DE102004042188B4

DE102004042188B4 - Fahrzeugbewegungssteuergerät

Info

Publication number: DE102004042188B4
Application number: DE102004042188A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Aizawa; Hiroaki Niino; Minekazu Momiyama; Hiroaki Kato; Eiichi Ono; Yuji Muragishi; Yoshiyuki Yasui
Original assignee: Advics Co Ltd; JTEKT Corp
Current assignee: Advics Co Ltd; JTEKT Corp
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: US7191048B2; US20050085986A1; JP2005075311A; DE102004042188A1

Abstract

Fahrzeugbewegungssteuergerät zum Durchführen einer Fahrzeugstabilitätssteuerung auf der Grundlage eines Haftungsfaktors (ε), der einen Seitenhaftungsgrenzbereich für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt, mit: einer Lenksteuereinrichtung (M1) zum Steuern einer zu ändernden Beziehung zwischen einem Lenkwinkel (θh) und einem Reifenwinkel (θt); einer Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Steuern einer zu verringernden Fahrzeuggeschwindigkeit; einer Überwachungseinrichtung (S1) zum Überwachen des Haftungsfaktors (ε), der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt; und einer Bewegungssteuereinrichtung (M3) zum Steuern der Lenksteuereinrichtung (M1) und der Verzögerungssteuereinrichtung (M2) auf der Grundlage desn Haftungsfaktors (ε), wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Lenksteuereinrichtung (M1) so steuert, dass sie den Reifenwinkel (θt) relativ zu dem Lenkwinkel (θh) verringert, wenn sich der Haftungsfaktor (ε) von einem Wert eines relativ großen Seitenhaftungsgrenzbereichs auf einen Wert eines relativ kleinen Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als ein erster Schwellwert (a), und wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Verringern...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß dem Oberbegriff von einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, und insbesondere bezieht sie sich auf ein Gerät zum Durchführen einer Fahrzeugsstabilitätssteuerung als Reaktion auf einen Zustand eines Reifens auf einer Fahrbahn.
Wenn sich ein Fahrzeug mit einer Bewegung in einer seitlichen Richtung oder mit einer Gierbewegung bewegt, dann ist im Allgemeinen eine Drehebene des Rades nicht in eine Bewegungsrichtung eines Fahrzeuges auf einer Fahrbahn gerichtet, so dass ein sogenannter seitlicher Schlupf verursacht wird. Als ein Parameter oder. als ein Faktor, der jenen Zustand des Rades angibt, wird ein Schräglaufwinkel bzw. Schlupfwinkel oder ein Radschräglaufwinkel bzw. Radschlupfwinkel verwendet. Gemäß einem Buch mit dem Titel 'Vehicle Dynamics and Control', auf japanisch geschrieben von Hrn. Masato Abe und herausgegeben durch Sankaido Co., Ltd. am 31. Mai 1994, wird definiert, dass ein Winkel zwischen einer Bewegungsrichtung eines Rades und einer Drehebene des Rades (eine Richtung, in der das Rad orientiert ist) als „Schräglaufwinkel” bezeichnet wird. In diesem Buch ist beschrieben, dass jener Fall, wenn der Radschlupf verursacht wird, eine „Seitenkraft” in einer Richtung erzeugt wird, die im rechten Winkel zu der Drehebene des Rades steht, und zwar zusätzlich zu einer Antriebskraft, einer Bremskraft oder dergleichen, und es ist weiter beschrieben, dass eine Komponente der Seitenkraft in einer Richtung im rechten Winkel zu der Bewegungsrichtung des Rades als eine „Seitenführungskraft” bezeichnet wird.
Hinsichtlich der Seitenkraft gemäß der vorstehenden Beschreibung wurde ein Parameter oder ein Faktor, der als ein Querkraftnutzverhältnis oder als ein Querbeschleunigungsnutzverhältnis bezeichnet wird, bei einem Lenkgerät mit variablem Übersetzungsverhältnis für ein Fahrzeug verwendet, das in der JP-11-99956 A (entsprechend US-6 155 377 A ) offenbart ist, und dessen Ziel ist, ein Übersteuern eines gelenkten Rades zu verhindern. Gemäß dem in dieser japanischen Patentoffenlegungsschrift offenbarten Gerät wird ein Fahrbahnreibungskoeffizient μ am Anfang geschätzt, um das Querkraftnutzverhältnis zu erhalten. Je kleiner der Fahrbahnreibungskoeffizient μ ist, desto stärker ist eine Seitenführungskraft Cp (Wert der Seitenkraft pro Schräglaufwinkel von einem Grad) eines Reifens verringert, wodurch eine Reaktionskraft einer Zahnstangenwelle, die von einer Fahrbahn bei einem bestimmten Lenkwinkel aufgebracht wird, gemäß dem Fahrbahnreibungskoeffizienten μ verringert wird. Es ist daher beschrieben, dass der Fahrbahnreibungskoeffizient μ durch Messen eines Lenkwinkels eines Vorderrades und einer Ist-Reaktionskraft der Zahnstangewelle und durch Vergleichen der Ist-Reaktionskraft der Zahnstangenwelle für den Lenkwinkel mit einer Referenzreaktionskraft der Zahnstangenwelle, die als ein inneres Modell im Voraus vorgesehen ist, geschätzt werden kann. Darüber hinaus wird eine maximale Seitenkraft dadurch erhalten, dass ein Äquivalenzreibkreis auf der Grundlage des Fahrbahnreibungskoeffizienten μ vorgesehen wird, und dass ein Teil der Reibungskraft, die durch eine Längskraft verursacht wird, subtrahiert wird, und dessen Verhältnis der gegenwärtigen Seitenkraft wird als das Querkraftnutzverhältnis identifiziert („Seitenkraftnutzverhältnis” gemäß dem US-Patent). Außerdem wird beschrieben, dass bei einem angebrachten Querbeschleunigungssensor das Querbeschleunigungsnutzverhältnis auf der Grundlage der Querbeschleunigung bereitgestellt werden kann, das durch den Querbeschleunigungssensor erfasst wird.
Im Gegensatz dazu wird ein Parameter, der eine Eigenschaft eines Rades als ein Pneumatikreifen wiedergibt, in früheren Schriften erläutert, die den Titel 'Estimation of Grip State Based on Self Aligning Torque and Its Application to Enhance Vehicle Stability' haben, was von Hrn. Yuji Muragishi et al. einschließlich fünf Erfindern der vorliegenden Erfindung geschrieben wurde und bei dem Frühjahrsseminar verteilt wurde, das durch die Society of Automotive Engineers of Japan, Inc. am 22. Mai 2003 gehalten wurde. Und zwar wurde ein derartiger Parameter als ein Seitenhaftungsgrenzbereich definiert, der einen Grenzbereich für den Reifen angibt, bei dem dessen Seitenführungskraft ihr Höchstmaß erreicht hat, und zwar anders gesagt jener Parameter, der den Grenzbereich bis zu dem Höchstmaß angibt, bis zu dem eine maximale Kraft durch den Reifen erzeugt werden kann. Und es ist erklärt, dass der Seitenhaftungsgrenzbereich auf der Grundlage eines Selbstausrichtungsmomentes und eines Referenz-Selbstausrichtungsmomentes geschätzt werden kann, deren Berechnung im Einzelnen in den früheren Schriften beschrieben sind und daher hier weggelassen werden. Darüber hinaus wurde in den früheren Schriften eine den geschätzten Parameter verwendende Lenk- und Bremssteuerung vorgeschlagen, und ein Ergebnis wurde offenbart, das die Verbesserung der Funktion der Fahrzeugstabilitätssteuerung beurteilt. Es wird behauptet, dass die Fahrzeugsstabilitätssteuerung aus einem derartigen Zustand heraus gestartet werden kann, bei dem der Reifen nahe an seine Grenzzone gelangt, wobei weiterhin ein Grenzbereich verbleibt. Als ein Beispiel, das auf ein Lenksystem angewendet wird, ist ein Bespiel offenbart, in dem das geschätzte Ergebnis der seitlichen Griffspanne bei einer variablen Steuerung eines Gesamt-Lenkübersetzungsverhältnisses angewendet wird. Als ein Bespiel, das auf ein Bremssystem angewendet wird, ist auch ein Beispiel offenbart, bei dem das geschätzte Ergebnis des Seitenhaftungsgrenzbereichs bei einer Verzögerungssteuerung angewendet wird. Es ist auch beschrieben, dass als ein zukünftiges Thema eine Gesamtsteuerung zum Kombinieren des Lenksystems und des Bremssystems zu betrachten ist.
