DE19948913A1 - Fahrzeuglenk-Steuersystem - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System zur Lenksteuerung eines Fahrzeugs, mit einem Elektromotor zur Servolenk-Hilfsdrehmoment-Steuerung. Das System besitzt ein Navigationssystem, dessen Ausgabe zur Korrektur des vom Fahrzeugfahrer eingegebenen erfaßten Lenkwinkels verwendet wird. Eine gewünschte Gierrate wird auf der Basis des korrigierten Lenkwinkels und der erfaßten Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung eines Gierratenmodells bestimmt, wodurch die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung in besser geeigneter Weise durchgeführt werden kann. Wenn ferner der Fahrzeugfahrer einen positiven Wunsch ausdrückt, das Fahrzeug selbst zu lenken, beispielsweise um ein auf der Fahrbahn befindliches Hindernis zu vermeiden, wird die Steuerung unterbrochen, um den Wünschen des Fahrzeugfahrers nachzukommen. Ferner überwacht das System die Lenkung durch den Fahrzeugfahrer, um zu verhindern, daß sich der Fahrzeugfahrer in zu starkem Ausmaß auf die Lenkhilfssteuerung verläßt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuglenk-Steuer/Regelsystem.
Der Anmelder hat in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 7
(1995) - 47970 ein Fahrzeuglenk-Steuersystem vorgeschlagen, welches
ein gewünschtes Fahrverhalten des Fahrzeugs berechnet, insbesondere
eine gewünschte Gierrate des Fahrzeugs, auf der Basis der erfaßten
Fahrgeschwindigkeit und des Lenkwinkels unter Verwendung eines
Gierraten-Modells, und welches einen gewünschten Fahrkurs auf der
Basis der berechneten gewünschten Gierrate derart berechnet, daß das
Lenkdrehmoment (die Lenkkraft) in Antwort auf einen Fehler zwischen
dem gewünschten Fahrkurs und dem aus der erfaßten Gierrate bestimm
ten tatsächlichen Fahrkurs unterstützt wird.
Ferner hat der Anmelder in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
Hei 5 (1993) - 197423 und in der Hei 9 (1997) - 221054, etc. Fahrzeug
lenk-Steuersysteme vorgeschlagen, die Bildsignale der vor dem Fahrzeug
liegenden Straße photographisch erfassen und ausgeben, um weiße
Linien zu erfassen (die Fahrbahngrenzen der Straße definieren), und die
eine Lenkwinkelunterstützung vorsehen derart, daß das Fahrzeug entlang
den erfaßten weißen Linien fährt.
Durch eine feine Lenkunterstützung zur Verhinderung von Fahrzeug-
Fahrbahnwandern mindern diese Techniken stark die Belastung des
Fahrers, die insbesondere während langdauernder Hochgeschwindigkeits
fahrt auf einer Autobahn o. dgl. zunehmen kann.
Abgesehen vom obigen erstreckt sich der Bereich von Navigationssyste
men über weite Bereiche, von einfachen Orientierungshilfen bis zu
Führungssystemen mit automatischer Routenbestimmung. Das Naviga
tionssystem besitzt einen Straßenkartenspeicher, der in einer CD-ROM
o. dgl. gespeichert ist, und erfaßt die momentane Fahrzeugposition
beispielsweise durch das GPS-Satellitenortungssystem (Global Positioning
System), und erzeugt eine Richtungsinformation auf einer Straßenkarte
einschließlich der erfaßten momentanen Fahrzeugposition.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrzeuglenk-Steuer/Regelsystem
anzugeben, das die Navigationsinformation nutzt und das gewünschte
Fahrzeugdrehverhalten (d. h. die gewünschte Gierrate des Fahrzeugs) auf
der Basis des oben genannten Gierratenmodells berechnet, um hierdurch
die oben genannte Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-
Steuerung/Regelung geeigneter durchführen zu können.
Wenn jedoch bei einer solchen Lenkunterstützungssteuerung/Regelung
der Fahrzeugfahrer einen positiven Wunsch ausdrückt, das Fahrzeug
selbst zu lenken, beispielsweise um ein auf der Straße vorhandenes
Hindernis zu vermeiden, ist es besser, den Wünschen des Fahrzeug
fahrers nachzukommen.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrzeuglenk-
Steuer/Regelsystem anzugeben, das die Navigationsinformation nutzt, um
die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung/Regelung in besserer
Weise durchzuführen, und das, wenn der Fahrzeugfahrer einen positiven
Wunsch ausdrückt, das Fahrzeug selbst zu lenken, beispielsweise um ein
auf der Straße befindliches Hindernis zu vermeiden, den Wünschen des
Fahrzeugfahrers folgen kann.
Obwohl eine solche Lenkunterstützungssteuerung/Regelung die Belastung
des Fahrzeugfahrers stark mindert, könnte sich der Fahrzeugfahrer
manchmal zu stark auf diese Steuerung/Regelung verlassen.
Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrzeuglenk-
Steuer/Regelsystem anzugeben, das die Navigationsinformation nutzt, um
die Fahrbahnhalte-Lenkdrehmoment-Unterstützungsteuerung in besserer
Weise durchzuführen, und das die Lenktätigkeit des Fahrzeugfahrers
überwacht, um zu verhindern, daß sich der Fahrzeugfahrer in zu hohem
Ausmaß auf diese Lenkunterstützungssteuerung verläßt.
Zur Lösung zumindest einer der obigen Teilaufgaben wird ein System zur
Lenksteuerung/Regelung eines Fahrzeugs vorgeschlagen, umfassend:
einen Aktuator, der lenkbare Räder des Fahrzeugs lenkt; Fahrzeug-Fahr
zustand-Erfassungsmittel zum Erfassen von Fahrzuständen des Fahrzeugs
einschließlich zumindest eines Drehverhaltens des Fahrzeugs, einer
Geschwindigkeit des Fahrzeugs und eines Lenkwinkels des Fahrzeugs;
Lenkdrehmomenterfassungsmittel zum Erfassen eines vom Fahrzeug
fahrer ausgeübten Lenkdrehmoments; Straßenerfassungsmittel zum
Erfassen einer vor dem Fahrzeug liegenden Straße, auf der das Fahrzeug
fährt; Straßenzustandsinformations-Ausgabemittel zur Ausgabe von
Information von Zuständen der Straße einschließlich zumindest einer
Krümmung der Straße; Lenkwinkelkorrekturmittel zum Korrigieren des
erfaßten Lenkwinkels auf der Basis der erfaßten Straße und der ausgege
benen Information der Zustände der Straße; Soll-Fahrzeugdrehverhalten-
Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines gewünschten Drehverhaltens
des Fahrzeugs auf der Basis zumindest des erfaßten Lenkwinkels und der
erfaßten Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung eines vorbestimmten
Modells; Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines
Fehlers zwischen dem gewünschten Fahrzeugdrehverhalten und dem
erfaßten Fahrzeugdrehverhalten und zum Bestimmen eines Hilfsdrehmo
ments auf der Basis des bestimmten Fehlers, um zu bewirken, daß das
Fahrzeug entlang der Straße fährt; und Stellgrößen-Bestimmungsmittel
zum Bestimmen einer Stellgröße zur Anlage an dem Aktuator auf der
Basis des bestimmten Hilfsdrehmoments.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis
auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht der Gesamtkonfiguration
eines erfindungsgemäßen Fahrzeuglenk-Steuer/Regelsystems;
Fig. 2 ein Schema eines in Fig. 1 gezeigten Lenkmechanismus;
Fig. 3 ein Flußdiagramm des Betriebs des in Fig. 1 gezeigten
Systems;
Fig. 4 ein Blockdiagramm mit der Betriebsfunktion des Systems,
ausgeführt von einer SAS ECU und einer EPS ECU, insbesondere einer
Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung, durchgeführt von der
SAS ECU von Fig. 2;
Fig. 5 schematisch das Ergebnis der in Fig. 4 dargestellten
Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung in Anwendung bei einer
Straße Fahrbahn) mit der Krümmung R; und
Fig. 6 einen Graph der Charakteristik des von der SAS ECU
und/oder der EPS ECU gemäß Fig. 4 bestimmten Lenkhilfsdrehmoments.
Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht eines Fahrzeuglenk-
Steuer/Regelsystems dieser Erfindung. Fig. 2 zeigt schematisch das
System, insbesondere im Hinblick auf den Lenkmechanismus.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist ein am Fahrersitz 12 eines
Fahrzeugs 10 befindliches Lenkrad 14 mit einer Lenkwelle 16 verbunden,
die wiederum durch Universalgelenke 18, 20 mit einer Verbindungswelle
22 verbunden ist.
Die Verbindungswelle 22 ist mit einem Ritzel 26 eines Zahnstangen-
Ritzelgetriebes 24 verbunden. Das Ritzel 26 steht mit einer Zahnstange
28 in Eingriff. Eine durch Drehung des Lenkrads 14 eingegebene Drehbe
wegung wird auf das Ritzel 26 übertragen, und mittels der Zahnstange
28 in eine Linearbewegung umgewandelt. Die Linearbewegung wird
durch die durch Spurstangen (Lenkstangen) 30, 30 an den entgegen
gesetzten Enden der Vorderachse übertragen, um zwei Vorderräder
(Lenkräder) 32, 32 in der gewünschten Richtung um zugeordnete Lenk
zapfen (nicht gezeigt) zu drehen.
Ein Elektromotor 38 und ein Kugelumlaufmechanismus 40 sind koaxial
zur Zahnstange 28 angeordnet. Die Ausgabe des Motors 38 wird durch
einen Kugelumlaufmechanismus 40 in eine Linearbewegung der Zahn
stange 28 gewandelt, um die Zahnstange 28 in die Richtung zu bewe
gen, die die Lenkkraft (und das Lenkdrehmoment) mindert oder unter
stützt, die durch das Lenkrad 14 vom Fahrzeugfahrer angelegt wird.
Ein Drehmomentsensor 42 ist in der Nähe des Zahnstangen-Ritzelgetrie
bes 24 vorgesehen und gibt ein Signal aus, das die Richtung und den
Betrag der Lenkkraft (Lenkdrehmoment) angibt, die vom Fahrzeugfahrer
ausgeübt wird. Ein Lenkwinkelsensor 44, der in der Nähe der Lenkwelle
16 vorgesehen ist, gibt ein Signal aus, das die Richtung und den Betrag
des vom Fahrzeugfahrer eingegebenen Lenkwinkels θ ausgibt (genauer
gesagt den Vorderradlenkwinkel). Der Lenkwinkelsensor 44 ist ein
Drehcodierer o. dgl.
Radgeschwindigkeitssensoren 46, 46 befinden sich in der Nähe beider
Vorderräder 32, 32, und Radgeschwindigkeitssensoren 50, 50 (in Fig. 1
ist nur einer gezeigt) befinden sich in der Nähe der beiden Hinterräder 48,
48 (nur eines gezeigt), die zu jedem vorbestimmten Drehwinkel der
zugeordneten Vorder- oder Hinterräder Signale ausgeben. Die Radge
schwindigkeitssensoren 46, 46 und 50, 50 sind magnetische Aufnehmer
o. dgl. Die Vorderräder 32, 32 sind Antriebsräder, angetrieben von einer
an der Vorderseite des Fahrzeugs 10 angebrachten Maschine (nicht
gezeigt). Die Hinterräder 48, 48 sind hier nicht angetrieben.
Ein Fahrzeughöhensensor 52 ist in der Nähe des Federmechanismus
(nicht gezeigt) jedes Vorderrads 42 vorgesehen, und ein Fahrzeughöhen
sensor 54 ist in der Nähe des Federmechanismus (nicht gezeigt) jedes
Hinterrads 48 vorgesehen. Auf der Basis des Hubs (der Verlagerung) des
zugeordneten Federmechanismus gibt jeder Höhensensor ein Signal aus,
das die Höhe des Fahrzeugs 10 an der Sensorstelle bedeutet.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine einzelne monokulare CCD (ladungsgekop
pelte Vorrichtung) Kamera 64 in Kombination mit einem Rückblickspiegel
62 an der Innenfläche der Windschutzscheibe 60 über dem Fahrersitz 12
angebracht. Die CCD-Kamera 64 dient zur photographischen Erfassung
und Ausgabe eines Bildsignals der vor dem Fahrzeug 10 befindlichen
Straße. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird das von der CCD-Kamera 64 ausge
gebene Bildsignal einer Bildbearbeitungs-ECU (elektronische Steuer
einheit) 68 zugeleitet, die einen Mikrocomputer aufweist und Fahrbahn
grenzen (auf die Straße gemalte und Fahrbahnen begrenzende weiße
Linien) aus dem Bildsignal extrahiert.
Das Fahrzeuglenk-Steuer/Regelsystem dieser Erfindung besitzt ferner eine
elektronische Steuereinheit (SAS ECU) 74, die ebenfalls einen Mikrocom
puter aufweist. Die Ausgaben der Bildprozessor-ECU 68, des Drehmo
mentsensors 42 etc. werden der SAS ECU 74 zugeführt.
Das System ist ferner mit einer zweiten elektronischen Steuereinheit (EPS
ECU) 76 ausgestattet, die ebenfalls einen Mikrocomputer aufweist. Die
Ausgaben des Drehmomentsensors 42 und des Radgeschwindigkeits
sensors 46 werden der EPS ECU 76 zugeführt.
Die SAS ECU 74 und die EPS ECU 76 können durch eine Signalleitung 78
miteinander kommunizieren. Die SAS ECU 74 berechnet ein später
beschriebenes Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment und leitet dieses der
EPS ECU 76 zu.
Die EPS ECU 76 berechnet einen Servolenk-Hilfsdrehmoment und berech
net, auf der Basis des berechneten Servolenk-Hilfsdrehmoments und dem
zugeführten Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment, ein End-Lenkhilfs
drehmoment. Dann berechnet oder bestimmt sie, auf der Basis des
berechneten End-Lenkhilfsdrehmoments, eine Stellgröße (Motorstrom) zur
Anlage an den Elektromotor 38.
Die EPS ECU 76 ist mit einem Motortreiber 80 verbunden. Der Motor
treiber 80 ist mit einer an sich bekannten Brückenschaltung (nicht ge
zeigt) ausgestattet, die aus vier FET-Schaltvorrichtungen zusammen
gesetzt ist, deren An-/Aus-Zustand die Richtung bestimmt, mit der der
Elektromotor 38 angetrieben wird.
