DE69118964T2

DE69118964T2 - Lenkwinkelerfassungsgerät für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69118964T2
Application number: DE69118964T
Authority: DE
Inventors: Akira Fukushima; Satoshi Haseda; Hiroyuki Hirano; Hideo Inoue; Osamu Takeda; Yoshihiko Tsuzuki
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2011-06-04
Also published as: JPH0438419A; EP0460582A3; US5343393A; DE69118964D1; JP2614348B2; EP0460582A2; EP0460582B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkwinkel(Lenkraddrehwinkel)-Erfassungsvorrichtung zur Verwendung in Kraftfahrzeugen.
Im allgemeinen wird zur Erfassung eines Lenkwinkels eines Kraftfahrzeugs aufgrund eines Betätigens eines Lenkrads einen Rotationscodierer an einer Lenksäule angebracht, um zweiphasige Pulssignale auszugeben, welche weiterhin aufund-abgezählt und abgetastet werden, um den Absolutwert des Lenkwinkels zu berechnen. Die Berechnung des Absolutwerts des Lenkwinkels kann auf der Grundlage des Zählwerts der zweiphasigen Pulssignale ausgeführt werden, wenn das Kraftfahrzeug geradeaus läuft, d.h., wenn das Lenkrad die Nullposition einnimmt. Jedoch ist eines der Probleme bei einer solchen Lenkwinkelerfassungsanordnung, daß Schwierigkeiten auftreten, die Nullposition des Lenkrads zu erfassen, da das Lenkrad ungefähr drei Umdrehungen zuläßt. Außerdem ist es notwendig&sub1; die Nullposition des Lenkrads mindestens einmal nach dem Einschalten eines Schlüsselschalters des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Dies besteht aufgrunddessen, da die Nullposition (oder der Zählwert) zu dem Zeitpunkt des Einschaltens des Schlüsselschalters aufgrund der Bewegung des Lenkrads nach dem Ausschalten verschoben werden kann. Ein möglicher Lösungsweg gegenüber diesem Problem ist es, die Nullposition auf der Grundlage des Mittelwerts der Lenkwinkelsignale zu erfassen, die zu dem Zeitpunkt einer Erfassung des Lenkungsnullzonensignals erzielt werden, wie es in der vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 61-28811 offenbart ist, und ein anderer möglicher Lösungsweg ist es, die Nullposition duch ein sich erhöhendes Ändern der Gewichtung der Lenkwinkelposition zu korrigieren und zu aktualisieren, wenn das Kraftfahrzeug mehr den geradeauslaufenden Zustand einnimmt. Es gibt jedoch Probleme, welche bei solchen Verfahren entstehen, daß die Nullposi- tion lediglich in einem begrenzten Lenkwinkelbereich erzielt werden kann und daß es schwierig ist, die Lenkwinkelnullposition genau zu erzielen, wenn das Kraftfahrzeug gewendet wird.
Die EP-A-0 353 995 offenbart eine Lenkraddrehwinkelerfassung einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dort wird der Lenkraddrehwinkel durch einen Lenkraddrehwinkelsensor erfaßt und ein angenommener Lenkraddrehwinkel wird auf der Grundlage des Gierzustands des Fahrzeugs oder der Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten Räder berechnet. Der Ausgangswert des Lenkraddrehwinkelsensors wird auf der Grundlage eines Fehlers zwischen den Ausgangssignalen des Lenkraddrehwinkelsensors und dem angenommenen Lenkraddrehwinkel korrigiert.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenkwinkelerfassungsvorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, den Lenkwinkel nicht nur genau zu erfassen, wenn das Fahrzeug geradeaus läuft, sondern ebenso, wenn der Lenkraddrehwinkel geändert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Lenkwinkelerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 geschaffen.
