DE102004042188A1

DE102004042188A1 - Fahrzeugbewegungssteuergerät

Info

Publication number: DE102004042188A1
Application number: DE102004042188A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Anjo Aizawa; Hiroaki Toyota Niino; Minekazu Kariya Momiyama; Hiroaki Kariya Kato; Eiichi Ono; Yuji Muragishi; Yoshiyuki Kariya Yasui
Original assignee: Advics Co Ltd; Toyoda Koki KK
Current assignee: Advics Co Ltd; JTEKT Corp
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: DE102004042188B4; US20050085986A1; JP2005075311A; US7191048B2

Abstract

Ein Fahrzeugbewegungssteuergerät zum Durchführen einer Fahrzeugstabilitätssteuerung auf der Grundlage eines Parameters wird vorgesehen, der eine seitliche Spanne für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt. Das Gerät hat eine Lenksteuervorrichtung zum Steuern einer zu ändernden Beziehung zwischen einem Lenkwinkel und einem Reifenwinkel und eine Verzögerungssteuervorrichtung zum Steuern einer zu verringernden Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Parameter, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt, wird überwacht, und die Lenksteuervorrichtung und die Verzögerungssteuervorrichtung werden auf der Grundlage des überwachten Parameters gesteuert. Die Lenksteuervorrichtung wird so gesteuert, dass sie den Reifenwinkel relativ zu dem Lenkwinkel verringert, wenn sich der Parameter von einem Wert einer relativ großen seitlichen Spanne auf einen Wert einer relativ kleinen seitlichen Spanne verringert, der kleiner ist als ein erster Schwellwert, und die Verzögerungssteuervorrichtung wird so gesteuert, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuervorrichtung verringert, wenn sich der Parameter weiter auf einen Wert einer seitlichen Spanne verringert hat, der kleiner ist als ein zweiter Schwellwert, welcher kleiner ist als der erste Schwellwert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugbewegungssteuergerät, und insbesondere bezieht sie sich auf ein Gerät zum Durchführen einer Fahrzeugsstabilitätssteuerung als Reaktion auf einen Zustand eines Reifens auf einer Fahrbahn.

Wenn ein Fahrzeug mit einer Bewegung in einer seitlichen Richtung oder mit einer Gierbewegung bewegt wird, dann ist im allgemeinen eine Drehebene des Rades nicht zu einer 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 Schlupfwinkel oder ein 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 „Schlupfwinkel" bezeichnet wird. In diesem Buch wird beschrieben, dass jener Fall, wenn der Radschlupf verursacht wird, eine „Seitenkraft" in einer Richtung erzeugt wird, die senkrecht zu der Drehebene des Rades ist, und zwar zusätzlich zu einer Antriebskraft, einer Bremskraft oder dergleichen, und es wird weiter beschrieben, dass eine Komponente der Seitenkraft in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Rades als eine „Seitenführungskraft" bezeichnet wird.

