DE10044206B4

DE10044206B4 - Elektrisches Servolenkungssystem

Info

Publication number: DE10044206B4
Application number: DE10044206A
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Wako Shinmura; Hiromi Wako Inagaki; Masakatsu Wako Hori; Tatsuhiro Wako Tomari; Shinji Wako Okuma; Akihiro Wako Iwazaki; Takashi Wako Kuribayashi; Kazuhiro Wako Wada
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: JP2001071919A; US6505702B1; DE10044206A1; JP4119058B2

Abstract

Elektrisches Servolenkungssystem für ein Fahrzeug, mit:
einer Motorsteuersignal-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Motorsteuersignals zum Antreiben eines Motors, um ein Lenkunterstützungsmoment zu erzeugen, auf der Grundlage wenigstens eines Lenkmoments, das von einer Lenkmoment-Erfassungseinrichtung erfaßt wird;
einer Motorsteuersignalkorrektur-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines korrigierten Motorsteuersignals aus einem Maß einer von einer externen Steuereinrichtung berechneten Motorsteuersignalkorrektur und aus einem Motorsteuersignal;
einer Antriebseinrichtung zum Antreiben des Motors auf der Grundlage des korrigierten Motorsteuersignals, das von der Motorsteuersignalkorrektur-Berechnungseinrichtung berechnet worden ist; und
einer Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung zum Reduzieren des Maßes der Motorsteuersignalkorrektur gemäß einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit,
dadurch gekennzeichnet, daß das Servolenkungssystem zum Lenken der angetriebenen Räder des Fahrzeuges dient, wobei die externe Steuereinrichtung die Operation einer Kraftverteilungsvorrichtung zum Verteilen wenigstens der Antriebskraft und/oder der Bremskraft zwischen mehreren beabstandeten Rädern des Fahrzeugs steuert, wobei das Servolenkungssystem kooperativ mit der Kraftverteilungsvorrichtung gesteuert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Servolenkungssysteme in Fahrzeugen zum Antreiben eines Motors auf der Grundlage eines korrigierten Motorsteuersignals, das erhalten wird durch eine Korrektur des anhand des Lenkmoments berechneten Motorsteuersignals gemäß einem Maß der Motorsteuersignalkorrektur.

Es ist eine Technik bekannt zum Verbessern der Kurvenfahrleistung eines Fahrzeuges, bei der das Verhältnis, mit dem die Motorantriebskraft veränderlich zwischen den rechten und linken Antriebsrädern verteilt wird, verändert wird und insbesondere die auf das kurvenäußere Rad verteilte Antriebskraft erhöht wird, während die auf das kurveninnere Rad verteilte Antriebskraft verringert wird, so daß ein Gier-Moment in Kurvenrichtung erzeugt wird. In einem Fahrzeug mit einer solchen Antriebskraftverteilungsvorrichtung besteht der Nachteil, daß dann, wenn die auf die rechten und linken Antriebsräder verteilten Antriebskräfte verändert werden, eine unerwünschte Lenkkraft in den rechten und linken Antriebsrädern erzeugt wird, welche ebenfalls als gelenkte Räder dienen (das Lenkmomentphänomen). Außerdem hat der Anmelder bereits einen Vorschlag gemacht, bei dem das Lenkmomentphänomen verringert wird unter Nutzung eines elektrischen Servolenkungssystems, das in einem Fahrzeug vorgesehen ist und ein Lenkunterstützungsmoment im elektrischen Servolenkungssystem erzeugt, so daß es der obenerwähnten unerwünschten Lenkkraft entgegenwirkt (siehe die nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentliche JP 2000-255442 A).

Im oben erwähnten System, das früher vom Anmelder vorgeschlagen wurde, berechnet die Steuereinrichtung zum Steuern der Antriebskraftverteilungsvorrichtung ein Maß der Motorsteuersignalkorrektur, die erforderlich ist, um dem Lenkmomentphänomen entgegenzuwirken, gemäß der Verteilung der Antriebskraft, wobei die Steuereinrichtung des elektrischen Servolenkungssystems einen Motor auf der Grundlage des Ergebnisses der Korrektur des Motorsteuersignals mittels des oben erwähnten Maßes der Motorsteuersignalkorrektur antreibt. In dem Fall, in dem die Steuereinrichtung zum Steuern der Antriebskraftverteilungsvorrichtung versagt und somit einen anomalen Wert der Motorsteuersignalkorrektur ausgibt, besteht daher die Möglichkeit, daß der Motor ein unangemessenes Lenkunterstützungsmoment erzeugen kann, das der Fahrer als unangemessen empfindet. Da insbesondere die Wirkung der Lenkung groß wird, wenn ein Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, wird auch das vom Fahrer wahrgenommene Gefühl der Unangemessenheit bei einer solchen Geschwindigkeit stark.

Ein elektrisches Servolenksystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 39 17 053 A1 bekannt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der obenerwähnten Umstände ausgeführt, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das vom Fahrer wahrgenommene Gefühl der Unangemessenheit zu verringern, wenn das Maß der Motorsteuersignalkorrektur, das zum Korrigieren des Motorsteuersignals im elektrischen Servolenkungssystem erforderlich ist, anomal wird.

Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, wird gemäß der Erfindung ein elektrisches Servolenkungssystem gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Das elektrische Servolenksystem umfasst: eine Motorsteuersignal-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Motorsteuersignals zum Antreiben eines Motors, um ein Lenkunterstützungsmoment zu erzeugen, auf der Grundlage wenigstens eines Lenkmoments, das von einer Lenkmoment-Erfassungseinrichtung erfaßt wird; eine Motorsteuersignalkorrektur-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines korrigierten Motorsteuersignals aus einem Maß einer von einer externen Steuereinrichtung berechneten Motorsteuersignalkorrektur, und aus einem Motorsteuersignal; eine Antriebseinrichtung zum Antreiben des Motors auf der Grundlage des korrigierten Motorsteuersignals, das von der Motorsteuersignalkorrektur-Berechnungseinrichtung berechnet worden ist; und eine Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung zum Reduzieren des Maßes der Motorsteuersignalkorrektur gemäß einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Servolenkungssystem zum Lenken der angetriebenen Räder des Fahrzeuges dient, wobei die externe Steuereinrichtung die Operation einer Kraftverteilungsvorrichtung zum Verteilen wenigstens der Antriebskraft und/oder der Bremskraft zwischen mehreren beabstandeten Rädern des Fahrzeugs steuert, wobei das Servolenkungssystem kooperativ mit der Kraftverteilungsvorrichtung gesteuert wird.

Da gemäß der oben erwähnten Anordnung der Erfindung der Motor entsprechend einem korrigierten Motorsteuersignal angetrieben wird, das erhalten worden ist durch Korrigieren des Motorsteuersignals mittels eines Maßes der Motorsteuersignalkorrektur, das von einer externen Steuereinrichtung berechnet worden ist, wird dann, wenn die oben erwähnte externe Steuereinrichtung versagt und das Maß der Motorsteuersignalkorrektur anomal wird, auch das korrigierte Motorsteuersignal anomal, wobei es für das elektrische Servolenkungssystem unmöglich wird, ein angemessenes Lenkunterstützungsmoment zu erzeugen. Genauer, da die Wirkung der Lenkung groß wird, wenn ein Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, wird dann, wenn ein unangemessenes Lenkunterstützungsmoment erzeugt wird, das vom Fahrer wahrgenommene Gefühl der Unangemessenheit stark. Da jedoch die Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung der Erfindung das Maß der Motorsteuersignalkorrektur entsprechend einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert, kann der Einfluß eines anomalen Maßes der Motorsteuersignalkorrektur verringert werden, so daß das vom Fahrer wahrgenommene Gefühl der Unangemessenheit verringert wird.

