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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkungssteuerungsvorrichtung
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus
der
DE 195 46 943
C1 ist eine Lenkungssteuervorrichtung dieser Gattung bekannt,
welche ein Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Stellweg eines Lenkrads und dem Stellweg der lenkbaren Vorderräder in Abhängigkeit
von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit sowie von weiteren Fahrparametern
anhand eines Kennfeldes verändert.
Diese weiteren Fahrparameter werden darin bezeichnet als Lenkwinkel,
Beladungszustand, Beschleunigungs-/Verzögerungszustand in Kurvenfahrt
sowie äußere Einflüsse wie
Seitenwind etc.
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Insbesondere
ist in der
DE 195
46 943 C1 angegeben, dass innerhalb eines weiten Stellwinkelbereichs
das Übersetzungsverhältnis konstant
gehalten wird. D. h., dass das Übersetzungsverhältnis geändert wird
in Abhängigkeit
davon, innerhalb welches Lenkwinkelbereichs sich der aktuelle Lenkwinkel
gerade befindet.
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Die
bekannte Vorrichtung macht jedoch keine Unterschiede innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs zwischen einem Einlenkungs- oder Auslenkungsvorgang.
D. h., unabhängig
davon, ob das Fahrzeug eingelenkt oder ausgelenkt wird, wird das Übersetzungsverhältnis in
Abhängigkeit
des aktuellen Lenkwinkels immer auf denselben Wert gemäß dem aktuell
geltenden Lenkwinkelbereich verändert.
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Als
weiterer Stand der Technik sei noch die
DE 41 34 390 C2 genannt,
in der offenbart wird, dass ein Kompensationswert für den Einlenk-
und Auslenkvorgang nur dann unterschiedlich geändert wird, falls der Wert
der Winkeleinschlagsgeschwindigkeit des Lenkrads gleich oder größer als
ein Bezugswert ist. Das heißt,
der Kompensationswert wird nicht grundsätzlich unterschiedlich für den Einlenk-
und Auslenkvorgang geändert,
sondern nur unter bestimmten Bedingungen. Darüber hinaus wird als eine weitere
Bedingung für
die unterschiedliche Änderung des
Kompensationswerts ein Gegenlenkmanöver des Fahrzeugfahrers genannt.
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Angesichts
dieses Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen,
die das Übersetzungsverhältnis für den Lenkvorgang
während
einer Kurvenfahrt mit Beschleunigung oder Verlangsamung geeignet
einstellen kann.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch eine Lenkungssteuerungsvorrichtung mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung für
ein Fahrzeug gemäß der Erfindung
ist eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die einen Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus zur
Veränderung
eines Übersetzungsverhältnisses eines
Lenkwinkels eines Lenkrades in Bezug auf einen Schwenkwinkel eines
Fahrzeugrades aufweist, wobei die Lenkungssteuerungsvorrichtung
für das Fahrzeug
des weiteren folgende Bauteile aufweist: eine Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Zustandsbeurteilungsvorrichtung
zur Beurteilung, ob sich ein Fahrzeug in einem beschleunigten oder
verlangsamten Zustand befindet; eine Lenkungszustandsbeurteilungsvorrichtung
zur Beurteilung eines Lenkungszustandes auf der Basis des Lenkwinkels
des Lenkrades; eine Basisübersetzungsverhältnisbestimmungsvorrichtung
zur Bestimmung eines Basisübersetzungsverhältnisses
in Abhängigkeit
von einem Betriebszustand des Fahrzeugs; eine Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung,
um dann, wenn die Beschleunigungs-/Verlangsamungszustandsbeurteilungsvorrichtung
feststellt, dass das Fahrzeug beschleunigt oder verlangsamt wird,
einen Kompensationsbetrag für
das Basisübersetzungsverhältnis zu
bestimmen, auf der Basis des Ergebnisses der Beurteilung der Lenkungszustandsbeurteilungsvorrichtung;
und eine Übersetzungsverhältniseinstellungsvorrichtung
zur Einstellung eines Übersetzungsverhältnisses
des Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus
auf der Basis von Werten, die von der Basisübersetzungsverhältnisbestimmungsvorrichtung
und der Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung bestimmt wurden.
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Die
Beschleunigungs-/Verlangsamungszustandsbeurteilungsvorrichtung
beurteilt dabei, ob das Fahrzeug beschleunigt oder verlangsamt wird,
und die Lenkungszustandsbeurteilungsvorrichtung beurteilt, ob ein
Lenkvorgang ein Einlenkvorgang oder ein Auslenk- bzw. Rücklenkvorgang ist. Die Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung
bestimmt den Kompensationsbetrag für das Basisübersetzungsverhältnis in
Anbetracht des Beschleunigungs-/Verlangsamungszustandes des Fahrzeugs und
des auf diese Weise bestimmten Lenkzustandes unterschiedlich.
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Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung für
ein Fahrzeug ist eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß den obigen
Ausführungen, wobei
die Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung den Kompensationsbetrag
bestimmt, um das Basisübersetzungsverhältnis zu
verringern, wenn der Lenkzustand während der Beschleunigung/Verlangsamung
ein Einlenkvorgang ist, oder um das Basisübersetzungsverhältnis zu
vergrößern, wenn
der Lenkvorgang während
der Beschleunigung/Verlangsamung ein Rücklenkvorgang ist.
