DE102007000650A1

DE102007000650A1 - Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007000650A1
Application number: DE102007000650A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Kariya Yasui; Hiroaki Kariya Aizawa
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2027-11-08
Also published as: US20080119988A1; CN101186202A; US8116942B2; CN101186202B; JP2008126889A; DE102007000650B4; JP4930007B2

Abstract

Ein Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug hat eine erste Berechnungseinrichtung (50h), die eine Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) berechnet, eine zweite Berechnungseinrichtung (50i), die eine Längskraftdifferenz (ΔFX) zumindest zwischen einem rechten Rad und zumindest einem linken Rad auf der Grundlage der Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) berechnet, eine dritte Berechnungseinrichtung (50j), die eine Verteilungsrate (Qf) der vorderen Räder (FR, FL) bei der Lenkwinkelsteuerung und eine Verteilungsrate (Qr) der hinteren Räder (RR, RL) bei der Lenkwinkelsteuerung berechnet, eine vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb), die einen Vorderradkorrekturlenkwinkel (δft) und einen Hinterradkorrekturlenkwinkel (δrt) auf der Grundlage der Verteilungsrate (Qf) des vorderen Rads (FR, FL), der Verteilungsrate (Qr) des hinteren Rads (RR, RL) und einer Zustandsgröße (ΔFX, MS) einschließlich der Längskraftdifferenz (ΔFX) berechnet, und eine Antriebseinrichtung (50ba, 50bb), die einen Steuerbefehlswert auf der Grundlage des Vorderradkorrekturlenkwinkels (δft) und des Hinterradkorrekturlenkwinkels (δrt) abgibt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug.
Wenn eine Schlupfbegrenzungssteuerung zum Begrenzen eines Schlupfs eines Rads wie zum Beispiel eine Antirutschsteuerung (dass heißt eine Steuerung eines Antiblockierbremssystems oder eine ABS-Steuerung) oder eine Traktionssteuerung (dass heißt eine TCS-Steuerung) oder dergleichen ausgeführt wird, während ein Fahrzeug auf einer Fahrbahnoberfläche (dass heißt nachfolgend als eine μ-Split-Fahrbahn bezeichnet) mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten hinsichtlich der Räder an der rechten und an der linken Seite fährt (dass heißt die Schlupfbegrenzungssteuerung wird nachfolgend als eine μ-Splitsteuerung bezeichnet), dann werden Differenzen (dass heißt eine Bremskraftdifferenz, wenn die ABS-Steuerung angewendet wird; eine Antriebskraftdifferenz, wenn die TCS-Steuerung angewendet wird) zwischen Längskräften (dass heißt eine Reibungskraft in einer Beschleunigungs- oder Verzögerungsrichtung, die zwischen einer Fahrbahnoberfläche und einem Reifen erzeugt wird; auch als eine Antriebs-/Bremskraft bezeichnet) an Rädern an der linken Seite und an der rechten Seite erzeugt. Ein Giermoment wird erzeugt, das eine Spur eines Fahrzeugs auf der Grundlage der Differenzen der Längskräfte ablenkt (nachfolgend als ein Giermoment auf der Grundlage der Längskraftdifferenz bezeichnet).
Um die Ablenkung der Spur des Fahrzeugs durch das Giermoment auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zu begrenzen, ist es erforderlich, das Giermoment auf der Grundlage der Längskraftdifferenz dadurch zu reduzieren (dass heißt zu beseitigen), das ein Lenkwinkel der Räder in einer umgekehrten Richtung hinsichtlich der Ablenkungsrichtung des Fahrzeugs korrigiert wird, indem ein Lenkrad in einer umgekehrten Richtung hinsichtlich der Ablenkungsrichtung des Fahrzeugs betätigt wird. Der vorstehend genannte Betrieb zum Korrigieren des Lenkwinkels der Räder in einer umgekehrten Richtung hinsichtlich der Ablenkungsrichtung des Fahrzeugs wird als ein Gegenlenkbetrieb bezeichnet. Der Gegenlenkbetrieb erfordert, dass ein Fahrer äußerst geübt ist.
Angesichts der vorstehend geschilderten Umstände wird gemäß einem bekannten Gerät, das in der JP-2540742 B beschrieben ist, eine Druckdifferenz eines Hydraulikbremsdrucks von Rädern an der rechten Seite und an der linken Seite bestimmt, wenn eine Bremsung durch ein Antirutschsteuersystem bewirkt wird, ein korrigierter Lenkwinkel der hinteren Räder oder der vorderen Räder des Fahrzeugs wird als Reaktion auf die Druckdifferenz berechnet, und die hinteren Räder oder die vorderen Räder werden als Reaktion auf den korrigierten Lenkwinkel so gelenkt, dass eine Bremsung sicher bewirkt wird, ohne dass ein Lauf des Fahrzeugs geändert wird, auch wenn ein plötzlicher Bremsbetrieb auf einer μ-Split-Fahrbahn bewirkt wird.
Nichtsdestotrotz ist es bei einem System erforderlich, das Lenkwinkel sowohl der vorderen Räder als auch der hinteren Räder des Fahrzeugs auf der Grundlage der Differenz der Längskräfte zwischen den Rädern an der rechten und an der linken Seite steuert, dass Lenkwinkel unter Berücksichtigung einer prozentualen Verteilung eines Stabilisierungsmomentes (dass heißt eine Verteilungsrate) für die vorderen Räder und die hinteren Räder bestimmt werden, um das Giermoment auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zu begrenzen.
Somit besteht ein Bedarf an einem Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug, das eine Lenkwinkelsteuerung der vorderen Räder und der hinteren Räder ausführt, die eine Ablenkung eines Fahrzeugs durch ein Giermoment auf der Grundlage einer Längskraftdifferenz der Räder an der rechten Seite und an der linken Seite auf einer μ-Split-Fahrbahn begrenzt (dass heißt als eine korrigierende Lenkwinkelsteuerung bezeichnet), und die eine Verteilungsrate der vorderen Räder und der hinteren Räder für die korrigierende Lenkwinkelsteuerung bestimmt, um eine Ablenkung des Fahrzeugs auf einer μ-Split-Fahrbahn zu begrenzen.
Angesichts der vorstehend geschilderten Umstände sieht die vorliegende Erfindung ein Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug vor, das einen Lenkwinkel von vorderen Rädern und hinteren Rädern für ein Fahrzeug steuert, wobei eine Schlupfbegrenzungssteuerung zum Einstellen einer Längskraft zumindest eines der Räder ausgeführt wird, um einen Schlupf des Rads zu begrenzen, und wobei eine μ-Split-Steuerung zum Ausführen der Schlupfbegrenzungssteuerung ausgeführt wird, während das Fahrzeug auf einer μ-Split-Fahrbahn mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten an einem Abschnitt, an dem sich zumindest eines der Räder an der linken Seite dreht, und einem Abschnitt fährt, an dem sich zumindest eines der Räder an der rechten Seite dreht. Das Lenkwinkelsteuergerät für das Fahrzeug hat eine erste Berechnungseinrichtung, die die Längskraft berechnet, eine zweite Berechnungseinrichtung, die eine Längskraftdifferenz zwischen dem zumindest einen rechten Rad und dem zumindest einen linken Rad auf der Grundlage der Längskraft berechnet, eine dritte Berechnungseinrichtung, die eine Verteilungsrate der vorderen Räder bei der Lenkwinkelsteuerung und eine Verteilungsrate der hinteren Räder bei der Lenkwinkelsteuerung berechnet, eine vierte Berechnungseinrichtung, die einen Vorderradkorrekturlenkwinkel und einen Hinterradkorrekturlenkwinkel auf der Grundlage der Verteilungsrate des vorderen Rads, der Verteilungsrate des hinteren Rads und einer Zustandsgröße berechnet, die die Längskraftdifferenz beinhaltet, und eine Antriebseinrichtung, die einen Steuerbefehlswert auf der Grundlage des Vorderradkorrekturlenkwinkels und des Hinterradkorrekturlenkwinkels abgibt.
Gemäß der Erfindung des Lenkwinkelsteuergeräts für das Fahrzeug werden die Verteilungsrate der vorderen Räder und die Verteilungsrate der hinteren Räder bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung erhalten, und der Vorderradkorrekturlenkwinkel und der Hinterradkorrekturlenkwinkel werden auf der Grundlage der einen Verteilungsrate und der anderen Verteilungsrate berechnet. Dementsprechend wird der Lenkwinkel unter Berücksichtigung der Verteilungsraten der vorderen Räder und der hinteren Räder bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung gesteuert, und somit wird die Ablenkung des Fahrzeugs auf der μ-Split-Fahrbahn in günstiger Weise begrenzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet die dritte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des vorderen Rads und die Verteilungsrate des hinteren Rads auf der Grundlage zumindest einer Zeitdauer nach einem Start der μ-Split-Steuerung, der Zustandsgröße einschließlich der Längskraftdifferenz und eines Fahrzeugbewegungszustands.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Fahrzeugbewegungszustand eine Kurvenzustandsgröße, und die vierte Berechnungseinrichtung reduziert die Verteilungsrate des hinteren Rads als Reaktion auf eine Erhöhung der Kurvenzustandsgröße.
Gemäß der vorliegenden Erfindung legt die vierte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des hinteren Rads auf Null fest, wenn die Kurvenzustandsgröße gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet die vierte Berechnungseinrichtung eine Kurvenzustandsgröße bei dem Start der μ-Split-Steuerung als die Kurvenzustandsgröße.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Fahrzeugbewegungszustand eine Fahrzeuggeschwindigkeit, und die vierte Berechnungseinrichtung reduziert die Verteilungsrate des hinteren Rads als Reaktion auf eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung legt die vierte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des hinteren Rads auf Null fest, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet die vierte Berechnungseinrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem Start der μ-Split-Steuerung als die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert die vierte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des hinteren Rads als Reaktion auf eine Erhöhung der Zeitdauer nach dem Start der μ-Split-Steuerung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung legt die vierte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des hinteren Rads auf Null fest, wenn die Zeitdauer nach dem Start der μ-Split-Steuerung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet die vierte Berechnungseinrichtung den Vorderradkorrekturlenkwinkel und den Hinterradkorrekturlenkwinkel entweder auf der Grundlage eines Wertes, der die Verteilungsraten des vorderen Rads und des hinteren Rads mit der Zustandsgröße multipliziert, die die Längskraftdifferenz beinhaltet, oder durch Erhalten eines Vorderradlenkwinkels und eines Hinterradlenkwinkels entsprechend der Zustandsgröße, die die Längskraftdifferenz beinhaltet, und durch Multiplizieren der Verteilungsraten des vorderen Rads und des hinteren Rads mit dem Vorderradlenkwinkel bzw. dem Hinterradlenkwinkel.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Gesamtstruktur eines Bewegungssteuermechanismus für ein Fahrzeug, das ein Lenkwinkelsteuergerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist.