Weitere bevorzugte Merkmale sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele leichter ersichtlich, die in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung durchgeführt wird, in welcher:
Fig. 1 eine Darstellung eines Hinterradlenkungs- Steuersystems zeigt, in welchem ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beinhaltet ist;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektrischen Anordnung einer Steuereinheit des in Fig. 1 dargestellten Lenkungs steuersystems zeigt;
Fig. 3 bis 6 Flußdiagramme zum Beschreiben der in dem Ausführungsbeispiel auszuführenden Funktionsweise zeigen;
Fig. 7 ein Blockschaltbild zum Beschreiben des Steuerns dieses Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 8 und 9 Darstellungen zum Beschreiben der Lenkzustände eines Kraftfahrzeugs zeigen; und
Fig. 10 und 11 Darstellungen zum Beschreiben unterschiedlicher Steuerblöcke zeigen.
Es wird nun auf Fig. 1 verwiesen, in der eine Hinterradlenkungsvorrichtung dargestellt ist, in welcher ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beinhaltet ist. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Hinterradlenkungsmechanismus dargestellt, der mit einem Gleichstrom-(dc)-Servomotor 2 ausgestattet ist, welcher als Reaktion auf ein elektrisches Anweisungssignal aus einer elektrischen Steuereinheit 3 umkehrbar drehbar ist. Der dc-Servomotor 2 ist durch ein Untersetzungsgetriebe 4 an einen Zahnstangenmechanismus mit einem Hydraulikdruckkraftverstärker, d.h., eine Eingangswelle (Drehstab, nicht gezeigt) des zuvor erwähnten Lenkungsmechanismus 1, gekoppelt. An dem anderen Ende des Drehstabs ist ein Zahngetriebe 5 angebracht, welches mit einer Zahnstange 7 in Eingriff steht, die an einem Endabschnitt eines Antriebskolbens 6 ausgebildet ist. Genauer gesagt wird ein Endabschnitt des Drehstabs mittels des Motors 2 gedreht, um verdreht zu werden, wodurch sich die Öffnungsfläche eines Hydraulikdruckventils 8 ändert, um den Hydraulikdruck zuzuführen, um den verdrehten Zustand des Drehstabs rückzustellen, um dadurch den Antriebskolben 6 zu bewegen. Beide Enden des Antriebskolbens 6 sind jeweils durch Spurstangen 9 an Spurstangenhebel 10 gekoppelt. Die Hinterräder 11 werden von den Spurstangenhebeln 10 gehalten, um in die rechte und linke Richtung verschiebbar bewegbar zu sein. Demgemäß werden die Hinterräder 11 als Reaktion auf die Bewegung des Antriebskolbens 6 in den Rich tungen, die durch Pfeile A in der Darstellung bezeichnet sind, jeweils in die rechte und linke Richtung gelenkt. Wenn der verdrehte Zustand des Drehstabs rückgestellt wird, wird weiterhin die Öffnungsfläche des Hydraulikdruckventils 8 Null, so daß der Hydraulikdruck zum Antreiben des Antriebskolbens 6 ebenso Null wird, um die Bewegung des Antriebskolbens 6 zu stoppen.
