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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugsteuertechnik zum Folgen
einer Fahrspur zum Steuern eines Fahrzeugs entlang einer Fahrspur
einer Straße.
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Die
veröffentlichte
japanische Patentanmeldung Kokai, Veröffentlichungsnummer 7 (1995)-104850 offenbart
ein Fahrerunterstützungssystem
zum Steuern eines Lenkdrehmoments zum Folgen einer Fahrspur.
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In
diesem Fahrerunterstützungssystem
ist das Lenkdrehmoment während
der Steuerung zum Folgen der Fahrspur auf einen relativ geringen
oberen Grenzwert begrenzt, um einem Fahrer zu ermöglichen
leicht einen eingreifenden Lenkbetrieb auszuführen.
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Ein
Aktuatordrehmoment TAC, das durch einen Lenkaktuator erzeugt wird,
der einen elektrischen Motor einschließt, wird folgendermaßen ausgedrückt: TACMAX = TSTMAX – FOA – TLO – TSAwobei TACMAX ein
maximales Drehmoment ist, das durch den Aktuator (das Stellglied)
erzeugt wird, TLO ein Drehmomentverlust in dem Aktuator ist, FAO
eine Gesamtreibungskraft in dem Lenksystem ist, TSA ein selbst ausrichtendes
Drehmoment ist, und TSTMAX ein maximales Lenkdrehmoment während einer Steuerung
zum Folgen der Fahrspur ist. Während
ein maximales Lenkdrehmoment TSAMAX ein fester Wert ist, der experimentell
bestimmt werden kann, und die Gesamtreibung FAO des Lenksystems
ebenfalls ein fester Wert ist, der durch Akkumulieren von Veränderungen
von Teilen berechnet wird, ist das selbst ausrichtende Drehmoment
TSA eine Variable, die sich in Übereinstimmung
mit einer Fahrzeugfahrbedingung verändert.
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In
einem Fahrzustand des Fahrzeugs gerade voraus ist das selbst ausrichtende
Drehmoment TSA gleich zu Null, so dass es möglich ist das maximale Drehmoment
TACMAX des Aktuators genau auf einen Pegel zu begrenzen, das einen
Lenkeingriff des Fahrers ermöglicht.
Während
eines Betriebs zum Fahren um eine Ecke oder eines Betriebs zum Wechseln
der Fahrspur, bei dem ein selbst ausrichtendes Drehmoment TSA, welches
nicht Null ist, erzeugt wird, ist es jedoch schwierig oder praktisch
unmöglich
das maximale Drehmoment TACMAX des Aktuators genau auf den Pegel
zum Ermöglichen
eines Lenkeingriffs des Fahrers zu begrenzen, weil das maximale
Drehmoment TACMAX des Aktuators durch das selbst ausrichtende Drehmoment
TSA verändert
wird.
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In
einem Lenksystem, das mit einem Servolenkungssystem eines Typs,
der auf die Fahrzeuggeschwindigkeit anspricht, getrennt von einem
Aktuator für
eine Steuerung zum Folgen der Fahrspur versehen ist, nimmt ferner
ein Lenkunterstützungsdrehmoment,
das durch das Servolenkungssystem erzeugt wird, mit Zunahme der
Fahrzeuggeschwindigkeit ab, und somit wird das selbst ausrichtende
Drehmoment TSA durch die Charakteristik des Lenkunterstützungsdrehmoments
in dem Servolenkungssystem beeinflusst. Deshalb ist es schwierig
oder praktisch unmöglich
das maximale Drehmoment TACMAX des Aktuators genau auf den Pegel
zum Ermöglichen
eines Lenkeingriffs des Fahrers zu begrenzen, weil das maximale
Drehmoment TACMAX des Aktuators durch das selbst ausrichtende Drehmoment
TSA verändert
wird.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugsteuervorrichtung und/oder
ein Verfahren zum Folgen einer Fahrspur bereitzustellen, die/das
einem Fahrer erlaubt in geeigneter Weise einzugreifen, und zwar
unabhängig von Änderungen
in dem selbst ausrichtenden Drehmoment, und ein Steuerbetriebsverhalten
zum Folgen einer Fahrspur verbessert.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuervorrichtung
für ein
Fahrzeug: (1) einen Fahrspur-Erfassungsabschnitt, um über eine
Fahrspur einer Straße
vor dem Fahrzeug Information zu sammeln; (2) einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt,
um einen tatsächlichen
Lenkwinkel des Fahrzeugs zu erfassen; (3) einen Lenkdrehmoment-Erzeugungsabschnitt, um
ein tatsächliches
Lenklenkdrehmoment in Übereinstimmung
mit einem Ziellenkdrehmoment, um der Fahrspur zu folgen, zu erzeugen;
(4) einen Lenkdrehmoment-Steuerabschnitt,
um das Ziellenkdrehmoment einzustellen, welches für das Fahrzeug
erforderlich ist, um der Fahrspur zu folgen, in Übereinstimmung mit der Information über die
Fahrspur und dem tatsächlichen
Lenkwinkel; (5) einen Steuerlenkrichtungs-Unterscheidungsabschnitt,
um zu bestimmen, ob eine Steuerlenkrichtung des Lenkdrehmoment-Steuerabschnitts
eine Lenkrichtung weg von einer Geradeaus-Neutralposition oder eine Rückkehrrichtung
auf die Geradeaus-Neutralposition hin ist, und (6) einen Ziellenkdrehmoment-Begrenzungsabschnitt,
um durch Einstellen einer Zieldrehmomentgrenze in Abhängigkeit
davon, ob die Steuerlenkrichtung die Lenkrichtung oder die Rückkehrrichtung
ist, das Ziellenkdrehmoment zu begrenzen.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuerprozess
die folgenden Schritte: (1) Sammeln von Eingangsinformation über eine
Fahrzeugfahrbedingung eines Fahrzeugs, welches entlang einer Fahrspur fährt, und
eines tatsächlichen
Lenkwinkels des Fahrzeugs; (2) Erzeugen eines Steuersignals, um
ein tatsächliches
Lenkdrehmoment in Übereinstimmung
mit einem Ziellenkdrehmoment zu erzeugen, um der Fahrspur zu folgen;
(3) Einstellen des Ziellenkdrehmoments, um einen Ziellenkwinkel
zu erzielen, der in Übereinstimmung
mit der Fahrzeugfahrbedingung und dem tatsächlichen Lenkwinkel bestimmt
wird, um der Fahrspur zu folgen; (4) Bestimmen, ob eine Steuerlenkrichtung
des Zielsteuerwinkels eine Lenkrichtung weg von einer Geradeaus-Neutralposition oder eine
Rückkehrrichtung
auf die Geradeaus-Neutralposition hin ist; und (5) Begrenzen des
Zieldrehmoments durch Einstellen einer Zieldrehmomentgrenze in Abhängigkeit
davon, ob die Steuerlenkrichtung die Lenkrichtung oder die Rückkehrrichtung
ist.
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In Übereinstimmung
mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine
Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuervorrichtung: (1) eine erste Einrichtung
zum Sammeln von Eingangsinformation über eine Fahrzeugfahrbedingung
eines Fahrzeugs, das entlang einer Fahrspur fährt; (2) eine zweite Einrichtung
zum Erfassen eines tatsächlichen
Lenkwinkels des Fahrzeugs; (3) eine dritte Einrichtung zum Erzeugen
eines tatsächlichen
Lenkdrehmoments in Übereinstimmung
mit einem Ziellenkdrehmoment, um der Fahrspur zu folgen; (4) eine
vierte Einrichtung zum Bestimmen eines Ziellenkwinkels in Übereinstimmung
mit der Fahrzeugfahrbedingung und dem tatsächlichen Lenkwinkel, um der
Fahrspur zu folgen; (5) eine fünfte
Einrichtung zum Einstellen des Ziellenkdrehmoments, um den Ziellenkwinkel
zum Folgen der Fahrspur zu erzielen; (6) eine sechste Einrichtung
zum Bestimmen einer Steuerungslenkrichtung durch Überwachen
von Änderungen
in dem Ziellenkwinkel; und (7) eine siebte Einrichtung zum Begrenzen
des Ziellenkdrehmoments durch Einstellen einer Zieldrehmomentgrenze
in Abhängigkeit
davon, ob die Steuerungslenkrichtung eine Lenkrichtung weg von einer
Geradeaus-Neutralposition
oder einer Rückkehrrichtung
in Richtung auf die Geradeaus-Neutralposition hin ist.