Hinsichtlich in der Seitenkraft gemäß der vorstehenden Beschreibung wurde ein Parameter oder ein Faktor, der als ein Seitenkraftnutzverhältnis oder als ein seitliches G-Nutzverhältnis bezeichnet wird, bei einem variablen Übersetzungsverhältnis Lenkgerät für ein Fahrzeug verwendet, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-11-99956 (entsprechend US-6 155 377 ) 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 Beginn geschätzt, um das Seitenkraftnutzverhältnis zu erhalten. Je kleiner der Fahrbahnreibungskoeffizient μ ist, desto stärker ist eine Seitenführungskraft Cp (Wert der Seitenkraft pro Schlupfwinkel von einem Grad) eines Reifens verringert, wodurch eine Reaktionskraft einer Zahnstangenwelle, die von einer Fahrbahn mit einem bestimmten Lenkwinkel aufgebracht wird, gemäß dem Fahrbahnreibungskoeffizienten μ verringert wird. Daher wird beschrieben, dass der Fahrbahnreibungskoeffizient μ durch Messen eines Lenkwinkels eines Vorderrades und einer tatsächlichen Reaktionskraft der Zahnstangewelle geschätzt werden kann und dass die tatsächliche Reaktionskraft der Zahnstangenwellen für den Lenkwinkel mit einer Referenzreaktionskraft der Zahnstangenwelle verglichen wird, die als ein inneres Modell im Voraus vorgesehen wurde. Darüber hinaus wird eine maximale Seitenkraft dadurch erhalten, dass ein äquivalenter Reibungskreis 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 Seitenkraftnutzverhältnis identifiziert („Seitenkraftnutzverhältnis" gemäß dem US-Patent). Außerdem wird beschrieben, dass bei einem angebrachten Seiten-G-Sensor das seitlichen G-Nutzverhältnis auf der Grundlage des seitlichen G vorgesehen werden kann, das durch den Seiten-G-Sensor 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 eine seitliche Griffspanne definiert, die eine Spanne für den Reifen angibt, bei dem seine Seitenführungskraft seine Grenze erreicht hat, und zwar anders gesagt jener Parameter, der die Spanne bis zu der Grenze angibt, bis zu der eine maximale Kraft durch den Reifen erzeugt werden kann. Und es wurde beschrieben, dass die seitliche Griffspanne auf der Grundlage eines Selbstausrichtungsmomentes und eines Referenz-Selbstausrichtungsmomentes geschätzt werden kann, deren Berechnung im einzelnen in den früheren Schriften beschrieben sind und daher hierbei weggelassen werden. Darüber hinaus wurde in den früheren Schriften eine Lenk- und Bremssteuerung unter Verwendung des geschätzten Parameters vorgeschlagen, und ein Ergebnis wurde offenbart, das die Verbesserung der Funktion der Fahrzeugstabilitätssteuerung ausnutzt. Es wird behauptet, dass die Fahrzeugsstabilitätssteuerung aus einem derartigen Zustand heraus gestartet werden kann, bei dem der Reifen nahe seiner Grenzzone gelangt, wobei weiterhin eine Spanne verbleibt. Als ein Beispiel, das auf ein Lenksystem angewendet wird, wird ein Bespiel mit dem geschätzten Ergebnis der seitlichen Griffspanne offenbart, die bei einer variablen Steuerung eines Gesamt-Lenkübersetzungsverhältnisses angewendet wird. Als ein Bespiel, das auf ein Bremssystem angewendet wird, wird auch ein Beispiel mit dem geschätzten Ergebnis der seitlichen Griffspanne offenbart, die bei einer Verzögerungssteuerung angewendet wird. Es wird auch beschrieben, dass als ein zukünftiges Thema eine Gesamtsteuerung zum Kombinieren des Lenksystems und des Bremssystems zu betrachten ist.

Hinsichtlich der eigenen Kraft des Rades als der Pneumatikreifen, die bei den vorstehend genannten früheren Schriften diskutiert wurde, wird außerdem bei dem vorstehend genannten Buch beschrieben, dass zum Beispiel von verschiedenen Rädern wie zum Beispiel ein Rad mit einem Pneumatikgummireifen, ein Rad mit einem starren Gummireifen und ein Eisenrad, das Rad mit dem Pneumatikgummireifen die maximale Kraft erzeugen kann, und zwar unter Bezugnahme auf die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel 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.

Die vorstehend beschriebene seitliche Griffspanne unterscheidet sich klar von dem Seitenkraftnutzverhältnis oder dem seitlichen G-Nutzverhältnis, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-11-99956 beschrieben sind. Gemäß dem in dieser Offenlegungsschrift offenbarten Gerät wird ein Fahrbahnreibungskoeffizient μ geschätzt, um die maximal Seitenkraft zu gewinnen, die auf der Fahrbahn erzeugt werden kann. Dieser Fahrbahnreibungskoeffizient μ wird auf der Grundlage einer Zuverlässigkeit der Seitenführungskraft Cp (Wert der Seitenkraft pro Schlupfwinkel von einem Grad) von dem Fahrbahnreibungskoeffizienten μ geschätzt. Jedoch basiert die Seitenführungskraft Cp nicht nur auf dem Fahrbahnreibungskoeffizienten μ, sonder 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 die Elastizität des Profilgummis aufgrund eines Verschleißes des Reifens oder dessen Temperaturänderung geändert wurde, dann ändert sich die Seitenführungskraft Cp, auch wenn der Fahrbahnreibungskoeffizient μ konstant ist. In der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-11-99956 wird jedoch nicht die Charakteristik des Reifens betrachtet, der das Rad bildet. Daher unterscheidet sich das Seitenkraftnutzverhältnis oder das Seiten-G-Nutzverhältnis, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsschrift beschrieben ist, im Wesentlichen von dem Parameter oder dem Faktor, der die seitliche Griffspanne angibt (nachfolgend als ein Griffigkeitsfaktor bezeichnet), wie dies in den vorstehend genannten früheren Schriften beschrieben ist, aber es kann in den Parameter enthalten sein, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt, was zur Verwendung des Fahrzeugbewegungssteuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen wird.

