DE602005004330T2

DE602005004330T2 - Fahrzeuglenkung und Regelverfahren dafür

Info

Publication number: DE602005004330T2
Application number: DE602005004330T
Authority: DE
Inventors: Takayuki JTEKT CORPORATION Ohta; Minekazu JTEKT CORPORATION Momiyama; Hiroaki JTEKT CORPORATION Kato
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2025-05-26
Also published as: US20050273235A1; JP2005343315A; US7066295B2; EP1602559A2; DE602005004330D1; EP1602559A3; EP1602559B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Lenkanlage bzw. eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung sowie ein Steuerungsverfahren für die Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 6, wie es aus der DE 101 60 716 bekannt ist.
In jüngster Zeit sind Lenksteuerungssysteme vorgeschlagen worden, die den Lenkwinkel von gelenkten Rädern zur Steuerung des Giermoments eines Fahrzeugs auf der Grundlage eines Fahrzeugmodells (Fahrzeugbewegungsmodells) steuern, das durch eine Modellbildung einer Beziehung zwischen dem Bewegungszustand des Fahrzeugs und den Fahrzeugzustandsgrößen erhalten wird, wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit (siehe beispielsweise japanische Patentveröffentlichung Nr. 2002-254964 ). Ein derartiges Lenksteuerungssystem ist das intelligente Frontlenksystem (IFS-System).
Das IFS-System führt eine integrierte elektronische Steuerung bezüglich gelenkter Räder aus, wie beispielsweise eine variable Übersetzungsverhältnissteuerung, in der das Übertragungsverhältnis (Übersetzungsverhältnis), das das Verhältnis des Lenkwinkels der gelenkten Räder zu dem Drehwinkel des Lenkrads (Lenkraddrehwinkel) ist, auf der Grundlage der Fahrzeugszustandsgrößen variiert wird. Das IFS-System bestimmt die Lenkcharakteristik bzw. das Lenkverhalten des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Fahrzeugmodellberechnung und steuert den Lenkwinkel der gelenkten Räder, um das Verhalten des Fahrzeugs entsprechend dem Lenkverhalten zu stabilisieren.
Wenn das Fahrzeug beispielsweise untersteuert, werden die gelenkten Räder derart gesteuert, dass der Ist-Lenkwinkel, um den die gelenkten Räder gelenkt werden, verringert wird (Untersteuerungssteuerung). Somit wird das Fahrzeugverhalten auf einer Straße mit niedrigem μ stabilisiert, auf der das Fahrzeugverhalten wahrscheinlich instabil ist (siehe beispielsweise japanische Patentveröffentlichung Nr. 2004-1590 ).
Die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2004-1590 offenbarte Fahrzeug-Lenkvorrichtung bestimmt auf der Grundlage des Haftungsgrades der gelenkten Räder, ob die Untersteuerungssteuerung ausgeführt werden soll. Wenn jedoch der Haftungsgrad der gelenkten Räder geschätzt wird, muss das Lenkdrehmoment erfasst werden. Somit müssen hydraulische Servolenkvorrichtungen, die häufig in Gebrauch sind, mit einem Drehmomentsensor ausgestattet sein, der das Lenkdrehmoment elektrisch erfasst. Dies verkompliziert den Aufbau und erhöht die Herstellungskosten.
Die nachveröffentlichte Druckschrift EP-A-1 584 544 offenbart eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung zur Verbesserung eines Lenkgefühls, wenn der Winkel eines gelenkten Rades mit einem Motor verstellt wird. Eine IFS-Drehmomentkompensationseinheit umfasst eine Überlenkungs-IFS-Drehmomentkompensation-Verstärkungsberechnungseinheit, die eine größere IFS-Drehmomentkompensationsverstärkung erhält, wenn ein Steuerungszielelement während einer Überlenkungssteuerung zunimmt. Wenn ein Überlenkungszustand auftritt, gibt die IFS-Drehmomentkompensationssteuerungseinheit eine korrigierte Verstärkung aus, die auf der IFS-Drehmomentkompensationsverstärkung beruht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Fahrzeug-Lenkvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Steuern der Vorrichtung bereitzustellen, durch die das Verhalten eines Fahrzeugs bei einer Untersteuerung mit einem einfachen Aufbau stabilisiert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung gemäß Patentanspruch 6 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ersichtlich, die die Prinzipien der Erfindung als Beispiel veranschaulichen.
Die Erfindung kann zusammen mit zugehörigen Aufgaben und Vorteilen am Besten unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit der beigefügten Zeichnung verstanden werden.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung, die eine Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
2 ein Diagramm, das eine Variables-Übersetzungsverhältnis-Steuerung zeigt, die durch die in 1 gezeigte Vorrichtung ausgeführt wird,
3 ein Diagramm, das eine Variables-Übersetzungsverhältnis-Steuerung zeigt, die durch die in 1 gezeigte Vorrichtung ausgeführt wird,
4 ein Steuerungsblockschaltbild, das die Lenkvorrichtung gemäß 1 zeigt,
5 ein Flussdiagramm, das eine Berechnung zeigt, die durch eine in 4 gezeigte ECU 8 ausgeführt wird,
6 ein Steuerungsblockschaltbild einer IFS-Steuerung-Recheneinheit 35, die in 4 gezeigt ist,
7 ein Flussdiagramm, das eine IFS-Steuerungsberechnung zeigt, die durch die in 6 gezeigte IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 ausgeführt wird,
8 ein Steuerungsblockschaltbild, das eine Untersteuerungssteuerung betrifft, die durch eine Lenkverhalten-Recheneinheit 53 und eine US-Steuerung-Recheneinheit 56 ausgeführt wird, die in 6 gezeigt sind,
9 ein Flussdiagramm, das eine Lenkverhaltensberechnung zeigt, die durch die in 8 gezeigte Lenkverhalten-Recheneinheit 53 ausgeführt wird,
10 ein Diagramm, das einen Signalverlauf eines OS/US-Verhaltenswerts Val_st zeigt, der in der Verarbeitung gemäß 9 berechnet wird,
11 ein Diagramm, das ein dreidimensionales Kennfeld zeigt, das in einer in 8 gezeigten US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71 gespeichert ist,
12 einen Graphen, der eine Kennlinie zeigt, die den OS/US-Verhaltensswert Val_st betrifft, der in dem dreidimensionalen Kennfeld gemäß 11 gezeigt ist,
13 einen Graphen, der eine Kennlinie zeigt, die eine Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs betrifft, die in dem dreidimensionalen Kennfeld gemäß 11 gezeigt ist,
14 ein Steuerungsblockschaltbild, das eine IFS-Steuerung-Recheneinheit 75 gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und
15(a), 15(b) und 15(c) jeweils ein Steuerungsblockschaltbild, das eine in 14 gezeigte US-Steuerung-Kompensationswinkel-Recheneinheit 77 zeigt.
Nachstehend ist eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung bzw. eine Fahrzeug-Lenkanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Fahrzeug-Lenkvorrichtung ist mit einem Variables-Übersetzungsverhältnis-System versehen.
In 1 ist eine schematische Darstellung gezeigt, die eine Lenkvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie es in 1 gezeigt ist, ist eine Lenkwelleneinheit 3, an der ein Lenkrad 2 befestigt ist, mit einer Zahnstange 5 mit einem Zahnstangenmechanismus 4 verbunden. Eine Drehung der Lenkwelleneinheit 3, die durch eine Lenkung verursacht wird, wird in eine lineare Hin- und Herbewegung der Zahnstange 5 mittels des Zahnstangenmechanismus 4 umgewandelt. Entsprechend der linearen Hin- und Herbewegung der Zahnstange 5 wird der Lenkwinkel der gelenkten Räder 6, d. h. der Radwinkel verstellt. Dies wiederum ändert die Fahrrichtung des Fahrzeugs.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Lenkvorrichtung 1 eine Variables-Übersetzungsverhältnis-Betätigungseinrichtung bzw. ein Variables-Übersetzungsverhältnis-Stellglied 7 und eine ECU (IFSECU) 8. Die Variables-Übersetzungsverhältnis-Betätigungseinrichtung 7 fungiert als ein Variables-Übersetzungsverhältnis-Stellglied zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses (Übertragungsverhältnisses) der gelenkten Räder 6 zu dem Drehwinkel (Lenkraddrehwinkel) des Lenkrads 2. Die ECU 8 fungiert als eine Steuerungseinrichtung oder eine Steuereinheit zur Steuerung einer Betätigung der Variables-Übersetzungsverhältnis-Betätigungseinrichtung 7.
Genauer gesagt umfasst die Lenkwelleneinheit 3 eine erste Welle 9, an die das Lenkrad 2 gekoppelt ist, und eine zweite Welle 10, an die der Zahnstangenmechanismus 4 gekoppelt ist. Die Variables-Übersetzungsverhältnis-Betätigungseinrichtung 7 umfasst einen Differenzialmechanismus 11, der die erste Welle 9 und die zweite Welle 10 aneinander koppelt, sowie einen Motor 12 zur Ansteuerung des Differenzialmechanismus 11. Die Variables-Übersetzungsverhältnis-Betätigungseinrichtung 7 addiert eine durch den Motor 12 verursachte Drehung zu einer durch eine Lenkbetätigung verursachte Drehung der ersten Welle 9 und überträgt das Ergebnis zu der zweiten Welle 10, wodurch die Drehung der Lenkwelleneinheit 3, die zu dem Zahnstangenmechanismus 4 übertragen wird, vergrößert (oder verringert) wird.