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Die
anderen Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung ergeben sich näher aus
der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1A und 1B schematische
Ansichten, die ein Fahrzeug zeigen, das mit einer Fahrspurfolge-Steuervorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
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2 eine
Ansicht zum Illustrieren einer Steuerlenkrichtung der Steuervorrichtung
der 1A und 1B, der
Richtung einer lateralen Beschleunigung, und der Richtung eines
selbstausrichtenden Drehmoments;
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3 ein
Flussdiagramm, das eine Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuerprozedur gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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4 ein
Blockdiagramm, welches ein Servolenkungssystem zeigt, das in der
ersten Ausführungsform
verwendet werden kann;
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5 einen
Graph, der eine charakteristische Kurve zum Bestimmen einer Stromgrenze
(iL) in der ersten Ausführungsform
für den
Fall einer Lenkrichtung weg von Neutral zeigt;
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6 einen
Graph, der eine Charakteristik eines selbstausrichtenden Drehmoments
in Bezug auf die laterale Beschleunigung zeigt, die beim Bestimmen
der Charakteristik der 5 verwendet wird;
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7 einen
Graph, der eine charakteristische Kurve zum Bestimmen der Stromgrenze
(iL) in der ersten Ausführungsform
für den
Fall einer Rückkehrrichtung
in Richtung auf Neutral hin zeigt;
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8 eine
schematische Ansicht, die ein Fahrzeug zeigt, das mit einer Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuervorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
ausgerüstet
ist;
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9 einen
Graph, der eine Charakteristik eines Solenoidstroms eines Servolenkungssystems in
der zweiten Ausführungsform
zeigt, der sich in Übereinstimmung
mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit verändert;
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10 einen
Graph, der das selbstausrichtende Drehmoment zeigt, das sich in Übereinstimmung
mit dem Absolutwert der lateralen Beschleunigung (seitlichen Beschleunigung)
verändert;
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11 ein
Flussdiagramm, das eine Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuerprozedur gemäß der zweiten
Ausführungsform
zeigt;
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12 einen
Graph, der eine Charakteristik einer Stromgrenze in Bezug auf den
Absolutwert einer lateralen Beschleunigung zeigt, die in einem niedrigen
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich in der Steuerprozedur der 11 verwendet
wird;
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13 einen
Graph, der eine Charakteristik einer Stromgrenze in Bezug auf den
Absolutwert der lateralen Beschleunigung zeigt, die in einem mittleren
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich in der Steuerprozedur der 11 verwendet
wird;
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14 einen
Graph, der eine Charakteristik einer Stromgrenze in Bezug auf den
Absolutwert der lateralen Beschleunigung zeigt, der in einem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
in der Steuerprozedur der 11 verwendet
wird;
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15 einen
Graph, der eine Steuerverstärkung
zeigt, die anstelle der Steuercharakteristiken der 13 und 14 verwendet
werden kann;
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16 ein
Flussdiagramm, das eine Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuerprozedur gemäß einer
dritten Ausführungsform
zeigt;
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17 einen
Graph, der eine Charakteristik einer Stromgrenze in Bezug auf den
Absolutwert der lateralen Beschleunigung zeigt, der in dem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
in der Steuerprozedur der 16 verwendet
wird;
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18 einen
Graph, der eine Charakteristik der Stromgrenze in Bezug auf den
Absolutwert der lateralen Beschleunigung zeigt, der in einem mittleren
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich in der Steuerprozedur der 16 verwendet
wird; und
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19 einen
Graph, der eine Charakteristik der Stromgrenze in Bezug auf den
Absolutwert der lateralen Beschleunigung zeigt, der in einem Hochfahrzeuggeschwindigkeitsbereich
in der Steuerprozedur der 16 verwendet
wird.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Die 1A und 1B zeigen
ein Fahrzeug, das mit einer Fahrspurfolge-Steuervorrichtung oder
einem Steuersystem gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.
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Das
in den 1A und 1B gezeigte Fahrzeug
ist ein gesteuertes Fahrzeug, das durch die Fahrspurfolgevorrichtung
gesteuert wird. Das Fahrzeug hat ein vorderes linkes und ein vorderes
rechtes Rad 1FL und 1FR und ein hinteres linkes
und rechtes Rad 1RL und 1RR und einen gewöhnlichen
Lenkmechanismus des Zahnstangentyps zum Lenken der vorderen Räder. Der
Zahnstangen-Lenkmechanismus
umfasst eine Zahnstange 2, die mit Zugstäben der
vorderen Räder 1FL und 1FR verbunden
ist, ein Ritzel 3 im Eingriff mit der Zahnstange 2 und
eine Lenkwelle 5, die ein Lenkdrehmoment, das durch den Fahrer
einem Lenkrad 4 eingegeben wird, zu dem Ritzel 3 überträgt.
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Ein
Lenkaktuator dieses Beispiels umfasst einen automatischen Lenkmechanismus 13,
der über dem
Ritzel 3 auf der Lenkwelle 5 vorgesehen ist, zum automatischen
Lenken der vorderen Räder 1FL und 1FR.
Der automatische Lenkmechanismus 13 umfasst ein angetriebenes
Zahnrad 14, das koaxial zu der Lenkwelle 14 angebracht
ist, ein Antriebszahnrad 15, das in Eingriff mit dem angetriebenen
Zahnrad 14 steht, und einen automatischen Lenkmotor 16 zum Antreiben
des Antriebszahnrads 15. Ein Kupplungsmechanismus 17 ist
zwischen dem automatischen Lenkmotor 16 und dem Antriebszahnrad 15 angeordnet.
Der Kupplungsmechanismus 17 ist nur für den Fall eines automatischen
Lenkmodus eingerückt
und ansonsten ausgerückt,
sodass die Drehung des automatischen Lenkmotors 16 nicht
an die Lenkwelle 5 gegeben werden kann.
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Verschiedene
Sensoren sind in dem Fahrzeug installiert. Der Lenkwinkelsensor 21 erfasst
einen tatsächlichen
Lenkwinkel θ aus
einem Drehwinkel der Lenkwelle 5 und liefert den erfassten
Lenkwinkel θ an
die Steuereinheit 10. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 ist
auf der Ausgangsseite eines Automatikgetriebes des Fahrzeugs vorgesehen
und angeordnet, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrzeugs
zu erfassen und die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V an die Steuereinheit 10 zu
liefern. Ein lateraler Beschleunigungssensor 23 erfasst
eine laterale Beschleunigung Gy des Fahrzeugs und liefert die erfasste
laterale Beschleunigung Gy an die Steuereinheit 10. In
diesem Beispiel, wie in 2 gezeigt, ist der Lenkwinkel θ, der von dem
Lenkwinkelsensor 21 ausgegeben wird, für den Fall eines rechten Lenkbetriebs
positiv und für
den Fall eines linken Lenkbetriebs negativ. Die laterale Beschleunigung
Gy ist für
den Fall eines linken Fahrzeugdrehbetriebs positiv und für den Fall
eines rechten Drehbetriebs negativ, wie in 2 gezeigt.
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Eine
Kamera 25, beispielsweise eine CCD Kamera, ist vorgesehen,
um ein Vorwärtsbild
einer Szene vor dem Fahrzeug zu ermitteln. In diesem Beispiel ist
die Kamera 25 eine einäugige
Kamera, die auf dem Gestell eines inneren Spiegels in dem Fahrgastraum
angebracht ist. Bildabbildungsdaten, die von der Kamera 25 ermittelt
werden, werden an einen Kameracontroller 26 geliefert.
In Übereinstimmung
mit dem Bildverarbeitungsverfahren einer herkömmlichen Technologie erfasst
der Kameracontroller 26 eine weiße Linie oder eine Fahrspurmarkierung in
der Nähe
des gesteuerten Fahrzeugs durch die Technik eines Binärbilds,
einer Digitalisierung oder einer anderen Bildverarbeitungstechnik,
und berechnet eine relative Seitenabweichung Y des gesteuerten Fahrzeugs
in Bezug auf die Straße
an einem Vorwärtszielpunkt
vor dem Fahrzeug, einen Gierwinkel Φ in Bezug auf eine Tangente
zu der weißen
Linie, und eine Straßenkrümmung ρ der Straße vor dem gesteuerten
Fahrzeug. Die Ergebnisse der Berechnungen werden an die Steuereinheit 10 ausgegeben. Die
veröffentlichte
japanische Patentanmeldung Kokai mit der Veröffentlichungsnummer 11 (1999)-102499
zeigt einen binären
Bildverarbeitungsprozess, der in dieser Ausführungsform verwendet werden
kann.
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Die
Steuereinheit 10 dieses Beispiels ist ein digitales System,
beispielsweise ein Computersystem mit wenigstens einem Mikrocomputer
als eine Hauptkomponente. Die Steuereinheit 10 berechnet einen
gewünschten
Ziellenkwinkel θ*
von dem eingegebenen Gierwinkel Φ,
der relativen Seitenabweichung y und der Straßenkrümmung ρ, um einen Fahrzeugbetrieb zum
Fahren um eine Ecke zu optimieren. Die Steuereinheit 10 berechnet
ferner einen Versorgungsstrom oder Motorstrom iM, der an den automatischen
Lenkmotor 16 geliefert werden soll, um den tatsächlichen
erfassten Lenkwinkel θ auf
den berechneten Ziellenkwinkel θ*
zu bringen. Die Steuereinheit 10 fuhrt einen Strombegrenzungsbetrieb
für den
Versorgungsstrom iM aus, und führt
dann einen Impulsdauer- (oder -breiten)-Modulationsbetrieb zum Umwandeln
in einen Impulsstrom aus. Somit steuert die Steuereinheit 10 den
automatischen Lenkmotor 16 in einer Tastverhältnissteuerung
durch Zuführen des
Impulsstroms an den automatischen Lenkmotor 16.
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3 zeigt
eine Steuerprozedur, die die Steuereinheit 10 für die automatische
Lenksteuerung ausführt.
Diese Steuerprozedur wird als Timerinterruptroutine periodisch bei
regelmäßigen Zeitintervallen
einer vorgegebenen Zeit, zum Beispiel 10 ms, ausgeführt.
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Im
Schritt S1 sammelt die Steuereinheit 10 Eingangsinformation
durch Lesen des tatsächlichen Lenkwinkels θ, der durch
den Lenkwinkelsensor 21 erfasst wird, der tatsächlichen
Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 18 erfasst
wird, und der tatsächlichen
lateralen Beschleunigung Gy, die durch den Lateralbeschleunigungssensor 23 erfasst
wird. Die Steuereinheit 10 ermittelt ferner den Gierwinkel Φ, die relative Seitenabweichung
y, und eine Straßenkrümmung ρ, die durch
den Kameracontroller 26 erfasst wird. Dann geht die Steuereinheit 10 zum
Schritt S2.