Hinsichtlich der Parameter zum Durchführen der Lenksteuerung zum Verhindern einer Änderung des Fahrzeugsverhaltens können zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Seitenkraftnutzverhältnis jene Parameter verwendet werden, wie zum Bespiel jene, die auf der Grundlage des Schlupfwinkels des Rades vorgesehen werden. Gemäß der vorliegenden Patentanmeldung können daher jene Parameter verwendet werden, die die seitliche Spanne für den Reifen angeben, und auch der Griffigkeitsfaktor gemäß der vorstehenden Beschreibung, sofern jene Parameter für die Verzögerungssteuerung vorgesehen werden können, während Differenzen hinsichtlich der Wirkungen zwischen diesen Parametern vorhanden sein können. Die Verzögerungssteuerung ist eine derartige Steuerung, die eine Fahrzeugsgeschwindigkeit ungeachtet einer Betätigung eines Fahrzeugfahrers verringert, und sie kann durch eine Bremsdrucksteuervorrichtung, eine Drosselsteuervorrichtung oder eine sogenannte Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Gebrauch bei einer Kraftmaschine, einer Schaltsteuervorrichtung 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 die seitliche Spanne für den Reifen angibt, wird sich das Fahrgefühl für einen Fahrer nicht so sehr verschlechtern, da keine starke Änderung des Fahrzeugverhaltens hervorgerufen wird, aber ihre Wirkung ist ziemlich 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 die seitliche Spanne 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, wodurch die Fahrzeugstabilitätssteuerung wirksam erzielt wird, und wobei das unterschiedliche Fahrgefühl so gering wie möglich geschaffen wird.

Kurzfassung der Erfindung

Es ist dementsprechend 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 eine seitliche Spanne für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt, wodurch in wirksamer Weise eine Fahrzeugstabilitätssteuerung erzielt wird.

Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, wird ein Fahrzeugbewegungssteuergerät zum Durchführen einer Fahrzeugstabilitätssteuerung auf der Grundlage eines Parameters vorgesehen, der eine seitliche Spanne für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt. Das Gerät hat eine Lenksteuervorrichtung zum Steuern einer Beziehung zwischen einem Lenkwinkel und einem Reifenwinkel, der zu ändern ist, und eine Verzögerungssteuervorrichtung zum Steuern einer zu verzögernden Fahrzeuggeschwindigkeit. Eine Überwachungsvorrichtung ist zum Überwachen des Parameters vorgesehen, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt und eine Bewegungssteuervorrichtung ist zum Steuern der Lenksteuervorrichtung und der Verzögerungssteuervorrichtung auf der Grundlage des Parameters vorgesehen, der durch die Überwachungsvorrichtung überwacht wird. Die Bewegungssteuervorrichtung ist dazu geeignet, die Lenksteuervorrichtung zu steuern, damit sie den Reifenwinkel relativ zu dem Lenkwinkel verringert, wenn der Parameter von einem Wert einer relativ großen seitlichen Spanne zu einem Wert einer relativ kleinen seitlichen Spanne verringert wird, die kleiner ist als ein erster Schwellwert, und sie ist dazu geeignet, die Verzögerungsteuervorrichtung so zu steuern, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuervorrichtung verringert, wenn der Parameter weiter auf einen Wert einer seitlichen Spanne verringert wird, die kleiner ist als ein zweiter Schwellwert, der kleiner ist als der erste Schwellwert.

Falls der Parameter, der die seitliche Spanne für den Reifen auf der Fahrbahn angibt, verringert wird, dann wird daher zunächst die Lenksteuerung durchgeführt, ohne dass ein überflüssiger 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 die seitliche Spanne des Reifens angibt, auch wenn die Lenksteuerung durchgeführt wurde. 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 Bewegungssteuervorrichtung kann dazu geeignet sein, die Verzögerungssteuervorrichtung so zu steuern, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit dann verringert, wenn der Parameter, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt, eine Tendenz aufweist, dass er nicht wiedererlangt werden kann, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Bewegungssteuervorrichtung die Lenksteuervorrichtung dazu gesteuert hat, den Reifenwinkel relativ zu dem Lenkwinkel zu verringern, wodurch bestimmt wird, dass der Parameter auf einen Wert einer seitlichen Spanne verringert wurde, der kleiner ist als der zweite Schwellwert. Folglich wird die Verzögerungssteuerung dann durchgeführt, wenn der Parameter, der die seitliche Spanne des Reifens angibt, eine Tendenz aufweist, dass er nicht wiedererlangt wird, wenn die vorbestimmte Zeit nach der Lenksteuerung verstrichen ist, auch wenn die Lenksteuerung durchgeführt wurde.