Das heißt, wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, die Variables-Übersetzungsverhältnis-Betätigungseinrichtung 7 addiert einen Lenkwinkel (ACT-Winkel θta) der gelenkten Räder 6, der auf der Aktivierung des Motors 12 beruht, zu dem Lenkwinkel (Basislenkwinkel θts) der gelenkten Räder 6, der auf der Lenkbetätigung beruht, wodurch das Übersetzungsverhältnis der gelenkten Räder 6 zu dem Drehwinkel θs des Lenkrades 2 geändert wird. Die ECU 8 steuert die Variables-Übersetzungsverhältnis-Betätigungseinrichtung 7, indem die Aktivierung des Motors 12 gesteuert wird. Das heißt, die ECU steuert den ACT-Winkel θta, wodurch das Übersetzungsverhältnis der gelenkten Räder 6 geändert wird (Variables-Übersetzungsverhältnis-Steuerung).
Der Ausdruck „eine Drehung addieren" bezieht sich nicht nur auf einen Fall, in dem eine Addition von Drehwinkeln ausgeführt wird, sondern auch auf einen Fall, in dem eine Subtraktion von Drehwinkeln ausgeführt wird. Ebenso wird, wenn „das Übersetzungsverhältnis der gelenkten Räder 6 zu dem Lenkraddrehwinkel θs" als ein Gesamtübersetzungsverhältnis (Lenkraddrehwinkel θs/Radwinkel θt) ausgedrückt wird, das Gesamtübersetzungsverhältnis verringert (der Radwinkel θt wird vergrößert, siehe 2), wenn der ACT-Winkel θta, der in der gleichen Richtung wie der Basislenkwinkel θts ist, zu dem Basislenkwinkel θts addiert wird. Wenn der ACT-Winkel θta, der in der umgekehrten Richtung zu dem Basislenkwinkel θts ist, zu dem Basislenkwinkel θts addiert wird, wird das Gesamtübersetzungsverhältnis vergrößert (der Radwinkel θt wird verringert, siehe 3). Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Basislenkwinkel θts einem ersten Lenkwinkel, und der ACT-Winkel θta entspricht einem zweiten Lenkwinkel.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die ECU 8 mit einem Steuerungseinrichtungsbereichsnetzwerk bzw. Controller Area Network (CAN) 13 verbunden. Das Controller Area Network 13 ist mit Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugzustandsgrößen verbunden. Genauer gesagt ist das Controller Area Network 13 mit einem Lenkraddrehwinkelsensor 14, Fahrzeugradgeschwindigkeitssensoren 16a, 16b, einem Radwinkelsensor 17, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19, einem Bremssensor 20, einem Giergeschwindigkeitssensor 21 und einem Seitenbeschleunigungssensor (Seiten-G-Sensor) 22 verbunden. Die durch die Sensoren erfassten Fahrzeugzustandsgrößen oder der Lenkraddrehwinkel θs, die Fahrzeugradgeschwindigkeiten Vtr, Vtl, der Radwinkel θt, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, ein Bremssignal Sbk, die Fahrzeuggiergeschwindigkeit Ry und die Seitenbeschleunigung Fs werden der ECU 8 über das Controller Area Network 13 eingegeben. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Rutschwinkel bzw. Schlupfwinkel θsp auf der Grundlage der Giergeschwindigkeit Ry und der Seitenbeschleunigung Fs erfasst. Der Schlupfwinkel θsp bezieht sich auf eine Abweichung der Ausrichtung des Fahrzeugkörpers in Bezug auf die Fahrrichtung oder den Schlupfwinkel des Fahrzeugskörpers. Auf der Grundlage der Fahrzeugzustandsgrößen, die durch das Controller Area Network 13 eingegeben werden, führt die ECU 8 eine Steuerung des variablen Übersetzungsverhältnisses bzw. eine Variables-Übersetzungsverhältnis-Steuerung aus.
Die Lenkvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine hydraulische Servolenkvorrichtung. Eine Hydraulikpumpe 24 setzt eine Flüssigkeit unter Druck und schickt die Flüssigkeit zu einem Leistungszylinder 26 bei der Zahnstange 5 über ein Drehventil 25, das in einem (nicht gezeigten) Torsionsstab bereitgestellt ist, der sich bei dem Abschnitt befindet, der nahe zu der Lenkwelleneinheit 3 ist. Der Druck der dem Leistungszylinder 26 zugeführten Flüssigkeit (hydraulischer Druck) drückt die Zahnstange 5 in die Bewegungsrichtung der Flüssigkeit, so dass eine Unterstützungskraft auf das Lenksystem aufgebracht wird.
Als nächstes sind der elektrische Aufbau der Lenkvorrichtung 1 und die Steuerung der Vorrichtung 1 beschrieben.
In 4 ist ein Steuerungsblockschaltbild gezeigt, das die Lenkvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Wie es in 4 gezeigt ist, weist die ECU 8 einen Mikrocomputer 33, der ein Motorsteuerungssignal ausgibt, und eine Ansteuerungsschaltung 34 auf, die auf der Grundlage des Motorsteuerungssignals dem Motor Leistung zuführt. Jeder der nachstehend beschriebenen Steuerungsblöcke ist in Computerprogrammen realisiert, die durch den Mikrocomputer 33 ausgeführt werden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Motor 12, der die Variables-Übersetzungsverhältnis-Betätigungseinrichtung 7 ansteuert bzw. antreibt, ein bürstenloser Motor. Die Ansteuerungsschaltung 34 führt auf der Grundlage des eingegebenen Motorsteuerungssignals dem Motor 12 eine Leistung mit drei Phasen (U, V, W) zu.
Der Mikrocomputer 33 weist eine IFS-Steuerung-Recheneinheit 35, eine Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 und eine LeadSteer-Steuerung- bzw.
Vorhaltelenksteuerung-Recheneinheit (LeadSteer-Steuerung-Recheneinheit) 37 auf, die ein Zielelement und ein Steuerungssignal des ACT-Winkels θta auf der Grundlage der eingegebenen Fahrzeugzustandsgrößen berechnen.
Genauer gesagt empfängt die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 den Lenkraddrehwinkel θs, die Fahrzeuggeschwindigkeiten Vtr, Vtl, den Radwinkel θt, den Schlupfwinkel θsp, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, das Bremssignal Sbk, die Giergeschwindigkeit Ry und die Seitenbeschleunigung Fs. Auf der Grundlage dieser Fahrzeugszustandsgrößen berechnet die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 ein Steuerungszielelement und ein Steuerungssignal des ACT-Winkels θta. Genauer gesagt berechnet die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 einen IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs** als ein Steuerungszielelement des ACT-Winkels θta, um das Verhalten des Fahrzeugs durch eine Steuerung des Giermoments des Fahrzeugs zu stabilisieren. Die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 berechnet ebenso Steuerungssignale, wie beispielsweise eine US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, einen Fahrerlenkzustand und einen OS/US-Eigenschaftswert bzw. OS/US-Verhaltenswert (IFS-Steuerungsberechnung).
Das Verhalten des Fahrzeugs in der Gierrichtung wird als Lenkverhalten ausgedrückt. Das Lenkverhalten bezieht sich auf eine Eigenschaft bzw. ein Verhalten, das die Differenz zwischen einem von einem Fahrer erwarteten Fahrzeugdrehwinkel und dem tatsächlichen bzw. Ist-Fahrzeugdrehwinkel betrifft, wenn der Fahrer eine Lenkbetätigung ausführt. Der Fahrzeugdrehwinkel kann als die Fahrzeugfahrrichtung bezeichnet werden, wenn sich das Fahrzeug konstant dreht. Ein Zustand, in dem der Ist-Drehwinkel größer als der erwartete Drehwinkel ist, wird als eine Übersteuerung (OS) bzw. ein Übersteuern bezeichnet. Ein Zustand, in dem der Ist-Drehwinkel kleiner als der erwartete Drehwinkel ist, wird als eine Untersteuerung (US) bzw. ein Untersteuern bezeichnet. Ein Zustand, in dem keine Differenz zwischen den Drehwinkeln vorhanden ist, wird als ein neutrales Lenken bzw. Steuern (NS) bezeichnet. Der durch den Fahrer erwartete Fahrzeugdrehwinkel kann in dem Fahrzeugmodell durch einen theoretischen Wert ersetzt werden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet, wenn das Lenkverhalten ein Übersteuern ist, die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 einen IFS_ACT-Anweisungswert θifs** als ein Steuerungszielelement des ACT-Winkels θta zum Anlegen eines Lenkwinkels in der entgegengesetzten Richtung (Gegenlenkung) zu der Richtung des Giermoments der gelenkten Räder 6 (Übersteuerungsteuerung). Wenn das Lenkverhalten ein Untersteuern ist, berechnet die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 eine US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus zur Verringerung des Ist-Lenkwinkels (Radwinkel θt) der gelenkten Räder 6 (Untersteuerungssteuerung).
Die Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 empfängt den Lenkraddrehwinkel θs, den Radwinkel θt, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, die durch die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 berechnet wird. Auf der Grundlage dieser Fahrzeugzustandsgrößen (und des Steuerungssignals) berechnet die Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 einen Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr* als ein Steuerungszielelement zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn das Lenkverhalten ein Untersteuern ist, der Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr* wie der Ist-Lenkwinkel (Lenkwinkel θt) der gelenkten Räder 6 auf der Grundlage der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus berechnet.
