DE10109580A1 - Fahrzeug-Fahrlagensteuereinrichtung - Google Patents

Fahrzeug-Fahrlagensteuereinrichtung

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Abstract

Bei einer Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung ändert sich der Lenkwinkel in Abhängigkeit von der Bewegung einer Lenkbetätigungseinrichtung, welche durch Betätigen eines Betätigungsteils angetrieben wird. Ein Giermoment, welches das Fahrzeug stabilisiert, wird über die Differenz zwischen der auf die innenliegenden Räder wirkenden Bremskraft und jener, welche auf die außenliegenden Räder wirkt, erzeugt. Die Summe aus einem Lenkwinkelsollwert, welcher der Bremskraftdifferenz entspricht, und einem Soll-Verhaltensindexwert, welcher der Betriebsgröße des Betätigungsteils entspricht, und aus einem Lenkwinkelkorrekturwert, welcher der Differenz zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert und dem ermittelten Verhaltensindexwert entspricht, wird als Soll-Lenkwinkel angenommen. Die Lenkbetätigungseinrichtung wird derart gesteuert, daß der Lenkwinkel auf den Soll-Lenkwinkel abgestimmt ist. Wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, wird die Bremskraft auf die innenliegenden Räder vergrößert, und wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, wird die Bremskraft auf die außenliegenden Räder vergrößert. Die Lenkbetätigungseinrichtung wird derart gesteuert, daß der Verhaltensindexwert, welcher der Änderung des Fahrzeugverhaltens entspricht, die auftritt, basierend auf einer Veränderung des Lenkwinkels auf den Soll-Verhaltensindexwert abgestimmt wird, welcher die Betätigungsgröße des Betätigungsteils wiedergibt. Wenn sich das Fahrzeug in einem ...

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung, welche die Fahrzeugbewegung stabilisieren kann.
Wenn sich ein Fahrzeug in einem untersteuerten oder übersteuerten Zustand befindet, wird die Fahrlage des Fahrzeugs durch die Steuerung der Bremskraft oder der Antriebskraft gesteuert, welche auf das Fahrzeug einwirkt. In anderen Worten bedeutet dies, daß dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Unter­ steuerungszustand befindet, die Bremskraft, welche auf die in einer Kurve innenliegenden Räder wirkt, derart gewählt wird, daß sie nicht größer als die Bremskraft ist, welche auf die in der Kurve außenliegenden Räder wirkt, oder daß die Antriebskraft, welche auf die in der Kurve außenliegenden Räder wirkt, größer gemacht wird als die Antriebskraft, welche auf die in der Kurve innenlie­ genden Räder wirkt. Wenn sich ein Fahrzeug in einem übersteuerten Zustand befindet, werden die Bremskräfte, welche auf die in der Kurve außenliegenden Räder einwirken, derart gewählt, daß sie die Bremskräfte übersteigen, welche auf die in der Kurve innenliegenden Räder einwirken, oder daß die Antriebs­ kraft, welche auf die in der Kurve innenliegenden Räder einwirkt, größer gemacht wird als die Antriebskraft, welche auf die in der Kurve außenliegen­ den Räder einwirkt. Auf diese Weise wird ein Drehmoment erzeugt, welches die Bewegung des Fahrzeugs stabilisiert.
Bei einem Fahrzeug, bei dem sich der Lenkwinkel nach Maßgabe der Bewe­ gung einer Lenkbetätigungseinrichtung ändert, welche auf die Betätigung eines Lenkrads anspricht, wird ein Soll-Lenkwinkel bestimmt, welcher der Betäti­ gungsgröße des Lenkrads entspricht, und dieser Lenkwinkel wird einem Steuervorgang derart unterworfen, daß der tatsächliche Lenkwinkel zu dem Soll-Winkel paßt.
Üblicherweise erfolgten die Bremskraftsteuerung und die Lenkwinkelsteuerung unabhängig voneinander. Wenn sich daher die Bewegung des Fahrzeugs infolge der Einwirkung der Bremskraftsteuerung verändert, war es erforderlich, für den Lenkwinkel eine Regelungsbearbeitung vorzusehen, so daß der Ver­ haltensindexwert, welcher der Änderung der Bewegung des Fahrzeugs ent­ spricht, bei der es sich beispielsweise um den Gierwinkel handeln kann, mit einem Soll-Verhaltensindexwert zusammenpaßt, welcher der Betätigungsgröße des Lenkrads entspricht, wobei es sich beispielsweise um den Soll-Gierwinkel handeln kann.
Es tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß die Stabilität des Fahrzeugverhaltens infolge der Zeitverzögerung zwischen der Änderung des Fahrzeugverhaltens infolge der Einwirkung der Bremssteuerung und der Regelung des Verhaltens­ indexwertes entsprechend der Änderung des Fahrzeugverhaltens im Anspre­ chen auf die Lenksteuerung herabgesetzt wird.
Ferner tritt auch eine Schwierigkeit dahingehend auf, daß das Giermoment, welches die Bewegung des Fahrzeugs stabilisiert, kleiner wird, wenn der lineare Bereich, in welchem der Radquerschlupfwinkel proportional zu der Kurvenkraft ist, infolge eines zu großen Anstiegs des Lenkwinkels nicht mehr aufrecht erhalten werden kann, um den Untersteuerungszustand zu eliminie­ ren, oder in dem Fall, wenn die auf die innenliegenden Räder wirkende Brems­ kraft sehr groß wird.
Wenn sich ein Fahrzeug in üblicher Weise in einem Untersteuerungszustand befindet, wird nur die Bremskraft größer gemacht, welche auf die innenlie­ genden Hinterräder wirkt, und die Bremskraft, welche auf die innenliegenden Vorderräder wirkt, wird nicht vergrößert. Wenn ferner ein Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, wird nur die Bremskraft, welche auf das außenliegende Vorderrad wirkt, größer gemacht, und die Bremskraft, welche auf das außenliegende Hinterrad wirkt, wird nicht vergrößert. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß eine Vergrößerung der Bremskraft auf das innenliegende Vorderrad zu einem Untersteuerungszustand oder auf ein außenliegendes Hinterrad zu einem Übersteuerungszustand nach den all­ gemeinen Vorstellungen einen negativen Einfluß auf die Stabilität des Fahr­ zeugverhaltens hat. Wenn in anderen Worten die Bremskraft auf das innenlie­ gende Vorderrad größer wird, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteue­ rungszustand befindet, oder die Bremskraft auf das außenliegende Hinterrad größer wird, wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befin­ det, wird davon ausgegangen, daß das Giermoment, welches das Fahrzeug­ verhalten stabilisiert, kleiner wird. Jedoch kann die übliche Bremskraftsteue­ rung nicht in ausreichendem Maße das Fahrzeugverhalten stabilisieren, und es ist eine weitere Stabilisierung der Fahrzeugbewegung erwünscht.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Fahrzeug-Fahrlagensteuerungvorrichtung bereitzustellen, bei welcher die vorstehend genannten Schwierigkeiten über­ wunden sind.
Gemäß einem ersten Aspekt nach der Erfindung wird eine Fahrzeug-Fahr­ lagensteuervorrichtung bereitgestellt, welche individuell die Bremskraft steuern kann, die auf die rechten und linken Räder einwirkt, so daß dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, die Bremskraft, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, größer als die Bremskraft ist, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, und daß dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, die Bremskraft, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, größer als die Bremskraft ist, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, wobei die Vorrichtung ein Betätigungsteil, ein Lenkbetätigungsteil, welches nach Maßgabe der Betäti­ gung des Betätigungsteils betrieben wird, eine Einrichtung zum Übertragen der Bewegung der Lenkbetätigungseinrichtung auf die Räder derart umfaßt, daß der Lenkwinkel sich in Abhängigkeit von dieser Bewegung ändert, ferner eine Einrichtung umfaßt, welche einen Verhaltensindexwert ermittelt, der der Ände­ rung der Fahrzeugbewegung, basierend auf der Änderung des Lenkwinkels, zugeordnet ist, eine Einrichtung, welche eine Betätigungsgröße des Betäti­ gungsteils ermittelt, eine Einrichtung, welche einen Soll-Verhaltensindexwert ermittelt, welcher der gewünschten Betätigungsgröße des Betätigungsele­ ments, basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Betätigungsgröße und dem Soll-Verhaltensindexwert zugeordnet ist, eine Einrichtung zum Ermitteln der Bremskraft, welche auf jedes Rad einwirkt, eine Einrichtung zum Ermitteln einer Bremskraftdifferenz zwischen der Bremskraft, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, und der Bremskraft, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Lenkwinkelsollwerts, welcher dem gewünschten Soll-Verhaltensindexwert und der Bremskraftdifferenz zugeordnet ist, die auf den gespeicherten Zusammen­ hang zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert, der Bremskraftdifferenz und dem Lenkwinkelsollwert entspricht, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Lenkwinkelkorrekturwerts, welcher der Differenz zwischen dem gewünschten Verhaltensindexwert und dem Soll-Verhaltensindexwert, basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen dieser Differenz und dem Lenkwinkel­ korrekturwert entspricht, und eine Einrichtung umfaßt, welche die Lenkbetäti­ gungseinrichtung derart steuert, daß der Lenkwinkel zu dem Soll-Lenkwinkel paßt, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert und dem Lenkwinkel­ korrekturwert ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt nach der Erfindung wird eine Fahrzeug-Fahr­ lagensteuervorrichtung bereitgestellt, welche individuell die Antriebskraft steuern kann, welche auf die rechten und linken Räder einwirkt, und zwar derart, daß, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befin­ det, die Antriebsenergie, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, größer als die Antriebsenergie ist, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, und daß dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, die Antriebsenergie, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, größer als die Antriebsenergie ist, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt: Ein Betätigungsteil, eine Lenkbetätigungs­ einrichtung, welche nach Maßgabe der Bewegung des Betätigungsteils ange­ trieben wird, eine Einrichtung zum Übertragen der Bewegung der Lenkbetäti­ gungseinrichtung auf die Räder derart, daß der Lenkwinkel sich in Abhängig­ keit von dieser Bewegung ändert, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Verhal­ tensindexwertes nach Maßgabe der Änderung der Bewegung des Fahrzeugs, welche basierend auf der Änderung des Lenkwinkels auftritt, eine Einrichtung zum Ermitteln der Betätigungsgröße des Betätigungsteils, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Soll-Verhaltensindexwertes nach Maßgabe der ermittelten Betätigungsgröße des Betätigungsteils, basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Betätigungsgröße und dem Soll-Verhaltens­ indexwert, eine Einrichtung zum Ermitteln der Antriebsleistung, welche auf das jeweilige Rad einwirkt, eine Einrichtung zum Ermitteln einer Antriebsleistungs­ differenz zwischen der Antriebsleistung, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, und der Antriebsleistung, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Lenkwinkelsollwerts nach Maß­ gabe des gewünschten Soll-Verhaltensindexwertes und der Antriebsleistungs­ differenz, basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert, der der Antriebsleistungsdifferenz und dem Lenkwin­ kelsollwert entspricht, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Lenkwinkelkorrek­ turwertes nach Maßgabe der Differenz zwischen dem gewünschten Verhal­ tensindexwertes und dem Soll-Verhaltensindexwert, basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen dieser Differenz und dem Lenkwin­ kelkorrekturwert, und eine Einrichtung zur Steuerung der Lenkbetätigungs­ einrichtung derart, daß der Lenkwinkel zu einem Soll-Lenkwinkel paßt, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert und dem Lenkwinkelkorrekturwert darstellt.
Bei der ersten bevorzugten Auslegungsform nach der Erfindung wird dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, das Fahrzeuggiermoment, welches auf die Kurveninnenseite wirkt, dadurch ver­ größert, daß die Bremskraft vergrößert wird, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, so daß diese die Bremskraft übersteigt, welche auf die außen­ liegenden Räder einwirkt. Wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungs­ zustand befindet, wird das Fahrzeuggiermoment, welches in Richtung der Kurvenaußenseite wirkt, dadurch vergrößert, daß die Bremskraft vergrößert wird, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, so daß die Bremskraft jene Bremskraft übersteigt, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt.
Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, das Fahrzeuggiermoment, welches in Richtung der Kurveninnenseite wirkt, dadurch vergrößert, daß die Antriebsleistung, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, derart vergrößert wird, daß diese größer als die Antriebsleistung ist, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt. Wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, wird das Fahrzeuggiermoment, wel­ ches in Richtung der Kurvenaußenseite wirkt, dadurch vergrößert, daß die Antriebsleistung vergrößert wird, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, so daß diese größer als die Antriebsleistung ist, welche auf die außenliegen­ den Räder einwirkt.
Gemäß einem ersten Aspekt nach der Erfindung wird die Lenkbetätigungs­ einrichtung derart gesteuert, daß der Lenkwinkel zu dem Soll-Lenkwinkel paßt, welcher die Summe des Lenkwinkelsollwerts und des Lenkwinkelkorrekturwerts darstellt. Der Lenkwinkelsollwert entspricht dem Soll-Verhaltensindexwert, vorgegeben nach Maßgabe der Betätigungsgröße des Betätigungsteils und der Bremskraftdifferenz zwischen den rechten und den linken Rädern. Der Lenk­ winkelkorrekturwert entspricht der Differenz zwischen dem Soll-Verhaltens­ indexwert und dem gewünschten Verhaltensindexwert. Gemäß einem zweiten Aspekt nach der Erfindung wird die Lenkbetätigungseinrichtung derart gesteu­ ert, daß der Lenkwinkel zu dem Soll-Lenkwinkel paßt, welcher der Summe aus dem Lenkwinkelsollwert und dem Lenkwinkelkorrekturwert entspricht. Der Lenkwinkelsollwert entspricht dem Soll-Verhaltensindexwert, welcher die Betätigungsgröße des Betätigungsteils wiedergibt, und der Antriebsleistungs­ differenz zwischen den rechten und den linken Rädern. Der Lenkwinkelkorrek­ turwert entspricht der Differenz zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert und dem gewünschten Verhaltensindexwert. Da der Lenkwinkelsollwert der Vor­ wärtsregelungskomponente des Soll-Lenkwinkels entspricht, und der Lenkwin­ kelkorrekturwert der Regelungskomponente des Soll-Lenkwinkels entspricht, lassen sich eine Vorwärtsregelung und eine Rückwärts- bzw. Rückkopplungs­ regelung verwirklichen.
Da bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung der Lenkwinkelsollwert nach Maßgabe der Betätigungsgröße des Betätigungsteils und der Bremskraftdifferenz zwischen den rechten und den linken Rädern bestimmt wird, wenn die Fahrzeugbewegung durch die Bremskraftsteuerung stabilisiert wird, läßt sich der Lenkwinkel nach Maßgabe einer Vorwärtsrege­ lung entsprechend der Bremskraftdifferenz steuern. Da bei der zweiten bevor­ zugten Ausführungsform der Lenkwinkelsollwert nach Maßgabe der Betäti­ gungsgröße des Betätigungsteils und der Antriebsleistungsdifferenz zwischen den rechten und den linken Rädern bestimmt wird, wenn die Fahrzeugbewe­ gung durch die Antriebsleistungssteuerung stabilisiert wird, läßt sich der Lenkwinkel durch eine Vorwärtsregelung nach Maßgabe der Antriebsleistungs­ differenz steuern. Somit lassen sich bei beiden Auslegungsformen nach der Erfindung das Ansprechverhalten der Steuerung und die Stabilisierung der Fahrzeugbewegung effektiver als bei dem Fall gestalten, bei dem der Lenkwin­ kel nur durch die Rückkoppelungsregelung nach Maßgabe des Verhaltens­ indexwertes gesteuert wird, welche man basierend auf der Steuerung der Bremskraft oder der Antriebsleistung erhält.
Bei beiden Auslegungsformen nach der Erfindung wird bei dem Fall, bei dem das Fahrzeugverhalten durch die Steuerung der Bremskraft oder der Antriebs­ leistung stabilisiert wird, welche auf die rechten und die linken Räder ein­ wirken, wenn das Fahrzeugs sich in einem Untersteuerungszustand oder einem Übersteuerungszustand befindet, die Fahrzeugbewegung durch eine Vorwärtsregelung des Lenkwinkels nicht nur nach Maßgabe der Betätigungs­ größe des Betätigungsteils, sondern auch nach Maßgabe der Differenz der Bremskraft zwischen den außenliegenden Rädern und den innenliegenden Rädern oder der Differenz hinsichtlich der Antriebsleistung zwischen den außenliegenden Rädern und den innenliegenden Rädern gesteuert.
Gemäß einem dritten Aspekt nach der Erfindung wird eine Fahrzeug-Fahr­ lagensteuervorrichtung bereitgestellt, bei der die Bremskraft, welche auf die rechten und die linken Räder wirkt, individuell derart gesteuert werden kann, daß dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, die Bremskraft, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, größer als die Bremskraft ist, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, während dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, die Brems­ kraft, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, größer als die Bremskraft ist, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt.