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Indem
der Kompensationsbetrag auf diese Art und Weise bestimmt wird, wird
das Basisübersetzungsverhältnis kompensiert,
damit die Lenkung im Falle des Einlenkens während einer Beschleunigung/Verlangsamung
schneller ist (oder um einen Schwenkbetrag hinsichtlich des Lenkungsbetrages größer zu machen),
was dazu dient, den Lenkbetrag des Lenkrades während dem Einlenkvorgang zu
reduzieren. Im Falle des Zurücklenkens
während
einer Beschleunigung/Verlangsamung wird das Basisübersetzungsverhältnis so
kompensiert, dass die Lenkung langsamer ist (oder so, dass ein Schwenkbetrag
hinsichtlich des Lenkungsbetrages kleiner ist), was dazu dient,
einen Schwenkwinkel der Räder
hinsichtlich eines gleichen Lenkungswinkels mehr in Richtung neutraler
Stellung (gerade Fahrposition) zu bringen. Dies vermindert den Lenkungsbetrag
des Lenkrades während
des Zurücklenkens.
Dementsprechend erlaubt diese Bestimmung des Kompensationsbetrages
durch die Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung das Durchfahren
einer Kurve mit einem geringeren Lenkungsbetrag des Lenkrades.
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Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung für
ein Fahrzeug ist eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß den obigen
Ausführungen, die
des weiteren eine Langsam-Änderungsvorrichtung
zum langsamen Ändern
des Übersetzungsverhältnisses,
das durch die Übersetzungsverhältniseinstellungsvorrichtung
eingestellt wird, aufweist, mit einem Zeitablauf am Beginn der Kompensation
und am Ende der Kompensation hinsichtlich des Basisübersetzungsverhältnisses.
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Zu
Beginn der Kompensation und am Ende der Kompensation kann das Übersetzungsverhältnis, das
durch die Übersetzungsverhältniseinstellungsvorrichtung
eingestellt wurde, plötzlich
aufgrund eines Einflusses des Kompensationsbetrages verändert werden.
Ein Eingreifen der Langsam-Änderungsvorrichtung
kann eine plötzliche Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
unterdrücken.
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Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung für
ein Fahrzeug ist eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß den obigen
Ausführungen, wobei
die Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung den Kompensationsbetrag
in Abhängigkeit eines
jeden der Lenkungszustände
beim Einlenken während
einer Beschleunigung, beim Zurücklenken während einer
Beschleunigung, beim Einlenken während
einer Verlangsamung und beim Zurücklenken während einer
Verlangsamung bestimmt.
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Wenn
der Kompensationsbetrag gemäß einem
jeden Lenkungszustand auf diese Art und Weise bestimmt wird, kann
das Übersetzungsverhältnis so eingestellt
werden, dass es für
jeden Lenkungszustand während
der Beschleunigung/Verlangsamung geeignet ist.
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Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung für
ein Fahrzeug ist eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß den obigen
Ausführungen, wobei
die Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung eine Verhinderungsvorrichtung
aufweist, um eine Änderung
des Kompensationsbetrages zu unterbinden, wenn ein Änderungsbetrag
des Lenkungswinkels kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist.
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Das
Vorsehen dieser Verhinderungsvorrichtung erlaubt es, dass der konstante
Kurvenfahrzustand ohne eine zu feinfühlige Reaktion auf minimale Lenkvorgänge während der
Kurvenfahrt stabil aufrecht erhalten wird.
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Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung für
ein Fahrzeug ist eine Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß den obigen
Ausführungen, die
des Weiteren eine Grenzwerteinstellungsvorrichtung zur Einstellung
des Grenzwertes der Verhinderungsvorrichtung gemäß einem Fahrzustand des Fahrzeuges
aufweist.
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Der
Grenzwert in der Verhinderungsvorrichtung ist ein Grenzwert zur
Beurteilung, ob sich das Lenkrad in einem Haltezustand befindet.
Andererseits verändert
sich das Übersetzungsverhältnis, das das
Verhältnis
zwischen dem Lenkwinkel des Lenkrades und dem Schwenkwinkel der
Räder darstellt,
in Abhängigkeit
von dem Fahrzustand des Fahrzeuges. Wenn der Grenzwert in dieser
Verhinderungsvorrichtung so in Abhängigkeit von dem Fahrzustand
des Fahrzeuges eingestellt wird, kann die Beurteilung, ob sich die
Lenkung in dem Haltezustand befindet, d. h., ob der Kompensationsbetrag
verändert
werden sollte, genauer durchgeführt
werden.
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Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung für
ein Fahrzeug ist die Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß den obigen
Ausführungen,
wobei die Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung ferner eine
Einstellvorrichtung zur Änderung
des Kompensationsbetrages in Abhängigkeit
der Größer einer
Beschleunigung oder einer Verlangsamung aufweist.
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Das
Vorsehen dieser Einstellvorrichtung kann eine solche Einstellung
verwirklichen, mit der die Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
umgehender erfolgt, oder, umgekehrt, um eine plötzliche Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
bei einer Zunahme der Beschleunigung/Verlangsamung des Fahrzeuges
zu unterdrücken.
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Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung für
ein Fahrzeug ist die Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß den obigen
Ausführungen,
wobei die Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung des Weiteren
eine Einstellungsvorrichtung zur Änderung des Kompensationsbetrages
in Abhängigkeit
von der Größe einer
Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist.
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Das
Vorsehen dieser Einstellungsvorrichtung kann verhindern, dass das Übersetzungsverhältnis beispielsweise
im hohen Geschwindigkeitsbereich zu stark verändert wird.
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Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung für
ein Fahrzeug ist die Lenkungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß den obigen
Ausführungen,
wobei die Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung des Weiteren
eine Einstellungsvorrichtung zur Änderung des Kompensationsbetrages
in Abhängigkeit
von der Größe einer
Lenkgeschwindigkeit aufweist.