Hinsichtlich der Eigenschaft des Rades als der Pneumatikreifen, der bei den vorstehend genannten früheren Schriften diskutiert wurde, ist außerdem in dem vorstehend genannten Buch beschrieben, dass zum Beispiel unter verschiedenen Rädern wie zum Beispiel einem Rad mit einem Pneumatikgummireifen, einem Rad mit einem starren Gummireifen und einem Eisenrad, das Rad mit dem Pneumatikgummireifen die maximale Kraft erzeugen kann, und zwar unter Bezugnahme auf die Beziehung zwischen dem Schräglaufwinkel und der Seitenführungskraft für jedes Rad. Dann wurde das Rad mit dem Pneumatikgummireifen zur Vereinfachung als „Reifen” bezeichnet und Beschreibungen wurden hinsichtlich der Kraft, die auf den Reifen mit dem daran wirkenden Seitenschlupf wirkt, und der Eigenschaft der Kraft gegeben, und des weiteren hinsichtlich des Selbstausrichtungsmomentes, das vorstehend erwähnt ist.
Der vorstehend beschriebene Seitenhaftungsgrenzbereich unterscheidet sich klar von dem Querkraftnutzverhältnis oder dem Querbeschleunigungsnutzverhältnis, die in der JP-11-99956 A beschrieben sind. Gemäß dem in dieser Offenlegungsschrift offenbarten Gerät wird ein Fahrbahnreibungskoeffizient μ geschätzt, um die maximal Querkraft bereitzustellen, die auf der Fahrbahn erzeugt werden kann. Dieser Fahrbahnreibungskoeffizient μ wird auf der Grundlage einer Zuverlässigkeit der Seitenführungskraft Cp (Wert der Querkraft pro Schräglaufwinkel von einem Grad) von dem Fahrbahnreibungskoeffizienten μ geschätzt. Jedoch stützt sich die Seitenführungskraft Cp nicht nur auf den Fahrbahnreibungskoeffizienten μ, sondern auch auf eine Konfiguration des Bereiches des Fahrbahnkontaktes mit dem Reifen (dessen Kontaktlänge und Breite mit der Fahrbahn), und der Elastizität des Profilgummis. Falls zum Beispiel Wasser auf der Profiloberfläche vorhanden ist oder falls sich die Elastizität des Profilgummis aufgrund eines Verschleißes des Reifens oder dessen Temperaturänderung verändert hat, dann ändert sich die Seitenführungskraft Cp, auch wenn der Fahrbahnreibungskoeffizient μ konstant ist. In der JP-11-99956 wird jedoch nicht die Charakteristik des Reifens betrachtet, der das Rad bildet. Daher unterscheidet sich das Querkraftnutzverhältnis oder das Querbeschleunigungsnutzverhältnis, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsschrift beschrieben ist, im Wesentlichen von dem Parameter oder dem Faktor, der den Seitenhaftungsgrenzbereich angibt (nachfolgend als ein Haftungsfaktor bzw. Grip-Faktor bezeichnet), wie dies in den vorstehend genannten früheren Schriften beschrieben ist, aber es kann in den Parameter enthalten sein, der Seitenhaftungsgrenzebereich für den Reifen angibt, was zur Verwendung des Fahrzeugbewegungssteuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
Hinsichtlich der Parameter zum Durchführen der Lenksteuerung zum Verhindern einer Änderung des Fahrzeugverhaltens können zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Querkraftnutzverhältnis die Parameter verwendet werden, wie zum Bespiel jene, die auf der Grundlage des Schräglaufwinkels des Rades bereitgestellt werden. Gemäß der vorliegenden Patentanmeldung können daher jene Parameter verwendet werden, die den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angeben, und auch der vorhergehend erklärte Haftungsfaktor, sofern diese Parameter für die Verzögerungssteuerung vorgesehen werden können, während Unterschiede hinsichtlich der Wirkungen zwischen diesen Parametern vorhanden sein können. Die Verzögerungssteuerung ist eine derartige Steuerung, die eine Fahrzeugsgeschwindigkeit ungeachtet einer Bedienung durch einen Fahrzeugfahrer verringert, und sie kann durch eine Bremsdrucksteuereinrichtung, eine Drosselsteuereinrichtung oder eine sogenannte Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Gebrauch bei einer Kraftmaschine, einer Schaltsteuereinrichtung zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses oder dergleichen erzielt werden, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird. Falls die Lenksteuerung zum Steuern des Reifenwinkels (gelenkter Radwinkel) durchgeführt wird, wodurch die Fahrzeugstabilitätssteuerung bewirkt wird, und zwar auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Parameters, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt, wird sich das Fahrgefühl für einen Fahrer nicht zu sehr verschlechtern, da keine starke Änderung des Fahrzeugverhaltens hervorgerufen wird, aber ihre Wirkung ist eher klein. Falls im Gegensatz dazu die Verzögerungssteuerung wie zum Bespiel die Bremssteuerung durchgeführt wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Parameters zu verringern, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt, wodurch die Fahrzeugstabilitätssteuerung bewirkt wird, ist ihre Wirkung für die Fahrzeugstabilitätssteuerung groß, aber es ist wahrscheinlich, dass ein anderes Fahrgefühl aufgrund der Änderung des Fahrzeugverhaltens bei dem Fahrer hervorgerufen wird. Daher ist es wichtig, dass die Lenksteuerung und die Verzögerungssteuerung angesichts ihrer Vorteile und Nachteile in geeigneter Weise kombiniert werden, um dadurch die Fahrzeugstabilitätssteuerung wirksam zu erzielen, wobei das unterschiedliche Fahrgefühl als so gering wie möglich verursacht werden soll.
US-6 155 377 A offenbart ein Fahrzeugbewegungssteuergerät, das ebenfalls ein Seitenkraftnutzverhältnis berücksichtigt. Das hier offenbarte Fahrzeugbewegungssteuergerät hat des Weiteren eine Lenksteuereinrichtung zum Steuern einer Beziehung zwischen einem Lenkwinkel und einem Reifenwinkel, die zu ändern ist; und eine Verzögerungssteuereinrichtung zum Steuern einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die zu verringern ist. Die Lenksteuereinrichtung erhöht ein Lenkübersetzungsverhältnis.
DE 101 30 877 A1 offenbart ein Verfahren zum Berechnen eines Fahrbahnreibungskoeffizienten. DE 197 49 005 A1 offenbart eine Regelung einer Fahrzeugbewegung.
DE 101 02 002 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Koordinieren von Eingriffen in das Fahrverhalten eines Fahrzeugs, wobei ein Schräglaufwinkel einer Vorderachse, ein Reibwert an der Vorderachse und ein Schräglaufwinkelschwellenwert bestimmt werden. Anschließend wird der Schräglaufwinkel mit dem Schräglaufwinkelschwellenwert verglichen und je nachdem, welcher der beiden größer ist, erfolgt ein Eingriff über das Bremssystem und/oder das Antriebssystem des Fahrzeugs.
