DE10059030A1 - Gerät zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels - Google Patents

Gerät zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels

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Abstract

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Gerät zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels, das eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen des Betrags des Bewegungszustands eines Fahrzeugs umfasst einschließlich Signalen wie einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugquerbeschleunigung, einer Gierrate und eines Lenkwinkels, und einen Bewegungsmodellspeicher umfasst zum Speichern eines Fahrzeugbewegungsmodells. Eine erste Schätzvorrichtung schätzt einen Fahrzeugseitenschlupfwinkel durch Berechnen einer Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung und der Gierrate und Integrieren der Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Berechnungszyklus. Eine zweite Schätzvorrichtung schätzt auch den Fahrzeugseitenschlupfwinkel auf der Grundlage des Betrags eines durch die Überwachungseinrichtung überwachten Bewegungszustands und des Fahrzeugbewegungsmodells, das in dem Bewegungsmodellspeicher gespeichert ist. Eine Reifenlastermittlungsvorrichtung ermittelt eine Querlast auf jeden Reifen des Fahrzeugs auf der Grundlage des durch die Überwachungseinrichtung überwachten Ergebnisses. Und eine Wechselvorrichtung wechselt zwischen der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die erste Schätzvorrichtung, und der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die zweite Schätzvorrichtung in Übereinstimmung mit dem ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels oder Fahrzeugschwimmwinkels und insbesondere auf das Gerät zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels durch geeignetes Wählen aus dem Fahrzeugseitenschlupfwinkel, der durch Integration geschätzt wird, und dem Fahrzeugseitenschlupfwinkel, der auf der Grundlage eines Fahrzeugbewegungsmodells geschätzt wird.
Als ein System zum Steuern einer Fahrzeugbewegungseigenschaft und insbesondere einer Kurveneigenschaft des Fahrzeugs wurde ein Gerät beachtet zum Steuern einer Differenz zwischen der auf rechte und linke Räder aufgebrachten Bremskraft, um unmittelbar ein Drehmoment zu steuern, und dieses befindet sich nun auf dem Markt. Beispielsweise offenbart die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 9-301147 ein Bewegungssteuergerät, das einen Betrag schätzt, der einen Bewegungszustand eines Fahrzeugs anzeigt, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, und ein hydraulisches Bremsdruckregelgerät regelt, um ein Giermoment des Fahrzeugs zu korrigieren, um die Fahrzeugbewegung zu stabilisieren, wenn der Betrag, der den Bewegungszustand des Fahrzeugs anzeigt, einen Ansprechwert zum Beginn der Regelung überschreitet. Um bei dieser Offenlegungsschrift einen Bereich des Betrags des Bewegungszustands des Fahrzeugs für den Beginn der Regelung in Übereinstimmung mit einem Reibungskoeffizient zu ändern, wird vorgeschlagen, dass bei dem Bewegungsregelgerät der Ansprechwert zum Starten der Regelung umso kleiner ist, je niedriger der Reibungskoeffizient ist.
Bei dem vorstehend beschriebenen Fahrzeugbewegungsregelgerät sind verschiedene Erfassungseinrichtungen zum Erfassen von Signalen vorgesehen, die den Bewegungszustand des Fahrzeugs anzeigen. Beispielsweise schlägt die Offenlegungsschrift des japanischen Patents Nr. 9- 311042 eine Erfassungseinrichtung vor zum Erfassen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels über eine Lenkungseingabe und den Betrag des überwachten Bewegungszustands (beispielsweise Gierrate oder Querbeschleunigung), wobei zum flexiblen Umgehen mit einem variablen Parameter eines Fahrzeugs und Schätzen eines Seitenschlupfwinkels einer Fahrzeugkarosserie mit guter Genauigkeit der Fahrzeugseitenschlupfwinkel geschätzt wird auf der Grundlage einer Bewegungsgleichung, die die Fahrzeugbewegung anzeigt. Demgemäß ist in der Offenlegungsschrift beschrieben, dass es möglich ist, flexibel mit der Nichtlinearität eines Reifens umzugehen und mit einer Änderung der Eigenschaft des Fahrzeugs aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit und die geschätzte Genauigkeit zu verbessern durch Korrigieren des geschätzten Werts des Fahrzeugseitenschlupfwinkels mittels eines Sensorsignals.
In der Offenlegungsschrift Nr. 9-301147 ist offenbart, dass eine Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(= Gy/Vso - γ) berechnet wird auf der Grundlage einer Fahrzeugquerbeschleunigung Gy, einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vso und einer Gierrate γ, und die Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ wird integriert, um einen Fahrzeugseitenschlupfwinkel β(= ∫D/βdt) zu erhalten. In der Offenlegungsschrift Nr. 8-40232 ist offenbart, dass eine Fahrzeugquerbeschleunigung Gy, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V und eine Gierrate γ erfasst werden, um eine Abweichung (Gy - V . γ) zu erhalten, die integriert wird mit einer vorgegebenen Integralzeit, um eine Fahrzeugseitenschlupfgeschwindigkeit Vy zu erhalten. Somit ist ein Fahrzeugkurvenbewegungsregelgerät vorgeschlagen, das eine Fahrzeugkurvenbewegung zumindest auf der Grundlage der Fahrzeugseitenschlupfgeschwindigkeit schätzt und die Fahrzeugkurvenbewegung regelt auf der Grundlage der geschätzten Kurvenbewegung.
Wenn der Fahrzeugseitenschlupfwinkel geschätzt wird auf der Grundlage eines Fahrzeugbewegungsmodells, wie in der vorstehend erwähnten Offenlegungsschrift Nr. 9-311042 beschrieben ist, ist es möglich, mit der Nichtlinearität des Reifens umzugehen oder mit einer Änderung der Eigenschaft des Reifens aufgrund beispielsweise eines Fahrzeugoberflächenzustands. Dies ist jedoch beschränkt auf eine einzelne Art des Reifens und es ist schwierig, damit umzugehen, wenn verschiedene Reifenarten für die Verwendung gewechselt werden oder wenn der Luftdruck des Reifens sich ändert, um eine sehr große Differenz zu verursachen und dergleichen. Dabei wird der Fahrzeugseitenschlupfwinkel vorzugsweise durch eine Integration geschätzt. Gemäß dieser Schätzung werden jedoch derartige Probleme veranlasst, dass ein Fehler sich akkumuliert, wie in der Offenlegungsschrift Nr. 8- 40232 beschrieben ist, und eine robuste Eigenschaft des Fahrzeugs auf einer Neigung oder dergleichen wird noch beeinflusst. Die Fahrzeugseitenschlupfgeschwindigkeit Vy, die als ein Referenzwert verwendet wird zum Ermitteln der Fahrzeugkurvenbewegung in der Offenlegungsschrift Nr. 8-40232, entspricht einem Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren der Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(= Gy/Vso - γ), wie in der Offenlegungsschrift Nr. 9-301147 offenbart ist, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V, so dass dies dem Fahrzeugseitenschlupfwinkel entspricht.