Der Sollstrom I_MS in den Ausführungsformen entspricht dem Motorsteuersignal der vorliegenden Erfindung, während der korrigierte Sollstrom I_MS' in den Ausführungsformen dem korrigierten Motorsteuersignal der vorliegenden Erfindung entspricht, das Maß der Stromkorrektur ΔI in den Ausführungsformen dem Maß einer Motorsteuersignalkorrektur der vorliegenden Erfindung entspricht, die Sollstrom-Einstelleinrichtung M9 in den Ausführungsformen der Motorsteuersignal-Berechnungseinrichtung der vorliegenden Erfindung entspricht, die Stromkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung M15 in den Ausführungsformen der Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung der vorliegenden Erfindung entspricht, die erste elektronische Steuereinheit U₁ in den Ausführungsformen der externen Steuereinrichtung der vorliegenden Erfindung entspricht, die Motorantriebsvorrichtung 32 in den Ausführungsformen der Antriebseinrichtung der vorliegenden Erfindung entspricht und die Subtraktionseinrichtung 33 in den Ausführungsformen der Berechnungseinrichtung für das korrigierte Motorsteuersignal der vorliegenden Erfindung entspricht.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die praktischen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind.
1 bis 9C zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 ist ein schematisches Schaubild, das die Struktur der gesamten Antriebskraftverteilungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration der Schaltung der ersten elektronischen Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein schematisches Schaubild, das die Wirkung der Antriebskraftverteilungsvorrichtung der 1 zeigt, wenn das Fahrzeug mit einer mittleren bis geringen Geschwindigkeit eine Rechtskurve fährt.
4 ist ein schematisches Schaubild, das die Wirkung der Antriebskraftverteilungsvorrichtung der 1 zeigt, wenn das Fahrzeug mit einer mittleren bis geringen Geschwindigkeit eine Linkskurve fährt.
5 ist eine Skizze, die die Struktur des elektrischen Servolenkungssystem gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration der Schaltung der zweiten elektronischen Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Kennfeld oder ein Graph zum Nachschlagen des Maßes der Stromkorrektur oder des Offsetstroms anhand des verteilten Drehmoments.
8 ist ein Kennfeld oder ein Graph zum Nachschlagen des oberen Grenzwertes des Maßes der Stromkorrektur anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit.
9A bis 9C sind Kennfelder oder Graphen zum Nachschlagen des Bereiches, in dem der Betrieb des elektrischen Servolenkungssystems unterbunden wird.
10 ist Blockschaltbild ähnlich der 6, zeigt jedoch die Konfiguration der Schaltung der zweiten elektronischen Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie in 1 gezeigt, ist ein Getriebe M mit dem rechten Ende eines Motors E verbunden, der quer im vorderen Abschnitt der Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeuges mit Frontmotor und Frontantrieb montiert ist, während eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung T an der Rückseite des Motors E und des Getriebes M plaziert ist. Ein rechtes Vorderrad W_FR und ein linkes Vorderrad W_FL sind mit einer rechten Antriebswelle A_R und einer linken Antriebswelle A_L verbunden, die sich vom rechten Ende und vom linken Ende der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T ausgehend seitlich erstrecken.
Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung T umfaßt ein Differential D, zu dem die Antriebskraft von einem außenverzahnten Zahnrad 3 übertragen wird, welches mit einem Eingangszahnrad 2 kämmt, das an einer Antriebswelle 1 vorgesehen ist, das sich aus dem Getriebe M erstreckt. Das Differential D verwendet einen Doppelritzeltyp-Planetengetriebemechanismus und umfaßt ein Ringzahnrad 4, das in Baueinheit mit dem obenerwähnten außenverzahnten Zahnrad 3 ausgebildet ist, ein Sonnenrad 5, das koaxial innerhalb des Ringzahnrads 4 vorgesehen ist, und einen Planetenträger 8, der ein äußeres Planetenrad 6 unter stützt, das mit dem obenerwähnten Ringzahnrad 4 kämmt, sowie ein inneres Planetenrad 7, das mit dem obenerwähnten Sonnenrad 5 kämmt, in einen Zustand, in dem diese miteinander kämmen. Im Differential D dient das Ringzahnrad 4 als ein Eingangselement, während das Sonnenrad 5, das als eines der Ausgangselemente dient, mit dem linken Vorderrad W_FL über eine linke Antriebswelle 9_L verbunden ist, und der Planetenträger 8, der als das andere Ausgangselement dient, mit dem rechten Vorderrad W_FR über eine rechte Antriebswelle 9_R verbunden ist.
Ein Trägerelement 11, das am äußeren Umfang der linken Antriebswelle 9_L in drehbarer Weise unterstützt wird, umfaßt vier Ritzelwellen 12, die in Umfangsrichtung in Intervallen von 90° vorgesehen sind, wobei jede Ritzelwelle 12 in drehbarer Weise ein Dreifachritzelelement 16 unterstützt, in welchem ein erstes Ritzel 13, ein zweites Ritzel 14 und ein drittes Ritzel 15 in Baueinheit ausgebildet sind.
Ein erstes Sonnenrad 17, das mit dem obenerwähnten ersten Ritzel 13 kämmt, welches in drehbarer Weise am äußeren Umfang der linken Antriebswelle 9_L unterstützt ist, ist mit dem Planetenträger 8 des Differentials D verbunden. Ein zweites Sonnenrad 18, das am äußeren Umfang der linken Antriebswelle 9_L befestigt ist, kämmt mit dem obenerwähnten zweiten Ritzel 14. Ferner kämmt ein drittes Sonnenrad 19, das in drehbarer Weise am äußeren Umfang der linken Antriebswelle 9_L unterstützt ist, mit dem obenerwähnten dritten Ritzel 15.

Die Anzahlen der Zähne des ersten Ritzels 13, des zweiten Ritzels 14, des dritten Ritzels 15, des ersten Sonnenrades 17, des zweiten Sonnenrades 18 und des dritten Sonnenrades 19 in der Ausführungsform sind folgende:

Anzahl der Zähne des ersten Ritzels 13	Z₂ = 17
Anzahl der Zähne des zweiten Ritzels 14	Z₄ = 17
Anzahl der Zähne des dritten Ritzels 15	Z₆ = 34
Anzahl der Zähne des ersten Sonnenrades 17	Z₁ = 32
Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenrades 18	Z₃ = 28
Anzahl der Zähne des dritten Sonnenrades 19	Z₅ = 32