2 zeigt eine Blockdarstellung einer Lenkwinkelsteuerung in einer ECU (insbesondere eine CPU) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Blockdarstellung einer Einrichtung zum Berechnen eines Vorderradkorrekturlenkwinkels gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4A zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Vorderradschlupf und einem Gradienten KTf gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4B zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer vertikalen Vorderradlast FZf und dem Gradienten KTf gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Ansicht eines Fahrzeugzustands, wenn eine korrigierende Lenkwinkelsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
6 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung einer Vorderradverteilungsrate Qf und einer Hinterradverteilungsrate Qr relativ zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vx gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung der Vorderradverteilungsrate Qf und der Hinterradverteilungsrate Qr relativ zu der Kurvenzustandsgröße TS gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung der Vorderradverteilungsrate Qf und der Hinterradverteilungsrate Qr relativ zu einer Längskraftdifferenz ΔFX, einem Stabilisierungsmoment MS, das unter Verwendung der Längskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, oder der Längsbeschleunigung Gx gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung der Vorderradverteilungsrate Qf und der Hinterradverteilungsrate Qr relativ zu einer Zeitdauer tms nach dem Start einer μ-Split-Steuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt eine Blockdarstellung einer Lenkwinkelsteuerung in der ECU gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung eines Korrekturlenkwinkels δt relativ zu dem Stabilisierungsmoment MS gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12A zeigt ein Kennfeld eines von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Parameters SGf1 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12B zeigt ein Kennfeld eines von dem Lenkwinkel abhängigen Parameters SGf2 auf der Grundlage des Lenkwinkels θsw eines Lenkrads gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx und einem Hinterradlenkverhältnis SGr.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Figuren folgendermaßen beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die 1 werden Aufbauten eines Bewegungssteuermechanismus 10 für ein Fahrzeug 1 und detaillierte Aufbauten eines Lenkwinkelsteuergeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie dies in der 1 gezeigt ist, hat der Bewegungsteuermechanismus 10 einen Lenkwinkelsteuermechanismus 20, einen Bremssteuermechanismus 30, verschiedene Sensoren 41 bis 48 und ein elektronisches Steuergerät (nachfolgend als eine ECU bezeichnet) 50, das als das Lenkwinkelsteuergerät dient.
Der Lenkwinkelsteuermechanismus 20, der ein Lenken durch Steuern eines Lenkwinkels steuert, hat einen Mechanismus 20A zum Steuern des Vorderradlenkwinkels und einen Mechanismus 20B zum Steuern des Hinterradlenkwinkels. Der Lenkwinkelsteuermechanismus 20 stellt einen Winkel (dass heißt einen Lenkwinkel) von vorderen Rädern FL, FR und von hinteren Rädern RL, RR ein, die als gelenkte Räder bezüglich der Mittelachse eines Fahrzeugs dienen.
Wie dies in der 1 gezeigt ist, hat der Mechanismus 20A zum Steuern des Vorderradlenkwinkels ein Lenkrad 21, eine Lenkwelle 22, einen Lenkwinkelsensor 23, einen variablen Lenkübersetzungsverhältnismechanismus (dass heißt eine Lenkung mit variablen Übersetzungsverhältnis (VWRS)) 24, einen Lenkübersetzungsmechanismus 25 und einen Lenkverbindungsmechanismus 26, um einen Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR relativ zu der Mittelachse des Fahrzeugs einzustellen.
Das Lenkrad 21 entspricht einem Lenkbetätigungselement, das durch einen Fahrer betätigt wird. Wenn der Fahrer das Lenkrad 21 betätigt, wird die Lenkwelle 22 zum Beispiel über eine Lenksäule gedreht.
Die Lenkwelle 22 überträgt die Lenkbetätigung durch den Fahrer zu Rädern, die zu lenken sind. Die Lenkwelle 22 ist in einen Abschnitt 22a nahe dem Lenkrad 21 (dass heißt nachfolgend als eine obere Welle 22a bezeichnet) und in einen Abschnitt 22b nahe dem Lenkübersetzungsmechanismus 25 geteilt (dass heißt nachfolgend als eine untere Welle 22b bezeichnet). Ein Lenkwinkel, der durch die Betätigung des Lenkrads 21 durch den Fahrer an sich bewirkt wird, wird zu der oberen Welle 22a übertragen. Der zu der oberen Welle 22a übertragene Lenkwinkel wird durch die VGRS 24 eingestellt und zu der unteren Welle 22b übertragen.
Der Mechanismus 20A zum Steuern des Vorderradlenkwinkels hat einen Lenkwinkelsensor 23, um einen Drehwinkel (dass heißt einen Lenkwinkel) des Lenkrads 21 mittels des Fahrers zu erhalten.
Die VGRS 24 hat einen Übersetzungsmechanismusabschnitt 24a und einen Motor 24b. Die VGRS 24 dreht die untere Welle 22b relativ zu der oberen Welle 22a durch Steuern des absoluten Drehwinkels des Motors 24, um so ein Verhältnis des Lenkwinkels zu den vorderen Rädern FL, FR an der linken und an der rechten Seite (dass heißt ein Lenkübersetzungsverhältnis) relativ zu dem Drehwinkel des Lenkrads 21 einzustellen.
Die VGRS 24 ist z. B. durch ein Planetengetriebe aufgebaut, das ein Sonnenrad 24aa, das mit der oberen Welle 22a verbunden ist, ein Hohlrad 24ab, das mit dem Motor 24b verbunden ist und einen Träger 24ac aufweist, der mit der unteren Welle 22b verbunden ist. Durch Steuern des Drehwinkels des Motors 24b der VGRS 24 wird eine Beziehung eines Drehwinkels (dass heißt eines Lenkwinkels) des Lenkrads 21 und einem Lenkwinkel der vorderen Räder FR, FL an der rechten Seite und an der linken Seite gesteuert, die als zu lenkende Räder dienen.
Der Lenkübersetzungsmechanismus 25 ist dadurch gebildet, dass zum Beispiel Zahnräder zu einem Zahnstangegetriebe kombiniert werden. Bei der Drehung der unteren Welle 22b hat ein Ritzel 25a einen Drehwinkel, und die Drehbewegung des Ritzels 25a wird zu einer Hin und Herbewegung einer Zahnstange 25b durch die Zahnstage 25b umgewandelt, die mit dem Ritzel 25a in einem Zahneingriff ist.
Der Lenkverbindungsmechanismus 26 überträgt eine von dem Lenkübersetzungsmechanismus 25 übertragende Kraft zu einem Fingerarm 26b über eine Spannstange 26b oder dergleichen.
Dementsprechend werden vordere Räder FL, FR an der linken und an der rechten Seite in derselben Richtung gelenkt.
Der Mechanismus 20B zum Steuern des Hinterradlenkwinkels ist so konfiguriert, dass er hintere Räder RL, RR an der linken Seite und an der rechten Seite lenkt. Der Mechanismus 20B zum Steuern des Hinterradlenkwinkels hat einen Verbindungsmechanismus 27, der im Wesentlichen gleich dem Lenkverbindungsmechanismus 26 strukturiert ist. Bei einer Aktivierung eines Motors 27a durch ein Motorsteuersignal von der ECU 50 wird die Drehbewegung des Motors 27a zu der Kraft umgewandelt, die eine Spannstange 27b hin und herbewegt, damit sie zu einem Fingerarm 27c übertragen wird, und somit werden die hinteren Räder RL, RR an der linken Seite und an der rechten Seite gelenkt.
Der Bremssteuermechanismus 30 steuert einen Druck (dass heißt nachfolgend als ein Radzylinderdruck bezeichnet), der in jedem Radzylinder (dass heißt nachfolgend als auch ein W/C bezeichnet) 32FR, 32FL, 32RR, 32RL erzeugt wird, der jeweils an den entsprechenden Rädern FR, FL, RR, RL vorgesehen sind, und zwar unter Verwendung eines Aktuators 31 für eine Hydraulikbremsdrucksteuerung, die eine Antirutschsteuerung (dass heißt eine Antiblockiersystemsteuerung „nachfolgend als eine ABS-Steuerung" bezeichnet), eine Traktionssteuerung (dass heißt nachfolgend als eine TCS-Steuerung bezeichnet) oder eine Fahrzeugstabilitätssteuerung (dass heißt eine elektronische Stabilitätssteuerung oder ESC) ausführt. Der Aktuator 31 für die Hydraulikbremsdrucksteuerung hat mehrere Solenoidventile, ein Reservoir, eine Pumpe und einen Motor oder dergleichen. Ein bekanntes Hydraulikdruckbremssystem, das den Radzylinderhydraulikdruck erzeugt, oder ein bekanntes elektrisches Bremssystem wie zum Beispiel ein Brake-Wy-Wire-System, das einen Radzylinderdruck elektrisch erzeugt, kann als der Aktuator 31 für die Hydraulikbremsdrucksteuerung verwendet werden. Beschreibungen für die Strukturen des Aktuators 31 für die Hydraulikbremsdrucksteuerung wird weggelassen, da bekannte Aufbauten verwendet werden.
In der vorstehenden Beschreibung bedeutet FL ein vorderes Rad an der linken Seite, FR bedeutet ein vorderes Rad an der rechten Seite, RL bedeutet ein hinteres Rad an der linken Seite und RR bedeutet ein hinteres Rad an der rechten Seite.
Der Bremssteuermechanismus 30 erzeugt einen Hydraulikbremsdruck jeweils an den entsprechenden Radzylindern 32FR, 32FL, 32RR, 32RF als Reaktion auf eine Betätigung eines Bremspedals 60, wenn die ABS-Steuerung, die TCS-Steuerung oder die ESC-Steuerung nicht ausgeführt wird (dass heißt ein normaler Bremszustand). Als Reaktion auf die Erzeugung des Hydraulikbremsdruck bei den entsprechenden Radzylindern 32FR, 32FL, 32RR, 32RF wird ein Bremsklotz zu entsprechenden Drehscheiben 34FR, 34FL, 34RR, 34RF durch Bremssattel 33FR, 33FL, 33RR, 33RF gedrückt, um jeweils ein Bremsmoment zu erzeugen. Wenn die ABS-Steuerung, die TCS-Steuerung oder die ESC-Steuerung ausgeführt wird, ist/sind ein Druck von einem oder mehreren Radzylindern 32FR, 32FL, 32RR, 32RF ein Objekt/Objekte, die unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals 60 zu steuern sind, wobei sie so eingestellt werden, dass das Bremsmoment eingestellt wird.