Obwohl das Gerät geeignet sein kann, um auf geeignete Weise einen auszuwählen aus dem Fahrzeugseitenschlupfwinkel, der durch Integration geschätzt wird, und dem Fahrzeugseitenschlupfwinkel, der auf der Grundlage des Fahrzeugbewegungsmodells geschätzt wird, wie vorstehend beschrieben ist, um den Fahrzeugseitenschlupfwinkel zu schätzen, werden andere Probleme verursacht. Wenn beispielsweise das Wechseln der Schätzung nicht geeignet ausgeführt wird, wird die Fahrzeugbewegungsregelung kompliziert, um eine Verzögerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verursachen, so dass es schwierig wird, eine sanfte Bewegungsregelung zu erreichen durch Verwenden des Fahrzeugseitenschlupfwinkels.
Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Geräts zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels durch geeignetes Auswählen eines aus dem Fahrzeugseitenschlupfwinkel, der durch Integration geschätzt wird, und dem Fahrzeugseitenschlupfwinkel, der geschätzt wird auf der Grundlage eines Fahrzeugbewegungsmodells über einen schnellen und einfachen Wechsel der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels.
Um die vorstehende und andere Aufgaben zu lösen, ist das Gerät zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels angeordnet, um eine Überwachungseinrichtung zu umfassen zum Überwachen eines Betrags des Bewegungszustands des Fahrzeugs einschließlich derartiger Signale wie einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugquerbeschleunigung, einer Gierrate und eines Lenkungswinkels und umfasst einen Bewegungsmodellspeicher zum Speichern eines Fahrzeugbewegungsmodells. Eine erste Schätzvorrichtung ist vorgesehen zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels durch Berechnen einer Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung und der Gierrate, die durch die Überwachungseinrichtung überwacht werden, und Integrieren der Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Berechnungszyklus. Eine zweite Schätzeinrichtung ist auch vorgesehen zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels auf der Grundlage des Betrags des Bewegungszustands, der durch die Überwachungseinrichtung überwacht wird, und des Fahrzeugbewegungsmodells, das in dem Bewegungsmodellspeicher gespeichert ist. Eine Reifenlastermittlungsvorrichtung ist vorgesehen zum Ermitteln einer Querlast auf jeden Reifen des Fahrzeugs auf der Grundlage des Ergebnisses, das durch die Überwachungseinrichtung überwacht wird. Und eine Wechselvorrichtung ist vorgesehen zum Wechseln zwischen der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die erste Schätzeinrichtung, und die Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die zweite Schätzvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Ermittlung der Reifenlastermittlungsvorrichtung.
Vorzugsweise ist die Reifenlastermittlungsvorrichtung geeignet, um eine Querlast auf jeden Reifen des Fahrzeugs zu ermitteln auf der Grundlage einer Änderung zumindest eines aus der Fahrzeugquerbeschleunigung oder der Gierrate, die durch die Überwachungseinrichtung überwacht werden.
Bei dem Gerät kann die Überwachungseinrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Querbeschleunigungserfassungseinrichtung zum Erfassen der Fahrzeugquerbeschleunigung, eine Gierratenerfassungseinrichtung zum Erfassen der Gierrate, eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung zum Erfassen des Lenkwinkels umfassen. Die erste Schätzeinrichtung kann dann geeignet sein, um die Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit zu berechnen auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung und der Gierrate, die durch die Erfassungseinrichtungen jeweils erfasst werden, und zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels durch Integrieren der Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit, und die zweite Schätzeinrichtung kann geeignet sein zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung, der Gierrate und des Lenkwinkels, die durch Erfassungseinrichtungen jeweils erfasst werden, und des Fahrzeugbewegungsmodells, das in dem Bewegungsmodellspeicher gespeichert ist.
Die vorstehend angeführte Aufgabe und folgende Beschreibung werden leicht verständlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Geräts zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels dar.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Fahrzeugbewegungsregelsystems mit einem Gerät zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Hauptroutine einer Fahrzeugbewegungsregelung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Nebenroutine zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Nebenroutine zum Einrichten einer Sollschlupfrate für die Verwendung bei einer Lenkungsregelung durch Bremsen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Hydraulikdruckservoregelung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 zeigt ein Diagramm eines Kennfelds zum Einrichten eines vorgegebenen Werts ε 1 in Übereinstimmung mit einem Reibungskoeffizienten µ einer Straße gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 zeigt ein Diagramm eines Kennfelds zum Einrichten eines vorgegebenen Werts ε 2 in Übereinstimmung mit einem Reibungskoeffizienten µ einer Straße gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 zeigt ein Zeitdiagramm beim Schätzen des ersten und zweiten Seitenschlupfwinkels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist auf schematische Weise ein Gerät zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Gerät ist mit einer Überwachungseinrichtung DT zum Überwachen eines Betrags des Bewegungszustands eines Fahrzeugs versehen einschließlich derartiger Signale wie einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugquerbeschleunigung, einer Gierrate und eines Lenkungswinkels. Die Überwachungseinrichtung DT umfasst eine Erfassungseinrichtung D1 zum Erfassen der Fahrzeugquerbeschleunigung, eine Erfassungseinrichtung D2 zum Erfassen der Gierrate des Fahrzeugs, eine Erfassungseinrichtung D3 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Erfassungseinrichtung D4 zum Erfassen des Lenkungswinkels. Und ein Bewegungsmodellspeicher ML ist vorgesehen zum Speichern eines Fahrzeugbewegungsmodells. Darüber hinaus ist eine Seitenschlupfwinkelgeschwindigkeitsberechnungsvorrichtung SA vorgesehen zum Berechnen einer Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung und der Gierrate. Dann ist eine erste Fahrzeugseitenschlupfwinkelschätzvorrichtung S1 (die nachfolgend als eine erste Schätzvorrichtung S1 bezeichnet wird) vorgesehen zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels durch Integrieren der Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Berechnungszyklus. Und eine zweite Fahrzeugseitenschlupfwinkelschätzvorrichtung S2 (die nachfolgend als eine zweite Schätzvorrichtung S2 bezeichnet wird) ist vorgesehen zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung, der Gierrate und des Lenkungswinkels und auch des Fahrzeugbewegungsmodells. Eine Reifenlastermittlungsvorrichtung TR ist vorgesehen zum Ermitteln einer Querlast auf jeden Reifen des Fahrzeugs auf der Grundlage der Signale, die durch die Überwachungseinrichtung DT überwacht werden, beispielsweise auf der Grundlage einer Änderung von zumindest einer aus der Fahrzeugquerbeschleunigung oder der Gierrate. In Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Ermittlung der Reifenlastermittlungsvorrichtung TR ist eine Wechselvorrichtung CS vorgesehen zum Wechseln zwischen der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die erste Schätzvorrichtung S1, und der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die zweite Schätzvorrichtung S2. In diesem Zusammenhang kann es beispielsweise so gebildet sein, dass die Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels im Allgemeinen durch die erste Schätzvorrichtung S1 durchgeführt wird, und wenn die Querlast auf den Reifen relativ klein ist, die Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durch die erste Schätzvorrichtung S1 durchgeführt wird, gewechselt wird zu der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durch die zweite Schätzvorrichtung S2 durchgeführt wird.