EP 1 357 008 A2 beschreibt ein Beispiel eines Fahrzeugbewegungssteuergeräts des Stands der Technik mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugbewegungssteuergerät vorzusehen, das eine Lenksteuerung und eine Verzögerungssteuerung in geeigneter Weise auf der Grundlage eines Parameters durchführen kann, der einen Seitenhaftungsgrenzbereich für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt, wodurch in wirksamer Weise eine Fahrzeugstabilitätssteuerung erzielt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Fahrzeugbewegungssteuergerät mit den Merkmalen von Anspruch 1, 2 oder 5. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Falls der Parameter, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen auf der Fahrbahn angibt, verringert wird, dann wird daher zunächst die Lenksteuerung durchgeführt, ohne dass ein übermäßiger Reifenwinkel vorgesehen wird, um so stabile Betriebe der Kurvenfahrt und des Spurwechsels zu ermöglichen, die erzielt werden sollen, und danach wird die Verzögerungssteuerung durchgeführt, wenn der Parameter weiter verringert wird, der den Seitenhaftungsgrenzbereich des Reifens angibt, auch wenn die Lenksteuerung durchgeführt wurde; der übermäßige Reifenwinkel bezeichnet dabei einen Reifenwinkel, der eine obere Grenze, ab der sich die seitliche Kraft auf den Reifen nicht mehr proportional zu dem Schräglaufwinkel erhöht, überschreitet, also übermäßig bzw. überflüssig ist. Folglich können stabile Betriebe bei der Kurvenfahrt und dem Spurwechsel erzielt werden, wobei die Änderung des Fahrzeugverhaltens aufgrund der Verzögerungssteuerung so gering wie möglich ist.
Die Bewegungssteuereinrichtung kann dazu geeignet sein, die Verzögerungssteuereinrichtung so zu steuern, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit dann verringert, wenn der Parameter, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt, nicht dazu neigt, wieder anzusteigen, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Bewegungssteuereinrichtung die Lenksteuereinrichtung dazu gesteuert hat, den Reifenwinkel relativ zu dem Lenkwinkel zu verringern, wodurch bestimmt wird, dass der Parameter auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert wurde, der kleiner ist als der zweite Schwellwert. Folglich wird die Verzögerungssteuerung dann durchgeführt, wenn der Parameter, der den Seitenhaftungsgrenzbereich des Reifens angibt, nicht dazu neigt, wieder anzusteigen, wenn die vorbestimmte Zeit nach der Lenksteuerung verstrichen ist, auch wenn die Lenksteuerung durchgeführt wurde.
Die Bewegungssteuereinrichtung kann andererseits dazu geeignet sein, die Verzögerungssteuereinrichtung zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit dann zu steuern, wenn die Beziehung zwischen dem Lenkwinkel und dem Reifenwinkel eine Differenz aufweist, die größer ist als eine vorbestimmte Differenz, nachdem die Bewegungssteuereinrichtung die Lenksteuereinrichtung zum Verringern des Reifenwinkels relativ zu dem Lenkwinkel gesteuert hat, wodurch bestimmt wird, dass sich der Parameter auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als der zweite Schwellwert. Folglich wird die Verzögerungssteuerung dann durchgeführt, wenn die Differenz zwischen dem Lenkwinkel und dem Reifewinkel die vorbestimmte Differenz überschritten hat, auch wenn die Lenksteuerung durchgeführt wurde.
Jedes Gerät kann des Weiteren eine Lenküberwachungseinrichtung zum Überwachen eines Betriebszustands der Lenksteuereinrichtung aufweisen. Die Bewegungssteuereinrichtung kann dann dazu geeignet sein, den zweiten Schwellwert so abzuwandeln, dass er eine größere Spanne aufweist, wenn auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungseinrichtung überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuereinrichtung inaktiv ist.
Folglich können Nachteile minimiert werden, die dann hervorgerufen werden, wenn die Lenksteuereinrichtung inaktiv ist.
Weitere Vorteile und die beanspruchten Merkmale der Erfindung werden in einfacher Weise unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei dieselben Bezugszeichen dieselben Bauelemente bezeichnen, und wobei:
1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Fahrzeugbewegungssteuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine Ansicht einer Beziehung zwischen einer Seitenkraft und einem Schräglaufwinkel eines Reifens auf einer Fahrbahn verglichen mit einer Eigenschaft eines Gerätes gemäß dem Stand der Technik und einer Eigenschaft der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Gesamtaufbaus eines Fahrzeugsbewegungssteuergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine Blockdarstellung eines Ausführungsbeispieles eines Systems, das ein Fahrzeugsbewegungssteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung bildet;
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebes einer Lenksteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebes einer Bremssteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebes einer Verzögerungssteuerung, die als Reaktion auf einen Haftungsfaktor durchzuführen ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebes einer Verzögerungssteuerung, die als Reaktion auf einen Haftungsfaktor durchzuführen ist, gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt eine Ansicht einer Abbildung, die für eine Verzögerungssteuerung vorgesehen ist, welche als Reaktion auf einen Haftungsfaktor durchzuführen ist, wie dies in der 8 gezeigt ist; und
10 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebes einer Verzögerungssteuerung, die als Reaktion auf einen Haftungsfaktor durchzuführen ist, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 1 ist schematisch eine Blockdarstellung eines Fahrzeugbewegungssteuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Gerät hat eine Lenksteuereinrichtung M1 zum Steuern einer zu ändernden Beziehung zwischen einem Lenkwinkel und einem Reifenwinkel, und zwar hinsichtlich vorderen Rädern FL und FR, und eine Verzögerungssteuereinrichtung M2 zum Steuern einer zu verringernden Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Verzögerungssteuerung gemäß der letztgenannten Einrichtung meint eine derartige Steuerung, die die Fahrzeuggeschwindigkeit ungeachtet einer Bedienung durch einen Fahrzeugfahrer verringert. Ein Beispiel der Verzögerungssteuereinrichtung M2 ist eine hydraulische Bremsdrucksteuereinrichtung BC. Wie dies durch gestrichelte Linien in der 1 angegeben ist, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit jedoch dadurch verringert werden, dass eine Drosselöffnung einer Kraftmaschine EG gesteuert wird, oder dass eine Schaltsteuereinrichtung GS so gesteuert wird, dass sie ihr Übersetzungsverhältnis nach unten schaltet.
Dann wird ein als Parameter verwendeter Haftungsfaktor, der einen Seitenhaftungsgrenzbereich für einen Reifen (FL oder FR) angibt, durch eine Überwachungseinrichtung S1 überwacht, und die Lenksteuereinrichtung M1 und die Verzögerungssteuereinrichtung M2 werden durch eine Bewegungssteuereinrichtung M3 auf der Grundlage der überwachten Parameter folgendermaßen gesteuert: die Lenksteuereinrichtung M1 wird nämlich so gesteuert, dass sie den Reifenwinkel relativ zu dem Lenkwinkel verringert, wenn der Parameter, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen (FL oder FR) angibt, von einem Wert eines relativ großen Seitenhaftungsgrenzbereichs auf einen Wert eines relativ kleinen Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert wird, der kleiner ist als ein erster Schwellwert. Die Verzögerungssteuereinrichtung M2 wird außerdem so gesteuert, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, und zwar zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuereinrichtung M1, wenn der Parameter weiter auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert wird, der kleiner ist als ein zweiter Schwellwert, welcher kleiner ist als der erste Schwellwert.
Gemäß dem Fahrzeugbewegungssteuergerät der vorstehenden Beschreibung wird daher zunächst die Lenksteuerung durchgeführt, ohne dass ein übermäßiger Reifenwinkel vorgesehen wird, wenn der Parameter verringert wird, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen auf der Fahrbahn angibt, um so stabile Betriebe bei der Kurvenfahrt und dem Spurwechsel zu ermöglichen, die erzielt werden sollen, und danach wird die Verzögerungssteuerung durchgeführt, wenn der Parameter weiter verringert wird, der den Seitenhaftungsgrenzbereich des Reifens angibt, auch wenn die Lenksteuerung durchgeführt wurde. Folglich können die stabilen Betriebe der Kurvefahrt und des Spurwechsels erzielt werden, wobei die Änderung des Fahrzeugsverhaltens aufgrund der bewirkten Verzögerungssteuerung so gering wie möglich ist.