Die Bewegungssteuervorrichtung kann andererseits dazu geeignet sein, die Verzögerungssteuervorrichtung 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 Bewegungssteuervorrichtung die Lenksteuervorrichtung zum Verringern des Reifenwinkels relativ zu dem Lenkwinkel gesteuert hat, wodurch bestimmt wird, dass sich der Parameter auf einen Wert einer seitlichen Spanne 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 Lenküberwachungsvorrichtung zum Überwachen eines Betriebszustands der Lenksteuervorrichtung aufweisen. Die Bewegungssteuervorrichtung kann dann dazu geeignet sein, den zweiten Schwellwert so abzuwandeln, dass er eine größere Spanne aufweist, wenn auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungsvorrichtung überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuervorrichtung inaktiv ist. Folglich können Nachteile minimiert werden, die dann hervorgerufen werden, wenn die Lenksteuervorrichtung inaktiv ist.

Kurbeschreibung der Zeichnungen
Die vorstehend genannte Aufgabe, so wie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in einfacher Weise unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei die selben Bezugszeichen ähnliche 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 Schlupfwinkel 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 Griffigkeitsfaktor durchzuführen ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebes einer Verzögerungssteuerung, die als Reaktion auf einen Griffigkeitsfaktor 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 Griffigkeitsfaktor durchzuführen ist, wie dies in der 8 gezeigt ist; und
10 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebes einer Verzögerungssteuerung, die als Reaktion auf einen Griffigkeitsfaktor durchzuführen ist, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Unter Bezugnahme auf die 1 ist schematisch eine Blockdarstellung eines Fahrzeugbewegungssteuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Gerät hat eine Lenksteuervorrichtung M1 zum Steuern einer Beziehung zwischen einem Lenkwinkel und einem Reifenwinkel, der zu ändern ist, und zwar hinsichtlich vorderen Rädern FL und FR, und eine Verzögerungssteuervorrichtung M2 zum Steuern einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die zu verringern ist. Die Verzögerungssteuerung gemäß der letztgenannten Vorrichtung meint eine derartige Steuerung zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit ungeachtet einer Betätigung von einem Fahrzeugfahrer. Ein Beispiel der Verzögerungssteuervorrichtung M2 ist eine hydraulische Bremsdrucksteuervorrichtung 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 Schaltsteuervorrichtung GS so gesteuert wird, dass sie ihr Übersetzungsverhältnis nach unten schaltet.
Dann wird ein Parameter, der eine seitliche Spanne für einen Reifen (FL oder FR) angibt, durch eine Überwachungsvorrichtung S1 überwacht, und die Längssteuervorrichtung M1 und die Verzögerungssteuervorrichtung M2 werden durch eine Überwachungssteuervorrichtung M3 auf der Grundlage der überwachten Parameter folgendermaßen gesteuert: die Lenksteuervorrichtung M1 wird nämlich so gesteuert, dass sie den Reifenwinkel relativ zu dem Lenkwinkel verringert, wenn der Parameter, der eine seitliche Spanne für den Reifen (FL oder FR) angibt, von einem Wert einer relativ großen seitlichen Spanne auf einen Wert einer relativ kleinen seitlichen Spanne verringert wird, der kleiner ist als ein erster Schwellwert. Die Verzögerungssteuervorrichtung M2 wird außerdem so gesteuert, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, und zwar zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuervorrichtung M1, wenn der Parameter weiter auf einen Wert einer seitlichen Spanne 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 überflüssiger Reifenwinkel vorgesehen wird, wenn der Parameter verringert wird, der die seitliche Spanne 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 die seitliche Spanne 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 Parameter, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt, keine Tendenz aufweist, dass er wiedererlangt wird, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Lenksteuervorrichtung M1 zum Verringern des Reifenwinkels gesteuert wurde, wird durch die Bewegungssteuervorrichtung M3 bestimmt, dass der Parameter auf einen Wert einer seitlichen Spanne verringert wurde, der kleiner ist als der zweite Schwellwert, dann wird die Verzögerungssteuervorrichtung M2 durch die Bewegungssteuervorrichtung M3 so gesteuert, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Wenn der Parameter verringert wird, der die seitliche Spanne für den Reifen auf der Fahrbahn angibt, dann wird anders gesagt zunächst die Lenksteuerung durchgeführt, ohne, dass ein überflüssiger Reifenwinkel vorgesehen wird, und danach wird die Verzögerungssteuerung durchgeführt, falls der Parameter, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt, keine Tendenz aufweist, dass er wiedererlangt wird, wenn die vorbestimmte Zeit nach der Lenksteuerung verstrichen ist, auch wenn die Lenksteuerung durchgeführt wurde.