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Im
Schritt S2 berechnet die Steuereinheit 10 den Zielsteuerwinkel θ*. In diesem
Beispiel bestimmt die Steuereinheit 10 einen neuen Wert
des Zielsteuerwinkels θ*
aus dem Gierwinkel Φ,
der Seitenabweichung y, und der Krümmung ρ gemäß der folgenden Gleichung: θ* = Ka·Φ + Kb·y + Ke·ρ (1)
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In
dieser Gleichung sind Ka, Kb und Kc Steuerverstärkungen, die sich in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit V verändern. In diesem Beispiel ist
der Zielsteuerwinkel θ*
für den
Fall eines rechten Lenkbetriebs positiv und für den Fall eines linken Lenkbetriebs
negativ. Die Steuereinheit 10 speichert einen Wert, der
bereits in einem Speicherbereich für einen gegenwärtigen Zielsteuerwinkel
gespeichert ist, in einem Speicherbereich für den vorangehenden Ziellenkwinkel
als einen vorangehenden Ziellenkwinkel θ*(n – 1), und speichert in der
Tat den so berechneten neuen Wert des Ziellenkwinkels θ* als den
gegenwärtigen
Ziellenkwinkel θ*(n)
in dem Speicherbereich für
den gegenwärtigen
Ziellenkwinkel.
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Im
nächsten
Schritt S3 berechnet die Steuereinheit 10 einen Motorversorgungsstrom
iM für
den automatischen Lenkmotor 16 der gemäß der vorliegenden Gleichung
(2), um eine PID Regelung auszuführen,
um eine Abweichung des tatsächlichen
Lenkwinkels θ von
dem Ziellenkwinkel θ*
zu verringern, und speichert den berechneten Motorzuführungsstrom
iM in einem vorgegebenen Motorstrom-Speicherbereich. iM = Kvi(Kp + Ki/s + Kd·s)(θ* – θ) (2)
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In
dieser Gleichung ist Kvi eine Steuerverstärkung für eine Umwandlung von der Spannung
in den Strom, Kp ist eine proportionale Verstärkung, Ki ist eine integrale
Verstärkung,
und Kd ist eine Ableitungsverstärkung.
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Diese
Gleichung (2) zum Bestimmen des Motorversorgungsstroms iM ist dafür ausgelegt,
um Operationen äquivalent
zu einem Rückkopplungssteuersystem
auszuführen,
das in 4 gezeigt ist. In dem Rückkopplungssteuersystem der 4 berechnet
ein Subtrahierer 31 eine Abweichung Δθ durch Subtrahieren des tatsächlichen
Lenkwinkels θ von
dem Ziellenkwinkel θ*.
Ein Betriebselement 32 empfängt eine Abweichung Δθ von dem
Subtrahierer 31 und berechnet eine Zielmotorsteuerspannung
V* durch Ausführen
einer PID Steuerberechnung. Ein Spannungs-Zu-Strom-Wandler 33 empfängt die
Zielmotorsteuerspannung V* von dem Betriebselement 32 und
berechnet den Motorversorgungsstrom iM durch Multiplizieren der
Zielmotorsteuerspannung V* mit der Steuerverstärkung Kvi. Der so berechnete Motorversorgungsstrom
iM wird an den automatischen Lenkmotor 16 geführt. In 4 ist
J eine Massenträgheit
eines Drehabschnitts und Kvi ist eine Verstärkung eines Verstärkers.
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Nach
dem Schritt S3 bestimmt die Steuereinheit 10, ob die laterale
Beschleunigung Gy positiv ist oder nicht, im Schritt S4. Wenn Gy > 0 ist, dann beurteilt
die Steuereinheit 10, dass das Fahrzeug in dem linken Drehungszustand
ist und geht zu dem Schritt S5. Im Schritt S5 wird untersucht, ob
der gegenwärtige
Ziellenkwinkel θ*(n)
kleiner als der vorangehende Ziellenkwinkel θ*(n – 1) ist. Wenn θ*(n) < θ*(n – 1) ist, dann
beurteilt die Steuereinheit 10, dass die Lenksteuerung
in einer Lenkrichtung weg von einer Geradeaus-Neutralposition auf der linken Lenkseite
ist, und geht weiter zum Schritt S6, um eine Stromgrenze iL in einem
ersten Modus für
die Lenkrichtung weg von der Neutralposition zu berechnen. Im Schritt
S6 dieses Beispiels berechnet die Steuereinheit 10 die gegenwärtige Grenze
in Übereinstimmung
mit dem Absolutwert |Gy| der lateralen Beschleunigung Gy durch einen
Nachschlag von einer Steuerkarte, die in 5 gezeigt
ist. Nach dem Schritt S6 geht die Steuereinheit 10 weiter
zum Schritt S9.
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Die
laterale Beschleunigung Gy und das Selbstausrichtungsdrehmoment
TSA wirken in der gleichen Richtung, wie in 2 gezeigt,
und das selbst ausrichtende Drehmoment TSA steigt an, wenn der Absolutwert
der lateralen Beschleunigung ansteigt, wie in 6 gezeigt.
In 6 wird das selbst ausrichtende Drehmoment TSA
entlang der vertikalen Achse ausgedrückt und der Absolutwert |Gy|
der lateralen Beschleunigung ist entlang der horizontalen Achse.
Das selbst ausrichtende Drehmoment TSA ist gleich zu Null, wenn
der Absolutwert der lateralen Beschleunigung Null ist. Wenn aus
diesem Zustand der Absolutwert der lateralen Beschleunigung zunimmt,
steigt das selbst ausrichtende Drehmoment TSA stark an, und dann
steigt das selbst ausrichtende Drehmoment TSA allmählich mit
einer Zunahme im Absolutwert der lateralen Beschleunigung an, wie
durch eine parabolische charakteristische Kurve L1 in 6 gezeigt.
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Das
selbst ausrichtende Drehmoment TSA wirkt in der entgegengesetzten
Richtung zu dem Lenkdrehmoment, das durch den automatischen Lenkmotor 16 erzeugt
wird, wenn die Richtung der Lateralbeschleunigung und der Lenkrichtung
unterschiedlich sind, das heißt,
wenn ein Lenkbetrieb in der Lenkrichtung weg von Neutral auf der
linken Lenkseite in dem Fahrzeugdrehzustand nach links (auf der
rechten Lenkseite in dem Fahrzeugdrehzustand nach rechts) ist. In
der Steuerkarte der 5 zum Berechnen der Stromgrenze
wird deshalb dann, wenn der Absolutwert der lateralen Beschleunigung Null
ist, die Stromgrenze iL gleich zu einem Referenzgrenzwert iL0 für das Fahren
auf einer geraden Linie gesetzt, wenn das selbst ausrichtende Drehmoment
TSA Null ist. Wenn der Absolutwert der lateralen Beschleunigung
von Null ansteigt, dann steigt die Stromgrenze stark an, und nimmt
dann allmählich
ab, wie mit einer charakteristischen Kurve L2 in 5 gezeigt.
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Wenn θ*(n) ≥ θ*(n – 1) ist,
dann beurteilt die Steuereinheit 10, dass die Lenksteuerung
in einer Rückkehrrichtung
in Richtung auf die Geradeaus-Neutralposition ist, und geht von
dem Schritt S5 zu dem Schritt S7, um die gegenwärtige Grenze iL in einem zweiten
Modus für
die Rückkehrrichtung
auf Neutral zu berechnen. Im Schritt S7 dieses Beispiels berechnet
die Steuereinheit 10 die gegenwärtige Grenze in Übereinstimmung
mit dem Absolutwert der Lateralbeschleunigung Gy durch einen Nachschlag aus
einer Steuerkarte, die in 7 gezeigt
ist. Nach dem Schritt S7 geht die Steuereinheit 10 zum
Schritt S9.
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Das
selbst ausrichtende Drehmoment TSA wirkt in der gleichen Richtung
wie das Lenkdrehmoment, das durch denn automatischen Lenkmotor 16 erzeugt
wird, wenn der Lenkvorgang in der Rückkehrrichtung auf Neutral
hin auf der rechten Lenkseite in dem Fahrzeugdrehzustand nach links
(oder auf der linken Lenkseite in dem Fahrzeugdrehzustand nach rechts)
ist. In der Steuerkarte der 7 zum Berechnen
der gegenwärtigen
Grenze für
den Fall der Rückkehrrichtung
auf Neutral hin, wird deshalb dann, wenn der Absolutwert der Lateralbeschleunigung
Null ist, die Stromgrenze iL gleich zu dem Referenzgrenzwert iL0
gesetzt. Wenn der Absolutwert der Lateralbeschleunigung von Null
ansteigt, dann nimmt die gegenwärtige
Grenze iL stark ab, und nimmt dann allmählich ab, wie mit einer charakteristischen
Kurve L3 gezeigt, die symmetrisch zu dieser charakteristische Kurve
L2 in Bezug auf eine horizontale gestrichelte Linie bei dem Referenzstromwert
IL0 ist.
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Wenn
Gy ≤ 0 ist,
dann beurteilt die Steuereinheit 10 die Drehrichtung so,
dass sie nach rechts ist, und geht zu dem Schritt S8, um zu bestimmen,
ob der gegenwärtige
Ziellenkwinkel θ*(n)
größer als
der vorangehende Ziellenkwinkel θ*(n – 1) ist.
Wenn θ*(n) > θ*(n – 1) ist, beurteilt die Steuereinheit 10 den Lenksteuervorgang
in der nach rechts gerichteten Lenkrichtung weg von der Neutralposition,
und geht von dem Schritt S8 zu dem Schritt S6. Wenn θ*(n) < θ*(n – 1) ist,
dann beurteilt die Steuereinheit 10 den Lenksteuervorgang
in der linken Rückkehrrichtung auf
die Neutralposition hin, und geht von dem Schritt S8 zu dem Schritt
S7.