Hierbei erfaßt ein Hinterradlenkwinkelsensor, der mit dem Bezugszeichen 12 dargestellt ist, die Position des Antriebskolbens 6, um ein Erfassungssignal auszugeben, das seine Position anzeigt. Weiterhin erzielt die elektrische Steuereinheit 3 auf der Grundlage dieses Erfassungssignals den tatsächlichen Hinterradlenkwinkel in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen der Position des Antriebskolbens 6 und dem tatsächlichen Hinterradlenkwinkel und erzielt weiterhin eine Lenkwinkelgeschwindigkeit auf der Grundlage der Geschwindigkeit einer Änderung der erzielten tatsächlichen Hinterradlenkwinkel. Die Steuereinheit und der Lenkungsmechanismus 1, der den Servomotor 2 beinhaltet, bilden ein Positionierungsservosystem aus, welches die Position der Hinterräder 11 so steuert, daß die Hinterradlenkwinkelanweisungsposition mit dem tatsächlichen Hinterradlenkwinkel übereinstimmt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 13 eine Hydraulikdruckpumpe zum Zuführen eines Hydraulikdrucks durch das Hydraulikdruckventil 8 zu dem Antriebskolben 6 und das Bezugszeichen 14 bezeichnet einen Ölbehälter.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 dient zum Erfassen der Drehzahl des Rads oder der Achse, um ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigt, zu der Steuereinheit 3 auszugeben, und ein Vorderradlenkwinkelsensor 16, der aus einem Rotationscodierer des sich erhöhenden Typs besteht, ist bezüglich einer Lenksäule 17 vorgesehen, welche ein zu drehender Körper ist. Der Vorderradlenkwinkelsensor 16 ist vorgesehen, um die Drehung der Lenksäule 17 aufgrund des Betätigens eines Lenkrads 18 zu erfassen, um ein Vorderradlenkwinkelsignal, das den Lenkwinkel θs der Vorderräder 19 anzeigt, zu der Steuereinheit 3 auszugeben. Mit dem Bezugszeichen 20 ist ein Gierwertsensor dargestellt, welcher aus einem Gyro oder dergleichen besteht, um ein Gierwertsignal, das einer Drehwinkelgeschwindigkeit (einem Gierwert Wa) des Kraftfahrzeugs bezüglich des Schwerpunkts des Kraftfahrzeugs entspricht, zu der Steuereinheit 3 auszugeben. Ein Drehzahlsensor 21 des linken Rads erfaßt eine Drehzahl (ω)L des linken Vorderrads 19 und ein Drehzahlsensor 22 des rechten Rads erfaßt eine Drehzahl ωR des rechten Vorderrads 19. Ein Bremsschalter 23 ist so vorgesehen, daß er sich einschaltet, wenn sich ein Antiblockiersystem (ABS) in Betrieb befindet oder wenn sich das Bremspedal in dem betätigten Zustand befindet.
Die Steuereinheit 3 wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Die Steuereinheit 3 weist einen Mikrocomputer 24, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und zugehörige Einheiten, wie zum Beispiel einen RAM und ROM beinhaltet, Wellenformformungsschaltungen 25 bis 28, einen analogen Puffer 29, einen Analog/Digital-(A/D)- Wandler 30, einen digitalen Puffer 31 und eine Ansteuerschaltung 32 auf. Die Wellenformformungsschaltungen 25 bis 28 reagieren auf die Signale aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 15, dem Drehzahlsensor 21 des linken Rads, dem Drehzahlsensor 22 des rechten Rads bzw. dem Vorderradlenkwinkelsensor 16 zur Wellenformformung und Ausgabe der Ein- gangssignale zu dem Mikrocomputer 24. Weiterhin ist der analoge Puffer 29 an die Ausgangssignale des Hinterradlenkwinkelsensors 12 und des Gierwertsensors 20 gekoppelt und der A/D-Wandler 30 führt die Analog/Digital-Wandlung ihrer Ausgangssignale durch. Der digitale Puffer 31 verriegelt das Ausgangssignal des Bremsschalters 23 und die Ansteuerschaltung führt dem dc-Servomotor 2 einen Strom zu, der dem gegenwärtigen Anweisungswertsignal If von dem Mikrocomputer 24 entspricht.