Das dritte Sonnenrad 19 kann über eine linke Hydraulikkupplung C_L mit einem Gehäuse 20 verbunden werden, wobei die Drehzahl des Trägerelements 11 durch den Eingriff der linken Hydraulikkupplung C_L erhöht wird. Das Trägerelement 11 kann über eine rechte Hydraulikkupplung C_R mit dem Gehäuse 20 verbunden werden, wobei die Drehzahl des Trägerelements 11 durch den Eingriff der rechten Hydraulikkupplung C_R reduziert wird. Die obenerwähnte rechte Hydraulikkupplung C_R und die linke Hydraulikkupplung C_L werden gesteuert von einer ersten elektronischen Steuereinheit U₁, die einen Mikrocomputer enthält.
Wie in 2 gezeigt, werden die Signale von einer Motordrehmoment-Erfassungseinrichtung S₁ zum Erfassen des Motordrehmoments T_E, einer Motordrehzahl-Erfassungseinrichtung S₂ zum Erfassen der Drehzahl Ne des Motors E, einer Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung S₃ zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Lenkwinkel-Erfassungseinrichtung S₄ zum Erfassen des Lenkwinkels θ in die erste elektronische Steuereinheit U₁ eingegeben. Die erste elektronische Steuereinheit U₁ verarbeitet die Signale von den obenerwähnten Erfassungseinrichtungen S₁ bis S₄ auf der Grundlage eines vorgegebenen Programms, wodurch die obenerwähnte linke Hydraulikkupplung C_L und rechte Hydraulikkupplung CR gesteuert werden.
Die erste elektronische Steuereinheit U₁ umfaßt eine Antriebswellendrehmoment-Berechnungseinrichtung M1, eine Übersetzungsverhältnis-Berechnungseinrichtung M2, eine erste Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor-Berechnungseinrichtung M3, eine Soll-Gierrate-Berechnungseinrichtung M4, eine Seitenbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung M5, eine zweite Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor-Berechnungseinrichtung M6, eine vordere Rechts-Links-Raddrehmoment-Berechnungseinrichtung M7, eine Stromkorrekturmaß-Berechnungseinrichtung M8 sowie eine Offsetstrom-Berechnungseinrichtung M13.
Die Antriebswellendrehmoment-Berechnungseinrichtung M1 berechnet das Antriebswellendrehmoment T_D (d. h. das an die vorderen rechten und linken Räder W_FR, W_FL übertragene Gesamtdrehmoment) durch Multiplizieren des Motordrehmoments T_E mit dem Übersetzungsverhältnis Ni, das von der Übersetzungsverhältnis-Berechnungseinrichtung M2 aus der Drehzahl Ne des Motors und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wird. Das Motordrehmoment T_E kann erhalten werden aus dem Ansaugdruck (oder der Öffnung des Gaspedals) und der Drehzahl Ne des Motors, wobei das Antriebswellendrehmoment T_D auch kann mit einer anderen Einrichtung als der obenerwähnten erhalten werden, wie z. B. mit einer Drehmoment-Erfassungseinrichtung, die am Kraftübertragungssystem vorgesehen ist, oder mittels der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs. Ferner kann die Fahrzeuggeschwindigkeit V ermittelt werden durch ein anderes Mittel als die Radgeschwindigkeit, wie z. B. mittels einer optischen Einrichtung unter Verwendung eines Raumfilters, oder sie kann unter Verwendung eines Doppler-Radars ermittelt werden.
Die erste Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor-Berechnungseinrichtung M3 führt ein Nachschlagen im Kennfeld aus für einen ersten Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor K_T auf der Grundlage des Antriebswellendrehmoments T_D und eines zweiten Rechts-Links-Verteilungskorrektur faktors K_V auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Soll-Gierrate-Berechnungseinrichtung M4 führt ein Nachschlagen im Kennfeld aus für die Lenkwinkelkomponente Y₁ der Soll-Gierrate Y auf der Grundlage des Lenkwinkels θ und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Y₂ der Soll-Gierrate Y auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V, und berechnet die Soll-Gierrate Y durch Multiplizieren der Lenkwinkelkomponente Y₁ mit der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Y₂. Die Seitenbeschleunigung-Berechnungseinrichtung M5 berechnet die Seitenbeschleunigung Y_G durch Multiplizieren der obenerwähnten Soll-Gierrate Y mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wobei die zweite Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor-Berechnungseinrichtung 6 ein Nachschlagen im Kennfeld ausführt für den Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor G auf der Grundlage der obenerwähnten Seitenbeschleunigung Y_G.
Schließlich berechnet die vordere Rechts-Links-Raddrehmoment-Berechnungseinrichtung M7 ein verteiltes Drehmoment T_L, das auf das vordere linke Rad W_FL verteilt werden soll, und ein verteiltes Drehmoment T_R, das auf das vordere rechte Rad W_FR verteilt werden soll, auf der Grundlage der folgenden Gleichungen. TL = (TD/2) × (1 + KW × KT × KV × G) (1) TR = (TD/2) × (1 – KW × KT × KV × G) (2)
Hierbei bezeichnen K_V und K_T den rechten und den linken Verteilungskorrekturfaktor, die erhalten werden von der ersten Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor-Berechnungseinrichtung M3, während G den Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor bezeichnet, der von der zweiten Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor-Berechnungseinrichtung M6 erhalten wird, und wobei K_W eine Konstante ist.
Der Ausdruck (1 ± K_W × K_T × K_V × G) auf der rechten Seite der Gleichung (1) und der Gleichung (2) bestimmt das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen den vorderen rechten und linken Rädern W_FR, W_FL, wobei dann, wenn die Drehmomentverteilung auf eines der vorderen rechten und linken Räder W_FR, W_FL um ein vorgegebenes Maß ansteigt, die Drehmomentverteilung auf das andere der vorderen rechten und linken Räder W_FR, W_FL um das obenerwähnte vorgegebene Maß sinkt.
Wenn die verteilten Drehmomente T_R, T_L, die auf die vorderen rechten und linken Räder W_FR, W_FL verteilt werden sollen, wie oben erwähnt ermittelt werden, werden die rechte Hydraulikkupplung C_R und die linke Hydraulikkupplung C_L so gesteuert, daß die obenerwähnten verteilten Drehmomente T_R, T_L auf die vorderen rechten und linken Räder W_FR, W_FL übertragen werden.
Die verteilten Drehmomente T_R, T_L, die auf die rechten und linken Vorderräder W_FR, W_FL verteilt werden sollen und die von der vorderen Rechts-Links-Raddrehmoment-Berechnungseinrichtung M7 berechnet werden, werden in die Stromkorrekturmaß-Berechnungseinrichtung M8 eingegeben. Die Stromkorrekturmaß-Berechnungseinrichtung M8 gibt die verteilten Drehmomente T_R, T_L in das in 7 gezeigte Kennfeld ein und schlägt das Maß der Stromkorrektur ΔI für den Motor 27 des elektrischen Servolenkungssystems S nach, das im folgenden beschrieben wird. Das Maß der Stromkorrektur ΔI entspricht dem Strompegel, der für das elektrische Servolenkungssystem S erforderlich ist, um ein Lenkmoment zu erzeugen, das dem Lenkmomentphänomen entgegenwirkt, das durch die verteilten Drehmomente T_R, T_L hervorgerufen wird, die von der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T erzeugt werden.
Wie in 7 gezeigt, steigt das Maß der Stromkorrektur ΔI linear von 0 A bis 22 A an, während die verteilten Drehmomente T_R, T_L von 20 kpm auf 70 kpm ansteigen, wobei dann, wenn die verteilten Drehmomente T_R, T_L 70 kpm übersteigen, das Maß der Stromkorrektur ΔI auf dem oberen Grenzwert von 22 A gehalten wird. Obwohl der Maximalwert für den Strom, der den Motor 27 des elektrischen Servolenkungssystems S für die Lenkunterstützung zugeführt wird, 85 A beträgt, ist der obere Grenzwert von 22 A für das Maß der Stromkorrektur ΔI kleiner gesetzt als der obenerwähnte Maximalwert für den Strom.