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Im
Schritt S9 bestimmt die Steuereinheit 10, ob der Versorgungsstrom
iM, der im Schritt S3 berechnet wird, größer als die Stromgrenze iL,
die im Schritt S6 oder S7 berechnet wird, ist. Wenn iM ≤ iL ist, geht
die Steuereinheit 10 direkt von dem Schritt S9 zu dem Schritt
S11. Wenn iM > IL
ist, dann geht die Steuereinheit 10 von dem Schritt S9
zu dem Schritt S10 und setzt den Versorgungsstrom iM gleich zu der
Stromgrenze iL (iM = iL). Der so bestimmte Versorgungsstromn iM
wird als eine Aktualisierung in dem Motorstromversorgungs-Speicherbereich
gespeichert, und dann geht die Steuereinheit 10 zum Schritt
S11.
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Im
Schritt S11 liefert die Steuereinheit 10 an den Lenkunterstützungsmotor 13 einen
Impulsstrom, der durch eine Impulsbreitenmodulation entsprechend
zu dem Motorversorgungsstrom iM, der in dem Motorversorgungsstrom-Speicherbereich
gespeichert ist, erhalten wird, in der Richtung entsprechend zu
der Lenkrichtung. Danach beendet die Steuereinheit 10 einen
gegenwärtigen
Durchlauf der Timerinterruptroutine und kehrt zu einem Hauptprogramm zurück.
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In
dem Beispiel der 3 ist der Schritt S1 ein Eingabeabschnitt
zum Sammeln von Eingangsinformation, die für die Steuerung benötigt wird,
die Schritte S2 und S3 bilden einen Abschnitt zum Steuern eines
tatsächlichen
Lenkdrehmoments durch Einstellen eines Ziellenkdrehmoments, die
Schritte S4, S5 und S8 sind zum Unterscheiden der Lenkrichtung,
und die Schritte S6, S7, S9 und S10 sind zum Begrenzen des Ziellenkdrehmoments.
Der Schritt S11 dient als ein Ausgabeabschnitt, um ein tatsächliches
Lenkdrehmoment zu erzeugen.
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Wenn
das gesteuerte Fahrzeug in dem Fahrzustand einer geraden Linie entlang
einer geraden Straße
in der Mitte der Straße
ist, ist die Straßenkrümmung ρ, die durch
die Straßenkrümmungs-Erfassungseinrichtung
erfasst wird, gleich zu Null, die relative Fahrzeugseitenabweichung
y ist gleich zu Null, und zwar deswegen, weil der Kurs des Fahrzeugs
richtig in der Mitte der Straße
ist, und der Gierwinkel Φ ist
gleich zu Null wegen des Geradeaus-Fahrzustands. Deshalb wird in
der Fahrspurfolge-Steuerprozedur
der 3 der gegenwärtige
Ziellenkwinkel θ*(n)
auf ungefähr
gleich zu Null gesetzt, und der Motorversorgungsstrom iM, der im
Schritt S3 berechnet wird, wird gleich zu Null.
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Da
die Lateralbeschleunigung Gy, die durch den Lateralbeschleunigungssensor 23 erfasst
wird, Null ist, wird die Steuerung von dem Schritt S4 nach S8 transferiert,
und dann von S8 nach S7, weil der vorangehende Ziellenkwinkel θ*(n – 1) ebenfalls gleich
zu Null gehalten wird. Die Stromgrenze iL, die im Schritt S7 durch
einen Nachschlag aus der Steuerkarte zum Bestimmen der Stromgrenze
für die Rückkehrrichtung
auf Neutral berechnet wird, wird gleich zu dem Referenzgrenzwert
iL0 für
den Geradeaus-Fahrzustand gesetzt, wo das selbst ausrichtende Drehmoment
Null ist, da der Absolutwert |Gy| der Lateralbeschleunigung Null
ist.
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Der
Motorversorgungsstrom iM, der im Schritt S3 berechnet und in dem
vorgegebenen Speicherbereich gespeichert wird, ist Null und kleiner als
der Stromgrenzwert iL0. Deshalb wird der Schritt S11 direkt von
dem Schritt S9 erreicht und die Zuführung des tatsächlichen
Motorstroms an den automatischen Lenkmotor 16 wird abgeschaltet.
In Folge dessen wird das automatische Lenkdrehmoment, das durch
den automatische Lenkmotor 16 erzeugt wird, gleich zu Null,
und das Fahrzeug fährt
weiter richtig entlang der geraden Straße. Somit hält dieses Steuersystem in dem
Fahrzustand auf der geraden Linie den automatischen Lenkmotor 16 in
einem nicht-angetriebenen bzw. angesteuerten Zustand, und ermöglicht dem
Fahrer in den Lenkbetrieb einzugreifen, indem er das Lenkrad mit
einer geringen Lenkanstrengung ohne Behinderung des automatischen
Lenkdrehmoments dreht, um Fahrspuren zu wechseln oder ein Hindernis
voraus zu vermeiden.
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Wenn
das gesteuerte Fahrzeug aus diesem Fahrzustand entlang einer geraden
Linie in eine nach links gekrümmte
Ecke mit einer relativ großen
Straßenkrümmung ρ eintritt,
arbeitet der Kameracontroller 26, um den Gierwinkel Φ, die relative
Fahrzeugseitenabweichung y an dem Vorwärtszielpunkt, und die Straßenkrümmung ρ in die negative
Richtung zu erhöhen.
Deshalb wird der gegenwärtige
Ziellenkwinkel θ*(n)
durch die Prozedur der 3 in der negative Richtung erhöht, während der
vorangehende Ziellenkwinkel θ*(n – 1) Null
bleibt, und der tatsächliche Lenkwinkel θ, der durch
den Lenkwinkelsensor 21 erfasst wird, bleibt Null. Der
Motorversorgungsstrom iM, der im Schritt S3 berechnet wird, wird
entsprechend von Null in Übereinstimmung
mit der Straßenkrümmung ρ erhöht. In diesem
Zustand führt
das Steuersystem noch nicht einen automatischen Lenkbetrieb aus,
sodass die laterale Beschleunigung Gy gleich zu Null bleibt. In
der Steuerprozedur der 3 geht deshalb die Steuereinheit 10 vom
dem Schritt S4 zu dem Schritt S8 die in dem vorangehenden Geradeaus-Fahrzustand,
und geht weiter zum Schritt S6, da der gegenwärtige Ziellenkwinkel θ*(n) kleiner als
Null ist, und somit kleiner als der vorangehende Ziellenkwinkel θ*(n – 1). Obwohl
die Stromgrenze iL im Schritt S6 auf Grundlage der Steuerkarte der 5 berechnet
wird, stellt der Schritt S6 die Stromgrenze iL gleich zu dem Referenzgrenzwert
iL0 ein, da der Absolutwert der Lateralbeschleunigung 0 bleibt.
-
Deshalb
wird der Motorstrom iM, der im Schritt S3 berechnet wird, auf den
Referenzgrenzwert iL0 begrenzt, wenn iM > iL0 ist, und der Motorstrom iM im Schritt
S3 wird direkt an den automatischen Lenkmotor 16 ausgegeben,
wenn iM kleiner oder gleich wie iL0 ist. In Übereinstimmung mit dem Motorversorgungsstrom
erzeugt der automatische Lenkmotor 16 ein automatisches
Lenkdrehmoment in der Lenkrichtung nach links, und der automatischen Lenkmechanismus 13 überträgt das so
erzeugte automatische Lenkdrehmoment an die Lenkwelle 5, und
lenkt deshalb die vorderen Räder 1FL und 1FR in
der linken Richtung, der erfassten tatsächlichen Straßenkrümmung ρ angepasst.
-
Dieser
automatische Lenkbetrieb verursacht die Fahrzeuglateralbeschleunigung
Gy in der rechten Richtung. Der Lateralbeschleunigungssensor 23 erfasst
diese laterale Beschleunigung Gy und liefert die erfasste laterale
Beschleunigung Gy in der positiven Richtung an die Steuereinheit 10.
-
Deshalb
stellt der Schritt S2 in 3 den gegenwärtigen Ziellenkwinkel θ*(n) bereit,
der kleiner als der vorausgehende Ziellenkwinkel θ*(n – 1) mit
einem negativen Wert ist, und zwar in Übereinstinmmung der Straßenkrümmung ρ, der relativen Seitenabweichung
y und dem Gierwinkel Φ,
und der Schritt S3 stellt den Motorversorgungsstrom iM entsprechend
zu dem gegenwärtigen
Ziellenkwinkel θ*(n)
bereit. Dann geht das Steuersystem von dem Schritt S4 zu dem Schritt
S5, weil die Lateralbeschleunigung Gy positiv (Gy > 0) ist, dann geht
es weiter zum Schritt S6, da θ*(n) < θ*(n – 1) ist,
und somit wird der Lenksteuerbetrieb so angesehen, dass er in der
Lenkrichtung weg von Neutral ist, und berechnet die Stromgrenze
iL in Übereinstimmung
mit der Steuerkarte der 5. In diesem Fall ist der Absolutwert
der Lateralbeschleunigung größer als
Null (|Gy| > 0) und
deshalb wird die Stromgrenze iL auf eine Summe des Referenzgrenzwerts
iL0 für
das selbst ausrichtende Drehmoment auf Null und eines Stromwerts
entsprechend zu einem selbst ausrichtenden Drehmoment TSA von Nicht
Null erhöht.