Falls der als Parameter verwendete Haftungsfaktor, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt, nicht dazu neigt, wieder anzusteigen, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Lenksteuereinrichtung M1 zum Verringern des Reifenwinkels gesteuert wurde, wird durch die Bewegungssteuereinrichtung M3 bestimmt, dass der Parameter auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert wurde, der kleiner ist als der zweite Schwellwert, dann wird die Verzögerungssteuereinrichtung M2 durch die Bewegungssteuereinrichtung M3 so gesteuert, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Wenn der Parameter verringert wird, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen auf der Fahrbahn angibt, dann wird anders gesagt zunächst die Lenksteuerung durchgeführt, ohne dass ein übermäßiger Reifenwinkel vorgesehen wird, und danach wird die Verzögerungssteuerung durchgeführt, falls der Parameter, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt, nicht dazu neigt, wieder anzusteigen, wenn die vorbestimmte Zeit nach der Lenksteuerung verstrichen ist, auch wenn die Lenksteuerung durchgeführt wurde.
Falls die Beziehung zwischen dem Lenkwinkel und dem Reifenwinkel eine Differenz aufweist, die größer ist als eine vorbestimmte Differenz, nachdem die Lenksteuereinrichtung M1 zum Verringern des Reifenwinkels relativ zu dem Lenkwinkel gesteuert wurde, dann wird außerdem bestimmt, dass der Parameter auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert wurde, der kleiner ist als der zweite Schwellwert. Dann wird die Verzögerungssteuereinrichtung M2 durch die Bewegungssteuereinrichtung M2 so gesteuert, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Wenn der Parameter verringert wird, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen auf der Fahrbahn angibt, dann wird anders gesagt zunächst die Lenksteuerung durchgeführt, ohne dass ein übermäßiger Reifenwinkel vorgesehen wird, und danach wird die Verzögerungssteuerung durchgeführt, falls die Differenz zwischen dem Lenkwinkel und dem Reifenwinkel die vorbestimmte Differenz überschritten hat, auch wenn die Lenksteuerung durchgeführt wurde, d. h., bei einem derartigen Zustand, dass das Fahrzeug fast keine Kurve fährt.
Wie dies durch eine gestrichelte Linie in der 1 gezeigt ist, kann darüber hinaus eine Lenküberwachungseinrichtung S2 zum Überwachen eines Betriebszustandes der Lenksteuereinrichtung M1 vorgesehen sein. Gemäß der Bewegungssteuereinrichtung M3 kann daher der zweite Schwellwert zu einem größeren Grenzbereich abgewandelt werden, wenn auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungseinrichtung S2 überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuereinrichtung M1 inaktiv ist. Oder falls bestimmt wird, dass die Lenksteuereinrichtung M1 inaktiv ist, und zwar auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungseinrichtung S2 überwachten Ergebnisses, wenn sich der Parameter von einem Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der größer ist als ein dritter Schwellwert, welcher größer ist als der zweite Schwellwert, und zwar auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs, der kleiner ist als der dritte Schwellwert, dann kann die Verzögerungssteuereinrichtung M2 durch die Bewegungssteuereinrichtung M3 so gesteuert werden, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Folglich können Nachteile minimiert werden, die dann hervorgerufen werden, wenn die Lenksteuereinrichtung M1 inaktiv ist.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wurde der Haftungsfaktor (d. h. der Parameter, der den Seitenhaftungsgrenzbereich angibt, wie dies in den vorstehend erwähnten früheren Schriften beschrieben ist) als der vorstehend genannte Parameter verwendet, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für einen Reifen auf einer Fahrbahnoberfläche angibt. Daher kann das Fahrzeugverhalten geschätzt werden, bevor der Reifen seine Grenze erreicht, wie dies nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben wird, die eine Eigenschaft einer Querkraft zeigt, die auf einen Reifen aufgebracht wird. Im Allgemeinen wird eine Querkraft auf einen Reifen (Rad) als Reaktion auf eine Vergrößerung des Schräglaufwinkels des Rades linear erhöht, und sie wird dann gesättigt, wenn die Reibung zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche eine Reibungsgrenze erreicht. Falls zum Beispiel der Fahrbahnreibungskoeffizient hoch ist, dann ist die Querkrafteigenschaft derart, wie dies durch eine durchgezogene Linie 0-A-B in der 2 angegeben ist. Falls der Fahrbahnreibungskoeffizient verringert wird, dann ist die Eigenschaft außerdem derart, wie dies durch die durchgezogene Linie und die gestrichelte Linie 0-C-D in der 2 angegeben ist. In diesem Fall ist es gemäß einem derartigen Gerät, bei dem die Fahrzeugstabilitätssteuerung auf der Grundlage des variablen Zustandes erreicht wird, der das Fahrzeugverhalten angibt, wie zum Beispiel eine Querbeschleunigung oder eine Gierrate, möglich, dass die obere Grenze des Fahrbahnreibungskoeffizienten auf der Grundlage des Fahrzeugverhaltens in einem derart kritischen Zustands bestimmt wird, wie dies durch eine Position „X” in der 2 als Beispiel gezeigt ist. In einem Fall, in dem es sich in einem derartigen Zustand befindet, der durch eine Position „Y” in der 2 angegeben ist, kann jedoch nicht bestimmt werden, ob die Position „Y” ein Teil der Eigenschaft von 0-A-B (für einen hohen Reibungskoeffizienten) ist, oder ob die Position „Y” ein Teil der Eigenschaft von 0-C-D (für einen kleinen Reibungskoeffizienten) ist. Anders gesagt kann ausschließlich durch den variablen Zustand, der das Fahrzeugverhalten gemäß der vorstehenden Beschreibung angibt, nicht bestimmt werden, ob irgendein Grenzbereich bis zu der oberen Grenze des Reibungskoeffizienten des Rades gegenüber der Fahrbahnoberfläche vorhanden ist, oder ob das Fahrzeug nahe zu einer Zone mit einem instabilen Zustand gelangt. Im Gegensatz dazu ist der Haftungsfaktor jener Parameter, der den Seitenhaftungsgrenzbereich zum Angeben, wie viel Reibungskraft der Reifen erzeugt, bis zu der Grenze aus der maximalen Kraft angibt, die der Reifen erzeugen kann. Da der Haftungsfaktor so berechnet werden kann, wie dies bei den vorstehend genannten früheren Schriften beschrieben ist, kann bestimmt werden, bei welcher Eigenschaft die Position „Y” gemäß der 2 enthalten ist. Mittels des Haftungsfaktors kann daher die Fahrzeugsstabilitätssteuerung in angemessener Weise aus einer Zone mit einem normalen Zustand erreicht werden, d. h., bevor das Fahrzeug in eine Zone mit der oberen Grenze des Reibungskoeffizienten eintritt.
Gemäß den vorstehend genannten früheren Schriften wird der Haftungsfaktor dadurch geschätzt, dass ein Referenz-Selbstausrichtungsmoment für das Selbstausrichtungsmoment bereitgestellt wird, das sich als Reaktion auf einen Radschräglaufwinkel ändert. Anstelle des Radschräglaufwinkels kann eine Querkraft oder eine Seitenkraft verwendet werden. In diesem Fall wird ein Gradient des Selbstausrichtungsmomentes erhalten, der sich als Reaktion auf die Seitenkraft in der Nähe einer Position ändert, bei der die Seitenkraft Null beträgt, und es wird ein Referenz-Selbstausrichtungsmoment für die Seitenkraft vorgesehen. Dann kann auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen dem Referenz-Selbstausrichtungsmoment und dem Ist-Ausrichtungsmoment der Haftungsfaktor erhalten werden. Darüber hinaus kann der Haftungsfaktor unter Berücksichtigung sowohl des Haftungsfaktors εSA, der als Reaktion auf den Radschräglaufwinkel erhalten wird, als auch des Haftungsfaktors εCF, erhalten werden, der als Reaktion auf die Seitenkraft erhalten wird. In diesem Fall kann ein Haftungsfaktor ε gemäß folgender Gleichung erhalten werden: [ε = K1·εSA + K2·εCF], wobei K1 und K2 Gewichtungskoeffizienten sind.