Die dritte bevorzugte Auslegungsform nach der Erfindung umfaßt folgendes: Ein Betätigungsteil, eine Lenkbetätigungseinrichtung, welche nach Maßgabe der Betätigung des Betätigungsteils betrieben wird, eine Einrichtung zum Übertragen der Bewegung der Lenkbetätigungseinrichtung auf die Räder derart, daß sich der Lenkwinkel in Abhängigkeit von dieser Bewegung ändert, eine Einrichtung zur Ermittlung eines Verhaltensindexwertes, welcher der Änderung der Bewegung des Fahrzeugs zugeordnet ist, die basierend auf der Änderung des Lenkwinkels auftritt, eine Einrichtung zum Ermitteln der Betäti­ gungsgröße des Betätigungsteils, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Soll- Verhaltensindexwertes, welcher der gewünschten Betätigungsgröße des Betätigungsteils basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Betätigungsgröße und dem Soll-Verhaltensindexwert entspricht, eine Einrichtung zum Steuern der Lenkbetätigungseinrichtung derart, daß der Verhaltensindexwert zu dem gewünschten Soll-Verhaltensindexwert paßt, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Radquerschlupfwinkels, eine Einrichtung zum Ermitteln einer Bremskraft, welche auf das innenliegende Rad wirkt, welche das Fahrzeuggiermoment in Richtung zu der Kurveninnenseite maximiert, wenn ermittelt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, und zwar basierend auf einer gespeicherten Gleichung, und eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die Größe des gewünschten Radquerschlupf­ winkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Maximalwert ist oder nicht, wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, wobei dann, wenn der gewünschte Radquerschlupfwinkel gleich oder größer als der vorbestimmte Maximalwert ist, die Bremskraftsteuerung derart durchgeführt wird, daß die gewünschte Bremskraft zur Einwirkung gebracht wird, und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung sicherstellt, daß der Verhaltensindexwert zu dem Soll-Verhaltensindexwert unter Minimierung paßt, und daß dann, wenn der gewünschte Radquerschlupfwinkel kleiner als der vorbestimmte Maximalwert ist, und wenn sich der gewünschte Radquerschlupf­ winkel verkleinert, die Größe der Bremskraftsteuerung reduziert wird, und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung sicherstellt, daß der Verhaltens­ indexwert zu dem Soll-Verhaltensindexwert paßt und größer wird.
Wenn bei dieser Auslegung die Lenkbetätigungseinrichtung gesteuert wird, so daß die Differenz zwischen dem Fahrzeug-Soll-Verhaltensindexwert unter Zuordnung zu der Betätigungsgröße des Betätigungsteils und des detektierten Verhaltensindexwertes herabgesetzt wird, läßt sich das Auftreten des Unter­ steuerungszustandes oder des Übersteuerungszustandes infolge der Ver­ änderung des Lenkwinkels aufgrund der Bewegung der Lenkbetätigungsein­ richtung durch Einwirken der Bremskraft verhindern. In anderen Worten bedeu­ tet dies, daß das Fahrverhalten des Fahrzeugs durch die integrierte Steuerung von Lenkwinkel und Bremskraft stabilisiert werden kann.
Wenn ferner in einem Zustand die Größe des Radquerschlupfwinkels gleich oder größer als der vorbestimmte Maximalwert ist, wenn sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungszustand befindet, wird die Bremskraft zur Einwirkung auf die innenliegenden Räder gebracht, um das Fahrzeuggiermoment zu maximieren, welches in Richtung auf die Kurveninnenseite wirkt, und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung wird derart gewählt, daß sicherge­ stellt wird, daß der Verhaltensindexwert zu dem Soll-Verhaltensindexwert unter Minimierung paßt. Wenn die Größe des Radquerschlupfwinkefs kleine als der vorbestimmte Maximalwert ist, und das Fahrzeug sich in einem Untersteue­ rungszustand befindet, wird die Größe der Bremskraft bei einem Verkleinern der Größe des Radquerschlupfwinkels herabgesetzt und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung stellt sicher, daß der Verhaltensindexwert zu dem Soll-Verhaltensindexwert durch eine entsprechende Vergrößerung paßt. Wenn in diesem Fall das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, lassen sich ein zu großer Anstieg des Lenkwinkels und eine zu starke Ein­ wirkung der Bremskraft auf die innenliegenden Räder verhindern, so daß eine Herabsetzung des Giermoments verhindert wird, welches zur Stabilisierung des Fahrzeugs dient. Zusätzlich läßt sich die Größe der Bremskraft, welche das Fahrzeugverhalten stabilisiert, größer machen, wenn das Fahrzeugverhal­ ten instabil wird und der Querschlupfwinkel größer wird, ohne daß man eine kompliziert ausgelegte Steuerung benötigt.
Gemäß einem vierten Aspekt nach der Erfindung wird eine Fahrzeug-Fahr­ lagensteuervorrichtung bereitgestellt, welche eine individuelle Steuerung der Bremskraft gestattet, welche auf die jeweiligen vier Räder einwirkt, so daß die Bremskraft, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, größer als die Bremskraft ist, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, wenn sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungszustand befindet. Die Bremskraft, welche auf die außenliegenden Räder einwirkt, ist größer als die Bremskraft, welche auf die innenliegenden Räder einwirkt, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet. Eine solche Fahrzeug-Fahrlagensteuervor­ richtung zeichnet sich ferner dadurch aus, daß die Steuerung durchgeführt wird, daß die Bremskraft, welche auf die vorderen und hinteren, innenliegen­ den Räder einwirkt, größer wird, wenn das Fahrzeug sich in einem Unter­ steuerungszustand befindet, und daß die Bremskraft, welche auf die vorderen und hinteren außenliegenden Räder einwirkt, größer wird, wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet.
Die vierte Auslegung nach der Erfindung macht von der Erkenntnis Gebrauch, daß das Fahrzeuggiermoment, welches in Richtung auf die Kurveninnenseite wirkt, vergrößert werden kann, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteue­ rungszustand befindet, und zwar dadurch, daß die Bremskraft auf das vordere innenliegende Rad vergrößert wird, und daß sich das Fahrzeuggiermoment, welches in Richtung der Kurvenaußenseite wirkt, vergrößert werden kann, wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, und zwar dadurch, daß die Bremskraft auf das hintere außenliegende Rad größer gemacht wird. Auf diese Weise läßt sich das Giermoment, welches zur Stabili­ sierung des Fahrzeugs dient, über den Wert hinaus vergrößern, den man typischerweise beim Stand der Technik erhält.
Eine vierte Auslegungsform nach der Erfindung umfaßt folgendes: Ein Betäti­ gungsteil, eine Lenkbetätigungseinrichtung, welche nach Maßgabe der Betäti­ gung des Betätigungsteils angetrieben wird, eine Einrichtung zum Übertragen der Bewegung der Lenkbetätigungseinrichtung auf die Räder, so daß sich der Lenkwinkel in Abhängigkeit von der Bewegung der Betätigungseinrichtung ändert, eine Einrichtung zur Ermittlung eines Verhaltensindexwertes nach Maßgabe der Änderung der Bewegung des Fahrzeugs, welche basierend auf der Änderung des Lenkwinkels auftritt, eine Einrichtung zur Ermittlung einer Betätigungsgröße für das Betätigungsteil, eine Einrichtung zur Ermittlung eines Soll-Verhaltensindexwertes, welcher der gewünschten Betätigungsgröße des Betätigungsteils basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Betätigungsgröße und dem Soll-Verhaltensindexwert entspricht, eine Einrichtung zum Steuern der Lenkbetätigungseinrichtung, so daß der Verhal­ tensindexwert zu dem gewünschten Soll-Verhaltensindexwert paßt, eine Einrichtung zum Bestimmen, ob das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungs­ zustand oder in einem Übersteuerungszustand befindet, basierend auf wenig­ stens dem gewünschten Verhaltensindexwert und dem Soll-Verhaltensindex­ wert, eine Einrichtung zum Bestimmen basierend auf einer gespeicherten Gleichung, daß die Bremskraft, welche auf die vorderen und hinteren, innenlie­ genden Räder wirkt, zur Maximierung des Fahrzeuggiermoments wirkend in Richtung der Kurveninnenseite gewählt wird, wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, und eine Einrichtung zum Ermitteln der Bremskraft, welche auf die vorderen und hinteren, außen­ liegenden Räder wirkt, welche zur Maximierung des Fahrzeuggiermoments beiträgt, welches in Richtung der Kurvenaußenseite wirkt, wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, wobei diese Maximierung basierend auf einer gespeicherten Gleichung erfolgt.
Wenn bei dieser Auslegungsform die Lenkbetätigungseinrichtung derart ge­ steuert wird, daß die Differenz zwischen dem Fahrzeug-Fahrlagenverhaltens­ indexwert nach Maßgabe der Betätigungsgröße des Betätigungsteils und des detektierten Verhaltensindexwertes herabgesetzt wird, sich das Auftreten des Untersteuerungszustandes oder des Übersteuerungszustandes infolge der Veränderung des Lenkwinkels aufgrund der Bewegung der Lenkbetätigungs­ einrichtung dadurch verhindern läßt, daß die Bremskraft zur Einwirkung ge­ bracht wird. In anderen Worten bedeutet dies, daß sich das Fahrzeugverhalten durch die integrierte Steuerung von Lenkwinkel und Bremskraft stabilisieren läßt.
Bei der vierten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist die Auslegung in bevorzugter Weise derart getroffen, daß die Fahrzeug-Fahrlagen­ steuerung ferner eine Einrichtung zur Ermittlung des Fahrzeugkarosserie- Querschlupfwinkels in zeitlicher Abfolge umfaßt, wobei folgendes gilt: Wenn der gewünschte Verhaltensindexwert kleine als der Soll-Verhaltensindexwert ist, und der gewünschte Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel sich derart ändert, daß der Verhaltensindexwert sich dem Soll-Verhaltensindexwert annä­ hert, bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet; wenn der gewünschte Verhaltensindexwert kleiner als der Soll-Ver­ haltensindexwert ist und der gewünschte Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwin­ kel sich derart ändert, daß sich der Verhaltensindexwert von dem Soll-Verhal­ tensindexwert entfernt, bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Über­ steuerungszustand befindet; und wenn der gewünschte Verhaltensindexwert größer als der Soll-Verhaltensindexwert ist, bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet.
Wenn die Richtung der Betätigung des Betätigungsteils durch den Fahrer die gleiche wie die Kurvenfahrtrichtung des Fahrzeugs ist, und wenn man an­ nimmt, daß der Verhaltensindexwert kleiner als der Soll-Verhaltensindexwert ist, so befindet sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungszustand, während dann, wenn der gewünschte Verhaltensindexwert größer als der Soll-Verhal­ tensindexwert ist, sich das Fahrzeug in einem Übersteuerungszustand befin­ det.
Wenn jedoch das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet und wenn das Betätigungsteil in Gegenrichtung zu der Richtung betätigt wird, in der das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, um den Übersteuerungszustand zu eliminieren, d. h., wenn eine sogenannte "Gegenlenkung" erfolgt, tritt eine Situation auf, bei der der gewünschte Verhaltensindexwert kleiner als der Soll- Verhaltensindexwert nach Maßgabe der Betätigungsgröße des Betätigungsteils selbst dann ist, wenn der Übersteuerungszustand in der Tat nicht eliminiert ist. Wenn die Bremskraft einwirkt, um den Untersteuerungszustand in diesen Verhältnissen zu eliminieren, kommt die Lenkwinkelsteuerung, welche zur Eliminierung des Übersteuerungszustands durchgeführt wird, in Konflikt mit der Bremskraftsteuerung, welche zur Eliminierung des Untersteuerungszustands durchgeführt wird.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Auslegungsform der gewünschte Verhaltensindexwert kleiner als der Soll-Verhaltensindexwert ist, wird be­ stimmt, ob sich der Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel derart ändert, daß der Verhaltensindexwert sich dem Soll-Verhaltensindexwert annähert, oder ob er sich so verändert, daß der Verhaltensindexwert sich von dem Soll-Verhal­ tensindexwert weg bewegt. Wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteue­ rungszustand befindet, und wenn der gewünschte Verhaltensindexwert kleiner als der Verhaltensindexwert nach Maßgabe der Betätigungsgröße des Betäti­ gungsteils infolge des Gegenlenkvorganges ist, ändert sich der Fahrzeug­ karosserie-Querschlupfwinkel derart, daß sich der Verhaltensindexwert von dem Soll-Verhaltensindexwert weg bewegt, und daher kann bestimmt werden, daß das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet. In einem Zustand, bei dem eine Gegenlenkung durchgeführt wird, um den Übersteue­ rungszustand zu eliminieren, kann auch eine Bremskraft zur Einwirkung gebracht werden, um den Übersteuerungszustand zu eliminieren. Auf diese Weise läßt sich der vorstehend genannten Konflikt zwischen der Lenkwinkel­ steuerung und der Bremskraftsteuerung vermeiden, und das Fahrverhalten des Fahrzeugs läßt sich stabilisieren.
Bei der dritten bevorzugten Auslegungsform nach der Erfindung ist die Aus­ legung vorzugsweise derart getroffen, daß die Fahrzeug-Fahrlagensteuervor­ richtung ferner folgendes umfaßt: Eine Einrichtung zum Ermitteln eines Rad­ querschlupfwinkels, eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die Größe des gewünschten Radquerschlupfwinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Maximalwert ist oder nicht, wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, wobei folgendes gilt: Wenn der gewünschte Radquerschlupfwinkel gleich oder größer als der vorbestimmte Maximalwert ist, eine Bremskraftsteuerung durchgeführt wird, so daß die gewünschte Bremskraft zur Einwirkung kommt, und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung derart wirkt, daß sichergestellt wird, daß der Verhaltensindexwert zu dem Soll-Verhaltensindexwert unter Minimierung paßt, wenn der gewünschte Radquerschlupfwinkel kleiner als der vorbestimmte Maximalwert ist, und der gewünschte Radquerschlupfwinkel kleiner wird, wird die Größe der Bremskraftsteuerung herabgesetzt, und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung stellt sicher, daß der Verhaltensindexwert zu dem Soll-Verhaltensindexwert paßt.
Wenn hierbei die Größe des Radquerschlupfwinkels gleich oder größer als der vorbestimmte Maximalwert im Untersteuerungszustand ist, wird die Bremskraft, die das Fahrzeuggiermoment wirkend in Richtung der Kurveninnenseite auf die innenliegenden Räder maximiert, und die Steuergröße der Lenkbetätigungsein­ richtung zur Sicherstellung, daß der Verhaltensindexwert zu dem Soll-Verhal­ tensindexwert paßt, möglichst klein gemacht. Wenn ferner die Größe des Radquerschlupfwinkel kleiner als der vorbestimmte Maximalwert im Unter­ steuerungszustand ist, da die Größe des Radquerschlupfwinkel kleiner wird, wird die Größe der Steuerung der Bremskraft herabgesetzt und auch die Größe der Steuerung der Lenkbetätigungseinrichtung, um sicherzustellen, daß der Verhaltensindexwert zu dem Soll-Verhaltensindexwert paßt und größer wird. Wenn in diesem Fall das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszu­ stand befindet, lassen sich eine übermäßige Vergrößerung des Lenkwinkels und eine übermäßige Vergrößerung der angelegten Bremskraft auf die innen­ liegenden Räder verhindern, wodurch sich eine Herabsetzung des Giermo­ ments verhindern läßt, welches das Fahrverhalten des Fahrzeugs stabilisiert. Zusätzlich läßt sich die Größe der Bremskraft zur Stabilisierung des Fahrzeug­ verhaltens vergrößern, wenn das Fahrzeugverhalten instabiler wird und der Radquerschlupfwinkel größer wird, ohne daß man eine komplizierte Steuerung benötigt.
Bei den dritten und vierten bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfin­ dung umfaßt die Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung vorzugsweise folgen­ des: Eine Einrichtung zum Bestimmen, ob wenigstens ein Wert entsprechend der Größe des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels und des Wertes unter Zuordnung der Größe der Änderungsrate des Fahrzeugkarosserie-Quer­ schlupfwinkels größer als eine vorbestimmte positive Zahl wird, wobei folgen­ des gilt: Wenn weder der Wert entsprechend der Größe des Fahrzeugkarosse­ rie-Querschlupfwinkels noch der Wert entsprechend der Größe der Änderungs­ rate der Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels größer als der vorbestimmte positive Zahlenwert sind, die Steuergröße der Bremskraft und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung in Verbindung mit dem Radquerschlupfwinkel auf einen festen Wert unabhängig von der Größe des gewünschten Radquer­ schlupfwinkels gesetzt wird.
Da hierbei weder der Lenkwinkel noch die Bremskraft mehr als notwendig Schwankungen unterworfen ist, um sicherzustellen, daß der Verhaltensindex­ wert zu dem Soll-Verhaltensindexwert paßt, läßt sich eine Verschlechterung des Lenkgefühls vermeiden.
Bei den dritten und vierten bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfin­ dung wird vorzugsweise der vorbestimmte maximale Wert für den Radquer­ schlupfwinkel, welcher den maximalen Wert nicht überschreitet, welcher in einem linearen Bereich liegt, die betreffende Kraft proportional zu dem Rad­ querschlupfwinkel aufrecht erhalten.
Wenn in diesem Fall sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungszustand befindet, läßt sich der lineare Bereich, in welchem der Radquerschlupfwinkel proportional zu der betreffenden Kraft ist, dadurch aufrecht erhalten, daß eine übermäßige Vergrößerung des Lenkwinkels verhindert wird, und somit sich auf zuverlässige Weise eine instabile Fahrzeugbewegung verhindern läßt.
Bei den dritten und vierten bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfin­ dung lautet die gespeicherte Gleichung vorzugsweise wie folgt:
Fx = a.µ.W/(r2 + a2)1/2
wobei Fx die Bremskraft darstellt, W die Reifenbelastung an jedem Rad dar­ stellt, µ den Reibungskoeffizienten zwischen der Fahrbahnoberfläche und dem jeweiligen Radreifen darstellt, r aus dem Zusammenhang r = F0/(µ.W) ermittelt wird, bei dem Fo die nichtbremsende Kurvenfahrtkraft darstellt, a aus dem Zusammenhang d/2 = a.Lf ermittelt wird, wenn die Bremskraft auf das Vorderrad ermittelt wird, wobei Lf den Abstand zwischen den Vorderrädern und dem Fahrzeugschwerpunkt darstellt, und d die Vorderradlauffläche darstellt, und a aus dem Zusammenhang d/2 = a.Lr ermittelt wird, wenn die Brems­ kraft auf die Hinterräder ermittelt wird, wobei Lr den Abstand zwischen den Hinterrädern und dem Fahrzeugschwerpunkt darstellt, und d die Vorderradlauf­ fläche darstellt.