Die Reifenlastermittlungsvorrichtung TR ist geeignet, um einen Absolutwert der Fahrzeugquerbeschleunigung, der überwacht wird durch die Überwachungseinrichtung DT, mit einem vorgegebenen Wert zu vergleichen und/oder zu ermitteln, ob die Fahrzeugquerbeschleunigung, die durch die Überwachungseinrichtung DT überwacht wird, einen Nullpunkt passiert hat. Wenn der Absolutwert der Fahrzeugquerbeschleunigung, der durch die Überwachungseinrichtung DT überwacht wird, kleiner ist als der vorgegebene Wert und/oder die Fahrzeugquerbeschleunigung, die durch die Überwachungseinrichtung DT überwacht wird, den Nullpunkt passiert hat, ist die Querlast auf den Reifen klein, so dass die Wechselvorrichtung CS geeignet ist, um die Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durch die erste Schätzvorrichtung S1 durchgeführt wird, zu der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels zu wechseln, die durch die zweite Schätzvorrichtung S2 durchgeführt wird. Oder die Reifenlastermittlungsvorrichtung TR kann geeignet sein, um einen Absolutwert der Gierrate, die durch die Überwachungseinrichtung DT überwacht wird, mit einem vorgegebenen Wert zu vergleichen und/oder zu ermitteln, ob die durch die Überwachungseinrichtung DT überwachte Gierrate einen Nullpunkt passiert hat. Wenn der Absolutwert der durch die Überwachungseinrichtung DT überwachten Gierrate kleiner als der vorgegebene Wert ist und/oder die durch die Überwachungseinrichtung DT überwachte Gierrate den Nullpunkt passiert hat, kann die Wechselvorrichtung CS geeignet sein, um eine Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durch die erste Schätzvorrichtung S1 durchgeführt wird, zu der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels zu wechseln, die durch die zweite Schätzvorrichtung S2 durchgeführt wird. Darüber hinaus kann eine Reibungskoeffizientenschätzvorrichtung E1 (die nachfolgend einfach als Vorrichtung E1 bezeichnet wird) vorgesehen sein zum Schätzen eines Reibungskoeffizienten auf einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Auf der Grundlage dieses geschätzten Reibungskoeffizienten kann die Reifenlastermittlungseinrichtung TR geeignet sein, um den vorgegebenen Wert einzurichten für den Vergleich mit dem Absolutwert der Fahrzeugquerbeschleunigung oder den vorgegebenen Wert für den Vergleich mit dem Absolutwert der Gierrate, wie später detailliert beschrieben wird.
Fig. 2 stellt ein Fahrzeug dar mit dem Fahrzeugbewegungsregelsystem, das mit dem Gerät zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels wie vorstehend beschrieben versehen ist. Das Fahrzeug hat einen Motor EG, der mit einem Kraftstoffeinspritzgerät FI und einem Drosselsteuergerät TH versehen ist, das geeignet ist zum Steuern einer Hauptdrosselöffnung einer Hauptdrosselklappe MT ansprechend auf die Betätigung eines Gaspedals AP. Das Drosselsteuergerät TH hat eine Nebendrosselklappe ST, die betätigt wird ansprechend auf ein Ausgangssignal eines elektronischen Reglers ECU zum Regeln einer Nebendrosselöffnung. Das Kraftstoffeinspritzgerät FI wird auch betätigt ansprechend auf ein Ausgangssignal eines elektronischen Reglers ECU, um den in den Motor EG einzuspritzenden Kraftstoff zu regeln. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Motor EG wirkverbunden mit den vorderen Rädern FL, FR über ein Getriebe GS, um ein Frontantriebssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu schaffen, es ist jedoch nicht auf das Frontantriebssystem beschränkt. Das Rad FL bezeichnet das Rad bei der vorderen linken Seite in der Ansicht von der Position eines Fahrersitzes aus, das Rad FR bezeichnet das Rad an der vorderen rechten Seite, das Rad RL bezeichnet das Rad an der hinteren linken Seite und das Rad RR bezeichnet das Rad an der hinteren rechten Seite. Bezüglich einem Bremssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Radbremszylinder Wfl, Wfr, Wrl, Wrr wirkmontiert an den Rädern FL, FR, RL, RR jeweils des Fahrzeugs und sind fluidverbunden mit einem hydraulischen Bremsdruckregelgerät BC. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein sogenanntes diagonales Kreislaufsystem eingesetzt.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind an den Rädern FL, FR, RL und RR jeweils Raddrehzahlsensoren WS1 bis WS4 vorgesehen, die mit dem elektronischen Regler ECU verbunden sind und durch die ein Signal mit Impulsen proportional zu der Drehzahl von jedem Rad, das heißt ein Raddrehzahlsignal zu dem elektronischen Regler ECU eingespeist wird. Es sind auch ein Bremsschalter BS vorgesehen, der sich einschaltet, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, und abschaltet, wenn das Bremspedal BP gelöst wird, ein vorderer Lenkwinkelsensor SSf zum Erfassen eines Lenkwinkels θf der Vorderräder FL, FR, ein Querbeschleunigungssensor YG zum Erfassen einer Fahrzeugquerbeschleunigung und ein Gierratensensor YS zum Erfassen einer Gierrate, das heißt einer Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs. Diese sind elektrisch verbunden mit dem elektronischen Regler ECU. Demgemäß entsprechen der Querbeschleunigungssensor YG, der Gierratensensor YS und der vordere Lenkwinkelsensor SSf den Erfassungseinrichtungen D1, D2 und D4 jeweils, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
In Fig. 2 ist der elektronische Regler ECU mit einem Mikrocomputer CMP versehen, der eine zentrale Verarbeitungseinheit oder CPU umfasst, einen Nur-Lese-Speicher oder ROM, einen flüchtigen Zugriffspeicher oder RAM, einen Eingangsanschluss IPT und einen Ausgangsanschluss OPT etc. Die durch jeden Raddrehzahlsensor WS1 bis WS4, Bremsschalter BS, vorderen Lenkwinkelsensor SSf, Gierratensensor YS und Querbeschleunigungssensor YG erfassten Signale werden eingespeist in den Eingangsanschluss IPT über jeweilige Verstärkungsschaltkreise AMP und dann zu der zentralen Verarbeitungseinheit CPU. Dann werden die Steuersignale von dem Ausgangsanschluss OPT zu dem Drosselsteuergerät TH und dem hydraulischen Bremsdruckregelgerät BC eingespeist über die jeweiligen Treiberschaltkreise ACT. In dem Mikrocomputer CMP speichert der Nur-Lese-Speicher ROM ein Programm in Übereinstimmung mit Ablaufdiagrammen, wie sie in Fig. 3 bis 6 gezeigt sind, die zentrale Verarbeitungseinheit CPU führt das Programm aus, während der (nicht gezeigte) Zündschalter geschlossen ist, und der flüchtige Zugriffsspeicher RAM speichert zeitweilig variable Daten, die zum Ausführen des Programms notwendig sind. Eine Vielzahl von Mikrocomputern kann vorgesehen sein für jede Regelung, wie beispielsweise eine Drosselsteuerung, oder kann vorgesehen sein zum Durchführen verschiedener Regelungen und elektrisch miteinander verbunden sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das wie vorstehend gebildet ist, wird eine Programmroutine für eine Fahrzeugbewegungsregelung einschließlich einer Lenkungsregelung durch Bremsen, einer Antischlupfregelung usw. ausgeführt durch den elektronischen Regler ECU, wie nachfolgend beschrieben wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 6. Die Programmroutine beginnt, wenn ein (nicht gezeigter) Zündschalter eingeschaltet wird. Am Anfang macht das Programm für die Bewegungsregelung, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, die Initialisierung des Systems beim Schritt 101, um verschiedene Daten zu löschen. Beim Schritt 102 werden Signale, die durch die Raddrehzahlsensoren WS1 bis WS4 erfasst werden, durch den elektronischen Regler ECU gelesen und das Signal (Lenkwinkel θf), das durch den vorderen Lenkwinkelsensor SSf erfasst wird, das Signal (Istgierrate γ(n)), das durch den Gierratensensor YS erfasst wird, und das Signal (Istquerbeschleunigung Gy(n)), das durch den Querbeschleunigungssensor YG erfasst wird, werden auch gelesen.