Die Vorhaltelenksteuerung-Recheneinheit 37 empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs. Die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs wird durch Differenzieren des Lenkraddrehwinkels θs berechnet (dies trifft auch nachfolgend zu). Auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs berechnet die Vorhaltelenksteuerung-Recheneinheit 37 einen LS_ACT-Anweisungswinkel θls* als ein Steuerungszielelement zur Verbesserung der Reaktion des Fahrzeugs entsprechend der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs.
Die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35, die Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 und die Vorhaltelenksteuerung-Recheneinheit 37 geben die berechneten Steuerungszielelemente, d. h. den IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs**, den Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr* und den LS_ACT-Anweisungswinkel θls*^, an einen Addierer 38a aus. Der Addierer 38a überlagert dann den IFS_ACT-Anweisungswinkel ifs**, den Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr* und den LS_ACT-Anweisungswinkel θls* übereinander, wodurch ein ACT-Anweisungswinkel θta* berechnet wird, der ein Steuerungsziel des ACT-Winkels θta ist.
Der durch den Addierer 38a berechnete ACT-Anweisungswinkel θta* wird in eine FF-Steuerung-Recheneinheit 39 und eine FB-Steuerung-Recheneinheit 34 eingegeben. Die FB-Steuerung-Recheneinheit 34 empfängt den ACT θta, der durch einen an dem Motor 12 bereitgestellten Drehwinkelsensor 41 erfasst wird. Die FF-Steuerung-Recheneinheit 39 führt eine Vorkopplungsberechnung bzw. Feedforward-Berechnung auf der Grundlage des eingegebenen ACT-Anweisungswinkels θta* aus, um eine Steuerungsgröße εff zu berechnen. Die FB-Steuerung-Recheneinheit 40 führt eine Rückkopplungsberechnung bzw. Feedback-Berechnung auf der Grundlage des ACT-Anweisungswinkels θta* und des ACT-Winkels θta aus, um eine Steuerungsgröße εfb zu berechnen.
Die FF-Steuerung-Recheneinheit 39 und die FB-Steuerung-Recheneinheit 40 geben die berechnete Steuerungsgröße εff und die berechnete Steuerungsgröße εfb an einen Addierer 38b aus. Die Steuerungsgröße εff und die Steuerungsgröße εfb werden in dem Addierer 38b einander überlagert und in eine Motorsteuerungssignalausgabeeinheit 42 als eine elektrische Stromanweisung eingegeben. Auf der Grundlage der eingegebenen Stromanweisung erzeugt die Motorsteuerungssignalausgabeeinheit 42 ein Motorsteuerungssignal und gibt das Signal an die Ansteuerungsschaltung 34 aus.
Das heißt, wie es in dem Flussdiagramm gemäß 5 gezeigt ist, der Mikrocomputer 33 erhält die Sensorwerte von den Sensoren als Fahrzeugzustandsgrößen (Schritt 101). Dann führt der Mikrocomputer 33 eine IFS-Steuerungsberechnung aus (Schritt 102). Nachfolgend führt der Mikrocomputer 33 eine Variables-Übersetzungsverhältnis-Steuerungsberechnung (Schritt 103) und eine Vorhaltelenksteuerungsberechnung (Schritt 104) aus. Dann überlagert der Mikrocomputer 33 den IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs**, den Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr* und den LS_ACT-Anweisungswinkel θls*, die durch die Berechnung der Schritte 102 bis 104 berechnet werden, übereinander, wodurch der ACT-Anweisungswinkel θta* berechnet wird, der ein Steuerungsziel ist.
Auf der Grundlage des berechneten ACT-Anweisungswinkels θta* führt der Mikrocomputer 33 eine Feedforward-Berechnung (Schritt 105) und eine Feedback-Berechnung (Schritt 106) aus, um eine elektrische Stromanweisung zu berechnen. Auf der Grundlage der elektrischen Stromanweisung gibt der Mikrocomputer 33 ein Motorsteuerungssignal aus (Schritt 107).
Eine IFS-Steuerung-Berechnungsverarbeitung bei dem IFS in der IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 ist nachstehend beschrieben.
In 6 ist ein Steuerungsblockschaltbild gezeigt, das die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 zeigt. Wie es in 6 gezeigt ist, umfasst die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 eine Fahrzeugmodell-Recheneinheit 51, eine Geteilte-Reibung-Straßenbestimmungseinheit 52, eine Lenkverhalten-Recheneinheit 53, eine Fahrerlenkzustand-Recheneinheit 54, eine OS-Steuerung-Recheneinheit 55, eine US-Steuerung-Recheneinheit 56, eine Steuerungseinschalt-/Ausschalt-Bestimmungseinheit 57, eine IFS_ACT-Anweisungswinkel-Recheneinheit 58 und eine Zählerkorrektur-Recheneinheit 59.
Die Fahrzeugmodell-Recheneinheit 51 empfängt den Lenkraddrehwinkel θs und die Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Auf der Grundlage des Lenkraddrehwinkels θs und der Fahrzeuggeschwindigkeit V führt die Fahrzeugmodell-Recheneinheit 51 eine Modellberechnung aus, um eine Sollgiergeschwindigkeit Ry0 und einen Sollschlupfwinkel θsp0 zu berechnen.
Das Berechnungsverfahren zur Berechnung der Sollgiergeschwindigkeit Ry0 und des Sollschlupfwinkels θsp0 aus dem Lenkraddrehwinkel θs und der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Grundlage der Fahrzeugmodellberechnung in der Fahrzeugmodell-Recheneinheit 51 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, d. h. auf der Grundlage des Fahrzeugmodells ist beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2002-254962 offenbart. Die Beschreibung des Verfahrens hierfür ist weggelassen.
Die Geteilte-Reibung-Straßenbestimmungseinheit 52 empfängt die Radgeschwindigkeiten Vtr, Vtl, den Radwinkel et, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Bremssignal Sbk. Auf der Grundlage dieser Fahrzeugzustandsgrößen bestimmt die Geteilte-Reibung-Straßenbestimmungseinheit 52, ob sich das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit einem geteilten Reibungskoeffizienten befindet, oder ob sich die Räder auf der linken Seite und die Räder auf der rechten Seite auf Oberflächen mit signifikant unterschiedlichen Reibungskoeffizienten (Geteiltes-μ-Straßenoberfläche) befinden. Genauer gesagt bestimmt die Geteilte-Reibung-Straßenbestimmungseinheit 52, ob sich das Fahrzeug in einem Bremszustand unter einer Geteiltes-μ-Bedingung, d. h. unter einer Geteiltes-μ-Bremsbedingung befindet (Geteilte-Reibung-Straßenbestimmung).
Die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 empfängt den Lenkraddrehwinkel es, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Giergeschwindigkeit Ry und die Sollgiergeschwindigkeit Ry0, die in der Fahrzeugmodell-Recheneinheit 51 berechnet wird. Auf der Grundlage dieser Fahrzeugzustandsgrößen berechnet die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 das Lenkverhalten des Fahrzeugs, d. h. welche einer Übersteuerung, einer Untersteuerung und einer neutralen Steuerung bei dem Fahrzeug vorliegt. Die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 berechnet den OS/US-Verhaltenswert (Lenkverhaltenswert), der das berechnete Lenkverhalten darstellt (Lenkverhaltensberechnung). Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der OS/US-Verhaltenswert als ein variabler Wert ausgegeben, der als ein analoger Wert fungiert, der sich kontinuierlich entsprechend dem Lenkverhalten des Fahrzeugs ändert. Wenn das Vorzeichen des OS/US-Verhaltenswerts positiv ist, zeigt der OS/US-Verhaltenswert ein OS-Verhalten an. Wenn das Vorzeichen des OS/US-Verhaltenswert negativ ist, zeigt der OS/US-Verhaltenswert ein US-Verhalten an.
Die Fahrerlenkzustand-Recheneinheit 54 empfängt den Lenkraddrehwinkel θs und die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs. Auf der Grundlage des Lenkraddrehwinkels θs und der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs berechnet die Fahrerlenkzustand-Recheneinheit 54 den Lenkzustand des Fahrers, d. h. sie berechnet, ob die Lenkbetätigung des Fahrers ein „weiteres Lenken" zur Vergrößerung des Absolutbetrags des Lenkraddrehwinkels θs oder ein „Zurücklenken" zur Verringerung des Absolutbetrags des Lenkraddrehwinkels θs ist (die Fahrerlenkzustandsberechnung).
Die OS-Steuerung-Recheneinheit 55 umfasst eine Giergeschwindigkeit-FB-Recheneinheit 61, eine Schlupfwinkel-FB-Recheneinheit 62 und eine Gierwinkel-FB-Recheneinheit 63. Diese FB-Recheneinheiten führen jeweils eine Feedback-Berechnung aus, so dass eine entsprechende Fahrzeugzustandsgröße einen Zielwert bzw. Sollwert sucht.
Genauer gesagt empfängt die Giergeschwindigkeit-FB-Recheneinheit 61 die Giergeschwindigkeit Ry und die Sollgiergeschwindigkeit Ry0, die in der Fahrzeugmodell-Recheneinheit 51 berechnet wird. Die Giergeschwindigkeit-FB-Recheneinheit 61 führt eine Feedback-Berechnung auf der Grundlage einer Abweichung ΔRy aus. Genauer gesagt multipliziert die Giergeschwindigkeit-FB-Recheneinheit 61 die Abweichung ΔRy mit einer proportionalen FB-Verstärkung KP, um einen proportionalen Giergeschwindigkeit-FB-Anweisungswinkel θRyp* zu berechnen. Die Giergeschwindigkeit-FB-Recheneinheit 61 multipliziert ebenso eine Differenziationsgröße der Abweichung ΔRy mit einer Differenziation-FB-Verstärkung KD, um einen Giergeschwindigkeit-Differenziation-FB-Anweisungswinkel ΔRyd* zu berechnen (Giergeschwindigkeit-FB-Berechnung).