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Ein
Zustand mit einer hohen Lenkgeschwindigkeit ist eine Situation,
in der der Fahrer wünscht, einen
Kurvenzustand des Fahrzeuges schnell zu ändern. Wenn die Einstellungsvorrichtung
den Kompensationsbetrag so einstellt, dass er beispielsweise mit
der Zunahme der Lenkgeschwindigkeit erhöht wird, kann der Lenkbetrag
des Lenkrades während der
schnellen Lenkung reduziert werden und das Übersetzungsverhältnis kann
so eingestellt werden, dass es die Absicht des Fahrers, die Lenkung
der Räder
schneller durchzuführen,
berücksichtigt.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehenden detaillierten
Beschreibung und den dazugehörigen
Zeichnungen, die lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung und
nicht zur Einschränkung
der Erfindung dienen sollen, offensichtlicher.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockschaubild des Gesamtaufbaus der Lenkungsvorrichtung.
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2 ist
ein Graph, der das Verhältnis
zwischen dem Sensorausgang des Eingangswinkelsensors und dem Lenkwinkel
des Lenkrades zeigt.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Hauptroutine zeigt, die in der Lenkungssteuerungsvorrichtung
ausgeführt
wird.
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4 ist
ein Graph, der das Verhältnis
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Basisübersetzungsverhältnis Gbase
genauer beschreibt.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Einstellprozess des Kompensationsbetrages α zeigt.
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6 ist
eine Tabelle, die die Kompensationsbeträge für die jeweiligen Lenkungszustände zeigt.
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7 ist
eine Tabelle, die die Kompensationsbeträge α gemäß den jeweiligen Lenkungszuständen während einer
Beschleunigung/Verlangsamung zeigt.
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8 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Ausführungsbeispiel zur Einstellung
eines Kompensationsbetrages α zeigt.
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9 ist
ein Graph, der das Verhältnis
zwischen einer Beschleunigung/Verlangsamung des Fahrzeuges und einem
Kompensationskoeffizienten β genauer
beschreibt.
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10 ist
ein Graph, der das Verhältnis
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Kompensationskoeffizienten β näher beschreibt.
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11 ist
ein Graph, der das Verhältnis
zwischen der Lenkgeschwindigkeit |dθh/dt| und dem Kompensationskoeffizienten β näher beschreibt.
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12 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Ausführungsbeispiel zur Einstellung
des Übersetzungsverhältnisses
G zeigt.
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13 ist
ein Graph, der den Übergang
des Übersetzungsverhältnisses
G gegenüber
einer Änderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit mit und ohne den Langsam-Änderungsprozess im Falle des
Beispiels des Einlenkvorgangs während
einer Beschleunigung zeigt.
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14 ist
ein Graph, der den Übergang
des Übersetzungsverhältnisses
G gegenüber
einer Änderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit mit und ohne den Langsam-Änderungsprozess in dem Fall
des Zurücklenkvorgangs
während
einer Verlangsamung zeigt.
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15 ist
ein Graph, der das Verhältnis
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Grenzwert θh näher beschreibt.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 zeigt
den Aufbau der Lenkungsvorrichtung 100 gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
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Eine
Eingangswelle 20 ist durch einen Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus 30 mit
einer Ausgangswelle 40 verbunden und eine Lenkungshandhabung,
hier ein Lenkrad 10, ist mit der Eingangswelle 20 verbunden.
Die Ausgangswelle 40 ist durch ein Getriebe 50 der
Zahnstangengetriebebauart mit einer Zahnstangenwelle 51 verbunden,
und Räder
FW1, FW2 sind mit den beiden Enden der Zahnstangenwelle 51 verbunden.
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Die
Eingangswelle 20 ist zur Erfassung einer Lenkposition des
Lenkrades 10 mit einem Eingangswinkelsensor 21 ausgerüstet, und
die Ausgangswelle 40 ist zur Erfassung einer Drehposition
der Ausgangswelle 40 mit einem Ausgangswinkelsensor 41 ausgestattet.
Dieser Drehwinkel der Ausgangswelle 40 entspricht einer
Hubposition der Zahnstangenwelle 51 und die Hubposition
der Zahnstangenwelle 51 entspricht einem Schwenkwinkel
der Räder
FW1, FW2. Auf diese Weise wird der Schwenkwinkel der Räder FW1,
FW2 durch Erfassung des Drehwinkels der Ausgangswelle 40 durch
den Ausgangswinkelsensor 41 erfasst.
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Das
Verhältnis
zwischen dem Sensorausgang des Eingangswinkelsensors 21 zur
Anzeige des Eingangswinkels θh und
dem tatsächlichen Lenkwinkel
des Lenkrades 10 ist beispielsweise in 2 veranschaulicht.
Deshalb ist der Sensorausgang in der neutralen Position des Lenkwinkels
0 und der Sensorausgang nimmt mit einer Erhöhung des Lenkwinkels von der
neutralen Position des Lenkwinkels nach rechts zu und der Sensorausgang
nimmt mit der Zunahme des Lenkwinkels nach links auf der negativen
Seite zu.
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Der Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus 30 ist
mit einem Getriebe zur Verbindung der Eingangswelle 20 mit
der Ausgangswelle 40 versehen und weist eine derartige
Konstruktion auf, dass das Übersetzungsverhältnis G
(G = Lenkwinkel/Schwenkwinkel) zwischen dem Lenkwinkel des Lenkrades 10 und
dem Schwenkwinkel der Räder
FW1, FW2 durch Betreiben dieses Getriebes durch eine Betätigungseinrichtung 31 verändert wird.