Dann schreitet das Programm zum Schritt 103 fort, bei dem die Raddrehzahl Vw** (** repräsentiert eines der Räder FL, FR, RL, RR) von jedem Rad berechnet wird und differenziert wird zum Liefern der Radbeschleunigung DVw**. Beim Schritt 104 wird das Maximum der Raddrehzahlen Vw** für vier Räder berechnet zum Liefern einer geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit Vso bei dem Schwerpunkt des Fahrzeugs (Vso = MAX[Vw**]), und eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit Vso** wird für jedes Rad jeweils berechnet auf der Grundlage der Raddrehzahl Vw**. Die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit Vso** kann normalisiert werden, um einen Fehler zu reduzieren, der verursacht wird durch eine Differenz zwischen den an der Innenseite und Außenseite der Kurve befindlichen Räder bei der Kurvenfahrt. Darüber hinaus wird die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit Vso differenziert zum Liefern einer geschätzten Fahrzeugbeschleunigung DVso (einschließlich einer geschätzten Fahrzeugverzögerung mit entgegengesetzten Vorzeichen). Beim Schritt 105 wird eine Istschlupfrate Sa** auch berechnet auf der Grundlage der Raddrehzahl Vw** für jedes Rad und der geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit Vso** (oder der geschätzten und normalisierten Fahrzeuggeschwindigkeit), die berechnet werden jeweils bei Schritten 103 und 104 in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:
Sa** = (Vso** - Vw**)/Vso**
Dann kann beim Schritt 106 auf der Grundlage der Fahrzeugbeschleunigung DVso und der Istquerbeschleunigung Gy(n), die erfasst wird durch den Querbeschleunigungssensor YG, der Reibungskoeffizient µ auf einer Straßenoberfläche berechnet werden in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:
µ = (DVso2 + Gy(n)2)1/2
Um den Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche zu erfassen, können verschiedene Verfahren eingesetzt werden, die anders als das vorstehende Verfahren sind, wie beispielsweise ein Sensor zum unmittelbaren Erfassen eines Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche.
Das Programm schreitet zu Schritten 107, 108 fort, eine Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(n) und ein Fahrzeugseitenschlupfwinkel β(n) werden berechnet. Der Seitenschlupfwinkel β(n) ist ein Winkel, der einem Fahrzeugschlupf auf einer Fahrzeugbewegungsbahn entspricht, die folgendermaßen geschätzt wird. Das heißt am Anfang wird die Seitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(n), die ein differenzierter Wert dβ(n)/dt des Seitenschlupfwinkels β(n) ist, berechnet beim Schritt 107 in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:
Dβ(n) = Gy(n)/Vso - γ(n)
Dann wird der Seitenschlupfwinkel β(n) geschätzt, wie später detailliert beschrieben wird unter Bezugnahme auf Fig. 4.
Dann schreitet das Programm zum Schritt 109 fort, bei dem die Betriebsart für die Lenkungsregelung durch Bremsen durchgeführt wird zum Liefern einer Sollschlupfrate für die Verwendung bei der Lenkungsregelung durch Bremsen, wobei die auf jedes Rad aufgebrachte Bremskraft geregelt wird beim Schritt 118 über die hydraulische Druckservoregelung, die später erläutert wird. Die Lenkungsregelung durch Bremsen wird hinzugefügt zu jeder Regelung, die durchgeführt wird in allen später beschriebenen Regelbetriebsarten. Dann schreitet das Programm zum Schritt 110 fort, bei dem ermittelt wird, ob der Zustand für den Beginn der Antiblockierregelung erfüllt ist oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass der Zustand sich in der Antiblockierregelbetriebsart befindet, schreitet das Programm zum Schritt 111 fort, bei dem eine Regelbetriebsart zum Durchführen sowohl der Lenkungsregelung durch Bremsen als auch der Antiblockierregelung beginnt.