-
Der
Motorversorgungsstrom iM, der im Schritt S3 berechnet wird, sodass
er einen größeren Wert
hat, der gegen das selbst ausrichtende Drehmoment Tsa wirkt, wird
direkt an den automatischen Lenkmotor 16 geliefert. Deshalb
kann das Steuersystem mit dem Lenkmotor 16 das automatische
Lenkdrehmoment mit der Größe, die
in Anbetracht des Einflusses des selbst ausrichtenden Drehmoments Tsa
erhöht
ist, erzeugen und dadurch ein genaues Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuerverhalten
bereitstellen.
-
Wenn
das Fahrzeug auf den Fahrzustand entlang einer geraden Linie nach
dem Eckenfahrbetrieb zurückkehrt,
nimmt die Straßenkrümmung ρ allmählich in
dem Zustand, in dem die laterale Beschleunigung Gy positiv ist,
ab. Deshalb erhöht
der Schritt S2 den gegenwärtigen
Ziellenkwinkel θ*(n) allmählich, die
Steuerung wird von dem Schritt S4 zu dem Schritt S5 transferiert, θ*(n) wird
größer als θ*(n – 1 ), die
Lenksteuerung wird so beurteilt, dass sie in einer Rückkehrrichtung
auf Neutral hin ist, die Steuerung wird weiter zu dem Schritt S7
transferiert, und die Stromgrenze iL wird durch Verwenden der Steuerkarte
der 7 berechnet.
-
Für den Fall
der Rückkehrrichtung
auf Neutral, in der die Richtung des selbst ausrichtenden Drehmoments
die gleiche wie die Steuerlenkrichtung ist, wird der Stromwert iL
von dem Pegel des Referenzgrenzwerts iL0 für ein Ausrichten des Drehmoments
von Null verkleinert, und zwar um einen Betrag entsprechend zu dem
selbst ausrichtenden Drehmoment Tsa. Durch Begrenzen des Motorversorgungsstroms
iM mit dieser Stromgrenze iL kann das Steuersystem das automatische
Lenkdrehmoment erzeugen, welches in Anbetracht des selbst ausrichtenden Drehmoments
Tsa eingestellt ist, und kann das Fahrzeug genau entlang der Fahrspur
steuern.
-
In ähnlicher
Weise kann das Steuersystem für
den Fall eines Fahrbetriebs um eine rechte Ecke genaue Fahrspurfolge-Steueroperationen
ausführen, indem
ermöglicht
wird, dass der Motorversorgungsstrom iM um den Betrag entsprechend
zu dem selbst ausrichtenden Drehmoment TSA mit der Steuerkarte der 5 für den Fall
der Lenkrichtung Weg-von-Neutral erhöht wird, in der der gegenwärtige Ziellenkwinkel θ*(n) größer als
der vorangehende Ziellenkwinkel θ*(n – 1) ist,
und indem der Motorversorgungsstrom iM um den Betrag entsprechend
zu dem selbst ausrichtenden Drehmoment TSA für den Fall der Rückkehrrichtung
auf Neutral hin beschränkt wird.
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Die
Richtungsunterscheidung zwischen der Lenkrichtung weg von Neutral
und der Rückkehrrichtung
auf Neutral hin wird in dem Beispiel der 3 in Übereinstimmung
mit der lateralen Beschleunigung und dem Ziellenkwinkel ausgeführt. Jedoch
ist es möglich
die Lenkrichtung lediglich dadurch zu bestimmen, dass der Ziellenkwinkel überwacht
wird. In diesem Fall wird der Schritt S4 in 3 durch
einen Schritt ersetzt, um zu bestimmen, ob der Ziellenkwinkel θ*(n) kleiner
als Null ist (θ*(n) < 0?).
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Die 8~14 zeigen
eine Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Lenkmechanismus 13 ist
mit einem auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Typ von
Servolenkungssystem ausgerüstet,
und diese Steuervorrichtung ist dafür ausgelegt, um das Fahrzeug
automatisch zu lenken, ohne einen wesentlichen Einfluss von dem
Lenkunterstützungsdrehmoment
zu empfangen, das durch das Servolenkungssystem erzeugt wird.
-
Wie
in 8 gezeigt ist eine Servolenkungseinheit 50 parallel
zu einer Zahnstange 2 des Lenkmechanismus 13 angeordnet.
Eine Stell-Lenkeinheit 50 umfasst einen Doppelstab-Hydraulikzylinder 51 mit
einem Kolbenstab 52, dessen beide Enden mit der Zahnstange 2 verbunden
sind. Ein Kolben 53 trennt linke und rechte Fluidkammern 54L und 54R, die
mit einer Öldruckpumpe 56 und
einem Öltank 57 über ein
Servolenkungsventil 55 verbunden sind.
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Das
Servolenkungsventil 55 ist um einen Torsionsstab herum
gebildet, der zwischen einem angetriebenen Zahnrad 14 und
einem Ritzel 13, an einer Lenkwelle 5, angeordnet
ist. Das Servolenkungsventil 55 umfasst variable Öffnungen 61L, 61R, 62L, 62R, 63L und 63R,
die wie in 8 gezeigt verbunden sind, und
ein Solenoidventil 64, das zwischen einen Verbindungspunkt
zwischen den variablen Öffnungen 62L und 63L und
einem Verbindungspunkt zwischen den variablen Öffnungen 62R und 63R geschaltet
ist. Wenn ein kleines linkes (oder rechtes) Lenkdrehmoment der Lenkwelle 5 eingegeben
wird, werden die variablen Öffnungen 61L (oder 61R)
und 62L (oder 62R) vollständig geschlossen. Die Öffnungen 63L und 63R werden
vollständig
geschlossen, wenn ein großes
Lenkdrehmoment eingegeben wird. Das Solenoidventil 64 wird
geöffnet,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt. Der Strom iv, der an das
Solenoidventil 64 geliefert wird, wird in Übereinstimmung
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wie in 9 gezeigt
verändert.
In einem Bereich mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit wird der
Versorgungsstrom iv auf einen hohen Wert iMAX gesetzt, um das Solenoidventil 64 vollständig zu
schließen.
In einem Bereich mit mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit von einem
ersten Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 zu einem zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitswert
V2 wird der Solenoidversorgungsstrom iv bei Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit
V verringert. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher als
oder gleich wie ein zweiter Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 ist, wird
der Solenoidversorgungsstrom iv auf einen minimalen Stromwert iMIN
gesetzt, um fast vollständig das
Solenoidventil 64 zu öffnen.
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Wenn
das Fahrzeug in Ruhe ist oder die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig
ist, wird das Solenoidventil 64 geschlossen und variable Öffnungen 61L–63R bleiben
vollständig
geschlossen, vorausgesetzt das kein Lenkbetrieb vorhanden ist. Deshalb wird
kein Fluiddruck an den Fluidzylinder 50 geliefert, und
das Servolenkungssystem erzeugt kein Lenkunterstützungsdrehmoment. Wenn der
Fahrer das Lenkrad 4 in einer Richtung dreht, um das Fahrzeug nach
rechts zu lenken, werden die variablen Öffnungen 61R~63R in Übereinstimmung
mit dem Lenkdrehmoment geschlossen, und somit wird Fluid unter Druck
von der Öldruckpumpe 56 durch
die variablen Öffnungen 61L, 63R,
und 62R an den Öltank 57 weitergeleitet.
Somit wird der Fluiddruck mit einer erhöhten Größe, entsprechend zu dem Schließgrad der
variablen Öffnungen 62R und 63R,
an die Fluidkammer 54R geliefert, um die Zahnstange 2 mit
dem Kolbenstab 51 nach links zu drücken. Das Servolenkungssystem
erzeugt ein großes
rechtes Lenkunterstützungsdrehmoment
entsprechend zu dem Versorgungsstrom iv, und ermöglicht, dass der Fahrer das Lenkrad
leicht drehen kann.
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Für den Fall
eines rechten Lenkbetriebs bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten wird
das Solenoidventil 64 in dem vollständig offenen Zustand gehalten,
und das Arbeitsfluid geht an der variablen Öffnung 62R vorbei,
und die rechte Fluidkammer 54R wird mit einem Fluiddruck
einer kleinen Größe, erzeugt
durch die variable Öffnung 63R,
versorgt, um die Zahnstange 2 mit dem Kolbenstab 51 nach
links zu drücken.
Das Servolenkungssystem stellt somit ein leichtes Lenkunterstützungsdrehmoment
in Übereinstimmung
mit dem Solenoidstrom iv bereit und die Lenkanstrengung, die von
dem Fahrer benötigt
wird, ist relativ stark.
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Das
Lenkunterstützungsdrehmoment,
das durch die Servolenkungseinheit 50 erzeugt wird, wird verringert,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergrößert wird. Wie in 10 gezeigt,
die die Fahrzeuggeschwindigkeit V als einen Parameter einschließt, wird
deshalb das selbstausrichtende Drehmoment TSA mit Zunahme des Absolutwerts
der Lateralbeschleunigung entlang einer charakteristischen Kurve
(LH, LM und LL), die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt
wird, erhöht.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, dann wird die Erhöhungsrate
des selbstausrichtenden Drehmoments TSA in Bezug auf den Absolutwert
der Lateralbeschleunigung verkleinert. In dem Graph der 10 mit
dem selbstausrichtenden Drehmoment entlang der vertikalen Achse
ist die charakteristische Kurve LM für den Bereich mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit
von V1 < V ≤ V2 geringer
als die charakteristische Kurve LH für den Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit
von V > V2. Die charakteristische
Kurve LL für
den Bereich niedriger Geschwindigkeit von V ≤ V1 ist niedriger als die charakteristische
Kurve LM.