Die EPS ECU 76 berechnet oder bestimmt den Motorstrom (Stellgröße)
als PWM (Impulsweitenmodulation)-Tastverhältnis und gibt dies an den
Motortreiber 80 aus. Dann steuert die EPS ECU 76 im Tastverhältnis die
FET-Schaltvorrichtungen zur Regelung des Motorstroms derart, daß der
Elektromotor 38 das gewünschte Hilfsdrehmoment erzeugt.
Ein Gierratensensor 82 ist in der Nähe des Schwerpunkts des Fahrzeugs
10 angebracht. Der Gierratensensor 82 gibt ein Signal aus, das die
Gierrate (Gierwinkelgeschwindigkeit) γ um die Vertikalachse (Schwer
kraftachse) am Schwerpunkt des Fahrzeugs 10 angibt.
Eine geeignete Anzahl von Berührungsdrucksensoren 84, die am Lenkrad
14 angebracht sind, geben Drucksignale aus, die anzeigen, ob der
Fahrzeugfahrer das Lenkrad 14 festhält oder nicht. Eine geeignete Anzahl
zweiter Berührungsdrucksensoren 86, die unter dem Fahrersitz ange
bracht sind, geben Signale aus, die anzeigen, ob der Fahrer sitzt oder
nicht.
Ferner ist dieses System mit einem Navigationssystem 88 ausgestattet
(in Fig. 1 als "NAVI" bezeichnet). Das Navigationssystem 88 hat eine
CPU 88a, eine CD-ROM 88b, die die Navigationsinformation mit zahlrei
chen Knotensätzen (Koordinaten-Positionsinformation) speichert, die Orte
anzeigen, wo das Fahrzeug 10 voraussichtlich fährt, sowie einen GPS
(Global Positioning System) Empfänger 88d, der das Signal von dem
GPS-Satellitenortungssystem durch eine Antenne empfängt und die
momentane Position des Fahrzeugs 10 erfaßt.
Die CPU 88a des Navigationssystems 88 und die SAS ECU 74 sind zur
gegenseitigen Kommunikation miteinander verbunden, und die SAS ECU
74 empfängt die oben genannte Navigationsinformation mit den zahlrei
chen Knotensätzen, die von dem Navigationssystem 88 ausgegeben
werden. Auf der Basis der eingegebenen Information bestimmt die SAS
ECU 74 die Straßenzustände, einschließlich zumindest der Krümmung R
der Straße, auf der das Fahrzeug 10 fährt, und korrigiert den erfaßten
Lenkwinkel θ um den berechneten Wert, was später erläutert wird. Somit
gibt das Navigationssystem 88 die Information von Zuständen der Straße
aus, einschließlich zumindest der Krümmung der Straße.
Ein Bremsschalter 90, der dem Bremspedal (nicht gezeigt) in der Nähe
des Bodens des Fahrersitzes 12 zugeordnet ist, gibt ein Signal aus, das
das Niederdrücken des Bremspedals durch den Fahrer bedeutet. Ein
Beschleuniger-Positionssensor 92, der dem Gaspedal (nicht gezeigt)
zugeordnet ist, gibt ein Signal aus, das den Niederdrückbetrag des
Gaspedals durch den Fahrzeugfahrer bedeutet.
Fig. 3 zeigt im Flußdiagramm den Betrieb des Fahrzeuglenk-Steuersy
stems nach dieser Erfindung.
Vor dem Beginn der Erläuterung des Flußdiagramms wird der Betrieb des
Systems anhand des Blockdiagramms von Fig. 4 umrissen.
In Fig. 4 zeigt der mit "SAS" bezeichnete Block den von der SAS ECU
74 durchgeführten Betrieb, wohingegen der mit "EPS" bezeichnete Block
den von der EPS ECU 76 durchgeführten Betrieb zeigt.
Wie in der Figur dargestellt, wird die Ausgabe der CCD-Kamera 64 der
Bildprozessor-ECU 68 zugeführt, wo weiße Linien, die Fahrbahngrenzen
der Fahrbahn (Straße) definieren, auf der das Fahrzeug fährt, durch
Bildbearbeitung erfaßt werden.
Gleichzeitig wird Navigationsinformation, die Sätze von Knoten (Ko
ordinatenpositionsinformation) an dieser Stelle (Straße) aufweist, von
dem Navigationssystem 88 an die SAS ECU 74 ausgegeben. Die SAS
ECU 74 wählt zwei oder mehr Knoten (die einander benachbart sind)
unter den Knotensätzen und bestimmt die Zustände der Straße ein
schließlich zumindest der Krümmung R der Straße. Man kann sagen, daß
das Navigationssystem 88 die Information von Straßenzuständen ein
schließlich zumindest der Straßenkrümmung ausgibt.
Fig. 5 zeigt die Krümmung R der Fahrbahn (Straße), die auf der Basis
der Navigationsinformation bestimmt ist. Die SAS ECU 74 korrigiert den
erfaßten Lenkwinkel θ (den Lenkwinkel der Vorderräder 32) auf der Basis
des Straßenzustands, d. h. der Krümmung R der Fahrbahn (Straße). Somit
korrigiert die SAS ECU 74 den erfaßten Lenkwinkel auf der Basis der
erfaßten Straße (Fahrbahn) und der ausgegebenen Information der
Straßenzustände.
Zurück zu Fig. 4. Die SAS ECU 74 berechnet oder bestimmt eine
gewünschte Gierrate (gewünschtes Fahrzeugdrehverhalten) ym. Ins
besondere weist die SAS ECU 74 ein Gierratenmodell auf, das den
korrigierten Lenkwinkel θ und die erfaßte Fahrgeschwindigkeit V als
Eingaben empfängt und die Ausgabe erzeugt, die die gewünschte Gier
rate ym bedeutet. Das Gierratenmodell wird durch folgende Gleichung
ausgedrückt:
γm = θ.V/((1 + A.V2).L)
Hier bezeichnet L den Radstand des Fahrzeugs 10, der vorab berechnet
ist und in einem Speicher (nicht gezeigt) der SAS ECU 74 gespeichert ist.
A bezeichnet den Stabilitätsfaktor und wird durch folgende Gleichung
berechnet:
A = (-M/2L2).(Lf.Kf - Lr.Kr)/Kf.Kr
Hierbei ist M: das Trägheitsmoment des Fahrzeugs 10; Lf: der Abstand
zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs 10 und den Vorderrädern 32;
Kf: die Seitenführungskraft der Vorderräder 32; Lr: den Abstand zwi
schen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs 10 und den Hinterrädern 48; Kr:
die Seitenführungskraft der Hinterräder 48. Diese Werte werden vorab
berechnet und in dem Speicher der SAS ECU 74 gespeichert.