Wenn beim Schritt 110 ermittelt wird, dass der Zustand für den Beginn der Antiblockierregelung nicht erfüllt ist, dann schreitet das Programm zum Schritt 112 fort, bei dem ermittelt wird, ob der Zustand für den Beginn der Vorne-und-Hinten- Bremskraftverteilungsregelung erfüllt ist oder nicht. Wenn der Schritt 112 positiv ist, schreitet das Programm weiter zum Schritt 113 fort, bei dem eine Regelbetriebsart zum Durchführen sowohl der Lenkungsregelung durch Bremsen als auch der Bremskraftverteilungsregelung durchgeführt wird, andererseits schreitet es zum Schritt 114 fort, bei dem ermittelt wird, ob der Zustand für den Beginn der Traktionsregelung erfüllt ist oder nicht. Wenn der Zustand für den Beginn der Traktionsregelung erfüllt ist, schreitet das Programm zum Schritt 115 fort, bei dem eine Regelbetriebsart zum Durchführen sowohl der Lenkungsregelung durch Bremsen als auch der Traktionsregelung durchgeführt wird. Andererseits schreitet das Programm zum Schritt 116 fort, bei dem ermittelt wird, ob der Zustand für den Beginn der Lenkungsregelung durch Bremsen erfüllt ist oder nicht. Wenn der Zustand für den Beginn der Lenkungsregelung durch Bremsen erfüllt ist, schreitet das Programm zum Schritt 117 fort, bei dem eine Regelbetriebsart zum Durchführen nur der Lenkungsregelung durch Bremsen eingerichtet wird. Auf der Grundlage der Regelbetriebsarten, wie sie vorstehend eingerichtet sind, wird die hydraulische Druckservoregelung beim Schritt 118 durchgeführt und dann kehrt das Programm zum Schritt 102 zurück. Wenn beim Schritt 116 ermittelt wird, dass der Zustand für den Beginn der Lenkungsregelung durch Bremsen nicht erfüllt ist, schreitet das Programm zum Schritt 119 fort, bei dem Elektromagneten für alle elektromagnetischen Ventile abgeschaltet werden und dann kehrt das Programm zum Schritt 102 zurück. In Übereinstimmung mit den Regelbetriebsarten, die bei den Schritten 111, 113, 115 und 116 eingerichtet werden, kann der Nebendrosselöffnungswinkel für das Drosselsteuergerät TH eingestellt werden ansprechend auf den Bewegungszustand des Fahrzeugs, so dass die Leistung des Motors EG reduziert werden könnte, um die dadurch erzeugte Antriebskraft zu begrenzen.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für den Betrieb der Schätzung des Seitenschlupfwinkels β(n), die beim Schritt 108 in Fig. 3 durchgeführt wird, die wiederholt wird mit einem vorgegebenen Berechnungszyklus (ΔT). Beim Schritt 201 werden der Integralwert der Seitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(n), die ein bei dem Schritt 107 in Fig. 3 berechnetes Ergebnis ist, und der Berechnungszyklus (ΔT) multipliziert, um ein Produkt (Dβ(n) . ΔT) zu erzeugen, das heißt ein ungefährer Integralwert der Seitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(n), so dass der ungefähre Integralwert, der ungefähr gleich dem Integralwert der Seitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(n) ist, das heißt ∫Dβ(n)dt berechnet wird und hinzugefügt wird zu dem Seitenschlupfwinkel β(n - 1), der erhalten wird bei dem vorangegangenen Zyklus (n - 1), um einen ersten Seitenschlupfwinkel β1 zu erhalten.
Dann schreitet das Programm zum Schritt 202 fort, bei dem ein zweiter Seitenschlupfwinkel β2 berechnet wird in Übereinstimmung mit der Gleichung der Fahrzeugbewegung folgendermaßen:
m . V(dβ/dt + dγ . dt) = -Cf{β + (Lf . dγ/dt)/V - θf} - Cr{β - (Lr . dγ/dt)/V}; und
I . d2γ/dt2 = -Lf . Cf{β+ (Lf . dγ/dt)/V - θf] + Lr . Cr{β - (Lr . dγ/dt)/V},
wobei "m" die Masse des Fahrzeugs ist, "Cf" ist eine Kurvenkraft eines Vorderrads, "Cr" ist eine Kurvenkraft eines Hinterrads, "Lf" ist ein Abstand einer Vorderachse von dem Schwerpunkt, "Lr" ist ein Abstand zwischen einer Hinterachse und dem Schwerpunkt, "Of" ist ein Lenkwinkel des Vorderrads und "I" ist ein Gierträgheitsmoment.
Der zweite Seitenschlupfwinkel β2 ist derselbe wie der Seitenschlupfwinkel, der erhalten wird auf der Grundlage der Bewegungsgleichung, wie in der vorstehend erwähnten Offenlegungsschrift Nr. 9-311042 beschrieben ist, die hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist, so dass die detaillierte Erläuterung weggelassen wird.
Dann wird das Produkt der Querbeschleunigung bei dem momentanen Zyklus Gy(n) und der Querbeschleunigung Gy(n - 1) bei dem vorangegangenen Zyklus beim Schritt 203 erhalten und das Vorzeichen des Produkts wird ermittelt. Wenn das Produkt negativ ist, das heißt, wenn das Vorzeichen der Querbeschleunigung Gy(n) bei dem momentanen Zyklus und der Querbeschleunigung Gy(n - 1) bei dem vorangegangenen Zyklus unterschiedlich sind, bedeutet dies, dass die Querbeschleunigung Gy einen Nullpunkt passiert hat. Dabei ist die Last auf den Reifen klein, so dass vorzugsweise der zweite Seitenschlupfwinkel β2 mit kleinem Fehler verwendet wird.
Deshalb schreitet das Programm zum Schritt 204 fort, bei dem der zweite Seitenschlupfwinkel β2, der auf der Grundlage der Bewegungsgleichung des Fahrzeugs erhalten wird, eingerichtet wird als der Seitenschlupfwinkel β(n) bei dem momentanen Zyklus. Der zweite Seitenschlupfwinkel β2 wird nämlich in einem Abschnitt eingesetzt, der angedeutet ist durch eine durchgezogene Linie in der Mitte des unteren Teils von Fig. 9.
Wenn im Gegensatz das Vorzeichen des Produkts aus der Querbeschleunigung Gy(n) bei dem momentanen Zyklus und der Querbeschleunigung Gy(n - 1) bei dem vorangegangenen Zyklus als positiv ermittelt wird beim Schritt 203, das heißt, wenn die Vorzeichen der Querbeschleunigung Gy(n) bei dem momentanen Zyklus und der Querbeschleunigung Gy(n - 1) bei dem vorangegangenen Zyklus dieselben sind, schreitet das Programm zum Schritt 205 fort, bei dem der Absolutwert der Querbeschleunigung Gy(n) mit einem vorgegebenen Wert ε 1 verglichen wird. Wenn ermittelt wird, dass der Absolutwert der Querbeschleunigung Gy(n) niedriger als der vorgegebene Wert ε 1 ist, wird abgeschätzt, dass die Querbeschleunigung Gy sich Null nähert, so dass der zweite Seitenschlupfwinkel β2, der erhalten wird auf der Grundlage der Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, eingerichtet wird als der Seitenschlupfwinkel β(n) bei dem momentanen Zyklus beim Schritt 204. Wenn dann ermittelt wird, dass der Absolutwert der Querbeschleunigung Gy(n) bei dem momentanen Zyklus gleich oder größer als der vorgegebene Wert ε 1 ist, schreitet das Programm zum Schritt 206 fort. Beim Schritt 206 wird das Vorzeichen des Produkts aus der Gierrate γ(n) bei dem momentanen Zyklus und der Gierrate γ(n - 1) bei dem vorangegangenen Zyklus berechnet und das Vorzeichen des Produkts wird ermittelt. Wenn das Produkt negativ ist, das heißt, wenn die Vorzeichen der Gierrate γ(n) bei dem momentanen Zyklus und der Gierrate γ(n - 1) bei dem vorangegangenen Zyklus unterschiedlich sind, bedeutet dies, dass die Gierrate γ den Nullpunkt passiert hat, so dass vorzugsweise der zweite Seitenschlupfwinkel β2 mit kleinem Fehler verwendet wird, da die Last auf den Reifen klein ist. Deshalb schreitet das Programm zum Schritt 204 fort, bei dem der zweite Seitenschlupfwinkel β2, der erhalten wird auf der Grundlage der Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, als der Seitenschlupfwinkel β(n) bei dem momentanen Zyklus eingerichtet wird. Wenn das Vorzeichen des Produkts der Gierrate γ(n) bei dem momentanen Zyklus und der Gierrate γ(n - 1) bei dem vorangegangenen Zyklus als positiv ermittelt wird beim Schritt 206, das heißt wenn die Vorzeichen der Gierrate γ(n) bei dem momentanen Zyklus und der Gierrate γ(n - 1) bei dem vorangegangenen Zyklus dieselben sind, schreitet das Programm zum Schritt 207 fort, bei dem der Absolutwert der Gierrate γ(n) mit einem vorgegebenen Wert ε 2 verglichen wird.