Auf diese Weise läßt sich eine geeignete Bremskraft aufbringen, welche das Fahrzeugverhalten stabilisiert.
Bei den dritten und vierten bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfin­ dung umfaßt die Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung vorzugsweise folgen­ des: Eine Einrichtung zum Ermitteln der Bremskraft, welche auf jedes Rad wirkt, eine Einrichtung zum Ermitteln der Differenz zwischen der Bremskraft, welche auf die innenliegenden Räder wirkt, und der Bremskraft, welche auf die außenliegenden Räder wirkt, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Lenkwinkel­ sollwerts nach Maßgabe des gewünschten Soll-Verhaltensindexwertes und einer Bremskraftdifferenz basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert, der Bremskraftdifferenz und dem Lenkwinkelsollwert, und eine Einrichtung zum Ermitteln eines Lenkwinkelkor­ rekturwerts nach Maßgabe der Differenz zwischen dem Soll-Verhaltensindex­ wert und dem gewünschten Verhaltensindexwert, basierend auf einem gespei­ cherten Zusammenhang zwischen dieser Differenz und dem Lenkwinkelkorrek­ turwert, wobei der Verhaltensindexwert zu dem Soll-Verhaltensindexwert dadurch zum Abgleichen gebracht wird, daß die Lenkbetätigungseinrichtung derart gesteuert wird, daß der Lenkwinkel auf einen Soll-Lenkwinkel abge­ stimmt wird, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert und dem Lenk­ winkelkorrekturwert darstellt.
Hierbei wird die Lenkbetätigungseinrichtung derart gesteuert, daß der Lenk­ winkel zur Abstimmung auf den Soll-Lenkwinkel gebracht wird, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert der Lenkwinkelsteuerung darstellt.
Auf diese Weise wird die Lenkbetätigungseinrichtung derart gesteuert, daß der Lenkwinkel auf den Soll-Verhaltensindexwert abgestimmt ist, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert und dem Lenkwinkelkorrekturwert dar­ stellt. Der Lenkwinkelsollwert entspricht dem Soll-Verhaltenindexwert nach Maßgabe der Betätigungsgröße des Betätigungselements und der Brems­ kraftdifferenz zwischen den rechten und den den linken Rädern. Der Lenkwin­ kelkorrekturwert entspricht der Differenz zwischen Soll-Verhaltensindexwert und dem gewünschten Verhaltensindexwert. Der Lenkwinkelsollwert entspricht der Vorwärtsregelkomponente des Soll-Verhaltensindexwert, und der Lenkwin­ kelkorrekturwert entspricht der Rückführungskomponente hiervon. Somit erfolgt eine Vorwärtssteuerung und eine Rückwärtssteuerung. Da in anderen Worten der Lenkwinkelsollwert nicht nur nach Maßgabe der Betätigungsgröße des Betätigungselements bestimmt wird, sondern auch nach Maßgabe der Brems­ kraftdifferenz zwischen den rechten und den linken Rädern, läßt sich dann, wenn das Fahrzeugverhalten durch Steuerung der Bremskraft zu stabilisieren ist, der Lenkwinkel durch eine Vorwärtssteuerung nach Maßgabe der Brems­ kraftdifferenz steuern. Daher läßt sich das Ansprechverhalten der Steuerung verbessern, und die Stabilisierung des Fahrzeugverhaltens läßt sich effektiver vornehmen als dann, wenn der Lenkwinkel nur nach Maßgabe einer Rückfüh­ rungssteuerung entsprechend dem Verhaltensindexwert gesteuert wird, den man basierend auf der Bremskraftsteuerung erhält.
Bei der dritten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung führt die Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung eine integrierte Steuerung der Brems­ kraft und des Lenkwinkels ohne Konflikt zwischen diesen bei der Untersteue­ rung und der Übersteuerung durch, wobei verhindert wird, daß der Lenkwinkel und die Bremskraft im Untersteuerungszustand zu groß werden, das An­ sprechverhalten der Steuerung verbessert wird und das Fahrzeugverhalten stabilisiert wird.
Bei der vierten bevorzugten Auslegungsform nach der Erfindung vergrößert die Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung das Giermoment, welches das Fahr­ zeugverhalten über den Wert hinaus stabilisiert, den man bei üblichen Aus­ legungsformen erhält, indem die Bremskraft in geeigneter Weise nach Maßga­ be des Untersteuerungszustandes und des Übersteuerungszustandes gesteu­ ert wird, wobei sich das Ansprechverhalten der Steuerung verbessern läßt, und sich das Fahrzeugverhalten dadurch stabilisieren läßt, daß die Bremskraft und der Lenkwinkel integral ohne jeglichen Konflikt zwischen diesen gesteuert werden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin gilt:
Fig. 1 ist eine Darstellung zur Verdeutlichung der Auslegungsform einer Fahrlagen-Steuervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform nach der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Steuerblockdiagramm der Fahrlagen-Steuervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung;
Fig. 3 ist eine Ansicht zur Verdeutlichung des Zustandes des Fahr­ zeugs, wenn mit gleichmäßigem Einschlag eine Kurve durch­ fahren wird;
Fig. 4(1) ist eine Darstellung zur Verdeutlichung eines Fahrzeugs, bei dem ein Querschlupf in einem Übersteuerungszustand auftritt, und Fig. 4(2) ist eine Darstellung zur Verdeutli­ chung eines Fahrzeugs, bei dem ein Querschlupf bei einem Übersteuerungszustand auftritt;
Fig. 5 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwi­ schen dem Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel und der Fahr­ zeugkarosserie-Querschlupfwinkelgeschwindigkeit bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung;
Fig. 6(1) ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen dem Vorderrad-Querschlupfwinkel und der Kur­ venkraft bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, Fig. 6(2) ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der Vorderrad-Lenkwinkel­ steuerverstärkung Kd und dem Absolutwert des Vorderrad- Querschlupfwinkels f bei der bevorzugten Ausführungs­ form nach der Erfindung, und Fig. 6(3) ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der Bremskraft-Steuerverstärkung KB und dem Absolutwert des Vorderrad-Querschlupfwinkels f bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des Steuerungsablaufes bei der Fahrlagen-Steuervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung;
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des Steuerungsablaufes bei der Fahrlagen-Steuervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des Steuerungsablaufes bei der Fahrlagen-Steuervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung; und
Fig. 10 ist eine Ansicht zur Verdeutlichung der Kräfte, welche infolge der Reibung zwischen dem Reifen und der Fahr­ bahnoberfläche wirken.
Die Fahrzeug-Fahrlagen-Steuervorrichtung nach Fig. 1 überträgt die Bewe­ gung einer Lenkbetätigungseinrichtung 2 angetrieben nach Maßgabe einer Drehbewegung des Lenkrads (Betätigungsteil) 1 auf die vorderen rechten und linken Räder 4 über ein Lenkgetriebe 3 ohne eine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 1 und den Rädern 4, so daß sich der Lenkwinkel ändert.
Als Lenkbetätigungseinrichtung 2 kann ein Elektromotor, wie ein an sich bekannter bürstenloser Motor eingesetzt werden. Das Lenkgetriebe 3 hat eine Bewegungsumwandlungseinrichtung, welche die Drehbewegung der Aus­ gangswelle der Lenkbetätigungseinrichtung 2 in eine lineare Bewegung der Lenkstange 7 umwandelt. Die Bewegung der Lenkstange 7 wird auf die Räder 4 über Spurstangen 8 und Lenkarme 9 übertragen. Als ein Lenkgetriebe 3 kann ein an sich bekanntes Lenkgetriebe eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß der Lenkwinkel sich durch die Bewegung der Lenkbetätigungseinrichtung 2 ändert. Beispielsweise kann das Lenkgetriebe eine Mutter aufweisen, welche zur Ausführung einer Drehbewegung durch den Ausgang der Lenkbetätigungs­ einrichtung 2 angetrieben wird, und eine Spindel, welche in diese Mutter eingeschraubt ist und integral mit der Lenkstange 7 ausgebildet ist. Die Rad­ ausrichtung ist ferner derart vorgegeben, daß dann, wenn die Betätigungsein­ richtung 2 nicht angetrieben ist, die Räder 4 in ihre Geradeauslaufposition durch ein selbstausrichtendes Moment zurückgeführt werden.
Das Lenkrad 1 ist mit einer Drehwelle 10 verbunden, welche an der Fahr­ zeugkarosserie drehbar gelagert ist. Eine Betätigungseinrichtung R, welche ein Drehmoment auf die Drehwelle 10 ausübt, wird eingesetzt, um eine Gegenkraft bereitzustellen, welche erforderlich ist, um das Lenkrad 1 zu betreiben. Als Betätigungseinrichtung R kann ein Elektromotor, wie ein bürstenloser Motor, eingesetzt werden, welcher eine Ausgangswelle hat, welche integral mit der Drehwelle 10 ausgebildet ist.
Ein elastisches Element 30 bringt eine Federkraft in Querrichtung auf, in der das Lenkrad 1 in der Geradeauslauf-Lenkposition zurückgeführt wird. Als ein elastisches Element 30 kann beispielsweise eine Feder eingesetzt werden, welche eine Federkraft auf die Ausgangswelle 10 aufbringt. Da beim Arbeiten der Betätigungseinrichtung R kein Drehmoment auf die Drehwelle 10 einwirkt, wirkt die Federkraft derart, daß das Lenkrad 1 in die Geradeausfahrt-Lenkposi­ tion zurück gebracht wird.
Ein Winkeldetektionssensor 11, welcher den Betätigungswinkel nach Maßgabe des Drehwinkels der Drehwelle 10 als Betätigungsgröße des Lenkrads 1 ermittelt, ist vorgesehen. Ein Drehmomentsensor 12, welcher das Betätigungs­ moment des Lenkrads 1 erfaßt, ist vorgesehen. Die Lenkrichtung kann aus dem Vorzeichen des mittels des Drehmomentsensors 12 ermittelten Drehmo­ ments bestimmt werden.
Ein Lenkwinkelsensor 13, welcher die Bewegungsgröße der Lenkstange 7 als Lenkwinkel des Fahrzeugs ermittelt, ist vorgesehen. Als ein Lenkwinkelsensor 13 kann ein Potentiometer eingesetzt werden.
Der Winkelsensor 11, der Drehmomentsensor 12 und der Lenkwinkelsensor 13 sind mit einer Lenksystem-Steuereinrichtung 20 verbunden, welche von einem Rechner gebildet wird. Ein Geschwindigkeitssensor 14, welcher die Fahrzeug­ geschwindigkeit erfaßt, ein Längsbeschleunigungssensor 15a, welcher die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs erfaßt, ein Querbeschleunigungssensor 15b, welcher die Querbeschleunigung des Fahrzeugs erfaßt, und ein Gierwin­ kelsensor 16, welcher den Gierwinkel des Fahrzeugs erfaßt, sind mit der Steuervorrichtung 20 verbunden. Die Steuervorrichtung 20 steuert die Lenkbe­ tätigungseinrichtung 2 und die Betätigungseinrichtung R über Treiberschaltun­ gen 22 und 23. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Gierwinkel erfaßt über den Gierwinkelsensor 16 als Verhaltensindexwert genommen, welcher der Änderung des Fahrzeugverhaltens entspricht, die basierend auf der Änderung des Lenkwinkels auftritt.
Ein hydraulische Bremssystem, welches die Bremsung der vorderen und hinteren sowie der linken und rechten Räder 4 des Fahrzeugs vornimmt, ist vorgesehen. Dieses Bremssystem erzeugt über einen Hauptbremszylinder 52 einen Bremsdruck, wirkend auf das jeweilige Rad 4 nach Maßgabe des auf das Bremspedal 51 ausgeübten Fußdruckes. Der Bremsdruck wird durch eine Bremsdrucksteuereinheit B verstärkt und auf die Bremseinrichtung 54 des jeweiligen Rades 4 als Radzylinderdruck verteilt, und die jeweilige Brems­ einrichtung 54 bringt eine Bremskraft zur Einwirkung auf das zugeordnete Rad 4. Die Bremsdrucksteuereinheit 8 ist mit einer Treibersystem-Steuereinrichtung 60 verbunden, welche von einem Rechner gebildet wird. Die Lenksystem- Steuereinrichtung 20, die Bremsdrucksensoren 61, welche einzeln den Rad­ zylinderdruck für jedes Rad 4 ermitteln und die Radgeschwindigkeitssensoren 62, welche einzeln die Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Rades 4 ermitteln, sind mit der Treibersystem-Steuereinrichtung 60 verbunden. Die Treibersy­ stem-Steuereinrichtung 60 steuert die Bremsdrucksteuereinheit B derart, daß der Bremsdruck nach Maßgabe der Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Rades und des Radzylinderdruckes verstärkt und verteilt werden kann. Die Geschwin­ digkeit des jeweiligen Rades 4 wird mit Hilfe des jeweiligen Radgeschwindig­ keitssensors 62 erfaßt, und der Radzylinderdruck entspricht dem Bremskraft- Regelwert, welcher mittels des Bremsdrucksensors 61 erfaßt wird. Auf diese Weise läßt sich eine einzelne Steuerung der auf die vier Räder 4 einwirkenden Bremskraft vornehmen. Die Bremsdrucksteuereinheit B kann einen Brems­ druck nach Maßgabe von Signalen von der Treibersystem-Steuereinrichtung 60 erzeugen, und es ist eine eingebaute Pumpe vorhanden, so daß dieses Steuersystem selbst dann arbeiten kann, wenn das Bremspedal 51 nicht betätigt wird.
Fig. 2 ist ein Steuerblockdiagramm der vorstehend beschriebenen Fahrlagen- Steuervorrichtung. Die dort verwendeten Bezeichnungen und Symbole haben die folgende Bedeutung:
m: Masse des Fahrzeugs
hg: Höhe des Fahrzeugschwerpunkts
W: Reifenbelastung auf jedem Rad
µ: Reibungskoeffizient zwischen Reifen und Fahrbahnober­ fläche
L: Radbasis
Lf: Abstand zwischen den Vorderrädern und dem Fahrzeug­ schwerpunkt Lr: Abstand zwischen den Hinterrädern und dem Fahrzeug­ schwerpunkt
d: Lauffläche
V: Fahrzeuggeschwindigkeit
ω1, ω2, ω3, ω4: Radgeschwindigkeit
Gx: Längsbeschleunigung
Gy: Querbeschleunigung
A': Stabilitätsfaktor während des Bremsens
Iz: Fahrzeugträgheitsmoment
Th: Betätigungsmoment
Th*: Soll-Betätigungsmoment
γ: Gierwinkel
γ*: Soll-Gierwinkel
dr/dt: Gierwinkeldifferential
M: Giermoment
Mmax: Maximales Giermoment
δh: Betätigungswinkel
δ: Vorderradlenkwinkel
δ*: Soll-Lenkwinkel
δFF* Lenkwinkelsollwert
δFB*: Lenkwinkelkorrekturwert
β: Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel
dβ/dt: Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkelgeschwindigkeit
βf: Vorderrad-Querschlupfwinkel
βfmax: Vorderrad-Querschlupfwinkel bei maximaler Querkraft
βr: Hinterrad-Querschlupfwinkel
βmax: Hinterrad-Querschlupfwinkel bei maximaler Querkraft
Fy: Kurvenkraft
Fo: nicht bremsende Kurvenkraft
Ff1: linke Vorderradkurvenkraft
Ff2: rechte Vorderradkurvenkraft
Fr1: linke Hinterradkurvenkraft
Fr2: rechte Hinterradkurvenkraft
Kfo: nicht bremsende Vorderrad-Kurvenkraft für Einzelrad
Kro: nicht bremsende Hinterrad-Kurvenkraft für Einzelrad
Kf: nicht bremsende Vorderrad-Kurvenkraft insgesamt
Kr: nicht bremsende Hinterrad-Kurvenkraft insgesamt
Kf1: Bremsende linke Vorderrad-Kurvenkraft
Kf2: Bremsende rechte Vorderrad-Kurvenkraft
Kr1: Bremsende linke Hinterrad-Kurvenkraft
Kr2: Bremsende rechte Hinterrad-Kurvenkraft
FX: Bremskraft
Bd: Bremskraftdifferenz zwischen rechten und linken Rädern
FXf1: linke Vorderradbremskraft
FXf2: rechte Vorderradbremskraft
FXr1: linke Hinterradbremskraft
FXr2: rechte Hinterradbremskraft
ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4: vorgegebener Bremsdruck
Pf: Vorderradblockierdruck unter statischer Belastung
Pr: Hinterradblockierdruck unter statischer Belastung
Pf1: linker Vorderradzylinderdruck
Pf2: rechter Vorderradzylinderdruck
Pr1: linker Hinterradzylinderdruck
Pr2: rechter Hinterradzylinderdruck
KB: Bremskraftsteuerverstärkung
KBmax: maximale Bremskraftsteuerverstärkung
Kd: Vorderradlenkwinkelsteuerverstärkung Kdmax: maximale Vorderradlenkwinkelsteuerverstärkung
im*: Soll-Treiberstrom der Lenkbetätigungseinrichtung 2
ih*: Soll-Treiberstrom der Lenkbetätigungseinrichtung R
In Fig. 2 ist K1 die Verstärkung des Soll-Betätigungsmoments Th* relativ zu dem Betätigungswinkel δh, und das Soll-Betätigungsmoment Th* wird aus dem Zusammenhang Th* = K1.δh und aus dem Betätigungswinkel δh detektiert durch den Winkelsensor 11 ermittelt. In anderen Worten bedeutet dies, daß die Steuereinrichtung 20 die Verstärkung K1 gemäß einem gespeicherten Zu­ sammenhang zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert Th* und dem Betäti­ gungswinkel δh speichert und den Soll-Verhaltensindexwert Th* basierend auf diesem Zusammenhang und auf dem detektierten Betätigungswinkel δh er­ mittelt. K1 ist derart vorgegeben, daß man eine geeignete Steuerung durch­ führen kann. Auch ist es möglich, an Stelle des Betätigungswinkels δh das Betätigungsmoment Th zu nehmen, so daß der Zusammenhang zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert Th* und dem Betätigungsmoment Th vorbestimmt und gespeichert wird, und der Soll-Verhaltensindexwert Th* aus diesem Zusam­ menhang und dem Betätigungsmoment Th ermittelt wird.