Die 3 zeigt einen Gesamtaufbau des Fahrzeugs einschließlich eines Ausführungsbeispieles des Fahrzeugbewegungssteuergerätes gemäß der vorstehenden Beschreibung, wobei das Lenksystem ein elektrisches Servolenksystem EPS und ein aktives Vorderradlenksystem AFS aufweist. Das elektrische Servolenksystem EPS ist bereits auf dem Markt, wobei das Lenkmoment Tstr, das auf eine Lenkwelle mit dem Lenkrad SW aufgebracht wird, das durch den Fahrzeugfahrer betätigt wird, durch den Lenkmomentensensor TS erfasst wird, und der EPS-Motor (elektrischer Motor) MT wird als Reaktion auf das erfasste Lenkmoment Tstr gesteuert, um die Vorderräder FL und FR durch ein Untersetzungszahnrad sowie eine Zahnstange und eine Ritzel zu lenken, um so den Lenkvorgang des Fahrzeugfahrers zu unterstützen.
Bei dem aktiven Vorderradlenksystem AFS kann der gelenkte Radwinkel (Reifenwinkel) als Reaktion auf eine Betätigung des Lenkrads SW durch den Fahrzeugfahrer frei gesteuert werden, und zwar mittels eines aktiven Vorderradlenkmechanismus (nicht gezeigt), der mit einem Planetengetriebe und einem AFS-Motor (elektrischer Motor) versehen ist, der nicht gezeigt ist. Gemäß dem Lenksystem AFS kann eine aktive Lenksteuerung zum Vergrößern oder Verringern des gelenkten Radwinkels (Reifewinkel) zu dem Lenkarbeitswinkel (Lenkwinkel oder Handhabungswinkel) dadurch erreicht werden, dass das Lenkübersetzungsverhältnis des Lenkarbeitswinkels zu dem gelenkten Radwinkel gesteuert wird.
Wie dies in der 3 gezeigt ist, ist eine Kraftmaschine EG bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel eine Brennkraftmaschine, die mit einem Kraftstoffeinspritzgerät FI und einem Drosselsteuergerät TH versehen ist, dass dazu geeignet ist, eine Drosselöffnung als Reaktion auf eine Betätigung eines Beschleunigungspedals AP zu steuern. Als Reaktion auf Abgabesignale von einer elektronischen Steuereinrichtung ECU wird das Drosselsteuergerät TH betätigt, um die Drosselöffnung zu steuern, und das Kraftstoffeinspritzgerät FI wird betätigt, um die Kraftstoffeinspritzung in die Kraftmaschine EG zu steuern. Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die Kraftmaschine E mit den Hinterrädern RL, RR durch ein Getriebe GS und ein Differenzialgetriebe DF wirkend verbunden, so dass ein sogenanntes Heckantriebssystem vorgesehen ist, aber das gegenwärtige Ausführungsbeispiel ist nicht auf das Heckantriebssystem beschränkt.
Hinsichtlich eines Bremssystems gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel sind als nächstes Radbremszylinder Wfl, Wfr, Wrl, Wrr mit den Rädern FL, FR, RL, RR des Fahrzeugs jeweils wirkend verbunden, und stehen mit der hydraulischen Bremsdrucksteuereinrichtung BC in einer Fluidverbindung. Diese Einrichtung BC hat eine Vielzahl Solenoidventile und eine automatische Hydraulikdruckerzeugungsquelle, wie zum Beispiel eine Druckpumpe oder dergleichen, um einen Hydraulikdruckkreis zu bilden, der automatisch mit Druck beaufschlagt werden kann. Da die Einrichtung BC gleich einer herkömmlichen Einrichtung ist und das gegenwärtige Ausführungsbeispiel nicht durch eine spezifische hydraulische Bremsdrucksteuerung gekennzeichnet ist, wird deren Zeichnung und Beschreibung hierbei weggelassen. In der 3 bezeichnet das Rad FL das Rad an der vorderen linken Seite bei Betrachtung aus der Position eines Fahrersitzes, das Rad FR bezeichnet das Rad an der vorderen rechten Seite, das Rad RL bezeichnet das Rad an der hinteren linken Seite und das Rad RR bezeichnet das Rad an der hinteren rechten Seite.
Wie dies in der 3 gezeigt ist, sind bei den Rädern FL, FR, RL und RR Raddrehzahlsensoren WS1 bis WS4 jeweils vorgesehen, die mit der elektronischen Steuereinrichtung ECU verbunden sind, und durch die ein Signal mit Pulsen, die proportional einer Drehzahl des entsprechenden Rades sind, d. h., ein Raddrehzahlsignal der elektronischen Steuereinrichtung ECU zugeführt wird. Außerdem sind ein Stoppschalter ST, der dann einschaltet, wenn das Bremspedal BP niedergedrückt wird, und der dann ausschaltet, wenn das Bremspedal BP gelöst wird, ein Lenkwinkelsensor SS zum Erfassen eines Lenkwinkels eh der vorderen Räder FL und FR, ein Längsbeschleunigungssensor XG zum Erfassen einer Fahrzeuglängsbeschleunigung Gx, ein Querbeschleunigungssensor YG zum Erfassen einer Fahrzeugquerbeschleunigung Gy, ein Gierratensensor YS zum Erfassen einer Gierrate γ des Fahrzeugs, ein Lenkmomentensensor TS, ein Drehwinkelsensor RS zum Erfassen eines Drehwinkels (Kurvewinkels) des EPS-Motors MT und dergleichen vorgesehen. Diese sind mit der elektronischen Steuereinrichtung ECU elektrisch verbunden.
Die 4 zeigt ein Gesamtsystem der vorliegenden Erfindung, wobei das Lenksteuersystem EPS das aktive Vorderradlenksystem AFS, das Bremssteuersystem (ABS, TRC, VSC), das Drosselsteuersystem SLT und ein Warnsystem durch einen Verbindungsbus miteinander verbunden sind, so dass jedes System jeweils gemeinsam Informationen erhalten kann. Das Lenksteuersystem hat eine Lenksteuereinheit ECU1, die mit einer CPU, einem RUM und einem RAM für die elektrische Lenksteuerung (EPS) versehen ist, und mit der der Lenkmomentensensor TS und der Drehwinkelsensor RS verbunden sind, und außerdem ist der EPS-Motor MT durch eine Motorantriebsschaltung AC1 angeschlossen. Das Bremssteuersystem ist dazu geeignet, eine Antiblockiersteuerung (ABS), eine Traktionssteuerung (TRC) und ein Fahrzeugstabilitätssteuerung (VSC) durchzuführen, und es hat eine Bremssteuereinheit ECU2, die mit einer CPU, einem ROM und einem RAM für die Bremssteuerung versehen ist, und mit der die Raddrehzahlsensoren WS, die Hydraulikdrucksensoren PS, der Stoppschalter ST, der Gierratensensor YS, der Längsbeschleunigungssensor XG, der Seitenbeschleunigungssensor YG und der Lenkwinkelsensor SS verbunden sind, und außerdem sind Solenoidventile SL durch eine Solenoidantriebsschaltung AC2 angeschlossen.
Das Warnsystem ist dazu geeignet, ein Warnsignal abzugeben, wenn der Haftungsfaktor kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, und es hat eine Warnsteuereinheit ECU3, die mit einer CPU, einem ROM und einem RAM für die Warnsteuerung versehen ist und mit der eine Warnvorrichtung AC3 zum Bereitstellen der Warninformationen durch einen Indikator oder ein Audiosystem oder dergleichen angeschlossen ist. Das aktive Vorderradlenksystem AFS hat eine aktive Lenksteuereinheit ECU4, die mit einer CPU, einem ROM und einem RAM für die aktive Vorderradlenksteuerung versehen ist, und mit der ein Lenkarbeitswinkelsensor SA und ein Drehwinkelsensor RS verbunden sind, und der AFS-Motor ist über eine Motorantriebsschaltung AC4 angeschlossen. In ähnlicher Weise hat das Drosselsteuersystem (SLT) eine Drosselsteuereinheit ECU5, die mit einer CPU, einem ROM und einem RAM für die Drosselsteuerung versehen ist, und mit der ein Drosselsteueraktuator AC5 verbunden ist. Diese Steuereinheiten ECU1 bis ECUS sind mit dem Verbindungsbus über eine Verbindungseinheit verbunden, die mit einer CPU, einem ROM und einem RAM für die Verbindung jeweils vorgesehen ist. Dementsprechend können die Informationen, die für jedes Steuersystem erforderlich sind, durch andere Steuersysteme übertragen werden.