Dann berechnet die SAS ECU 74 den Fehler oder die Differenz Δγ zwi
schen der berechneten gewünschten Gierrate γm und der erfaßten
tatsächlichen Gierrate γ. Die SAS ECU 74 multipliziert dann den berech
neten Fehler mit einem geeigneten Faktor (in der Figur nicht gezeigt), und
bestimmt oder berechnet, auf der Basis des Produkts, ein Fahrbahnhalte-
Lenkhilfsdrehmoment, um zu bewirken, daß das Fahrzeug 10 entlang der
Mitte (oder in der Nähe davon) der Fahrbahn fährt, die durch die Fahr
bahngrenzen definiert ist. Dieses Hilfsdrehmoment wird nachfolgend als
"Hilfsdrehmoment TLK" bezeichnet. Auch wenn gemäß Fig. 5 das
Fahrzeug 10 voraussichtlich in der mit durchgehender Linie gezeigten
Richtung fahren will, wird aufgrund der Steuerung/Regelung die Lenkung
des Fahrzeugs 10 derart beeinflußt, daß sich das Fahrzeug in der Rich
tung dreht, die durch die gestrichelten Linien gezeigt ist, die durch die
Linie der Fahrbahn bestimmt wird.
Wenn bei der in Fig. 4 gezeigten Steuerung/Regelung das Lenkdrehmo
ment τh erfaßt wird, oder anders gesagt, wenn der Fahrzeugfahrer ein
Lenkdrehmoment eingibt, multipliziert die EPS ECU 76 das erfaßte
Lenkdrehmoment τh mit einem geeigneten Faktor (nicht gezeigt) und
bestimmt oder berechnet auf der Basis des Produkts ein Servolenk-
Hilfsdrehmoment (nachfolgend als "Hilfsdrehmoment TPS" bezeichnet).
Dieses Hilfsdrehmoment TPS ist die Drehmomentunterstützung, wenn der
Fahrzeugfahrer einen positiven Wunsch zeigt, das Fahrzeug 10 selbst zu
lenken, beispielsweise um ein auf der Straße befindliches Hindernis zu
vermeiden.
Ferner wird gemäß Fig. 4 der Aktuator (d. h. der Elektromotor 38) zur
herkömmlichen Servolenkdrehmoment-Unterstützungssteuerung auch bei
der Fahrbahnhalte-Drehmomentunterstützungssteuerung verwendet,
wodurch die Konfiguration des Systems einfach wird.
Fig. 6 zeigt in einem Graph die Charakteristiken des Hilfsdrehmoments
TLK und/oder TPS. Wie in der Figur gezeigt, wird mit den Fig. 4 gezeig
ten Steuerungen/Regelungen, das Hilfsdrehmoment TLK oder/und TPS in
Antwort auf den Fehler Δγ oder das erfaßte Drehmoment τh erzeugt, wie
dargestellt. Das Hilfsdrehmoment TLK wird auf der Basis des vom Fahrer
eingegebenen Drehmoments (erfaßtes Drehmoment τh) und des erfaßten
Lenkwinkels θ korrigiert, was im Detail später erläutert wird.
Aufgrund des vorstehenden wird nun anhand von Fig. 3 der Betrieb des
Fahrzeuglenk-Steuer/Regelsystems erläutert.
Das Programm beginnt in S10, in dem die vorgenannte Navigations
information, das Bildbearbeitungsergebnis und die Sensorausgaben (z. B.
Gierrate γ, Fahrgeschwindigkeit V, Lenkwinkel θ, vom Fahrer eingegebe
nes Lenkdrehmoment τh) gelesen werden.
Dann geht das Programm zu S12, in dem der erfaßte Lenkwinkel θ
gemäß den Straßenzuständen (z. B. der Krümmung R) korrigiert wird, die
aus der Navigationsinformation erhalten sind, und die gewünschte
Gierrate γm wird bestimmt durch Eingeben des korrigierten Lenkwinkels θ
und der erfaßten Fahrgeschwindigkeit V in das Gierratenmodell (Glei
chung) und durch Erhalt der Ausgabe des Modells.
Dann geht das Programm zu S14 weiter, in dem der Fehler Δγ zwischen
der gewünschten Gierrate γm und der erfaßten Gierrate γ berechnet oder
bestimmt wird.
Dann geht das Programm zu S16, in dem bestimmt oder unterschieden
wird, ob der Absolutwert des berechneten Fehlers Δγ einen vorbestimm
ten Referenzwert γref überschreitet. Wenn das Ergebnis nein ist, was
bedeutet, daß das Fahrzeug 10 längs der Mitte (oder in der Nähe davon)
der Fahrbahn (Straße) fährt, geht das Programm zu S18 weiter, in dem
Timer (Hochzähler) T1, T2 (später erläutert) auf null gesetzt werden (d. h.
zur Messung des Zeitablaufs gestartet werden).
Das Programm geht zu S20 weiter, in dem das Hilfsdrehmoment TLK auf
der Basis des berechneten Fehlers Δγ gemäß der in Fig. 6 gezeigten
Charakteristik berechnet oder bestimmt wird.
Wenn andererseits das Ergebnis in S16 ja ist, geht das Programm zu S22
weiter, in dem bestimmt oder unterschieden wird, ob der berechnete
Fehler Δγ größer oder gleich null ist, d. h., es wird bestimmt oder unter
schieden, ob der berechnete Fehler Δγ ein positiver Wert ist, was bedeu
tet, daß die tatsächliche Gierrate kleiner als die gewünschte Gierrate ist,
oder ob der berechnete Fehler Δγ nein wird (minus) ist, was bedeutet,
daß die tatsächliche Gierrate größer als die gewünschte Gierrate ist.
Wenn das Ergebnis in S22 ja ist, was bedeutet, daß die tatsächliche
Gierrate kleiner als die gewünschte Gierrate ist, geht das Programm über
S18 zu S20 weiter, in dem das Hilfsdrehmoment TLK auf der Basis des
Fehlers Δγ berechnet wird.
Wenn das Ergebnis in S22 nein ist, was bedeutet, daß die tatsächliche
Gierrate größer als die gewünschte Gierrate ist, geht das Programm zu
S24 weiter, in dem bestimmt oder unterschieden wird, ob das erfaßte
Drehmoment τh ein vorbestimmtes erstes Drehmoment τhref1 über
schreitet. Das vorbestimmte erste Drehmoment τhref1 sollte einen Wert
haben (z. B. 10 kgf.cm), der eine Schätzung ermöglicht, daß der Fahr
zeugfahrer den positiven Wunsch hat, das Fahrzeug selbst zu lenken,
beispielsweise um ein auf der Straße befindliches Hindernis zu vermei
den. Ein solcher Wert sollte vorab bestimmt werden.
Wenn das Ergebnis in S24 ja ist, was bedeutet, daß der Fahrzeugfahrer
den positiven Wunsch hat, das Fahrzeug selbst zu lenken, geht das
Programm zu S26 weiter, in dem das Hilfsdrehmoment TLK auf null
gesetzt wird, anders gesagt, die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-
Steuerung unterbrochen wird, um zu verhindern, daß die Fahrbahnhalte-
Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung sich mit dem positiven Lenken des
Fahrzeugfahrers stört. Wie in Fig. 4 gezeigt, berechnet oder bestimmt
daher die EPS ECU 76 das Hilfsdrehmoment TPS auf der Basis des
erfaßten Drehmoments τh gemäß den in Fig. 6 gezeigten Charakteristi
ken derart, daß die die Lenkbewegung des Fahrzeugfahrers unterstützt
werden.
Wenn andererseits das Ergebnis S24 nein ist, geht das Programm zu S28
weiter, in dem bestimmt oder unterschieden wird, ob das erfaßte Dreh
moment τh ein vorbestimmtes zweites Drehmoment τhref2 überschreitet.
