DE112020005564T5

DE112020005564T5 - Lenkungssteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112020005564T5
Application number: DE112020005564.7T
Authority: DE
Inventors: Go Sakayori; Kenta MAEDA; Tomoaki Fujibayashi; Hiroki Sonoda
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-01-24
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2022-09-08
Also published as: US20230347972A1; JP2021115937A; WO2021149381A1; CN114929557A; JP7369045B2; CN114929557B

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Lenkungssteuerungsvorrichtung bereit, die in der Lage ist, eine geeignete Reaktionskraft durch einen Fahrer über ein Lenkrad zu übertragen und die Stabilität eines Fahrzeugs zu verbessern. Es wird eine Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 zur Steuerung eines Reaktionskraftstellglieds 16 bereitgestellt, das eine Reaktionskraft gegen die Betätigung eines Fahrers in einem Lenkrad 13 eines Fahrzeugs 10 erzeugt. Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 erhöht die Reaktionskraft in einem nichtlinearen Bereich, in dem eine Kurvenfahrkraftkennlinie, die die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 ist, nichtlinear wird, mehr als die Reaktionskraft in einem linearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Lenkungssteuerungsvorrichtung.
Technischer Hintergrund
Eine Erfindung, die sich auf eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug bezieht, wie z. B. ein Steer-by-Wire System (SBW-System), das eine Kraft von einem Stellglied auf ein Bedienelement, wie z. B. ein Lenkrad, ausüben kann, ist aus der Vergangenheit bekannt (siehe Patentliteratur 1 unten). Eine Aufgabe der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Erfindung ist es, eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage ist, einem Fahrer die erforderlichen Informationen in geeigneter Weise zu übermitteln und dadurch eine komfortable Fahrumgebung zu schaffen (ebenda, Paragraph 0008).
Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, offenbart Patentliteratur 1 eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug zur Betätigung eines Lenkmechanismus zum Einschlagen eines gelenkten Rades in Übereinstimmung mit der Betätigung eines von einem Fahrer betätigten Betätigungselements (ebenda, Anspruch 1, Paragraph 0009). Diese herkömmliche Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst ein Stellglied, mindestens einen Sensor, Signalanalysemittel und Steuermittel. Das Stellglied übt eine Kraft auf das Betätigungselement aus, um Informationen an den Fahrer zu übertragen. Der mindestens eine Sensor erfasst eine physikalische Größe, die sich auf die Bewegung des Fahrzeugs bezieht, und gibt ein Erfassungssignal aus, das dem Erfassungsergebnis entspricht. Das Signalanalysemittel analysiert das vom Sensor ausgegebene Erfassungssignal und gibt ein Analyseergebnis aus. Das Steuermittel steuert das Stellglied auf der Grundlage des von dem Signalanalysemittel ausgegebenen Analyseergebnisses.
Gemäß dieser Konfiguration wird das Erfassungsergebnis des Sensors zum Erfassen der physikalischen Größe (einschließlich der Betätigung des Betätigungselements, der Betätigung des Lenkmechanismus, der Betätigung eines Bremsmechanismus, der Betätigung eines Antriebssystems, der Last auf den Reifen und dergleichen), die sich auf die Bewegung des Fahrzeugs bezieht, analysiert, und das Stellglied wird auf der Grundlage des Analyseergebnisses gesteuert (ebenda, Paragraph 0010). Genauer gesagt wird zum Beispiel eine größere Reaktionskraft über das Lenkrad auf den Fahrer übertragen, wenn die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung einer Änderung der auf die Reifen ausgeübten Last zunimmt, und eine größere Reaktionskraft wird über das Lenkrad auf den Fahrer übertragen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt (ebenda., Paragraph 0028).
Zitierliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2004-155282.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der oben beschriebenen konventionellen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug wird die Änderung der Geschwindigkeit oder Beschleunigung der auf die Reifen ausgeübten Last in einem Schlupfbereich, in dem die Reifen des Fahrzeugs auf der Straßenoberfläche rutschen, kleiner als in einem Haftbereich, in dem kein Schlupf auftritt. Infolgedessen besteht die Gefahr, dass die über das Lenkrad auf den Fahrer übertragene Reaktionskraft verringert wird, die Lenkbetätigung durch den Fahrer übermäßig wird und die Stabilität des Fahrzeugs abnimmt.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Lenkungssteuerungsvorrichtung bereit, die in der Lage ist, eine geeignete Reaktionskraft durch einen Fahrer über ein Lenkrad zu übertragen und die Stabilität eines Fahrzeugs zu verbessern.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Lenkungssteuerungsvorrichtung zum Steuern eines Reaktionskraftstellglieds bereitgestellt, das eine Reaktionskraft gegen eine Betätigung eines Fahrers an einem Lenkrad eines Fahrzeugs erzeugt, wobei die Reaktionskraft in einem nichtlinearen Bereich, in dem eine Kurvenfahrkraftkennlinie, die die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft von Reifen des Fahrzeugs ist, nichtlinear wird, stärker erhöht wird als in einem linearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Lenkungssteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine geeignete Reaktionskraft durch einen Fahrer über ein Lenkrad zu übertragen und die Stabilität eines Fahrzeugs zu verbessern.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine erste Ausführungsform einer Lenkungssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm der in 1 dargestellten Lenkungssteuerungsvorrichtung.
3 ist ein funktionelles Blockdiagramm zur Darstellung von Details einer Funktion zur Berechnung eines nichtlinearen Ausmaßes von 2.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung eines Fahrzeugs und dem Kurvenfahrdrehmoment zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb einer Lernfunktion von 3 zeigt.
6 ist ein funktionelles Blockdiagramm zur Darstellung von Details einer Reaktionskraftberechnungsfunktion von 2.
7 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der Lenkungssteuerungsvorrichtung der ersten Ausführungsform.
8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine zweite Ausführungsform einer Lenkungssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
9 ist ein funktionelles Blockdiagramm der in 8 dargestellten Lenkungssteuerungsvorrichtung.
10 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebs einer KurvenfahrSteuerungsfunktion in der in 9 dargestellten Lenkungssteuerungsvorrichtung.
11 zeigt Diagramme zur Erläuterung eines Beispiels für den Betrieb der Lenkungssteuerungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform.
12 ist ein funktionelles Blockdiagramm einer Reaktionskraftberechnungsfunktion in einer Lenkungssteuerungsvorrichtung einer dritten Ausführungsform.
13 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der in 12 dargestellten Reaktionskraftberechnungsfunktion.
14 ist eine Draufsicht zur Darstellung eines Zustands, in dem ein Fahrzeug, das mit der Lenkungssteuerungsvorrichtung der dritten Ausführungsform ausgestattet ist, fährt.
15 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der Lenkungssteuerungsvorrichtung der dritten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen einer Lenkungssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm zur Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Lenkungssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Eine Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform ist beispielsweise ein Mikrocontroller, der an einem Fahrzeug 10 angebracht ist und ein Reaktionskraftstellglied 16 steuert, das eine Reaktionskraft in der Richtung entgegengesetzt zur Betätigungsrichtung des Fahrers in einem Lenkrad 13 erzeugt.
In dem in 1 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeug 10 beispielsweise Reifen 11, Geschwindigkeitssensoren 12, das Lenkrad 13, einen Lenkwinkelsensor 14, einen Kurvenfahrmechanismus 15, das Reaktionskraftstellglied 16, einen Beschleunigungssensor 17, eine Kommunikationsbusleitung 18 und die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100. Bei den Reifen 11 handelt es sich beispielsweise um gelenkte Räder, deren linkes und rechtes Vorderrad durch den Kurvenfahrmechanismus 15 eingeschlagen werden, und um Antriebsräder, deren linkes und rechtes Hinterrad über einen Kraftübertragungsmechanismus mit einer Kraftquelle wie einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Brennkraftmaschine oder einem Motor des Fahrzeugs 10 verbunden sind.
Die Geschwindigkeitssensoren 12 erfassen die Geschwindigkeit und die Gierrate des Fahrzeugs 10, z. B. auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit jedes Reifens 11. Das Lenkrad 13 wird vom Fahrer des Fahrzeugs 10 bedient. Am Fahrzeug 10 ist beispielsweise ein Steer-by-Wire-System montiert. Das heißt, das Lenkrad 13 ist so konfiguriert, dass es beispielsweise in der Lage ist, zwischen einem Zustand, in dem das Lenkrad 13 nicht mechanisch mit den Reifen 11 gekoppelt ist, die gelenkte Räder sind, oder mechanisch gekoppelt ist, und einem Zustand, in dem die mechanische Verbindung gelöst ist, umzuschalten.
Der Lenkwinkelsensor 14 erfasst den Lenkwinkel α und die Lenkwinkelgeschwindigkeit des vom Fahrer des Fahrzeugs 10 betätigten Lenkrads 13. Der Kurvenfahrmechanismus 15 ist beispielsweise mit einem Kurvenfahrstellglied 15a zum Einschlagen der Reifen 11, die gelenkte Räder sind, und einer Einschlagwinkelsteuereinheit 15b zum Steuern des Einschlagwinkels β der Reifen 11 durch das Kurvenfahrstellglied 15a ausgestattet.
Das Reaktionskraftstellglied 16 erzeugt eine Reaktionskraft gegen die Betätigung des Fahrers des Fahrzeugs 10 im Lenkrad 13. Der Beschleunigungssensor 17 erfasst eine Beschleunigung in Längsrichtung des Fahrzeugs 10 und eine Querbeschleunigung As, d.h. die Beschleunigung in Querrichtung des Fahrzeugs 10. Darüber hinaus kann der Beschleunigungssensor 17 ein Trägheitssensor zur Erfassung der Beschleunigung und des Lagewinkels des Fahrzeugs 10 sein.
Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 ist über die Kommunikationsbusleitung 18 mit den Geschwindigkeitssensoren 12, dem Lenkwinkelsensor 14 und dem Reaktionskraftstellglied 16 verbunden. Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 erfasst über die Kommunikationsbusleitung 18 die Geschwindigkeit V und die Gierrate des Fahrzeugs 10, den Lenkwinkel α des Lenkrads 13, das Drehmoment Tr als die vom Reaktionskraftstellglied 16 erzeugte Reaktionskraft und dergleichen. Darüber hinaus erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 die Beschleunigung einschließlich der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 vom Beschleunigungssensor 17. Zudem erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 das Kurvenfahrdrehmoment Ts zum Einschlagen der Reifen 11, die gelenkte Räder sind, und den Einschlagwinkel β der Reifen 11 von dem Kurvenfahrmechanismus 15.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm der in 1 dargestellten Lenkungssteuerungsvorrichtung 100. Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 ist beispielsweise eine elektronische Steuervorrichtung oder ein Teil davon, die unter Verwendung eines Mikrocontrollers konfiguriert ist, der eine arithmetische Vorrichtung wie eine Zentraleinheit (CPU) (in der Zeichnung nicht dargestellt), eine Hauptspeichervorrichtung, eine Hilfsspeichervorrichtung, eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung, einen Zeitgeber und dergleichen umfasst.
Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 umfasst beispielsweise eine Lenkwinkelerfassungsfunktion 110, eine Geschwindigkeitserfassungsfunktion 120, eine Querbeschleunigungserfassungsfunktion 130, eine Kurvenfahrdrehmomenterfassungsfunktion 140, eine Berechnungsfunktion 150 des nichtlinearen Ausmaßes und eine Reaktionskraftberechnungsfunktion 160. Jede dieser Funktionen der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 kann beispielsweise durch periodisches Ausführen eines in die Hauptspeichervorrichtung geladenen Programms durch die arithmetische Vorrichtung unter Bezugnahme auf eine in der Hilfsspeichervorrichtung der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 gespeicherte Datenbank realisiert werden.
Die Lenkwinkelerfassungsfunktion 110 erfasst den Lenkwinkel α des Lenkrads 13 durch den Fahrer aus dem Lenkwinkelsensor 14. Die Geschwindigkeitserfassungsfunktion 120 erfasst die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 aus den Geschwindigkeitssensoren 12. Darüber hinaus kann die Geschwindigkeitserfassungsfunktion 120 die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 aus dem integrierten Wert der Beschleunigung in der Längsrichtung des Fahrzeugs 10 berechnen, die vom Beschleunigungssensor 17 erfasst wird. Die Querbeschleunigungserfassungsfunktion 130 erfasst die Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 aus dem Beschleunigungssensor 17. Die Kurvenfahrdrehmoment-Erfassungsfunktion 140 erfasst das Kurvenfahrdrehmoment Tr der Reifen 11 aus dem Kurvenfahrmechanismus 15. Darüber hinaus können die Lenkwinkelerfassungsfunktion 110, die Geschwindigkeitserfassungsfunktion 120, die Querbeschleunigungserfassungsfunktion 130 und die Kurvenfahrdrehmoment-Erfassungsfunktion 140 ein Signal jeder der erfassten Informationen filtern, um Rauschen und Störungen zu entfernen und die Zuverlässigkeit jeder der erfassten Informationen zu verbessern.
Die Funktion 150 zur Berechnung des nichtlinearen Ausmaßes berechnet das nichtlineare Ausmaß Dn einer Kurvenfahrkraftkennlinie. Dabei ist die Kurvenfahrkraftkennlinie die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10. Obwohl die Einzelheiten später beschrieben werden, berechnet die Funktion 150 zur Berechnung des nichtlinearen Ausmaßes in der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform das nichtlineare Ausmaß Dn der Kurvenfahrkraftkennlinie auf der Grundlage der Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts.
Die Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 liest den von der Lenkwinkelerfassungsfunktion 110 erfassten Lenkwinkel α, die von der Geschwindigkeitserfassungsfunktion 120 erfasste Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 und das von der Funktion 150 zur Berechnung des nichtlinearen Ausmaßes berechnete nichtlineare Ausmaß Dn der Kurvenfahrkraftkennlinie ein. Die Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 berechnet auf der Grundlage des Lenkwinkels α, der Geschwindigkeit V und des nichtlinearen Ausmaßes Dn einen Sollwert des Drehmoments Tr als die vom Reaktionskraftstellglied 16 erzeugte Reaktionskraft.
Die Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 gibt den berechneten Sollwert des Drehmoments Tr als Reaktionskraft z.B. über die Kommunikationsbusleitung 18 an das Reaktionskraftstellglied 16 aus. Das Reaktionskraftstellglied 16 erzeugt beispielsweise das Drehmoment Tr als die Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer entsprechend dem über die Kommunikationsbusleitung 18 eingegebenen Sollwert des Drehmoments Tr.
3 ist ein funktionelles Blockdiagramm zur Darstellung von Details der Funktion 150 zur Berechnung des nichtlinearen Ausmaßes von 2. 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts zeigt. Die Funktion 150 zur Berechnung des nichtlinearen Ausmaßes 150 weist beispielsweise eine Lernfunktion 151, eine Funktion 152 zur Berechnung eines Referenz-Kurvenfahrdrehmoments und eine Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität auf.
Die Lernfunktion 151 lernt die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts. Genauer gesagt liest die Lernfunktion 151 beispielsweise den Lenkwinkel α, die Geschwindigkeit V, die Querbeschleunigung As und das Kurvenfahrdrehmoment Ts des Fahrzeugs 10 sowie das in der vorhergehenden Rechenperiode berechnete nichtlineare Ausmaß Dn der Kurvenfahrkraftkennlinie des Fahrzeugs 10 ein. Auf der Grundlage dieser Eingaben gibt die Lernfunktion 151 die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) aus, die man erhält, indem man den erhöhten Betrag ΔTs des Kurvenfahrdrehmoments Ts durch den erhöhten Betrag ΔAs der Querbeschleunigung As dividiert, d.h. die Steigung des geradlinigen Abschnitts der Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts, die durch die durchgezogene Linie L1 in 4 dargestellt ist.
Wie in 4 gezeigt, ist die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts linear, ähnlich wie die Kurvenfahrkraftkennlinie, in dem linearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie, d.h. die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 linear wird. Es ist zu beachten, dass das Kurvenfahrrehmoment Ts das Ausgangsdrehmoment des Kurvenfahrstellglieds 15a ist. Darüber hinaus wird die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts in dem nichtlinearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie nichtlinear wird, ähnlich wie die Kurvenfahrkraftkennlinie nichtlinear.
Der lineare Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird, entspricht einem Zustand, bevor die Querkraft der Reifen 11 gesättigt ist. Der nichtlineare Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie nichtlinear wird, entspricht einem Zustand, in dem die Querkraft der Reifen 11 gesättigt ist. In dem in 4 dargestellten Beispiel ändert sich das Kurvenfahrdrehmoment Ts von einem Anstieg zu einem Rückgang, wenn die Querbeschleunigung As einen vorgegebenen Wert A überschreitet. Dieser Bereich wird als der nichtlineare Bereich angenommen, in dem die Querkraft der Reifen 11 gesättigt ist. Durch Konzentration auf eine solche Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts lernt die Lernfunktion 151 die Beziehung zwischen der eingegebenen Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts.
Wenn darüber hinaus die auf die Reifen 11 wirkende vertikale Last durch eine Beschleunigungs-/Verzögerungsoperation auf der Grundlage der Betätigung des Gaspedals oder der Bremse des Fahrzeugs 10 geändert wird, ändern sich auch die Kurvenfahrkraft und die Kurvenfahrleistung der Reifen 11. Wenn sich der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche ändert, ändert sich auch die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11. Wie oben beschrieben, ist es denkbar, dass sich bei einer Änderung der Kurvenfahrkraft oder der Kurvenfahrleistung der Reifen 11 auch der Wert A der Querbeschleunigung As, bei dem sich das Kurvenfahrdrehmoment Ts von einer Zunahme zu einer Abnahme ändert, wie in 4 gezeigt, ändert.
So lernt die Lernfunktion 151 die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As, indem sie zum Beispiel den Lenkwinkel α, die Geschwindigkeit V, die Querbeschleunigung As, das Kurvenfahrdrehmoment Ts und das Bestimmungsergebnis als den linearen Bereich oder den nichtlinearen Bereich als Eingaben verwendet. Genauer gesagt, lernt die Lernfunktion 151 die Steigung des geradlinigen Abschnitts im Diagramm von 4 nur in dem Fall, in dem zum Beispiel die Querbeschleunigung As gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist und die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 gleich oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, und im Fall des linearen Bereichs, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird.
Nachfolgend wird ein Beispiel für den Betrieb der Lernfunktion 151 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für den Betrieb der Lernfunktion 151 von 3. Die Lernfunktion 151 führt jeden Prozess vom Start bis zum Ende, wie in 5 dargestellt, in einer vorgegebenen Periode wiederholt aus. Wenn der in 5 gezeigte Prozess gestartet wird, führt die Lernfunktion 151 zunächst einen Bestimmungsprozess P1 aus, um zu bestimmen, ob die Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht.
Wenn im Bestimmungsprozess P1 festgestellt wird, dass die Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 gleich oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist (JA), führt die Lernfunktion 151 den nächsten Bestimmungsprozess P2 aus. Wird darüber hinaus im Bestimmungsprozess P1 festgestellt, dass die Querbeschleunigung As kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist (NEIN), führt die Lernfunktion 151 einen Prozess P5 aus, um die bis zum vorherigen Prozess gelernte Steigung, d.h. die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As zu behalten. Danach beendet die Lernfunktion 151 den in 5 dargestellten Prozess.
Das heißt, die Lernfunktion 151 führt keinen Lernprozess P4 in dem Fall aus, wenn die Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist. Dementsprechend kann verhindert werden, dass der Lernprozess P4 für eine geringe Lenkung des Fahrers durchgeführt wird, wenn das Lenkrad 13 im neutralen Punkt positioniert ist, der der Geradeausfahrt entspricht, und dass die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As während der Geradeausfahrt des Fahrzeugs 10 gelernt wird.