Die Schlupfwinkel-FB-Recheneinheit 62 empfängt den Schlupfwinkel θsp und den Sollschlupfwinkel θsp0, der durch die Fahrzeugmodell-Recheneinheit 51 berechnet wird. Die Schlupfwinkel-FB-Recheneinheit 62 multipliziert eine Abweichung Δθsp mit einer Schlupfwinkel-FB-Verstärkung Kslip, wodurch ein Schlupfwinkel-FB-Anweisungswinkel θsp* berechnet wird (Schlupfwinkel-FB-Berechnung).
Die Gierwinkel-FB-Recheneinheit 63 empfängt die Sollgiergeschwindigkeit Ry0 und die Giergeschwindigkeit Ry. Die Gierwinkel-FB-Recheneinheit 63 umfasst eine Sollgierwinkel-Recheneinheit 63a und eine Gierwinkel-Recheneinheit 63b. Die Sollgierwinkel-Recheneinheit 63a integriert die empfangene Sollgiergeschwindigkeit Ry0, um einen Sollgierwinkel θy0 zu berechnen. Gleichsam integriert die Gierwinkel-Recheneinheit 63b die eingegebene Giergeschwindigkeit Ry, um einen Gierwinkel θy zu berechnen. Die Gierwinkel-FB-Recheneinheit 63 multipliziert eine Abweichung Δθy mit einer Gierwinkel-FB-Verstärkung Kyaw, wodurch ein Gierwinkel-FB-Anweisungswinkel θy* berechnet wird (Gierwinkel-FB-Berechnung).
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt die Gierwinkel-FB-Recheneinheit 63 ein Bestimmungsergebnis der Geteilte-Reibung-Straßenbestimmungseinheit 52 als einen Auslöser. Wenn die Geteilte-Reibung-Straßenbestimmungseinheit 52 bestimmt, dass sich das Fahrzeug nicht in einem Geteiltes-μ-Bremszustand befindet, führt die Gierwinkel-FB-Recheneinheit 63 die Gierwinkel-FB-Berechnung nicht aus.
Die vorstehend beschriebenen Steuerungszielelemente, die die Fahrzeugzustandsgrößen betreffen, die in der Giergeschwindigkeit-FB-Recheneinheit 61, der Schlupfwinkel-FB-Recheneinheit 62 und der Gierwinkel-FB-Recheneinheit 63 berechnet werden, d. h. der proportionale Giergeschwindigkeit-FB-Anweisungswinkel θRyp*, der Giergeschwindigkeit-Differenziation-FB-Anweisungswinkel θRyd*, der Schlupfwinkel-FB-Anweisungswinkel θsp* und der Gierwinkel-FB-Anweisungswinkel θy* werden in den Addierer 64 eingegeben. Die OS-Steuerung-Recheneinheit 55 überlagert bei dem Addierer 64 diese Steuerungszielelemente übereinander, um einen OS-Steuerung-ACT-Anweisungswinkel θos* als das Steuerungszielelement des ACT-Winkels θta zu berechnen, wenn das Lenkverhalten ein Übersteuern ist, d. h. ein Steuerungszielelement, das einen Lenkwinkel in der umgekehrten Richtung (Gegensteuern) zu der Richtung des Giermoments der gelenkten Räder 6 addiert (OS-Steuerungsberechnung).
Die US-Steuerung-Recheneinheit 56 empfängt den Lenkraddrehwinkel es und die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs, sowie den in der Lenkverhalten-Recheneinheit 53 berechneten OS/US-Verhaltenswert. Auf der Grundlage dieser Fahrzeugszustandsgrößen berechnet die US-Steuerung-Recheneinheit 56 die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus (US-Steuerungsberechnung).
Die US-Steuerung-Recheneinheit 56 empfängt ein Steuerungseinschalt-/Ausschaltsignal, das ein Bestimmungsergebnis der (nachstehend beschriebenen) Steuerungseinschalt-/Ausschaltbestimmung ist, die durch die Steuerungseinschalt-/Ausschaltbestimmungseinheit 57 ausgeführt wird. Wenn das Steuerungseinschalt-/Ausschaltsignal „US-Steuerung EIN" anzeigt, sendet die US-Steuerung-Recheneinheit 56 die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, die durch die US-Steuerungsberechnung berechnet worden ist, zu der Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36. Wenn das Steuerungseinschalt-/Ausschaltsignal von der Steuerungseinschalt-/Ausschaltbestimmungseinheit 57 "US-Steuerung EIN" nicht anzeigt, setzt die US-Steuerung-Recheneinheit 56 die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus auf 1 und gibt die Verstärkung Kus an die Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 aus.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt die Steuerungseinschalt-/Ausschaltbestimmungseinheit 57 die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Giergeschwindigkeit Ry, die Seitenbeschleunigung Es und den durch die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 berechneten OS/US-Verhaltenswert. Auf der Grundlage dieser Fahrzeugzustandsgrößen bestimmt die Steuerungseinschalt-/Ausschaltbestimmungseinheit 57, ob die Übersteuerungssteuerung (OS-Steuerung) auf der Grundlage des durch die OS-Steuerung-Recheneinheit 55 berechneten OS-Steuerung-ACT-Anweisungswinkels θos* oder die Untersteuerungssteuerung (US-Steuerung) auf der Grundlage der durch die US-Steuerung-Recheneinheit 56 berechneten US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus auszuführen ist (die Steuerungseinschalt-/Ausschaltbestimmung).
Die Steuerungseinschalt-/Ausschaltbestimmungseinheit 57 sendet ein Bestimmungsergebnis der Steuerungseinschalt-/Ausschaltbestimmung, oder ein Steuerungseinschalt-/Ausschaltsignal, zu der US-Steuerung-Recheneinheit 56 und der IFS_ACT-Anweisungswinkel-Recheneinheit 58. Das Steuerungseinschalt-/Ausschaltsignal ist entweder „OS-Steuerung EIN" zur Ausführung der OS-Steuerung, oder „US-Steuerung EIN" zur Ausführung der US-Steuerung, oder „Steuerung AUS" zur Ausführung keiner der Steuerungen. Die IFS_ACT-Anweisungswinkel-Recheneinheit 58 empfängt das Steuerungseinschalt-/Ausschaltsignal und den OS-Steuerung-ACT-Anweisungswinkel θos*, der durch die OS-Steuerung-Recheneinheit 55 berechnet wird. Die IFS_ACT-Anweisungswinkel-Recheneinheit 58 berechnet einen IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs* auf der Grundlage des OS-Steuerung-ACT-Anweisungswinkels θos* und des Steuerungseinschalt-/Ausschaltsignals (IFS_ACT-Anweisungswinkelberechnung).
Genauer gesagt stellt, wenn das eingegebene Steuerungseinschalt-/Ausschaltsignal „OS-Steuerung EIN" ist, die IFS_ACT-Anweisungswinkel-Recheneinheit 58 den OS-Steuerung-ACT-Anweisungswinkel θos* als den IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs* ein. Wenn das Steuerungseinschalt-/Ausschaltsignal nicht „OS-Steuerung EIN" ist, stellt die IFS_ACT-Anweisungswinkel-Rrecheneinheit 58 0 als den IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs* ein.
Die Zählerkorrektur-Recheneinheit 59 empfängt den IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs* und den Fahrerlenkzustand, der durch die Fahrerlenkzustand-Recheneinheit 54 berechnet wird. Auf der Grundlage des eingegebenen Fahrerlenkzustands führt die Zählerkorrektur-Recheneinheit 59 eine Berechnung zum Korrigieren des IFS_ACT-Anweisungswinkels θifs* aus und gibt den korrigierten IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs** aus (Zählerkorrekturberechnung). Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Fahrerlenkzustand in die Zählerkorrektur-Recheneinheit 59 als eine Zählerkorrekturverstärkung eingegeben. Die Zählerkorrektur-Recheneinheit 59 multipliziert den IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs* mit der Zählerkorrekturverstärkung zur Berechnung des IFS_ACT-Anweisungswinkels θifs** in der Zählerkorrekturberechnung.
Die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 führt die IFS-Steuerungsberechnung aus, indem Berechnungsverarbeitungen (Bestimmungsverarbeitungen) durch die Recheneinheiten (Bestimmungseinheiten) in der nachstehend beschriebenen Art und Weise ausgeführt werden.
Das heißt, wie es in dem Flussdiagramm gemäß 7 gezeigt ist, die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 führt zuerst die Fahrzeugmodellberechnung aus (Schritt 201) und führt dann die Geteilte-Reibung-Straßenbestimmung aus (Schritt 202). Die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 führt dann die Lenkverhaltensberechnung aus (Schritt 203) und führt nachfolgend eine Fahrerlenkzustandsberechnung aus (Schritt 204).
Als nächstes führt auf der Grundlage der Sollgiergeschwindigkeit Ry0 und des Sollschlupfwinkels θsp0, die in der Fahrzeugmodellberechnung in Schritt 201 berechnet werden, die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 die Giergeschwindigkeit-FB-Berechnung und die Schlupfwinkel-FB-Berechnung aus (Schritt 205). Unter Verwendung des Bestimmungsergebnisses in der Geteilte-Reibung-Straßenbestimmung in Schritt 202 als ein Auslöser führt die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 die Gierwinkel-FB-Berechnung aus (Schritt 206).