Falls die Beziehung zwischen dem Lenkwinkel und dem Reifenwinkel als eine Differenz vorgesehen ist, die größer ist als eine vorbestimmte Differenz, nachdem die Lenksteuervorrichtung M1 zum Verringern des Reifenwinkels relativ zu dem Lenkwinkel gesteuert wurde, dann wird außerdem bestimmt, dass der Parameter auf einen Wert einer seitlichen Spanne verringert wurde, der kleiner ist als der zweite Schwellwert. Dann wird die Verzögerungssteuervorrichtung M2 durch die Bewegungssteuervorrichtung M2 so gesteuert, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Wenn der Parameter verringert wird, der die seitliche Spanne für den Reifen auf der Fahrbahn angibt, dann wird anders gesagt zunächst die Lenksteuerung durchgeführt, ohne, dass ein überflüssiger 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 Lenküberwachungsvorrichtung S2 zum Überwachen eines Betriebszustandes der Lenksteuervorrichtung M1 vorgesehen sein. Gemäß der Überwachungssteuervorrichtung M3 kann daher der zweite Schwellwert so abgewandelt werden, dass er eine größere Spanne hat, wenn auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungsvorrichtung S2 überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuervorrichtung M1 inaktiv ist. Oder falls bestimmt wird, dass die Lenksteuervorrichtung M1 inaktiv ist, und zwar auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungsvorrichtung S1 überwachten Ergebnisses, wenn sich der Parameter von einem Wert einer seitlichen Spanne verringert hat, der größer ist als ein dritter Schwellwert, welches größer ist als der zweite Schwellwert, und zwar auf einen Wert einer seitlichen Spanne, die kleiner ist als der dritte Schwellwert, dann kann die Verzögerungssteuervorrichtung M2 durch die Bewegungssteuervorrichtung M3 so gesteuert werden, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Folglich können Nachteile minimiert werden, die dann hervorgerufen werden, wenn die Lenksteuervorrichtung M1 inaktiv ist.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wurde der Griffigkeitsfaktor (d.h. der Parameter, der die Seitengriffigkeitsspanne angibt, wie dies bei den vorstehend erwähnten früheren Schriften beschrieben ist) als der vorstehend genannte Parameter verwendet, der die seitliche Spanne 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 Seitenkraft zeigt, die auf einen Reifen aufgebracht wird. Im allgemeinen wird eine Seitenkraft auf einen Reifen (Rad) als Reaktion auf eine Vergrößerung des Schlupfwinkels 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 Seitenkrafteigenschaft derart, wie dies durch eine durchgezogene Linie O-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 O-C-D in der 2 angegeben ist. In diesem Fall ist es gemäß einem derartigen Gerät möglich, dass die Fahrzeugstabilitätssteuerung auf der Grundlage des variablen Zustandes erreicht wird, der das Fahrzeugverhalten angibt, wie zum Beispiel eine Seitenbeschleunigung oder eine Gerade, 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 derartigen Zustand, der durch eine Position „Y" in der 2 angegeben ist, kann jedoch nicht bestimmt werden, ob die Position „Y" ein Teil der Eigenschaft von O-A-B (für einen hohen Reibungskoeffizienten) ist, oder ob die Position „Y" ein Teil der Eigenschaft von O-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 irgendeine Spanne bis zu der oberen Grenze des Reibungskoeffizienten des Rades gegenüber der Fahrbahnoberfläche vorhanden ist, oder ob das Fahrzeug nahe einer Zone mit einem instabilen Zustand gelangt. Im Gegensatz dazu ist der Griffigkeitsfaktor jener Parameter, der die seitliche Griffigkeitsspanne bis zu jener Grenze angibt, um so anzugeben, in wie weit die Reibungskraft des Reifens erzeugt wird, und zwar aus der maximalen Kraft, die der Reifen erzeugen kann. Da der Griffigkeitsfaktor 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 Griffigkeitsfaktors 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 Griffigkeitsfaktor dadurch geschätzt, dass ein Referenz-Selbstausrichtungsmoment für das Selbstausrichtungsmoment