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Eine
Steuerung des Antriebs dieses Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus 30 wird
durch eine Lenkungssteuerungsvorrichtung 70 ausgeführt. Die
Lenkungssteuerungsvorrichtung 70 nimmt die Anlieferung
von Erfassungssignalen von dem Eingangswinkelsensor 21,
dem Ausgangswinkelsensor 41 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 60 auf
und stellt das Übersetzungsverhältnis auf
der Basis dieser Signale ein und führt die Steuerung des Antriebs
des Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus 30 in
Abhängigkeit
von dem so eingestellten Übersetzungsverhältnis aus.
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Nachfolgend
wird jeder der Prozesse, die in der Lenkungssteuerungsvorrichtung 70 ausgeführt werden,
beschrieben.
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Das
Ablaufdiagramm gemäß 3,
angezeigt durch Schritt 100 (jeder Schritt wird im nachfolgenden
mit ”S” be zeichnet),
stellt die Hauptroutine dar, die in der Lenkungssteuerungsvorrichtung 70 ausgeführt wird.
Der prinzipielle Prozess in dieser Hauptroutine liegt darin, zunächst das Übersetzungsverhältnis G
des Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus 30 auf
der Basis eines Basisübersetzungswertes
Gbase einzustellen, der in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Kompensationsbetrag α eingestellt
wurde, der wiederum in Abhängigkeit
von einem Lenkungszustand und einem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Fahrzeuges eingestellt wurde. Anschließend wird auf der Basis des
somit eingestellten Übersetzungsverhältnisses
G die Steuerung des Antriebs der Betätigungseinrichtung 31 in
Abhängigkeit
von einem Eingangswinkel θh
des Lenkrades 10 ausgeführt.
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Dieser
Prozess wird gemäß dem Ablaufdiagramm
in 3 beschrieben.
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Das
Ablaufdiagramm, das mit S100 bezeichnet wird, wird durch eine Betätigung des
Zündschalters
gestartet. Nach dem Start von S100 geht der Ablauf zunächst zu
S102, um jeden Wert der Werte des von dem Eingangswinkelsensor 21 erfassten
Eingangswinkels θh,
des von dem Ausgangswinkelsensor 41 erfassten Ausgangswinkel θp und der
durch den Geschwindigkeitssensor 60 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit
V einzulesen.
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Danach
wird in S104 beurteilt, ob der Wert |V – Vold| größer als ein voreingestellter
Grenzwert Vth ist, auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit V,
die in S102 erhalten wurde, und auf der Basis einer anderen Fahrzeuggeschwindigkeit
Vold, die in einer vorhergehenden Routine gespeichert wurde. Wenn die
Beurteilung in S104 ”NEIN” lautet,
schreitet der Ablauf zu S106, um den Kompensationsbetrag α = 0 einzustellen,
unter der Annahme, dass sich das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit
bewegt. Wenn im Gegensatz dazu in S104 die Beurteilung ”JA” lautet,
bewegt sich der Ablauf zum Einstellungsprozess des Kompensationsbetrages α, der durch
S200 angezeigt wird, indem eine Beurteilung des Beschleunigungs-/Verzögerungszustandes
des Fahrzeugs erfolgt, also ob das Fahrzeug beschleunigt oder verlangsamt
wird. Dieser Einstellungsprozess des Kompensationsbetrages α wird im
nachfolgenden detailliert beschrieben.
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Nach
dem Durchlaufen der Schritte S106 oder S102 geht der Ablauf zu S108,
um das Basisübersetzungsverhältnis Gbase
des Übersetzungsverhältnisänderungsmechanismus 30 einzustellen.
Genauer gesagt wird das Basisübersetzungsverhältnis Gbase
in Abhängigkeit
von der in S102 erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Basis
des Graphen, der das Verhältnis
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Basisübersetzungsverhältnis Gbase,
das in 4 gezeigt ist, eingestellt.
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Im
nächsten
Schritt S110 wird Gbase + α auf der
Basis des Übersetzungsverhältnisses
Gbase berechnet, das in S108 eingestellt wurde, und des Kompensationsbetrags α, der in
S106 oder in S200 eingestellt wurde, und das Berechnungsergebnis
wird als Übersetzungsverhältnis G
des Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus 30 eingestellt.
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Im
nächsten
Schritt S112 wird θpm
= (1/G)·θh auf der
Basis des so eingestellten Übersetzungsverhältnisses
G und dem Eingangswinkel θh, der
in S102 eingelesen wurde, berechnet, um einen Sollwert des Ausgangswinkels θpm einzustellen,
der einen Solldrehwinkel der Betätigungseinrichtung 31 darstellt.
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Im
nächsten
Schritt S114 wird eine Abweichung e zwischen dem Ausgangswinkelsollwert θpm, der
in S112 eingestellt wurde, und dem Ausgangswinkel θp, der in
S102 eingelesen wurde, gemäß der Formel
e = θpm – θp berechnet.
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Im
nächsten
Schritt S116 wird ein Steuerungssignal Is zur Steuerung der Betätigungseinrichtung 31 bestimmt,
so dass die Abweichung e ohne einen Überschuss zu 0 gemacht wird.
Ein Beispiel dieses Prozesses ist von einer solchen Art, dass das Steuerungssignal
Is in Abhängigkeit
von dem Operationsausdruck Is = C(s)·e durch geeignetes Einstellen der
Parameter einer PID-Regelung bestimmt werden kann. In dem Ausdruck
ist ”s” der Laplace-Operator.
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Im
nächsten
Schritt S118 wird das Steuerungssignal Is, das in S116 bestimmt
wurde, an die Betätigungseinrichtung 31 ausgegeben,
um die Betätigungseinrichtung 31 gemäß dem Steuerungssignal Is
anzutreiben.