Wenn ermittelt wird, dass der Absolutwert der Gierrate γ(n) niedriger als der vorgegebene Wert ε 2 ist, wird der zweite Seitenschlupfwinkel β2, der erhalten wird auf der Grundlage der Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, als der Seitenschlupfwinkel β(n) bei dem momentanen Zyklus beim Schritt 204 eingerichtet. Wenn dann ermittelt wird, dass der Absolutwert der Gierrate γ(n) bei dem momentanen Zyklus gleich oder größer als der vorgegebene Wert ε 2 ist, schreitet das Programm zum Schritt 208 fort, bei dem der erste Seitenschlupfwinkel β1 des ungefähren Integralwerts eingerichtet wird als der Seitenschlupfwinkel β(n) bei dem momentanen Zyklus. Der erste Seitenschlupfwinkel β1 wird nämlich eingesetzt in einem Abschnitt, der angedeutet ist durch eine durchgezogene Linie in dem rechten Abschnitt des oberen Teils von Fig. 9. In Fig. 9 ist ein Abschnitt, der durch eine Strichpunktlinie angedeutet ist, der Wert des ersten Seitenschlupfwinkels β1, der vorgesehen ist, wenn der Wechsel nicht durchgeführt wird.
Die vorgegebenen Werte ε 1 (Querbeschleunigung) und ε 2 (Gierrate) werden eingerichtet in Übereinstimmung mit dem Reibungskoeffizienten µ auf der Straßenoberfläche, wie jeweils in Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Das heißt, je größer der Reibungskoeffizient µ ist, der beim Schritt 106 geschätzt wird, umso größer werden die vorgegebenen Werte ε 1 und ε 2 eingerichtet.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm für den Betrieb der Lenkungsregelung durch Bremsen, der durchgeführt wird beim Schritt 109 in Fig. 3, der eine Übersteuerhemmregelung und die Untersteuerhemmregelung umfasst. Durch dieses Ablaufdiagramm werden die Sollschlupfraten eingerichtet deshalb in Übereinstimmung mit der Übersteuerhemmregelung und/oder der Untersteuerhemmregelung. Am Anfang wird beim Schritt 301 ermittelt, ob die Übersteuerhemmregelung gestartet oder beendet werden soll, und beim Schritt 302 wird auch ermittelt, ob die Untersteuerhemmregelung gestartet oder beendet werden soll. Insbesondere wird die Ermittlung beim Schritt 301 durchgeführt auf der Grundlage der Ermittlung, ob man sich innerhalb einer Regelzone befindet, die auf einem ersten (nicht gezeigten) Kennfeld vorgesehen ist. Wenn beispielsweise der Seitenschlupfwinkel β(n) und die Seitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(n), die berechnet werden beim Ermitteln des Starts oder der Beendigung, in die Regelzone hineinfallen, wird die Übersteuerhemmregelung gestartet. Wenn jedoch der Seitenschlupfwinkel β(n) und die Seitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(n) aus der Regelzone herausfallen, wird die Übersteuerhemmregelung gesteuert, um dadurch beendet zu werden. Andererseits wird die Ermittlung des Starts und die Beendigung der Untersteuerhemmregelung beim Schritt 302 durchgeführt auf der Grundlage der Ermittlung, ob man sich innerhalb einer Regelzone befindet, die auf einem zweiten (nicht gezeigten) Kennfeld vorgesehen ist. Beispielsweise in Übereinstimmung mit der Änderung der Istquerbeschleunigung Gy(n) gegenüber einer Sollquerbeschleunigung Gyt, wenn sie aus dem Sollzustand herausfallen und in die Regelzone hineinfallen, dann wird die Untersteuerhemmregelung gestartet. Wenn sie aus der Zone herausfallen, wird die Untersteuerhemmregelung beendet.
Dann schreitet das Programm zum Schritt 303 fort, bei dem ermittelt wird, ob die Übersteuerhemmregelung durchzuführen ist oder nicht. Wenn die Übersteuerhemmregelung nicht durchzuführen ist, schreitet das Programm weiter zum Schritt 304 fort, bei dem ermittelt wird, ob die Untersteuerhemmregelung durchzuführen ist oder nicht. Wenn die Untersteuerhemmregelung nicht durchzuführen ist, kehrt das Programm zu der Hauptroutine zurück. Wenn beim Schritt 304 ermittelt wird, dass die Untersteuerhemmregelung durchzuführen ist, schreitet das Programm zum Schritt 305 fort, bei dem die Sollschlupfrate von jedem Rad bei einer Sollschlupfrate eingerichtet wird, die vorgesehen ist für die Verwendung bei der Untersteuerhemmregelung. Wenn beim Schritt 303 ermittelt wird, dass die Übersteuerhemmregelung durchzuführen ist, schreitet das Programm zum Schritt 306 fort, bei dem ermittelt wird, ob die Untersteuerhemmregelung durchzuführen ist oder nicht. Wenn die Untersteuerhemmregelung nicht durchzuführen ist, schreitet das Programm zum Schritt 307 fort, bei dem die Sollschlupfrate von jedem Rad eingerichtet wird bei einer Sollschlupfrate, die vorgesehen ist für die Verwendung bei der Übersteuerhemmregelung. Wenn beim Schritt 306 ermittelt wird, dass die Untersteuerhemmregelung durchzuführen ist, schreitet das Programm zum Schritt 308 fort, bei dem die Sollschlupfrate von jedem Rad eingerichtet wird bei einer Sollschlupfrate, die vorgesehen ist für die Verwendung sowohl bei der Übersteuerhemmregelung als auch bei der Untersteuerhemmregelung.