vorgesehen wird, das sich als Reaktion auf einen Radschlupfwinkel ändert. Anstelle des Radschlupfwinkels kann eine Seitenkraft 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 tatsächlichen Ausrichtungsmoment der Griffigkeitsfaktor erhalten werden. Darüber hinaus kann der Griffigkeitsfaktor unter Berücksichtigung sowohl des Griffigkeitsfaktors εSA, der als Reaktion auf den Radschlupfwinkel erhalten wird, als auch des Griffigkeitsfaktors εCF, erhalten werden, der als Reaktion auf die Seitenkraft erhalten wird. In diesem Fall kann ein Griffigkeitsfaktor 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 Servolenksystems 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 Steuervorrichtung 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 Wf1, Wfr, Wr1, Wrr mit den Rädern FL, FR, RL, RR des Fahrzeugs jeweils wirkend verbunden, und sie sind mit der hydraulischen Bremsdrucksteuervorrichtung BC in einer Fluidverbindung. Diese Vorrichtung 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 Vorrichtung BC gleich einer herkömmlichen Vorrichtung 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 von 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 Steuervorrichtung ECU verbunden sind, und durch die ein Signal mit Pulsen, die proportional einer Drehzahl des entsprechenden Rades sind, d.h., ein Raddrehzahlsignal der elektronischen Steuervorrichtung 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 θh der vorderen Räder FL und FR, ein Längsbeschleunigungssensor XG zum Erfassen einer Fahrzeuglängsbeschleunigung Gx, ein Seitenbeschleunigungssensor YG zum Erfassen einer Fahrzeugseitenbeschleunigung 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 Steuervorrichtung 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 Griffigkeitsfaktor 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 RC3 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 Lenksteuervorrichtung M1 zum Steuern einer Beziehung zwischen den Lenkwinkel und dem zu ändernden Reifewinkel bewirkt wird, und ein anderer Prozess beschrieben, der durch die Verzögerungssteuervorrichtung 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 Seitenbeschleunigung, die Gierrate oder dergleichen werden bei einem Schritt 102 gelesen, und verschiedene Daten (A), die durch die Bremssteuereinheit ECU2 berechnet werden, werden durch die Verbindungssignale ebenfalls gelesen. Dann schreitet das Programm zu einem Schritt 103, bei dem der Griffigkeitsfaktor, 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 Griffigkeitsfaktor 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 Versetzungsverhältnis darstellt, welches sich gemäß der Änderung des Griffigkeitsfaktors ändert, wird das Übersetzungsverhältnis in der Praxis so festgelegt, dass es so groß ist, dass die Lenkbetätigung kaum durchgeführt wird, wenn der Griffigkeitsfaktor kleiner wurde 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 Griffigkeitsfaktors 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 Seitenbeschleunigung, 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) bereit gestellt werden, die entsprechend der allgemeinen Praxis vorgesehen werden, so dass die Beschreibung von diesen Steuerungen hierbei weggelassen wird.
Bei einem Schritt 115 wird die Verzögerungssteuerung gemäß dem Griffigkeitsfaktor durchgeführt. Auf der Grundlage einer Abbildung, die bei dem Schritt 122 in der 7 gezeigt ist, die eine gewünschte Verzögerung darstellt, die gemäß der Änderung des Griffigkeitsfaktors 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 Griffigkeitsfaktors. Falls in diesem Fall die Lenksteuerung erzielt werden kann (d.h. aktiv), dann wird die gewünschte Verzögerung so festgelegt, wie dies durch die durchgezogene Linie angegeben ist, wenn der Griffigkeitsfaktor 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 erreicht werden kann (d.h. inaktiv), dann wird die gewünschte Verzögerung so festgelegt, wie dies durch die gestrichelte Linie angegeben ist, wenn der Griffigkeitsfaktor kleiner wurde, als ein vorbestimmter Wert (C), der größer ist als der vorbestimmte Wert (B), und der den dritten Schwellwert vorsieht. Falls die Lenksteuerung inaktiv ist, wenn deren Griffigkeitsfaktor eine Tendenz hat, dass er sich verringert, dann startet die Verzögerungssteuerung anders gesagt früher. Der vorbestimmte Wert (C) wird nicht notwendigerweise anders als der vorbestimmte Wert (A) festgelegt, aber er kann gleich dem letzt genannten 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) bereit gestellt 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 