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Im
nächsten
Schritt S120 werden die Werte des Eingangswinkels θh und der
Fahrzeuggeschwindigkeit V, die in der laufenden Routine erhalten
wurden, jeweils als θhold
und Vold gespeichert und der Wert des Kompensationsbetrags α für das Basisbesetzungsverhältnis Gbase,
der in S106 oder in S200 eingestellt wurde, wird als αold gespeichert.
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Danach
geht der Ablauf zu Schritt S122, um zu beurteilen, ob der Zündschalter
(IG) ausgeschaltet wurde. Bei der Antwort ”NEIN” kehrt der Ablauf zu S102
zurück,
um die vorstehend beschriebenen Prozesse in und nach S102 wiederholt
auszuführen,
bis in S122 die Beurteilung ”JA” erfolgt.
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Als
nächstes
wird der Einstellungsprozess des Kompensationsbetrages α der durch
S200 bezeichnet wird, gemeinsam mit dem Ablaufdiagramm gemäß 5 beschrieben.
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Der
Ablauf geht zuerst zu S202, um den Eingangswinkel θh, der in
S102 erhalten wurde, mit dem Eingangswinkel θhold, der in der vorherigen
Routine erhalten wurde, zu vergleichen und um zu beurteilen, ob
ein Wert |θh – θhold| größer als
ein vorbestimmter Grenzwert θth
ist.
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Wenn
die Beurteilung in S202 ”JA” lautet, geht
der Ablauf zu S204, um zu beurteilen, ob der Wert des Eingangswinkels θh, der in
S102 erhalten wurde, nicht kleiner als 0 ist. Unter Bezugnahme auf die
vorher beschriebene 2 bedeutet hier die Beurteilung ”JA” eine rechte
Lenkung zur Drehung des Lenkrades 10 nach rechts, während die
Beurteilung ”NEIN” hier eine
linke Drehung zum Drehen des Lenkrades 10 nach links bedeutet.
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Wenn
die Beurteilung in S204 ”JA” lautet,
d. h. in dem Fall der Lenkung nach rechts, geht der Ablauf zu Schritt 206,
um zu beurteilen, ob der Eingangswinkel θh > dem Eingangswinkel θhold. Wenn die Beurteilung
in S206 ”JA” lautet,
wird der Eingangswinkel θh
beim nach rechts Lenken weiter erhöht und dieser Lenkzustand stellt
einen Einlenkvorgang nach rechts dar. Deshalb geht der Ablauf zu Schritt 208,
um die Beurteilung ”Einlenkvorgang” durchzuführen. Wenn
die Beurteilung in S206 ”NEIN” lautet,
nimmt der Eingangswinkel θh
bei der Lenkung nach rechts ab und dieser Lenkzustand ist ein Auslenkvorgang
in die neutrale Position des Lenkwinkels. Auf diese Weise geht der
Ablauf zu S201, um die Beurteilung ”Auslenkvorgang” durchzuführen.
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Ähnliches
gilt, wenn die Beurteilung in S204 ”NEIN” lautet, d. h. im Falle der
Lenkung nach links, wo der Ablauf zu S212 geht, um zu beurteilen,
ob der Eingangswinkel θh < dem Eingangswinkel θhold ist. Mit
der Beurteilung „JA” geht der
Ablauf zu S208, um die Beurteilung „Einlenkvorgang” erfolgen
zu lassen, während
bei der Beurteilung „NEIN” der Ablauf
zu S210 geht, um die Beurteilung „Auslenkvorgang” erfolgen
zu lassen.
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Nachdem
die Beurteilung des Lenkungszustands entweder durch S208 oder S210
auf diesem Wege erfolgte, geht der Ablauf zu S300, um den Kompensationsbetrag α in Abhängigkeit
von dem so bestimmten Lenkungszustand einzustellen.
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In
S300 wird der Kompensationsbetrag α bspw. unter Bezugnahme auf
die Tabelle in 6 für den Fall des Einlenkvorgangs
auf –α0 (α0 ist
ein positiver Wert) eingestellt, wohingegen der Kompensationsbetrag α auf α0 für den Fall
des Auslenkungsvorganges eingestellt wird. Im Falle des Einlenkungsvorganges
während
der Beschleunigung/Verzögerung wird
das Basisübersetzungsverhältnis Gbases
auf diese Weise kompensiert, um schneller zu sein (oder um den Schwenkbetrag
bezüglich
des Lenkbetrages größer zu machen),
was den Lenkbetrag des Lenkrades während des Einlenkungsvorganges
verringern kann.
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Im
Falle des Auslenkvorganges während
der Beschleunigung wird das Basisübersetzungsverhältnis Gbase
kompensiert, um langsamer zu sein (oder um den Schwenkbetrag des
Lenkrades kleiner zu machen), was dazu dient, den Schwenkwinkel
der Räder
im Verhältnis
zum gleichen Lenkwinkel mehr in die neutrale Position zu bringen
(Geradeaus-Fahrposition), und dies kann den Lenkbetrag des Lenkrades während des
Auslenkvorganges verringern.
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Im
Falle des Auslenkvorganges während
der Verzögerung
wird das Basisübersetzungsverhältnis Gbase
kompensiert, um langsamer zu sein (oder, um den Schwenkbetrag hinsichtlich
des Lenkbetrages kleiner zu machen), was dazu dient, den Schwenkwinkel
der Räder
hinsichtlich des Lenkwinkels mehr in die neutrale Position zu richten
(Geradeaus-Fahrposition)
und was den Lenkbetrag des Lenkbetrages während des Auslenkvorganges
verringern kann. Ferner werden in diesem Fall die Handhabungseigenschaften
des Fahrzeugs verbessert, weil die Gradzahl der Seite-Zu-Seite-Schwenkung
der Räder (vom
Rechtsanschlag zum Linksanschlag) bei der Berührung mit der Straßenoberfläche um einen
vorgegebenen Drehbetrag des Lenkrads abnimmt.