Im nächsten Bestimmungsprozess P2 stellt die Lernfunktion 151 fest, ob die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 gleich oder größer als der Schwellenwert ist oder nicht. Wenn im Bestimmungsprozess P2 festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 gleich oder größer als der Schwellenwert ist (JA), führt die Lernfunktion 151 den nächsten Bestimmungsprozess P3 aus. Wird darüber hinaus im Bestimmungsprozess P2 festgestellt, dass die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist (NEIN), führt die Lernfunktion 151 den Prozess P5 aus, um die bis zum vorherigen Prozess gelernte Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As zu behalten. Danach beendet die Lernfunktion 151 den in 5 dargestellten Prozess.
Das heißt, die Lernfunktion 151 führt den Lernprozess P4 nicht aus, wenn die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Dementsprechend kann verhindert werden, dass die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As während des Anhaltens, der Langsamfahrt oder der Schleichfahrt mit z.B. 5 [km/h] oder weniger des Fahrzeugs 10 gelernt wird. So kann z. B. verhindert werden, dass verrauschte Daten gelernt werden.
Im nächsten Bestimmungsprozess P3 bestimmt die Lernfunktion 151, ob die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 in einem linearen Bereich liegt oder nicht. Die Lernfunktion 151 bestimmt, ob die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 in einem linearen Bereich liegt oder nicht, auf der Basis des Bestimmungsergebnisses, ob die Kurvenfahrkraftkennlinie in einem linearen Bereich liegt oder nicht, als Ausgabe der Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität oder des später zu beschreibenden nichtlinearen Ausmaßes der Kurvenfahrkraftkennlinie.
Wenn im Bestimmungsprozess P3 festgestellt wird, dass die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 in einem linearen Bereich liegt (JA), führt die Lernfunktion 151 als nächstes Lernprozess P4 aus. Wird darüber hinaus im Bestimmungsprozess P3 festgestellt, dass die Kurvenfahrkraftkennlinie in einem nichtlinearen Bereich liegt (NEIN), führt die Lernfunktion 151 den Prozess P5 aus, um die bis zum vorherigen Prozess gelernte Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As zu behalten. Danach beendet die Lernfunktion 151 den in 5 dargestellten Prozess.
Das heißt, die Lernfunktion 151 führt den Lernprozess P4 nicht aus, wenn sich die Kurvenfahrkraftkennlinie in einem nichtlinearen Bereich befindet. So kann verhindert werden, dass die Beziehung zwischen dem Kurvenfahrdrehmoment Ts und der Querbeschleunigung As, die im nichtlinearen Bereich der Kurvenfahrkraftkennlinie nichtlinear wird, gelernt wird.
Außerdem ist es denkbar, dass sich die Streuung zum Zeitpunkt des Lernens vergrößert, wenn sich die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts ändert, z. B. aufgrund einer Änderung der vertikalen Belastung der Reifen 11 oder einer Änderung des Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche. Daher ist es für die Lernfunktion 151 nicht notwendig, den Lernprozess P4 in dem Fall auszuführen, in dem die Streuung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Darüber hinaus kann die Lernfunktion 151 den gelernten Wert löschen und den Lernprozess P4 erneut durchführen, wenn der Zustand, in dem die Streuung gleich oder größer als der vorgegebene Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitspanne fortbesteht. Der Lernprozess P4 kann diese Prozesse beinhalten.
Im Lernprozess P4 berechnet und aktualisiert die Lernfunktion 151 nacheinander die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As, d.h. die Steigung des geradlinigen Abschnitts der in 4 dargestellten durchgezogenen Linie L1 auf der Grundlage der eingegebenen Querbeschleunigung As und des Kurvenfahrdrehmoments Ts.
Als Beispiel für ein Verfahren zur sequentiellen Ermittlung der Steigung kann ein sequentielles Verfahren der kleinsten Quadrate verwendet werden. Genauer gesagt wird ein Fall angenommen, in dem die Steigung einer geraden Linie L2 in der Nähe des Ursprungs aus den Zeitreihendaten der Querbeschleunigung As und des Kurvenfahrdrehmoments Ts, wie in 4 dargestellt, geschätzt wird. In diesem Fall können zum Beispiel zur Schätzung von θ aus einer Eingabe ζ und einer Ausgabe y von Daten mit der Beziehung y = θ · ζ die folgenden Gleichungen (1) und (2) in einer bestimmten Stichprobe k nacheinander berechnet werden. (Quelle: http://fujilab.k.u-tokyo.ac.jp/papers/2008/kanouSICE08.pdf, Seite 4)
[Gleichung 1] $Γ (k) = \frac{1}{λ *} [Γ (k - 1) - \frac{Γ (k - 1) ς^{2} (k) Γ (k - 1)}{λ * + ς (k) Γ (k - 1) ς}]$

[Gleichung 2] $θ (\hat{k}) = θ (\hat{k} - 1) - \frac{Γ (k - 1) ς (k)}{λ * + ς (k) Γ (k - 1) ς (k)} \cdot [ς (k) \hat{θ} (k - 1) - y (k)]$
Infolgedessen wird jeder in 5 dargestellte Prozess beendet. Darüber hinaus gibt die Lernfunktion 151 die gelernte Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As, d.h. die Steigung des geradlinigen Abschnitts der in 4 dargestellten durchgezogenen Linie L1 an die in 3 dargestellte Funktion 152 zur Berechnung des Referenz-Kurvenfahrdrehmoments aus. Es ist zu beachten, dass der Anfangswert der Ausgabe der Lernfunktion 151 im Voraus auf einen Wahrscheinlichkeitswert eingestellt werden kann, der für die Spezifikationen des Fahrzeugs 10 geeignet ist.
Die Funktion 152 zur Berechnung des Referenz-Kurvenfahrdrehmoments liest die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As ein, die von der Lernfunktion 151 ausgegeben wird, d. h. die Steigung des geradlinigen Abschnitts der in 4 dargestellten durchgezogenen Linie L1 und der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10. Die Funktion 152 zur Berechnung des Referenz-Kurvenfahrdrehmoments berechnet ein Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb und gibt es aus, indem sie die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des Kurvenfahrdrehmoments Ts und der Querbeschleunigung As mit der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 multipliziert.
Der Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität werden das Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb, das die Ausgabe der Funktion 152 zur Berechnung des Referenz-Kurvenfahrdrehmoments ist, und das Kurvenfahrdrehmoment Ts, das die Ausgabe des Kurvenfahrstellglieds 15a ist, eingegeben. Auf der Grundlage dieser Eingaben bestimmt die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität, ob sich die Kurvenfahrkraftkennlinie in einem linearen Bereich befindet, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird, oder ob sich die Kurvenfahrkraftkennlinie in einem nichtlinearen Bereich befindet, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie nichtlinear wird. Darüber hinaus berechnet die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität beispielsweise das Ausmaß der Nichtlinearität der Kurvenfahrkraftkennlinie, d.h. das nichtlineare Ausmaß Dn, das ein Index ist, der das Ausmaß des Schlupfes der Reifen 11 angibt.
Genauer gesagt, berechnet die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität eine Differenz ΔT zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb, das der Ausgang der Funktion 152 zur Berechnung des Referenz-Kurvenfahrdrehmoments ist, und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts, das der Ausgang des Kurvenfahrstellglieds 15a ist. Hier ist das Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb ein Punkt auf der geraden Linie L2, die durch eine gestrichelte Linie in 4 dargestellt ist. Wie durch die durchgezogene Linie L1 in 4 gezeigt, umfasst die gerade Linie L2 den geradlinigen Abschnitt in der Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts, das durch die Lernfunktion 151 erlernt wurde.
In dem Fall, in dem das Kurvenfahrdrehmoment Ts auf dem geradlinigen Abschnitt der Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts liegt, die von der Lernfunktion 151 erlernt wurde, wird die Differenz ΔT zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts im Wesentlichen 0. Wenn dagegen die Querbeschleunigung As zunimmt und die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts nichtlinear wird, steigt die Differenz ΔT zwischen dem Referenzkurvenfahrdrehmoment Tsb auf der geraden Linie L2 und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts auf der durchgezogenen Linie L1.
Dementsprechend kann die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität anhand der Differenz ΔT zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts bestimmen, ob sich die Kurvenfahrkraftkennlinie in einem linearen Bereich befindet, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird, oder ob sich die Kurvenfahrkraftkennlinie in einem nichtlinearen Bereich befindet, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie nichtlinear wird. Das heißt, in dem Fall, in dem die Differenz ΔT zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, kann die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität bestimmen, dass sich die Kurvenfahrkraftkennlinie in einem linearen Bereich befindet, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird. Außerdem kann die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität in dem Fall, in dem die Differenz ΔT zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts den Schwellenwert überschreitet, bestimmen, dass sich die Kurvenfahrkraftkennlinie in einem nichtlinearen Bereich befindet, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie nichtlinear wird.
Ferner kann die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität das nichtlineare Ausmaß Dn, d.h. das Ausmaß der Nichtlinearität der Kurvenfahrkraftkennlinie, auf der Grundlage der Differenz ΔT zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts berechnen. Genauer gesagt kann die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität die Differenz ΔT zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts als das nichtlineare Ausmaß Dn berechnen. Außerdem kann die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität das nichtlineare Ausmaß Dn durch Normierung der Differenz ΔT zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts berechnen. Diese Normierung kann beispielsweise durch Verwendung des Kurvenfahrdrehmoments Ts an dem kritischen Punkt erfolgen, an dem das Kurvenfahrdrehmoment Ts von einer Zunahme zu einer Abnahme wechselt, wie durch die durchgezogene Linie L1 in 4 dargestellt.
Wie in 3 gezeigt, kann das Bestimmungsergebnis der vorherigen Zeitspanne durch die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität in die Lernfunktion 151 eingegeben werden. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, häufige Änderungen des Bestimmungsergebnisses durch die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität in der Nähe der Grenze zwischen dem linearen Bereich und dem nichtlinearen Bereich der Kurvenfahrkraftkennlinie zu unterdrücken.