Griffigkeitsfaktor 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 Griffigkeitsfaktor durchgeführt wird, wie dies in der 9 gezeigt ist. Bei einem Schritt 202 wird bestimmt, ob der Griffigkeitsfaktor der Wert zum Durchführen der Lenksteuerung ist. Falls nämlich der gegenwärtige Griffigkeitsfaktor ε(n) gleich oder größer als der vorbestimmte Wert (a) ist und daher die Längssteuerung 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 Längssteuerung 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 Griffigkeitsfaktor 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 Griffigkeitsfaktor ε(n) mit dem minimalen Wert ε min (der minimale Griffigkeitsfaktor bei den gespeicherten Griffigkeitsfaktoren) bei einem Schritt 205 verglichen. Wenn bestimmt wird, dass der gegenwärtige Griffigkeitsfaktor ε (n) gleich oder kleiner als der minimale Wert ε min ist, dann wird infolgedessen der gegenwärtige Griffigkeitsfaktor ε (n) als der minimale Wert ε min bei einem Schritt 206 gespeichert, und das Programm schreitet zu einem Schritt 207 weiter.
Wenn bei dem Schritt 205 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Griffigkeitsfaktor ε (n) größer ist als der minimale Wert ε min, 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 Griffigkeitsfaktors bestimmt wird. Falls nämlich bei dem Schritt 208 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Griffigkeitsfaktor ε (n) gleich oder größer als ein Zwischenwert [(ε min + a)/2] zwischen dem minimalen Wert ε min und dem vorbestimmten Wert (a) ist, wenn die Lenksteuerung begonnen hat und falls bei dem Schritt 209 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Griffigkeitsfaktor ε (n) größer ist als der Griffigkeitsfaktor ε (n-1), der bei dem vorherigen Zyklus (oder einige Zyklen vor dem gegenwärtigen Zyklus) erhalten wurde, dann wird bestimmt, dass der Griffigkeitsfaktor eine Tendenz aufweist, bei der er wiedererlangt wird, so dass das Programm zu der Hauptroutine zurückkehrt, die in der 6 gezeigt ist. Falls im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass der Griffigkeitsfaktor keine Tendenz hat, dass er wiedererlangt wird, 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 Griffigkeitsfaktors ε (n) festgelegt, wie dies in einer Abbildung der 9 gezeigt ist.
Falls die Lenksteuerung aktiv ist, wenn der Griffigkeitsfaktor kleiner wird als ein vorbestimmter Wert (c), dann wird die gewünschte Verzögerung so festgelegt, wie es durch die durchgezogene Linien angegeben ist. Falls im Gegensatz dazu die Lenksteuerung inaktiv ist, wenn der Griffigkeitsfaktor 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 an für die entsprechenden vorbestimmten Werte festgelegt werden. Folglich schreitet das Programm zu einem Schritt 211, bei dem die Bremskraft (Steuergröße) für jedes Rad bereit gestellt 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 Griffigkeitsfaktor 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 ECU 1 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 Griffigkeitsfaktor durchgeführt wird, wie dies in der 9 gezeigt ist. Falls bei dem Schritt 302 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Griffigkeitsfaktor 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 Griffigkeitsfaktor 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, so fern 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 Griffigkeitsfaktor 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 Schaltsteuervorrichtung 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 eine seitliche Spanne für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt. Das Gerät hat eine Lenksteuervorrichtung zum Steuern einer zu ändernden Beziehung zwischen einem Lenkwinkel und einem Reifenwinkel und eine Verzögerungssteuervorrichtung zum Steuern einer zu verringernden Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Parameter, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt, wird überwacht, und die Lenksteuervorrichtung und die Verzögerungssteuervorrichtung werden auf der Grundlage des überwachten Parameters gesteuert. Die Lenksteuervorrichtung wird so gesteuert, dass sie den Reifenwinkel relativ zu dem Lenkwinkel verringert, wenn sich der Parameter von einem Wert einer relativ großen seitlichen Spanne auf einen Wert einer relativ kleinen seitlichen Spanne verringert, der kleiner ist als ein erster Schwellwert, und die Verzögerungssteuervorrichtung wird so gesteuert, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuervorrichtung verringert, wenn sich der Parameter weiter auf einen Wert einer