Die verschiedenen Sensoren 41 bis 48 erzeugen Erfassungssignale, die für Steuerungen verwendet werden, wie zum Beispiel eine Lenkwinkelsteuerung, die ABS-Steuerung, die TCS-Steuerung und die ESC-Steuerung. Insbesondere ein Raddrehzahlsensor 41FR, 41FL, 41RR, 41RL und ein Radzylinderdrucksensor 42FR, 42FL, 42RR, 42RL sind jeweils an den Rädern FR, FL, RR, RL entsprechend vorgesehen. Des Weiteren sind ein Gierratensensor 43, ein Längsbeschleunigungssensor 44, ein Seitenbeschleunigungssensor 45 und ein Pedalbetätigungsratensensor 46 an dem Bewegungssteuermechanismus 10 des Fahrzeugs 1 vorgesehen. Darüber hinaus hat der Lenkverbindungsmechanismus 26 einen Lenkwinkelsensor 47, der einen Istlenkwinkel der vorderen Räder FR, FL, erfasst, und der Verbindungsmechanismus 27 hat einen Lenkwinkelsensor 48, der einen Istlenkwinkel der hinteren Räder RL, RR erfasst. Durch die Sensoren 41–48 erfasste Signale werden in die ECU 50 eingegeben.
Die ECU 50 nimmt Signale auf, die durch den Lenkwinkelsensor 23 und die verschiedenen Sensoren 41 bis 48 erfasst werden, um Motorsteuersignale zu erzeugen, die jeweils einen Steuerbefehlswert als Reaktion des entsprechenden erfassten Signals angeben. Des Weiteren aktiviert die ECU 50 den Aktuator 31 für die Hydraulikbremsdrucksteuerung, um eine μ-Split-Steuerung (dass heißt eine Schlupfbegrenzungssteuerung zum Begrenzen eines Schlupfs eines Rads, die während einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer Fahrbahnoberfläche mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten der Räder an der rechten und der linken Seite ausgeführt wird (dass heißt nachfolgend als eine μ-Splitt-Fahrbahn bezeichnet)) zusätzlich zu der normalen ABS-Steuerung, der TCS-Steuerung und der ESC-Steuerung auszuführen, und um den Steuerbefehlswert des Motorsteuersignals als Reaktion auf einen Steuerzustand der μ-Splitt-Steuerung zu korrigieren. Dementsprechend führt die ECU 50 eine Lenkwinkelsteuerung durch, um einen Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR an der linken Seite und an der rechten Seite und/oder einen Lenkwinkel der hinteren Räder RL, RR an der linken Seite und an der rechten Seite einzustellen. Auch wenn die ECU 50, die verschiedene Steuerungen gemeinsam durchführt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, kann eine Steuerung dadurch durchgeführt werden, dass mehrere Steuereinheiten mittels Kommunikationsbusse kombiniert werden, die an dem Fahrzeug 1 angebracht sind. Die vielen Steuereinheiten beinhalten zum Beispiel eine Brems- und Antriebskraftsteuereinheit, eine Vorderradlenkwinkelsteuereinheit, eine Hinterradlenkwinkelsteuereinheit, eine Servolenksteuereinheit und eine Antriebsstrangsteuereinheit.
Unter Bezugnahme auf die 2 wird jeder Steuerblock für eine Lenkwinkelsteuerung beschrieben, die in der ECU 50 durchgeführt wird (dass heißt insbesondere in der CPU). Die Lenkwinkelsteuerung hat eine Referenzlenkwinkelsteuerung und eine korrigierende Lenkwinkelsteuerung. Bei der Referenzlenkwinkelsteuerung für die vorderen Räder FL, FR (dass heißt nachfolgend als eine Vorderradreferenzlenkwinkelsteuerung bezeichnet) wird ein Übersetzungsverhältnis (dass heißt nachfolgend als ein Vorderradlenkverhältnis bezeichnet) zwischen einem Drehwinkel (dass heißt einem Lenkwinkel) des Lenkrads 21 und einem Lenkwinkel des gelenkten Rads (zum Beispiel der vorderen Räder FL, FR) zum Beispiel auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert. Die Vorderradreferenzlenkwinkelsteuerung ist nämlich eine Vorderradlenkverhältnissteuerung als Reaktion auf ein Niveau der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen. Bei einer Referenzlenkwinkelsteuerung für die hinteren Räder RL, RR (nachfolgend als eine Hinterradreferenzlenkwinkelsteuerung bezeichnet) wird ein Verhältnis des Lenkwinkels der hinteren Räder RL, RR relativ zu dem Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR (nachfolgend als ein Hinterradlenkverhältnis bezeichnet) zum Beispiel auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert. Die Hinterradreferenzlenkwinkelsteuerung ist nämlich eine Hinterradlenkwinkelsteuerung als Reaktion auf das Niveau der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen. Währenddessen wird bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung ein Lenkwinkel der vorderen Räder und/oder der hinteren Räder korrigiert und eingestellt, um so ein Giermoment auf der Grundlage einer Längskraftdifferenz zu beseitigen, das dann erzeugt wird, wenn die μ-Splitt-Steuerung betrieben wird. Anders gesagt ist die korrigierende Lenkwinkelsteuerung eine Lenkwinkelsteuerung für die vorderen Räder FL, FR und/oder für die hinteren Räder RL, RR, die ein Giermoment zum Stabilisieren eines Fahrzeugs während der μ-Splitt-Steuerung erzeugt.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, hat die ECU 50 eine Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels und eine Antriebseinrichtung 50ba, 50bb.
Die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels erhält einen Referenzsollwert eines Lenkwinkels der vorderen Räder und der hinteren Räder als Reaktion auf die Betätigung des Lenkrads 21 durch den Fahrer. Insbesondere erhält die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels ein Vorderradlenkverhältnis SGf auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, eines Lenkwinkels θsw des Lenkrads 21 und eines Kennfelds oder einer Formel, die die Beziehung zwischen dem Vorderradlenkverhältnis SGf und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx sowie zwischen dem Vorderradlenkverhältnis SGf und dem Lenkwinkel θsw angeben. Unter diesen Umständen ist das Vorderradlenkverhältnis SGf ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradlenkwinkel θsw und einem Lenkwinkel der gelenkten Räder (dass heißt der vorderen Räder FL, FR). Die 12A zeigt ein Kennfeld für einen von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Parameter SGf1 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, und die 12B zeigt ein Kennfeld für einen von dem Lenkwinkel abhängigen Parameter SGf2 auf der Grundlage des Lenkradlenkwinkels θsw. Das Vorderradlenkverhältnis SGf wird als ein Additionswert des von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Parameters SGf1 und des von dem Lenkwinkel abhängigen Parameter SGf2 berechnet (dass heißt SGf = SGf1 + SGf2). Wie dies in den Kennfeldern in den 12A und 12B gezeigt ist, wird das Vorderradlenkverhältnis SGf so bestimmt, dass es größer wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx erhöht, und es wird so bestimmt, dass es kleiner wird, wenn sich der Lenkradlenkwinkel θsw erhöht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx wird durch ein bekanntes Verfahren auf der Grundlage der jeweiligen Raddrehzahl VwFR, VwFL, VwRR, VwRL erhalten, die aus den erfassten Signalen von dem Raddrehzahlsensor 41FR, 41FL, 41RR, 41RL erhalten werden. Der Lenkradlenkwinkel θsw wird auf der Grundlage der erfassten Signale von dem Lenkwinkelsensor 23 erhalten. Die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels erhält einen Vorderradreferenzlenkwinkel δf auf der Grundlage des Vorderlenkverhältnisses SGf und des Lenkradlenkwinkels θsw. Der Vorderradreferenzlenkwinkel δf ist nämlich ein Sollwert, der eine relative Position (dass heißt einen Winkel) des Lenkrads 21 bezüglich den Vorderrädern FL, FR einstellt um das Vorderradlenkverhältnis SGf zu erhalten (dass heißt insbesondere ist der Vorderradreferenzlenkwinkel δf ein Sollwert eines Drehwinkels des Motors 24b).
Des Weiteren erhält die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels einen Referenzsollwert eines Lenkwinkels der hinteren Räder R1, RR. Insbesondere erhält die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels ein Hinterradlenkverhältnis SGr auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx und eines Kennfelds oder einer Formel, die eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx und dem Hinterradlenkverhältnis SGr zeigen. Das Hinterradlenkverhältnis SGr ist ein Verhältnis eines Lenkwinkels der hinteren Räder RL RR relativ zu einem Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR. Wie dies in der 13 gezeigt ist, wird das Hinterradlenkverhältnis SGr so festgelegt, dass es eine umgekehrte Phase aufweist, (dass heißt ein Zustand, in dem die vorderen Räder FL, FR und die hinteren Räder RL, RR umgekehrte Lenkrichtungen haben; nämlich ein negativer Wert in dem Kennfeld in der 13), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx niedrig ist. Außerdem wird das Hinterradlenkverhältnis SGr so geändert, dass es einen größeren Wert in einer gemeinsamen Phase hat (dass heißt ein Zustand, in dem die vorderen Räder FL, FR und die hinteren Räder RL, RR eine identische Lenkrichtung haben; nämlich ein positiver Wert in dem Kennfeld in der 13), wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx erhöht. Wenn des Weiteren die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx niedrig ist, kann das Hinterradlenkverhältnis SGr auf Null festgelegt werden, oder es kann annulliert werden, so dass das Hinterradlenkwinkelverhältnis SGr während einem Zustand mit niedriger Geschwindigkeit nicht mit der umgekehrten Phase festgelegt wird (dass heißt wie dies durch eine gepunktete Linie in der 13 angegeben ist). Die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels berechnet einen Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR unter Verwendung des Vorderradlenkverhältnisses SGf, das auf der Grundlage des Lenkradlenkwinkels θsw und der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen bestimmt wird. Des Weiteren erhält die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels einen Hinterreferenzlenkwinkel δr auf der Grundlage des Vorderradlenkwinkels (= θsw/SGf) und des Hinterradlenkverhältnisses SGr. Der Hinterreferenzlenkwinkel δr ist nämlich ein Sollwert eines hinteren Lenkwinkels (dass heißt insbesondere ein Sollwert eines Drehwinkels des Motors 27a), um die Hinterradlenkverhältnissteuerung als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten.