Das vorbestimmte zweite Drehmoment τhref2 sollte einen Wert haben
(z. B. 5 kgf.cm), der eine Schätzung ermöglicht, ob sich der Fahrzeug
fahrer zu stark auf die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung
verläßt, und daß er das Lenkrad 14 nur mit geringer Kraft festhält. Dieser
Wert sollte auch vorab bestimmt werden.
Wenn das Ergebnis in S28 nein ist, was bedeutet, daß der Fahrzeug
fahrer sich nicht zu stark auf die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-
Steuerung verläßt, geht das Programm über S18 zu S20 weiter, in dem
das Hilfsdrehmoment TLK auf der Basis des Fehlers Δγ berechnet wird.
Wenn andererseits das Ergebnis in S28 ja ist, was bedeutet, daß sich der
Fahrzeugfahrer zu stark auf die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-
Steuerung verläßt, geht das Programm zu S30 weiter, in dem vorsorglich
bestimmt oder entschieden wird, ob der erfaßte Lenkwinkel θ einen
vorbestimmten Lenkwinkel θref überschreitet. Dieser vorbestimmte
Lenkwinkel θref sollte einen Wert haben (z. B. 5 Grad), der eine
Schätzung ermöglicht, ob sich der Fahrzeugfahrer auf die Fahrbahnhalte-
Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung verläßt. Dieser Wert sollte auch vorab
bestimmt werden.
Wenn das Ergebnis in S30 nein ist, was bedeutet, daß sich der Fahrzeug
fahrer nicht zu stark auf die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-
Steuerung verläßt, geht das Programm über S18 zu S20 weiter, in dem
das Hilfsdrehmoment TLK auf der Basis des Fehlers Δγ berechnet wird.
Wenn andererseits das Ergebnis in S30 ja ist, geht das Programm zu S32
weiter, in dem bestimmt wird, ob der Wert des Timers T1 größer oder
gleich einer vorbestimmten ersten Zeit Tref1 ist (z. B. 2 Sekunden), und
wenn das Ergebnis nein ist, geht das Programm zu S20 weiter. Wenn das
Ergebnis in S32 ja ist, geht das Programm zu S34 weiter, in dem der
Fahrzeugfahrer aufmerksam gemacht oder gewarnt wird, so daß er dies
bemerkt. Insbesondere wird ein hörbarer Alarm, wie etwa ein Summer (in
den Figuren nicht gezeigt) betätigt wird, um einen Ton zu erzeugen,
während eine sichtbare Anzeige (in den Figuren nicht gezeigt) zum
Blinken gebracht wird, so daß der Fahrzeugfahrer aufgefordert wird, das
Lenkrad 14 fest zu ergreifen.
Dann geht das Programm zu S36 weiter, in dem bestimmt oder ent
schieden wird, ob der Wert des Timers T2 größer oder gleich einer
vorbestimmten zweiten Zeit Tref2 (z. B. 5 Sekunden) ist, und das Ergeb
nis nein ist, geht das Programm zu S20 weiter.
Wenn andererseits das Ergebnis in S36 ja ist, geht das Programm zu S38
weiter, in dem der Fahrzeugfahrer ähnlich wie in S36 aufmerksam
gemacht oder gewarnt wird, und zu S26, in dem das Hilfsdrehmoment
TLK auf null gesetzt wird, so daß die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmo
ment-Steuerung unterbrochen wird. Da hierbei das vom Fahrzeugfahrer
empfundene Lenkdrehmoment zunimmt, wird der Fahrer darauf auf
merksam werden. Nachdem somit die Fahrbahnhalte-Lenkdrehmoment-
Unterstützungsteuerung unterbrochen wurde, wird die Steuerung wieder
aufgenommen, wenn der Fahrzeugfahrer Anweisungen gibt, die
Steuerung wieder aufzunehmen, beispielsweise durch Betätigung eines
Schalters (nicht gezeigt).
Da bei der obigen Konfiguration in dieser Ausführung die Eingabe an das
Gierratenmodell um Straßenzustände korrigiert wird, die unter Nutzung
der Navigationsinformation erhalten ist, derart, daß die gewünschte
Gierrate aus der Ausgabe des Modells bestimmt wird, kann die ge
wünschte Gierrate in besserer Weise bestimmt werden, um hierdurch die
Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung in besserer Weise durch
führen zu können.
Wenn ferner das erfaßte Lenkdrehmoment größer oder gleich dem
vorbestimmten ersten Drehmoment ist, d. h., wenn der Fahrzeugfahrer
den positiven Wunsch zeigt, das Fahrzeug selbst zu lenken, um beispiels
weise ein Hindernis auf der Straße zu umgehen, wird das Fahrbahnhalte-
Lenkhilfsdrehmoment auf null gesetzt. Dies ermöglicht eine bessere
Anpassung an die Wünsche des Fahrzeugfahrers.
Ferner, wenn das erfaßte Lenkdrehmoment kleiner oder gleich dem
vorbestimmten zweiten Drehmoment ist (d. h. wenn der Fahrzeugfahrer
das Lenkrad mit nur geringer Kraft ergreift), und wenn der erfaßte Lenk
winkel größer oder gleich dem vorbestimmten Lenkwinkel ist, während
geschätzt wird, daß der Fahrzeugfahrer sich zu stark auf die Fahrbahn
halte-Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung verläßt, wird der Fahrzeugfahrer
gewarnt, so daß er dies bemerkt. Hierdurch kann man verhindern, daß
sich der Fahrzeugfahrer zu stark auf die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmo
ment-Steuerung verläßt.
Da ferner die Warnung nur erfolgt, wenn der Zeitwert die vorbestimmte
erste Zeit überschreitet, kann man verhindern, daß der Fahrer unnötiger
weise gewarnt wird oder die Steuerung unterbricht, wenn sich der
Fahrzeugfahrer nur zeitweise oder für eine vorübergehende Dauer zu
stark auf die Steuerung verläßt.
Da ferner die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-Steuerung auf null
gesetzt wird, wenn der Timerwert die vorbestimmte zweite Zeit über
schritten hat, so daß das vom Fahrzeugfahrer empfundene Lenkdrehmo
ment zunimmt, ist es möglich, die Aufmerksamkeit des Fahrers besser zu
erwecken.