Insbesondere kann die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität das Bestimmungsergebnis in dem Fall ändern, in dem die mehrfach ausgeführten Bestimmungsergebnisse gleich sind. Dementsprechend ist es möglich, das Jagen des Sollwerts des Kurvenfahrdrehmoments Tr als die Reaktionskraft zu unterdrücken, die von der später zu beschreibenden Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 berechnet wird. Die Funktion 153 zur Bestimmung der Nichtlinearität gibt das Bestimmungsergebnis und das nichtlineare Ausmaß Dn an die Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 aus, wie in 2 gezeigt.
6 ist ein funktionales Blockdiagramm zur Darstellung von Details der Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 von 2. Die Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 umfasst zum Beispiel eine Referenzreaktionskraftberechnungsfunktion 161 und eine Zusatzreaktionskraft-Berechnungsfunktion 162. Die Referenzreaktionskraftberechnungsfunktion 161 berechnet einen Sollwert des Referenz-Kurvenfahrdrehmoments Trb als eine Referenzreaktionskraft gegen die Betätigung des Fahrers, indem sie den Lenkwinkel α des Lenkrads 13 durch den Fahrer des Fahrzeugs 10 und die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 als Eingaben verwendet.
Die Referenzreaktionskraftberechnungsfunktion 161 berechnet den Sollwert des Drehmoments als Reaktionskraft auf der Grundlage von beispielsweise einer Federkomponente in Bezug auf den Lenkwinkel α, einer Viskositätskomponente in Bezug auf die Lenkwinkelgeschwindigkeit, die ein Zeitdifferential des Lenkwinkels α ist, einer Reibungskomponente und dergleichen. Darüber hinaus kann die Referenzreaktionskraftberechnungsfunktion 161 den Sollwert des im Lenkrad 13 zu erzeugenden Referenz-Kurvenfahrdrehmoments Trb als Referenzreaktionskraft gegen die Betätigung durch den Fahrer entsprechend der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 ändern, indem beispielsweise die Koeffizienten der Federkomponente, der Viskositätskomponente und der Reibungskomponente entsprechend der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 geändert werden.
Die Zusatzreaktionskraft-Berechnungsfunktion 162 berechnet einen Sollwert des zusätzlichen Drehmoments Tra als eine zusätzliche Reaktionskraft, die zu dem Sollwert der Referenzreaktionskraft, die von der Referenzreaktionskraftberechnungsfunktion 161 berechnet wird, hinzuzufügen ist, indem das nichtlineare Ausmaß Dn, das die Ausgabe der Funktion 150 zur Berechnung des nichtlinearen Ausmaßes ist, als Eingabe verwendet wird. Die Zusatzreaktionskraft-Berechnungsfunktion 162 berechnet beispielsweise den Sollwert des zusätzlichen Drehmoments Tra im Verhältnis zur Größe des nichtlinearen Ausmaßes Dn. Das heißt, die Zusatzreaktionskraft-Berechnungsfunktion 162 berechnet den Sollwert des zusätzlichen Drehmoments Tra so, dass der Sollwert des zusätzlichen Drehmoments Tra zunimmt, wenn das nichtlineare Ausmaß Dn größer wird, und der Sollwert des zusätzlichen Drehmoments Tra abnimmt, wenn das nichtlineare Ausmaß Dn kleiner wird.
Genauer gesagt kann die Zusatzreaktionskraft-Berechnungsfunktion 162 so ausgelegt sein, dass sie den Sollwert des zusätzlichen Drehmoments Tra als zusätzliche Reaktionskraft erhöht, beispielsweise linear oder quadratisch in Bezug auf das nichtlineare Ausmaß Dn. Es sollte beachtet werden, dass in dem linearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 linear wird, die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts linear wird und das nichtlineare Ausmaß Dn im Wesentlichen 0 wird, so dass der Sollwert des zusätzlichen Drehmoments Tra als die zusätzliche Reaktionskraft, die durch die Zusatzreaktionskraft-Berechnungsfunktion 162 berechnet wird, im Wesentlichen 0 wird.
Wie in 6 gezeigt, addiert die Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 den Sollwert des Referenz-Kurvenfahrdrehmoments Trb als Referenzreaktionskraft, die die Ausgabe der Referenzreaktionskraftberechnungsfunktion 161 ist, und den Sollwert des zusätzlichen Drehmoments Tra als zusätzliche Reaktionskraft, was die Ausgabe der Zusatzreaktionskraft-Berechnungsfunktion 162 ist. Dementsprechend gibt die Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 den Sollwert des Kurvenfahrdrehmoments Tr als die Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer aus.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform beschrieben.
Bei einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung beispielsweise wird die Betätigungskraft der Lenkung durch den Fahrer von einem Stellglied unterstützt und über eine mechanische Kupplung zwischen dem Lenkrad und den gelenkten Rädern auf die gelenkten Räder übertragen. In diesem Fall kann der Fahrer das Fahrzeug stabil fahren, indem er den Zustand der Reifen und der Fahrbahnoberfläche, wie z. B. den Reibungskoeffizienten und die Unregelmäßigkeiten der Fahrbahnoberfläche, beispielsweise über die Lenksäule erfasst, die die mechanische Kupplung zwischen dem Lenkrad und den gelenkten Rädern konfiguriert.
Bei einem Steer-by-Wire-System hingegen, bei dem das Lenkrad und der Kurvenfahrmechanismus zum Einschlagen der Reifen nicht mechanisch miteinander verbunden sind, wird der Lenkwinkel des Lenkrads vom Fahrer erfasst, um die Reifen, die gelenkte Räder sind, zu steuern. In diesem Fall kann der Fahrer den Zustand der Reifen und der Fahrbahnoberfläche nicht über die mechanische Kopplung zwischen dem Lenkrad und den gelenkten Rädern erfassen. Daher besteht zum Beispiel, wenn die Querkraft der Reifen gesättigt ist und die Kurvenfahrkraftkennlinie nichtlinear wird, die Gefahr, dass es schwierig wird, das Fahrzeug stabil zu fahren, so dass der Fahrer das Lenkrad übermäßig betätigt und das Fahrzeug untersteuert.
Daher stellt die Ausführungsform die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 zur Steuerung des Reaktionskraftstellglieds 16 bereit, das eine Reaktionskraft gegen die Betätigung des Fahrers am Lenkrad 13 des Fahrzeugs 10 wie oben beschrieben erzeugt. Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 erhöht die Reaktionskraft in dem nichtlinearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie, d.h. die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10, nichtlinear ist, stärker als die Reaktionskraft in dem linearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird.
7 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform. Das obere Diagramm in 7 zeigt einen Zustand, in dem der Lenkwinkel α des vom Fahrer des Fahrzeugs 10 betätigten Lenkrads 13 mit einer im Wesentlichen konstanten Winkelgeschwindigkeit [Grad/s] zunimmt, während die horizontale Achse die Zeit t [s] und die vertikale Achse den Lenkwinkel α [Grad] darstellt. Das untere Diagramm von 7 zeigt einen Zustand, in dem das Drehmoment Tr, d. h. die im Lenkrad 13 gegen die Betätigung des Fahrers erzeugte Reaktionskraft, mit zunehmendem Lenkwinkel α zunimmt, wobei die horizontale Achse die Zeit t [s] und die vertikale Achse das vom Reaktionskraftstellglied 16 erzeugte Drehmoment Tr [Nm] darstellt.
Wie im oberen Diagramm von 7 dargestellt, dreht der Fahrer des Fahrzeugs 10 bis zum Zeitpunkt t1 das Lenkrad 13 in eine Richtung, um den durch die durchgezogene Linie L3 dargestellten Lenkwinkel α bei konstanter Winkelgeschwindigkeit zu vergrößern. Bis zum Zeitpunkt t1 ist die Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 nicht gesättigt, und die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 befindet sich in einem linearen Bereich. In dem linearen Bereich bis zum Zeitpunkt t1, wie im unteren Diagramm von 7 dargestellt, steuert die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 beispielsweise das Reaktionskraftstellglied 16, um das Drehmoment Tr als die durch die durchgezogene Linie L4 dargestellte Reaktionskraft ähnlich dem Lenkwinkel α linear zu erhöhen.
Danach, zum Zeitpunkt t1, wird angenommen, dass die Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 aus irgendeinem Grund gesättigt ist, und die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 verschiebt sich vom linearen Bereich zum nichtlinearen Bereich. Dann steuert die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 das Reaktionskraftstellglied 16, um das Drehmoment Tr als die Reaktionskraft im nichtlinearen Bereich nach dem Zeitpunkt t1, die durch die durchgezogene Linie L4 dargestellt ist, stärker zu erhöhen als das Drehmoment Tr als die Reaktionskraft im linearen Bereich, die durch die gestrichelte Linie L5 dargestellt ist, wie im unteren Diagramm von 7 gezeigt.
Um den Lenkwinkel α durch Drehen des Lenkrads 13 zu vergrößern, muss der Fahrer daher eine größere Kraft gegen das Drehmoment Tr als Reaktionskraft aufbringen. Infolgedessen kann der Fahrer spüren, dass die Betätigung des Lenkrads 13 schwer geworden ist, und kann die Operation der Vergrößerung des Lenkwinkels α beenden. Wie oben beschrieben, kann die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 durch Erhöhung der Reaktionskraft, die durch das Reaktionskraftstellglied 16 auf den Fahrer übertragen wird, den Fahrer darüber informieren, dass der Zustand an der Haftungsgrenze der Reifen 11 liegt, d. h. in dem nichtlinearen Bereich, in dem eine weitere Leistungsverbesserung der Reifen 11 schwierig ist.
Außerdem kann die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 den Fahrer daran hindern, zu versuchen, den Lenkwinkel α zu vergrößern, indem sie die Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer erhöht.