Die Funktionsweise des derart angeordneten Hinterradlenkwinkelsteuersystems wird nachstehend unter Bezugsnahme auf die Flußdiagramme in den Figuren 3 bis 5 beschrieben. Fig. 3 zeigt eine Hauptverfahrensroutine, Fig. 4 stellt ein Fahrzeuggeschwindigkeitspulsverfahren auf der Grundlage des Pulssignals aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 15 dar und Fig. 5 stellt eine Unterbrechungsroutine dar, die in einem vorbestimmten Zeitintervall (zum Beispiel alle 5 ms) auszuführen ist. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, führt der Mikrocomputer 24 die Initialisierung in einem Schritt 101 zu der Zeit des Starts durch und führt dann wiederholt verschiedene Verfahren mit einem nachfolgenden Schritt 102 aus. Außerdem führt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, der Mikrocomputer 24 einen Schritt 201 aus, um die Fahrzeuggeschwindigkeitspulsbreite auf der Grundlage der Differenz zwischen der vorhergehenden Pulsunterbrechungserzeugungszeit und der vorliegenden Pulsunterbrechungserzeugungszeit zu berechnen und das Berechnungsergebnis zu speichern. Weiterhin führt, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, der Mikrocomputer 24 zuerst einen Schritt 300 aus, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitspulsbreite, die in dem Fahrzeuggeschwindigkeitspulsbreitenunterbrechungsverfahren gespeichert wird, zu berechnen. Auf eine ähnliche Weise werden die Drehzahlen ωL und ω R der linken und rechten Räder der Vorderräder 19 auf der Grundlage der Raddrehzahlpulsbreiten berechnet, die von den Ausgangssignalen des Drehzahlsensors 21 des linken Rads bzw. des Drehzahlsensors 22 des rechten Rads erzielt werden. Hier ist es zweckmäßig, obgleich in diesem Ausführungsbeispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit V so vorgesehen ist, daß sie durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 15 erzielt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit V in Übereinstimmung mit der Gleichung (ωL + ωR)/2 zu erzielen.
Danach führt der Mikrocomputer 24 einen Schritt 400 aus, um die A/D-Wandlungsdaten von dem A/D-Wandler 30 aufzunehmen, welche aus den Ausgangssignalen des Hinterradlenkwinkelsensors 12 und des Gierwertsensors 20 erzielt werden, und führt dann einen Schritt 500 aus, um den Hinterradlenkwinkel θr und den tatsächlichen Gierwert Ws auf der Grundlage ihrer A/D-Wandlungsdaten zu berechnen. Weiterhin führt der Mikrocomputer 24 einen Schritt 600 für eine Routine aus, um den Vorderradlenkwinkel (Lenkraddrehwinkel) θs zu berechnen. Diese Vorderradlenkwinkelberechnungsoutine wird ausgeführt, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Fig. 7 zeigt ein Steuerblockschaltbild für die Vorderradlenkwinkelberechnungsroutine, die in Fig. 6 dargestellt ist. In Fig. 6 führt der Mikrocomputer 24 zuerst einen Schritt 601, um den Lenkwinkel θs aufzunehmen, der aus dem Vorderradlenkwinkelsensor 16 ausgelesen wird, und dann einen folgenden Schritt 602 aus, um den Lenkwinkel θc unter Verwendung der Primärverzögerungs-(Nacheilungs)- Übertragungscharakteristik zu berechnen. Das heißt, der Lenkwinkel θc kann in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung berechnet werden:
θci =(1 - a) θci-1 + a θsi
wobei "a" eine Konstante darstellt, die auf der Grundlage der Zeitkonstante zu berechnen ist, liii den vorliegenden Wert bezeichnet und "i-1" den vorhergehenden Wert be zeichnet.
Weiterhin führt der Mikrocomputer 24 einen Schritt 603 aus, um einen geschätzten Lenkwinkel θ auf der Grundlage der Drehzahl ωL des linken Rads aufgrund des Drehzahlsensors 21 des linken Rads und der Drehzahl ωR des rechten Rads aufgrund des Sensors 22 des rechten Rads in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung zu berechnen:
wobei N eine Lenkungsgetriebeübersetzung darstellt, l einen Achsstand bezeichnet, W eine Spurweite bezeichnet, V eine Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet und K ein Stabilitätsfaktor ist, der die Untersteuer- oder Übersteuercharakteristik des Kraftfahrzeugs anzeigt.
Hierbei wird, wie es in Fig. 8 zu sehen ist, der Vorderradlenkwinkel θf wie folgt:
θf = l/R - θr .... (2)
und wird, wie es in Fig. 9 zu sehen ist, der Wenderadius R wie folgt:
Somit kann die zuvor erwähnte Gleichung (1) aus den zuvor erwähnten Gleichungen (2) und (3) abgeleitet werden. Jedoch ist die Gleichung (1) unter der Bedingung von θf » θr gemacht, was den Einfluß des Hinterradlenkvorgangs vernachlässigt.
Weiterhin führt der Mikrocomputer 24 danach einen Schritt 604 aus, um ein Tiefpaßfilterverfahren für θc und durchzuführen. Das heißt, der geschätzte Lenkwinkel * und der Lenkwinkel θc* aufgrund des Vorderradlenkwinkelsensors 16 werden in Übereinstimmung mit den folgenden Verfahren erzielt.
θc*i = (1 - b) θc*i-1 + b θci
θ*i = (1 - b) θ*i-1 + b θi
Danach berechnet der Mikrocomputer 24 in einem Schritt 605 als die Nullposition θD die Differenz (θc* - *) zwischen dem geschätzten Lenkwinkel * und dem Lenkwinkel θc*, worauf ein Schritt 606 folgt, um zu entscheiden, ob die Korrekturbedingung erfüllt ist. Diese Erfüllung der Korrekturbedingung bedeutet, daß die Fahrzeugfahrcharakteristik und der Fahrzustand, die die zuvor erwähnte erste Verzöge rung erfüllen, linear sind und sich in Bereichen zum Zulassen von Gleichungen befinden. Das heißt, die Korrekturbedingung kann zum Beispiel erfüllt sein, wenn sich der Absolutwert des geschätzten Lenkwinkels unter einem vorbestimmten Wert θMAX befindet, sich die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Bereich von einem vorbestimmten Wert VLOW zu einem vorbestimmten Wert VHIGH befindet und sich das Kraftfahrzeug nicht in dem bremsenbetätigten Zustand aufgrund des Bremsschalters 23 befindet (das Fahrzeug befindet sich nicht unter einem Steuern des Antiblockiersystems). Als Reaktion auf die Erfüllung dieser Korrekturbedingung führt der Mikrocomputer 24 einen Schritt 607 aus, um das Tiefpaßfilterverfahren der Nullposition θD durchzuführen, um die Endnullposition θN zu berechnen. Das heißt, das folgende Verfahren wird ausgeführt:
θNi = (1 - c) θNi-1 + c θDi
wobei c eine Filterkonstante darstellt, i den vorliegenden Wert bezeichnet und i-1 den vorhergehenden Wert bezeichnet.
Dieses Tiefpaßfilterverfahren dient zum Entfernen von Rauschen, das in die Raddrehzahl eingebracht wird.
Danach führt der Mikrocomputer 24 einen Schritt 608 aus, um als den Endlenkwinkel θ die Differenz (θs - θN) zwischen dem Lenkwinkel θs aufgrund des Vorderradlenkwinkelsensors 16 und der Endnullposition θN einzustellen. Wenn in dem Schritt 606 andererseits die Antwort negativ ist (keine Erfüllung der Korrekturbedingung), führt der Mikrocomputer 24 das Verfahren des Schritts 607 nicht aus.
Es wird wieder zu Fig. 5 zurückgekehrt, wobei der Mikrocomputer 24 einen Schritt 700 ausführt, um die Hinterradlenkwinkelanweisungsposition θc zu berechnen. Das heißt, der Zielgierwert Ws wird auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Endvorderradlenkwinkel θ in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung berechnet:
wobei K einen Stabilitätsfaktor darstellt, l den Achsstand des Kraftfahrzeugs bezeichnet und N die Lenkungsübersetzung bezeichnet.
Nach dieser Berechnung berechnet der Mikrocomputer weiterhin die Differenz ΔW (= Wa - Ws) zwischen dem tatsächlichen Gierwert Wa und dem Zielgierwert Ws, um die Hinterradlenkwinkelanweisungsposition θc in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung zu erzielen:
θc =F(ΔW,V)
wobei F(ΔW, V) die Bedingung darstellt, daß die Gierwertdifferenz ΔW und die Fahrzeuggeschwindigkeit V Parameter sind.
Der Mikrocomputer führt dann einen Schritt 800 aus, um eine bekannte Hinterradpositionierungsservoberechnung auf der Grundlage der Hinterradlenkwinkelanweisungsposition θc und dem tatsächlichen Hinterradlenkwinkel θr derart durchzuführen, daß die Differenz dazwischen Null wird, und führt dann einen Schritt 900 aus, um das gegenwärtige Anweisungswertsignal If auf der Grundlage des Positionierungsberechnungsergebnisses derart zu berechnen, daß das Signal If zu der Ansteuerschaltung 32 ausgegeben wird, um den Servomotor 2 anzusteuern.
Somit berechnet der Mikrocomputer 24 gemäß diesem Ausführungsbeispiel den geschätzten Lenkwinkel auf der Grundlage der Drehzahl ωL des linken Rads aufgrund des Drehzahlsensors 21 des linken Rads und der Drehzahl ωR des rechten Rads aufgrund des Drehzahlsensors 22 des rechten Rads und berechnet weiterhin die Nullposition des Lenkwinkels auf der Grundlage des geschätzten Lenkwinkels unter Verwendung der Primärverzögerungsübertragungscharakteristik des Signals aus dem Vorderradlenkwinkelsensor (Rotationscodierer) 16. Das heißt, als Reaktion auf das Betätigen des Lenkrads des Kraftfahrzeugs wird eine laterale Kraft bezüglich des Rads erzeugt und wird ein Moment bezüglich des Kraftfahrzeugs erzeugt, wodurch die Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten Räder erzeugt wird. Bei diesen Funktionsweisen wird dies, obgleich die Erzeugung der Drehzahldifferenz zwischen den linken und rechten Rädem bezüglich dem Betätigen des Lenkrads verzögert werden kann, dies durch die Primärverzögerungsübertragungscharakteristik angenähert. Als Ergebnis ist es möglich, die Nullposition des Lenkrads auch dann genau zu berechnen, wenn sich das Kraftfahrzeug in dem wendenden Zustand befindet. Außerdem kann, da die Berechnung des geschätzten Lenkwinkels mit dem Stabilitätsfaktor K durch geführt wird, der als ein Element verwendet wird, der geschätzte Lenkwinkel mit einer höheren Genauigkeit berechnet werden.
Die Erfindung ist nicht auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Zum Beispiel ist es ebenso zweckmäßig, obgleich in dem Schritt 602 in Fig. 6 der Lenkwinkel θc unter Verwendung der Primärverzögerungsübertragungscharakteristik berechnet wird, daß die Nacheilung der Erzeugung der Drehzahldifferenz zwischen den linken und rechten Vorderrädem 19 bezüglich dem Betätigen des Lenkrads mit einer Übertragungsfunktion N-ter Ordnung (N ist eine Ganzzahl größer oder gleich 2) angenähert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, wenn eine Übertragungsfunktion zweiter Ordnung verwendet wird, den Schätzfehler oder die Differenz der Phase zwischen dem Lenkraddrehwinkel und dem geschätzten Lenkwinkel zu verringern. Außerdem ist es für die Berechnung des geschätzten Lenkwinkels zweckmäßig, den Lenkwinkel θr des Hinterrads 11 in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung als ein Element zu verwenden:
Weiterhin ist es möglich, wenn in dem Schritt 606 in Fig. 6 die Bedingung, daß die Korrektur in dem Fall durchgeführt wird, daß sich die Lenkradwinkelgeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert befindet, hinzugefügt wird (d.h., ein Hinzufügen der Entscheidung von s ≤ MAX), den Schätzfehler der Differenz der Phase zwischen dem Lenkraddrehwinkel und dem geschätzten Lenkwinkel zu verringern, um die Genauigkeit der Nullpositionsberechnung weiter zu erhöhen.
Außerdem wird die Nullposition des Lenkraddrehwinkels in Übereinstimmung mit dem zuvor beschriebenen Verfahren berechnet, um das Steuern der Hinterräder unter Verwendung des Lenkraddrehwinkels θ nach der Nullpositionskorrektur auf der Grundlage des Lenkradwinkelsensorwerts zu berechnen, während das Steuern der Hinterräder gestoppt wird, bis der Zündschlüssel des Kraftfahrzeugs eingeschaltet ist, so daß die Nullposition des Lenkraddrehwinkels zuerst berechnet wird und dann unter Verwendung des Lenkraddrehwinkels θ nach der Nullpositionskorrektur von dem Zeitpunkt gestartet wird, daß die Nullposition zuerst berechnet und gebildet ist. Jedoch werden in diesem Fall die Hinterräder schnell gelenkt, wenn sich das Fahrzeug in dem wendenden Zustand befindet, wodurch es in eine Gefahr gerät. Deshalb wird für eine vorbestimmte Zeitdauer, nachdem die Nullposition zuerst berechnet ist, der berechnete Hinterradanweisungswert mit einer Konstante multipliziert, die sich in Übereinstimmung mit einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer von "0" zu "1" ändert, um einen vorübergehenden Hinterradanweisungswert zu erzielen, wodurch die schnelle Lenktätigkeit der Hinterräder verhindert wird. Es ist ebenso zweckmäßig, den Geradelauf zustand des Kraftfahrzeugs zu erfassen, um das Steuern der Hinterräder von dem Geradelaufzustand zu starten.
Weiterhin ist es zweckmäßig, obgleich in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel die Nullposition ON des Lenkwinkels berechnet wird, wobei der Stabilitätsfaktor K und die Zeitkonstante T der Primärverzögerungsübertragungs funktion (1/(Ts + 1)) fest sind, die Nullposition θN zu berechnen, wobei die Zeitkonstante T und der Stabilitätsfaktor K Variablen sind. Eine detaillierte Anordnung für diesen Fall wird nachstehend beschrieben. Fig. 10 zeigt ein Modell eines Kraftfahrzeugs. In Fig. 10 wird die Differenz zwischen dem Lenkwinkel θs und der Nullposition θN mit dem Stabilitätsfaktor K (Verstärkung) verstärkt und der geschätzte Lenkwinkel T wird unter Verwendung der Primärverzögerungsübertragungsfunktion (1/(Ts + 1)) ( ist ein Laplace-Operator) angenähert. In diesem Fall kann die Diskretisierung wie folgt durchgeführt werden:
wobei To die Abtastperiode darstellt.
Diese , und werden durch die Methode der kleinsten Quadrate geschätzt, um T, K und θN zu berechnen.
Das heißt, der geschätzte Lenkwinkel θT wird, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, auf der Grundlage der Drehzahl ωL des linken Rads aufgrund des Drehzahlsensors 21 des linken Rads und der Drehzahl CDR des rechten Rads aufgrund des Drehzahlsensors 22 des rechten Rads in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung berechnet.
Danach werden , und in der Gleichung (4) durch die Methode der kleinsten Quadrate in Übereinstimmung mit dem folgenden Schätzverfahren erzielt, um T, K und θN zu berechnen.