Das so aufgebaute System zum Steuern/Regeln der Lenkung eines
Fahrzeugs (10) umfaßt somit: einen Aktuator (Elektromotor 38), der
angetriebene Räder (32) des Fahrzeugs lenkt; Fahrzustand-Erfassungs
mittel (Gierratensensor 82, Radgeschwindigkeitssensoren 46, 50, Lenk
winkelsensor 44, SAS ECU 74, S10) zum Erfassen von Fahrzuständen
des Fahrzeugs einschließlich zumindest eines Drehverhaltens des Fahr
zeugs (Gierrate γ), einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (V) und eines
Lenkwinkels des Fahrzeugs (θ); Lenkdrehmomenterfassungsmittel (Dreh
momentsensor 42, SAS ECU 74, S10) zum Erfassen eines vom Fahr
zeugfahrer eingegebenen Lenkdrehmoments (τh); Straßenerfassungs
mittel (CCD-Kamera 64, Bildbearbeitungs-ECU 68, SAS ECU 74, S10)
zum Erfassen einer vor dem Fahrzeug liegenden Straße, auf der Fahrzeug
fährt; Soll-Fahrzeugdrehverhalten-Bestimmungsmittel (SAS ECU 74, S12)
zum Bestimmen eines gewünschten Drehverhaltens des Fahrzeugs
(gewünschte Gierrate γm) auf der Basis zumindest des erfaßten Lenkwin
kels und der erfaßten Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung eines
vorbestimmten Modells; Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel (SAS ECU
74, S14 bis S38) zum Bestimmen eines Fehlers (Δγ) zwischen dem
gewünschten Fahrzeugdrehverhalten und dem erfaßten Fahrzeugdreh
verhalten und zum Bestimmen eines Hilfsdrehmoments (TLK) auf der
Basis des bestimmten Fehlers, um zu bewirken, daß das Fahrzeug
entlang der Straße fährt; und Stellgrößen-Bestimmungsmittel (EPS ECU
76) zum Bestimmen einer Stellgröße zur Anlage an dem Aktuator auf der
Basis des bestimmten Hilfsdrehmoments. Das System umfaßt hierbei:
Straßenzustandsinformations-Ausgabemittel (Navigationsinformation 88)
zur Ausgabe von Information von Zuständen der Straße einschließlich
zumindest einer Krümmung der Straße; und Lenkwinkelkorrekturmittel
(SAS ECU 74, S12) zum Korrigieren des erfaßten Lenkwinkels (θ) auf der
Basis der erfaßten Straße und der ausgegebenen Information der Zu
stände der Straße; und wobei das Soll-Fahrzeugdrehverhalten-Bestim
mungsmittel das gewünschte Drehverhalten des Fahrzeugs auf der Basis
zumindest des korrigierten Lenkwinkels (θ) und der erfaßten Fahrge
schwindigkeit (V) unter Verwendung des vorbestimmten Modells be
stimmt.
Bevorzugt umfaßt das Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel: Fehler
bestimmungsmittel (SAS ECU 74, S22) zur Bestimmung, ob der be
stimmte Fehler einen negativen Wert hat; und Drehmomentbestimmungs
mittel (SAS ECU 74, S24) zur Bestimmung, ob das erfaßte Lenkdrehmo
ment (τh) ein vorbestimmtes erstes Drehmoment (τhref1) überschreitet;
und wobei es das Hilfsdrehmoment auf null setzt, wenn entschieden
wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat, und entschie
den wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment ein vorbestimmtes erstes
Drehmoment überschreitet (SAS ECU 74, S26).
Bevorzugt umfaßt das Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner: ein
zweites Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S16) zur Bestimmung,
ob der bestimmte Fehler (Δγ) als Absolutwert einen Referenzwert (γref)
überschreitet; und das das Hilfsdrehmoment auf null setzt, wenn ent
schieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat,
entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment das vorbestimmte
erste Drehmoment überschreitet, und entschieden wird, daß der be
stimmte Fehler als Absolutwert den Referenzwert überschreitet (SAS
ECU 74, S22, S24, S26).
Bevorzugt umfaßt das Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel: ein Fehler
bestimmungsmittel (SAS ECU 74, S22) zur Entscheidung, ob der be
stimmte Fehler einen neuen Wert hat; ein Drehmomentbestimmungs
mittel (SAS ECU 74, S28) zur Entscheidung, ob das erfaßte Lenkdrehmo
ment (τh) ein vorbestimmtes zweites Drehmoment (ohref2) überschreitet;
ein Zeitmeßmittel (SAS ECU 74, S18, S22, S28), um die Messung des
Zeitablaufs zu beginnen, wenn entschieden wird, daß der bestimmte
Fehler einen negativen Wert hat, und entschieden wird, daß das erfaßte
Lenkdrehmoment kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Dreh
moment ist; ein Zeitbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S32) zur Bestim
mung, ob die gemessene Zeit (T1) eine vorbestimmte erste Zeit (Tref1)
überschreitet; und ein Alarmmittel (SAS ECU 74, S34) zur Alarmierung
des Fahrzeugfahrers, wenn entschieden wird, daß die gemessene Zeit die
vorbestimmte erste Zeit überschreitet.
Bevorzugt umfaßt das Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner: ein
Lenkwinkelbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S30) zur Bestimmung, ob
der Lenkwinkel (θ) einen vorbestimmten Lenkwinkel (θref) überschreitet;
wobei das Zeitmeßmittel die Messung des Zeitablaufs beginnt, wenn
entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat,
entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment kleiner oder gleich
dem vorbestimmten zweiten Drehmoment ist, und entschieden wird, daß
der Lenkwinkel den vorbestimmten Lenkwinkel überschreitet (SAS ECU
74, S22, S28, S30).
Bevorzugt umfaßt das Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner: ein
Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S16) zur Unterscheidung, ob der
bestimmte Fehler (Δγ) als Absolutwert einen Referenzwert (γref) über
schreitet; wobei das Zeitmeßmittel die Messung des Zeitablaufs beginnt,
wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler keinen neuen Wert
hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment kleiner oder
gleich dem vorbestimmten zweiten Drehmoment ist, und entschieden
wird, daß der bestimmte Fehler als Absolutwert den Referenzwert über
schreitet (SAS ECU 74, S22, S28, S16).
Bevorzugt umfaßt das Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner: ein
zweites Drehmomentbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S24) zur Bestim
mung, ob das erfaßte Lenkdrehmoment (τh) ein vorbestimmtes Drehmo
ment (τhref1) überschreitet; wobei das Zeitmeßmittel die Messung des
Zeitablaufs beginnt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler
einen negativen Wert hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdreh
moment kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Drehmoment ist,
und entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment das vorbe
stimmte Drehmoment nicht überschreitet (SAS ECU 74, S22, S28, S24).
Bevorzugt umfaßt das Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner: ein
zweites Zeitbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S36) zur Bestimmung, ob
die gemessene Zeit (T2) eine vorbestimmte zweite Zeit (Tref2) über
schreitet; wobei es das Hilfsdrehmoment auf null setzt, wenn entschie
den wird, daß die gemessene Zeit die vorbestimmte zweite Zeit über
schreitet (SAS ECU 74, S26).
Bevorzugt alarmiert das Alarmmittel den Fahrzeugfahrer, wenn entschie
den wird, daß die gemessene Zeit (T2) die vorbestimmte zweite Zeit
(Tref2; SAS ECU 74, S38) überschreitet.
Bevorzugt wird das Fahrzeugdrehverhalten durch eine Gierrate des
Fahrzeugs (γ) bezeichnet.
Obwohl das Fahrzeugdrehverhalten durch die Gierrate bestimmt wird,
kann es auch durch den Lenkwinkel bestimmt werden.
Obwohl in der obigen Ausführung die EPS ECU 76 das Servolenkhilfs
drehmoment TPS bestimmt oder berechnet, kann stattdessen auch die
SAS ECU 74 diese Bestimmung oder Berechnung durchführen. Obwohl
an dem Fahrzeug 10 verschiedene Sensoren angeordnet sind, können
diejenigen Sensoren, die nicht zum Erzielen der erfindungsgemäßen
Wirkung nötig sind, weggelassen werden.