G1 ist eine Übertragungsfunktion für den Soll-Verhaltensindexwert ih* für eine Betätigungseinrichtung R relativ zu der Differenz zwischen dem Soll-Verhal­ tensindexwert Th* und dem Betätigungsmoment Th. Die Steuereinrichtung 20 ermittelt den Soll-Verhaltensindexwert ih* aus dem vorbestimmten und gespei­ cherten Zusammenhang ih* = G1.(Th* - Th), dem ermittelten Soll-Verhaltens­ indexwert Th* und dem Betätigungsmoment Th detektiert durch den Drehmo­ mentsensor 12. Wenn eine PI (proportional-integral) Regelung beispielsweise durchgeführt wird, läßt sich die Übertragungsfunktion G1 ausdrücken mit G1 = K2 [1 + 1/(τa.s)], wobei K2 die Verstärkung wiedergibt, s einen Laplace­ operator darstellt und τa eine Zeitkonstante wiedergibt. Die Verstärkung K2 und die Zeitkonstante τa sind derart abgestimmt, daß man eine optimale Steuerung durchführen kann. In anderen Worten bedeutet dies, daß die Steuereinrichtung 20 die Übertragungsfunktion G1 speichert, welche den gespeicherten Zusammenhang zwischen der Differenz ausdrückt, die man durch Substraktion des detektierten Betätigungsmoments Th von dem Soll- Betätigungsmoment Th* zu dem Soll-Treiberstrom ih* erhält, und es wird der Soll-Treiberstrom ih* nach Maßgabe des ermittelten Soll-Betätigungsmoments Th* und des detektierten Betätigungsmoments Th basierend auf diesem Zu­ sammenhang ermitteln. Die Betätigungseinrichtung R wird nach Maßgabe dieses Soll-Treiberstroms ih* betrieben.
G2 ist eine Übertragungsfunktion für den Soll-Gierwinkel γ* entsprechend dem Soll-Verhaltensindexwert relativ zu dem Betätigungswinkel δh des Lenkrads 1. Die Steuereinrichtung 20 ermittelt den Soll-Gierwinkel γ* = G2.δh und dem Betätigungswinkel δh, welcher mittels des Winkelsensors 11 erfaßt wird. Wenn eine Steuerung mit Verzögerung erster Ordnung beispielsweise durchgeführt wird, läßt sich die Übertragungsfunktion G2 ausdrücken als G2 = K3 / (1 + τb.s), wobei s einen Laplaceoperator, K3 die konstante Verstärkung des Soll- Gierwinkel γ* relativ zu dem Betätigungswinkel δh wiedergibt und τb die Zeit­ verzögerungskonstante erster Ordnung für den Soll-Gierwinkel γ* relativ zu dem Betätigungswinkel δh angibt. Die Verstärkung K3 und die Zeitkonstante τb sind derart abgestimmt, daß man eine optimale Steuerung erhält. In ande­ ren Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß die Steuereinrichtung 20 die Übertragungsfunktion G2 speichert, welche den vorbestimmten Zusammen­ hang zwischen dem detektierten Betätigungswinkel δh und dem Soll-Gierwin­ kel γ* ausdrückt, und es wird der Soll-Gierwinkel γ* nach Maßgabe des detek­ tierten Betätigungswinkel δh basierend auf diesem Zusammenhang ermittelt.
Es ist möglich, daß die Verstärkung K3 eine Funktion der Fahrzeuggeschwin­ digkeit V ist, so daß die Verstärkung K3 kleiner wird, wenn die Fahrzeug­ geschwindigkeit V größer wird, um eine Stabilität bei hohen Fahrtgeschwin­ digkeiten sicherzustellen.
C1 gibt einen Ermittlungsblock der Steuereinrichtung 20 an, bei dem der Lenkwinkelsollwert δFF* ermittelt wird, und zwar basierend auf dem vorbe­ stimmten und gespeicherten Zusammenhang zwischen dem Soll-Gierwinkel, der Bremskraftdifferenz und dem Lenkwinkelsollwert. Der Lenkwinkelsollwert dFF* entspricht dem Soll-Gierwinkel γ* nach Maßgabe der gewünschten Betäti­ gungsgröße des Lenkrads 1 und der Bremskraftdifferenz Bd zwischen der Bremskraft auf die innenliegenden Rädern und der Bremskraft auf die außen­ liegenden Rädern. Dieser vorbestimmte und gespeicherte Zusammenhang wird basierend auf der Fahrzeug-Bewegungsgleichung ermittelt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind zur Erzielung eines entsprechen­ den Ansprechverhaltens und einer Stabilität der Steuerung diese Bewegungs­ gleichungen mit den folgenden Gleichungen (1) und (2) angenommen, welche eng angenähert die Bewegung eines Fahrzeugs wiedergeben, welches zwei Bewegungsfreiheitsgrade für die Querbewegung und die Gierbewegung in einer Ebene hat.
m.V.(dβ/dt + γ) = Ff1 + Ff2 + Fr1 + Fr2 (1)
Iz.dγ/dt = Lf.(Ff1 + Ff2) - Lr.(Fr1 + Fr2) + d/2.Bd (2)
Hierbei ist Bd die Bremskraftdifferenz zwischen der Bremskraft, welche auf die linken Räder wirkt und der Bremskraft, welche auf die rechten Räder wirkt, und diese wird durch die nachstehende Gleichung (3) ausgedrückt. Die Radbrems­ kräfte Fxf1, Fxf2, Fxr1 und Fxr2 jeweils entsprechen den Radzylinderdrücken Pf1, Pf2, Pr1 und Pr2, welche mit Hilfe der Bremsdrucksensoren 61 erfaßt werden. Dieser Zusammenhang der Zuordnung wird in der Steuereinrichtung vorbe­ stimmt und gespeichert. Die Radbremskräfte Fxf1, Fxf2, Fxr1 und Fxr2 werden durch die Steuereinrichtung 20 aus diesem gespeicherten Zusammenhang und aus den detektierten Radzylinderdrücken Pf1, Pf2, Pr1 und Pr2 ermittelt.
Bd = FXf1 + FXr1 - FXr2 - FXr2 (3)
Wenn die Reibungskraft µ.W ist, welche auf den Reifen infolge der Reibung zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche bei jedem Rad 4 wirkt, ist die kombinierte Kraft aus der Bremskraft FX und der Querkraft F am Reifen vorhanden. Die Kraft µ.W infolge der Reibung zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche überschreitet nicht den Radius des Reibungskreises. In anderen Worten bedeutet dies, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, daß dann, wenn der Reibungskoeffizient zwischen dem Reifen 200 und der Fahrbahn­ oberfläche µ ist und das Gewicht des Fahrzeugs, welches auf dem Reifen 200 wirkt, W ist, so ergibt sich die Reibungskraft µ.W, welche auf den Reifen 200 in horizontaler Richtung infolge der Reibung zwischen dem Reifen 200 und der Fahrbahnoberfläche einwirkt. Der Kreis mit einem Radius, welcher durch die Reibungskraft µ.W bestimmt ist, wird als Reibungskreis bezeichnet. Wenn die Bremskraft FX auf den Reifen 200 wirkt, und wenn angenommen wird, daß die Bremskraft FX und die Querkraft F nur Kräfte sind, welche auf den Reifen 200 in Folge der Reibung zwischen dem Reifen 200 und der Fahrbahnober­ fläche wirken, entspricht die kombinierte Kraft aus der Bremskraft FX und der Querkraft F der Reibungskraft µ.W. Die Kraft infolge der Reibung zwischen dem Reifen 200 und der Fahrbahnoberfläche überschreitet µ.W nicht, bei dem es sich um den Radius des Reibungskreises handelt. Wenn daher die Bremskraft FX größer wird, da die Querkraft F kleiner wird, wird die Kurvenkraft Fy, welche die orthogonale Komponente der Querkraft F relativ zu der Rich­ tung ist, in welcher sich der Reifen bewegt, kleiner.
Somit läßt sich der Zusammenhang zwischen der Reibungskraft µ.W, der Kurvenkraft Fy und der nicht bremsenden Kurvenkraft Fo durch die folgende Verknüpfungsgleichung (4) ausdrücken:
{FX/(µ.W)}2 + (Fy/Fo)2 = 1 (4)
Der Zusammenhang zwischen beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit der Radgeschwindigkeit und dem Fahrbahnoberflächenkoeffizienten für die Rei­ bung werden in der Steuereinrichtung 20 vorbestimmt und gespeichert, und der Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizient µ wird aus dem Zusammenhang aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V, detektiert durch den Geschwindigkeits­ sensor 14, und den Radgeschwindigkeiten ω1 bis ω4 detektiert durch die Radgeschwindigkeitssensoren 62, ermittelt.
Wenn in Fig. 3 angenommen wird, daß das Fahrzeug 100 einen konstanten Kurvenkreis in Richtung des Pfeils 40 mit einer Geschwindigkeit V durchfährt, läßt sich der Zusammenhang zwischen der Querbeschleunigung Gy, welche auf das Fahrzeug 100 in die mit dem Pfeil 41 bezeichnete Richtung wirkt, und dem Gierwinkel γ, welcher auf das Fahrzeug 100 in die mit dem Pfeil 42 bezeichnete Richtung wirkt, in etwa durch die Gleichung wie folgt annähern γ = Gy/V. Bei einem Fahrzeug 100, bei dem ein Querschlupf in einem Über­ steuerungszustand nach Fig. 4(1) auftritt, oder einem Fahrzeug 100, bei dem eine Querschlupfbewegung infolge einer Untersteuerung nach Fig. 4(2) auftritt, wird der Winkel, welcher zwischen der Mittelachse der Fahrzeugkaros­ serie, welche mit einer gebrochenen Linie dargestellt ist, und der Richtung, in welcher sich das Fahrzeug 100 bewegt, welche mit einer schraffierten Linie dargestellt ist, als der Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β angenommen. Da die Änderungsrate dβ/dt des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels β angenähert ist durch (Gy/V - γ) läßt sich der Fahrzeugkarosserie-Querschlupf­ winkel β durch den nach der Zeit integrierten Wert von (Gy/V - γ) annehmen, wie dies in der nachstehenden Gleichung (5) ausgedrückt wird.
β = ∫(dβ/dt)dt = ∫(GY/V - γ)dt (5)
In anderen Worten bedeutet dies, daß Werte, welche den Gierwinkel γ, bei welchem es sich um den vorstehend genannten Verhaltensindexwert handelt, bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Gierwinkel γ, die Querbeschleuni­ gung Gy und die Fahrzeuggeschwindigkeit V als Werte unter Zuordnung zu dem Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β detektiert werden. Die Gleichung (5), welche den Zusammenhang zwischen den Werten Gy, V und γ ausdrückt, und zwar unter Zuordnung zu dem Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β werden in der Steuereinrichtung 20 gespeichert. Die Steuereinrichtung 20 ermittelt den Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β in zeitlicher Reihenfolge basierend auf diesem Zusammenhang und auf den detektierten Werten unter Zuordnung zu dem Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β.
Der Vorderrad-Querschlupfwinkel βf und der Hinterrad-Querschlupfwinkel βr werden aus dem Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β, dem Abstand Lf zwischen den Vorderrädern und dem Fahrzeugschwerpunkt, dem Abstand Lr zwischen den Hinterrädern und dem Fahrzeugschwerpunkt, der Fahrzeug­ geschwindigkeit V und dem Vorderrad-Lenkwinkel δ unter Einsatz der nach­ stehenden Gleichungen (6) und (7) ermittelt.
βf = β + Lf.γ/V - δ (6)
βr = β - Lr.γ/V (7)
In anderen Worten bedeutet dies, daß der Fahrzeugkarosserie-Querschlupf­ winkel β als ein Wert angenommen wird, welcher dem Radquerschlupfwinkel βf und βr zugeordnet ist. Wiederum werden die Werte einschließlich des Gierwinkels γ, bei welchem es sich um den Verhaltensindexwert bei dieser bevorzugten Ausführungsform handelt, sowie der Gierwinkel γ, die Fahrzeug­ geschwindigkeit V und der Lenkwinkel δ detektiert. Die vorbestimmten Glei­ chungen (6) und (7), welche die Zusammenhänge zwischen den Werten (β, V, r und δ) unter Zuordnung zu den Radquerschlupfwinkeln (βf und βr) wiederge­ ben, werden in der Steuereinrichtung 20 gespeichert. Die Steuereinrichtung ermittelt die Radquerschlupfwinkel βf und βr basierend auf diesen Zusammen­ hängen und den Werten unter Zuordnung zu den Radquerschlupfwinkeln βf und βr.
Wenn man hypothetisch annimmt, daß die Längsbeschleunigung GX und die Querbeschleunigung GY proportional zu der Verschiebungsgröße des Schwerpunkts bei Belastung sind, sind die Reifenbelastung W und der Fahr­ bahnoberflächenreibungskoeffizient µ proportional zu der Kurvenkraft, und der Radzylinderdruck ist proportional zu der Bremskraft. Somit lassen sich aus der vorstehend genannten Gleichung (4) die Gleichungen (8) bis (11) in nach­ stehender Weise ableiten.
Ff1 = -Kf1.(β + Lf.γ/V - δ) (8)
Ff2 = -Kf2.(β + Lf.γ/V - δ) (9)
Fr1 = -Kr1.(β - Lr.γ/V) (10)
Fr2 = -Kr2.(β + Lr.γ/V) (11)
Hierbei ergibt sich die Kurvenkraft Kf1, Kf2, Kr1 und Kr2 des jeweiligen Rades beim Bremsen aus den folgenden Gleichungen (12) bis (15).
Kf1 = µ.Kfo.[{1 - (GX/2L + GY/2d).hg}2 - (Pf1/µ.Pf)2]1/2 (12)
Kf2 = µ.Kfo.[{1 - (GX/2L - GY/2d).hg}2 - (Pf2/µ.Pf)2]1/2 (13)
Kr1 = µ.Kro.[{1 + (GX/2L - GY/2d).hg}2 - (Pr1/µ.Pr)2]1/2 (14)
Kr2 = µ.Kro.[{1 + (GX/2L + GY/2d).hg}2 - (Pr2/µ.Pr)2]1/2 (15)
Wenn Kf1 + Kf2 = Kf, und Kr1 + Kr2 = Kr ist, so lassen sich aus den vorstehenden Gleichungen (8) bis (11) die folgenden Gleichungen (16) und (17) ableiten.
Ff1 + Ff2 = -(Kf1 + Kf2).(β + Lf.γ/V - δ) = -2Kf.(β + Lf.γ/V - δ) (16)
Fr1 + Fr2 = -(Kr1 + Kr2).(β - Lr.γ/V) = -2Kr.(β - Lr.γ/V) (17)
Aus den Gleichungen (1), (2), (16) und (17) läßt sich der Gierwinkel γ relativ zu dem Vorderradlenkwinkel δ beim Bremsen unter Einsatz der folgenden Gleichung (18) bestimmen.
γ = Gt.{(1 + Tt.s).δ + Gb.(1 + Tb.s).Bd}/P(s) (18)
Bei dieser Gleichung (18) bedeuten die Symbole P(s), Gt, Tt, Gb und Tb die Werte, welche sich durch die folgenden Gleichungen (19) bis (23) ausdrücken lassen.
P(s) = 1 + 2ξ.s/ω + s22 (19)
Gt = V/{(1 + A'.V2).L} (20)
Tt = m.Lf.V/(2L.Kr) (21)
Gb = d.(Kf + Kr)/(4L.Kf.Kr) (22)
Tb = m.V/2(Kf + Kr) (23)
Der Stabilitätsfaktor A' beim Durchführen einer Bremsung bei der Gleichung (20) ist durch die nachstehend angegebene Gleichung (24) definiert, und die Symbole ω und ξ in der Gleichung (19) werden mit den Gleichungen (25) und (26) wie nachstehend angegeben definiert.
A' = m.(Lr.Kr - Lf.Kf)/2L2.Kf.Kr (24)
ω = 2L.{Kf.Kr.(1 + A'.V2)/m.IZ}1/2/V (25)
ξ = {m.(Lf 2.Kf + Lr 2.Kr) + IZ.(Kf + Kr)}/[2L.{m.IZ.Kf.Kr.(1 + A'.V2)}1/2] (26)
Wenn der Gierwinkel γ in der Gleichung (18) als äquivalent zu dem Soll- Gierwinkel γ* ermittelt auf der Basis der Übertragungsfunktion G2 = K3/(1 + τb.s) angenommen wird und δ in der Gleichung (18) als äquivalent zu dem Lenkwinkelsollwert δFF* angenommen wird, läßt sich der Lenkwinkelsollwert δFF* unter Einsatz der nachstehenden Gleichung (27) ermitteln, welche ein­ zusetzen ist, um den Soll-Gierwinkel γ* entsprechend dem Betätigungswinkel δh und der Bremskraftdifferenz Bd durch eine Vorwärtsteuerung zu bestimmen.