Durch die FB-Berechnung in jedem der Schritte 205 und 206 berechnet die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 Steuerungszielelemente, die einer jeweiligen der Fahrzeugzustandsgrößen entsprechen, und überlagert diese Steuerungszielelemente zur Berechnung des OS-Steuerung-ACT-Anweisungswinkels θos* als ein Steuerungszielelement des ACT-Winkels θta, der eine Basis für die OS-Steuerung ist.
Nachfolgend führt die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 die US-Steuerungsberechnung (Schritt 207) sowie die Steuerungseinschalt-/Ausschaltbestimmung (Schritt 208) aus. Dann gibt auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses in Schritt 208 die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus für die US-Steuerung aus, oder sie führt eine IFS_ACT-Anweisungswinkelberechnung zur Berechnung des IFS_ACT-Anweisungswinkels θifs* aus, der ein Steuerungszielelement des ACT-Winkels θta für die OS-Steuerung ist (Schritt 209). Wenn der Schritt 209 ausgeführt worden ist, führt die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 eine Zählerkorrekturberechnung auf der Grundlage des in dem Schritt 204 berechneten Fahrerlenkzustands aus und gibt den korrigierten IFS_ACT-Anweisungswinkel θifs** aus (Schritt 210).
Die Untersteuerungssteuerung (US-Steuerung) der Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend beschrieben.
In 8 ist ein auf die US-Steuerung bezogenes Steuerungsblockschaltbild gezeigt, das die IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 zeigt. In 9 ist ein Flussdiagramm der Lenkverhaltensberechnung in der Lenkverhalten-Recheneinheit 53 gezeigt.
Wie es in 8 gezeigt ist, berechnet die Lenkverhalten-Recheneinheit 53, die als eine Recheneinheit und Korrektureinheit fungiert, einen variablen Wert, der als ein analoger Wert fungiert, der kontinuierlich entsprechend dem Fahrzeuglenkverhalten auf der Grundlage der eingegebenen Fahrzeugzustandsgrößen variiert. Die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 sendet den analogen Wert zu der US-Steuerung-Recheneinheit 56 als einen OS/US-Verhaltenswert Val_st.
Genauer gesagt berechnet die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 einen Differenzwert ΔRy' zwischen der erfassten Ist-Giergeschwindigkeit Ry' (Ry' = Ry) und einer durch die Fahrzeugmodell-Recheneinheit 51 berechneten Sollgiergeschwindigkeit Ry0' (Ry0' = Ry0) und gibt den Differenzwert ΔRy' an die US-Steuerung-Recheneinheit 56 als einen OS/US-Verhaltenswert Val_st aus. Wenn der eingegebene OS/US-Verhaltenswert Val_st in einem Bereich liegt, der das US-Verhalten anzeigt, berechnet die US-Steuerung-Recheneinheit 56 einen größeren Wert der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, da der OS/US-Verhaltenswert Val_st einen stärkeren (deutlicheren) US-Verhalten-Größer-Wert anzeigt. Das heißt, die US-Steuerung-Recheneinheit 56 berechnet die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus derart, dass der Ist-Lenkwinkel (Radwinkel et) der gelenkten Räder 6 in Bezug auf den Lenkraddrehwinkel θs verringert (verlangsamt) wird, wobei sie die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus an die Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 ausgibt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel subtrahiert die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 die Sollgiergeschwindigkeit Ry0' von der Ist-Giergeschwindigkeit Ry' zur Berechnung des Differenzwerts ΔRy' (ΔRy' = Ry' – Ry0'). Folglich weist, wenn die Ist-Giergeschwindigkeit Ry' größer als die Soll-Giergeschwindigkeit Ry0' ist, d. h. wenn das OS-Verhalten vorhanden ist, der OS/US-Verhaltenswert Val_st einen positiven Wert auf, wobei gilt, je stärker die Tendenz zu dem OS-Verhalten ist, desto größer wird der OS/US-Verhaltenswert Val_st. Wenn die Sollgiergeschwindigkeit Ry0' größer als die Ist-Giergeschwindigkeit Ry' ist, d. h., wenn die Sollgiergeschwindigkeit Ry0' ein US-Verhalten aufweist, weist der OS/US-Verhaltenswert Val_st einen negativen Wert auf, wobei gilt, je stärker die Tendenz zu dem US-Verhalten ist, desto größer wird der OS/US-Verhaltenswert Val_st. Wenn der eingegebene OS/US-Verhaltenswert Val_st einen negativen Wert aufweist, gilt, je größer der eingegebene OS/US-Verhaltenswert Val_st ist, desto größer ist die US-Steuerung-Variables- Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, die zu der Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 durch die US-Steuerung-Recheneinheit 56 ausgegeben wird. Das heißt, wenn der Differenzwert ΔRy', der ein variabler Wert ist, anzeigt, dass das Lenkverhalten ein Untersteuern ist, steuert die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 die Variables-Übersetzungsverhältnis-Betätigungseinrichtung 7, um den zweiten Lenkwinkel (den ACT-Winkel θta) derart zu ändern, dass gilt, je größer das durch den Differenzwert ΔRy' angezeigte Untersteuern ist, desto kleiner wird der Lenkwinkel der gelenkten Räder 6 (der Radwinkel θt) bezüglich des Drehwinkels θs des Lenkrades 2.
Ein großer negativer Wert bezieht sich auf einen Wert, der ein negatives Vorzeichen und einen großen Absolutwert aufweist. Das heißt, je stärker das US-Verhalten ist, desto kleiner wird der OS/US-Verhaltenswert Val_st (ein größerer negativer Wert).
Ebenso berechnet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 den Differenzwert ΔRy' und einen differenzierten Differenzwert dRy', der durch ein Differenzieren des Differenzwerts ΔRy' (in Bezug auf die Zeit t) erhalten wird. Wenn der differenzierte Differenzwert dRy' in einem Bereich liegt, in dem das US-Verhalten vergrößert ist (deutlicher ist), korrigiert die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 den OS/US-Verhaltenswert Val_st, so dass gilt, je stärker die Tendenz ist, die durch den differenzierten Differenzwert dRy' angezeigt wird, desto mehr wird das US-Verhalten vergrößert, die durch den OS/US-Verhaltenswert Val_st angezeigt wird. Das heißt, wenn der differenzierte Differenzwert dRy' anzeigt, dass eine Untersteuerung vergrößert wird, steuert die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 den OS/US- Verhaltenswert Val_st derart, dass gilt, je größer der Änderungsgrad der Untersteuerung ist, der durch den differenzierten Differenzwert dRy' angezeigt wird, desto größer wird die Untersteuerung, die durch den OS/US-Verhaltenswert Val_st angezeigt wird.
Wenn es eine Tendenz gibt, dass das US-Verhalten zunimmt, weist der differenzierte Differenzwert dRy' einen negativen Wert auf, wobei gilt, je stärker die Tendenz ist, desto größer wird der differenzierte Differenzwert dRy'. Wenn es eine Tendenz gibt, dass das US-Verhalten abnimmt, weist der differenzierte Differenzwert dRy' einen positiven Wert auf, wobei gilt, je stärker die Tendenz ist, desto größer wird der differenzierte Differenzwert dRy'. Folglich korrigiert, wenn der differenzierte Differenzwert dRy' einen größeren negativen Wert aufweist, die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 den OS/US-Verhaltenswert Val_st (Differenzwert ΔRy'), um einen größeren negativen Wert aufzuweisen, auf der Grundlage des differenzierten Differenzwerts dRy', wobei sie den korrigierten Wert an die US-Steuerung-Recheneinheit 56 ausgibt.
Genauer gesagt führt, wie es in 9 gezeigt ist, die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 zuerst eine Differenzwertberechnung zwischen der Ist-Giergeschwindigkeit und der Sollgiergeschwindigkeit, oder eine Ist-Soll-Giergeschwindigkeitdifferenzwertberechnung (Schritt 301) und eine Differenziationsberechnung des Ist-Soll-Giergeschwindigkeitdifferenzwerts (Schritt 302) aus, wodurch der Differenzwert ΔRy' und der differenzierte Differenzwert dRy' berechnet werden.
Als nächstes multipliziert die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 den differenzierten Differenzwert dRy' mit einem Faktor α und addiert das Ergebnis zu dem Differenzwert ΔRy', wodurch ein T-Lenkverhaltenswert (ein temporärer Lenkverhaltenswert) Val_Tst berechnet wird (T-Lenkverhaltensberechnung, Schritt 303). Der vorbestimmte Faktor α ist ein Faktor zur Änderung des Grades, mit dem der differenzierte Differenzwert dRy' auf die US-Steuerung entsprechend den Verhaltenscharakteristiken (Charakteristiken, die eine Änderbarkeit des Lenkverhaltens betreffen) reflektiert wird, die zwischen den Fahrzeugtypen unterschiedlich sind.
Als nächstes bestimmt die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 in einem Schritt 304, ob der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst größer ist als der Differenzwert ΔRy' (Val_Tst > ΔRy'). Wenn der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst größer als der Differenzwert ΔRy' ist (Schritt 304: JA), gibt die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 den Differenzwert ΔRy' an die US-Steuerung-Recheneinheit 56 als den OS/US-Verhaltenswert Val_st aus (Schritt 305). Wenn der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst kleiner als der Differenzwert ΔRy' ist (Schritt 304: NEIN), sendet die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 den T-Lenkverhaltenswert Val_Tst an die US-Steuerung-Recheneinheit 56 als den OS/US-Verhaltenswert Val_st (Schritt 306).