seitlichen Spanne 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 Parameters, der eine seitliche Spanne für einen Reifen auf einer Fahrbahn angibt, mit: einer Lenksteuereinrichtung zum Steuern einer Beziehung zwischen einem Lenkwinkel und einem Reifenwinkel, die zu ändern ist; einer Verzögerungssteuereinrichtung zum Steuern einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die zu verringern ist; einer Überwachungseinrichtung zum Überwachen des Parameters, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt; und einer Bewegungssteuereinrichtung zum Steuern der Lenksteuereinrichtung und der Verzögerungssteuereinrichtung auf der Grundlage des Parameters, der durch die Überwachungseinrichtung überwacht wird, wobei die Bewegungssteuereinrichtung die Lenksteuereinrichtung so steuert, dass sie den Reifenwinkel relativ zu dem Lenkwinkel verringert, wenn sich der Parameter von einem Wert einer relativ großen seitlichen Spanne auf einen Wert einer relativ kleinen seitlichen Spanne verringert hat, der kleiner ist als ein erster Schwellwert, und wobei die Bewegungssteuereinrichtung die Verzögerungssteuereinrichtung zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit zusätzlich zu der Lenksteuerung durch die Lenksteuereinrichtung steuert, wenn sich der Parameter weiter auf einen Wert einer seitlichen Spanne verringert hat, der kleiner ist als ein zweiter Schwellwert, der kleiner ist als der erste Schwellwert.
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 1, des weiteren mit einer Lenküberwachungseinrichtung zum Überwachen eines Betriebszustandes der Lenksteuereinrichtung, wobei die Bewegungssteuereinrichtung den zweiten Schwellwert auf eine größere Spanne abwandelt, wenn auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungseinrichtung überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuereinrichtung inaktiv ist.
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei die Bewegungssteuereinrichtung die Verzögerungssteuereinrichtung zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, falls der Parameter, der die seitliche Spanne für den Reifen angibt, keine Tendenz hat, dass er wiedererlangt wird, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, 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 einer seitlichen Spanne verringert hat, der kleiner ist als der zweite Schwellwert.
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 3, des weiteren mit einer Lenküberwachungseinrichtung zum Überwachen eines Betriebszustandes der Lenksteuereinrichtung, wobei die Bewegungssteuereinrichtung die Verzögerungssteuereinrichtung zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, falls auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungseinrichtung überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuereinrichtung inaktiv ist, wenn sich der Parameter von einem Wert einer seitlichen Spanne, der größer ist als ein dritter Schwellwert, welcher größer ist als der zweite Schwellwert, auf einen Wert einer seitlichen Spanne verringert hat, der kleiner ist als der dritte Schwellwert.
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 4, wobei der dritte Schwellwert so festgelegt ist, dass er gleich dem ersten Schwellwert ist.
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei die Bewegungssteuereinrichtung die Verzögerungssteuereinrichtung zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, falls 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 einer seitlichen Spanne verringert hat, der kleiner ist als der zweite Schwellwert.
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 6, des weiteren mit einer Lenküberwachungseinrichtung zum Überwachen eines Betriebszustandes der Lenksteuereinrichtung, wobei die Bewegungssteuereinrichtung die Verzögerungssteuereinrichtung zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, falls auf der Grundlage des durch die Lenküberwachungseinrichtung überwachten Ergebnisses bestimmt wird, dass die Lenksteuereinrichtung inaktiv ist, wenn sich der Parameter von einem Wert einer seitlichen Spanne, der größer ist als ein vierter Schwellwert, welcher größer ist als der zweite Schwellwert, auf einen Wert einer seitlichen Spanne verringert hat, der kleiner ist als der vierte Schwellwert.
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 7, wobei der dritte Schwellwert so festgelegt ist, dass er gleich dem ersten Schwellwert ist.
Fahrzeugbewegungssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei die Verzögerungssteuereinrichtung 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.