δFF* = K3.P(s).δh/{Gt.(1 + τb.s).(1 + Tt.s)} - Gb.Bd.(1 + Tb.s)/(1 + Tt.s) (27)
C2 bezeichnet einen Ermittlungsblock in der Steuereinrichtung 20, mit wel­ chem die Vorderrad-Lenkwinkelverstärkung KB zum Steuern des Vorderrad- Lenkwinkels von der Bremskraft nach Maßgabe der Differenz zwischen dem Soll-Gierwinkel γ* und dem tatsächlichen Gierwinkel γ des Fahrzeugs 100 ermittelt werden, welcher mittels des Gierwinkelsensors 16 detektiert wird. Durch diese Ermittlung wird das Verhältnis zwischen der Vorderrad-Lenkwin­ kelsteuerung und der Bremssteuerung bei der Fahrzeug-Fahrlagensteuerung bestimmt, wenn das Fahrzeug im Untersteuerungszustand ist. In diesem Fall wird die zusammenwirkende Steuerung durchgeführt, bei der das Verhältnis der Vorderrad-Lenkwinkelsteuerung im linearen Bereich vergrößert wird, in welchem der Reifenquerschlupfwinkel und die Kurvenkraft einen proportionalen Zusammenhang haben, während das Verhältnis der Bremskraftsteuerung oder der Anteil der Bremskraftsteuerung größer gemacht wird, wenn man sich dem Sättigungsbereich annähert, in welchem die Kurvenkraft sich selbst dann nicht ändert, wenn sich der Reifenquerschlupfwinkel infolge der Änderung der Antriebsverhältnisse und der Straßenverhältnisse ändert.
In dem Ermittlungsblock C2 werden der Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β und der Vorderrad-Querschlupfwinkel βf unter Einsatz der Gleichungen (5) und (6) ermittelt. Alternativ ist es möglich, daß der Hinterrad-Querschlupfwinkel βr an Stelle des Vorderrad-Querschlupfwinkels βf durch die Gleichung (7) ermittelt wird. Um dann zu bestimmen, ob die zusammenwirkende Steuerung durchzuführen ist oder nicht, wird bestimmt, ob entweder der Wert entspre­ chend der Größe des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels β oder der Wert entsprechend der Änderungsrate des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels β oder beide einen vorbestimmten positiven Zahlenwert überschreiten. Wenn bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Absolutwert des Fahrzeugkaros­ serie-Querschlupfwinkels β, welcher der Größe des Fahrzeugkarosserie- Querschlupfwinkels β entspricht, gleich oder kleiner als ein vorbestimmter ganzzahliger Wert 1/Ca ist, und der Absolutwert der Fahrzeugkarosserie- Querschlupfwinkelgeschwindigkeit dβ/dt, welcher der Änderungsrate des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels β entspricht, gleich oder kleiner als ein vorbestimmter, ganzzahliger Wert 1/Cb ist, werden die Steuergröße der Brem­ skraft und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung 2 relativ zu dem Radquerschlupfwinkel auf einen konstanten Wert eingestellt. In diesem Fall wird die zusammenwirkende Steuerung unabhängig von der Größe des zu erwartenden Radquerschlupfwinkels nicht ausgeführt, bei dem es sich um den Vorderrad-Querschlupfwinkel βf oder den Hinterrad-Querschlupfwinkel βr handeln kann.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein Determinationskoeffizient J zur Bestimmung eingesetzt, ob die zusammenwirkende Steuerung auszuführen ist oder nicht, welche unter Einsatz der folgenden Gleichung (28) ermittelt wird. Hierbei wird bestimmt, ob der Absolutwert des Determinationskoeffizienten J 1 überschreitet oder nicht.
J = Ca.β + Cb.dβ/dt (28)
Bei der vorstehenden Gleichung sind Ca und Cb positive Zahlenwerte und werden nach Maßgabe der Erfordernisse für eine zusammenwirkende Steue­ rung von Lenkwinkel und Bremskraft bestimmt. Wenn der Absolutwert des Determinationskoeffizienten J größer als 1 ist, ist der Zusammenhang zwi­ schen dem Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β und der Fahrzeugkaros­ serie-Querschlupfwinkelgeschwindigkeit dβ/dt durch die Bereiche I bis VI in Fig. 5 vorgegeben. Da in anderen Worten der Absolutwert die Größe des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels β mit einem größer werdenden Zu­ stand in den Bereichen I und II angibt, wird der Absolutwert des Fahrzeug­ karosserie-Querschlupfwinkels β größer als der Absolutwert von 1/Ca in den Bereichen III und IV, und der Absolutwert der Fahrzeugkarosserie-Querschlupf­ winkelgeschwindigkeit dβ/dt wird größer als der Absolutwert von 1/Cb in den Bereichen V und VI. In diesen Fällen wird dann bestimmt, daß die zusammen­ wirkende Steuerung von Lenkwinkel und Bremskraft erforderlich ist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird angenommen, daß der Querschlupfwinkel positiv ist, wenn er vom Fahrzeug in Richtung zu der Kurveninnenseite zeigt, und daß er negativ ist, wenn er vom Fahrzeug in Richtung zur Kurvenaußen­ seite zeigt. Wenn der Absolutwert des Determinationskoeffizienten J1 nicht überschreitet, da der Absolutwert des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels β in einem abnehmenden Zustand in den Bereichen VII und VIII liegt, über­ schreitet der Absolutwert des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels β nicht den Absolutwert von 1/Ca in den Bereichen IX und X, und der Absolutwert der Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkelgeschwindigkeit dβ/dt überschreitet den Absolutwert von 1/Cb nicht. Daher wird bestimmt, daß die zusammenwirkende Steuerung von Lenkwinkel und Bremskraft unter diesen Bedingungen nicht erforderlich ist.
Wenn bestimmt wird, daß die zusammenwirkende Steuerung von Lenkwinkel und Bremskraft erforderlich ist, wird in dem Ermittlungsblock C2 basierend wenigstens auf dem Gierwinkel γ, bei dem es sich um den detektierten Verhal­ tensindexwert handelt, und/oder dem Soll-Gierwinkel γ ⁴²⁷³² ⁰⁰⁰⁷⁰ ⁵⁵² ⁰⁰¹⁰⁰⁰²⁸⁰⁰⁰⁰⁰00200012000285914262100040 0002010109580 00004 42613 *, bei dem es sich um den anzusteuernden Soll-Verhaltensindexwert handelt, bestimmt, ob das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand oder einem Übersteuerungs­ zustand befindet.
In anderen Worten bedeutet dies, daß in einem Zustand, bei dem der Fahrer das Lenkrad 1 in Kurvenrichtung betätigt, wenn der erwünschte Gierwinkel γ kleiner als der Soll-Gierwinkel γ* ist, befindet sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungszustand. Wenn der angestrebte Fahrzeugkarosserie-Quer­ schlupfwinkel β sich derart ändert, daß der angestrebte Gierwinkel γ kleiner als der Soll-Gierwinkel γ* ist, und sich der Gierwinkel γ von dem Soll-Gierwinkel γ* weg bewegt, so wird bestimmt, daß sich das Fahrzeug in einem Unter­ steuerungszustand befindet.
Wenn der angestrebte Gierwinkel γ den Soll-Gierwinkel γ* überschreitet, wird bestimmt, daß sich das Fahrzeug in einem Übersteuerungszustand befindet.
Um diese Bestimmung durchzuführen, werden zuerst δ.(γ* - γ) und δ.dβ/dt ermittelt, und es wird ermittelt, ob (γ* - γ) und δ.dβ/dt positive Zahlen sind oder nicht. Wenn δ.(γ* - γ) und δ.dβ/dt positive Zahlen sind, ist der die tatsächlich bei dem Fahrzeug 100 wirkende Gierwinkel γ kleiner als der Soll- Gierwinkel γ*, und der Absolutwert des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwin­ kels β wird größer. Daher wird bestimmt, daß das Fahrzeug 100 sich in einem Untersteuerungszustand befindet. Wenn δ.(γ* - γ) negativ ist, oder wenn δ.(γ* - γ) positiv ist und δ.dβ/dt negativ ist, wird bestimmt, daß sich das Fahrzeug 100 im Übersteuerungszustand befindet.
Wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug 100 sich in einem Untersteuerungs­ zustand befindet, wird in dem Ermittlungsblock C2 bestimmt, ob die Größe des Vorderrad-Querschlupfwinkels βf gleich oder größer als ein vorbestimmter Maximalwert ist oder nicht. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der vorbestimmte Maximalwert als der maximale Radquerschlupfwinkel im linearen Bereich angenommen, bei dem der Reifenquerschlupfwinkel proportional zu der Kurvenkraft ist, und diese Verhältnisse werden aufrecht erhalten, d. h. es wird angenommen, daß der Vorderrad-Querschlupfwinkel βfmax bei der maxima­ len Querkraft vorhanden ist. Da das Vorzeichen des Vorderrad-Querschlupf­ winkels βf sich in Abhängigkeit davon ändert, ob er von dem Fahrzeug in Richtung der Kurveninnenseite oder der Kurvenaußenseite weist, wird be­ stimmt, ob der Absolutwert entsprechend der Größe des Vorderrad-Quer­ schlupfwinkels βf gleich oder größer als der Vorderrad-Querschlupfwinkels βfmax bei der maximalen Querkraft ist oder nicht. Jeder beliebige vorbestimmte Maximalwert kann angenommen werden, vorausgesetzt, daß er nicht den Maximalwert des Radquerschlupfwinkels im linearen Bereich überschreitet, in welchem der Reifenquerschlupfwinkel proportional zu der Kurvenkraft ist und in dieser Form konstant gehalten wird.
Der Vorderrad-Querschlupfwinkel βf ist dem Reibungskoeffizienten µ zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche zugeordnet, und wie dies in Fig. 6(1) gezeigt ist, wird der Vorderrad-Querschlupfwinkel βfmax für den Zeitpunkt, wenn die Kurvenkraft Fx' der maximalen Querkraft entspricht, mit einem größer werdenden Reibungskoeffizienten µ größer. βfmax kann basierend auf diesem Zusammenhang abgeleitet werden, und es kann eine Annäherung durch die nachstehende Gleichung (29) beispielsweise ausgeführt werden.
tan(βfmax) = 3µ.W/Kf (29)
Wenn der Absolutwert des ermittelten Vorderrad-Querschlupfwinkels βf gleich oder größer als βfmax ist, wird die Vorderrad-Lenkwinkelsteuerverstärkung Kd auf Null gesetzt, und die Bremskraftsteuerverstärkung KB wird auf den Maxi­ malwert KBmax gesetzt. Da der Lenkwinkelkorrekturwert δFB*, welcher nach­ stehend beschrieben wird, durch das Setzen der Vorderrad-Lenkwinkelsteuer­ verstärkung Kd auf Null ebenfalls auf Null gesetzt wird, wird die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung 2 minimiert, welche erforderlich ist, um den Gierwinkel γ auf den Soll-Gierwinkel γ* abzustimmen. Wenn man die Brems­ kraftsteuerverstärkung KB auf den Maximalwert KBmax setzt, wird die Bremskraft derart gesteuert, daß der Wert FX aus der nachstehenden Gleichung (36) als Bremskraft wirkt.
Wenn der Absolutwert des Vorderrad-Querschlupfwinkels βf kleiner als βfmax ist, wird das Verhältnis an der Vorderrad-Lenkwinkelsteuerverstärkung Kd relativ zu der Bremskraftsteuerverstärkung KB reduziert, wenn der Vorderrad-Quer­ schlupfwinkel βf größer wird. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Vorderrad-Lenkwinkelsteuerverstärkung Kd durch die Gleichung (30), welche nachstehend angegeben ist, ermittelt, und die Bremskraftsteuerverstärkung KB wird durch die nachstehende Gleichung (31) ermittelt.
Kd = Kdmax.(1 - βf 2fmax 2) (30)
KB = KBmaxf 2fmax 2 (31)
Der Maximalwert Kdmax für die Vorderrad-Lenkwinkelsteuerverstärkung Kd und der Maximalwert KBmax für die Bremskraftsteuerverstärkung KB werden auf geeignete Weise nach Maßgabe der Fahrzeugparameter gesetzt.
Wenn hierbei der Absolutwert des Vorderrad-Querschlupfwinkels βf kleiner als βmax ist, läßt sich die Steuergröße des Lenkwinkels und der Bremskraft nach Maßgabe der Änderung des ermittelten Vorderrad-Querschlupfwinkels βf verändern. In anderen Worten bedeutet dies, daß dann, wenn der ermittelte Vorderrad-Querschlupfwinkels βf kleiner wird, die Steuergröße der Bremskraft Fx ermittelt nach der Gleichung (36) herabgesetzt wird, und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung 2 derart vergrößert wird, daß der Gierwinkel γ auf den Soll-Gierwinkel γ* abgestellt wird.
Da diese Gleichungen (30) und (31) nur Beispiele sind, und es daher möglich ist, daß das Verhältnis von Vorderrad-Lenkwinkelsteuerverstärkung Kd relativ zu der Bremskraftsteuerverstärkung KB in den Gleichungen (30) und (31) kleiner wird, wenn der Vorderrad-Querschlupfwinkels βf größer wird, kann der Absolutwert von βF an Stelle des Wertes βf 2 und βfmax an Stelle von βfmax 2 beispielsweise genommen werden. In diesem Fall ist der Zusammenhang zwischen der Vorderrad-Lenkwinkelsteuerverstärkung Kd und dem Absolutwert des Vorderrad-Querschlupfwinkels βf in Fig. 6(2) gezeigt, und der Zusam­ menhang zwischen der Bremskraftsteuerverstärkung KB und dem Absolutwert des Vorderrad-Querschlupfwinkels βf ist in Fig. 6(3) gezeigt. Zusätzlich kann βr und βmax an Stelle von βf und βfmax in die Gleichung (30) und (31) und die Fig. 6(2) und 6(3) eingesetzt werden.
G3 ist eine Übertragungsfunktion für den Lenkwinkelkorrekturwert δFB* relativ zu der Differenz (γ* - γ) zwischen dem ermittelten Soll-Gierwinkel γ* und dem Gierwinkel γ des Fahrzeugs 100. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß die Steuereinrichtung 20 einen Lenkwinkelkorrekturwert δFB* aus dem gespeicherten Zusammenhang δFB* = G3.(γ* - γ), dem ermittelten Soll- Gierwinkel γ* und dem Gierwinkel γ ermittelt, welcher mittels des Gierwinkel­ sensors 16 detektiert worden ist. Wenn eine PI-Regelung beispielsweise durchgeführt wird, läßt sich die Übertragungsfunktion G3 ausdrücken als G3 = Kd.[1+1/τc.s)], wobei Kd die ermittelte Vorderrad-Lenkwinkelsteuerver­ stärkung ist, s ein Laplaceoperator ist, und τc eine Zeitkonstante ist. Die Zeitkonstante τc ist derart abgestimmt, daß man eine optimale Steuerung durchführen kann. In anderen Worten bedeutet dies, daß die Steuereinrichtung 20 die Übertragungsfunktion G3 speichert, welche den vorbestimmten Zu­ sammenhang zwischen der Differenz (γ* - γ) und dem Lenkwinkelkorrekturwert δFB* ausdrückt, und sie ermittelt den Lenkwinkelkorrekturwert δFB* nach Maß­ gabe der ermittelten Vorderrad-Lenkwinkelsteuerverstärkung Kd und der Differenz (γ* - γ).
Die Steuereinrichtung 20 ermittelt den Soll-Gierwinkel γ* als die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert δFF* und dem Lenkwinkelkorrekturwert δFB*. In anderen Worten bedeutet dies, daß der Lenkwinkelsollwert δFF* eine Vorwärtsrege­ lungskomponente für den Soll-Lenkwinkel δ* ist, und daß der Lenkwinkelkor­ rekturwert δFB* eine Rückführungskomponente hiervon ist. Während der Steue­ rung des Fahrzeugverhaltens kann ein ausreichendes Ansprechvermögen durch die Vorwärtssteuerung basierend auf dem Lenkwinkelsollwert δFF* aufrecht erhalten, wenn man zugleich eine Stabilität durch die Rückführungs­ steuerung basierend auf dem Lenkwinkelkorrekturwert δFB* aufrecht erhalten kann.
Die Steuereinrichtung 20 ermittelt den Soll-Treiberstrom im* für die Lenkbe­ tätigungseinrichtung 2 nach Maßgabe der Differenz (δ* - δ) zwischen den ermittelten Soll-Lenkwinkel δ* und dem Lenkwinkel δ basierend auf einer Übertragungsfunktion G4, welche den Zusammenhang zwischen der Differenz (δ* - δ) und dem Soll-Treiberstrom im* ausdrückt. In anderen Worten bedeutet dies, daß die Steuereinrichtung 20 den Soll-Treiberstrom im* basierend auf dem vorbestimmten und gespeicherten Zusammenhang im* = G4.(δ* - δ), dem ermittelten Soll-Lenkwinkel δ* und dem Lenkwinkel δ ermittelt, welcher mittels des Lenkwinkelsensors 13 erfaßt worden ist. Die Lenkbetätigungsein­ richtung 2 wird nach Maßgabe dieses Soll-Treiberstroms im* betrieben. Auf diese Weise wird die Lenkbetätigungseinrichtung 2 durch die Steuereinrichtung 20 derart gesteuert, daß der Lenkwinkel δ auf den Soll-Lenkwinkel δ* abge­ stimmt ist. Wenn K4 die Verstärkung darstellt und τd eine Zeitkonstante beispielsweise ist, läßt sich die Übertragungsfunktion G4 ausdrücken als G4 = K4[1 + 1/(τd.s)], so daß eine PI-Regelung durchgeführt wird, wobei die Verstärkung K4 und die Zeitkonstante τd derart abgestimmt werden, daß man eine optimale Steuerung durchführen kann.