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11 zeigt
eine Lenkdrehmoment-Begrenzungsprozedur gemäß der zweiten Ausführungsform.
Der Schritt S21 folgt dem Schritt S3. Die Steuereinheit 10 vergleicht
die tatsächliche
Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einem ersten eingestellten Wert V1
und einem zweiten eingestellten Wert V2 und unterscheidet zwischen
dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit
V kleiner oder gleich wie der untere eingestellte Wert V1 ist, dem
Bereich mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit
V höher
als V1 und niedriger als oder gleich wie V2 ist, und dem Bereich
hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, wo V höher als V2 ist.
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Wenn
die tatsächliche
Fahrzeuggeschwindigkeit V in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit
ist, geht die Steuereinheit 10 von dem Schritt S21 zu dem
Schritt S22. Durch Ausführen
der Operationen der Schritte S4, S5 und S8, die in 3 gezeigt
sind, unterscheidet die Steuereinheit 10 im Schritt S22
zwischen der Lenkrichtung und der Rückkehrrichtung, bestimmt die
Stromgrenze iL in Übereinstimmung
mit dem Absolutwert der Lateralbeschleunigung Gy durch Verwenden
einer Steuerkarte, die in 12 gezeigt
ist, und geht dann zu einem Schritt S9. Für den Fall des Bereichs mittlerer
Fahrzeuggeschwindigkeit von V1 < V ≤ V2, geht
die Steuereinheit 10 zum Schritt S23, unterscheidet zwischen der
Lenkrichtung und der Rückkehrrichtung,
und bestimmt die Stromgrenze iL in Übereinstimmung mit dem Absolutwert
der Lateralbeschleunigung Gy durch Verwenden einer Steuerkarte,
die in 13 gezeigt ist. Der Schritt
S23 wird von dem Schritt S9 gefolgt. Für den Fall des Bereichs hoher
Fahrzeuggeschwindigkeit V > V2
geht die Steuereinheit 10 zum Schritt S24, unterscheidet
zwischen der Lenkrichtung und der Rückkehrrichtung, und bestimmt
die Stromgrenze iL in Übereinstimmung
mit dem Absolutwert der Lateralbeschleunigung Gy durch Verwenden
einer Steuerkarte, die in 14 gezeigt
ist. Nach dem Schritt S24 wird die Steuerung zum Schritt S9 transferiert.
In anderer Hinsicht ist die 11 im Wesentlichen
identisch zur 3. Insbesondere sind die Schritte
S1~S3, und S9~S11 in 11 im Wesentlichen identisch
zu den Schritten S1~S3 bzw. S9~S11 der 3.
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Die
Steuerkarte der 12 ist dafür ausgelegt, um die Stromgrenze
iL entlang einer charakteristischen Linie LL1 in dem zweiten Quadranten
(linker oberer Quadrant) in 12 für den Fall,
dass die Steuerlenkrichtung die Lenkrichtung weg von Neutral ist,
und entlang einer charakteristischen Linie LL2 in dem vierten Quadranten
(rechter unterer Quadrant) für
den Fall, dass die Steuerlenkrichtung die Rückkehrrichtung auf Neutral
hin ist, zu bestimmen. Die charakteristische Linie LL1 in dem zweiten
Quadranten entspricht der charakteristischen Linie LL in 10.
Die charakteristischen Linien LL1 und LL2 sind in Bezug auf den
Ursprung, an dem der Absolutwert der lateralen Beschleunigung Null
ist, symmetrisch und die Stromgrenze iL ist gleich zu dem Referenzgrenzwert
iL. Mit Anstieg in dem Absolutwert der Lateralbeschleunigung Gy
wird die Stromgrenze iL entlang der Linie LL1 von dem Referenzgrenzwert iL0
für den
Fall einer Lenkrichtung weg von Neutral erhöht und wird von dem Referenzgrenzwert
iL0 entlang der Linie LL2 für
den Fall der Rückkehrrichtung auf
Neutral hin verkleinert.
-
In ähnlicher
Weise wird in der Steuerkarte der 13, wenn
der Absolutwert der Lateralbeschleunigung Gy ansteigt, die Stromgrenze
iL von dem Referenzwert iL0 entlang einer charakteristischen Linie
LM1 in dem zweiten Quadranten für
den Fall, dass die Steuerlenkrichtung die Lenkrichtung weg von der
Neutralposition ist, erhöht
und wird entlang einer charakteristischen Linie (LM2) in dem vierten
Quadranten für
den Fall, dass die Steuerlenkrichtung die Rückkehrrichtung auf die Neutralposition
hin ist, verkleinert. Die charakteristische Linie LM1 in dem zweiten
Quadranten entspricht der charakteristischen Linie LM in 10.
Die charakteristischen Linien LM1 und LM2 sind in Bezug auf den
Ursprung, an dem der Absolutwert der Lateralbeschleunigung Null
ist, symmetrisch und die Stromgrenze iL ist gleich zu dem Referenzgrenzwert
iL0.
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In
der Steuerkarte der 14 wird in ähnlicher Weise, wenn der Absolutwert
der Lateralbeschleunigung Gy zunimmt, die Stromgrenze iL von dem
Referenzwert iL0 entlang einer charakteristischen Linie LH1 in dem
zweiten Quadranten für
den Fall, dass die Steuerlenkrichtung die Lenkrichtung weg von Neutral
ist, erhöht,
und entlang einer charakteristischen Linie LH2 in dem vierten Quadranten
für den
Fall, dass die Lenksteuerrichtung die Rückkehrrichtung auf Neutral
hin ist, verkleinert. Die charakteristische Linie LH1 in dem zweiten
Quadranten entspricht der charakteristischen Linie LH in 10.
Die charakteristischen Linien LH1 und LH2 sind in Bezug auf den
Ursprung, an dem der Absolutwert der Lateralbeschleunigung Null
ist, symmetrisch und die Stromgrenze iL ist gleich zu dem Referenzgrenzwert iL0.
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In
der Steuerprozedur der 11 sind S21~S24 dafür bestimmt,
um die Lenkrichtung zu unterscheiden und das Ziellenkdrehmoment
zu begrenzen.
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Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 erfasst
wird, in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit ist, begrenzt
die Steuervorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform
den Motorversorgungsstrom durch die Versorgungsgrenze iL, die im Schritt
S22 berechnet wird. Wenn die Lenksteuerung in der Lenkrichtung weg
von der Geradeaus-Neutralposition ist, wird die Stromgrenze iL durch
Verwendung der charakteristischen Linie LL1 in einer derartigen
Weise berechnet, dass das Lenkunterstützungsdrehmoment, das durch
das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Servolenkungssystem 55 erhöht wird,
subtrahiert wird. Durch Verwendung der in Übereinstimmung mit der Lateralbeschleunigung
und der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmten Stromgrenze kann die
Steuervorrichtung somit das automatische Lenkdrehmoment in Anbetracht
des selbstausrichtenden Drehmoments und des Lenkunterstützungsdrehmoments
erzeugen und dadurch eine genaue Fahrspurfolgesteuerung bereitstellen.
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Wenn
die Lenksteuerung in der Rückkehrrichtung
auf die Geradeaus-Neutralposition hin ist, wird die Stromgrenze
iL durch Verwenden der charakteristischen Linie LL2 in einer derartigen
Weise berechnet, dass das Lenkunterstützungsdrehmoment, das durch
das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Servolenkungssystem 55 erhöht wird,
subtrahiert wird. Durch Verwendung der Stromgrenze, die in Übereinstimmung
mit der Lateralbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt
wird, kann die Steuervorrichtung somit das automatische Lenkdrehmoment
in Anbetracht des selbstausrichtenden Drehmoments und des Lenkunterstützungsdrehmoments
erzeugen und dadurch eine genaue Fahrspurfolgesteuerung bereitstellen.
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Wenn
die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V in den Bereich mittlerer
oder hoher Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird, wird die Stromgrenze
aus der charakteristischen Kurve LM1 oder LH1 für den Fall der Lenkrichtung
weg von Neutral, und aus der charakteristischen Kurve LM2 oder LH2
für den
Fall der Rückkehrrichtung
bestimmt. Durch Verwenden der Stromgrenze auf Grundlage der Lateralbeschleunigung
und der Fahrzeuggeschwindigkeit V kann die Steuervorrichtung somit
das automatische Lenkdrehmoment in Anbetracht des selbstausrichtenden Drehmoments
und des Servolenkungs-Unterstützungsdrehmoments
erzeugen und dadurch eine genaue Fahrspurfolgesteuerung bereitstellen.
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15 zeigt
eine Steuerverstärkung,
die in einer Abänderung
der zweiten Ausführungsform
verwendet werden kann. In dem Beispiel der 11 verwendet
die Steuervorrichtung die drei unterschiedlichen Steuerkarten für die Bereiche
niedriger, mittlerer und hoher Fahrzeuggeschwindigkeit. Jedoch ist die
zweite Ausführungsform
nicht darauf beschränkt. Es
ist optional die Stromgrenze durch Verwenden einer Steuerverstärkung zu
bestimmen, die sich in Übereinstimmung
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V verändert, wie in 15 gezeigt.
In dem Beispiel der 15 wird die Stromgrenze iL zunächst durch Verwendung
der in 14 gezeigten charakteristischen
Kurven LH1 und LH2 für
den Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, in dem das Lenkunterstützungsdrehmoment,
das durch das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Servolenkungssystem
erzeugt wird, am geringsten ist, berechnet. Dann wird eine modifizierte
Stromgrenze iLA durch Multiplizieren der so bestimmten Stromgrenze
iL durch eine Steuerverstärkung
KG, die durch einen Nachschlag von der Steuerkarte der 15 bestimmt
wird, berechnet. Die Steuervorrichtung dieses Beispiels begrenzt
den Motorversorgungsstrom iM durch Verwenden der modifizierten Stromgrenze
iLA. Mit der Steuerverstärkung
KG kann die Stromgrenze in geeigneter Weise den Änderungen in dem Lenkdrehmoment
des auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Servolenkungssystems
angepasst, bestimmt werden.