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Ein
Fahrbetrieb ist oftmals so, dass das Lenkrad 10 bei einer
Verzögerung
des Fahrzeuges beim Einleiten einer Kurve verkürzt eingeschlagen wird, und
dass das Lenkrad 10 beim Beschleunigen des Fahrzeuges am
Ausgang der Kurve zurückgestellt
wird. Wenn der Kompensationsbetrag α in Abhängigkeit von dem Lenkungszustand
während
der Beschleunigung/Verzögerung
in der o. a. Art und Weise eingestellt wird, dient er dazu, den
Lenkbetrag des Lenkrades sowohl am Eingang der Kurve als auch am
Ausgang der Kurve zu verringern, was das Durchfahren der Kurve mit
einem geringeren Lenkbetrag des Lenkrades zulässt.
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Der
Prozess zur Einstellung des Kompensationsbetrages α in S300
wird in dieser Art und Weise ausgeführt, wenn die Beurteilung in
S202 „JA” lautet, d.
h. wenn der Einlenkvorgang oder der Auslenkvorgang stattfindet.
Wenn die Beurteilung in S202 „NEIN” lautet,
d. h. wenn sich der Lenkzustand in einem Haltezustand befindet,
geht der Ablauf zu Schritt S214, um den Wert des Kompensationsbetrages αold, der
in der vorherigen Routine eingestellt wurde, als Kompensationsbetrag α erneut einzustellen
und die Routine in Schritt S200 wird beendet. Dieses Verfahren verhindert
eine Änderung
des Kompensationsbetrags α,
wenn der Lenkzustand ein minimaler Lenkvorgang ist, der während der
Beschleunigung oder Verzögerung
als Haltezustand angesehen wird. Dies kann den konstanten Kurvenzustand
ohne zu feinfühliges
Reagieren auf minimale Lenkvorgänge während der
Kurvenfahrt aufrechterhalten.
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Als
nächstes
wird ein anderes Ausführungsbeispiel
des Prozesses beschrieben, der in S300 ausgeführt wird.
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In
S300 kann der Kompensationsbetrag α auf der Basis der Tabelle gemäß 7 eingestellt werden.
Genauer gesagt wird der Kompensationsbetrag α für den Fall des Einlenkvorgangs
während
einer Beschleunigung auf –α1 (α1 ist
ein positiver Wert) eingestellt, während der Kompensationsbetrag α für den Fall
des Auslenkvorganges während
einer Beschleunigung auf α2 (α2 ist ein positiver Wert) eingestellt wird.
Andererseits wird der Kompensationsbetrag α für den Fall des Einlenkungsvorganges
während
einer Verzögerung
auf –α3 (α3 ist
ein positiver Wert) eingestellt, während der Kompensationsbetrag α für den Fall
des Auslenkvorganges während
der Verzögerung
auf α4 (α4 ist ein positiver Wert) eingestellt wird.
Die individuellen Werte des Kompensationsbetrages α können in
Abhängigkeit
von den Lenkzuständen
während
der Beschleunigung/Verzögerung
wie vorstehend beschrieben eingestellt werden, wodurch das Übersetzungsverhältnis so
eingestellt werden kann, dass es für jeden Lenkzustand während einer
Beschleunigung/Verzögerung
geeignet ist. Bei dieser Gelegenheit kann bspw. für den Fall
des Beispiels einer Verzögerung
der Wert α3 beim dem Einlenkungsvorgang kleiner eingestellt
werden als α4 bei dem Auslenkvorgang. Diese Einstellung
kann das Phänomen
unterdrücken,
dass die Räder FW1,
FW2 beim Einlenkungsvorgang während
einer Verzögerung übersteuert
werden, um eine sog. Einfaltwirkung, bei der die Räder FW1,
FW2 mehr als erwartet eingeschwenkt werden, zu verhindern.
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S300
kann ferner so angepasst sein, dass der Kompensationsbetrag α durch Ausführen des Prozesses,
der in dem Ablaufdiagramm gemäß 8 dargestellt
ist, eingestellt wird.
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In
S310 wird der Kompensationsbetrag α zunächst auf der Basis von 6 oder
von 7, die vorstehend beschrieben wurden, eingestellt,
und im nachfolgenden Schritt S312 wird ein Kompensationskoeffizient β eingestellt.
Dieser Kompensationskoeffizient β ist
ein Koeffizient zur Einstellung des Kompensationsbetrags α, der in
S310 eingestellt wurde, und der Kompensationskoeffizient β wird bspw.
auf der Basis des in 9 dargestellten Graphen in Abhängigkeit
von einer Beschleunigung/Verzögerung des
Fahrzeuges eingestellt, was eine Änderungsrate der Fahrzeuggeschwindigkeit
W darstellt. Im nächsten
Schritt S314 wird anschließend α × β unter Verwendung
des Kompensationsbetrages α und
des Kompensationskoeffizientens β,
die in S310 und S312 eingestellt wurden, berechnet, und das berechnete
Ergebnis wird als Kompensationsbetrag α eingestellt.
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Dieses
Einstellen des Wertes eines Kompensationskoeffizienten β auf der
Basis des Graphen gemäß 9 bewirkt
eine solche Einstellung, dass die absoluten Werte des Kompensationsbetrags α bei großen Beschleunigungen/Verzögerungen
des Fahrzeuges so eingestellt werden, dass sie größer als diejenigen
bei kleinen Beschleunigungen/Verzögerungen sind.