Die Offsetstrom-Berechnungseinrichtung M13 berechnet einen Offsetstrom ΔI_OS durch Reduzieren des Maßes der Stromkorrektur ΔI, die von der Stromkorrekturmaß-Berechnungseinrichtung M8 berechnet wird, um einen vorgegebenen Anteil. Wie in 7 gezeigt ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform der Offsetstrom ΔI_OS so gesetzt, daß er das 0,7-fache des Maßes der Stromkorrektur ΔI beträgt. Da außerdem das elektrische Servolenkungssystem S die Eigenschaft hat, daß mit höherer Fahrzeuggeschwindigkeit der Unterstützungsstrom kleiner wird, beträgt dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als 70 km/h ist, der Offsetstrom ΔI_OS das 0,7-fache des Maßes der Stromkorrektur ΔI, wobei dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 70 km/h oder höher ist, der Offsetstrom ΔI_OS das 0,8-fache des Maßes der Stromkorrektur ΔI betragen kann.
Entsprechend einem Befehl von der ersten elektronischen Steuereinheit U₁ befinden sich sowohl die rechte Hydraulikkupplung C_R als auch die linke Hydraulikkupplung C_L in einem ausgerückten Zustand, während das Fahrzeug geradeaus fährt. Somit werden das Trägerelement 11 und das dritte Sonnenrad 19 nicht gehemmt, wobei die linke Antriebswelle 9_L , die rechte Antriebswelle 9_R , der Planetenträger 8 des Differentials D und das Trägerelement 11 alle einheitlich rotieren. Zu diesem Zeitpunkt wird das Drehmoment des Motors E vom Differential D gleichmäßig auf die vorderen rechten und linken Räder W_FR, W_FL übertragen, wie in 1 mit den schraffierten Pfeilen gezeigt ist.
Wenn das Fahrzeug mit einer mittleren bis geringen Geschwindigkeit eine Rechtskurve fährt, wie in 3 gezeigt ist, ist die rechte Hydraulikkupplung C_R eingerückt entsprechend einem Befehl von der ersten elektronischen Steuereinheit U₁, so daß das Trägerelement 11 gestoppt wird, indem es mit dem Gehäuse 20 verbunden wird. Da zu diesem Zeitpunkt die linke Antriebswelle 9_L , die mit dem linken Vorderrad W_FL in Eingriff ist, und die rechte Antriebswelle 9_R , die mit dem rechten Vorderrad W_FR in Eingriff ist, (d. h., der Planetenträger 8 des Differentials D) über das zweite Sonnenrad 18, das zweite Ritzel 14, das erste Ritzel 13 und das erste Sonnenrad 17 verbunden sind, wird die Drehzahl N_L des linken Vorderrades W_FL relativ zur Drehzahl N_R des rechten Vorderrades W_FR gemäß der in der folgenden Gleichung gezeigten Beziehung erhöht. NL/NR = (Z4/Z3) × (Z1/Z2) = 1,143 (3)
Wenn die Drehzahl N_L des linken Vorderrades W_FL relativ zur Drehzahl N_R des rechten Vorderrades W_FR wie oben erwähnt erhöht wird, kann ein Anteil des Drehmoments des rechten Vorderrades W_FR, das das kurveninnere Rad ist, auf das linke Vorderrad W_FL übertragen werden, das das kurvenäußere Rad ist, wie mit dem schraffierten Pfeil in 3 gezeigt ist.
Statt das Trägerelement 11 mittels der rechten Hydraulikkupplung C_R zu stoppen, kann dann, wenn die Drehzahl des Trägerelements 11 reduziert wird durch geeignetes Ein stellen der Eingriffskraft der rechten Hydraulikkupplung C_R, die Drehzahl N_L des linken Vorderrades W_FL relativ zur Drehzahl N_R des rechten Vorderrades W_FR gemäß der Verzögerung erhöht werden, wobei das erforderliche Drehmomentniveau vom rechten Vorderrad W_FR, das das kurveninnere Rad ist, auf das linke Vorderrad W_L, das das kurvenäußere Rad ist, übertragen wird.
Wenn andererseits das Fahrzeug mit einer mittleren bis geringen Geschwindigkeit eine Linkskurve fährt, wie in 4 gezeigt ist, wird die linke Hydraulikkupplung C_L gemäß einem Befehl von der ersten elektronischen Steuereinheit U₁ eingerückt und das dritte Ritzel 15 wird über das dritte Sonnenrad 19 mit dem Gehäuse 20 verbunden. Als Ergebnis steigt die Drehzahl des Trägerelements 11 relativ zur Drehzahl der linken Antriebswelle 9_L an, wobei die Drehzahl N_R des rechten Vorderrades W_FR relativ zur Drehzahl N_L des linken Vorderrades W_FL entsprechend der in der folgenden Gleichung gezeigten Beziehung erhöht wird. NR/NL = {1 – (Z5/Z6) × (Z2/Z1)} ± {1 – (Z5/Z6) × (Z4/Z3)} = 1,167 (4)
Wenn wie oben erwähnt die Drehzahl N_R des rechten Vorderrades W_FR relativ zur Drehzahl N_L des linken Vorderrades W_FL ansteigt, kann ein Anteil des Drehmoments des linken Vorderrades W_FL, das das kurveninnere Rad ist, auf das rechte Vorderrad W_FR übertragen werden, welches das kurvenäußere Rad ist, wie mit dem schraffierten Pfeil in 4 gezeigt ist. Wenn die Drehzahl des Trägerelements 11 erhöht wird durch geeignetes Einstellen der Eingriffskraft der linken Hydraulikkupplung C_L entsprechend der Beschleunigung, kann auch in diesem Fall die Drehzahl N_R des rechten Vorderrades W_FR relativ zur Drehzahl N_L des linken W_FL erhöht werden, wobei das erforderliche Drehmo mentniveau vom linken Vorderrad W_FL, das das kurveninnere Rad ist, auf das rechte Vorderrad W_FR, das das kurvenäußere Rad ist, übertragen wird. Es ist somit möglich, die Kurvenfahrleistung zu verbessern durch Übertragen eines größeren Drehmoments auf das kurvenäußere Rad als auf das kurveninnere Rad zu Zeitpunkten, zu denen das Fahrzeug mit einer mittleren bis geringen Geschwindigkeit fährt. Wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, ist es außerdem möglich, die Fahrstabilität zu verbessern durch Verringern des auf das kurvenäußere Rad übertragenen Drehmoments im Vergleich zum obenerwähnten Fall einer mittleren bis geringen Geschwindigkeit, oder alternativ durch Übertragen des Drehmoments vom kurvenäußeren Rad auf das kurveninnere Rad. Dies kann erreicht werden in der ersten Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktor-Berechnungseinrichtung M3 der ersten elektronischen Steuereinheit U₁ durch Einstellen des Kennfeldes des zweiten Rechts-Links-Verteilungskorrekturfaktors K_V relativ zur Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Wie aus dem Vergleich von Gleichung (3) mit Gleichung (4) deutlich wird, da die Anzahlen der Zähne des ersten Ritzels 13, des zweiten Ritzels 14, des dritten Ritzels 15, des ersten Sonnenrades 17, des zweiten Sonnenrades 18 und des dritten Sonnenrades 19 wie oben erwähnt gesetzt sind, können das Verhältnis (ungefähr 1,143) der Drehzahl des linken Vorderrades W_FL zur Drehzahl des rechten Vorderrades W_FR und das Verhältnis (ungefähr 1,167) der Drehzahl des rechten Vorderrades W_FR zur Drehzahl des linken Vorderrades W_FL nahezu gleich gemacht werden.
Wenn Änderungen an den Antriebskräften auftreten, die vom Motor E auf die vorderen rechten und linken Räder W_FR, W_FL über die Antriebskraftverteilungsvorrichtung T verteilt werden, werden unerwünschte Lenkkräfte in den vorderen rechten und linken Rädern W_FR, W_FL erzeugt, welches die gelenkten Räder sind, aufgrund des sogenannten Lenkmomentphänomens. Wenn in einem Fahrzeug, das ein elektrisches Servolenkungssystem S enthält, das Lenkmomentphänomen hervorgerufen wird aufgrund der Operation der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T, kann somit durch Betätigen des elektrischen Servolenkungssystems S so, daß die Lenkkraft aufgrund des Lenkmomentphänomens ausgelöscht wird und ein Lenkunterstützungsmoment in der Gegenrichtung erzeugt wird, das obenerwähnte Lenkmomentphänomen verringert werden.
Im folgenden wird ein Fahrzeuglenkungssystem auf der Grundlage der 5 erläutert.
Ein Lenkmoment, das von einem Fahrer auf ein Lenkrad ausgeübt wird, wird über eine Lenkwelle 22, eine Verbindungswelle 23 und ein Ritzel 24 auf eine Zahnstange 25 übertragen, wobei die Hubbewegung der Zahnstange 25 weiter übertragen wird auf die vorderen rechten und linken Räder W_FR, W_FL über rechte und linke Spurstangen 26, um die Vorderräder W_FR, W_FL zu lenken. Ein im Lenksystem vorgesehenes elektrisches Servolenkungssystem S umfaßt ein Antriebszahnrad 28, das an einer Antriebswelle eines Motors 27 vorgesehen ist, ein Laufzahnrad 29, das mit dem Antriebszahnrad 28 kämmt, eine Gewindewelle 30, die mit dem Laufrad 29 in Baueinheit ausgeführt ist, sowie eine Mutter 31, die mit der Gewindewelle 30 kämmt und ebenfalls mit der Zahnstange 25 verbunden ist.