C3 bezeichnet den Ermittlungsblock in der Treibersystemsteuereinrichtung 60 zum Übermitteln der aufzubringenden Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3 und ΔP4 der vier Räder 4. Im Ermittlungsblock C3 werden die aufzubringenden Brems­ drücke ΔP1, ΔP2, ΔP3 und ΔP4 derart ermittelt, daß ein Giermoment, durch welches die Differenz (γ* - γ) zwischen dem ermittelten Soll-Gierwinkel γ* und dem Gierwinkel γ reduziert oder vorzugsweise aufgehoben wird, indem die Bremskraft gesteuert wird, welche auf die Räder 4 einwirkt. Die Bremsdruck­ steuereinheit B wird basierend auf den einwirkenden Bremsdrücken ΔP1, ΔP2, ΔP3 und ΔP4 gesteuert. Durch die Steuerung der Bremsdrucksteuereinheit B wird die Bremskraft auf innenliegende Räder vergrößert, so daß das Fahrzeug­ giermoment, welches in Richtung der Kurveninnenseite wirkt, erzeugt wird, wenn das Fahrzeug 100 in einem Untersteuerungszustand ist, und die Brems­ kraft auf die außenliegenden Räder wird vergrößert, so daß das Fahrzeug­ giermoment, welches in Richtung der Kurvenaußenseite wirkt, erzeugt wird, wenn das Fahrzeug 100 sich in einem Übersteuerungszustand befindet. Wenn daher bestimmt wird, daß das Fahrzeug 100 sich im Untersteuerungszustand befindet, werden die Bremskräfte auf die vorderen und hinteren, innenliegen­ den Räder, welche das Fahrzeuggiermoment maximieren, welches in Richtung der Kurveninnenseite wirkt, basierend auf einer vorbestimmten und gespei­ cherten Gleichung ermittelt. Auch wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug 100 sich in einem Übersteuerungszustand befindet, werden die Bremskräfte auf die vorderen und hinteren außenliegenden Räder, welche das Fahrzeuggiermo­ ment maximieren, welches in Richtung zu der Kurvenaußenseite wirkt, basie­ rend auf einer vorbestimmten und gespeicherten Gleichung ermittelt. Die Gleichung, mit der die Bremskraft Fx beispielsweise ermittelt wird, ist als Gleichung (36) angegeben.
Genauer gesagt läßt sich das Giermoment M, welches auf das innenliegende Vorderrad wirkt, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, durch die folgende Gleichung (32) annähern.
M = Lf. Fy + d/2.Fx (32)
Ferner läßt sich der Zusammenhang zwischen der Lauffläche d und dem Abstand zwischen den Vorderrädern zu dem Fahrzeugschwerpunkt Lf durch die folgende Gleichung (33) annähern, wobei 0 < a < 1 gilt.
d/2 = a.Lf (33)
Durch Substituieren der vorstehend genannten Gleichungen (32) und (33) und die Gleichung (4) erhält man die folgende Gleichung (34).
M = Lf.(Fy + a.Fx) = Lf.{(µ2.W2 - FX 2)1/2.Fo/(µ.W) + a.FX} (34)
Durch Substituieren von 0 für dM/dFx, welches man durch Differenzieren des Giermoments M in der vorstehend genannten Gleichung (34) nach Fx erhält, erhält man die folgende Gleichung (35).
Lf.[-Fo.Fx/{µ.W.(µ2.W2 - Fx 2)1/2} + a] = 0 (35)
Aus der vorstehenden Gleichung (35) läßt sich die folgende Gleichung (36) ableiten, wenn r = Fo/(µ.W) ist und die Bremskraft Fx, welche auf das innenliegende Vorderrad wirkt, wenn das Giermoment M maximal ist, welches auf das innenliegende Vorderrad wirkt.
Fx = a.µ.W/(r2 + a2)1/2 (36)
Ferner läßt sich aus der Gleichung (4) die innere, vordere Radkurvenkraft Fy für das innenliegende Vorderrad aus der nachstehenden Gleichung (37) ermitteln.
Fy = r. Fo/(r2 + a2)1/2 (37)
Zusätzlich läßt sich aus den Gleichungen (34), (36) und (37) das maximale Giermoment Mmax mit nachstehender Gleichung (38) ermitteln, welches auf das innenliegende Vorderrad wirkt.
Mmax = Lf.Fo.(1 + a2/r2)1/2 (38)
Wenn das Giermoment, welches auf das innenliegende Hinterrad wirkt, maxi­ mal ist, und wenn sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungszustand befin­ det, läßt sich die Bremskraft Fx für das innenliegende Hinterrad aus der Glei­ chung (36) ermitteln, abgesehen von dem Fall, daß der Abstand zwischen den Hinterrädern und dem Fahrzeugschwerpunkt Lr durch den Abstand zwischen den Vorderrädern und dem Fahrzeugschwerpunkt Lf in den Gleichungen (32) bis (35) ersetzt wird. Wenn die Lauffläche d der Hinterräder sich von jener der Vorderräder unterscheidet, wird die Lauffläche d der Hinterräder als entspre­ chend zugeordneter Wert eingesetzt.
Wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, läßt sich die Bremskraft auf die außenliegenden Vorder- und Hinterräder aus der Glei­ chung (36) auf die gleiche Weise wie für den Zustand des Fahrzeugs ermitteln, wenn ein Untersteuerungszustand vorliegt, wenn das Giermoment, welches auf die außenliegenden Räder wirkt, ein Maximum annimmt.
Wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand in dem Ermittlungsblock C2 befindet, wird der maximal vorzugebende Brems­ druck, welcher erforderlich ist, um sicherzustellen, daß der ermittelte Brems­ druck Fx, welcher auf die vorderen und hinteren, innenliegenden Räder wirkt, notwendig ist, in dem Ermittlungsblock C3 ermittelt. Wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand nach dem Ermittlungs­ punkt C2 befindet, wird der maximal vorzugebende Bremsdruck, welcher erforderlich ist, um sicherzustellen, daß der ermittelte Bremsdruck Fx auf die vorderen und hinteren, außenliegenden Räder wirkt, in dem Ermittlungsblock C3 ermittelt. Es werden dort auch die erforderlichen Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3 und ΔP4 ermittelt, welche jeweils den maximal vorgegebenen Brems­ druck multipliziert mit der Bremskraftsteuerverstärkung KB jeweils aufweist, welche aus der vorstehenden Gleichung (31) ermittelt worden ist. Jeder er­ mittelte vorgegebene Bremsdruck ΔP1, ΔP2, ΔP3 und ΔP4 wird als Differenz von den zugeordneten Radzylinderdrücken Pf1, Pf2, Pr1 und Pr2 angenommen, welche durch den Bremsdrucksensor 61 detektiert werden. In anderen Worten bedeutet dies, daß die Steuereinrichtung 60 den Zusammenhang zwischen der Lenkrichtung, der Bremskraftsteuerverstärkung KB, dem Radzylinderdruck für jedes Rad 4 und der Radgeschwindigkeit für jedes Rad 4 vorbestimmt und speichert, und daß sie die vorzugebenden Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3 und ΔP4 aus diesem gespeicherten Zusammenhang ermittelt. Ferner bestimmt und speichert die Steuereinrichtung 60 die Ergebnisse bei der Bestimmung in dem Ermittlungsblock C2 betreffend des Umstands, ob das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand oder einem Übersteuerungszustand befindet, sowie die ermittelte Bremskraftsteuerverstärkung KB, die Lenkrichtung bestimmt aus dem Vorzeichen des Betätigungsmoments Th detektiert durch den Drehmo­ mentsensor 12, die Radzylinderdrücke Pf1, Pf2, Pr1 und Pr2 detektiert durch die Bremsdrucksensoren 61, und die Radgeschwindigkeit ω1, ω2, ω3 und ω4, welche durch die Radgeschwindigkeitssensoren 62 detektiert wurden. Auf diese Weise wird die Bremsdrucksteuereinheit B derart gesteuert, daß die Bremskraft auf die innenliegenden, vorderen und hinteren Räder vergrößert wird, wenn das Fahrzeug 100 sich in einem Untersteuerungszustand befindet, während die Bremskraft auf die außenliegenden vorderen und hinteren Räder vergrößert wird, wenn das Fahrzeug 100 sich im Übersteuerungszustand befindet. Wenn diese Bremskraftsteuerverstärkung KB den Maximalwert KBmax annimmt, wird das gesamte Giermoment infolge der Kurvenkraft und der Bremskraft maximiert.
Die Steuerungsabläufe, welche mittels den Steuereinrichtungen 20 und 60 bei der Fahrzeuglagen-Steuervorrichtung ausgeführt werden, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme nach den Fig. 7 bis 9 erläutert.
Zuerst werden die Daten detektiert durch die Sensoren 11 bis 16, 61 und 62 für den Betätigungswinkel δh, das Betätigungsmoment Th, der Lenkwinkel δ, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Längsbeschleunigung Gx, die Querbe­ schleunigung Gy, der Gierwinkel γ, die Radzylinderdrücke Pf1, Pf2, Pr1 und Pr2 und die Radgeschwindigkeiten ω1, ω2, ω3 und ω4 im (Schritt 1) gelesen. Dann wird der Soll-Treiberstrom ih* für die Betätigungseinrichtung R basierend auf der Übertragungsfunktion G1 derart ermittelt, daß die Differenz, welche durch die Subtraktion des detektierten Betätigungsmoments Th von dem Soll- Betätigungselement Th* ermittelt aus dem detektierten Betätigungswinkel δh und der Verstärkung K1 Null wird (Schritt 2). Die Betätigungseinrichtung R wird durch das Anlegen des Soll-Treiberstrom ih* gesteuert. Dann wird der Soll- Gierwinkel γ* nach Maßgabe des Betätigungswinkel δh basierend auf der Übertragungsfunktion G2 ermittelt (Schritt 3). Die Bremskraftdifferenz Bd nach Maßgabe der Radbremskräfte FXf1, FXf2, FXr1, und FXr2, welche den Radzylinder­ drücke Pf1, Pf2, Pr1, und Pr2 detektiert durch die Bremsdrucksensoren 61 ent­ sprechen, basierend auf der vorbestimmten und gespeicherten Gleichung (3) bestimmt (Schritt 4). Dann werden der Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β, der Vorderrad-Querschlupfwinkel βf und der Hinterrad-Querschlupfwinkel βr basierend auf den Gleichungen (5) bis (7) nach Maßgabe der Fahrzeugge­ schwindigkeit V detektiert durch den Geschwindigkeitssensor 14, den Lenkwin­ kel δ, detektiert durch den Lenkwinkelsensor 13, die Querbeschleunigung Gy detektiert durch den Querbeschleunigungssensor 15b und der Gierwinkel γ detektiert durch den Gierwinkelsensor 16 ermittelt (Schritt 5). Der Lenkwinkel­ sollwert δFF* wird basierend auf den Gleichungen (8) bis (27) nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert durch den Geschwindigkeitssensor 14, die Längsbeschleunigung Gx detektiert durch den Längsbeschleunigungs­ sensor 15a, die Querbeschleunigung Gy detektiert durch den Querbeschleuni­ gungssensor 15b und die Radzylinderdrücke Pf1, Pf2, Pr1 und Pr2 detektiert durch die Bremsdrucksensoren 61 ermittelt (Schritt 6). Zur Ermittlung des Lenkwinkelsollwert δFF* werden die nicht bremsende Einzelrad-Vorderrad- Kurvenkraft Kfo, die nicht bremsende Einzelrad-Hinterrad-Kurvenkraft Kro, der Vorderradblockierdruck Pf unter statischer Belastung und der Hinterradblockier­ druck Pr unter statischer Belastung in der Steuereinrichtung 20 vorbestimmt und gespeichert. Dann wird der Determinationskoeffizient J basierend auf der Gleichung (28) ermittelt (Schritt 7). Dann wird bestimmt, ob der Absolutwert des Determinationskoeffizienten J größer 1 ist oder nicht, d. h. ob die zusam­ menarbeitenden Steuerung von Lenkwinkel und Bremskraft erforderlich ist oder nicht (Schritt 8). Wenn der Absolutwert des Determinationskoeffizienten J größer als 1 ist, wird bestimmt, ob δ.(γ* - γ) und δ.dβ/dt positive Werte haben oder nicht (Schritt 9). Wenn δ.(γ* - γ) und δ.dβ/dt positive Werte annehmen, wird bestimmt, daß das Fahrzeug 100 sich in einem Untersteue­ rungszustand befindet. In diesem Fall wird der Vorderrad-Querschlupfwinkel βfmax zu dem Zeitpunkt, wenn die Kurvenkraft Fy' der maximalen Querkraft ermittelt basierend auf der Gleichung (29) entspricht, bestimmt (Schritt 10). Dann wird bestimmt, ob der Absolutwert des ermittelten Vorderrad-Quer­ schlupfwinkels βf gleich oder größer als der Vorderrad-Querschlupfwinkel βfmax bei der maximalen Querkraft ist oder nicht (Schritt 11). Wenn der Absolutwert von βf gleich oder größer βfmax ist, wird die Vorderrad-Lenkwinkelsteuerver­ stärkung Kd auf Null gesetzt, und die Bremskraftsteuerverstärkung KB wird auf den Maximalwert KBmax gesetzt (Schritt 12). Wenn der Absolutwert von βf kleinere als βfmax ist, wird die Vorderrad-Lenkwinkelsteuerverstärkung Kd basierend auf der Gleichung (30) gesetzt, und die Bremskraftsteuerverstärkung KB wird basierend auf der Gleichung (31) ermittelt (Schritt 13). Wenn der Absolutwert des Determinationskoeffizienten J gleich oder kleiner als 1 im Schritt 8 ist, oder wenn im Schritt 9 nicht bestimmt wird, daß das Fahrzeug 100 sich in einem Untersteuerungszustand befindet, wird die Vorderrad-Lenk­ winkelsteuerverstärkung Kd auf den Maximalwert Kdmax gesetzt, und die Brems­ kraftsteuerverstärkung KB wird auf den Maximalwert KBmax gesetzt (Schritt 14). Dann wird der Lenkwinkelkorrekturwert δFB* entsprechend der Differenz (γ* - γ) zwischen dem ermittelten Soll-Gierwinkel γ* und dem detektierten Soll- Gierwinkel γ basierend auf der Übertragungsfunktion G3 ermittelt (Schritt 15). Der Soll-Lenkwinkel δ* wird als Summe des Lenkwinkelsollwert δFF* und des Lenkwinkelkorrekturwert δFB* ermittelt (Schritt 16). Der Soll-Treiberstrom im* für die Lenkbetätigungseinrichtung 2, welche der Differenz zwischen dem ermittel­ ten Soll-Lenkwinkel δ* und dem Lenkwinkelsollwert δ detektiert durch den Lenkwinkelsensor 13 entspricht, wird basierend auf der Übertragungsfunktion G4 ermittelt (Schritt 17). Durch Antreiben der Lenkbetätigungseinrichtung 2 nach Maßgabe des Soll-Treiberstrom im* wird die Betätigungseinrichtung 2 derart gesteuert, daß der Lenkwinkel δ auf den Soll-Lenkwinkel δ* abgestimmt ist. Auf diese Weise wird die Lenkbetätigungseinrichtung 2 derart gesteuert, daß der Gierwinkel, bei dem es sich um den Verhaltensindexwert handelt, auf den Soll-Gierwinkel γ* abgestimmt ist, bei dem es sich um den ermittelten Soll- Verhaltensindexwert handelt. Dann wird bestimmt, ob sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungszustand oder einem Übersteuerungszustand befindet (Schritte 18 bis 20). Genauer gesagt, wenn bestimmt wird, daß δ.(γ* - γ) und δ.dβ/dt positive Werte annehmen, wird bestimmt, daß sich das Fahrzeug 100 in einem Untersteuerungszustand befindet. Wenn δ.(γ* - γ) negativ ist, oder wenn d.(γ* - γ) positiv und δ.dβ/dt negativ ist, wird bestimmt, daß das Fahrzeug 100 sich in einem Übersteuerungszustand befindet. Wenn sich das Fahrzeug weder in einem Untersteuerungszustand noch in einem Übersteue­ rungszustand befindet, schreitet die Steuerung mit dem Schritt 25 fort. Wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, wird die auf die vorderen und hinteren, innenliegenden Räder aufzubringende Bremskraft aus der Gleichung (36) ermittelt (Schritt 21), während dann, wenn sich das Fahr­ zeug im Übersteuerungszustand befindet, die auf die vorderen und hinteren, außenliegenden Räder aufzubringende Bremskraft aus der Gleichung (36) bestimmt wird (Schritt 22). Bei dieser Bremskraftermittlung wird die nicht bremsende Kurvenkraft V0 in der Steuereinrichtung 20 vorbestimmt und ge­ speichert. Der maximal erforderliche Bremsdruck für das Aufbringen der ermittelten Bremskraft Fx wird dann ermittelt (Schritt 23). Die vorgegebenen Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3 und ΔP4, welche jeweils den maximal vorgege­ benen Bremsdruck multipliziert mit der ermittelten Bremskraftsteuerverstärkung KB aufweisen, werden nach Maßgabe der Radzylinderdrücke Pf1, Pf2, Pr1 und Pr2 detektiert mit Hilfe der Drucksensoren 61 und den Radgeschwindigkeit ω1, ω2, ω3 und ω4 detektiert mittels den Radgeschwindigkeitssensoren 62 er­ mittelt (Schritt 24). Die auf das jeweiligen Rad 4 aufzubringende Bremskraft wird mit Hilfe der Bremsdrucksteuereinheit B dadurch gesteuert, daß die nach Maßgabe der ermittelten Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3 und ΔP4 aufzubringen­ de Bremskraft verändert wird. Wenn hierbei das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, wird die auf die vorderen und hinteren, innenliegenden Räder aufgebrachte Bremskraft derart gesteuert, daß sie größer wird, so daß die auf die innenliegenden Räder einwirkende Bremskraft größer als die Bremskraft ist, die auf die außenliegenden Räder einwirkt. Hierdurch wird ein Fahrzeuggiermoment erzeugt, welches in Richtung der Kurveninnenseite gerichtet ist. Wenn sich das Fahrzeug in einem Übersteue­ rungszustand befindet, wird die auf die vorderen und hinteren, außenliegenden Räder aufzubringende Bremskraft derart gesteuert, daß sie größer wird, so daß die auf die außenliegenden Räder wirkende Bremskraft größer als die Bremskraft wird, welche auf die innenliegenden Räder wirkt. Hierdurch wird ein Fahrzeuggiermoment erzeugt, welches in Richtung der Kurvenaußenseite wirkt. Es wird dann bestimmt, ob die Steuerung zu beenden ist oder nicht (Schritt 25). Wenn die Steuerung nicht abgeschlossen ist, kehrt die Steuerung zu dem Schritt 1 zurück. Die Bestimmung des Endes läßt sich dadurch vor­ nehmen, daß man bestimmt, ob der Fahrzeugzündschalter beispielsweise eingeschaltet ist oder nicht.