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Dank
dieser Einstellung wird im Falle des Einlenkungsvorganges während einer
Beschleunigung/Verzögerung
das Übersetzungsverhältnis G
bei großen
Beschleunigungen/Verzögerung
für einen schnelleren
Vorgang eingestellt; im Falle des Auslenkvorganges während einer
Beschleunigung/Verzögerung
wird das Übersetzungsverhältnis G
kleiner als bei großen
Beschleunigungen/Verzögerungen eingestellt.
Dies kann den Lenkbetrag des Lenkrades im Falle des Einlenkungsvorganges
und des Auslenkvorganges während
der Beschleunigung/Verzögerung
verringern.
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Im
Gegensatz dazu kann der Kompensationskoeffizient β eingestellt
werden, um bei Zunahme einer Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs verringert
zu werden, und diese Einstellung bewirkt eine solche Einstellung,
bei der eine plötzliche Änderung
des Kompensationsbetrag α während eines
Bereiches einer großen
Beschleunigung/Verzögerung des
Fahrzeugs unterdrückt
wird, um eine übermäßige Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
G im Bereich der großen
Beschleunigung/Verzögerung
zu beschränken.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
kann der Einstellprozess des Kompensationskoeffizienten β im Schritt
S312 auch so konfiguriert werden, dass der Kompensationskoeffizient β in Abhängigkeit
von der Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit
V auf der Basis des in 10 dargestellten Graphen eingestellt
wird, oder dass der Kompensationskoeffizient β gemäß der Größe einer Lenkgeschwindigkeit
|dθh/dt| des
Lenkrades 10 auf der Basis des in 11 dargestellten
Graphen eingestellt wird. Wenn der Kompensationskoeffizient β so eingestellt
wird, dass er mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert
wird, wie in 10 dargestellt ist, werden die
absoluten Werte des Kompensationsbetrages α so eingestellt, dass sie in
dem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich kleiner sind, wodurch
ein Änderungsbetrag
des Übersetzungsverhältnisses
G in dem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich gesteuert werden
kann. Wenn der Kompensationskoeffizient β so eingestellt wird, dass er
mit der Zunahme der Lenkgeschwindigkeit |dθh/dt| erhöht wird, wie in 11 dargestellt
ist, kann der Kompensationsbetrag α so eingestellt werden, dass
er mit einer schnelleren Manipulation des Lenkrades 10 erhöht wird. Dank
dieser Einstellung wird das Übersetzungsverhältnis G
so eingestellt, dass es während
eines Einlenkungsvorganges schneller ist, oder so, dass es während eines
Auslenkvorganges langsamer ist, in Abhängigkeit von der Größe der Lenkgeschwindigkeit
|dθh/dt|.
Dieser Einstellvorgang kann den Lenkbetrag des Lenkrades im Falle
einer abrupten Lenkung verringern und das Übersetzungsverhältnis G kann
so eingestellt werden, dass es die Lenkabsicht des Fahrers, die
Räder FW1,
FW2 schneller zu drehen, berücksichtigt.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, wird der Kompensationsbetrag α in S200
gemäß 3 eingestellt,
aber zu Beginn der Kompensation und am Ende der Kompensation des
Basisübersetzungsverhältnisses
Gbase kann der Einfluss des Kompensationsbetrags α in manchen
Fällen
eine plötzliche Änderung
des Wertes des Übersetzungsverhältnisses G
hervorrufen. Um dies zu vermeiden, wird ein Langsam-Änderungsprozess
ausgeführt,
um eine langsame Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
G zu bewirken.
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Zur
Ausführung
dieses Langsam-Änderungsprozesses
in der durch S100 bezeichneten Hauptroutine schreitet der Ablauf,
wie er bspw. in 12 dargestellt ist, nachdem
das Übersetzungsverhältnis G
in S110 eingestellt wurde, zu S402, um zu beurteilen, ob eine vorbestimmte
Zeit seit dem Kompensationsstart oder dem Kompensationsende verstrichen
ist. Diese vorbestimmte Zeit ist eine Zeit, die im vorhinein als
ausreichende Zeit für
einen langsamen Übergang
des Übersetzungsverhältnisses
G von den Eigenschaften ohne Kompensation zu den Eigenschaften mit
Kompensation oder von den Eigenschaften mit Kompensation zu den
Eigenschaften ohne Kompensation spezifiziert wurde.
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Wenn
in S402 die Beurteilung „JA” lautet, schreitet
der Ablauf somit zu S112, um den Ausgangswinkelsollwert θpm unter
Verwendung des Übersetzungsverhältnisses
G, das in S110 eingestellt wurde, zu berechnen.
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Wenn
andererseits die Beurteilung in S402 „NEIN” lautet, schreitet der Ablauf
zu S404, um sich in dem Langsam-Änderungsprozess
zu bewegen, um das Übersetzungsverhältnis G
langsam zu verändern.
Dieser Langsam-Änderungsprozess
sieht bspw. vor, G zu berechnen, nach G = s × G0 + (1 – s) X Gold, wobei G0 das Übersetzungsverhältnis ist, das
in S110 eingestellt wurde, ”s” eine Verteilungskonstante
ist, um 0 < s < 1 zu genügen, und
Gold das Übersetzungsverhältnis ist,
das in der vorherigen Routine eingestellt wurde, und um das Berechnungsergebnis
als das Übersetzungsverhältnis G
einzustellen, das in der laufenden Routine eingesetzt werden soll.
Die Vorrichtung kann ferner andere Technologien für diesen
Langsam-Änderungsprozess
verwenden, solange sie die Technologien zur Bereitstellung einer
Verzögerungsbetriebsart
gegenüber
einer Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
G vorsieht, wie bspw. eine Technologie zur Zwischenschaltung eines
Tiefpassfilters.