Infolgedessen nimmt, wie im oberen Diagramm von 7 gezeigt, in dem nichtlinearen Bereich nach dem Zeitpunkt t1 der durch die durchgezogene Linie L3 dargestellte Lenkwinkel α in dem Fall, in dem das Drehmoment Tr als Reaktionskraft erhöht wird, im Vergleich zu dem durch die gestrichelte Linie L6 dargestellten Lenkwinkel α in dem Fall, in dem das Drehmoment Tr als Reaktionskraft nicht erhöht wird, ab. Dementsprechend ist es zum Beispiel in dem nichtlinearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 nichtlinear wird, möglich, den Fahrer daran zu hindern, den Lenkwinkel α des Lenkrads 13 übermäßig zu vergrößern, und zu verhindern, dass das Fahrzeug 10 in einen untersteuernden Zustand gerät. Somit ist es gemäß der Ausführungsform möglich, die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 bereitzustellen, die in der Lage ist, eine angemessene Reaktionskraft durch den Fahrer über das Lenkrad 13 zu übertragen und die Stabilität des Fahrzeugs 10 zu verbessern.
Darüber hinaus erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform, wie beispielsweise in 1 und 2 gezeigt, den Lenkwinkel α des vom Fahrer des Fahrzeugs 10 betätigten Lenkrads 13. Dann erhöht die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100, wie beispielsweise in 7 gezeigt, das Drehmoment Tr als Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer in Übereinstimmung mit einer Zunahme des Lenkwinkels α im nichtlinearen Bereich nach dem Zeitpunkt t1, wenn die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft der Reifen 11 nichtlinear wird.
Wenn der Fahrer bei dieser Konfiguration versucht, den Lenkwinkel α durch Drehen des Lenkrads 13 in dem nichtlinearen Bereich zu vergrößern, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie, d. h. die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft der Reifen 11, nichtlinear wird, erhält der Fahrer das Drehmoment Tr als eine größere Reaktionskraft. Dementsprechend ist es möglich, eine Vergrößerung des Lenkwinkels α des Lenkrads 13 in dem nichtlinearen Bereich, in dem die Querkraft der Reifen 11 gesättigt ist, zu unterdrücken und die Stabilität des Fahrzeugs 10 zu verbessern.
Darüber hinaus erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform, wie beispielsweise in 1 und 2 gezeigt, die Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und das Kurvenfahrdrehmoment Ts zum Einschlagen der Reifen 11. Dann, wie beispielsweise in 4 gezeigt, berechnet die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des erhöhten Betrags ΔAs der Querbeschleunigung As und des erhöhten Betrags ΔTs des Kurvenfahrdrehmoments Ts in einem Bereich, in dem die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts linear wird. Wie beispielsweise in 3 gezeigt, berechnet die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 das nichtlineare Ausmaß Dn der Kurvenfahrkraftkennlinie auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb, das durch Multiplikation der Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) mit der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts erhalten wird.
Bei dieser Konfiguration kann das Ausmaß der Nichtlinearität der Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 auf der Grundlage der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und des Kurvenfahrdrehmoments Ts zum Einschlagen der Reifen 11 geschätzt werden. Die Kurvenfahrkraftkennlinie ist die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft der Reifen 11, wie oben beschrieben. Um die Querkraft der Reifen 11 zu messen, ist jedoch ein spezieller Sensor erforderlich, und es gibt Probleme wie höhere Kosten, geringere Wartungsfreundlichkeit und eine komplizierte Konfiguration. Darüber hinaus ist es schwierig, die Querkraft der Reifen 11 mit einem Sensor zur Erfassung der Verformung der Reifen 11 oder ähnlichem genau zu messen.
Andererseits kann die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform das nichtlineare Ausmaß Dn der Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 auf der Grundlage der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und des Kurvenfahrdrehmoments Ts berechnen. Daher schätzt die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 das Ausmaß der Nichtlinearität der Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 auf der Grundlage des nichtlinearen Ausmaßes Dn, kann das Reaktionskraftstellglied 16 entsprechend dem Ausmaß der Nichtlinearität steuern und kann eine geeignete Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrades 13 durch den Fahrer zurückgeben. Somit kann gemäß der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform die Verschiebung der Reifen 11 in den nichtlinearen Bereich unterdrückt werden, und die Stabilität des Fahrzeugs 10 kann selbst in dem Fall verbessert werden, in dem die Reifen 11 in den nichtlinearen Bereich verschoben werden.
Darüber hinaus erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform, wie beispielsweise in 6 gezeigt, die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10 und berechnet das Referenzdrehmoment Trb als Referenzreaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer auf der Grundlage der Geschwindigkeit V und des Lenkwinkels α. Darüber hinaus berechnet die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 das zusätzliche Drehmoment Tra als zusätzliche Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer auf der Grundlage des nichtlinearen Ausmaßes Dn. Dann berechnet die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 das Drehmoment Tr als Reaktionskraft, indem sie die Referenzreaktionskraft und die zusätzliche Reaktionskraft addiert.
Bei dieser Konfiguration wird im linearen Bereich der Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 das nichtlineare Ausmaß Dn im Wesentlichen 0, so dass das zusätzliche Drehmoment Tra im Wesentlichen 0 wird. Daher veranlasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 im linearen Bereich das Reaktionskraftstellglied 16, das Referenzdrehmoment Trb auf der Grundlage der Geschwindigkeit V und des Lenkwinkels α im Lenkrad 13 des Fahrzeugs 10 als Reaktionskraft gegen die Bedienung des Fahrers zu erzeugen. Andererseits nimmt im nichtlinearen Bereich der Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 das zusätzliche Drehmoment Tra mit zunehmendem nichtlinearen Ausmaß Dn zu. Daher veranlasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 das Reaktionskraftstellglied 16, im nichtlinearen Bereich die Summe aus dem zusätzlichen Drehmoment Tra, das mit zunehmendem Nichtlinearitätsausmaß Dn zunimmt, und dem Referenzdrehmoment Trb im Lenkrad 13 des Fahrzeugs 10 als Reaktionskraft gegen die Betätigung des Fahrers zu erzeugen. Dementsprechend kann die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 die Reaktionskraft in dem nichtlinearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie, d.h. die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10, nichtlinear wird, stärker erhöhen als die Reaktionskraft in dem linearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird.
Darüber hinaus erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 10, wie beispielsweise in 1 und 3 gezeigt. Dann führt die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100, wie beispielsweise in 5 gezeigt, den Lernprozess P4 in dem Fall aus, in dem die Querbeschleunigung As gleich oder größer als der Schwellenwert ist, die Geschwindigkeit V gleich oder größer als der Schwellenwert ist und die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 in einem linearen Bereich liegt. Der Lernprozess P4 ist ein Prozess zum Lernen der Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des erhöhten Betrags ΔAs der Querbeschleunigung As und des erhöhten Betrags ΔTs des Kurvenfahrdrehmoments Ts.
Mit dieser Konfiguration kann die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform beispielsweise die Steigung der geraden Linie L2 erlernen, einschließlich des Abschnitts der geraden Linie, in dem die durch die durchgezogene Linie L1 dargestellte Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts unter geeigneten Bedingungen linear wird. Die Steigung der geraden Linie L2 ist die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des erhöhten Betrags ΔAs der Querbeschleunigung As und des erhöhten Betrags ΔTs des Kurvenfahrdrehmoments Ts in dem linearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 linear wird. Durch Lernen der Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) unter geeigneten Bedingungen ist es möglich, die Genauigkeit des nichtlinearen Ausmaßes Dn zu verbessern, das das Ausmaß der Nichtlinearität der Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 angibt.
Darüber hinaus berechnet die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des erhöhten Betrags ΔAs der Querbeschleunigung As und des erhöhten Betrags ΔTs des Kurvenfahrdrehmoments Ts, beispielsweise durch das Verfahren der sequentiellen kleinsten Quadrate. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des erhöhten Betrags ΔAs der Querbeschleunigung As und des erhöhten Betrags ΔTs des Kurvenfahrdrehmoments Ts auf der Grundlage der Zeitreihendaten der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und der Zeitreihendaten des Kurvenfahrdrehmoments Ts, die nacheinander von dem Beschleunigungssensor 17 und dem Lenkstellglied 15a erhalten werden, genau zu erhalten.
Außerdem erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform, wie oben beschrieben, die Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und das Kurvenfahrdrehmoment Ts zum Einschlagen der Reifen 11. Ferner berechnet die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100, wie oben beschrieben, die Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) des erhöhten Betrags ΔAs der Querbeschleunigung As und des erhöhten Betrags ΔTs des Kurvenfahrdrehmoments Ts in einem Bereich, in dem die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung As und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts linear wird. Ferner bestimmt die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100, dass die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 ein linearer Bereich ist, wenn die Differenz zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb, das durch Multiplikation der Änderungsrate (ΔTs/ΔAs) mit der Querbeschleunigung As erhalten wird, und dem Kurvenfahrdrehmoment Ts gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, und bestimmt, dass die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 in einem nichtlinearen Bereich liegt, wenn die Differenz den Schwellenwert überschreitet.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich zu bestimmen, ob die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 in einem linearen Bereich oder in einem nichtlinearen Bereich liegt, indem das nichtlineare Ausmaß Dn auf der Grundlage der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und des Kurvenfahrdrehmoments Ts berechnet wird. Da ein spezieller Sensor zur Messung der Querkraft der Reifen 11 nicht erforderlich ist, ist es gemäß der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform möglich, eine Verringerung der Kosten, eine Verbesserung der Wartungsfreundlichkeit, eine Vereinfachung der Konfiguration und dergleichen zu realisieren.
Darüber hinaus erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform, wie oben beschrieben, die Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und das Kurvenfahrdrehmoment Ts zum Einschlagen der Reifen 11. In diesem Fall kann die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100, wie z.B. in 4 gezeigt, die Verschiebung der Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 von einem linearen Bereich zu einem nichtlinearen Bereich erkennen, wenn die Querbeschleunigung As zunimmt und das Kurvenfahrdrehmoment Ts von einem Anstieg zu einem Abfall wechselt.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, auf der Grundlage der Querbeschleunigung As des Fahrzeugs 10 und des Kurvenfahrdrehmoments Ts zu bestimmen, ob die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 in einem linearen Bereich oder in einem nichtlinearen Bereich liegt. Da ein spezieller Sensor zur Messung der Reifenquerkraft 11 nicht erforderlich ist, ist es möglich, eine Kostenreduzierung, eine Verbesserung der Wartungsfreundlichkeit, eine Vereinfachung der Konfiguration und ähnliches zu realisieren, wie es bei der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform der Fall ist.