Der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst ist kleiner als der Differenzwert ΔRy', wenn der differenzierte Differenzwert dRy' einen negativen Wert aufweist. Folglich wird, wenn der differenzierte Differenzwert dRy' einen negativen Wert aufweist, der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst an die US-Steuerung-Recheneinheit 56 als der OS/US-Verhaltenswert Val_st ausgegeben. Wenn das Fahrzeug ein US-Verhalten aufweist, weist der Differenzwert ΔRy' ein negatives Vorzeichen auf. Folglich gilt, je größer der negative Wert (der größere Absolutwert) des differenzierten Differenzwerts dRy' wird, desto größer wird der negative Wert des T-Lenkverhaltenswerts Val_Tst.
Das heißt, wie es in dem Ausgabesignalverlaufsdiagramm (Kennfeld 69) gemäß 10 gezeigt ist, wenn der differenzierte Differenzwert dRy' ein negatives Vorzeichen aufweist, wird ein Wert, der proportional zu dem differenzierten Differenzwert dRy' ist, zu dem Differenzwert ΔRy' addiert, und das Ergebnis wird als der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst eingestellt. Der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst wird als der OS/US-Verhaltenswert Val_st ausgegeben, so dass der OS/US-Verhaltenswert Val_st korrigiert wird, um ein größerer negativer Wert zu sein, wenn das US-Verhalten eine Tendenz zur Vergrößerung aufweist. Das heißt, die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 korrigiert den OS/US-Verhaltenswert Val_st, so dass er ein Wert ist, der ein vergrößertes US-Verhalten anzeigt.
Auf der Grundlage des OS/US-Verhaltenswert Val_st gibt die US-Steuerung-Recheneinheit 56 eine größere US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus an die Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 aus, so dass der Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr*, der ein Steuerungselement des ACT-Winkels θta bezüglich der US-Steuerung ist, vergrößert wird (siehe 4). Dementsprechend wird die Ansprechempfindlichkeit der US-Steuerung verbessert.
Ebenso berechnet gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die US-Steuerung-Recheneinheit 56 einen größeren Wert der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, da der OS/US-Verhaltenswert Val_st einen größeren negativen Wert (absoluten Wert) aufweist, wobei sie die US-Steuerung- Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus auf der Grundlage der Richtung der Lenkbetätigung des Fahrers und der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs ändert. Genauer gesagt berechnet, wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „weiteres Lenken" ist, was das US-Verhalten vergrößert, die US-Steuerung-Recheneinheit 56 einen größeren Wert der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, wenn die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs schneller wird. Wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „Zurücklenken" ist, was das US-Verhalten verkleinert, berechnet die US-Steuerung-Recheneinheit 56 einen kleineren Wert der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, wenn die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs schneller wird.
Genauer gesagt umfasst, wie es in 8 gezeigt ist, die US-Steuerung-Recheneinheit 56 eine US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71. Die US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71 weist ein dreidimensionales Kennfeld 70 auf, in dem der OS/US-Verhaltenswert Val_st und die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs (die Lenkbetätigungsrichtung) mit der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus' korreliert werden (siehe 11).
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das dreidimensionale Kennfeld 70 derart konfiguriert, dass, wenn der OS/US-Verhaltenswert Val_st einen negativen Wert aufweist, gilt, je größer der Absolutwert des OS/US-Verhaltenswerts Val_st ist, desto größer wird die entsprechende US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus' (siehe beispielsweise 12, die einen Fall zeigt, in dem die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs 0 ist). Ebenso ist das dreidimensionale Kennfeld 70 derart konfiguriert, dass, wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „weiteres Lenken" ist, gilt, je schneller die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs wird, desto größer wird die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus'. Ferner ist das dreidimensionale Kennfeld 70 derart konfiguriert, dass, wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „Zurücklenken" ist, gilt, je schneller die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs ist (je größer der Absolutwert von ωs ist), desto kleiner wird die entsprechende US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus' (siehe beispielsweise 13, die einen Fall zeigt, in dem der OS/US-Verhaltenswert Val_st A ist). Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „weiteres Lenken" ist, das Vorzeichen der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs „+", und wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „Zurücklenken" ist, ist das Vorzeichen der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs „–".
Wie es vorstehend beschrieben ist, berechnet die US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71 den OS/US-Verhaltenswert Val_st und die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus', die der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs entspricht, auf der Grundlage des dreidimensionalen Kennfelds 70, so dass, wenn der OS/US-Verhaltenswert Val_st einen negativen Wert aufweist, gilt, je größer der Absolutwert des OS/US-Verhaltenswerts Val_st ist, desto größer wird die berechnete US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus'. Ebenso ändert die US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71 die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus' entsprechend der Lenkbetätigungsrichtung und der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs.
Genauer gesagt berechnet, wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „weiteres Lenken" ist, was das US-Verhalten vergrößert, die US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71 einen größeren Wert der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, wenn die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs schneller wird. Wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „Zurücklenken" ist, berechnet die US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71 einen kleineren Wert (größeren negativen Wert) der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus', wenn die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs schneller wird.
Auf diese Art und Weise vergrößern, wenn die Lenkbetätigung das US-Verhalten vergrößert, die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 und die US-Steuerung-Recheneinheit 56 den Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr*, der ein Steuerungselement des ACT-Winkels θta bezüglich der US-Steuerung ist, wenn die Tendenz zur Vergrößerung des US-Verhaltens stärker ist, wodurch die Ansprechempfindlichkeit der US-Steuerung verbessert wird. Ebenso verringern, wenn die Lenkbetätigung das US-Verhalten verkleinert, die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 und die US-Steuerung-Recheneinheit 56 den Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr*, wenn die Tendenz zur Verkleinerung des US-Verhaltens stärker wird, wodurch verhindert wird, dass das Übersetzungsverhältnis übermäßig hoch wird, oder verhindert wird, dass die Lenkübersetzung übermäßig langsam wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die US-Steuerung-Recheneinheit 56 eine Radwinkelbegrenzung-Recheneinheit 72, die eine Korrekturberechnung ausführt, um zu verhindern, dass die Lenkwelleneinheit 3 aufgrund einer übermäßigen Vergrößerung der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus' übermäßig gedreht wird,. Die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus', die durch die US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71 berechnet wird, wird der Radwinkelbegrenzung-Recheneinheit 72 eingegeben. Nachdem sie durch die Radwinkelbegrenzung-Recheneinheit 72 korrigiert ist, wird die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus' zu der Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 ausgegeben. Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel stellt die nachstehend genannten Vorteile bereit.

(1) Der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst wird berechnet, indem ein zu dem differenzierten Differenzwert dRy' des Differenzwerts ΔRy' proportionaler Wert zu dem Differenzwert ΔRy' zwischen der Ist-Giergeschwindigkeit Ry' und der Sollgiergeschwindigkeit Ry0' addiert wird. Die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 bestimmt in Schritt 304, ob der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst größer als der Differenzwert ΔRy' ist (d. h., ob der differenzierte Differenzwert dRy' in einem Bereich liegt, in dem es eine Tendenz gibt, dass das US-Verhalten zunimmt). Wenn der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst größer als der Differenzwert ΔRy' ist (Schritt 304: JA), stellt die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 den Differenzwert ΔRy' als den OS/US-Verhaltenswert Val_st ein (Schritt 305). Wenn der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst kleiner als der Differenzwert ΔRy' ist (Schritt 304: NEIN), stellt die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 den T-Lenkverhaltenswert Val_Tst als den OS/US-Verhaltenswert Val_st ein (Schritt 306). Gemäß dieser Konfiguration wird, wenn der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst kleiner als der Differenzwert ΔRy' ist, d. h., wenn es eine Tendenz gibt, dass das US-Verhalten zunimmt (ein Fall, in dem der differenzierte Differenzwert dRy' einen negativen Wert aufweist), der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst zu der US-Steuerung-Recheneinheit 56 als der OS/US-Verhaltenswert Val_st gesendet. Das heißt, wenn es eine Tendenz gibt, dass das US-Verhalten zunimmt, wird der OS/US-Verhaltenswert Val_st auf einen größeren negativen Wert (größerer Absolutwert) korrigiert, d. h. einen Wert korrigiert, der ein weiter erhöhtes US-Verhalten als die Tendenz anzeigt, dass das US-Verhalten zunimmt. Auf der Grundlage des korrigierten OS/US-Verhaltenswerts Val_st wird ein größerer Wert der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus an die Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 ausgegeben. Das heißt, die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 und die US-Steuerung-Recheneinheit 56 erfassen eine Tendenz, dass das US-Verhalten zunimmt, bei einer frühen Stufe, wodurch der Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr* schnell vergrößert wird, der ein Steuerungselement des ACT-Winkels θta bezüglich der US-Steuerung ist. Als Ergebnis wird die Ansprechempfindlichkeit der Untersteuerungssteuerung verbessert, ohne dass der Haftungsgrad der gelenkten Räder 6 geschätzt wird. Folglich muss die Lenkvorrichtung 1 keinen Drehmomentsensor zur Erfassung eines Lenkdrehmoments, das zum Schätzen des Haftungsgrades der gelenkten Räder 6 erforderlich ist, aufweisen. Diese Konfiguration vereinfacht die Konfiguration und verringert die Kosten. Somit kann die vorliegende Erfindung bei einer hydraulischen Servolenkeinheit angewendet werden, die keinen Drehmomentsensor aufweist.