Gemäß dem Fahrzeugbewegungssteuergerät, das gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, werden gemäß einem in den 5 und 6 gezeigten Flussdiagramm ein Prozess, der durch die Lenksteuereinrichtung M1 zum Steuern einer Beziehung zwischen den Lenkwinkel und dem zu ändernden Reifewinkel bewirkt wird, und ein anderer Prozess beschrieben, der durch die Verzögerungssteuereinrichtung M2 zum Steuern der zu verringernden Fahrzeugsgeschwindigkeit durch eine Bremssteuerung bewirkt wird. Am Anfang sorgt das Programm hinsichtlich der Lenksteuerung für eine Initialisierung des Systems bei einem Schritt 101 und die Sensorsignale werden eingegeben, und der gelenkte Radwinkel, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung, die Gierrate oder dergleichen werden bei einem Schritt 102 eingelesen, und verschiedene Daten (A), die durch die Bremssteuereinheit ECU2 berechnet werden, werden durch die Verbindungssignale ebenfalls eingelesen. Dann schreitet das Programm zu einem Schritt 103, bei dem der Haftungsfaktor, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt, entsprechend der Beschreibung bei den früheren Schriften berechnet wird, so dass dessen Beschreibung hierbei weggelassen wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 104 als Reaktion auf den Haftungsfaktor ein Übersetzungsverhältnis eines Verhältnisses zwischen dem Lenkradwinkel (Lenkwinkel) zu dem gelenkten Radwinkel (Reifenwinkel) vorgesehen. Auf der Grundlage einer Abbildung, die bei dem Schritt 104 in der 5 gezeigt ist, die das Übersetzungsverhältnis darstellt, welches sich gemäß der Änderung des Haftungsfaktors ändert, wird das Übersetzungsverhältnis in der Praxis so festgelegt, dass es so groß ist, dass die Lenkbetätigung kaum durchgeführt wird, wenn der Haftungsfaktor kleiner würde als ein vorbestimmter Wert (a), wie dies in der 5 gezeigt ist, der den ersten Schwellwert bereitstellt. Dann wird bei einem Schritt 105 ein Abgabebetrieb so durchgeführt, dass die Steuerung gemäß dem Übersetzungsverhältnis durchgeführt wird, dass gemäß der vorstehenden Beschreibung festgelegt ist. Darüber hinaus wird bei einem Schritt 106 ein Informationsübertragungsbetrieb durchgeführt, so dass verschiedene Informationen (B) einschließlich des Haftungsfaktors zu einem Schritt 112 in der 6 übertragen werden.
Hinsichtlich der in der 6 gezeigten Bremssteuerung werden nach der Initialisierung des Systems, die bei dem Schritt 111 durchgeführt wird, die verschiedenen Sensorsignale bei einem Schritt 112 eingegeben, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung, die Gierrate oder dergleichen gelesen werden, und die verschiedenen Informationen (B), die durch die Lenksteuereinheit ECU1 berechnet werden, werden durch die Verbindungssignale ebenfalls gelesen. Dann schreitet das Programm zu Schritten 113 und 114, bei denen die Parameter für die Antiblockiersteuerung (ABS) und die Traktionssteuerung (TRC) bereitgestellt werden, die entsprechend der allgemeinen Praxis vorgesehen werden, so dass die Beschreibung von diesen Steuerungen hier weggelassen wird.
Bei einem Schritt 115 wird die Verzögerungssteuerung gemäß dem Haftungsfaktor durchgeführt. Auf der Grundlage einer Abbildung, die bei dem Schritt 122 in der 7 gezeigt ist, die eine gewünschte Verzögerung darstellt, welche gemäß der Änderung des Haftungsfaktors geändert wird, wird in der Praxis die gewünschte Verzögerung so festgelegt, dass sie so groß ist, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit stark verringert wird, und zwar gemäß der Verringerung des Haftungsfaktors. Falls in diesem Fall die Lenksteuerung ausgeführt werden kann (d. h. aktiv), dann wird die gewünschte Verzögerung so festgelegt, wie dies durch die durchgezogene Linie angegeben ist, wenn der Haftungsfaktor kleiner wurde als ein vorbestimmter Wert (b), der kleiner ist als der vorbestimmte Wert (a), und der den zweiten Schwellwert vorsieht. Falls im Gegensatz dazu die Lenksteuerung nicht ausgeführt werden kann (d. h. inaktiv), dann wird die gewünschte Verzögerung so festgelegt, wie dies durch die gestrichelte Linie angegeben ist, wenn der Haftungsfaktor kleiner wurde, als ein vorbestimmter Wert (c), der größer ist als der vorbestimmte Wert (b), und der den dritten Schwellwert vorsieht. Anders gesagt, falls die Lenksteuerung inaktiv ist, wenn deren Haftungsfaktor dazu neigt sich zu verringern, dann startet die Verzögerungssteuerung früher. Der vorbestimmte Wert (c) wird nicht notwendigerweise anders als der vorbestimmte Wert (a) festgelegt, aber er kann gleich dem letztgenannten festgelegt werden.
Dann wird bei einem Schritt 123 in der 7 die Bremskraft (Steuergröße) für jedes Rad so festgelegt, dass sie für die gewünschte Verzögerung sorgt, wie dies vorstehend beschrieben ist, und das Programm kehrt zu dem Schritt 116 in der 6 zurück, bei dem die Parameter für die Fahrzeugstabilitätssteuerung (VLC) bereitgestellt werden, die der Herkömmlichen entspricht, so dass die Beschreibung hierbei weggelassen wird. Folglich wird bei einem Schritt 117 ein Abgabeprozess durchgeführt, um die verschiedenen Steuerungen durchzuführen, und der Informationsübertragungsprozess wird bei einem Schritt 118 durchgeführt, so dass die verschiedenen Informationen (A) bei dem Schritt 102 in der 5 übertragen werden.
Die 8 offenbart ein anderes Ausführungsbeispiel der Verzögerungssteuerung, die gemäß dem Haftungsfaktor bei einem Schritt 115 in der 6 durchzuführen ist, wobei die durchzuführende Lenksteuerung gleich ist, wie sie in der 5 gezeigt ist. Bei einem Schritt 201 wird bestimmt, ob die Lenksteuerung durchgeführt werden kann oder nicht, und zwar auf der Grundlage der Informationen (B), die durch die Lenksteuereinheit ECU1 übertragen werden. Falls die Lenksteuerung durchgeführt werden kann (d. h. aktiv), dann schreitet das Programm zu einem Schritt 202, andernfalls (d. h. inaktiv) schreitet das Programm zu einem Schritt 210, bei dem die Verzögerungssteuerung gemäß dem Haftungsfaktor durchgeführt wird, wie dies in der 9 gezeigt ist. Bei einem Schritt 202 wird bestimmt, ob der Haftungsfaktor der Wert zum Durchführen der Lenksteuerung ist. Falls nämlich der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) gleich oder größer als der vorbestimmte Wert (a) ist und daher die Lenksteuerung nicht durchgeführt wurde, dann schreitet das Programm zu einem Schritt 203, bei dem ein Zähler Tc mit einem Wert, der die verstrichene Zeit nach dem Beginn der Lenksteuerung angibt, und ein minimaler Wert ε initialisiert werden, um „0” bzw. „1” zu sein, und es kehrt zu der Hauptroutine zurück, die in der 6 gezeigt ist. Falls bei dem Schritt 202 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) kleiner ist als der vorbestimmte Wert (a), dann wird der Zähler Tc bei einem Schritt 204 inkrementiert (+1) und dann wird der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) mit dem minimalen Wert εmin (der minimale Haftungsfaktor bei den gespeicherten Haftungsfaktoren) bei einem Schritt 205 verglichen. Wenn bestimmt wird, dass der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) gleich oder kleiner als der minimale Wert εmin ist, dann wird infolgedessen der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) als der minimale Wert εmin bei einem Schritt 206 gespeichert, und das Programm schreitet zu einem Schritt 207 weiter.
