierraten statt oder zusätzlich zu der berechneten Werte der Momente verwendet werden, angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012011863 A [0002]
JP 2002173014 A [0024]

Claims

Fahrwegsteuervorrichtung mit: einer ersten Recheneinheit, welche eingerichtet ist, ein Zielmoment zu berechnen, welches ein Wendemoment ist, das benötigt ist, um ein Fahrzeug wenden und sich von einer Ist-Position entlang eines Zielfahrwegs zu einer Zielposition bewegen zu lassen; einer zweiten Recheneinheit, welche eingerichtet ist, ein Grenzmoment zu berechnen, welches ein Maximalwendemoment ist, welches durch eine Lenkmechanik des Fahrzeugs erzeugt werden kann, bis das Fahrzeug von der Ist-Position die Zielposition erreicht, während zumindest eine Verhaltensantwortverzögerung des Fahrzeugs berücksichtigt ist; und einer Ausgabeeinheit, welche eingerichtet ist, einen Bremsbefehl zur Erzeugung einer unabhängigen Bremskraft in einer für jedes von einer Vielzahl an Rädern des Fahrzeugs vorgesehenen Bremsvorrichtung auszugeben, um einen einer Differenz zwischen dem Zielmoment und dem Grenzmoment entsprechenden Momentmangel zu erzeugen, wenn das Zielmoment größer als das Grenzmoment ist.
Fahrwegsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Verhaltensantwortverzögerung eine auf einer kinematischen Charakteristik des Fahrzeugs basierende erste Verzögerung und eine auf einem mechanischen oder elektrischen Betrieb der Lenkmechanik basierende zweite Verzögerung umfasst, und die zweite Recheneinheit das Grenzmoment unter Berücksichtigung der ersten Verzögerung, der zweiten Verzögerung und einer Lenkfähigkeit, welche die Lenkmechanik in Übereinstimmung mit einem Zustand des Fahrzeugs zeigen kann, berechnet.
Fahrwegsteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Zustand des Fahrzeugs einen Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs umfasst, und die Lenkfähigkeit einen Maximallenkwinkel umfasst, welcher in Zusammenhang mit dem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs bestimmt ist und durch die Lenkmechanik auf das Fahrzeug angewendet werden kann.