Darüber hinaus erzeugt die Lenkungssteuerungseinrichtung 100 der Ausführungsform, wie oben beschrieben, die Reaktionskraft gegen die Betätigung des Fahrers im Lenkrad 13, wenn das Lenkrad 13 und der Kurvenfahrmechanismus 15 zum Einschlagen der Reifen 11 nicht mechanisch miteinander verbunden sind. Mit dieser Konfiguration ist es bei dem Fahrzeug 10 mit dem Steer-by-Wire-System möglich, dem Fahrer durch die Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer mitzuteilen, dass sich die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 vom linearen Bereich in den nichtlinearen Bereich verschoben hat.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Ausführungsform möglich, die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 bereitzustellen, die in der Lage ist, eine angemessene Reaktionskraft durch den Fahrer über das Lenkrad 13 zu übertragen und die Stabilität des Fahrzeugs 10 zu verbessern.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform einer Lenkungssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 8 bis 11 beschrieben. 8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm zur Darstellung der zweiten Ausführungsform der Lenkungssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich wie die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist eine Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A der Ausführungsform ein Mikrocontroller, der an einem Fahrzeug 10A angebracht ist und ein Reaktionskraftstellglied 16 steuert, das eine Reaktionskraft in der Richtung entgegengesetzt zur Betätigungsrichtung durch den Fahrer in einem Lenkrad 13 erzeugt.
In dem in 8 gezeigten Beispiel unterscheidet sich das Fahrzeug 10A von dem in 1 gezeigten Fahrzeug 10 dadurch, dass ein Lenkdrehmomentsensor 19 vorgesehen ist und die Funktion der Einschlagwinkelsteuereinheit 15b des Einschlagmechanismus 15 durch die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A ersetzt wird. Der Lenkdrehmomentsensor 19 erfasst ein Lenkdrehmoment Td durch die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer und gibt dieses über eine Kommunikationsbusleitung 18 an die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A aus. Da die anderen Konfigurationen des Fahrzeugs 10A denen des in 1 gezeigten Fahrzeugs 10 ähnlich sind, werden die gleichen Bezugszeichen zu den ähnlichen Teilen hinzugefügt, und die Beschreibung derselben wird ausgelassen.
9 ist ein Funktionsblockdiagramm der in 8 gezeigten Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A. Ähnlich wie die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A der Ausführungsform eine elektronische Steuervorrichtung oder ein Teil davon, die unter Verwendung eines Mikrocontrollers konfiguriert ist, der eine arithmetische Vorrichtung, eine Hauptspeichervorrichtung, eine Hilfsspeichervorrichtung, eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung, einen Zeitgeber und dergleichen enthält.
Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A umfasst beispielsweise eine Lenkwinkelerfassungsfunktion 110, eine Geschwindigkeitserfassungsfunktion 120, eine Querbeschleunigungserfassungsfunktion 130, eine Funktion 150 zur Berechnung des nichtlinearen Ausmaßes und eine Reaktionskraftberechnungsfunktion 160. Jede dieser Funktionen ist ähnlich derjenigen in der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
Darüber hinaus verfügt die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A der Ausführungsform über eine Lenkdrehmomenterfassungsfunktion 170, eine Kurvenfahrwinkelerfassungsfunktion 180 und eine Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190. Jede dieser Funktionen kann beispielsweise durch die periodische Ausführung eines Programms realisiert werden, das von der arithmetischen Vorrichtung in die Hauptspeichervorrichtung geladen wird, während auf eine Datenbank Bezug genommen wird, die in der Hilfsspeichervorrichtung in der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A gespeichert ist.
Die Lenkdrehmomenterfassungsfunktion 170 erfasst über die Kommunikationsbusleitung 18 z.B. das vom Lenkdrehmomentsensor 19 erfasste Lenkdrehmoment Td. Die Kurvenfahrwinkelerfassungsfunktion 180 erfasst z. B. den Einschlagwinkel β der Reifen 11, der von dem Kurvenfahrstellglied 15a ausgegeben wird. Die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 verwendet beispielsweise den Lenkwinkel α, das Lenkdrehmoment Td, den Einschlagwinkel β und das nichtlineare Ausmaß Dn als Eingaben.
10 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der in 9 dargestellten Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190. Zum Beispiel führt die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 wiederholt jeden Prozess vom Start bis zum Ende, wie in 10 dargestellt, in einer vorbestimmten Periode aus.
Wenn der in 10 gezeigte Verarbeitungsablauf gestartet wird, führt die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 zunächst einen Prozess P 11 zur Berechnung des Referenz-Kurvenfahrdrehmoments Tsb auf der Grundlage der Eingangsinformationen aus. Insbesondere berechnet die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 das Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb, das für die Korrektur des Einschlagwinkels β erforderlich ist, z. B. auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Lenkwinkel α und dem Einschlagwinkel β . Die Beziehung zwischen dem Lenkwinkel α und dem Einschlagwinkel β kann beispielsweise durch ein Pseudoübersetzungsverhältnis definiert und in der Hilfsspeichereinrichtung oder dergleichen gespeichert werden, die die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 konfiguriert. Dementsprechend kann das Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb einfach berechnet werden.
Als nächstes führt die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 einen Bestimmungsprozess P12 durch, um festzustellen, ob die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 ein nichtlinearer Bereich ist oder nicht, und zwar auf der Grundlage des nichtlinearen Ausmaßes Dn, das von der Funktion zur Berechnung des nichtlinearen Ausmaßes 150 berechnet wurde. Der Bestimmungsprozess P12 kann beispielsweise durchgeführt werden, indem bestimmt wird, ob das nichtlineare Ausmaß Dn einen Schwellenwert überschreitet oder nicht.
Wird im Bestimmungsprozess P12 festgestellt, dass die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 nicht in einem nichtlinearen Bereich liegt (NEIN), also in einem linearen Bereich liegt, beendet die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 den in 10 dargestellten Verarbeitungsablauf und gibt das im Prozess P11 berechnete Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb als Kurvenfahrdrehmoment Ts aus. Wird darüber hinaus im Bestimmungsprozess P12 festgestellt, dass die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 in einem nichtlinearen Bereich liegt (JA), führt die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 den nächsten Bestimmungsprozess P13 aus.
Im Bestimmungsprozess P13 bestimmt die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190, ob das Lenkdrehmoment Td gleich oder größer als ein Schwellenwert ist oder nicht. Der Schwellenwert des Lenkdrehmoments Td kann beispielsweise auf einen Wert eingestellt werden, der sich ergibt, wenn zum Lenkdrehmoment Td eine vorgegebene Marge addiert wird, wenn sich die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 vom linearen Bereich in den nichtlinearen Bereich verschiebt.
Wenn im Bestimmungsprozess P13 festgestellt wird, dass das Lenkdrehmoment Td nicht gleich oder größer als der Schwellenwert ist (NEIN), d.h. kleiner als der Schwellenwert, beendet die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 den in 10 dargestellten Verarbeitungsablauf und gibt den im Prozess P11 berechneten Sollwert des Kurvenfahrdrehmoments Ts aus. Wird darüber hinaus im Bestimmungsprozess P13 festgestellt, dass das Lenkdrehmoment Td gleich oder größer als der Schwellenwert ist (JA), führt die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 den nächsten Prozess P14 aus.
Die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 berechnet ein zusätzliches Kurvenfahrdrehmoment Tsa, das der Größe des Lenkdrehmoments Td im Prozess P14 entspricht, und gibt einen Wert, der durch Addieren des zusätzlichen Kurvenfahrdrehmoments Tsa zu dem im Prozess P11 berechneten Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb erhalten wird, als das Kurvenfahrdrehmoment Ts aus. Darüber hinaus kann in dem Fall, in dem das Lenkdrehmoment Td gleich oder größer als der Schwellenwert ist, für eine vorbestimmte Zeitspanne in dem Prozess P14 anhält, die Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 ein Drehmoment in der umgekehrten Richtung zu dem in dem Prozess P11 berechneten Kurvenfahrdrehmoment Ts hinzufügen, um das Drehmoment Tr als eine Reaktionskraft zu verringern. Infolgedessen wird der in 10 dargestellte Verarbeitungsablauf beendet.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
11 zeigt Diagramme zur Erläuterung eines Beispiels für den Betrieb der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A der Ausführungsform. In 11 stellt die horizontale Achse jedes Diagramms die Zeit t [s] dar. Darüber hinaus weist in 11 das obere Diagramm die vertikale Achse des Lenkwinkels α [Grad], das zweite Diagramm von oben die vertikale Achse des Lenkdrehmoments Td [Nm], das dritte Diagramm von oben die vertikale Achse des Drehmoments Tr [Nm] als Reaktionskraft und das untere Diagramm die vertikale Achse des Einschlagwinkels β [Grad] auf.
Wie im oberen Diagramm von 11 dargestellt, dreht der Fahrer des Fahrzeugs 10A bis zum Zeitpunkt t1 das Lenkrad 13 in eine Richtung, um den durch die durchgezogene Linie L11 dargestellten Lenkwinkel α mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit zu vergrößern. Bis zum Zeitpunkt t1 ist die Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10A nicht gesättigt, und die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 befindet sich in einem linearen Bereich.
Im linearen Bereich bis zum Zeitpunkt t1, wie im dritten Diagramm von oben in 11 dargestellt, steuert die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A beispielsweise das Reaktionskraftstellglied 16, um das Drehmoment Tr als die durch die durchgezogene Linie L13 dargestellte Reaktionskraft ähnlich dem Lenkwinkel α linear zu erhöhen. Darüber hinaus steuert die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A, wie im unteren Diagramm von 11 dargestellt, beispielsweise das Kurvenfahrstellglied 15a, um den Einschlagwinkel β der Reifen 11 ähnlich dem Lenkwinkel α linear zu erhöhen.