Die Antriebseinrichtung 50ba, 50bb gibt Motorsteuersignale ab, damit die vorderen Räder FR, FL und die hinteren Räder RR, RL den Vorderradreferenzlenkwinkel δf bzw. den Hinterradreferenzlenkwinkel δr aufweisen, und zwar zu dem Motor 24b bzw. dem Motor 27a, um die Lenkwinkelsteuerung in einem normalen Zustand durchzuführen (dass heißt ein Zustand, in dem die korrigierende Lenkwinkelsteuerung nicht in Betrieb ist). Falls die korrigierende Lenkwinkelsteuerung durchgeführt werden muss, werden der Vorderradreferenzlenkwinkel δf und der Hinterradreferenzlenkwinkel δr durch einen Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und einen Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt entsprechend eingestellt, um einen Sollwert eines endgültigen Lenkwinkels zu erhalten, und das Motorsteuersignal wird zu einem Steuerbefehlswert entsprechend dem Lenkwinkelsollwert umgewandelt. Dementsprechend wird das Motorsteuersignal nach der Umwandlung zu dem Motor 24b und/oder dem Motor 27a abgegeben.
Die ECU 50 hat eine Einrichtung 50c zum Berechnen der Istbewegung eine Einrichtung 50d zum Berechnen der Sollbewegung, eine Vergleichseinrichtung 50e, eine Einrichtung 50f zum Berechnen des Stabilisierungsmoments, eine ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g, eine Einrichtung 50h zum Berechnen der Längskraft (die nämlich als eine erste Berechnungseinrichtung dient), eine Einrichtung 50i zum Berechnen der Längskraftdifferenz (die nämlich als eine zweite Berechnungseinrichtung dient), eine Einrichtung 50j zum Berechnen der Verteilungsrate (die nämlich als eine dritte Berechnungseinrichtung dient), eine Einrichtung 50ka zum Berechnen eines Vorderradkorrekturlenkwinkels (die nämlich als eine vierte Berechnungseinrichtung dient) und eine Einrichtung 50kb zum Berechnen eines Hinterradkorrekturlenkwinkels (die nämlich als eine fünfte Berechnungseinrichtung dient), und zwar als Einrichtungen zum Erhalten von Korrekturlenkwinkeln der vorderen Räder FL, FR und der hinteren Räder RL, RR, um so die korrigierende Lenkwinkelsteuerung als Reaktion auf die μ-Split-Steuerung auszuführen. Die Einrichtung 50c zum Berechnen der Istbewegung berechnet eine Bewegungsgröße VMa, die tatsächlich bei dem Fahrzeug erzeugt wird (dass heißt nachfolgend als eine Istbewegungsgröße bezeichnet). Bei diesen Umständen wird die Bewegungsgröße als eine Zustandsgröße definiert, die eine Kurvenbewegung eines Fahrzeugs angibt, und sie wird zumindest unter Verwendung der Werte entsprechend einer Gierrate, einer seitlichen Beschleunigung, eines Fahrzeugschlupfwinkels und einer Fahrzeugschlupfwinkelgeschwindigkeit berechnet. Zum Beispiel wird eine Istgierrate berechnet, die tatsächlich erzeugt wird, und zwar auf der Grundlage eines Erfassungsignals von dem Gierratensensor 43.
Die Einrichtung 50d zum Berechnen der Sollbewegung berechnet eine Bewegungsgröße VMt, die eine Sollgröße für das Fahrzeug 1 ist (nachfolgend als eine Sollbewegungsgröße bezeichnet), und sie berechnet eine Zustandsgröße eines identischen Aspekts hinsichtlich des Aspekts der tatsächlichen Bewegungsgröße. Wenn zum Beispiel die Bewegungsgröße eine Gierrate ist, dann wird eine Sollgierrate, die durch ein bekanntes Verfahren erhalten wird, auf der Grundlage des Erfassungssignals durch den Lenkwinkelsensor 23 und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.
Auch wenn ein Objekt der Istbewegungsgröße Vma und der Sollbewegungsgröße VMt die Gierrate ist, kann ebenfalls eine andere Zustandsgröße verwendet werden (zum Beispiel ein Fahrzeugkarosserieschlupfwinkel), die für die Anwendung bei der ESC bekannt ist.
Die Vergleichseinrichtung 50e berechnet eine Abweichung ΔVM der Istbewegungsgröße VMa und der Sollbewegungsgröße VMt. Die Einrichtung 50f zum Berechnen des Stabilisierungsmoments berechnet ein Stabilisierungsmoment MS (das nämlich als eine Zustandsgröße einschließlich der Längskraftdifferenz dient), und zwar unter Verwendung der Abweichung ΔVM, die durch die Vergleichseinrichtung 50e erhalten wird, und der Längskraftdifferenz ΔFX die durch eine Einrichtung 50i zum Berechnen der Längskraftdifferenz erhalten wird. Insbesondere wird das Stabilisierungsmoment MS dadurch erhalten, dass die Abweichung ΔVM und die Längskraftdifferenz ΔFX in der nachfolgend gezeigten Gleichung 1 substituiert werden. In der Gleichung 1 sind G1 und G2 vorbestimmte Koeffizienten. MS = G1·ΔFX + G2·ΔVM [Gleichung 1]
Die ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g erhält die Raddrehzahl VwFR, VwFL, VwRR, VwRL und die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit (dass heißt die geschätzte Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit) auf der Grundlage des erfassten Signals von dem Raddrehzahlsensor 41FR, 41FL, 41RR, 41RL und sie erhält ein Schlupfverhältnis für die entsprechenden Räder FL, FR, RL, RR, um die ABS-Steuerung oder die TCS-Steuerung oder dergleichen auf der Grundlage des Schlupfverhältnisses auszuführen. Bei der ABS-Steuerung wird der Radschlupf dadurch begrenzt, dass ein Bremsmoment eingestellt wird, in dem ein Druck des Radzylinders des Objektrads durch den Aktuator 31 für die Hydraulikbremsdrucksteuerung reduziert, aufrechterhalten oder erhöht wird. Bei der TCS-Steuerung wird der Radschlupf dadurch begrenzt, dass ein Antriebsmoment eingestellt wird, in dem eine Abgabe einer Kraftmaschine eingestellt wird oder in dem der Druck des Radzylinders durch den Aktuator 31 für die Hydraulikbremsdrucksteuerung erhöht, aufrecht erhalten oder reduziert wird. Beschreibungen für die Steuerverfahren bei der ABS-Steuerung und der TCS-Steuerung werden hierbei nicht wiederholt, da bekannte Verfahren angewendet werden. Ein Steuersollwert von jedem Rad FL, FR, RL, RR unter der ABS-Steuerung oder der TCS-Steuerung wird durch die ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g erhalten, und der Steuersollwert wird zu einer Einrichtung 50h zum Berechnen der Längskraft übertragen.
Die Einrichtung 50h zum Berechnen der Längskraft berechnet eine Längskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL für die entsprechenden Räder FR, FL, RR, RL. Die Längskraft ist eine Reibungskraft in einer Richtung einer Beschleunigung und Verzögerung, die zwischen einer Fahrbahnoberfläche und einem Reifen erzeugt wird, nämlich eine Bremskraft. Insbesondere wird die Längskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL für die entsprechenden Räder FR, FL, RR, RL durch ein bekanntes Verfahren zum Erhalten eines Bremsmomentes der entsprechenden Räder FR, FL, RR, RL auf der Grundlage des Steuersollwerts des Radzylinderdrucks des entsprechendes Rads FR, FL, RR, RL unter der ABS-Steuerung oder der TCS-Steuerung erhalten.
Die Längskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL kann auf der Grundlage eines Bremsmomentes des entsprechenden Rads FR, FL, RR, RL erhalten werden, das zum Aufbringen des Radzylinderdrucks der entsprechenden Räder FR, FL, RR, RL erhalten wird, die aus dem erfassten Signal des Radzylinderdrucksensors 42FR, 42FL, 42RR, 42RL erfasst wird, eines Antriebsmomentes des entsprechendes Rads FR, FL, RR, RL, das aus einem Antriebsmoment der Kraftmaschine erhalten wird, einer Beschleunigung und einer Verzögerung des entsprechenden Rads FR, FL, RR, RL, die durch Differenzieren der Raddrehzahl VWFR, VWFL, VWRR, VWRL erhalten werden, Bewegungsgleichungen einer Drehung des entsprechenden Rads FR, FL, RR, RL, eines Betriebszustands des Aktuators 31 für die Hydraulikbremsdrucksteuerung (dass heißt eine elektrische Befehlsstromstärke zu einem Solenoidventil) oder eines anderen bekannten Verfahrens.
Die Einrichtung 50i zum Berechnen der Längskraftdifferenz berechnet eine Differenz ΔFX der Längskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL (dass heißt nachfolgend als die Längskraftdifferenz ΔFX bezeichnet) zumindest zwischen einem der Räder FR, FL an der linken Seite und einem der Räder FR, RR, an der rechten Seite auf der Grundlage der Längskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL des entsprechenden Rads FR, FL, RR, RL, die durch die Einrichtung 50h zum Berechnen der Längskraft erhalten werden. Da auf der μ-Splitt-Fahrbahn ein Reibungskoeffizient von zumindest einem der Räder an der rechten Seite sich von einem Reibungskoeffizienten an zumindest einem Rad an der linken Seite unterscheidet, wenn die μ-Split-Steuerung ausgeführt wird, nimmt eine Längskraft von zumindest einem der Räder FL, RL an der linken Seite und von zumindest einem der Räder FR, RR an der rechten Seite voneinander unterschiedliche Werte an, und die Längskraftdifferenz ΔFX wird erzeugt. Die Längskraftdifferenz ΔFX ist eine physikalische Größe entsprechend dem Grad des Giermoments auf der Grundlage der Längskraftdifferenz.