Eine zweite elektronische Steuereinheit U₂ steuert nicht die Operation des elektrischen Servolenkungssystems S selbst, sondern steuert kooperativ die Operation des elektrischen Servolenkungssystems S in Verbindung mit der Operation der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T.
Wie in 6 gezeigt, umfaßt die zweite elektronische Steuereinheit U₂ eine Sollstrom-Einstelleinrichtung M9, eine Antriebsteuereinrichtung M10, eine Antriebunterbindungseinrichtung M11, eine Antriebunterbindungs-Ermittlungseinrichtung M12, eine Obergrenze-Prüfeinrichtung M14, eine Stromkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung M15, eine Berechnungsprüfeinrichtung M16 und eine Subtraktionseinrichtung 33.
Die Obergrenze-Prüfeinrichtung M14 prüft, ob das Maß der Stromkorrektur Δi und der von der ersten elektronischen Steuereinheit U₁ eingegebene Offsetstrom ΔI_OS definitiv nicht höher ist als 22 A, wobei die Berechnungsprüfeinrichtung M16 prüft, ob der Offsetstrom ΔI_OS definitiv das 0,7-fache des Maßes der Stromkorrektur ΔI beträgt. Wenn einen Anomalie bei der obenerwähnten Prüfung beobachtet wird, wird festgestellt, das eine Fehlfunktion vorliegt, und es wird z. B. die Operation der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T beendet.
Die Stromkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung M15 reduziert das Maß der Stromkorrektur ΔI, die von der Obergrenze-Prüfeinrichtung M14 eingegeben wird, auf der Grundlage der von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung S₃ erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit V, und reduziert genauer das Maß des Stroms ΔI, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V ansteigt. Wie aus 8 deutlich wird, ist der Grenzwert für das Maß der Stromkorrektur ΔI so gesetzt, daß er im niedrigeren und mittleren Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich 22 A beträgt, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V z. B. 0 km/h bis 80 km/h beträgt, und wird so gesetzt, daß er im hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V 80 km/h oder größer ist, von 22 A ausgehend linear bis auf 0 abnimmt. In diesem Fall, in dem das Maß der Stromkorrektur ΔI, das von der Obergrenze-Prüfeinrichtung M14 in die Stromkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung M15 eingegeben worden ist, die Grenze in 8 überschreitet, wird das Maß der Stromkorrektur ΔI beschränkt durch den Grenzwert und nimmt ab. Das heißt, das Maß der Stromkorrektur ΔI nimmt entsprechend einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit V ab.
Die Sollstrom-Einstelleinrichtung M9 führt ein Nachschlagen in einem Kennfeld für den Sollstrom I_MS zum Antreiben des Motors 27 des elektrischen Servolenkungssystems S auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V aus, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung S₃ eingegeben wird, und auf der Grundlage des Lenkmoments T_Q, das von der Lenkmomenterfassungseinrichtung S₅ eingegeben wird. Der Sollstrom I_MS wird so eingestellt, daß er in Reaktion auf einen Anstieg des Lenkmoments T_Q ansteigt und in Reaktion auf eine Senkung der Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, wobei diese Eigenschaften ermöglichen, daß ein Lenkunterstützungsmoment entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeugs erzeugt wird.
Der Sollstrom I_MS, der von der Sollstrom-Einstelleinrichtung M9 ausgegeben wird, und das Maß der Stromkorrektur ΔI', das von der Stromkorrekturmaß-Erfassungseinrichtung M15 ausgegeben wird, werden in die Subtraktionseinrichtung M33 eingegeben, in der das Maß der Stromkorrektur ΔI' vom Sollstrom I_MS subtrahiert wird, um einen korrigierten Sollstrom I_MS' (= I_MS – ΔI') zu erhalten. In dem Fall, in dem aufgrund der Operation der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T eine Lenkkraft in derselben Richtung ausgeübt wird wie diejenige der Lenkbetätigung durch den Fahrer, wird der korrigierte Sollstrom I_MS' berechnet durch Subtrahieren des Maßes der Stromkorrektur ΔI' vom Sollstrom I_MS, wobei jedoch in dem Fall, in dem eine Lenkkraft in der Richtung entgegengesetzt zu derjenigen der Lenkbetätigung des Fahrers ausgeübt wird, der korrigierte Sollstrom I_MS' berechnet werden kann durch Addie ren des Maßes der Stromkorrektur ΔI' zum Sollstrom I_MS. Die Antriebsteuereinrichtung M10 setzt den korrigierten Sollstrom I_MS' in ein Motorantriebssignal V_D um und gibt das Motorantriebssignal V_D an die Antriebunterbindungseinrichtung M11 aus. Wenn kein Antriebunterbindungssignal von der Antriebunterbindungs-Ermittlungseinrichtung M12 eingegeben wird, gibt die Antriebunterbindungseinrichtung M11 das obenerwähnte Motorantriebssignal V_D an die Motorantriebsvorrichtung 32 aus, um den Motor 27 mit einer Motorspannung V_M anzusteuern und somit ein Lenkunterstützungsmoment im elektrischen Servolenkungssystem zu erzeugen. Durch Steuern des elektrischen Servolenkungssystems S auf der Grundlage des korrigierten Sollstroms I_MS', der aus dem Sollstrom I_MS und dem Maß der Stromkorrektur ΔI' berechnet wird, wird es möglich, gleichzeitig das Lenkmomentphänomen zu verringern und die Lenkbetätigung des Fahrers zu unterstützen, was die Hauptfunktion des elektrischen Servolenkungssystems S ist.
Da das Maß der Stromkorrektur ΔI', das von der Stromkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung M15 in die Subtraktionseinrichtung M33 eingegeben wird, in Reaktion auf einen Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt (siehe 8), kann in dem Fall, in dem ein fehlerhaftes Maß der Stromkorrektur ΔI ausgegeben wird aufgrund einer Fehlfunktion der ersten elektronischen Steuereinheit U₁ der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der die Wirkung der Lenkung groß ist, die Erzeugung eines Lenkmoments durch das elektrische Servolenkungssystem S auf einem solchen Niveau, daß der Fahrer ein Gefühl der Unangemessenheit spürt, verhindert werden. Wenn z. B. das Fahrzeug geradeaus fährt und die Antriebskraftverteilungsvorrichtung T in einem Ruhezustand ist, da die verteilten Drehmomente T_R, T_L gleich sind, sollte das Maß der Stromkorrektur ΔI gleich 0 sein. Wenn ein Maß der Stromkorrektur ΔI ausgegeben wird aufgrund einer Fehlfunktion der ersten elektronischen Steuereinheit U₁ unter diesen Umständen, obwohl das elektrische Servolenkungssystem S ein unnötiges Lenkmoment erzeugt, da die Stromkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung M15 ein Maß der Stromkorrektur ΔI' an die Subtraktionseinrichtung 33 ausgibt, welches erhalten wird durch Reduzieren des Maßes der Stromkorrektur ΔI in Reaktion auf eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V, kann das unnötige Lenkmoment, das vom elektrischen Servolenkungssystem S bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird, reduziert werden und das vom Fahrer wahrgenommene Gefühl der Unangemessenheit kann verringert werden.
Andererseits wird in einem Fall, in dem eine Anomalie wie z. B. eine Fehlfunktion des Steuersystems auftritt, ein Antriebunterbindungssignal von der Antriebunterbindungs-Ermittlungseinrichtung M12 in die Antriebunterbindungseinrichtung M11 eingegeben, wobei die Antriebunterbindungseinrichtung M11 das Ausgeben des obenerwähnten Motorantriebssignals V_D und die Operation des elektrischen Servolenkungssystems S verhindert, wodurch das elektrische Servolenkungssystem S am Erzeugen eines Lenkunterstützungsmoments gehindert wird, das vom Fahrer nicht erwartet wird.