Danach, zum Zeitpunkt t1, wird angenommen, dass die Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10A aus irgendeinem Grund gesättigt ist, und die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 verschiebt sich vom linearen Bereich zum nichtlinearen Bereich. Dann steuert die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A das Reaktionskraftstellglied 16, um das Drehmoment Tr als die Reaktionskraft im nichtlinearen Bereich nach dem Zeitpunkt t1, die durch die durchgezogene Linie L13 gezeigt wird, mehr als das Drehmoment Tr als die Reaktionskraft im linearen Bereich zu erhöhen, wie im dritten Diagramm von oben in 11 gezeigt.
Dementsprechend muss der Fahrer, um den Lenkwinkel α durch Drehen des Lenkrads 13 zu vergrößern, eine größere Kraft gegen das Drehmoment Tr als Reaktionskraft aufbringen. Infolgedessen wird die Betätigung des Fahrers zur Vergrößerung des Lenkwinkels α unterdrückt, und eine Vergrößerung des Lenkwinkels α, die im oberen Diagramm von 11 dargestellt ist, wird abgeschwächt. Doch selbst im nichtlinearen Bereich nach dem Zeitpunkt t1 erhöht der Fahrer das Lenkdrehmoment Td, wie durch die durchgezogene Linie L12 im zweiten Diagramm von oben in 11 dargestellt.
In diesem Fall stellt die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A fest, dass das Lenkdrehmoment Td gleich oder größer als der Schwellenwert ist, z.B. in dem Bestimmungsprozess P13, der von der Kurvenfahrsteuerungsfunktion 190 durchgeführt wird, und führt den oben beschriebenen Prozess P14 aus. Dementsprechend berechnet die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A das zusätzliche Kurvenfahrdrehmoment Tsa, das der Größe des Lenkdrehmoments Td entspricht, und gibt einen Wert, der durch Addieren des zusätzlichen Kurvenfahrdrehmoments Tsa zu dem in dem oben beschriebenen Prozess P11 berechneten Kurvenfahrdrehmoment Ts erhalten wird, als das Kurvenfahrdrehmoment Ts aus.
Wie oben beschrieben, erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A der Ausführungsform das Lenkdrehmoment Td des vom Fahrer betätigten Lenkrads 13 und erhöht das Kurvenfahrdrehmoment Ts zum Einschlagen der Reifen 11 in dem Fall, in dem das Lenkdrehmoment Td gleich oder größer als der Schwellenwert im nichtlinearen Bereich ist. Mit dieser Konfiguration kann beispielsweise, wie im zweiten Diagramm von oben in 11 gezeigt, ein Anstieg des Lenkdrehmoments Td im nichtlinearen Bereich nach dem Zeitpunkt t1 erkannt werden, und die Absicht des Fahrers, den Einschlagwinkel β zu vergrößern, kann in der Steuerung des Fahrzeugs 10A wiedergegeben werden.
Darüber hinaus verringert die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A der Ausführungsform, wie beispielsweise im zweiten Diagramm von oben in 11 gezeigt, das Drehmoment Tr als Reaktionskraft in dem Fall, in dem das Lenkdrehmoment Td gleich oder größer als der Schwellenwert ist, für eine bestimmte Zeitspanne im nichtlinearen Bereich nach dem Zeitpunkt t1 anhält. Mit dieser Konfiguration kann die Absicht des Fahrers, den Einschlagwinkel β des Lenkrads 13 zu vergrößern, in der Steuerung des Fahrzeugs 10A wiedergegeben werden.
Außerdem erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A der Ausführungsform den Lenkwinkel α des vom Fahrer betätigten Lenkrads 13 und den Einschlagwinkel β der Reifen 11. Dann berechnet die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A das Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tsb auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Lenkwinkel α und dem Einschlagwinkel β . Ferner berechnet die Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A in dem Fall, in dem das Kurvenfahrdrehmoment Ts gleich oder größer als der Schwellenwert im nichtlinearen Bereich ist, ein zusätzliches Kurvenfahrdrehmoment Tda, das der Größe des Lenkdrehmoments Td entspricht, und gibt einen Wert, der durch Addition des zusätzlichen Kurvenfahrdrehmoments Tda zu einem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment Tdb erhalten wird, als das Kurvenfahrdrehmoment Ts aus.
Mit dieser Konfiguration kann das Kurvenfahrdrehmoment Ts zum Einschlagen der Reifen 11 erhöht werden, und wie im unteren Diagramm von 11 gezeigt, kann der durch die durchgezogene Linie L14 dargestellte Einschlagwinkel β im nichtlinearen Bereich nach dem Zeitpunkt t1 erhöht werden. Somit kann die Absicht des Fahrers, den Einschlagwinkel β des Lenkrads 13 zu vergrößern, bei der Steuerung des Fahrzeugs 10A wiedergegeben werden.
Wie oben beschrieben, kann mit der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100A der Ausführungsform nicht nur eine ähnliche Wirkung wie mit der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform erzielt werden, sondern es kann auch die Operation des Fahrers bei der Steuerung des Fahrzeugs 10A berücksichtigt werden, indem der Operation des Fahrers Vorrang eingeräumt wird.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform einer Lenkungssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung von 1 bis 5 und unter Bezugnahme auf 12 bis 15 beschrieben. In der Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform unterscheidet sich die in 12 dargestellte Konfiguration einer Reaktionskraftberechnungsfunktion 160A von der Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Da die anderen Konfigurationen der Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform denen der Lenkungssteuerungsvorrichtung 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich sind, werden die ähnlichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Wie in 12 dargestellt, wird in der Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform der vom Lenkwinkelsensor 14 erfasste Lenkwinkel α des Lenkrads 13 zusätzlich zum nichtlinearen Ausmaß Dn in die Zusatzreaktionskraftberechnungsfunktion 162 der Reaktionskraftberechnungsfunktion 160A eingegeben.
13 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der in 12 gezeigten Reaktionskraftberechnungsfunktion 160A. Die Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform führt den in 13 gezeigten Verarbeitungsablauf wiederholt in einer vorgegebenen Periode aus. Die Reaktionskraftberechnungsfunktion 160A ermöglicht es zunächst der Zusatzreaktionskraftberechnungsfunktion 162, einen Prozess P21 zur Berechnung des zusätzlichen Drehmoments Tra als zusätzliche Reaktionskraft auszuführen, ähnlich wie bei der Reaktionskraftberechnungsfunktion 160 der ersten Ausführungsform.
Anschließend führt die Reaktionskraftberechnungsfunktion 160A einen Prozess P22 zur Berechnung einer Lenkwinkelgeschwindigkeit aus. In dem Prozess P22 berechnet die Zusatzreaktionskraftberechnungsfunktion 162 beispielsweise eine Lenkwinkelgeschwindigkeit, die ein Zeitdifferenzialwert des Lenkwinkels α ist, und fährt mit dem nächsten Bestimmungsprozess P23 fort. In dem Bestimmungsprozess P23 bestimmt die Zusatzreaktionskraftberechnungsfunktion 162, ob die im vorherigen Prozess P22 berechnete Lenkwinkelgeschwindigkeit gleich oder größer als ein Schwellenwert ist oder nicht.
Wenn im Bestimmungsprozess P23 festgestellt wird, dass die Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht gleich oder größer als der Schwellenwert ist (NEIN), gibt die Zusatzreaktionskraftberechnungsfunktion 162 das im Prozess P21 berechnete zusätzliche Drehmoment Tra aus und beendet den in 13 dargestellten Verarbeitungsablauf. Wenn andererseits im Bestimmungsprozess P23 festgestellt wird, dass die Lenkwinkelgeschwindigkeit gleich oder größer als der Schwellenwert ist (JA), führt die Zusatzreaktionskraftberechnungsfunktion 162 den nächsten Prozess P24 aus.
Im Prozess P24 verringert die Zusatzreaktionskraftberechnungsfunktion 162 das zusätzliche Drehmoment Tra als die im Prozess P21 berechnete zusätzliche Reaktionskraft auf der Basis der Größe der Lenkwinkelgeschwindigkeit. Dabei ist der Prozess P24 zum Verringern des zusätzlichen Drehmoments Tra beispielsweise ein Prozess zum Subtrahieren eines Wertes, der sich aus der Multiplikation der im Prozess P22 berechneten Lenkwinkelgeschwindigkeit mit der Verstärkung aus dem zusätzlichen Drehmoment Tra ergibt. Damit ist der in 13 dargestellte Verarbeitungsablauf beendet.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Lenkungssteuerungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
14 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Fahrzeug 10, das mit der Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform ausgestattet ist, auf einer Straße mit mehreren Fahrspuren unterwegs ist. 15 zeigt Diagramme zur Erläuterung des Betriebs der Lenkungssteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform. Im oberen Diagramm von 15 stellt die horizontale Achse die Zeit [s] und die vertikale Achse den Lenkwinkel α [Grad] des Lenkrads 13 dar. Im unteren Diagramm von 15 stellt die horizontale Achse die Zeit t [s] und die vertikale Achse das Drehmoment Tr [Nm] als Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer dar.
Wie in 14 dargestellt, wird angenommen, dass von der linken Spur neben der mittleren Spur, auf der das Fahrzeug 10 fährt, ein anderes Fahrzeug 20 vor dem Fahrzeug 10 auf die mittlere Spur einfährt. In diesem Fall ist es denkbar, dass der Fahrer des Fahrzeugs 10 durch plötzliche Betätigung des Lenkrads 13 eine Notausweichbewegung durchführt, um eine Kollision mit dem Fahrzeug 20 zu vermeiden.
Bei einer solchen plötzlichen Betätigung des Lenkrads 13 zum Zeitpunkt der Notausweichbewegung wird der Lenkwinkel α des vom Fahrer betätigten Lenkrads 13 in einigen Fällen im Verhältnis zu dem für die Notausweichbewegung erforderlichen Lenkwinkel übermäßig groß. Wenn der Lenkwinkel α übermäßig groß wird, besteht die Gefahr, dass der Einschlagwinkel β der Reifen 11 übermäßig groß wird, die Querkraft der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 während der Hochgeschwindigkeitsfahrt gesättigt ist, die Kurvenfahrkraftkennlinie vom linearen Bereich in den nichtlinearen Bereich übergeht und die Fahrt des Fahrzeugs 10 instabil wird.