(2) Auf der Grundlage der Lenkbetätigungsrichtung des Fahrers und der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs ändert die US-Steuerung-Recheneinheit 56 die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus (siehe 13). Diese Konfiguration ermöglicht es, dass eine Tendenz einer Änderung des US-Verhaltens aufgrund der Lenkbetätigung des Fahrers bei einer frühen Stufe erfasst wird. Die Tendenz kann bei der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus und bei dem Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr* wiedergegeben werden, der ein Steuerungselement des ACT-Winkels θta bezüglich der US-Steuerung ist. Als Ergebnis wird die Ansprechempfindlichkeit der Untersteuerungssteuerung verbessert.
(3) Wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „weiteres Lenken" ist (das Vorzeichen von ωs ist +), berechnet die US-Steuerung-Recheneinheit 56 einen größeren Wert der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, wenn die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs schneller wird (siehe 13). Entsprechend dieser Konfiguration gilt, wenn die Lenkbetätigung das US-Verhalten vergrößert, je stärker die Tendenz ist, dass das US-Verhalten zunimmt, desto größer wird die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, so dass der Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr*, der ein Steuerungselement des ACT-Winkels θta bezüglich der US-Steuerung ist, schnell vergrößert wird. Als Ergebnis wird die Ansprechempfindlichkeit der Untersteuerungssteuerung verbessert.
(4) Wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „Zurücklenken" ist (das Vorzeichen von ωs ist –), berechnet die US-Steuerung-Recheneinheit 56 einen kleineren Wert der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, wenn die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs schneller wird (siehe 13). Entsprechend dieser Konfiguration gilt, wenn die Lenkbetätigung das US-Verhalten verkleinert, je stärker die Tendenz ist, dass das US-Verhalten abnimmt, desto kleiner wird die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus, so dass der Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr*, der ein Steuerungselement des ACT-Winkels θta bezüglich der US-Steuerung ist, schnell verkleinert wird. Als Ergebnis wird verhindert, dass das Übersetzungsverhältnis übermäßig hoch wird, d. h. die Lenkübersetzung wird nicht übermäßig langsam. Dies verbessert das Lenkgefühl.
(5) Die US-Steuerung-Recheneinheit 56 weist die US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71 mit dem dreidimensionalen Kennfeld 70 auf, in dem der OS/US-Verhaltenswert Val_st und die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs (und die Lenkbetätigungsrichtung) mit der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus korreliert sind. Auf der Grundlage des dreidimensionalen Kennfelds 70 berechnet die US-Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 71 die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus', die dem OS/US-Verhaltenswert Val_st und der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs entspricht. Entsprechend dieser Konfiguration wird die Ansprechempfindlichkeit der Untersteuerungssteuerung durch einen einfachen Aufbau verbessert.

Die Erfindung kann in den nachstehend beschriebenen Formen verkörpert werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als der analoge Wert, der als ein variabler Wert fungiert, der sich kontinuierlich entsprechend dem Fahrzeuglenkverhalten ändert, der Differenzwert ΔRy' zwischen der erfassten Ist-Giergeschwindigkeit Ry' und der Sollgiergeschwindigkeit Ry0' verwendet. Der variable Wert, der als der analoge Wert fungiert, kann jedoch der Differenzwert zwischen dem Ist-Schlupfwinkel und einem Sollschlupfwinkel sein, oder der Differenzwert zwischen dem Vorderradschlupfwinkel und dem Hinterradschlupfwinkel sein. Anstelle dieser Konfigurationen, in denen die Differenzwerte als die analogen Werte ohne Änderung verwendet werden, kann ein auf diesen Differenzwerten beruhender Wert, beispielsweise ein durch Multiplizieren eines Differenzwertes mit einem vorbestimmten Faktor erhaltener Wert, als der analoge Wert verwendet werden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Differenzwert ΔRy' berechnet, indem die Sollgiergeschwindigkeit Ry0' von der Ist-Giergeschwindigkeit Ry' subtrahiert wird (Ry' – Ry0'). Wenn das Vorzeichen des Differenzwertes ΔRy' negativ ist, wird der Differenzwert ΔRy' bestimmt, um in einem Bereich zu liegen, der das US-Verhalten anzeigt. Der Differenzwert ΔRy' kann jedoch berechnet werden, indem die Ist-Giergeschwindigkeit Ry' von der Sollgiergeschwindigkeit Ry0' subtrahiert wird (Ry0' – Ry'). In diesem Fall ist das Vorzeichen des Differenzwerts ΔRy' positiv, wobei der Differenzwert ΔRy' bestimmt wird, um in dem Bereich zu liegen, der das US-Verhalten anzeigt. Ebenso wird die Vergleichsstimmung in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel geändert. Genauer gesagt wird die Richtung des Ungleichheitszeichens in Schritt 304 umgekehrt.
Bezüglich der Lenkbetätigungsrichtung kann eine Konfiguration vorgesehen sein, bei der das Vorzeichen der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs „–" ist, wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „weiteres Lenken" ist, und das Vorzeichen der Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs „+" ist, wenn die Lenkbetätigungsrichtung ein „Zurücklenken" ist.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bestimmt die Lenkverhalten-Recheneinheit 53, ob der T-Lenkverhaltenswert Val_Tst größer als der Differenzwert ΔRy' ist (Schritt 304), wodurch bestimmt wird, ob der differenzierte Differenzwert dRy' in einem Bereich liegt, der eine Tendenz anzeigt, dass das US-Verhalten zunimmt. Die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 kann jedoch das Vorzeichen des differenzierten Differenzwerts dRy' direkt bestimmen, wodurch bestimmt wird, ob der OS/US-Verhaltenswert Val_st korrigiert werden soll.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel fungiert die Lenkverhalten-Recheneinheit 53 als eine Recheneinheit zum Berechnen des analogen Werts und eine Korrektureinheit, die den analogen Wert korrigiert. Die Recheneinheit und die Korrektureinheit können jedoch getrennt bereitgestellt sein.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gibt die US-Steuerung-Recheneinheit 56 der IFS-Steuerung-Recheneinheit 35 (siehe 6) die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus an die Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 aus, und die Variables-Übersetzungsverhältnis-Recheneinheit 36 (siehe 4) berechnet den Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr* für die US-Steuerung auf der Grundlage der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus. Der Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkel θgr* wird den anderen Steuerungszielelementen (θls*, θifs**) bezüglich des ACT-Winkels θta überlagert, so dass die US-Steuerung ausgeführt wird (siehe 4).
Wie eine IFS-Steuerung-Recheneinheit 75, die in 14 gezeigt ist, kann eine US-Steuerung-Recheneinheit 76 jedoch mit einer US-Steuerung-Kompensationswinkel-Recheneinheit 77 bereitgestellt sein, wobei auf der Grundlage der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus von der Radwinkelbegrenzung-Recheneinheit 72 die US-Steuerung-Kompensationswinkel-Recheneinheit 77 den US-Kompensationsanweisungswinkel θus* berechnen kann, der ein Steuerungselement für die US-Steuerung ist. Der US-Kompensationsanweisungswinkel θus* wird den anderen Steuerungselementen (θ1s*, θgr*, θifs**) überlagert, um die US-Steuerung auszuführen.
Der US-Kompensationsanweisungswinkel θus* wird berechnet, indem die US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus von 1 subtrahiert wird, und das Ergebnis von (1-Kus) mit dem Lenkraddrehwinkel θs multipliziert wird, wie es in 15(a) gezeigt ist. Der Wert (1-Kus) wird verwendet, da die US-Steuerung grundsätzlich ausgelegt ist, den Radwinkel θt zu verringern.
Ferner kann eine in 15(b) gezeigte Konfiguration verwendet werden. In dieser Konfiguration werden zuerst eine Fahrzeuggeschwindigkeitverstärkung-Kennfeldberechnung C1, die auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V beruht, und eine Lenkraddrehwinkelverstärkung-Kennfeldberechnung C2, die auf dem Absolutwert (|θs|) des Lenkraddrehwinkels θs beruht, zuerst ausgeführt, um eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Kv und eine Lenkraddrehwinkelverstärkung Ks zu berechnen. Dann wird ein Wert, der durch Subtrahieren der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus von 1 (1-Kus) erhalten wird, nacheinander mit der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Kv und der Lenkraddrehwinkelverstärkung Ks multipliziert. Das Ergebnis wird mit dem Lenkraddrehwinkel θs multipliziert, um den US-Kompensationsanweisungswinkel θus* zu berechnen. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die US-Steuerung auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Lenkraddrehwinkels θs genau ausgeführt wird.
Ebenso kann eine in 15(c) gezeigte Konfiguration verwendet werden. In dieser Konfiguration führt die US-Steuerung-Kompensationswinkel-Recheneinheit 77 eine Variables-Übersetzungsverhältnis-Berechnung C3 auf der Grundlage des Radwinkels θt und des Lenkraddrehwinkels θs (und eines Basisübersetzungsverhältnisses) aus, um eine Variables-Übersetzungsverhältnis-Steuerungsgröße θgr' zu berechnen. Die berechnete Variables-Übersetzungsverhältnis-Steuerungsgröße θgr' wird mit der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus multipliziert. Auf der Grundlage des Ergebnisses, des Lenkraddrehwinkels θs und des Winkels θta (oder des Variables-Übersetzungsverhältnis-ACT-Anweisungswinkels θgr*) wird eine US-Steuerung-Kompensationswinkelberechnung C4 ausgeführt, um den US-Kompensationsanweisungswinkel θus* zu berechnen, der allein für die US-Steuerung verwendet wird. Diese Konfiguration verbessert weiter die Genauigkeit der US-Steuerung.