Wenn bei dem Schritt 205 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) größer ist als der minimale Wert εmin, dann schreitet das Programm zu dem Schritt 207 weiter, wobei die nach dem Beginn der Lenksteuerung (der Wert des Zählers Tc) verstrichene Zeit mit der vorbestimmten Zeit verglichen wird (der vorbestimmte Wert T1, der den zweiten Schwellwert bereit stellt). Falls bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit (T1) nicht verstrichen ist, dann kehrt das Programm zu der Hauptroutine zurück, die in der 6 gezeigt ist. Falls die vorbestimmte Zeit (T1) nach dem Beginn der Lenksteuerung verstrichen ist, dann schreitet das Programm zu Schritten 208 und 209, bei denen der Wiedererlangungszustand des Haftungsfaktors bestimmt wird. Falls nämlich bei dem Schritt 208 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) gleich oder größer als ein Zwischenwert [(εmin + a)/2] zwischen dem minimalen Wert εmin und dem vorbestimmten Wert (a) ist, wenn die Lenksteuerung begonnen hat und falls bei dem Schritt 209 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) größer ist als der Haftungsfaktor ε(n – 1), der bei dem vorherigen Zyklus (oder einige Zyklen vor dem gegenwärtigen Zyklus) erhalten wurde, dann wird bestimmt, dass der Haftungsfaktor dazu neigt, wieder anzusteigen, so dass das Programm zu der Hauptroutine zurückkehrt, die in der 6 gezeigt ist. Falls im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass der Haftungsfaktor nicht dazu neigt, wieder anzusteigen, schreitet das Programm zu einem Schritt 210 und den nachfolgenden Schritten, bei denen die Verzögerungssteuerung durchgeführt wird.
Bei einem Schritt 210 wird die gewünschte Verzögerung auf der Grundlage des gegenwärtigen Haftungsfaktors ε(n) festgelegt, wie dies in einer Abbildung der 9 gezeigt ist. Falls die Lenksteuerung aktiv ist, wenn der Haftungsfaktor kleiner wird als ein vorbestimmter Wert (c), dann wird die gewünschte Verzögerung so festgelegt, wie es durch die durchgezogene Linie angegeben ist. Falls im Gegensatz dazu die Lenksteuerung inaktiv ist, wenn der Haftungsfaktor kleiner wird als ein vorbestimmter Wert (d), der größer ist als der vorbestimmte Wert (c), dann wird die gewünschte Verzögerung so festgelegt, wie es durch die gestrichelte Linie angegeben ist. Auch wenn die Abbildung, die für jenen Fall vorgesehen ist, wenn die Lenksteuerung aktiv ist, sich von jener Abbildung unterscheidet, die für den Fall vorgesehen ist, bei dem die Lenksteuerung gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel inaktiv ist, können diese Abbildungen identisch sein, und ein beliebiger Wert kann für die entsprechenden vorbestimmten Werte festgelegt werden. Folglich schreitet das Programm zu einem Schritt 211, bei dem die Bremskraft (Steuergröße) für jedes Rad bereitgestellt werden kann, um die gewünschte Verzögerung zu erhalten, die bei dem Schritt 210 berechnet ist.
Die 10 offenbart ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verzögerungssteuerung, die gemäß dem Haftungsfaktor bei einem Schritt 115 durchzuführen ist, wie dies in der 6 gezeigt ist, wobei die durchzuführende Lenksteuerung gleich jener ist, die in der 5 gezeigt ist. Bei einem Schritt 301 wird bestimmt, ob die Lenksteuerung durchgeführt werden kann oder nicht, und zwar auf der Grundlage der Informationen (B), die durch die Lenksteuereinheit ECU1 übertragen werden. Falls die Lenksteuerung aktiv ist, dann schreitet das Programm zu einem Schritt 302, andernfalls schreitet das Programm zu einem Schritt 304, bei dem die Verzögerungssteuerung gemäß dem Haftungsfaktor durchgeführt wird, wie dies in der 9 gezeigt ist. Falls bei dem Schritt 302 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) gleich oder größer als der vorbestimmte Wert (a) ist, und falls die Lenksteuerung nicht durchgeführt wurde, dann kehrt das Programm zu der Hauptroutine zurück, die in der 6 gezeigt ist. Falls bei dem Schritt 302 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Haftungsfaktor ε(n) kleiner ist als der vorbestimmte Wert (a), dann schreitet das Programm zu einem Schritt 203, bei dem eine Differenz zwischen dem Lenkwinkel und dem Reifenwinkel (θh – θt) mit einem vorbestimmten Wert (ds) verglichen wird, der den zweiten Schwellwert bereit stellt. Falls die Differenz (θh – θt) gleich oder kleiner ist als der vorbestimmte Wert (ds), dann kehrt das Programm infolgedessen zu der Hauptroutine zurück, die in der 6 gezeigt ist. Falls im Gegensatz dazu die Differenz (θh – θt) größer ist als der vorbestimmte Wert (ds), dann schreitet das Programm zu einem Schritt 304, bei dem die Verzögerungssteuerung durchgeführt wird. Der Reifenwinkel wurde durch den Lenksteuerbetrieb so gesteuert, dass er kleiner ist als der Lenkwinkel. Daher wird die Differenz vergrößert, so dass sie den vorbestimmten Wert (ds) überschreitet, sofern der Fahrzeugfahrer das Lenkrad während der Steuerung des variablen Lenkübersetzungsverhältnisses weiter betätigt. Bei einem Schritt 304 wird die gewünschte Verzögerung so festgelegt, wie es in der Abbildung der 9 gezeigt ist, und der gleiche Betrieb wie der vorstehend beschriebene Betrieb bei dem Schritt 210 in der 8 wird durchgeführt. Folglich schreitet das Programm zu einem Schritt 205, bei dem die Bremskraft (Steuergröße) für jedes Rad so vorgesehen wird, dass die gewünschte Verzögerung erhalten wird, die bei dem Schritt 304 berechnet ist.
Hinsichtlich der Lenksteuerung, die zusammen mit den Ausführungsbeispielen der Verzögerungssteuerung durchzuführen ist, die gemäß dem Haftungsfaktor gemäß der vorstehenden Beschreibung durchgeführt wird, wurde die Steuerung des variablen Lenkübersetzungsverhältnisses ausgewählt, wie dies bei dem Schritt 104 in der 5 gezeigt ist. Jedoch ist die Lenksteuerung nicht notwendigerweise auf jene beschränkt, die das Ändern des Lenkwinkelverhältnisses (Lenkwinkelübersetzungsverhältnisses) ermöglicht, aber sie kann jene sein, die einen beliebigen Reifenwinkel vorzusehen vermag. Außerdem wurde hinsichtlich der Verzögerungssteuerung die Bremssteuerung ausgewählt. Jedoch kann die Verzögerungssteuerung jene zum Steuern der Schaltsteuerung sein, um das Übersetzungsverhältnis der Schaltsteuereinrichtung DS herunter zu schalten, um dadurch die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern, oder die Kraftmaschinensteuerungen wie zum Beispiel jene zum Steuern der Drosselöffnung, jene mit einer sogenannten Kraftstoffunterbrechung oder dergleichen, um dadurch die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern.