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Wenn
dieser Langsam-Änderungsprozess nicht
ausgeführt
wird, verringern sich die Werte des Übersetzungsverhältnisses
G zu Beginn der Kompensation beim Einlenkungsvorgang während einer Beschleunigung
gemäß 13 plötzlich.
Wenn der Langsam-Änderungsprozess,
der oben beschrieben wurde, ausgeführt wird, werden die Werte
des Übersetzungsverhältnisses
G so geändert,
dass sie sich langsam von den Eigenschaften ohne Kompensation zu
den Eigenschaften mit Kompensation nach dem Kompensationsstart umwandeln.
Im Falle des Auslenkvorganges während
einer Verlangsamung nehmen die Werte des Übersetzungsverhältnisses
G am Kompensationsbeginn ohne Ausführung des Langsam-Änderungsprozesses
plötzlich
zu, wie in 14 dargestellt ist. Mit Ausführung des
Langsam-Änderungsprozesses,
der vorstehend beschrieben wurde, werden die Werte des Übersetzungsverhältnisses
G so geändert,
dass sie sich nach dem Kompensationsstart langsam von den Eigenschaften
ohne Kompensation zu den Eigenschaften mit Kompensation umwandeln.
Obwohl es nicht dargestellt ist, werden die Werte des Übersetzungsverhältnisses
G ferner so geändert,
dass sie sich in ähnlicher
Weise bei anderen Lenkvorgangszuständen während einer Beschleunigung/Verzögerung und
am Ende der Kompensation langsam umwandeln.
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Auf
diese Art und Weise können
die Ausführungen
von S402 und S404 zwischen S110 und S112 die plötzliche Änderung eines Übersetzungsverhältnisses
G zu Beginn und am Ende der Kompensation unterdrücken.
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Dieser
Langsam-Änderungsprozess
kann ferner eine Auswirkung auf den Kompensationsbetrag α haben, ebenso
wie auf das Übersetzungsverhältnis G.
In diesem Fall werden bspw. die Schritte S402 und S404, die oben
beschrieben wurden, nach S300 gemäß dem Ablauf in 5 ausgeführt.
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Als
ein solcher Langsam-Änderungsprozess kann
im Wesentlichen ein gleicher Effekt gezeigt werden, in dem eine
Verzögerungsbetriebsart
für den Beurteilungsprozess
der Lenkrichtung in S206 und S212 vorgesehen wird.
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In
den obigen Ausführungsbeispielen
diente S202 in 5 dazu, eine Beurteilung des
Lenkhaltezustandes auszuführen,
wenn der Wert |θh – θhold| nicht
mehr als der Grenzwert θth
war, aber es können Werte
des Grenzwertes θth
als Kriterium für
diese Beurteilung auch in Abhängigkeit
von der Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit
V eingestellt werden, so dass sich die Werte des Grenzwertes θth mit der
Zunahme einer Geschwindigkeit V verringern, wie in dem Graph gemäß 15 dargestellt
ist. Dies basiert auf dem folgenden: wie in 4 dargestellt
wurde, verändert
sich das Basisübersetzungsverhältnis Gbase,
dass das Verhältnis
zwischen dem Lenkwinkel des Lenkrades 10 und dem Schwenkwinkel
der Räder
FW1, FW2 genauer beschreibt, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
V, und durch Ändern
der Werte des Grenzwertes θth
zur Beurteilung, ob sich die Lenkung in dem Haltezustand befindet
oder nicht, kann die Beurteilung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
V so erfolgen, dass sie für
den tatsächlichen
Schwenkzustand der Räder
FW1, FW2 besser geeignet ist, um zu beurteilen, ob sich die Lenkung
im Haltezustand befindet oder nicht, d. h. zur Beurteilung, ob der
Kompensationsbetrag α geändert werden
sollte.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
zeigten Beispiele, bei denen die Fahrzeuggeschwindigkeit V als Fahrzustand
des Fahrzeugs erfasst wurde, und wobei das Basisübersetzungsverhältnis Gbase
in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit V eingestellt wurde. Die Vorrichtung kann
jedoch auch so modifiziert werden, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit
V und ein Eingangswinkel θh
als Fahrzustände
des Fahrzeugs erfasst werden, und dass das Basisübersetzungsverhältnis Gbase
in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit V und einem Eingangswinkel θh eingestellt
wird.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, wird die Lenkungssteuerungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug so angepasst, dass die Kompensationsbetragsbestimmungsvorrichtung
den Kompensationsbetrag α für das Basisübersetzungsverhältnis auf
der Basis des Lenkzustandes im Beschleunigungs/Verzögerungszustand
des Fahrzeugs bestimmt und dass die Übersetzungsverhältniseinstellungsvorrichtung
das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus
auf der Basis des so bestimmten Kompensationsbetrages und des Basisübersetzungsverhältnisses
einstellt. Deshalb wird das Übersetzungsverhältnis in
Abhängigkeit
von dem beschleunigten/verlangsamten Zustand und dem Lenkzustand
des Fahrzeugs eingestellt, wodurch das Übersetzungsverhältnis so
eingestellt werden kann, dass es für den Lenkvorgang während einer
Kurvenfahrt bei einer Beschleunigung/Verzögerung gut geeignet ist.
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Ein
Basisübersetzungsverhältnis Gbase
wird in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt, und ein Kompensationsbetrag α wird für jeden
Einlenkvorgang und jeden Auslenkvorgang während einer Beschleunigung/Verzögerung bestimmt. Auf
dieser Grundlage wird das Übersetzungsverhältnis G
eines Übersetzungsverhältnisveränderungsmechanismus
als G = Gbase + α eingestellt.