Anstelle einer Berechnung des US-Kompensationsanweisungswinkels θus* auf der Grundlage der US-Steuerung-Variables-Übersetzungsverhältnis-Verstärkung Kus kann der US-Kompensationsanweisungswinkel θus* direkt berechnet werden, beispielsweise durch eine Kennfeldberechnung. Genauer gesagt kann ein dreidimensionales Kennfeld, wie das dreidimensionale Kennfeld 70 in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, verwendet werden, indem der OS/US-Verhaltenswert Val_st und die Lenkraddrehgeschwindigkeit ωs (und die Lenkbetätigungsrichtung) mit dem US-Kompensationsanweisungswinkel θus* korreliert werden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung bei einem hydraulischen Servolenksystem angewendet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch bei einem elektrischen Servolenksystem (EPS) angewendet werden.
Folglich sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung zu betrachten, wobei die Erfindung nicht auf die hier gegebenen Einzelheiten begrenzt ist, sondern innerhalb des Umfangs der beigefügten Patentansprüche modifiziert werden kann.
Wenn ein variabler Wert anzeigt, dass ein Lenkverhalten ein Untersteuern ist, steuert eine Steuereinheit ein Variables-Übersetzungsverhältnis-Stellglied, um einen zweiten Lenkwinkel derart zu ändern, dass gilt, je größer das Untersteuern ist, das durch den variablen Wert angezeigt wird, desto kleiner wird der Lenkwinkel gelenkter Räder bezüglich des Drehwinkels eines Lenkrades. Wenn der differenzierte Wert des variablen Werts anzeigt, dass das Untersteuern sich ändert, um größer zu sein, korrigiert eine Korrektureinheit den variablen Wert derart, dass gilt, je größer der Änderungsgrad des Untersteuerns ist, der durch den differenzierten Wert angezeigt wird, desto größer wird das Untersteuern, das durch den variablen Wert angezeigt wird. Somit wird das Verhalten eines Fahrzeugs bei einem Untersteuern mit einer einfachen Konfiguration stabilisiert.

Claims

Fahrzeug-Lenkanlage (1) zur Verstellung des Lenkwinkels von gelenkten Rädern (6) in Abhängigkeit von der Drehbewegung eines Lenkrads (2), mit einem variablen Übersetzungsverhältnis-Stellglied (7), das einen Motor (12) zur Lenkverstellung der gelenkten Räder (6) aufweist, wobei der Lenkwinkel der gelenkten Räder (6) durch gegenseitige Überlagerung eines auf dem Drehwinkel des Lenkrads (2) basierenden ersten Lenkwinkels (θts) und eines auf der Aktivierung des Motors (12) basierenden zweiten Lenkwinkels (θta) bestimmt wird und durch das variable Übersetzungsverhältnis-Stellglied (7) eine Einstellung des zweiten Lenkwinkels (θta) zur Änderung des Verhältnisses des Lenkwinkels der gelenkten Räder (6) zu dem Drehwinkel des Lenkrads (2) erfolgt, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (53) zur Berechnung eines variablen Wertes (Val_st), der sich in Abhängigkeit von einem Lenkverhalten des Fahrzeugs ständig verändert, das sich auf das Fahrzeugverhalten in Gierrichtung bezieht, wobei die Recheneinheit (53) dahingehend ausgestaltet ist, dass die Bestimmung des variablen Wertes (Val_st) erfolgt durch Berechnen eines Differenzwertes (ΔRy'), der eine Differenz zwischen einer Ist-Giergeschwindigkeit und einer Soll-Giergeschwindigkeit und/oder eine Differenz zwischen einem Ist-Schlupfwinkel und einem Soll-Schlupfwinkel und/oder eine Differenz zwischen einem Vorderrad- Schlupfwinkel und einem Hinterrad-Schlupfwinkel darstellt, Differenzieren des berechneten Differenzwertes (ΔRy') in Abhängigkeit von der Zeit zur Ableitung eines differenzierten Wertes (dRy'), Berechnen eines temporären variablen Wertes (Val_Tst) durch Multiplizieren des differenzierten Wertes (dRy') mit einem eine fahrzeugspezifische Verhaltenscharakteristik betreffenden vorgegebenen Faktor (α) und Hinzuaddieren des Differenzwertes (ΔRy') zu dem mit dem vorgegebenen Faktor (α) multiplizierten differenzierten Wert (dRy'), Vergleichen des temporären variablen Wertes (Val_Tst) mit dem Differenzwert (ΔRy') und Festlegen des variablen Wertes (Val_st) als den Differenzwert (ΔRy'), wenn der temporäre variable Wert (Val_Tst) größer als der Differenzwert (ΔRy') ist, und Festlegen des variablen Wertes (Val_st) als den temporären variablen Wert (Val_Tst), wenn der temporäre variable Wert (Val_Tst) kleiner als der Differenzwert (ΔRy') ist, und eine den variablen Wert (Val_st) aufnehmende Steuereinheit (56) zur Steuerung des variablen Übersetzungsverhältnis-Stellgliedes (7), die dahingehend ausgestaltet ist, dass bei Vorliegen eines variablen Wertes (Val_st), der ein Lenkverhalten in Form einer Untersteuerung angibt, bei der der Ist-Drehwinkel geringer als ein erwarteter Drehwinkel ist, das variable Übersetzungsverhältnis-Stellglied zur Herbeiführung einer derartigen Änderung des zweiten Lenkwinkels (θta) angesteuert wird, dass der Lenkwinkel der gelenkten Räder in Relation zu dem Drehwinkel des Lenkrades umso kleiner wird, je größer die von dem variablen Wert (Val_st) angegebene Untersteuerung ist.
Lenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (56) den Änderungsbetrag des zweiten Lenkwinkels (θta) in Abhängigkeit von der Richtung eines Lenkvorgangs und der Drehgeschwindigkeit des Lenkrads (2) einstellt.
Lenkanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (56) den Änderungsbetrag des zweiten Lenkwinkels (θta) mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Lenkrads vergrößert, wenn es sich bei der Lenkrichtung um eine Richtung handelt, bei der die Untersteuerung zunimmt.
Lenkanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (56) den Änderungsbetrag des zweiten Lenkwinkels (θta) mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Lenkrads verkleinert, wenn es sich bei der Lenkrichtung um eine Richtung handelt, bei der die Untersteuerung abnimmt.
Lenkanlage nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (56) ein Kennfeld (70), das eine gegenseitige Zuordnung des variablen Wertes (Val_st), der Lenkgeschwindigkeit und der Lenkrichtung zu dem Änderungsbetrag des zweiten Lenkwinkels (θta) oder zu einer Verstärkung zur Bestimmung des Änderungsbetrages enthält, besitzt und den Änderungsbetrag des zweiten Lenkwinkels (θta) auf der Basis des Kennfeldes (70) bestimmt.
Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeug-Lenkanlage (1) mit einem Motor (12) zur Verstellung des Lenkwinkels von gelenkten Rädern (6) in Abhängigkeit von der Drehbewegung eines Lenkrads (2), bei dem der Lenkwinkel der gelenkten Räder (6) durch gegenseitige Überlagerung eines auf dem Drehwinkel des Lenkrads (2) basierenden ersten Lenkwinkels (θts) und eines auf der Aktivierung des Motors (12) basierenden zweiten Lenkwinkels (θta) bestimmt und der zweite Lenkwinkel (θta) zur Änderung des Verhältnisses des Lenkwinkels der gelenkten Räder (6) zu dem Drehwinkel des Lenkrads (2) eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein variabler Wert (Val_st) berechnet wird, der sich in Abhängigkeit von einem Lenkverhalten des Fahrzeugs ständig verändert, das sich auf das Fahrzeugverhalten in Gierrichtung bezieht, wobei die Bestimmung des variablen Wertes (Val_st) erfolgt durch Berechnen eines Differenzwertes (ΔRy'), der eine Differenz zwischen einer Ist-Giergeschwindigkeit und einer Soll-Giergeschwindigkeit und/oder eine Differenz zwischen einem Ist-Schlupfwinkel und einem Soll-Schlupfwinkel und/oder eine Differenz zwischen einem Vorderrad-Schlupfwinkel und einem Hinterrad-Schlupfwinkel darstellt, Differenzieren des berechneten Differenzwertes (ΔRy') in Abhängigkeit von der Zeit zur Ableitung eines differenzierten Wertes (dRy'), Berechnen eines temporären variablen Wertes (Val_Tst) durch Multiplizieren des differenzierten Wertes (dRy') mit einem eine fahrzeugspezifische Verhaltenscharakteristik betreffenden vorgegebenen Faktor (α) und Hinzuaddieren des Differenzwertes (ΔRy') zu dem mit dem vorgegebenen Faktor (α) multiplizierten differenzierten Wert (dRy'), Vergleichen des temporären variablen Wertes (Val_Tst) mit dem Differenzwert (ΔRy') und Festlegen des variablen Wertes (Val_st) als den Differenzwert (ΔRy'), wenn der temporäre variable Wert (Val_Tst) größer als der Differenzwert (ΔRy') ist, und Festlegen des variablen Wertes (Val_st) als den temporären variablen Wert (Val_Tst), wenn der temporäre variable Wert (Val_Tst) kleiner als der Differenzwert (ΔRy') ist, und bei Vorliegen eines variablen Wertes (Val_st), der ein Lenkverhalten in Form einer Untersteuerung angibt, bei der der Ist-Drehwinkel geringer als ein erwarteter Drehwinkel ist, eine derartige Änderung des zweiten Lenkwinkels (θta) herbeigeführt wird, dass der Lenkwinkel der gelenkten Räder in Relation zu dem Drehwinkel des Lenkrads umso kleiner wird, je größer die von dem variablen Wert (Val_st) angegebene Untersteuerung ist.