Beim Schritt 305 wird die Sollschlupfrate eines Vorderrads, das sich an der Außenseite der Kurve der Fahrzeugbahn befindet, als "Stufo" eingerichtet, die Sollschlupfrate eines Vorderrads, das sich auf der Innenseite der Kurve befindet, wird eingerichtet als "Stufi" und die Sollschlupfrate eines Hinterrads, das sich auf der Innenseite der Kurve befindet, wird eingerichtet als "Sturi". Als die Schlupfrate "S" zeigt "t" einen Sollwert an, der vergleichbar ist mit einem gemessenen Istwert, der durch "a" angezeigt wird. Dann zeigt "u" die Untersteuerhemmregelung an, ein "f" zeigt das Vorderrad an, ein "r" zeigt das Hinterrad an, ein "o" zeigt die Außenseite der Kurve an und ein "i" zeigt die Innenseite der Kurve jeweils an.
Beim Schritt 307 wird die Sollschlupfrate des Vorderrads, das sich an der Außenseite der Kurve befindet, eingerichtet als "Stefo" und die Sollschlupfrate des Hinterrads, das sich an der Innenseite der Kurve befindet, wird eingerichtet als "Steri", wobei "e" die Übersteuerhemmregelung anzeigt. Wohingegen beim Schritt 308 die Sollschlupfrate des Vorderrads, das sich an der Außenseite der Kurve befindet, eingerichtet wird als "Stefo", die Sollschlupfrate des Vorderrads, das sich an der Innenseite der Kurve befindet, wird eingerichtet als "Stufi" und die Sollschlupfrate des Hinterrads, das sich an der Innenseite der Kurve befindet, wird eingerichtet als "Sturi". Das heißt, wenn sowohl die Übersteuerhemmregelung als auch die Untersteuerhemmregelung gleichzeitig durchgeführt werden, wird die Sollschlupfrate des Vorderrads, das sich an der Außenseite der Kurve befindet, so eingerichtet, um dieselbe Rate zu sein wie die Sollschlupfrate für die Verwendung bei der Übersteuerhemmregelung, während die Sollschlupfraten der Räder, die sich an der Innenseite der Kurve befinden, eingerichtet werden, um dieselben Raten zu sein, wie die Sollschlupfraten für die Verwendung bei der Untersteuerhemmregelung. Jedenfalls ist jedoch ein Hinterrad, das sich an der Außenseite der Kurve befindet, das heißt ein antriebsfreies Rad des Frontantriebfahrzeugs nicht zu regeln, da dieses Rad als ein Referenzrad eingesetzt wird für die Verwendung bei der Berechnung der geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit.
Bezüglich der Sollschlupfrate für die Verwendung bei der Übersteuerhemmregelung, die beim Schritt 307 eingerichtet wird, werden der Seitenschlupfwinkel β(n) und die Seitenschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ(n) eingesetzt. Bezüglich der Sollschlupfrate für die Verwendung bei der Untersteuerhemmregelung wird eine Differenz zwischen der Sollquerbeschleunigung Gyt und der Istbeschleunigung Gyn eingesetzt. Die Sollschlupfraten Stefo für die Verwendung bei der Übersteuerhemmregelung werden berechnet in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:
Stefo = K1 . β(n) + K2 . Dβ(n)
wobei K1, K2 Konstanten sind, die eingerichtet werden, um die Sollschlupfrate Stefo zu liefern und die verwendet werden zum Erhöhen des Bremsdrucks (das heißt Erhöhen der Bremskraft). Die Sollschlupfrate Steri des an der Innenseite der Kurve befindlichen Hinterrads wird jedoch auf Null eingerichtet.
Im Gegensatz werden die Sollschlupfraten Stufo, Sturi für die Verwendung bei der Untersteuerhemmregelung berechnet in Übereinstimmung jeweils mit den folgenden Gleichungen:
Stufo = K3 . ΔGy
Sturi = K4 . ΔGy
Stufi = K5 . ΔGy
wobei K3 eine Konstante ist zum Liefern der Sollschlupfrate Stufo, die verwendet wird zum Erhöhen des Bremsdrucks (oder alternativ Vermindern des Bremsdrucks), während K4, K5 Konstanten sind zum Liefern der Sollschlupfrate, die verwendet werden zum Erhöhen des Bremsdrucks.
Fig. 6 zeigt die hydraulische Druckservoregelung, die ausgeführt wird beim Schritt 118 in Fig. 3, und wobei der Radzylinderdruck für jedes Rad geregelt wird über die Schlupfratenservoregelung. Beim Schritt 401 werden die Sollschlupfraten St**, die eingerichtet werden beim Schritt 305, 307 oder 308, eingelesen, um die Sollschlupfrate für jedes Rad des Fahrzeugs zu liefern. Dann schreitet das Programm zum Schritt 402 fort, bei dem eine Schlupfratenabweichung ΔSt** berechnet wird für jedes Rad und schreitet weiter zum Schritt 403 fort, bei dem eine Fahrzeugbeschleunigungsabweichung ΔDVso** berechnet wird. Beim Schritt 402 wird die Differenz zwischen der Sollschlupfrate St** und der Istschlupfrate Sa** berechnet zum Liefern der Schlupfratenabweichung ΔSt** (das heißt ΔSt** = St** - Sa**). Und beim Schritt 403 wird die Differenz zwischen der geschätzten Fahrzeugbeschleunigung DVso bei dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und der Fahrzeugbeschleunigung DVw** des gewählten Rads berechnet zum Liefern der Fahrzeugbeschleunigungsabweichung ΔDVso**. Die Istschlupfrate Sa** und die Fahrzeugbeschleunigungsabweichung ΔDVso** können berechnet werden in Übereinstimmung mit einer spezifischen Weise, die ermittelt wird in Abhängigkeit von den Regelbetriebsarten, wie beispielsweise einer Antiblockierregelbetriebsart, einer Traktionsregelbetriebsart oder dergleichen, deren Erläuterung hier weggelassen wird.
Dann schreitet das Programm zum Schritt 404 fort, bei dem ein Parameter Y** zum Liefern der hydraulischen Druckregelung bei jeder Regelbetriebsart berechnet wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:
Y** = Gs** . ΔSt**
wobei in "Gs**" eine Verstärkung ist, die vorgesehen ist ansprechend auf den Seitenschlupfwinkel β(n). Dann schreitet das Programm weiter zum Schritt 405 fort, bei dem ein anderer Parameter X** berechnet wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:

X** = Gd** . ΔDVso**
wobei in "Gd**" eine Verstärkung ist, die ein konstanter Wert ist. Auf der Grundlage der Parameter X** und Y** wird eine Druckregelbetriebsart für jedes Rad beim Schritt 406 geliefert in Übereinstimmung mit einem (nicht gezeigten) Regelkennfeld. Das Regelkennfeld hat eine Schnelldruckabnahmezone, eine Impulsdruckabnahmezone, eine Druckhaltezone, eine Impulsdruckerhöhungszone und eine Schnelldruckerhöhungszone, die vorgesehen sind im Voraus, so dass eine der Zonen gewählt wird in Übereinstimmung mit den Parametern X** und Y** beim Schritt 406. Wenn keine Regelbetriebsart durchgeführt wird, ist keine Druckregelbetriebsart vorgesehen (das heißt die Elektromagnete sind abgeschaltet).