Ein Fahrzeugbewegungssteuergerät zum Durchführen einer Fahrzeugsstabilitätssteuerung auf der Grundlage eines Parameters wird vorgesehen, der einen Seitenhaftungsgrenzbereich für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt. Das Gerät hat eine Lenksteuereinrichtung zum Steuern einer zu ändernden Beziehung zwischen einem Lenkwinkel und einem Reifenwinkel und eine Verzögerungssteuereinrichtung zum Steuern einer zu verringernden Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Parameter, der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt, wird überwacht, und die Lenksteuereinrichtung und die Verzögerungssteuereinrichtung werden auf der Grundlage des überwachten Parameters gesteuert. Die Lenksteuereinrichtung wird so gesteuert, dass sie den Reifenwinkel relativ zu dem Lenkwinkel verringert, wenn sich der Parameter von einem Wert eines relativ großen Seitenhaftungsgrenzbereichs auf einen Wert eines relativ kleinen Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert, der kleiner ist als ein erster Schwellwert, und die Verzögerungssteuereinrichtung wird so gesteuert, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuereinrichtung verringert, wenn sich der Parameter weiter auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als ein zweiter Schwellwert, welcher kleiner ist als der erste Schwellwert.

Claims

Fahrzeugbewegungssteuergerät zum Durchführen einer Fahrzeugstabilitätssteuerung auf der Grundlage eines Haftungsfaktors (ε), der einen Seitenhaftungsgrenzbereich für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt, mit: einer Lenksteuereinrichtung (M1) zum Steuern einer zu ändernden Beziehung zwischen einem Lenkwinkel (θh) und einem Reifenwinkel (θt); einer Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Steuern einer zu verringernden Fahrzeuggeschwindigkeit; einer Überwachungseinrichtung (S1) zum Überwachen des Haftungsfaktors (ε), der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt; und einer Bewegungssteuereinrichtung (M3) zum Steuern der Lenksteuereinrichtung (M1) und der Verzögerungssteuereinrichtung (M2) auf der Grundlage des durch die Überwachungseinrichtung (S1) überwachten Haftungsfaktors (ε), wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Lenksteuereinrichtung (M1) so steuert, dass sie den Reifenwinkel (θt) relativ zu dem Lenkwinkel (θh) verringert, wenn sich der Haftungsfaktor (ε) von einem Wert eines relativ großen Seitenhaftungsgrenzbereichs auf einen Wert eines relativ kleinen Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als ein erster Schwellwert (a), und wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuereinrichtung (M1) steuert, wenn sich der Haftungsfaktor (ε) weiter auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert, der kleiner ist als ein zweiter Schwellwert (b), welcher kleiner ist als der erste Schwellwert (a), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugbewegungssteuergerät des Weiteren eine Lenküberwachungseinrichtung (S2) zum Überwachen eines Betriebszustandes der Lenksteuereinrichtung (M1) aufweist, wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) den zweiten Schwellwert (b) verändert, um einem größeren Seitenhaftungsgrenzbereich zu entsprechen, wenn auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungseinrichtung (S2) überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuereinrichtung (M1) inaktiv ist.
Fahrzeugbewegungssteuergerät zum Durchführen einer Fahrzeugstabilitätssteuerung auf der Grundlage eines Haftungsfaktors (ε), der einen Seitenhaftungsgrenzbereich für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt, mit: einer Lenksteuereinrichtung (M1) zum Steuern einer zu ändernden Beziehung zwischen einem Lenkwinkel (θh) und einem Reifenwinkel (θt); einer Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Steuern einer zu verringernden Fahrzeuggeschwindigkeit; einer Überwachungseinrichtung (S1) zum Überwachen des Haftungsfaktors (ε), der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt; und einer Bewegungssteuereinrichtung (M3) zum Steuern der Lenksteuereinrichtung (M1) und der Verzögerungssteuereinrichtung (M2) auf der Grundlage des durch die Überwachungseinrichtung (S1) überwachten Haftungsfaktors (ε), wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Lenksteuereinrichtung (M1) so steuert, dass sie den Reifenwinkel (θt) relativ zu dem Lenkwinkel (θh) verringert, wenn sich der Haftungsfaktor (ε) von einem Wert eines relativ großen Seitenhaftungsgrenzbereichs auf einen Wert eines relativ kleinen Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als ein erster Schwellwert (a), und wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuereinrichtung (M1) steuert, wenn sich der Haftungsfaktor (ε) weiter auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert, der kleiner ist als ein zweiter Schwellwert (b), welcher kleiner ist als der erste Schwellwert (a), dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, falls der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angebende Haftungsfaktor (ε) keine Tendenz hat, wieder anzusteigen, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Lenksteuereinrichtung (M1) zum Verringern des Reifenwinkels (θt) relativ zu dem Lenkwinkel (θh) gesteuert hat, wodurch bestimmt ist, dass sich der Haftungsfaktor (ε) auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als der zweite Schwellwert (b).
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugbewegungssteuergerät des Weiteren eine Lenküberwachungseinrichtung (S2) zum Überwachen eines Betriebszustandes der Lenksteuereinrichtung (M1) aufweist, wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, falls auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungseinrichtung (S2) überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuereinrichtung (M1) inaktiv ist, wenn sich der Haftungsfaktor (ε) von einem Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs, der größer ist als ein dritter Schwellwert (c), welcher größer ist als der zweite Schwellwert (b), auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als der dritte Schwellwert (c).
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Schwellwert (c) so festgelegt ist, dass er gleich dem ersten Schwellwert (a) ist.
Fahrzeugbewegungssteuergerät zum Durchführen einer Fahrzeugstabilitätssteuerung auf der Grundlage eines Haftungsfaktors (ε), der einen Seitenhaftungsgrenzbereich für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt, mit: einer Lenksteuereinrichtung (M1) zum Steuern einer zu ändernden Beziehung zwischen einem Lenkwinkel (θh) und einem Reifenwinkel (θt); einer Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Steuern einer zu verringernden Fahrzeuggeschwindigkeit; einer Überwachungseinrichtung (S1) zum Überwachen des Haftungsfaktors (ε), der den Seitenhaftungsgrenzbereich für den Reifen angibt; und einer Bewegungssteuereinrichtung (M3) zum Steuern der Lenksteuereinrichtung (M1) und der Verzögerungssteuereinrichtung (M2) auf der Grundlage des durch die Überwachungseinrichtung (S1) überwachten Haftungsfaktors (ε), wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Lenksteuereinrichtung (M1) so steuert, dass sie den Reifenwinkel (θt) relativ zu dem Lenkwinkel (θh) verringert, wenn sich der Haftungsfaktor (ε) von einem Wert eines relativ großen Seitenhaftungsgrenzbereichs auf einen Wert eines relativ kleinen Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als ein erster Schwellwert (a), und wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuereinrichtung (M1) steuert, wenn sich der Haftungsfaktor (ε) weiter auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert, der kleiner ist als ein zweiter Schwellwert (b), welcher kleiner ist als der erste Schwellwert (a), dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, falls die Beziehung zwischen dem Lenkwinkel (θh) und dem Reifenwinkel (θt) eine Differenz aufweist, die größer ist als eine vorbestimmte Differenz, nachdem die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Lenksteuereinrichtung (M1) zum Verringern des Reifenwinkels (θt) relativ zu dem Lenkwinkel (θh) gesteuert hat, wodurch bestimmt ist, dass sich der Haftungsfaktor (ε) auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als der zweite Schwellwert (b).
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugbewegungssteuergerät des Weiteren eine Lenküberwachungseinrichtung (S2) zum Überwachen eines Betriebszustandes der Lenksteuereinrichtung (M1) aufweist, wobei die Bewegungssteuereinrichtung (M3) die Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, falls auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungseinrichtung (S2) überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuereinrichtung (M1) inaktiv ist, wenn sich der Haftungsfaktor (ε) von einem Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs, der größer ist als ein vierter Schwellwert (d), welcher größer ist als der zweite Schwellwert (b), auf einen Wert eines Seitenhaftungsgrenzbereichs verringert hat, der kleiner ist als der vierte Schwellwert (d).
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Schwellwert (d) so festgelegt ist, dass er gleich dem ersten Schwellwert (a) ist.
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungssteuereinrichtung (M2) zumindest eine Bremssteuereinrichtung zum Steuern einer auf den Reifen aufgebrachten Bremskraft, eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Kraftmaschinenabgabe oder eine Einrichtung zum Steuern eines Schaltübersetzungsverhältnisses aufweist.