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In 15 wird
die Steuerverstärkung
KG gleich zu einem minimalen Verstärkungswert KGMIN gesetzt, der
ausreichend kleiner als einer in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit
bis zu einem ersten Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 ist. Wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit V über
den ersten Geschwindigkeitswert V1 ansteigt, steigt die Steuerverstärkung KG
von dem minimalen Verstärkungswert
KGMIN auf eins an. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich zu
oder höher
als ein zweiter Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 ist, wird die Steuerverstärkung KG
auf eins fixiert.
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Die 16~19 zeigen
eine Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der dritten Ausführungsform ist das Fahrzeug
mit einem auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Typ von
Servolenkungssystem, wie in der zweiten Ausführungsform, ausgerüstet und
die Steuervorrichtung ist dafür
ausgelegt, um eine Laufstabilität
während
eines Eckenfahrbetriebs für
den Fall eines Ausfalls, wie einer Abnormalität in der Steuereinheit 10, einem
Bruch des Verdrahtungskabelbaums, oder einer abnormalen Einrückung der
Kupplung 17, sicherzustellen.
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16 zeigt
eine Steuerprozedur gemäß einer
dritten Ausführungsform. 16 ist
im Wesentlichen identisch zu 11 der
zweiten Ausführungsform
mit Ausnahme davon, dass die Schritte S22~S24 durch die Schritte
S32~S34 ersetzen. Die Schritte S1~S3, S9~S11 und S21 sind im Wesentlichen
identisch zu denjenigen jeweils in 11.
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Wenn
die tatsächliche
Fahrzeuggeschwindigkeit V in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit
ist geht die Steuereinheit 10 von dem Schritt S21 zu dem
Schritt S32. Durch Ausführen
der Operationen der in 3 gezeigten Schritte S4, S5 und
S8, im Schritt S32, unterscheidet die Steuereinheit 10 zwischen
der Lenkrichtung weg von Neutral und der Rückkehrrichtung auf Neutral
hin, und bestimmt die Stromgrenze iL in Übereinstimmung mit dem Absolutwert
der Lateralbeschleunigung Gy durch Verwenden einer in 17 gezeigten
Steuerkarte. Für
den Fall des Bereichs mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit von V1 < V ≤ V2, geht
die Steuereinheit 10 zum Schritt S33, unterscheidet zwischen
der Lenkrichtung weg von Neutral und der Rückkehrrichtung, und bestimmt
die Stromgrenze iL in Übereinstimmung
mit dem Absolutwert der Lateralbeschleunigung Gy durch Verwenden
einer in 18 gezeigten Steuerkarte. Für den Fall
des Bereichs V > V2
hoher Fahrzeuggeschwindigkeit geht die Steuereinheit 10 zum
Schritt S34, unterscheidet zwischen den Lenkrichtung und der Rückkehrrichtung,
und bestimmt die Stromgrenze iL in Übereinstimmung mit dem Absolutwert
der Lateralbeschleunigung Gy durch Verwenden einer in 19 gezeigten
Steuerkarte. Schritt S9 wird nach den Schritten S32, S33 oder S34
erreicht.
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In
der Steuerkarte der 17 bestimmt die Steuereinheit 10 die
Stromgrenze iL in Übereinstimmung
mit der charakteristischen Linie LL3 in dem zweiten Quadranten des
Graphs für
den Fall einer Lenkrichtung weg von Neutral, und in Übereinstimmung
mit einer charakteristischen Linie LL4 in dem ersten Quadranten
für den
Fall einer Rückkehrrichtung
auf Neutral hin. In der charakteristischen Linie LL3 in dem zweiten
Quadranten für
die Lenkrichtung weg von Neutral, wird die Stromgrenze iL unweigerlich
auf einen normalen Stromgrenzwert iLU gesetzt, bis der Absolutwert
|Gy| der lateralen Beschleunigung einen ersten gesetzten Wert Gy1 übersteigt. Der
normale Stromgrenzwert iLU ist ein derartiger Wert, dass dem Fahrer
erlaubt wird das Lenkrad zu drehen und in den Lenkbetrieb während einer
Eckenfahrt einzugreifen. Wenn der Absolutwert der Lateralbeschleunigung
den ersten gesetzten Wert Gy1 übersteigt,
wird die Stromgrenze iL bei einer relativ hohen Rate bei Zunahme
im Absolutwert der Lateralbeschleunigung Gy verkleinert. Wenn der
Absolutwert der Lateralbeschleunigung größer als ein zweiter eingestellter
Wert Gy2 ist, der größer als
der erste gesetzte Wert Gy1 ist, wird die Stromgrenze iL unweigerlich
auf einen minimalen Wert iLMIN gesetzt. Für den Fall der Rückkehrrichtung
auf Neutral hin, wird die Stromgrenze iL unweigerlich auf dem normalen
Stromgrenzwert iLU gehalten. Der minimale Stromgrenzwert iLMIN wird
gleich zu einem Wert gesetzt, der sich ergibt aus einer Subtraktion
eines gegenwärtigen
Werts, der einem Lenkunterstützungsdrehmoment
entspricht, der durch das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende
Servolenkungssystem 55 in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit
erzeugt wird, von einem Stromwert, der in der Lage ist ein derartiges
Lenkdrehmoment bereitzustellen, um beim Stoppen der Fahrspurfolgesteuerung
einen glatten Übergang
von dem automatischen Lenkbetrieb auf den manuellen Lenkbetrieb des
Fahrers zu ermöglichen.
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In
der Steuerkarte der 18 bestimmt die Steuereinheit 10 in ähnlicher
Weise die Stromgrenze iL in Übereinstimmung
mit der charakteristischen Linie LM3 in dem zweiten Quadranten des
Graphs für den
Fall einer Lenkrichtung weg von Neutral, und in Übereinstimmung mit einer charakteristischen
Linie LM4 in dem ersten Quadranten für den Fall einer Rückkehrrichtung
auf Neutral hin. In der charakteristischen Linie LM3 in dem zweiten
Quadranten für
die Lenkrichtung weg von Neutral, wird die Stromgrenze iL unweigerlich
auf den normalen Stromgrenzwert iLU gesetzt, bis der Absolutwert
der Lateralbeschleunigung den ersten eingestellten Wert Gy1 übersteigt. Wenn
der Absolutwert der Lateralbeschleunigung den ersten eingestellten
Wert Gy1 übersteigt,
wird die Stromgrenze iL verkleinert, und zwar bei der mittleren
Rate, die allmählicher
als die Rate in 17 ist, und zwar mit Anstieg
in dem Absolutwert der Lateralbeschleunigung. Wenn der Absolutwert
der Lateralbeschleunigung größer ist
als der zweite eingestellte Wert Gy2 ist, wird die Stromgrenze iL
unweigerlich auf einen minimalen Wert iMMIN gesetzt. Für den Fall
einer Rückkehrrichtung
auf Neutral hin, wird die Stromgrenze iL unweigerlich auf dem normalen Stromgrenzwert
iLU gehalten. Der minimale Stromgrenzwert iMMIN wird gleich zu einem
Wert gegeben, der sich ergibt aus einer Subtraktion eines Stromwerts,
der einem Lenkunterstützungsdrehmoment entspricht,
der durch das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Servolenkungssystem 55 in dem
Bereich mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird, von einem
Stromwert, der in der Lage ist ein derartiges Lenkdrehmoment bereitzustellen,
um beim Stoppen der Fahrspurfolgesteuerung einen sanften Übergang
von dem automatischen Lenkbetrieb auf den manuellen Lenkbetrieb
des Fahrers zu ermöglichen.
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In
der Steuerkarte der 19 bestimmt die Steuereinheit 10 in ähnlicher
Weise die Stromgrenze iL in Übereinstimmung
mit einer charakteristischen Linie LH3 in dem zweiten Quadranten
des Graphs für den
Fall einer Lenkrichtung weg von Neutral, und in Übereinstimmung mit einer charakteristischen
Linie LH4 in dem ersten Quadranten für den Fall der Rückkehrrichtung
auf Neutral hin. In der charakteristischen Linie LH3 in dem zweiten
Quadranten für
die Lenkrichtung weg von Neutral, wird die Stromgrenze iL unweigerlich
auf den normalen Stromgrenzwert iLU gesetzt, bis der Absolutwert
der Lateralbeschleunigung den ersten eingestellten Wert Gy1 übersteigt. Wenn
der Absolutwert der Lateralbeschleunigung den ersten gesetzten Wert
Gy1 übersteigt,
wird die Stromgrenze iL verkleinert, und zwar bei einer graduellen
Rate, die gradueller ist als die Rate für den Fall der 18,
und zwar mit Anstieg in dem Absolutwert der Lateralbeschleunigung.