Zum Beispiel kann als die Längskraftdifferenz ΔFX ein Wert verwendet werden, der die Summe der Längskräfte FXFL, FXRL des vorderen und des hinteren Rads FL, RL an der linken Seite von der Summe der Längskräfte FXFR, FXRR von dem vorderen und dem hinteren Rad FR, RR an der rechten Seite subtrahiert. Vorzeichen (dass heißt entweder ein positives oder ein negatives Vorzeichen) der Längskraftdifferenz ΔFX wird in Abhängigkeit von der Drehrichtung geändert (dass heißt im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn bei Betrachtung von der oberen Seite des Fahrzeugs). Eine der Richtungen kann als positiv oder als negativ bestimmt werden. Die Längskraftdifferenz ΔFX, die durch die Einrichtung 50i zum Berechnen der Längskraftdifferenz berechnet wird, wird zu der Einrichtung 50f zum Berechnen des Stabilisierungsmoments übertragen, um das Stabilisierungsmoment MS zu erhalten.
Die Einrichtung 50j zum Berechnen der Verteilungsrate berechnet eine Verteilung Qf einer korrigierenden Lenkwinkelsteuerung für die vorderen Räder FL, FR (nachfolgend als eine Vorderradverteilung Qf bezeichnet) und eine Verteilung Qr der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung für die hinteren Räder RL, RR (d. h. nachfolgend als eine Hinterradverteilung Qr bezeichnet) auf der Grundlage eines Fahrtzustands des Fahrzeugs und einer Zeitdauer tms nach einem Start der μ-Split-Steuerung. Anders gesagt berechnet die Einrichtung 50j zum Berechnen der Verteilungsrate eine prozentuale Verteilung des Stabilisierungsmoments MS relativ zu den vorderen Rädern FL, FR und den hinteren Rädern RL, RR. Verfahren zum Berechnen der Verteilungen Qf, Qr werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
Die Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels und die Einrichtung 50kb zum Berechnen des Hinterradkorrekturlenkwinkels berechnen den Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und den Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt auf der Grundlage der Vorderradverteilung Qf bzw. der Hinterradverteilung Qr und auf der Grundlage des Stabilisierungsmomentes MS. Wenn der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft erhalten wird, wird ein endgültiger Sollwert des Vorderradlenkwinkels auf der Grundlage des Vorderradreferenzlenkwinkels δf und des Vorderradkorrekturlenkwinkels δft durch die Antriebseinrichtung 50ba erhalten und ein Motorsteuersignal, das einen Steuerbefehlswert entsprechend dem endgültigen Sollwert zeigt, wird zu dem Motor 24b abgegeben. Wenn des Weiteren der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt erhalten wird, wird ein Sollwert eines endgültigen Hinterradlenkwinkels auf der Grundlage des Hinterradreferenzlenkwinkels δr und des Hinterradkorrekturlenkwinkels δrt erhalten, und ein Motorsteuersignal, das einen Steuerbefehlswert entsprechend dem Sollwert angibt, wird zu dem Motor 27a abgegeben.
Ein Verfahren zum Erhalten des Vorderradkorrekturlenkwinkels δft und des Hinterradkorrekturlenkwinkels δrt wird folgendermaßen beschrieben. Wie dies in der 3 gezeigt ist, wird gemäß der Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels ein Vorderradstabilisierungsmoment MSf erhalten, das durch die Vorderradverteilung Qf aufgebracht wird, indem die Vorderradverteilung Qf mit dem Stabilisierungsmoment MS multipliziert wird. Der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft wird dadurch berechnet, dass Gleichungen oder ein Kennfeld verwendet werden, die eine Beziehung zwischen dem Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und dem Vorderradstabilisierungsmoment MSf angeben, das in der Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels gespeichert ist. Zum Beispiel wird der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft aus den nachfolgend gezeigten Gleichungen berechnet. Da der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft so erhalten wird, wie dies in der Gleichung 3 angegeben wird, wird der Gradient KTf des Vorderradkorrekturlenkwinkels δft relativ zu dem Vorderradstabilisierungsmoment MS erhalten, wie dies in der Gleichung 4 gezeigt ist. δft = KTf·MSf [Gleichung 2] δft = MSf/(Kf·Lf) [Gleichung 3] KTf = 1/(Kf·Lf) [Gleichung 4]
Hierbei bedeutet Lf ein Abstand von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu einer Achse der vorderen Räder (siehe 5), und Kf bedeutet eine Kurvensteifigkeit der vorderen Räder FR, FL. Die Kurvensteifigkeit Kf der vorderen Räder FL, FR, ändert sich als Reaktion auf eine Schlupf (dass heißt einen Längsschlupf, der entweder ein Antriebsschlupf oder ein Bremsschlupf ist), der vorderen Räder FL, FR und einer vertikalen Last auf die vorderen Räder. Auch wenn der Gradient KTf auch als ein konstanter Wert bestimmt werden kann, ist es somit vorzuziehen, dass die ECU 50 eine Einrichtung 50n zum Berechnen des Radschlupfs aufweist, die einen Vorderradschlupf SLf erhält, und eine Einrichtung 50p zum Berechnen einer vertikalen Last, die eine vertikale Last FZf an den vorderen Rädern FR, FL erhält, und der Gradient KTf wird auf der Grundlage zumindest des Vorderradschlupfes SLf oder der vertikalen Vorderradlast FZf eingestellt, wie dies in der 3 gezeigt ist.
Wie dies in den 4A, 4B gezeigt ist, reduziert sich der Gradient KTf, wenn sich der Vorderschlupf SLf erhöht, und der Gradient KTf erhöht sich, wenn sich die vertikale Vorderradlast FZf erhöht. Der Vorderradschlupf wird aus der Abweichung zwischen der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit (dass heißt der geschätzten Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit) Vso und der Raddrehzahl VwFR, VwFL, VwRR, VwRL der jeweiligen Räder FR, FL, RR, RL erhalten, die durch die ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g erhalten werden. Die vertikale Vorderradlast FZf wird durch die nachfolgend gezeigte Gleichung 5 berechnet. FZf = FZfo + G3·Gx + G4·Gy [Gleichung 5]
Hierbei bedeutet FZfo eine statische Last auf den vorderen Rädern FR, FL, Gx bedeutet eine Längsbeschleunigung, Gy bedeutete eine seitliche Beschleunigung und G3 sowie G4 sind Koeffizienten. Die statische Last FZfo an den vorderen Rädern FR, FL ändert sich in einer Abhängigkeit von der Art des Fahrzeugs, jedoch wird die statische Last FZfo als eine bekannte Konstante behandelt, da sie im Voraus herausgefunden werden kann.
Auch wenn der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft auf der Grundlage des Vorderradstabilisierungsmomentes SMf erhalten wird, bei dem die Vorderradverteilung Qf mit dem Stabilisierungsmoment MS multipliziert ist, und zwar gemäß der vorstehenden Beschreibung, kann ein endgültiger Vorderradkorrekturlenkwinkel δft dadurch erhalten werden, dass ein Vorderradkorrekturlenkwinkel auf der Grundlage eines entsprechenden Stabilisierungsmomentes MS zuerst erhalten wird und dass die Vorderradverteilung Qf mit dem Vorderradkorrekturlenkwinkel multipliziert wird. Eine Einrichtung 50kb zum Berechnen eines Hinterradkorrekturlenkwinkes ist ähnlich der Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels aufgebaut, wie sie vorstehend beschrieben ist. Der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt wird nämlich in ähnlicher Weise wie der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft erhalten, in dem Suffixe Qf, MSf, δft, KTf, SLf, FZf, Kf, Lf, Fzfo durch Qr, MSr, δrt, KTr, SLr, FZr, Kr, Lr, FZro ersetzt werden.
Die ECU 50 hat des Weiteren eine Einrichtung 50m zum Berechnen einer Zeitdauer. Die Einrichtung 50m zum Berechnen der Zeitdauer berechnet eine Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung. Da ein Giermoment auf der Grundlage einer plötzlichen Längskraftdifferenz unmittelbar nach dem Start der μ-Split-Steuerung erzeugt wird, ist es für einen Fahrer schwierig, einen Gegenlenkbetrieb nach der Erzeugung des Giermoments auf der Grundlage der Längskraftdifferenz durchzuführen. Nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nach dem Start der μ-Split-Steuerung ist jedoch der Fahrer in der Lage, den Gegenlenkbetrieb als Reaktion auf die Erzeugung des Giermomentes durchzuführen, und somit ist es akzeptabel, die korrigierende Lenkwinkelsteuerung zu beenden. Falls eine Lenkrichtung der vorderen Räder FR, FL und eine Lenkrichtung der hinteren Räder RR, RL einander umgekehrte Phasen haben, wenn die Räder FR, RR, an der rechten Seite und die Räder FL, RL an der linken Seite an Fahrbahnoberflächen mit einem gleichmäßigen Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten nach dem Start der μ-Split-Steuerung gedreht werden (dass heißt nachfolgend als eine gleichmäßige μ-Oberfläche bezeichnet), kann währenddessen ein Phänomen hervorgerufen werden, bei dem sich das Fahrzeug in einer Kurvenrichtung nach innen bewegt (dass heißt ein Kurvenradius wird reduziert). Durch Berechnen der Zeitdauer tms der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung nach dem Start der μ-Split-Steuerung durch die Einrichtung 50m zum Berechnen der Zeitdauer und durch Übertragen der Zeitdauer tms zu der Einrichtung 50j zum Berechnen der Verteilung und der Einrichtung 50kb zum Berechnen des Hinterradkorrekturlenkwinkels wird somit eine Berechnung oder dergleichen der Verteilung der korrigierenden Lenksteuerung als Reaktion auf die Zeitdauer tms durchgeführt. Unter diesen Umständen wird bestimmt, ob die μ-Split-Steuerung gestartet ist, zum Beispiel durch einen Merker, der während der μ-Split-Steuerung gesetzt wird und von einem zurückgesetzten Zustand zu einem gesetzten Zustand durch die ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g umgeschaltet wird.
Die ECU 50 ist in der vorstehend beschriebenen Art und Weise aufgebaut. Einzelheiten, wie die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung erhalten werden, werden nachfolgend beschrieben. Die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr werden hauptsächlich so bestimmt, dass sie Standardwerte (dass heißt Referenzwerte) auf der Grundlage der Fahrzeugcharakteristik haben, jedoch wird ein endgültiger Wert der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr unter Berücksichtigung des Fahrtzustands des Fahrzeugs und der Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung berechnet.