Der Lenkwinkelsensor 44 und andere Sensoren können anders ausgeführt
sein als oben beschrieben, und ihre Anordnungsstellen können so ge
wählt werden, daß sie die erforderlichen Werte ausgeben.
Die Erfindung betrifft ein System zur Lenksteuerung eines Fahrzeugs, mit
einem Elektromotor zur Servolenk-Hilfsdrehmomentsteuerung. Das
System besitzt ein Navigationssystem, dessen Ausgabe zur Korrektur des
vom Fahrzeugfahrer eingegebenen erfaßten Lenkwinkels verwendet wird.
Eine gewünschte Gierrate wird auf der Basis des korrigierten Lenkwinkels
und der erfaßten Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung eines Gierraten
modells bestimmt, wodurch die Fahrbahnhalte-Lenkhilfsdrehmoment-
Steuerung in besser geeigneter Weise durchgeführt werden kann. Wenn
ferner der Fahrzeugfahrer eine positiven Wunsch ausdrückt, das Fahrzeug
selbst zu lenken, beispielsweise um ein auf der Fahrbahn befindliches
Hindernis zu vermeiden, wird die Steuerung unterbrochen, um den
Wünschen des Fahrzeugfahrers nachzukommen. Ferner überwacht das
System die Lenkung durch den Fahrzeugfahrer, um zu verhindern, daß
sich der Fahrzeugfahrer in zu starkem Ausmaß auf die Lenkhilfssteuerung
verläßt.
Claims (11)
1. System zur Lenksteuerung/Regelung eines Fahrzeugs, umfassend:
einen Aktuator (Elektromotor 38), der lenkbare Räder (32) des Fahrzeugs lenkt;
Fahrzustand-Erfassungsmittel (Gierratensensor 82, Radge schwindigkeitssensoren 46, 50, Lenkwinkelsensor 44, SAS ECU 74, S10) zum Erfassen von Fahrzuständen des Fahrzeugs ein schließlich zumindest eines Drehverhaltens des Fahrzeugs (Gierrate γ), einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (V) und eines Lenkwinkels des Fahrzeugs (θ);
Lenkdrehmomenterfassungsmittel (Drehmomentsensor 42, SAS ECU 74, S10) zum Erfassen eines vom Fahrzeugfahrer einge gebenen Lenkdrehmoments (τh);
Straßenerfassungsmittel (CCD-Kamera 64, Bildbearbeitungs- ECU 68, SAS ECU 74, S10) zum Erfassen einer vor dem Fahrzeug liegenden Straße, auf der Fahrzeug fährt;
Soll-Fahrzeugdrehverhalten-Bestimmungsmittel (SAS ECU 74, S12) zum Bestimmen eines gewünschten Drehverhaltens des Fahrzeugs (gewünschte Gierrate γm) auf der Basis zumindest des erfaßten Lenkwinkels und der erfaßten Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung eines vorbestimmten Modells;
Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel (SAS ECU 74, S14 bis S38) zum Bestimmen eines Fehlers (Δγ) zwischen dem ge wünschten Fahrzeugdrehverhalten und dem erfaßten Fahrzeug drehverhalten und zum Bestimmen eines Hilfsdrehmoments (TLK) auf der Basis des bestimmten Fehlers, um zu bewirken, daß das Fahrzeug entlang der Straße fährt; und
Stellgrößen-Bestimmungsmittel (EPS ECU 76) zum Bestim men einer Stellgröße zur Anlage an den Aktuator auf der Basis des bestimmten Hilfsdrehmoments;
dadurch gekennzeichnet, daß
das System umfaßt:
Straßenzustandsinformations-Ausgabemittel (Navigations information 88) zur Ausgabe von Information von Zuständen der Straße einschließlich zumindest einer Krümmung der Straße;
Lenkwinkelkorrekturmittel (SAS ECU 74, S12) zum Kor rigieren des erfaßten Lenkwinkels (θ) auf der Basis der erfaßten Straße und der ausgegebenen Information der Zustände der Straße; und
wobei das Soll-Fahrzeugdrehverhalten-Bestimmungsmittel das gewünschte Drehverhalten des Fahrzeugs auf der Basis zumin dest des korrigierten Lenkwinkels (θ) und der erfaßten Fahrge schwindigkeit (V) unter Verwendung des vorbestimmten Modells bestimmt.
einen Aktuator (Elektromotor 38), der lenkbare Räder (32) des Fahrzeugs lenkt;
Fahrzustand-Erfassungsmittel (Gierratensensor 82, Radge schwindigkeitssensoren 46, 50, Lenkwinkelsensor 44, SAS ECU 74, S10) zum Erfassen von Fahrzuständen des Fahrzeugs ein schließlich zumindest eines Drehverhaltens des Fahrzeugs (Gierrate γ), einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (V) und eines Lenkwinkels des Fahrzeugs (θ);
Lenkdrehmomenterfassungsmittel (Drehmomentsensor 42, SAS ECU 74, S10) zum Erfassen eines vom Fahrzeugfahrer einge gebenen Lenkdrehmoments (τh);
Straßenerfassungsmittel (CCD-Kamera 64, Bildbearbeitungs- ECU 68, SAS ECU 74, S10) zum Erfassen einer vor dem Fahrzeug liegenden Straße, auf der Fahrzeug fährt;
Soll-Fahrzeugdrehverhalten-Bestimmungsmittel (SAS ECU 74, S12) zum Bestimmen eines gewünschten Drehverhaltens des Fahrzeugs (gewünschte Gierrate γm) auf der Basis zumindest des erfaßten Lenkwinkels und der erfaßten Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung eines vorbestimmten Modells;
Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel (SAS ECU 74, S14 bis S38) zum Bestimmen eines Fehlers (Δγ) zwischen dem ge wünschten Fahrzeugdrehverhalten und dem erfaßten Fahrzeug drehverhalten und zum Bestimmen eines Hilfsdrehmoments (TLK) auf der Basis des bestimmten Fehlers, um zu bewirken, daß das Fahrzeug entlang der Straße fährt; und
Stellgrößen-Bestimmungsmittel (EPS ECU 76) zum Bestim men einer Stellgröße zur Anlage an den Aktuator auf der Basis des bestimmten Hilfsdrehmoments;
dadurch gekennzeichnet, daß
das System umfaßt:
Straßenzustandsinformations-Ausgabemittel (Navigations information 88) zur Ausgabe von Information von Zuständen der Straße einschließlich zumindest einer Krümmung der Straße;
Lenkwinkelkorrekturmittel (SAS ECU 74, S12) zum Kor rigieren des erfaßten Lenkwinkels (θ) auf der Basis der erfaßten Straße und der ausgegebenen Information der Zustände der Straße; und
wobei das Soll-Fahrzeugdrehverhalten-Bestimmungsmittel das gewünschte Drehverhalten des Fahrzeugs auf der Basis zumin dest des korrigierten Lenkwinkels (θ) und der erfaßten Fahrge schwindigkeit (V) unter Verwendung des vorbestimmten Modells bestimmt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel umfaßt:
Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S22) zur Bestim mung, ob der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat; und
Drehmomentbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S24) zur Bestimmung, ob das erfaßte Lenkdrehmoment (τh) ein vorbestimm tes erstes Drehmoment (τhref1) überschreitet;
und wobei es das Hilfsdrehmoment als null bestimmt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat, und entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment ein vorbestimmtes erstes Drehmoment überschreitet (SAS ECU 74, S26).
Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S22) zur Bestim mung, ob der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat; und
Drehmomentbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S24) zur Bestimmung, ob das erfaßte Lenkdrehmoment (τh) ein vorbestimm tes erstes Drehmoment (τhref1) überschreitet;
und wobei es das Hilfsdrehmoment als null bestimmt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat, und entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment ein vorbestimmtes erstes Drehmoment überschreitet (SAS ECU 74, S26).
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner umfaßt:
ein zweites Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S16) zur Bestimmung, ob der bestimmte Fehler (Δγ) als Absolutwert einen Referenzwert (γref) überschreitet;
und wobei es das Hilfsdrehmoment als null bestimmt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment das vorbestimmte erste Drehmoment überschreitet, und entschieden wird, daß der bestimmte Fehler als Absolutwert den Referenzwert überschreitet (SAS ECU 74, S22, S24, S26).
ein zweites Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S16) zur Bestimmung, ob der bestimmte Fehler (Δγ) als Absolutwert einen Referenzwert (γref) überschreitet;
und wobei es das Hilfsdrehmoment als null bestimmt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment das vorbestimmte erste Drehmoment überschreitet, und entschieden wird, daß der bestimmte Fehler als Absolutwert den Referenzwert überschreitet (SAS ECU 74, S22, S24, S26).
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel umfaßt:
Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S22) zur Entschei dung, ob der bestimmte Fehler einen neinen Wert hat;
Drehmomentbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S28) zur Entscheidung, ob das erfaßte Lenkdrehmoment (τh) ein vorbe stimmtes zweites Drehmoment (Δhref2) überschreitet;
Zeitmeßmittel (SAS ECU 74, S18, S22, S28), um die Mes sung des Zeitablaufs zu beginnen, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat und entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment kleiner oder gleich dem vor bestimmten zweiten Drehmoment ist;
Zeitbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S32) zur Bestimmung, ob die gemessene Zeit (T1) eine vorbestimmte erste Zeit (Tref1) überschreitet; und
Alarmmittel (SAS ECU 74, S34) zur Alarmierung des Fahr zeugfahrers, wenn entschieden wird, daß die gemessene Zeit die vorbestimmte erste Zeit überschreitet.
Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S22) zur Entschei dung, ob der bestimmte Fehler einen neinen Wert hat;
Drehmomentbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S28) zur Entscheidung, ob das erfaßte Lenkdrehmoment (τh) ein vorbe stimmtes zweites Drehmoment (Δhref2) überschreitet;
Zeitmeßmittel (SAS ECU 74, S18, S22, S28), um die Mes sung des Zeitablaufs zu beginnen, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat und entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment kleiner oder gleich dem vor bestimmten zweiten Drehmoment ist;
Zeitbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S32) zur Bestimmung, ob die gemessene Zeit (T1) eine vorbestimmte erste Zeit (Tref1) überschreitet; und
Alarmmittel (SAS ECU 74, S34) zur Alarmierung des Fahr zeugfahrers, wenn entschieden wird, daß die gemessene Zeit die vorbestimmte erste Zeit überschreitet.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner umfaßt:
Lenkwinkelbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S30) zur Bestimmung, ob der Lenkwinkel (θ) einen vorbestimmten Lenkwin kel (θref) überschreitet;
wobei das Zeitmeßmittel die Messung des Zeitablaufs beginnt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdreh moment kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Drehmo ment ist, und entschieden wird, daß der Lenkwinkel den vorbe stimmten Lenkwinkel überschreitet (SAS ECU 74, S22, S28, S30).
Lenkwinkelbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S30) zur Bestimmung, ob der Lenkwinkel (θ) einen vorbestimmten Lenkwin kel (θref) überschreitet;
wobei das Zeitmeßmittel die Messung des Zeitablaufs beginnt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdreh moment kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Drehmo ment ist, und entschieden wird, daß der Lenkwinkel den vorbe stimmten Lenkwinkel überschreitet (SAS ECU 74, S22, S28, S30).
6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner umfaßt:
Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S16) zur Unter scheidung, ob der bestimmte Fehler (Δγ) als Absolutwert einen Referenzwert (γref) überschreitet;
wobei das Zeitmeßmittel die Messung des Zeitablaufs beginnt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler keinen neuen Wert hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmo ment kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Drehmoment ist, und entschieden wird, daß der bestimmte Fehler als Absolut wert den Referenzwert überschreitet (SAS ECU 74, S22, S28, S16).
Fehlerbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S16) zur Unter scheidung, ob der bestimmte Fehler (Δγ) als Absolutwert einen Referenzwert (γref) überschreitet;
wobei das Zeitmeßmittel die Messung des Zeitablaufs beginnt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler keinen neuen Wert hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmo ment kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Drehmoment ist, und entschieden wird, daß der bestimmte Fehler als Absolut wert den Referenzwert überschreitet (SAS ECU 74, S22, S28, S16).
7. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner umfaßt:
ein zweites Drehmomentbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S24) zur Bestimmung, ob das erfaßte Lenkdrehmoment (τh) ein vorbestimmtes Drehmoment (τhref1) überschreitet;
wobei das Zeitmeßmittel die Messung des Zeitablaufs beginnt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdreh moment kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Drehmo ment ist, und entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment das vorbestimmte Drehmoment nicht überschreitet (SAS ECU 74, S22, S28, S24).
ein zweites Drehmomentbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S24) zur Bestimmung, ob das erfaßte Lenkdrehmoment (τh) ein vorbestimmtes Drehmoment (τhref1) überschreitet;
wobei das Zeitmeßmittel die Messung des Zeitablaufs beginnt, wenn entschieden wird, daß der bestimmte Fehler einen negativen Wert hat, entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdreh moment kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Drehmo ment ist, und entschieden wird, daß das erfaßte Lenkdrehmoment das vorbestimmte Drehmoment nicht überschreitet (SAS ECU 74, S22, S28, S24).
8. System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß das Hilfsdrehmoment-Bestimmungsmittel ferner umfaßt:
ein zweites Zeitbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S36) zur Bestimmung, ob die gemessene Zeit (T2) eine vorbestimmte zweite Zeit (Tref2) überschreitet;
wobei es das Hilfsdrehmoment als null bestimmt, wenn entschieden wird, daß die gemessene Zeit die vorbestimmte zweite Zeit überschreitet (SAS ECU 74, S26).
ein zweites Zeitbestimmungsmittel (SAS ECU 74, S36) zur Bestimmung, ob die gemessene Zeit (T2) eine vorbestimmte zweite Zeit (Tref2) überschreitet;
wobei es das Hilfsdrehmoment als null bestimmt, wenn entschieden wird, daß die gemessene Zeit die vorbestimmte zweite Zeit überschreitet (SAS ECU 74, S26).
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Alarmmittel den Fahrzeugfahrer alarmiert, wenn entschieden wird,
daß die gemessene Zeit (T2) die vorbestimmte zweite Zeit über
schreitet (Tref2; SAS ECU 74, S38).
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß das Fahrzeugdrehverhalten eine Gierrate des Fahrzeugs
(γ) angibt.
11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die lenkbaren Räder (32) Antriebsräder des
Fahrzeugs sind.
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---|---|---|---|
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