Da bei der vorstehend beschriebenen Auslegungsform die Bremskraft nicht nur auf das hintere, innenliegende Rad, sondern auch auf das vordere, innenlie­ gende Rad zur Einwirkung gebracht wird, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, läßt sich ein Giermoment erzeugen, welches in Richtung der Kurveninnenseite gerichtet ist. Wenn ferner das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, da die Bremskraft nicht nur auf das vordere, außenliegende Rad, sondern auch auf das hintere, außenliegende Rad aufgebracht wird, läßt sich ein Giermoment erzeugen, welches in Rich­ tung der Kurvenaußenseite gerichtet ist. Auf diese Weise läßt sich mit Hilfe des Giermoments eine Stabilisierung des Fahrzeugverhaltens erzielen, welche über jene hinausgeht, die man bei üblichen Auslegungsformen verwirklichen kann.
Wenn die Lenkbetätigungseinrichtung 2 derart gesteuert wird, daß die Diffe­ renz zwischen dem Soll-Gierwinkel γ* entsprechend der Größe der Betätigung des Lenkrads 1 und der ermittelte Gierwinkel γ kleiner gemacht wird, läßt sich das Auftreten eines Untersteuerungszustandes oder eines Übersteuerungs­ zustandes infolge der Bewegung der Lenkbetätigungseinrichtung 2 durch das Einwirken der Bremskraft verhindern. In anderen Worten bedeutet dies, daß das Fahrzeugverhalten durch die zusammenwirkende Steuerung von Lenkwin­ kel und Bremskraft stabilisiert wird.
Wenn der ermittelte Gierwinkel γ kleiner als der Soll-Gierwinkel γ* ist, wird bestimmt, ob sich der Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β ändert, um den Gierwinkel γ näher zu dem Soll-Gierwinkel γ* zu bringen, oder diesen von dem Soll-Gierwinkel γ*' weiter zu entfernen. Wenn in einem Übersteuerungszustand der ermittelte Gierwinkel y einen Wert erreicht, welcher kleiner als der Soll- Gierwinkel γ* entsprechend der Betätigungsgröße des Lenkrads 1 durch einen Gegenlenkvorgang ist, ändert sich der Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkel β derart, daß sich der Gierwinkel γ von dem Soll-Gierwinkel γ* weg bewegt, und es wird folglich bestimmt, daß sich das Fahrzeug in einem Übersteue­ rungszustand befindet. Wenn hierbei der Gegenlenkvorgang ausgeführt wird, um den Übersteuerungszustand zu eliminieren, kann auch die Bremskraft zur Einwirkung gebracht werden, um den Übersteuerungszustand zu eliminieren. Somit läßt sich ein Konflikt zwischen der Lenksteuerung und der Bremskraft­ steuerung verhindern, und das Fahrzeugverhalten läßt sich stabilisieren.
Wenn ferner das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet und der Absolutwert von dem Vorderrad-Querschlupfwinkel βf gleich oder größer als der Vorderrad-Querschlupfwinkel ßfmax bei der maximalen Querkraft ist, wird die Bremskraft, welche das Fahrzeuggiermoment wirkend in Richtung der Kurveninnenseite maximiert, auf die innenliegenden Räder aufgebracht und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung 2 dient zur Sicherstellung, daß der Gierwinkel γ auf den Soll-Gierwinkel γ* unter Minimierung abgestimmt wird. Wenn ferner das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, und der Absolutwert des Vorderrad-Querschlupfwinkels βf kleiner als der Vorderrad-Querschlupfwinkel βfmax bei maximaler Querkraft ist, da der Ab­ solutwert des Vorderrad-Querschlupfwinkel βf abnimmt, wird die Steuergröße der Bremskraft kleiner und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung 2 ist erforderlich, um sicher zu stellen, daß der Gierwinkel γ auf den Soll-Gier­ winkel γ* durch ein Größerwerden abgestimmt wird. Durch diese zusammen­ wirkende Steuerung von Lenkwinkel und Bremskraft beim Fahrzeug im Unter­ steuerungszustand lassen sich ein zu großer Anstieg des Lenkwinkels, eine Einwirkung einer zu großen Bremskraft auf die innenliegenden Räder und eine Herabsetzung des Giermoments, welches zur Stabilisierung des Fahrzeugs dient, verhindern. Zusätzlich läßt sich die Größe der Bremskraft zur Stabilisie­ rung des Fahrzeugverhaltens vergrößern, da das Fahrzeugverhalten instabiler wird und der Vorderrad-Querschlupfwinkel größer wird, ohne daß man eine komplizierte Steuerung benötigt. Diese zusammenarbeitende Steuerung von Lenkwinkel und Bremskraft wird nur ausgeführt, wenn der Absolutwert des Determinationskoeffizienten J größer als 1 ist, der Lenkwinkel und die Brems­ kraft nicht mehr als notwendig Schwankungen unterworfen sind, wenn der Gierwinkel γ auf den Soll-Gierwinkel γ* abgestimmt ist. Auf diese Weise läßt sich eine Verschlechterung des Gefühls beim Lenkvorgang verhindern. Da ferner eine zu große Vergrößerung des Lenkwinkels im Untersteuerungs­ zustand des Fahrzeugs verhindert wird, läßt sich der lineare Bereich beibehal­ ten, in welchem der Reifenquerschlupfwinkel proportional zur Kurvenkraft ist, und auf diese Weise läßt sich eine Instabilität hinsichtlich des Fahrzeugverhal­ tens zuverlässig vermeiden.
Wenn die Lenkbetätigungseinrichtung 2 nach Maßgabe des Soll-Gierwinkel γ* gesteuert wird, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert δFF* und dem Lenkwinkelkorrekturwert δFB* darstellt, lassen sich die Vorwärtssteuerung und die Rückwärtssteuerung ausführen, da der Lenkwinkelsollwert δFF* der Vor­ wärtsregelungskomponente des Soll-Gierwinkel γ* entspricht, und der Lenkwin­ kelkorrekturwert δFB* der Rückführungskomponente entspricht. Der Lenkwinkel­ sollwert δFF* entspricht dem Soll-Gierwinkel γ*, welcher den Betätigungswinkel δh des Lenkrads 1 und die Bremskraftdifferenz Bd zwischen den rechten und den linken Rädern wiedergibt. Der Lenkwinkelkorrekturwert δFB* entspricht der Differenz zwischen dem Soll-Gierwinkel γ* und dem ermittelten Gierwinkel γ. Da in anderen Worten der Lenkwinkelsollwert δFF* nach Maßgabe nicht nur des Betätigungswinkel δh des Lenkrades 1 bestimmt wird, sondern auch unter Berücksichtigung der Bremskraftdifferenz Bd zwischen den rechten und den linken Rädern, wenn das Fahrzeugverhalten durch die Bremskraftsteuerung zu stabilisieren ist, läßt sich der Lenkwinkel durch die Vorwärtssteuerung nach Maßgabe der Bremskraftdifferenz Bd steuern. Im Vergleich zu einer Rückfüh­ rungssteuerung für den Lenkwinkel nach Maßgabe des Gierwinkels γ resultie­ rend lediglich aus der Bremskraftsteuerung läßt sich daher das Ansprechver­ mögen der Steuerung verbessern, und die Stabilisierung des Fahrzeugverhal­ tens läßt sich ebenfalls in unterstützender Weise verbessern.
Bei der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wird die Stabili­ sierung des Fahrzeugverhaltens durch eine einzelne Steuerung der rechten und linken Räder 4 derart erreicht, daß die auf die außenliegenden Räder 4 übertragende Antriebsleistung größer als die Antriebsleistung ist, welche auf die innenliegenden Räder 4 übertragen wird, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet. Wenn das Fahrzeug sich im Übersteue­ rungszustand befindet, ist die auf die innenliegenden Räder 4 wirkende An­ triebsleistung größer als die Antriebsleistung, welche auf die außenliegenden Räder 4 wirkt. Auf diese Weise wird die auf das jeweilige Rad 4 zu übertragen­ de Antriebsleistung aus der Umdrehungsanzahl der Räder und dem Über­ tragungsmoment beispielsweise ermittelt, und die Antriebsleistungsdifferenz zwischen der Antriebsleistung, welche auf die innenliegenden Räder 4 aufge­ bracht wird und jener, welche auf die außenliegenden Räder 4 aufgebracht wird, wird durch die Antriebssystemsteuereinrichtung 60 ermittelte. Der Lenk­ winkelsollwert δFF* entsprechend der Antriebsleistungsdifferenz und der Soll- Gierwinkel γ* werden basierend auf dem gespeicherten Zusammenhang zwischen dem Soll-Gierwinkel γ*, der Antriebskraftdifferenz und dem Lenkwin­ kelsollwert ermittelt. Die Gleichungen, mittels denen der Lenkwinkelsollwert δFF* ermittelt wird, erhält man dadurch, daß man die Bremskräfte FXf1, FXf2, FXr1 und FXr2 auf das jeweilige Rad in den Gleichungen (2), (3) und (8) bis (27) durch die Antriebsleistung für das jeweilige Rad ersetzt werden, und daß die Bremskraftdifferenz Bd durch eine Antriebskraftdifferenz ersetzt wird. In allen weiteren Einzelheiten stimmt die Auslegung der Steuerung für den Lenkwinkel gemäß der voranstehenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsform überein. Wenn in diesem Fall die Lenkbetätigungseinrichtung 2 nach Maßgabe des Soll-Gierwinkel γ* gesteuert wird, welcher die Summe aus dem Lenkwin­ kelsollwert δFF* und dem Lenkwinkelkorrekturwert δFB* aufweist, lassen sich eine Vorwärtsregelung und eine Rückführungsregelung ausführen, da der Lenkwinkelsollwert δFF* der Vorwärtssteuerungskomponente für den Soll- Gierwinkel γ* entspricht, und der Lenkwinkelkorrekturwert δFB* der Rückfüh­ rungskomponente entspricht. Der Lenkwinkelsollwert δFF* entspricht dem Soll- Gierwinkel γ*, welcher den Betätigungswinkel δh des Lenkrads 1 und die An­ triebskraft zwischen den rechten und den linken Rädern wiedergibt. Der Lenkwinkelkorrekturwert δFB* entspricht der Differenz zwischen dem Soll- Gierwinkel γ* und dem ermittelten Gierwinkel γ. Da in diesem Fall der Lenk­ winkelsollwert δFF* nach Maßgabe nicht nur des Betätigungswinkel δh des Lenkrades 1, sondern auch nach Maßgabe der Antriebsleistungsdifferenz zwischen den rechten und den linken Rädern bestimmt wird, wenn das Fahr­ zeugverhalten durch die Antriebsleistung zur Steuerung stabilisiert werden soll, läßt sich der Lenkwinkel durch eine Vorwärtssteuerung nach Maßgabe der Antriebsleistungsdifferenz steuern. Im Vergleich bei einer Rückführungssteue­ rung für den Lenkwinkel nach Maßgabe des Gierwinkels γ resultierend aus der Antriebsleistungssteuerung läßt sich das Ansprechverhalten der Steuerung verbessern, und man kann eine verbesserte Stabilität des Fahrzeugverhaltens erreichen. Ferner sind keine speziellen Beschränkungen hinsichtlich der Einrichtungen gegeben, mittels welchen die Steuerung der Antriebsleistung verwirklicht wird, welche auf die jeweiligen Räder 4 zu übertragen ist. Bei einem Fahrzeug mit einem Vierradantrieb beispielsweise, bei dem die Brenn­ kraftmaschinenabgabeleistung auf jeder der vier Räder über die vorderen und hinteren Differential übertragen wird, weist eine hydraulische Getriebeein­ richtung eine Hydraulikpumpe auf, und eine Hydraulikbetätigungseinrichtung befindet sich zum Leistungsübertragungssystem zwischen dem jeweiligen Differential und dem Rad, so daß sich die Antriebsleistung auf das jeweiligen Rad individuell dadurch steuern läßt, daß der Strom für die Elektromagnete gesteuert wird, welche den Ausgabedruck der jeweiligen Hydraulikpumpe steuern. Auch bei einem Fahrzeug mit einem Vierradantrieb, bei dem das jeweiligen Rad individuell durch einen Elektromotor angetrieben wird, läßt sich die Antriebsleistung auf jedes Rad durch Steuern des Stromes zu dem jeweili­ gen Elektromotor steuern.
Die Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Die Erfindung läßt sich auch bei einem Fahr­ zeug verwirklichen, bei dem das Lenkrad mechanisch mit den Rädern ver­ bunden ist. Ferner kann man das Betätigungsmoment detektiert mittels des Drehmomentsensors auch als Betätigungsgröße für das Betätigungsteil nutzen.

Claims (16)

1. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung, welche einzeln die Bremskraft, welche auf die rechten und die linken Räder (4) wirkt, derart steuern kann, daß in einem Untersteuerungszustand des Fahrzeugs die auf die innenliegenden Räder (4) wirkende Bremskraft größer als die Bremskraft ist, welche auf die außenliegenden Räder (4) wirkt, und in einem Übersteuerungszustand des Fahrzeugs die auf die außenlie­ genden Räder (4) wirkende Bremskraft größer als die Bremskraft ist, welche auf die innenliegenden Räder (4) wirkt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung folgendes aufweist:
ein Betätigungselement (1),
eine Lenkbetätigungseinrichtung (2), welche nach Maßgabe der Betätigung des Betätigungsteils (1) angetrieben wird;
eine Einrichtung (3) zum Übertragen der Bewegung der Lenk­ betätigungseinrichtung (2) auf die Räder (4), so daß sich der Lenk­ winkel in Abhängigkeit von der Bewegung der Lenkbetätigungsein­ richtung (2) ändert;
einen Sensor (16) zur Erfassung eines Verhaltensindexwertes, welcher der Änderung des Verhaltens des Fahrzeugs entspricht, die basierend auf der Änderung des Lenkwinkels auftritt;
einen Sensor (11) zur Erfassung der Betätigungsgröße des Betätigungsteils (1);
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Soll-Verhaltensindex­ wertes, welcher der angestrebten Betätigungsgröße basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Betätigungsgröße und dem Soll-Verhaltensindexwert entspricht;
Sensoren (61) zur Erfassung der auf das jeweilige Rad (4) einwirkenden Bremskraft;
eine Einrichtung (60) zur Ermittlung einer Bremskraftdifferenz zwischen der Bremskraft, welche auf die innenliegenden Räder (4) einwirkt, und der Bremskraft, welche auf die außenliegenden Räder (4) einwirkt;
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Lenkwinkelsollwerts, welcher dem angestrebten Soll-Verhaltensindexwert entspricht, und einer Bremskraftdifferenz basierend auf einem gespeicherten Zusam­ menhang zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert, der Bremskraftdiffe­ renz und dem Lenkwinkelsollwert;
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Lenkwinkelkorrek­ turwerts, welcher der Differenz zwischen dem Soll-Verhaltensindex­ wert und dem angestrebten Verhaltensindexwert entspricht, basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Differenz und dem Lenkwinkelkorrekturwert; und
eine Einrichtung (20) zum Steuern der Lenkbetätigungsein­ richtung (2) derart, daß der Lenkwinkel auf den Soll-Lenkwinkel abge­ stimmt ist, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert und dem Lenkwinkelkorrekturwert ist.
2. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung, welche individuell die Antriebs­ leistung steuern kann, die auf die rechten und die linken Räder (4) übertragen wird, so daß dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, die auf die außenliegenden Räder (4) übertragene Antriebsleistung größer als die auf die innenliegenden Räder (4) übertragene Antriebsleistung ist, und wenn das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet, die auf die innenlie­ genden Räder (4) übertragene Antriebsleistung größer als die auf die außenliegenden Räder (4) übertragene Antriebsleistung ist, wobei die Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung folgendes aufweist:
ein Betätigungsteil (1);
eine Lenkbetätigungseinrichtung (2), welche nach Maßgabe der Betätigung des Betätigungsteils (1) betrieben wird;
eine Einrichtung (3) zum Übertragen der Bewegung der Lenk­ betätigungseinrichtung (2) auf die Räder (4), so daß sich der Lenk­ winkel in Abhängigkeit von der Bewegung der Lenkwinkelbetätigungs­ einrichtung (2) ändert;
einen Sensor (16), welcher einen Verhaltensindexwert ermittelt, welcher der Änderung der Bewegung des Fahrzeugs entspricht, die basierend auf der Lenkwinkeländerung auftritt;
einen Sensor (11) zur Ermittlung der Betätigungsgröße des Betätigungsteils (1);
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Soll-Verhaltensoll­ wertes, welcher der angestrebten Betätigungsgröße basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Betätigungsgröße und dem Soll-Verhaltensindexwert entspricht;
eine Einrichtung zum Ermitteln der auf das jeweiligen Rad (4) einwirkenden Antriebsleistung;
eine Einrichtung (60) zum Ermitteln einer Antriebsleistungs­ differenz zwischen der Antriebsleistung, welche auf die innenliegenden Räder (4) wirkt, und jener Antriebsleistung, welche auf die außen­ liegenden Räder (4) wirkt;
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Lenkwinkelsollwerts, welcher dem angestrebten Soll-Lenkwinkelverhaltenswert entspricht, und einer Antriebsleistungsdifferenz basierend auf einem gespeicher­ ten Zusammenhang zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert, der Antriebsleistungsdifferenz und des Lenkwinkelsollwerts;
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Lenkwinkelkorrek­ turwerts, welcher der Differenz zwischen dem Soll-Verhaltensindex­ wert und dem angestrebten Verhaltensindexwert entspricht, und auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Differenz und dem Lenkwinkelkorrekturwert basiert; und
eine Einrichtung (20) zum Steuern der Lenkbetätigungsein­ richtung (2) derart, daß der Lenkwinkel auf einen Soll-Lenkwinkel abgestimmt ist, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert und dem Lenkwinkelkorrekturwert darstellt.
3. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung, welche individuell die auf die rechten und die linken Räder (4) einwirkende Bremskraft derart steu­ ern kann, daß bei einem Übersteuerungszustand des Fahrzeugs die auf die innenliegenden Räder (4) aufgebrachte Bremskraft größer als die auf die außenliegenden Räder (4) aufgebrachte Bremskraft ist und in einem Übersteuerungszustand die auf die außenliegenden Räder (4) aufgebrachte Bremskraft größer als die Bremskraft ist, welche auf die innenliegenden Räder (4) aufgebracht wird, wobei die Fahrzeug- Fahrlagensteuervorrichtung folgendes aufweist:
ein Betätigungsteil (1);
eine Lenkbetätigungseinrichtung (2), welche nach Maßgabe der Betätigung des Betätigungsteils (1) betrieben wird;
eine Einrichtung (3) zum Übertragen der Bewegung der Lenk­ betätigungseinrichtung (2) auf die Räder (4), so daß sich der Lenk­ winkel in Abhängigkeit von der Bewegung der Lenkwinkelbetätigungs­ einrichtung (2) ändert;
einen Sensor (16), zum Ermitteln eines Verhaltensindexwert, welcher der Änderung der Bewegung des Fahrzeugs entspricht, die basierend auf der Lenkwinkeländerung auftritt;
einen Sensor (11) zur Erfassung der Betätigungsgröße des Betätigungsteils (1);
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Soll-Verhaltensindex­ wertes, welcher der angestrebten Betätigungsgröße basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Betätigungsgröße und dem Soll-Betätigungsindexwert entspricht;
eine Einrichtung zum Steuern der Lenkbetätigungseinrichtung (2) derart, daß der Verhaltensindexwert auf den angestrebten Soll- Verhaltensindexwert abgestimmt ist;
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Radquerschlupfwin­ kels;
eine Einrichtung (60), welche basierend auf einer gespeicherten Gleichung die Bremskraft ermittelt, welche auf das innenliegende Rad (4) einwirkt, welches das Giermoment maximiert, welches in Richtung der Kurveninnenseite wirkt, wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet; und
eine Einrichtung (20) zum Bestimmung, ob die Größe des angestrebten Radquerschlupfwinkels gleich oder größer als ein vor­ bestimmter Maximalwert ist oder nicht, wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, wobei folgendes gilt:
wenn der ermittelte Radquerschlupfwinkel gleich oder größer als der vorbestimmte Maximalwert ist, die Bremskraftsteuerung derart ausgeführt wird, daß die ermittelte Bremskraft angelegt wird, und die Steuergröße der Lenkbetätigungseinrichtung (2) minimiert wird, um sicherzustellen, daß der Verhaltensindexwert auf den Soll-Verhaltens­ indexwert abgestimmt wird, und
wenn der angestrebte Radquerschlupfwinkel kleiner als der vorbestimmte Maximalwert ist, da der angestrebte Radquerschlupf­ winkel kleiner wird, die Größe der Bremskraftsteuerung reduziert wird, und die Größe der Steuerung der Lenkbetätigungseinrichtung (2) vergrößert wird, um sicher zu stellen, daß der Verhaltensindexwert auf den Soll-Verhaltensindexwert abgestimmt wird.
4. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (20) zur Bestimmung aufweist, ob nicht wenigstens einer der Werte, welcher der Größe des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels entspricht, und jenem Wert, welcher der Größe der Änderungsrate des Fahrzeugkarossrie-Quer­ schlupfwinkels entspricht, einen vorbestimmten positiven Zahlenwert überschreitet oder nicht, wobei dann, wenn weder der der Größe des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels zugeordnete Wert noch der der Größe der der Änderungsrate des Fahrzeugkarosserie-Quer­ schlupfwinkels zugeordnete Wert den vorbestimmten positiven Zahlen­ wert überschreitet, die Größe der Steuerung der Bremskraft und die Größe der Steuerung der Lenkbetätigungseinrichtung (2) in Verbin­ dung mit dem Radquerschlupfwinkel auf einen festen Wert unabhän­ gig von der Größe des angestrebten Radquerschlupfwinkels eingestellt werden.
5. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Maximalwert für den Rad­ querschlupfwinkel nicht den Maximalwert überschreitet, bei welchem sich der lineare Bereich aufrecht erhalten läßt, in welchem die Kurven­ kraft proportional zu dem Radquerschlupfwinkel ist.
6. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Gleichung wie folgt lautet:
FX = a.µ.W/(r2 + a2)1/2
wobei Fx die Bremskraft darstellt, W die Reifenbelastung auf jedem Rad (4) darstellt, und die Reibungskoeffizienten zwischen der Fahr­ bahnoberfläche zu dem Reifen des jeweiligen Rades (4) darstellt, und sich R aus dem Zusammenhang r = Fo/(µ.W) ergibt, wobei Fo die nicht bremsende Kurvenkraft darstellt, und
wobei dann, wenn die Bremskraft auf die Vorderräder ermittelt wird, a aus dem Zusammenhang d/2 = a.Lf ermittelt wird, wobei Lf den Abstand zwischen den Vorderrädern und dem Fahrzeugschwer­ punkt darstellt, und d die Vorderradlauffläche darstellt, während dann, wenn die Bremskraft auf die Hinterräder ermittelt wird, a aus dem Zusammenhang d/2 = a.Lr ermittelt wird, wobei Lr den Abstand zwischen den Hinterrädern und dem Fahrzeugschwerpunkt darstellt, und d die Hinterradlauffläche darstellt.
7. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 3, welche fol­ gendes aufweist:
Sensoren (61) zum Ermitteln der auf das jeweiligen Rad (4) einwirkenden Bremskraft;
eine Einrichtung (60) zum Ermitteln einer Bremskraftdifferenz zwischen der Bremskraft, welche auf die innenliegenden Räder (4) wirkt, und der Bremskraft, welche auf die außenliegenden Räder (4) wirkt;
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Lenkwinkelsollwerts entsprechend dem angestrebten Soll-Verhaltensindexwert und der Bremskraftdifferenz basierend auf einem gespeicherten Zusammen­ hang zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert, der Bremskraftdifferenz und dem Lenkwinkelsollwert; und
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Lenkwinkelkorrek­ turwerts entsprechend der Differenz zwischen dem Soll-Verhaltens­ indexwert und dem ermittelten Verhaltensindexwert basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen dieser Differenz und dem Lenkwinkelkorrekturwert;
wobei der Basisindexwert auf den Soll-Verhaltensindexwert dadurch abgestimmt wird, daß die Lenkbetätigungseinrichtung (2) derart gesteuert wird, daß der Lenkwinkel auf einen Soll-Lenkwinkel abgestimmt ist, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert und dem Lenkwinkelkorrekturwert darstellt.
8. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung, welche individuell die Brems­ kraft steuern kann, welche auf die rechten und die linken Räder (4) aufgebracht wird, so daß die auf die innenliegenden Räder (4) auf­ gebrachte Bremskraft größer als die auf die außenliegenden Räder (4) aufgebrachte Bremskraft ist, wenn sich das Fahrzeug in einem Unter­ steuerungszustand befindet, und die auf die außenliegenden Räder (4) aufgebrachte Bremskraft größer als die Bremskraft ist, welche auf die innenliegenden Räder (4) aufgebracht wird, wenn sich das Fahrzeug in einem Übersteuerungszustand befindet, wobei sich die Fahrzeug- Fahrlagensteuervorrichtung dadurch auszeichnet, daß die Steuerung derart durchgeführt wird, daß die Bremskraft, die auf die vorderen und hinteren, innenliegenden Räder aufgebracht wird, größer gemacht wird, wenn das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet, und die Bremskraft, welche auf die vorderen und hinteren, außenliegenden Räder einwirkt, größer gemacht wird, wenn sich das Fahrzeug in einem Übersteuerungszustand befindet.
9. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes aufweist:
ein Betätigungsteil (1);
eine Lenkbetätigungseinrichtung (2), welche nach Maßgabe der Betätigung des Betätigungsteils (1) angetrieben wird;
eine Einrichtung (3) zum Übertragen der Bewegung der Lenk­ betätigungseinrichtung (2) auf die Räder (4), so daß sich der Lenk­ winkel nach Maßgabe der Bewegung der Betätigungseinrichtung (2) ändert;
einen Sensor (16), zum Ermitteln eines Verhaltensindexwert, welcher der Änderung der Bewegung des Fahrzeugs entspricht, die basierend auf der Lenkwinkeländerung auftritt;
einen Sensor (11) zur Ermittlung der Betätigungsgröße des Betätigungsteils (1);
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Soll-Verhaltenindex­ wertes entsprechend der ermittelten Betätigungsgröße basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Betätigungsgröße und dem Soll-Verhaltensindexwert;
eine Einrichtung zum Steuern der Lenkbetätigungseinrichtung (2) derart, daß der Verhaltensindexwert auf den ermittelten Soll-Ver­ haltensindexwert abgestimmt wird;
eine Einrichtung (20) zum Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungszustand oder einem Übersteuerungszustand befindet, und zwar basierend wenigstens auf dem ermittelten Verhal­ tensindexwert oder dem Soll-Verhaltensindexwert;
eine Einrichtung (60) zum Ermitteln der Bremskraft, welche auf die vorderen und hinteren, innenliegenden Räder (4) aufgebracht wird, welche das Fahrzeuggiermoment maximiert, welches in Richtung der Kurveninnenseite gerichtet ist, wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet basierend auf einer gespeicherten Gleichung; und
eine Einrichtung (60) zum Ermitteln der Bremskraft, welche auf die vorderen und hinteren, außenliegenden Räder (4) aufgebracht wird, welche das Fahrzeuggiermoment maximieren, welches in Rich­ tung der Kurvenaußenseite gerichtet ist, wenn basierend auf einer gespeicherten Gleichung bestimmt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Übersteuerungszustand befindet.
10. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (20) zum Ermitteln des Fahr­ zeugkarosserie-Querschlupfwinkels in zeitlicher Reihenfolge vorgese­ hen ist, wobei folgendes gilt:
wenn der ermittelte Verhaltensindexwert kleiner als der Soll- Verhaltensindexwert ist, und der ermittelte Fahrzeugkarosserie-Quer­ schlupfwinkel sich ändert, so daß der Verhaltensindexwert sich dem Soll-Verhaltensindexwert nähert, bestimmt wird, daß sich das Fahr­ zeug in einem Untersteuerungszustand befindet;
wenn der ermittelte Verhaltensindexwert kleiner als der Soll- Verhaltensindexwert ist, und der ermittelte Fahrzeugkarosserie-Quer­ schlupfwinkel sich derart ändert, daß sich der Verhaltensindexwert von dem Soll-Verhaltensindexwert entfernt, bestimmt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Übersteuerungszustand befindet; und
wenn der ermittelte Verhaltensindexwert größer als der Soll- Verhaltensindexwert ist, bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Übersteuerungszustand befindet.
11. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Radquerschlupfwinkels vorgesehen ist, und die Einrichtung (20) be­ stimmt, ob die Größe des ermittelten Radquerschlupfwinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter maximaler Wert ist oder nicht, wenn bestimmt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungs­ zustand befindet, wobei folgendes gilt:
wenn der ermittelte Radquerschlupfwinkel gleich oder größer als der vorbestimmte Maximalwert ist, die Bremskraftsteuerung derart durchgeführt wird, daß die ermittelte Bremskraft einwirkt, und die Größe der Steuerung der Lenkbetätigungseinrichtung (2) minimiert wird, um sicherzustellen, daß der Verhaltensindexwert sich auf den Soll-Verhaltensindexwert abstimmen läßt; und
wenn der ermittelte Radquerschlupfwinkel kleiner als der vor­ bestimmte Maximalwert ist, und sich der ermittelte Radquerschlupfwin­ kel verkleinert, die Größe der Bremskraftsteuerung reduziert wird, und die Größe der Steuerung der Lenkbetätigungseinrichtung (2) vergrö­ ßert wird, um sicherzustellen, daß sich der Verhaltensindexwert auf den Soll-Verhaltensindexwert abstimmen läßt.
12. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei die gespeicherte Gleichung sich wie folgt ausdrücken läßt:
FX = a.µ.W/(r2 + a2)1/2
wobei Fx die Bremskraft darstellt, W die Reifenbelastung an jedem Rad (4) darstellt, und µ den Reibungskoeffizienten zwischen der Fahrbahnoberfläche und dem Reifen des jeweiligen Rades (4) darstellt, und R aus dem Zusammenhang r = Fo/(µ.W) ermittelt wird, wobei Fo die nicht bremsende Kurvenkraft darstellt, und
bei der Ermittlung der Bremskraft auf die Vorderräder a aus dem Zusammenhang d/2 = a.Lf ermittelt wird, wobei Lf den Abstand zwischen den Vorderrädern und dem Fahrzeugschwerpunkt darstellt, und d die Vorderradlauffläche darstellt, während bei der Ermittlung der Bremskraft auf die Hinterräder a aus dem Zusammenhang d/2 = a.Lr ermittelt wird, wobei Lr den Abstand zwischen den Hinterrädern und dem Fahrzeugschwerpunkt darstellt, und d die Hinterradlauffläche darstellt.
13. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 9, welche fol­ gendes aufweist:
Sensoren (61) zum Ermitteln der auf das jeweilige Rad (4) wirkenden Bremskraft;
eine Einrichtung (60) zum Ermitteln einer Bremskraftdifferenz zwischen der auf die innenliegenden Rädern (4) und der auf die außenliegenden Räder (4) einwirkenden Bremskraft;
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Lenkwinkelsollwerts entsprechend dem ermittelten Soll-Verhaltensindexwert und einer Bremskraftdifferenz basierend auf einem gespeicherten Zusammen­ hang zwischen dem Soll-Verhaltensindex, der Bremskraftdifferenz und dem Lenkwinkelsollwert; und
eine Einrichtung (20) zum Ermitteln eines Lenkwinkelkorrek­ turwertes entsprechend der Differenz zwischen dem Soll-Verhaltens­ indexwert und dem ermittelten Verhaltensindexwert basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Differenz und dem Lenkwinkelkorrekturwert;
wobei der Verhaltensindexwert auf den Soll-Verhaltensindex­ wert dadurch abgestimmt wird, daß die Lenkbetätigungseinrichtung (2) derart gesteuert wird, daß sich der Lenkwinkel auf dem Soll-Lenkwin­ kel abstimmen läßt, welcher die Summe aus dem Lenkwinkelsollwert und dem Lenkwinkelkorrekturwert darstellt.
14. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (20) vorgesehen ist, um zu bestimmen, ob wenigstens einer der Werte unter Zuordnung zu der Größe eines Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels und dem Wert unter Zuordnung zu der Größe der Änderungsrate des Fahrzeugkaros­ serie-Querschlupfwinkels einen vorbestimmten positiven Zahlenwert überschreitet oder nicht, wobei dann, wenn weder der Wert entspre­ chend der Größe des Fahrzeugkarosserie-Querschlupfwinkels noch der Wert entsprechend der Größe der Veränderungsrate des Fahr­ zeugkarosserie-Querschlupfwinkels den vorbestimmten positiven Zahlenwert überschreitet, die Größe der Steuerung der Bremskraft und die Größe der Steuerung der Lenkbetätigungseinrichtung (2) in Verbindung mit dem Radquerschlupfwinkel auf einen festen Wert unabhängig von der Größe des ermittelten Radquerschlupfwinkels gesetzt werden.
15. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenn der vorbestimmte Maximalwert für den Radquerschlupfwinkel den Maximalwert nicht überschreitet, welcher im linearen Bereich liegt, wenn die Gierkurvenkraft proportional zu dem Radquerschlupfwinkel ist, dieser Bereich aufrecht erhalten wird.
16. Fahrzeug-Fahrlagensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lenkgetriebe als Ein­ richtung (3) zur Übertragung der Bewegung der Lenkbetätigungsein­ richtung (2) auf die Räder (4) vorgesehen ist, so daß sich der Lenk­ winkel in Abhängigkeit von der Bewegung der Lenkbetätigungsein­ richtung (2) ändert.
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