Ein Verfahren zum Erhalten des Standardwerts wird unter Bezugnahme auf eine Ansicht beschrieben, die einen Fahrzeugzustand zeigt, wenn die korrigierende Lenkwinkelsteuerung durchgeführt wird, wie dies in der 5 gezeigt ist. Zum Zwecke der Darstellung zeigt die 5 Zustände des vorderen und des hinteren Rads FR, RR an der rechten Seite des Fahrzeugs.
Die Standardwerte der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr werden hauptsächlich so bestimmt, dass eine Summe der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr eins (dass heißt 1) annimmt, so dass nämlich die Hinterradverteilung Qr ein Wert ist, bei dem die Vorderradverteilung Qf von eins subtrahiert ist (dass heißt 1 – Qf). Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden durch Multiplizieren der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr mit dem Stabilisierungsmoment MS das Vorderradstabilisierungsmoment MSf und das Hinterradstabilisierungsmoment MSr entsprechend erhalten (siehe Gleichungen 6, 7). MSf = Qf·MS [Gleichung 6] MSr = Qr·MS [Gleichung 7]
Wie dies währenddessen in der 5 gezeigt ist, in der ein Radstand (dass heißt ein Abstand zwischen einer Vorderradachse und einer Hinterradachse) als L definiert ist, sind Abstände von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu den Achsen des vorderen Rads FR und des hinteren Rads RR als Lf bzw. Lr definiert, und Kurvenkräfte an dem vorderen Rad FR und an dem hinteren Rad RR sind als FYf bzw. FYr definiert, wobei das Vorderradstabilisierungsmoment MSf und das Hinterradstabilisierungsmoment MSr dadurch bestimmt werden, dass jeder Abstand Lf, Lr mit der entsprechenden Kurvenkraft FYf, FYr multipliziert wird. Dementsprechend werden Gleichungen 8 und 9 gebildet. MSf = FYf·Lf = Qf·MS [Gleichung 8] MSr = FYr·Lr = Qr·MS [Gleichung 9]
Unter diesen Umständen ist FYf = FYr ein Zustand, um die seitliche Bewegung des Fahrzeugs während der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung vollständig auf Null zu setzen. Durch Umformen der Gleichungen 8, 9 wird eine Gleichung 10 erhalten, um den vorstehend beschriebenen Zustand einzurichten. Auf der Grundlage der Gleichung 10 und Qr = 1 – Qf erhalten die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr Lösungen, wie sie in den Gleichungen 11 bzw. 12 gezeigt sind. (Qf·MS)/Lf = (Qr·MS)/Lr [Gleichung 10] Qf = Lf/(Lf + Lr) = Lf/L [Gleichung 11] Qr = Lr/(Lf + Lr) = Lr/L [Gleichung 12]
Dementsprechend werden die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr auf der Grundlage der Verhältnisse des Abstands Lf, Lr von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu den Achsen des Vorderrads FR bzw. des Hinterrads RR relativ zu dem Radstand L bestimmt, und ein Verteilungsverhältnis des Stabilisierungsmomentes MS zu den vorderen Rädern FL, FR und zu den hinteren Rädern RL, RR wird entsprechend erhalten. Somit werden die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr als Standartwerte verwendet, durch die die seitliche Bewegung des Fahrzeugs zu Null wird.
Ein Verfahren zum Erhalten der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr, wenn ein Fahrtzustand des Fahrzeugs und die Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung berücksichtigt werden, wird nachfolgend beschrieben. Unter diesen Umständen gibt der Fahrtzustand des Fahrzeugs die Fahrzeuggeschwindigkeit VX, die Kurvenzustandsgröße TS, eine Zustandsgröße einschließlich der Längskraftdifferenz ΔFX (dass heißt die Längskraftdifferenz ΔFX und das Stabilisierungsmoment MS) und die Längsbeschleunigung Gx oder dergleichen an.
Wie dies in der 6 gezeigt ist, nimmt der Korrekturlenkwinkel der hinteren Rädern RL, RR, der während der μ-Split-Steuerung bewirkt wird, eine umgekehrte Phase (dass heißt die Lenkrichtung ist eine umgekehrte Richtung) relativ zu dem Korrekturlenkwinkel der vorderen Räder FL, FR an. Wenn das Fahrzeug in die gleichmäßige μ-Oberfläche von der μ-Split-Fahrbahn eintritt, besteht somit eine Wahrscheinlichkeit, dass das Phänomen erzeugt wird, bei dem sich das Fahrzeug in einer Kurvenrichtung nach innen bewegt (dass heißt der Kurvenradius wird reduziert). Da das Phänomen, bei dem sich das Fahrzeug in einer Kurvenrichtung nach innen bewegt (dass heißt der Kurvenradius wird reduziert) wahrscheinlich erzeugt wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, wie dies in der 6 gezeigt ist, ist es vorzuziehen, dass die Vorderradverteilung Qf erhöht wird und dass die Hinterradverteilung Qr reduziert wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit VX erhöht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als ein vorbestimmtes Niveau ist, kann die Hinterradverteilung Qr als Null bestimmt werden, so dass die korrigierende Lenkwinkelsteuerung nur durch die vorderen Räder FL, FR ausgeführt wird. Auch wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx Werte angibt, die sich während der μ-Split-Steuerung zeitlich ändern, ist es angesichts zum Erreichen der Fahrzeugstabilität ausreichend, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vxi bei dem Start der μ-Split-Steuerung zu berücksichtigen. Wie dies in der 6 gezeigt ist, können somit die Vorderradverteilung und die Hinterradverteilung Qr bei dem Start der μ-Split-Steuerung auf der Grundlage eines Kennfelds bestimmt werden, dass die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Fahrzeuggeschwindigkeit Vxi angibt, indem die Fahrzeuggeschwindigkeit Vxi bei dem Start der μ-Split-Steuerung anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx verwendet wird.
Die 7 zeigt ein Kennfeld, das die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Kurvenzustandsgröße TS des Fahrzeugs angibt. Die Kurvenzustandsgröße TS gibt eine physikalische Größe an, die den Kurvenzustand des Fahrzeugs zeigt, und zwar einschließlich eines Lenkradwinkels, einer Gierrate Yr und einer seitlichen Beschleunigung Gy oder dergleichen. Die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr werden dadurch bestimmt, dass die Zustandsgröße angewendet wird, die auf der Grundlage zumindest der physikalischen Größen berechnet wird, die den Kurvenzustand des Fahrzeugs (dass heißt der Lenkradwinkel, die Gierrate Yr und die seitliche Beschleunigung Gy oder dergleichen) als die Kurvenzustandsgröße TS zeigen. Unter diesen Umständen ist es ähnlich wie bei der Beschreibung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx vorzuziehen, dass sich die Vorderradverteilung Qf erhöht und dass sich die Hinterradverteilung Qr reduziert, wenn sich die Kurvenzustandsgröße TS erhöht, um die Fahrzeugstabilität zu gewährleisten, wenn das Fahrzeug in die gleichmäßige μ-Fläche von der μ-Split-Fahrbahn eintritt, wie dies in der 7 gezeigt ist. Wenn des Weiteren die Kurvenzustandsgröße TS gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird die Hinterradverteilung Qr als Null bestimmt, so dass die korrigierende Lenkwinkelsteuerung nur bei den vorderen Rädern FL, FR ausgeführt wird. Auch wenn die Kurvenzustandsgröße TS Werte angibt, die sich auch während der μ-Split-Steuerung zeitlich ändern, ist es unter diesen Umständen zum Erreichen der Fahrzeugstabilität ausreichend, eine Kurvenzustandsgröße TSi beim Start der μ-Split-Steuerung zu berücksichtigen. Wie dies in der 7 gezeigt ist, können somit die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr bei dem Start der μ-Split-Steuerung auf der Grundlage des Kennfelds bestimmt werden, das die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Kurvenzustandsgröße TSi angibt, indem die Kurvenzustandsgröße TSi bei dem Start der μ-Split-Steuerung anstelle der Kurvenzustandsgröße TS verwendet wird.
Die 8 zeigt ein Kennfeld, das die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Längskraftdifferenz AFX, relativ zu dem Stabilisierungsmoment MS, das unter Verwendung der Längkraftdifferenz ΔFX berechnet wird, oder relativ zu der Längsbeschleunigung Gx angibt. Wenn ein Grad der Längskraftdifferenz ΔFX oder des Stabilisierungsmoments MS, das unter Verwendung der Längskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, relativ groß ist, dann kann das Fahrzeug durch die korrigierende Lenkwinkelsteuerung sowohl der vorderen Räder FL, FR als auch der hinteren Räder RL, RR stabilisiert werden. Wenn der Grad der Längskraftdifferenz ΔFX oder des Stabilisierungsmoments MS, das unter Verwendung der Längskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, relativ klein ist, werden dahingegen angemessene Wirkungen nur durch die korrigierende Lenkwinkelsteuerung der vorderen Räder FL, FR erhalten. Wenn die Längskraftdifferenz ΔFX oder das Stabilisierungsmoment MS, das unter Verwendung der Längskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird dementsprechend angenommen, dass die Hinterradverteilung Qr für die korrigierende Lenkwinkelsteuerung Null ist. Wenn sich die Längskraftdifferenz ΔFX oder das Stabilisierungsmoment MS, das unter Verwendung der Längskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, erhöht wird, wird die Vorderradverteilung Qf reduziert und die Hinterradverteilung Qr wird erhöht.
Wenn die μ-Split-Steuerung durchgeführt wird, und der Grad der Längsbeschleunigung Gx relativ groß ist, dann hat die Fahrbahn einschließlich der μ-Split-Fahrbahn eine Asphalt- oder Betonoberfläche, die an einer Seite trocken oder nass ist, und die Asphalt- oder Betonoberfläche, die an der anderen Seite mit Schnee bedeckt oder gefroren ist, was einem Zustand entspricht, in dem die Längskraftdifferenz ΔFX ist. Wenn die μ-Split-Steuerung andererseits durchgeführt wird und der Grad der Längsbeschleunigung Gx relativ klein ist, dann hat die Fahrbahnoberfläche schließlich der μ-Split-Fahrbahn eine Asphalt- oder Betonoberfläche, die an einer Seite mit Schnee bedeckt ist, und die Asphalt- oder Betonoberfläche, die an der anderen Seite gefroren ist, was einem Zustand entspricht, in dem die Längskraftdifferenz ΔFX klein ist. Wenn die Längsbeschleunigung Gx gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, kann somit die Hinterradverteilung Qr auf Null festgelegt werden, so dass die korrigierende Lenkwinkelsteuerung nur durch die vorderen Räder FL, FR durchgeführt wird, und wenn sich der Grad der Längsbeschleunigung Gx erhöht, kann die Vorderradverteilung Qf reduziert werden, und die Hinterradverteilung Qr kann erhöht werden.