Ein wirklicher Motorstrom I_M, der von einer Stromerfassungseinrichtung S₆ erfaßt wird und dem Motor 27 zugeführt wird, ein Lenkmoment T_Q, das von einer Lenkmomenterfassungseinrichtung S₅ erfaßt wird, und ein Offsetstrom ΔI_OS, der von der Berechnungsprüfeinrichtung M16 ausgegeben wird, werden in die Antriebunterbindungs-Ermittlungseinrichtung M12 eingegeben. Die Antriebunterbindungs-Ermittlungseinrichtung M12 ermittelt, ob der Antrieb des elektrischen Servolenkungssystems S unterbunden werden soll durch Eingeben des wirklichen Motorstroms I_M und des Lenkmoments T_Q in ein Kennfeld, das auf der Grundlage des Offsetstroms ΔI_OS korrigiert worden ist.
9A ist ein Kennfeld des Standes der Technik zum Ausführen der obenerwähnten Ermittlung, wobei dieses Kennfeld ursprünglich für ein Fahrzeug erstellt wurde, das keine Antriebskraftverteilungsvorrichtung T enthält, d. h. ein Fahrzeug, in dem die kooperative Steuerung eines elektrischen Servolenkungssystems S und einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung T nicht ausgeführt wurde. In der Figur bezeichnet die Abszisse das Lenkmoment T_Q, das von der Lenkmomenterfassungseinrichtung S₅ erfaßt wird, während die Ordinate den wirklichen Motorstrom I_M bezeichnet, der von der Stromerfassungseinrichtung S₆ erfaßt wird. Der Bereich auf der rechten Seite des Ursprungs auf der Abszisse, in dem das Lenkmoment T_Q positiv (+) ist, entspricht einem Fall, in dem ein Lenkmoment in Richtung einer Rechtskurve auf das Lenkrad 21 ausgeübt wird, während der Bereich auf der linken Seite des Ursprungs auf der Abszisse, in dem das Lenkmoment C_Q negativ (–) ist, einem Fall entspricht, in dem ein Lenkmoment in Richtung einer Linkskurve auf das Lenkrad 21 ausgeübt wird. Der Bereich oberhalb des Ursprungs auf der Ordinate, in dem der wirkliche Motorstrom I_M positiv (+) ist, entspricht einem Fall, in dem der Motor 27 ein Drehmoment in Richtung einer Rechtskurve ausgibt, während der Bereich unterhalb des Ursprungs auf der Ordinate, in dem der wirkliche Motorstrom I_M negativ (–) ist, einem Fall entspricht, in dem der Motor 27 ein Lenkmoment in Richtung einer Linkskurve ausgibt. Wenn das Lenkmoment T_Q und der wirkliche Motorstrom I_M sich in den schraffierten Unterstützungsunterbindungsbereichen befinden, gibt die Abtriebunterbindungs-Ermittlungseinrichtung M12 einen Befehl zum Unterbinden des Antriebs des Motors 27 an die Antriebunterbindungseinrichtung M11 aus.
Wenn z. B. der Motor 27 in Richtung einer Rechtskurve angetrieben wird durch einen großen Strom aufgrund einer Fehlfunktion der zweiten elektronischen Steuereinheit U₂, obwohl der Fahrer keine Lenkoperation ausführt, liegt der wirkliche Motorstrom I_M zu diesem Zeitpunkt an einer Position "a" im (+)-Bereich. Da der Motor 27 gegen den Willen des Fahrers in der Richtung einer Rechtskurve angetrieben wird, versucht der Fahrer, das Fahrzeug in einer geraden Linie zu fahren, indem er ein starkes Lenkmoment T_Q in Richtung einer Linkskurve auf das Lenkrad 21 ausübt, wodurch das von der Lenkmomenterfassungseinrichtung S₅ erfaßte Lenkmoment T_Q einer Position "b" im (–)-Bereich entspricht. Als Ergebnis weisen der wirkliche Motorstrom I_M und das Lenkmoment T_Q eine durch den Punkt P in 9A bezeichnete Beziehung auf und gelangen in den schraffierten Unterstützungsunterbindungsbereich, wobei die Antriebunterbindungs-Ermittlungseinrichtung M12 einen Befehl zum Unterbinden des Antriebs des Motors 27 ausgibt und es somit möglich ist, das elektrische Servolenkungssystem S an der Erzeugung eines unerwünschten Lenkunterstützungsmoments zu hindern.
Die obenerwähnte Erläuterung gilt für ein Fahrzeug, bei dem die kooperative Steuerung des elektrischen Servolenkungssystems S und der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T nicht ausgeführt wird, jedoch weisen Fahrzeuge, die eine kooperative Steuerung ausführen, folgende Nachteile auf. Da der wirkliche Motorstrom I_M in einem Fahrzeug, das eine kooperative Steuerung ausführt, eine Stromkomponente zum Unterstützen der Lenkoperation des Fahrers und eine Stromkomponente zum Verringern des Lenkmomentphänomens enthält, besteht dann, wenn das Kennfeld in 9A, in dem die Stromkomponente zum Verringern des Lenkphänomens nicht berücksichtigt ist, unverändert verwendet wird, die Möglichkeit, daß eine fehlerhafte Bestimmung durchgeführt werden kann und die Operation des elektrischen Servolenkungssystems S unterbunden werden kann, wenn dessen Operation notwendig ist, oder die Operation des elektrischen Servolenkungssystems S erlaubt werden kann, wenn seine Operation unnötig ist.
In einem Fahrzeug z. B., das eine kooperative Steuerung ausführt, gibt es Fälle, in denen die Lenkunterstützung selbst in Bereichen erlaubt wird, in denen die Richtung des Lenkmoments T_Q der Richtung des wirklichen Motorstroms I_M entgegengesetzt ist (die zweiten und vierten Quadranten in 9A). Dies liegt daran, daß ein Lenkmomentphänomen in derselben Richtung wie die Lenkrichtung durch die Operation der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T hervorgerufen wird. Es sei ein Fall betrachtet, in dem das Maß der Stromkorrektur ΔI in der entgegengesetzten Richtung zum Lenkmomentphänomen, das erforderlich ist, um diesem entgegenzuwirken, größer ist als der Sollstrom I_MS des elektrischen Servolenkungssystems, wobei dann, wenn das Kennfeld in 9A unverändert verwendet wird, es unmöglich ist, dem Lenkmomentphänomen entgegenzuwirken, da die Lenkunterstützung unterbunden wird.
Um die obenerwähnte Situation zu vermeiden, wie in 9B gezeigt, kann der Unterstützungsunterbindungsbereich in Ordinatenrichtung nach oben geschoben werden um ein Maß, das dem Maß der Stromkorrektur ΔI entspricht. Hierdurch ist es möglich, ein Maß an Lenkmoment in der Richtung entgegengesetzt zur Lenkrichtung hervorzurufen, das dem Maß der Stromkorrektur ΔI im elektrischen Servolenkungssystem S entspricht, und somit das Lenkmomentphänomen auszulöschen, das den Betrieb der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T begleitet.
Wenn jedoch das Kennfeld, das für die Ermittlung der Antriebsunterbindung des elektrischen Servolenkungssystems S verwendet wird, nach oben in Ordinatenrichtung um ein Maß verschoben ist, das dem Maß der Stromkorrektur ΔI entspricht, wie oben erwähnt, können folgende Nachteile auftreten. Es sei z. B. ein Fall betrachtet, in dem die verteilten Drehmomente T_L, T_R, die von der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T erzeugt werden, gleich sind, da das Fahrzeug geradeaus fährt, wobei der Sollstrom I_MS gleich 0 ist, da der Fahrer das Lenksystem nicht betätigt, wobei ein Maß der Stromkorrektur ΔI, das theoretisch 0 sein sollte, aufgrund einer Fehlfunktion der erste elektronischen Steuereinheit U₁ ausgegeben wird. Das Maß dieser anormalen Stromkorrektur ΔI überschreitet 22 A und wird von der Obergrenze-Prüfeinrichtung M14 gekappt, jedoch wird das elektrische Servolenkungssystem S mit einem Maß der Stromkorrektur ΔI von 22 A betrieben, was der von der Obergrenze-Prüfeinrichtung M14 maximal erlaubte Wert ist, wobei die Möglichkeit besteht, daß vom Fahrer ein Gefühl der Unangemessenheit wahrgenommen wird. Genauer, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt wird das Gefühl der Unangemessenheit, das vom Fahrer wahrgenommen wird, groß, da die Änderung des Fahrzeugverhaltens, die durch eine Lenkoperation hervorgerufen wird, groß ist.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, berechnet in der vorliegenden Ausführungsform die Offsetstrom-Berechnungseinrichtung M13, die in der ersten elektronischen Steuereinheit U₁ der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T vorgesehen ist, einen Offsetstrom ΔI_OS durch Reduzieren des Maßes der Stromkorrektur ΔI (siehe 7), wobei die Unterstützungsunterbindungsbereiche in Ordinatenrichtung um ein Maß verschoben werden, das dem oben erwähnen Offsetstrom ΔI_OS entspricht. Als Ergebnis ergibt sich das in 9C gezeigte Kennfeld, das für die Ermittlung der Unterbindung des Antriebs des elektrischen Servolenkungs systems S verwendet wird.