Andererseits erfasst die Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform die Lenkwinkelgeschwindigkeit des vom Fahrer betätigten Lenkrads 13, wie in den Prozessen P21 bis P22 von 13 gezeigt. Ferner begrenzt die Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform, wie in dem Bestimmungsprozess P23 bis zum Prozess P24 von 13 gezeigt, in dem Fall, in dem die Lenkwinkelgeschwindigkeit einen vorgeschriebenen Schwellenwert überschreitet, die Anstiegsrate der Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer des Fahrzeugs 10 auf einen vorgeschriebenen oberen Grenzwert.
Es wird beispielsweise angenommen, dass sich die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 in dem in 14 schräg schraffiert dargestellten Bereich R vom linearen in den nichtlinearen Bereich verlagert hat. Wie beispielsweise in 15 gezeigt, erhöht die Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform dann das Drehmoment Tr als Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer, bis die Lenkwinkelgeschwindigkeit den vorgeschriebenen Schwellenwert zum Zeitpunkt t1 überschreitet. Dementsprechend kann der Fahrer durch die Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 spüren, dass sich die Kurvenfahrkraftkennlinie der Reifen 11 des Fahrzeugs 10 vom linearen Bereich in den nichtlinearen Bereich verschoben hat.
Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt t1 den vorgeschriebenen Schwellenwert überschreitet, begrenzt die Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform, wie beispielsweise in 15 gezeigt, die Steigerungsrate der Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer des Fahrzeugs 10 auf den vorgeschriebenen oberen Grenzwert. Dementsprechend wird verhindert, dass das Drehmoment Tr als Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer schnell ansteigt und dass der Lenkwinkel α des Lenkrads 13 schnell abnimmt.
Daher wird das Drehmoment Tr als Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer daran gehindert, den schnellen Anstieg und Abfall zu wiederholen, die Angst des Fahrers zum Zeitpunkt der Notfallvermeidung wird beseitigt, und die Betätigung des Lenkrads 13 kann leichter durchgeführt werden. Somit ist es gemäß der Lenkungssteuerungsvorrichtung der Ausführungsform möglich, eine angemessene Reaktionskraft durch den Fahrer über das Lenkrad 13 zu übertragen und die Stabilität des Fahrzeugs 10 zu verbessern.
Obwohl die Ausführungsformen der Lenkungssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung oben im Detail anhand der Zeichnungen beschrieben wurden, ist die konkrete Konfiguration nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, und selbst wenn es Konstruktionsänderungen oder Ähnliches innerhalb des Anwendungsbereichs gibt, die nicht vom Kern der vorliegenden Offenbarung abweichen, sind sie in der vorliegenden Offenbarung enthalten.
Die Lenkungssteuerungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel bei einem Fahrzeug mit einer herkömmlichen elektrischen Servolenkung eingesetzt werden. In diesem Fall wird die Beziehung zwischen der Leistung des Hilfsmotors und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs ähnlich wie bei der oben beschriebenen Lernfunktion erlernt, und das nichtlineare Ausmaß wird auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Referenzdrehmoment und dem Kurvenfahrdrehmoment berechnet. In dem Fall, in dem festgestellt wird, dass sich die Reifen des Fahrzeugs auf der Grundlage des nichtlinearen Ausmaßes im linearen Bereich befinden, wird der Unterstützungsbetrag auf die gleiche Weise wie zuvor gegeben. Außerdem wird in dem Fall, in dem festgestellt wird, dass sich die Reifen des Fahrzeugs im nichtlinearen Bereich befinden, das Ausgangsdrehmoment des Hilfsmotors verringert, und der Betrag der Unterstützung durch den Motor wird verringert, so dass die Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer erhöht werden kann. Dementsprechend ist es möglich, die Stabilität des Fahrzeugs während der Fahrt zu verbessern.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
11: Reifen
13: Lenkrad
15: Kurvenfahrmechanismus
16: Reaktionskraftstellglied
100: Lenkungssteuerungsvorrichtung
100A: Lenkungssteuerungsvorrichtung
As: Querbeschleunigung
Td: Lenkdrehmoment
Tr: Drehmoment (Reaktionskraft)
Tra: Zusätzliches Drehmoment (zusätzliche Reaktionskraft)
Trb: Referenzdrehmoment (Referenzreaktionskraft)
Ts: Kurvenfahrdrehmoment
Tsa: zusätzliches Kurvenfahrdrehmoment
Tsb: Referenz-Kurvenfahrdrehmoment
V: Geschwindigkeit
α: Lenkungswinkel
β: Einschlagwinkel
ΔAs: erhöhter Betrag der Querbeschleunigung
ΔTs: erhöhter Betrag des Kurvenfahrdrehmoments
ΔTs/ΔAs: Änderungsrate

Claims

Lenkungssteuerungsvorrichtung zum Steuern eines Reaktionskraftstellglieds, das eine Reaktionskraft gegen eine Betätigung eines Fahrers an einem Lenkrad eines Fahrzeugs erzeugt, wobei die Reaktionskraft in einem nichtlinearen Bereich, in dem eine Kurvenfahrkraftkennlinie, die die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Querkraft der Reifen des Fahrzeugs ist, nichtlinear wird, stärker erhöht wird als in einem linearen Bereich, in dem die Kurvenfahrkraftkennlinie linear wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lenkwinkel des vom Fahrer betätigten Lenkrads erfasst wird, und wobei die Reaktionskraft entsprechend einer Vergrößerung des Lenkwinkels in dem nichtlinearen Bereich erhöht wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und das Kurvenfahrdrehmoment für das Einschlagen der Reifen erfasst werden, wobei die Änderungsrate zwischen dem erhöhten Betrag der Querbeschleunigung und dem erhöhten Betrag des Kurvenfahrdrehmoments in einem Bereich berechnet wird, in dem die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung und dem Kurvenfahrdrehmoment linear wird, und wobei das nichtlineare Ausmaß der Kurvenfahrkraftkennlinie auf der Grundlage der Differenz zwischen einem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment, das durch Multiplikation der Änderungsrate mit der Querbeschleunigung erhalten wird, und dem Kurvenfahrdrehmoment berechnet wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird, um eine Referenzreaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer auf der Grundlage der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels zu berechnen, wobei eine zusätzliche Reaktionskraft gegen die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer auf der Grundlage des Nichtlinearitätsausmaßes berechnet wird, und wobei die Reaktionskraft durch Addition der Referenzreaktionskraft und der zusätzlichen Reaktionskraft berechnet wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird, und wobei in dem Fall, in dem die Querbeschleunigung gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, die Geschwindigkeit gleich oder größer als ein Schwellenwert ist und die Kurvenfahrkraftkennlinie im linearen Bereich liegt, die Änderungsrate gelernt wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Änderungsrate durch ein sequentielles Verfahren der kleinsten Quadrate berechnet wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und das Kurvenfahrdrehmoment für das Einschlagen der Reifen erfasst werden, wobei die Änderungsrate zwischen dem erhöhten Betrag der Querbeschleunigung und dem erhöhten Betrag des Kurvenfahrdrehmoments in einem Bereich berechnet wird, in dem die Beziehung zwischen der Querbeschleunigung und dem Kurvenfahrdrehmoment linear wird, und wobei in dem Fall, in dem die Differenz zwischen dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment, das durch Multiplikation der Änderungsrate mit der Querbeschleunigung erhalten wird, und dem Kurvenfahrdrehmoment gleich oder kleiner als ein Schwellenwert ist, bestimmt wird, dass sie im linearen Bereich liegt, und in dem Fall, in dem die Differenz den Schwellenwert überschreitet, bestimmt wird, dass sie im nichtlinearen Bereich liegt.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und das Kurvenfahrdrehmoment zum Einschlagen der Reifen erfasst werden, und wobei in dem Fall, in dem die Querbeschleunigung zunimmt und das Kurvenfahrdrehmoment von einer Zunahme zu einer Abnahme wechselt, eine Verschiebung von dem linearen Bereich zu dem nichtlinearen Bereich erfasst wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lenkdrehmoment des vom Fahrer betätigten Lenkrads erfasst wird, und wobei in dem Fall, in dem das Lenkdrehmoment gleich oder größer als ein Schwellenwert in dem nichtlinearen Bereich ist, das Kurvenfahrdrehmoment zum Einschlagen der Reifen erhöht wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei in dem Fall, dass das Lenkdrehmoment gleich oder größer als der Schwellenwert im nichtlinearen Bereich für eine bestimmte Zeitspanne anhält, die Reaktionskraft verringert wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Lenkwinkel des vom Fahrer betätigten Lenkrads und der Einschlagwinkel der Reifen erfasst werden, wobei ein Referenz-Kurvenfahrdrehmoment auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Lenkwinkel und dem Einschlagwinkel berechnet wird, und wobei in dem Fall, in dem das Lenkdrehmoment gleich oder größer als der Schwellenwert in dem nichtlinearen Bereich ist, ein zusätzliches Kurvenfahrdrehmoment, das der Größe des Lenkdrehmoments entspricht, berechnet wird, und ein Wert, der durch Addieren des zusätzlichen Kurvenfahrdrehmoments zu dem Referenz-Kurvenfahrdrehmoment erhalten wird, als das Kurvenfahrdrehmoment ausgegeben wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lenkwinkelgeschwindigkeit des vom Fahrer betätigten Lenkrads erfasst wird, und wobei für den Fall, dass die Lenkwinkelgeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, die Anstiegsgeschwindigkeit der Reaktionskraft auf einen vorgegebenen oberen Grenzwert begrenzt wird.
Lenkungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in dem Fall, dass das Lenkrad und ein Kurvenfahrmechanismus zum Einschlagen der Reifen nicht mechanisch miteinander verbunden sind, die Reaktionskraft erzeugt wird.