Auch wenn die Längskraftdifferenz ΔFX, das Stabilisierungsmoment MS und die Längsbeschleunigung Gx Werte sind, die sich auch während der μ-Split-Steuerung zeitlich ändern, um die Fahrzeugstabilisierung zu bewirken, ist es ausreichend, die Längskraftdifferenz ΔFX, das Stabilisierungsmoment MS oder die Längsbeschleunigung Gx unmittelbar nach dem Start der μ-Split-Steuerung zu berücksichtigen. Wie dies in der 8 gezeigt ist, können somit eine Längskraftdifferenz ΔFXi, ein Stabilisierungsmoment MSi und eine Längsbeschleunigung Gxi unmittelbar nach dem Start der μ-Split-Steuerung anstelle der Längskraftdifferenz ΔFX, des Stabilisierungsmoments MS und der Längsbeschleunigung Gx verwendet werden, so dass die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr unmittelbar nach dem Start der μ-Split-Steuerung auf der Grundlage des Kennfelds bestimmt werden, dass die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Längskraftdifferenz ΔFXi, dem Stabilisierungsmoment MSi oder der Längsbeschleunigung Gxi angibt.
Dementsprechend werden die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr erhalten. Unter diesen Umständen können sich die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr von Standardwerten ändern, wobei jeder Parameter der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, Vxi, der Kurvenzustandsgröße TS, TSi, der Längskraftdifferenz AFX, ΔFXi, des Stabilisierungsmoments MS, MSi und der Längsbeschleunigung Gx, Gxi berücksichtigt wird. Die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr können auch dadurch erhalten werden, dass ein beliebiger Parameter oder mehrere Parameter der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, Vxi der Kurvenzustandsgröße TS, TSi, der Längskraftdifferenz ΔFX, ΔFXi, des Stabilisierungsmoments MS, MSi und der Längsbeschleunigung Gx, Gxi berücksichtigt werden.
Die 9 zeigt ein Kennfeld, das die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung angibt. Da ein Gegenlenkbetrieb, der bei dem Start der μ-Split-Steuerung ausgeführt wird, ein hohes fahrerisches Können erfordert, ist es vorzuziehen, dass die korrigierende Lenkwinkelsteuerung bei der Anfangsphase der μ-Split-Steuerung unterstützend einwirkt. Unter der Annahme, dass sich die Fahrbahnoberfläche von der μ-Split-Fahrbahn zu der gleichmäßigen μ-Oberfläche zeitlich nach dem Start der μ-Split-Steuerung ändert, ist es jedoch vorzuziehen, die Hinterradverteilung Qr aufgrund der vorstehend dargelegten Begründung zu reduzieren. Da der Fahrer auf die Erzeugung des Giermomentes auf der Grundlage der Längskraftdifferenz angemessen reagieren kann und den Gegenlenkbetrieb nach dem Verstreichen einer gewissen Zeit nach dem Start der μ-Split-Steuerung durchführen kann, kann die korrigierende Lenkwinkelsteuerung beendet werden. Dementsprechend wird die Hinterradverteilung Qr als Reaktion auf die Zeitdauer tms verringert, und die Hinterradverteilung Qr wird als Null bestimmt, nachdem die Zeitdauer tms einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und die Vorderradverteilung Qf wird als Reaktion auf die Zeitdauer tms bestimmt.
Wie dies zum Beispiel in (1) in der 1 gezeigt ist, erhöht sich die Vorderradverteilung Qf, wenn die Zeitdauer tms länger wird. Unter diesen Umständen wird der Abfall der Hinterradverteilung Qr durch den Anstieg der Vorderradverteilung Qf kompensiert. Die Vorderradverteilung Qf wird nämlich so eingestellt, dass die Summe der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr eins annimmt (dass heißt 1). In der vorstehend beschriebenen Art und Weise werden die Wirkungen der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung auch dann aufrecht erhalten, wenn die Zeitdauer tms länger wird.
Wie dies des Weiteren in (2) in der 9 gezeigt ist, erhöht sich die Vorderradverteilung Qf wenn die Zeitdauer tms länger wird, auch wenn die Summe der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr kleiner als eins ist (dass heißt 1). In der vorstehend beschriebenen Art und Weise werden die Wirkungen der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung auch dann aufrecht erhalten, wenn die Zeitdauer tms länger wird, auch wenn das Stabilisierungsmoment MS verringert wird, was das Fahrzeug beeinflusst, und somit kann der Fahrer auf die Erzeugung des Giermoments auf der Grundlage der Längskraftdifferenz in angemessener Weise reagieren.
Wie dies des Weiteren in (3) in der 9 angegeben ist, kann die Vorderradverteilung Qf konstant aufrecht erhalten werden, auch wenn die Zeitdauer tms lang wird. Wie dies in (4) in der 9 angegeben ist, kann die Vorderradverteilung Qf wie die Hinterradverteilung Qr reduziert werden, wenn die Zeitdauer tms lang wird. Dementsprechend wird der Gegenlenkbetrieb durch den Fahrer durch die korrigierende Lenkwinkelsteuerung bei dem Start der μ-Split-Steuerung kompensiert.
Ein Betrieb der ECU 50 wird nachfolgend beschrieben, bei dem die μ-Split-Steuerung gestartet wird. Gemäß der ECU 50, die entsprechend der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, wird, wenn die Längskräfte FXFR, FXFL, FXRR, FXRL der Räder FR, FL, RR, RL erhalten werden, die Längskraftdifferenz ΔFX auf dieser Grundlage erhalten. Wenn danach die Abweichung ΔVM der Istbewegungsgröße VMa und der Sollbewegungsgröße VMt berechnet wird, wird das Stabilisierungsmoment MS auf der Grundlage der Abweichung ΔVM und der Längskraftdifferenz ΔFX berechnet. Die Verteilung Qf der vorderen Räder FL, FR und die Verteilung Qr der hinteren Räder RL, RR bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung werden auf der Grundlage des Stabilisierungsmomentes MS erhalten, und der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt werden berechnet, bei denen die jeweiligen Verteilung Qf, Qr relativ zu dem Stabilisierungsmoment MS angewendet werden. Ein endgültiger Lenkwinkelsollwert der vorderen Räder FL, FR wird dadurch erhalten, das der Vorderradreferenzlenkwinkel δf, der zum Durchführen der Vorderradlenkverhältnissteuerung (dass heißt eine Steuerung eines Übersetzungsverhältnisses des Lenkrads relativ zu dem Lenkrad 21) als Reaktion auf die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit dient, durch den Vorderradkorrekturlenkwinkel δft eingestellt wird.
Dementsprechend wird ein Motorsteuersignal, das einen Steuerbefehlswert entsprechend dem Solllenkwinkelwert angibt, zu dem Motor 24b der VGRS 24 abgegeben. Ein endgültiger Lenkwinkelsollwert der hinteren Räder RR, RL wird dadurch erhalten, dass der Hinterradreferenzlenkwinkel δr, der zum Durchführen der Hinterradlenkverhältnissteuerung als Reaktion auf die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit VX dient (dass heißt eine Steuerung für ein Verhältnis des Hinterradlenkwinkels relativ zu dem Vorderradlenkwinkel), durch den Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt eingestellt wird. Dementsprechend wird ein Motorsteuersignal, das einen Steuerbefehlswert entsprechend dem endgültigen Lenkwinkelsollwert der hinteren Räder RR, RL angibt, zu einem Motor 27a des Mechanismus 20B zum Steuern des Hinterradlenkwinkels abgegeben.
Wie dies vorstehend bei dem Aufbau des Lenkwinkelsteuergeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, werden bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung durch Einstellen der Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR und/oder der hinteren Räder RR, RL zum Erzeugen eines Giermoments zum Beseitigen eines Giermoments, das durch die Bremskraftdifferenz und die Antriebskraftdifferenz der rechten und der linken Räder erzeugt wird, wenn die μ-Split-Steuerung, die eine Schlupfbegrenzungssteuerung ausführt, durch die ABS-Steuerung oder die TCS-Steuerung auf der μ-Split-Fahrbahn bewirkt wird, an der eine Oberfläche, an der die Räder an der rechten Seite drehen, und eine Oberfläche, an der die Räder an der linken Seite drehen, unterschiedliche Reibungskoeffizienten haben, der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft auf der Grundlage Verteilung Qf (dass heißt des Verteilungsverhältnisses) der vorderen Räder FR, FL und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt auf der Grundlage der Verteilung Qr (dass heißt des Verteilungsverhältnisses) der hinteren Räder RR, RL erhalten. Dementsprechend wird die korrigierende Lenkwinkelsteuerung unter Berücksichtigung des Verteilungsverhältnisses bezüglich den vorderen Rädern FR, FL und den hinteren Rädern RR, RL ausgeführt, und eine Abweichung des Fahrzeugs auf der μ-Split-Fahrbahn wird in günstiger Weise begrenzt.
Des Weiteren werden die endgültige Vorderradverteilung Qf und die endgültige Hinterradverteilung Qr zumindest unter Berücksichtigung des Fahrtzustands des Fahrzeugs, der Zustandsgröße (zum Beispiel des Stabilisierungsmoments MS oder der Längskraftdifferenz ΔFX) einschließlich der Elemente der Längskraftdifferenz ΔFX und der Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung erhalten. Dementsprechend wird ein Verteilungsverhältnis bezüglich den vorderen Rädern FR, FL und den hinteren Rädern RR, RL bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung als Reaktion auf den Fahrtzustand oder dergleichen in günstiger Weise erhalten, und die Ablenkung des Fahrzeugs auf der μ-Split-Fahrbahn wird in günstiger Weise begrenzt.
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich Tranksaktionen, die durch die ECU 50 durchgeführt werden, von dem ersten Ausführungsbeispiel, und die weiteren Aufbauten sind identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Beschreibungen für gemeinsame Aufbauten hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels werden nicht wiederholt.
Eine Lenksteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben.