Wie aus dem Vergleich der 9C mit 9B deutlich wird, wird in 9B, in der die Unterstützungsunterbindungsbereiche in Ordinatenrichtung um ein Maß verschoben sind, das dem Maß der Stromkorrektur ΔI entspricht, dann, wenn eine Lenkunterstützungskraft, die das Maß der Stromkorrektur ΔI (maximal 22 A) überschreitet, in der entgegengesetzten Richtung erzeugt wird, festgestellt, daß der Antrieb des elektrischen Servolenkungssystems S unterbunden wird, während dann, wenn eine Lenkunterstützungskraft, die nur etwas kleiner ist als die obenerwähnten 22 A, in der entgegengesetzten Richtung erzeugt wird, der Antrieb des elektrischen Servolenkungssystems S in bestimmten Fällen erlaubt werden kann. Andererseits wird in 9C ein Offsetstrom ΔI_OS verwendet, der erhalten wird durch Reduzieren des Maßes der Stromkorrektur ΔI auf 70%, wobei das Maß, um das die Unterstützungsunterbindungsbereiche in Ordinatenrichtung verschoben werden, 70% desjenigen in 9B beträgt, wobei dann, wenn eine Lenkunterstützungskraft, die den Maximalwert von 22 A·0,7 = 15,4 A überschreitet, in der entgegengesetzten Richtung erzeugt wird, festgestellt wird, daß der Antrieb des elektrischen Servolenkungssystems S unterbunden wird.
Wie oben beschrieben worden ist, wird durch Setzen des Offsetstroms ΔI_OS so, daß er kleiner ist als das Maß der Stromkorrektur ΔI, die Operation des elektrischen Servolenkungssystems S an dem Punkt unterbunden, an dem der wirkliche Motorstrom I_M den Offsetstrom ΔI_OS überschreitet, wodurch ein Gefühl der Unangemessenheit, das vom Fahrer wahrgenommen wird, beseitigt wird. Wenn somit die erste elektronische Steuereinheit U₁ der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T versagt, während die kooperative Steuerung zwischen der Antriebskraftverteilungsvorrich tung T und dem elektrischen Servolenkungssystem S freigegeben ist, ist es möglich, das elektrische Servolenkungssystem S an einer Erzeugung eines großen Grades einer Lenkunterstützungskraft zu hindern, welche ein Gefühl der Unangemessenheit für den Fahrer ergeben würde.
Im folgenden wird mit Bezug auf 10 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In der obenbeschriebenen ersten Ausführungsform wird der wirkliche Motorstrom I_M für die Ermittlung verwendet, ob der Antrieb des Motors 27 des elektrischen Servolenkungssystems S unterbunden wird, jedoch wird in der vorliegenden Ausführungsform das Motorantriebssignal V_D anstelle des wirklichen Motorstroms I_M verwendet, um dieselben Wirkungen zu erzielen wie in der ersten Ausführungsform, während die Proportionalbeziehung zwischen dem Motorantriebssignal V_D, das von der Antriebsteuereinrichtung M10 ausgegeben wird, und dem obenerwähnten wirklichen Motorstrom I_M betrachtet wird.
Genauer, die erste elektronische Steuereinheit U₁ der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T berechnet den Korrekturstrom ΔI und das Offsetsignal ΔV_OS, das dem Korrekturstrom ΔI entspricht, während die Obergrenze-Prüfeinrichtung M14 und die Berechnungsprüfeinrichtung M16 der zweiten elektronischen Steuereinheit U₂ des elektrischen Servolenkungssystems S prüfen, ob das Offsetsignal ΔV_OS unter einer vorgegebenen Obergrenze liegt. Außerdem ermittelt die Antriebunterbindungs-Ermittlungseinrichtung M12, in die das von der Antriebsteuereinrichtung M10 ausgegebene Motorantriebssignal V_D, das von der Antriebsdrehmoment-Erfassungseinrichtung S₅ ausgegebene Antriebsdrehmoment T_Q und das obenerwähnte Offsetsignal ΔV_OS eingegeben werden, ob das Motorantriebssignal V_D und das Antriebsdrehmoment T_Q im Unter stützungsunterbindungsbereich liegen. Das in diesem Fall verwendete Kennfeld ist im wesentlichen dasselbe wie das Kennfeld (siehe 9C), das in der ersten Ausführungsform verwendet wird, und entspricht demjenigen, in dem die Ordinate von "wirklicher Motorstrom I_M" geändert worden ist zu "Motorantriebssignal V_D", wobei der Grad der Verschiebung in Ordinatenrichtung geändert wird von "Offset ΔI_OS" zu "Offsetsignal ΔV_OS".
Auch wenn somit in der zweiten Ausführungsform die kooperative Steuerung zwischen der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T und dem elektrischen Servolenkungssystem S freigegeben ist, wird die Operation des elektrischen Servolenkungssystems S effektiv unterbunden, wenn die erste elektronische Steuereinheit U₁ der Antriebskraftverteilungsvorrichtung T versagt und ein anomaler Korrekturstrom ΔI ausgegeben wird, so daß das Gefühl der Unangemessenheit, das vom Fahrer wahrgenommen wird, verringert wird.
Da, wie oben beschrieben, gemäß der Erfindung ein Motor gemäß einem korrigierten Motorsteuersignal angetrieben wird, das erhalten wird durch Korrigieren des Motorsteuersignals mittels eines Maßes der Motorsteuersignalkorrektur, das durch eine externe Steuereinrichtung berechnet worden ist, wird dann, wenn die obenerwähnte externe Steuereinrichtung versagt und das Maß der Motorsteuersignalkorrektur anomal wird, auch das korrigierte Motorsteuersignal anomal, wobei es unmöglich wird, daß das elektrische Servolenkungssystem ein angemessenes Lenkunterstützungsmoment erzeugt. Genauer, da die Wirkung der Lenkung groß wird, wenn ein Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, wird das vom Fahrer wahrgenommene Gefühl der Unangemessenheit stark, wenn ein unangemessenes Lenkunterstützungsmoment erzeugt wird. Da jedoch die Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung gemäß der Erfindung das Maß der Motorsteuersignalkorrektur gemäß einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert, kann der Einfluß eines anomalen Maßes der Motorsteuersignalkorrektur verringert werden, so daß das vom Fahrer wahrgenommene Gefühl der Unangemessenheit verringert wird.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben genauer beschrieben, jedoch kann die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt ist, abzuweichen.
In den vorliegenden Ausführungsformen befindet sich z. B. das elektrische Servolenkungssystem in einer kooperativen Steuerung mit der Antriebskraftverteilungsvorrichtung, in der die Antriebskraft zwischen den Rädern verteilt wird, jedoch kann eine Verteilungsvorrichtung eine Bremskraft statt einer Antriebskraft zwischen den Rädern verteilen, wobei das elektrische Servolenkungssystem der vorliegenden Erfindung sich in einer kooperativen Steuerung mit einer anderen Vorrichtung als der Antriebskraftverteilungsvorrichtung befinden kann.
Elektrisches Servolenkungssystem für ein Fahrzeug, das versehen ist mit einer Motorsteuersignal-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Motorsteuersignals zum Antreiben eines Motors, um ein Lenkunterstützungsmoment zu erzeugen, das auf wenigstens einem von einem Lenkmomentsensor erfaßten Lenkmoment beruht; einer Motorsteuersignalkorrektur-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines korrigierten Motorsteuersignals aus einem Maß der Motorsteuersignalkorrektur, das von einer externen Steuervorrichtung berechnet wird, und dem Motorsteuersignal; einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Motors auf der Grundlage des korrigierten Motorsteuersignals, das von der Motorsteuersignalkorrektur-Berechnungsvorrichtung berechnet worden ist; und einer Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionsvorrichtung zum Reduzieren des Maßes der Motorsteuersignalkorrektur gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Claims