Claims

1. Lenkwinkelerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die aufweist:

eine Drehwinkelerfassungseinrichtung (16) zum Erfassen einer Phase eines Drehwinkels des Lenkrads und zum Ausgeben eines Signals, das den erfaßten Lenkraddrehwinkel anzeigt;

eine Drehzahldifferenzerfassungseinrichtung (21, 22, 24) zum Erfassen einer Drehzahldifferenz zwischen linken und rechten Rädem (10) des Kraftfahrzeugs und zum Ausgeben eines Signals, das die erfaßte Drehzahldifferenz dazwischen anzeigt;

eine Schätzeinrichtung (24) zum Schätzen eines Lenkraddrehwinkels auf der Grundlage des Drehzahldifferenzsignals aus der Drehzahldifferenzerfassungseinrichtung und zum Ausgeben eines Signals, das den geschätzten Lenkraddrehwinkel darstellt; und

eine erste Korrektureinrichtung (24) zum Korrigieren des erfaßten Drehwinkels auf der Grundlage des geschätzten Lenkraddrehwinkels, gekennzeichnet durch

eine zweite Korrektureinrichtung (24), die auf das Signal aus der Drehwinkelerfassungseinrichtung (16) und der Schätzeinrichtung (24) reagiert, zum Korrigieren der Phase des Drehwinkels, der von der Drehwinkelerfassungseinrichtung (16) erfaßt wird, um eine Phasendifferenz zwischen dem Drehwinkelsignal, das aus der Drehwinkelerfassungseinrichtung (16) ausgegeben wird, und dem Drehwinkelsignal, das aus der Schätzeinrichtung (24) ausgegeben wird, zu kompensieren; bei der

die erste Korrektureinrichtung (24) den Drehwinkel, der von der Drehwinkelerfassungseinrichtung erfaßt wird, ebenso auf der Grundlage des Drehwinkels korrigiert, der von der zweiten Korrektureinrichtung (24) in der Phase korrigiert wird.

2. Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zweite Korrektureinrichtung (24) ein Verzögerungselement beinhaltet, um das Phasenausgangssignal von der Drehwinkelerfassungseinrichtung (16) zu korrigieren.

3. Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die erste Korrektureinrichtung eine erste Filtereinrichtung beinhaltet, um sowohl ein Signal, welches dem Drehwinkel entspricht, der von der zweiten Korrektureinrichtung in der Phase korrigiert wird, als auch ein Signal tiefpaßzufiltern, welches dem Drehwinkel entspricht, der von der Schätzeinrichtung (24) geschätzt wird.

4. Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die erste Korrektureinrichtung eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen dem Drehwinkel, der von der Schätzeinrichtung (24) geschätzt wird, und dem Drehwinkel, der von der Drehwinkelerfassungseinrichtung (16) erfaßt wird, beinhaltet, bei der das Tiefpaßfilterungsverfahren als eine Einrichtung zum Korrigieren des Erfassungsdrehwinkels auf der Grundlage der Differenz, die von der Berechnungseinrichtung berechnet wird, verwirklicht ist.

5. Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die erste Korrektureinrichtung eine zweite Filtereinrichtung zum Durchführen eines Tiefpaßfilterungsverfahrens bezüglich der Differenz aufweist, die von der Berechnungseinrichtung berechnet wird.

6. Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erste Korrektureinrichtung eine Zulassungseinrichtung zum Zulassen des Filterungsverfahrens der zweiten Filtereinrichtung bezüglich der berechneten Differenz, wenn sich ein Laufzustand des Kraftfahrzeugs unter einer vorbestimmten Bedingung befindet, aufweist.

7. Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die vorbestimmte Bedingung darstellt, daß der Absolutwert des geschätzten Drehwinkels unter einem vorbestimmten Wert liegt und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in einem vorbestimmten Bereich liegt.

8. Erfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Drehwinkelerfassungseinrichtung einen Vorderradlenkungssensor beinhaltet, der mit einem Rotationscodierer des sich erhöhenden Typs versehen ist.