Wie dies in der 10 gezeigt ist, wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Einrichtung 50q zum Berechnen des Korrekturlenkwinkels zusätzlich an einer stromaufwärtigen Seite der Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels und der Einrichtung 50kb zum Berechnen des Hinterradkorrekturlenkwinkels vorgesehen.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt auf der Grundlage des Stabilisierungsmoments MS, der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr berechnet. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Korrekturlenkwinkel δt des gesamten Systems auf der Grundlage des Stabilisierungsmoments MS im Voraus berechnet, und der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt werden auf der Grundlage des Korrekturlenkwinkels δt, der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr berechnet. Insbesondere wird der Korrekturlenkwinkel δt auf der Grundlage des Stabilisierungsmoments MS in der Einrichtung 50q zum Berechnen des Korrekturlenkwinkels im Voraus berechnet. Die Beziehung des Korrekturlenkwinkels δt relativ zu dem Stabilisierungsmoment MS ist in der 11 gezeigt. Durch Multiplizieren der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu dem Korrekturlenkwinkel δt, wie dies in Gleichung 13 bzw. in Gleichung 14 angegeben wird, werden der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt berechnet. δft = Qf × δt [Gleichung 13] δrt = Qr × δt [Gleichung 14]
In der vorstehend beschriebenen Art und Weise werden ähnliche Wirkungen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten, indem der Korrekturlenkwinkel δt des gesamten Systems auf der Grundlage des Stabilisierungsmoments MS im Voraus berechnet wird, und indem der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt auf der Grundlage des Korrekturlenkwinkels δt und der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr berechnet werden.
Änderungen der Aufbauten der Ausführungsbeispiele werden nachfolgend beschrieben. Auch wenn der Bremssteuermechanismus 30 als ein Mechanismus beschrieben ist, der für ein Bremsmoment bei den Rädern FR, FL, RR, RL auf der Grundlage des Hydraulikbremsdrucks sorgt, der durch den Aktuator 31 für die Hydraulikbremsdrucksteuerung bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen aufgebracht wird, kann ein Mechanismus verwendet werden, der für ein Bremsmoment bei den Rädern FR, FL, RR, RL dadurch sorgt, das der Radzylinderdruck durch einen Elektromotor ähnlich einer Elektrobremse erzeugt wird, oder das ein Bremsklotz direkt auf eine Drehscheibe gedrückt wird. Durch diesen Aufbau wird zum Beispiel das Bremsmoment auf der Grundlage eines Steuerbefehlswerts des Elektromotors erhalten.
Auch wenn der Wert, der durch Subtrahieren der Summe der Längskraft FXFL, FXRL der Räder FL, RL an der linken Seite von der Summe der Längskräfte FXFR, FXRR der Räder FR, RR an der rechten Seite berechnet wird, als die Längskraftdifferenz ΔFX bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet wird, kann ein Wert, der durch Subtrahieren der Längskraft (dass heißt der Bremskraft) FXfl des vorderen Rads FL an der linken Seite von der Längskraft (dass heißt der Bremskraft) FXfr des vorderen Rads FR an der rechten Seite erhalten wird, als eine Längskraftdifferenz ΔFX zwischen Rädern an der rechten und an der linken Seite verwendet werden, falls die Längskraftdifferenz die Bremskraftdifferenz ist. Falls die Längskraftdifferenz die Antriebskraftdifferenz ist, kann des Weiteren ein Wert, der durch Subtrahieren der Längskraft (dass heißt der Antriebskraft) des Antriebsrads an der linken Seite von der Längskraft (dass heißt der Antriebskraft) des Antriebsrads an der rechten Seite erhalten wird, als die Längskraftdifferenz ΔFX zwischen den Rädern an der rechten und an der linken Seite verwendet werden.
Auch wenn die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf das Lenkwinkelsteuergerät angewendet werden, das außerdem die korrigierende Lenkwinkelsteuerung durchführt, bei der der Fahrzeugbewegungszustand geregelt wird, kann des Weiteren die korrigierende Lenkwinkelsteuerung auf der Grundlage der Regelung des Fahrzeugbewegungszustands weggelassen werden. Bei diesem Aufbau hat die ECU 50 keine Einrichtung 50c zum Berechnen der Istbewegung, keine Einrichtung 50d zum Berechnen der Sollbewegung, keine Vergleichseinrichtung 50e und keine Einrichtung 50f zum Berechnen des Stabilisierungsmoments, die in der 2 gezeigt sind. Anstelle des Stabilisierungsmoments MS werden dann der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt durch Verwenden der Längskraftdifferenz ΔFX an sich erhalten.
Ein Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug hat eine erste Berechnungseinrichtung (50h), die eine Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) berechnet, eine zweite Berechnungseinrichtung (50i), die eine Längskraftdifferenz (ΔFX) zumindest zwischen einem rechten Rad und zumindest einem linken Rad auf der Grundlage der Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) berechnet, eine dritte Berechnungseinrichtung (50j), die eine Verteilungsrate (Qf) der vorderen Räder (FR, FL) bei der Lenkwinkelsteuerung und eine Verteilungsrate (Qr) der hinteren Räder (RR, RL) bei der Lenkwinkelsteuerung berechnet, eine vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb), die einen Vorderradkorrekturlenkwinkel (δft) und einen Hinterradkorrekturlenkwinkel (δrt) auf der Grundlage der Verteilungsrate (Qf) des vorderen Rads (FR, FL), der Verteilungsrate (Qr) des hinteren Rads (RR, RL) und einer Zustandsgröße (ΔFX, MS) einschließlich der Längskraftdifferenz (ΔFX) berechnet, und eine Antriebseinrichtung (50ba, 50bb) die einen Steuerbefehlswert auf der Grundlage des Vorderradkorrekturlenkwinkels (δft) und des Hinterradkorrekturlenkwinkels (δrt) abgibt.

Claims

Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug, das einen Lenkwinkel von vorderen Rädern (FR, FL) und von hinteren Rädern (RR, RL) für ein Fahrzeug (1) steuert, wobei eine Schlupfbegrenzungssteuerung zum Einstellen einer Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) von zumindest einem der Räder (FR, FL, RR, RL) ausgeführt wird, um einen Schlupf des Rads (FR, FL, RR, RL) zu begrenzen, und wobei eine μ-Split-Steuerung zum Ausführen einer Schlupfbegrenzungssteuerung ausgeführt wird, während das Fahrzeug (1) auf einer μ-Split-Fahrbahn mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten an einem Abschnitt, an dem sich zumindest eines der linken Räder (RL, FL) dreht, und an einem Abschnitt fährt, an dem sich zumindest eines der rechten Räder (RR, RL) dreht, gekennzeichnet durch: eine erste Berechnungseinrichtung (50h), die die Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) berechnet; eine zweite Berechnungseinrichtung (50i), die eine Längskraftdifferenz (ΔFX) zwischen dem zumindest einen rechten Rad und dem zumindest einen linken Rad auf der Grundlage der Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) berechnet; eine dritte Berechnungseinrichtung (50j), die eine Verteilungsrate (Qf) der vorderen Räder (FR, FL) bei der Lenkwinkelsteuerung und eine Verteilungsrate (Qr) der hinteren Räder (RR, RL) bei der Lenkwinkelsteuerung berechnet; eine vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb), die einen Vorderradkorrekturlenkwinkel (δft) und einen Hinterradkorrekturlenkwinkel (δrt) auf der Grundlage der Verteilungsrate (Qf) des vorderen Rads (FR, FL), der Verteilungsrate (Qr) des hinteren Rads (RR, RL) und einer Zustandsgröße (ΔFX, MS) einschließlich der Längskraftdifferenz (ΔFX) berechnet; und eine Antriebseinrichtung (50ba, 50bb), die einen Steuerbefehlswert auf der Grundlage des Vorderradkorrekturlenkwinkels (δft) und des Hinterradkorrekturlenkwinkels (δrt) abgibt.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die dritte Berechnungseinrichtung (50j) die Verteilungsrate (Qf) des vorderen Rads (FR, FL) und die Verteilungsrate (Qr) des hinteren Rads (RR, RL) zumindest auf der Grundlage einer Zeitdauer (tms) nach einem Start der μ-Split-Steuerung, der Zustandsgröße (ΔFX, MS) einschließlich der Längskraftdifferenz (ΔFX) oder eines Fahrzeugbewegungszustands (Gx, TS, Vx) berechnet.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei der Fahrzeugbewegungszustand eine Kurvenzustandsgröße (TS) beinhaltet, und die vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb) die Verteilungsrate (Qr) des hinteren Rads (RR, RL) als Reaktion auf eine Erhöhung der Kurvenzustandsgröße (TS) reduziert.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 3, wobei die vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb) die Verteilungsrate (Qr) des hinteren Rads (RR, RL) auf Null festlegt, wenn die Kurvenzustandsgröße (TS) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb) eine Kurvenzustandsgröße (TSi) bei dem Start der μ-Split-Steuerung als die Kurvenzustandsgröße (TS) verwendet.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Fahrzeugbewegungszustand eine Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) beinhaltet, und die vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb) die Verteilungsrate (Qr) des hinteren Rads (RR, RL) als Reaktion auf eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) reduziert.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 6, wobei die vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb) die Verteilungsrate (Qr) der hinteren Räder (RR, RL) auf Null festlegt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb) eine Fahrzeuggeschwindigkeit (Vxi) bei dem Start der μ-Split-Steuerung als die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) verwendet.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb) die Verteilungsrate (Qr) des hinteren Rads (RR, RL) als Reaktion auf eine Verlängerung der Zeitdauer (tms) nach dem Start der μ-Split-Steuerung reduziert.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 9, wobei die vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb) die Verteilungsrate (Qr) des hinteren Rads (RR, RL) auf Null festlegt, wenn die Zeitdauer (tms) nach dem Start der μ-Split-Steuerung gleich oder länger als ein vorbestimmter Wert ist.
Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die vierte Berechnungseinrichtung (50ka, 50kb) den Vorderradkorrekturlenkwinkel (δft) und den Hinterradkorrekturlenkwinkel (δrt) entweder auf der Grundlage eines Wertes als Produkt der Verteilungsraten (Qf, Qr) des vorderen Rads auf (FR, FL) und des hinteren Rads (RR, RL) mit der Zustandsgröße (ΔFX, MS) einschließlich der Längskraftdifferenz (ΔFX) oder durch Erhalten eines Vorderradlenkwinkels und eines Hinterradlenkwinkes entsprechend der Zustandsgröße (ΔFX, MS) einschließlich der Längskraftdifferenz (ΔFX) und durch Multiplizieren der Verteilungsraten (Qf, Qr) des vorderen Rads (FR, FL) und des hinteren Rads (RR, RL) mit dem Vorderradlenkwinkel bzw. dem Hinterradlenkwinkel berechnet.