Elektrisches Servolenkungssystem für ein Fahrzeug, mit: einer Motorsteuersignal-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Motorsteuersignals zum Antreiben eines Motors, um ein Lenkunterstützungsmoment zu erzeugen, auf der Grundlage wenigstens eines Lenkmoments, das von einer Lenkmoment-Erfassungseinrichtung erfaßt wird; einer Motorsteuersignalkorrektur-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines korrigierten Motorsteuersignals aus einem Maß einer von einer externen Steuereinrichtung berechneten Motorsteuersignalkorrektur und aus einem Motorsteuersignal; einer Antriebseinrichtung zum Antreiben des Motors auf der Grundlage des korrigierten Motorsteuersignals, das von der Motorsteuersignalkorrektur-Berechnungseinrichtung berechnet worden ist; und einer Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung zum Reduzieren des Maßes der Motorsteuersignalkorrektur gemäß einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Servolenkungssystem zum Lenken der angetriebenen Räder des Fahrzeuges dient, wobei die externe Steuereinrichtung die Operation einer Kraftverteilungsvorrichtung zum Verteilen wenigstens der Antriebskraft und/oder der Bremskraft zwischen mehreren beabstandeten Rädern des Fahrzeugs steuert, wobei das Servolenkungssystem kooperativ mit der Kraftverteilungsvorrichtung gesteuert wird.
Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, bei dem die h1Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung das Maß der Motorsteuersignalkorrektur mit dem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit linear reduziert.
Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung das Maß der Motorsteuersignalkorrektur mit dem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit über einen vorgegebenen Wert reduziert.
Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 3, bei dem der vorgegebene Wert in einem hohen Geschwindigkeitsbereich liegt.
Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 4, bei dem der Hochgeschwindigkeitsbereich Geschwindigkeiten über 80 km/h umfaßt.
Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 3, bei dem die Motorsteuersignalkorrekturmaß-Reduktionseinrichtung einen oberen Wert des Maßes der Motorsteuersignalkorrektur bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unterhalb des vorgegebenen Wertes begrenzt.
Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Motorsteuersignal auf dem erfaßten Motorstrom beruht.
Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Motorsteuersignal ein Motorantriebssignal ist.