Wenn der Absolutwert der Lateralbeschleunigung größer als
der zweite eingestellte Wert Gy2 ist, wird die Stromgrenze iL unweigerlich
auf einen minimalen Wert iHMIN gesetzt. Für den Fall der Rückkehrrichtung
auf Neutral hin, wird die Stromgrenze unweigerlich auf den normalen Stromgrenzwert
iLU gehalten. Der minimale Stromgrenzwert iHMIN wird gleich zu einem
Wert gesetzt, der sich ergibt aus einer Subtraktion eines Stromwerts,
der einem Lenkunterstützungsdrehmoment entspricht,
das durch das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Servolenkungssystem 55 in dem
Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird, von einem Stromwert,
der in der Lage ist ein derartiges Lenkdrehmoment zu erzeugen, das ein
sanfter Übergang,
beim Stoppen der Fahrspurfolgesteuerung, von dem automatischen Lenkbetrieb auf
den manuellen Lenkbetrieb des Fahrers ermöglicht wird. Der minimale Stromgrenzwert
iHMIN ist größer als
iMMIN, der wiederum höher
als iLMIN ist.
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In
der Steuerprozedur der 16 dienen die Schritte S21 und
S32~S34 als eine Einrichtung zum Unterscheiden der Lenkrichtung
und als Einrichtung zum Begrenzen des Ziellenkdrehmoments.
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Wenn
die laterale Beschleunigung Gy in einem Eckenfahrbetrieb bei einer
Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit
gleich zu oder kleiner wie V1 erzeugt wird, und der Absolutwert
der Lateralbeschleunigung kleiner als oder gleich wie ein erster
eingestellter Wert Gy1 ist, dann wird die Stromgrenze iL auf den
normalen Stromgrenzwert iLU gesetzt, der relativ hoch ist, aber den
Eingriff des Fahrers erlauben kann. Deshalb wird der Motorstrom
iM entsprechend zu der Straßenkrümmung ρ an den automatischen
Lenkmotor 16 geliefert. Somit kann das Steuersystem den
Kurs des Fahrzeugs richtig entlang einer Fahrspur steuern, indem
ein automatisches Lenkdrehmoment für eine automatische Fahrspurverfolgung
mit dem Motor 16 in einem Zustand erzeugt wird, der bereit
ist, um eine Lenkintervention des Fahrers zu ermöglichen.
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Wenn
der Absolutwert der Lateralbeschleunigung den ersten eingestellten
Wert Gy1 übersteigt, und
die Steuerlenkrichtung die Lenkrichtung weg von Neutral ist, wird
die Stromgrenze iL von dem normalen Wert iLU bei einer relativ steilen
Rate mit Zunahme in dem Absolutwert der Lateralbeschleunigung verkleinert.
Deshalb arbeitet das Steuersystem zum Begrenzen des Motorstroms
iM, der im Schritt S3 berechnet wird, auf eine Stromgrenze iL, die
kleiner als der normale Wert iLU ist, und beschränkt dadurch das automatische
Lenkdrehmoment in der Lenkrichtung weg von Neutral, in Anbetracht
eines großen Lenkunterstützungsdrehmoments,
das durch das Servolenkungssystem 55 erzeugt wird.
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Wenn
ein Motorversorgungsstrom iM für
den Lenkmotor 16 abrupt auf Null durch einen Ausfall wie eine
Abnormalität
in der Steuereinheit 10, eine Unterbrechung in dem Kabelbaum,
oder wenn eine Übertragung
des automatischen Lenkdrehmoments an die Lenkwelle 5 durch
eine abnormale Bedingung unterbrochen wird, um die Kupplung 17 von
einem eingerückten
Zustand in einen ausgerückten
Zustand zu bringen, verkleinert wird, dann beschränkt das
Steuersystem effektiv das automatische Lenkdrehmoment, das durch
den Motor 16 erzeugt wird, durch Beschränken des Motorversorgungsstroms
iM in der Lenkrichtung weg von Neutral. Deshalb wird das Lenkrad
durch ein Wiederherstellungsdrehmoment gedreht, welches sich ergibt
aus einer Subtraktion eines Reibungsdrehmoments in dem Lenksystem
von einem selbstausrichtenden Drehmoment TSA, sodass die Abweichung
zwischen dem automatischen Lenkdrehmoment während der Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuerung
und dem wiederherstellenden Drehmoment verkleinert wird. Das Steuersystem
kann somit eine abrupte Wiederherstellung auf einen Geradeauszustand
verhindern, wobei der Eingriff des Fahrers in den Lenkbetrieb ermöglicht wird
und die Fahrzeuglaufstabilität
sichergestellt wird.
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Wenn
der Absolutwert der Lateralbeschleunigung den zweiten eingestellten
Wert Gy2 als Folge einer Erhöhung
in der Straßenkrümmung ρ oder einer
Erhöhung
in der Fahrzeuggeschwindigkeit V übersteigt, dann wird die Stromgrenze
iL auf den minimalen Wert iLMIN gesetzt, um das automatische Lenkdrehmoment
auf den niedrigsten Grenzpegel zu begrenzen. Somit kann das Steuersystem
eine abrupte Änderung
in dem Lenkdrehmoment für
den Fall einer abnormalen Bedingung verhindern, den Zustand beibehalten,
der dem Fahrer erlaubt, einen Eingriff in den Lenkbetrieb leicht
auszuführen,
und kann die Laufstabilität
sicherstellen.
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Für den Fall
der Rückkehrrichtung,
bei der der gegenwärtige
Ziellenkwinkel θ*(n)
kleiner als der vorangehende Ziellenkwinkel θ*(n – 1) ist, wird die Stromgrenze
iL auf dem normalen Grenzwert iLU gehalten, um die Grenze anzuheben,
da das selbstausrichtende Drehmoment TSA in der gleichen Richtung wie
das Lenkdrehmoment wirkt, das durch den automatischen Lenkmotor 16 erzeugt
wird, um so die vorderen Räder 1FL und 1FR in
Richtung auf die Geradeausposition hin zurückzudrehen, wenn das automatische
Lenkdrehmoment abrupt in einer abnormalen Bedingung verringert wird.
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Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit V in dem mittleren oder hohen Geschwindigkeitsbereich
ist und der automatische Lenkbetrieb in der Lenkrichtung weg von
Neutral ist, dann nimmt das Lenkunterstützungsdrehmoment, das durch
das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Servolenkungssystem 55 ab
und demzufolge wird die Stromgrenze iL allmählicher in dem lateralen Beschleunigungsbereich
zwischen Gy1 und Gy2 entlang der Linie LM3 der 18 oder
der Linie LH3 in 19 verkleinert. Somit hebt das
Steuersystem die Grenze des automatischen Lenkdrehmoments im Vergleich
mit der Grenze für
den Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit an. Das Steuersystem
verkleinert die Abweichung zwischen dem automatischen Lenkdrehmoment
während
der Fahrspurfolge-Fahrzeugsteuerung
und dem wiederherstellenden Drehmoment wie in dem Bereich niedriger
Fahrzeuggeschwindigkeit, erlaubt den Eingriff des Fahrers in den
Lenkbetrieb, und stellt die Fahrzeuglaufstabilität sicher.
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Auch
in der dritten Ausführungsform
ist es möglich
die Steuerverstärkung,
wie in 15 gezeigt, zu verwenden. In
diesem Fall kann das Steuersystem die Stromgrenze iL berechnen,
die genau auf das Lenkunterstützungsdrehmoment
des Servolenkungssystems 55 angepasst ist, indem die Steuerverstärkung durch
einen Nachschlag von der Steuerverstärkungskarte der 15 bestimmt
wird und der normale Stromgrenzwert iLU mit der Steuerverstärkung multipliziert
wird.
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In
der zweiten und dritten Ausführungsform ist
das Servolenkungssystem 50 ein hydraulischer Typ. Jedoch
sind diese Ausführungsformen
nicht auf den hydraulischen Typ beschränkt. Das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit
ansprechende Servolenkungssystem kann ein elektrisches Servolenkungssystem sein,
das einen elektrischen Motor verwendet.
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In
den dargestellten Ausführungsformen
wird der Ziellenkwinkel θ*
für die
Fahrspurverfolgung in Übereinstimmung
mit dem Gierwinkel Φ,
der relativen Seitenabweichung y, und der Straßenkrümmung ρ berechnet. Es ist jedoch möglich den
Ziellenkwinkel mit verschiedenen anderen Vorgehensweisen zu bestimmen.
Der Ziellenkwinkel kann aus der relativen Seitenabweichung y und
der Straßenkrümmung ρ; oder aus
der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Straßenkrümmung ρ in Übereinstimmung mit der folgenden
Gleichung (3) berechnet werden: θ*
= (a + b)·ρ + (m·p·V2(b·Cr – a·Cf))/((a
+ b)Cf·Cr) (3)
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In
dieser Gleichung ist a ein Abstand zwischen der Vorderradachse und
dem Schwerpunkt des Fahrzeugs in einer Draufsicht, b ist ein Abstand zwischen
der hinteren Radachse und dem Schwerpunkt in der Draufsicht, m ist
die Masse des Fahrzeugs, Cf ist eine Eckenfahrtsteifigkeit für die linken und
rechten vorderen Räder,
und Cr ist eine Eckenfahrsteifigkeit für die linken und rechten hinteren
Räder.
Ferner kann zum Bestimmen des Ziellenkwinkels θ* die Straßenkrümmung ρ berechnet werden durch Bestimmen
eines gegenwärtigen
Fahrzeugorts durch eine Ortsbestimmungstechnologie wie ein GPS,
und durch Bestimmen der Straßenkrümmung vor
dem Fahrzeug aus einer Karteninformation eines Navigationssystems.
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Diese
Anmeldung basiert auf einer früheren japanischen
Patentanmeldung No. 2000-205488.
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Obwohl
die Erfindung voranstehend unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf
die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen
und Änderungen
der Ausführungsformen,
die voranstehend beschrieben wurden, liegen im Bereich des Fertigkeiten
des Durchschnittsfachmanns im Hinblick auf die obigen Lehren. Der
Umfang der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die beiliegenden Ansprüche definiert.