Beim Schritt 407 wird eine Druckerhöhungs- und Abnahmeausgleichsregelung durchgeführt, die erforderlich ist zum Glätten des ersten Übergangs und letzten Übergangs des hydraulischen Drucks, wenn die momentan gewählte Zone geändert wird von der vorher gewählten Zone beim Schritt 406, beispielsweise von der Druckerhöhungszone zu der Druckabnahmezone oder umgekehrt. Wenn die Zone geändert wird von der Schnelldruckabnahmezone zu der Impulsdruckerhöhungszone beispielsweise, wird die Schnelldruckerhöhungsregelung durchgeführt für eine Periode, die ermittelt wird auf der Grundlage einer Periode, während der die Schnelldruckabnahmebetriebsart andauert, die unmittelbar vor der Schnelldruckerhöhungsregelung vorgesehen war. Dann schreitet das Programm zum Schritt 408 fort, bei dem der Elektromagnet von jedem Ventil in dem hydraulischen Druckregelgerät BC erregt oder entregt wird in Übereinstimmung mit der Betriebsart, die ermittelt wird durch die gewählte Druckregelzone oder die Druckerhöhungs- und Abnahmeausgleichsregelung, wodurch die auf jedes Rad aufgebrachte Bremskraft geregelt wird. Dann schreitet das Programm zum Schritt 409 fort, bei dem ein Motor zum Antreiben einer Druckpumpe betätigt wird. Obwohl die Schlupfrate nicht verwendet wird für die Regelung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, kann jeder Wert in Übereinstimmung mit der auf jedes Rad aufgebrachten Bremskraft, wie beispielsweise der Bremsdruck in jedem Radbremszylinder eingesetzt werden als der Sollwert.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Gerät zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels, das eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen des Betrags des Bewegungszustands eines Fahrzeugs umfasst einschließlich Signalen wie einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugquerbeschleunigung, einer Gierrate und eines Lenkwinkels, und einen Bewegungsmodellspeicher umfasst zum Speichern eines Fahrzeugbewegungsmodells. Eine erste Schätzvorrichtung schätzt einen Fahrzeugseitenschlupfwinkel durch Berechnen einer Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung und der Gierrate und Integrieren der Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Berechnungszyklus. Eine zweite Schätzvorrichtung, schätzt auch den Fahrzeugseitenschlupfwinkel auf der Grundlage des Betrags eines durch die Überwachungseinrichtung überwachten Bewegungszustands und des Fahrzeugbewegungsmodells, das in dem Bewegungsmodellspeicher gespeichert ist. Eine Reifenlastermittlungsvorrichtung ermittelt eine Querlast auf jeden Reifen des Fahrzeugs auf der Grundlage des durch die Überwachungseinrichtung überwachten Ergebnisses. Und eine Wechselvorrichtung wechselt zwischen der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die erste Schätzvorrichtung, und der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die zweite Schätzvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ermittlungsergebnis der Reifenlastermittlungsvorrichtung.

Claims (7)

1. Gerät zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels mit:
einer Überwachungseinrichtung (DT), die in einem Fahrzeug angeordnet ist zum Überwachen eines Betrags eines Bewegungszustands des Fahrzeugs einschließlich derartiger Signale, wie eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeugquerbeschleunigung, eine Gierrate und ein Lenkwinkel;
einer Bewegungsmodellspeichereinrichtung (ML) zum Speichern eines Fahrzeugbewegungsmodells in einem Speicher;
einer ersten Schätzeinrichtung (S1) zum Schätzen eines Fahrzeugseitenschlupfwinkels durch Berechnen einer Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugquerbeschleunigung und Gierrate, die überwacht werden durch die Überwachungseinrichtung (DT), und Integrieren der Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Berechnungszyklus;
einer zweiten Schätzeinrichtung (S2) zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels auf der Grundlage des Betrags des Bewegungszustands, der durch die Überwachungseinrichtung (DT) überwacht wird, und des Fahrzeugbewegungsmodells, das in dem Speicher gespeichert ist durch die Bewegungsmodellspeichereinrichtung (ML);
einer Reifenlastermittlungseinrichtung (TR) zum Ermitteln einer Querlast auf jeden Reifen des Fahrzeugs auf der Grundlage des Ergebnisses, das überwacht wird durch die Überwachungseinrichtung (DT); und
einer Wechseleinrichtung (CS) zum Wechseln zwischen der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die erste Schätzeinrichtung (S1), und der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durchgeführt wird durch die zweite Schätzeinrichtung (S2), in Übereinstimmung mit dem Ermittlungsergebnis der Reifenlastermittlungseinrichtung (TR).
2. Gerät zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels nach Anspruch 1, wobei die Reifenlastermittlungseinrichtung (TR) die Querlast auf jeden Reifen des Fahrzeugs ermittelt auf der Grundlage einer Änderung zumindest der Fahrzeugquerbeschleunigung oder der Gierrate, die durch die Überwachungseinrichtung (DT) überwacht werden.
3. Gerät zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels nach Anspruch 2, wobei die Reifenlastermittlungseinrichtung (TR) einen Absolutwert der Fahrzeugquerbeschleunigung, die überwacht wird durch die Überwachungseinrichtung (DT), mit einem vorgegebenen Wert vergleicht und/oder ermittelt, ob die durch die Überwachungseinrichtung (DT) überwachte Fahrzeugquerbeschleunigung einen Nullpunkt passiert hat, und wobei die Wechseleinrichtung (CS) die Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durch die erste Schätzeinrichtung (S1) durchgeführt wird, wechselt zu der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durch die zweite Schätzeinrichtung (S2) durchgeführt wird, wenn der Absolutwert der durch die Überwachungseinrichtung (DT) überwachten Fahrzeugquerbeschleunigung kleiner als der vorgegebene Wert ist, und/oder die Fahrzeugquerbeschleunigung, die durch die Überwachungseinrichtung (DT) überwacht wird, den Nullpunkt passiert hat.
4. Gerät zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels nach Anspruch 3, das des Weiteren eine Einrichtung aufweist zum Schätzen eines Reibungskoeffizienten (E1) auf einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, wobei die Reifenlastermittlungseinrichtung (TR) den vorgegebenen Wert einrichtet für den Vergleich mit dem Absolutwert der Fahrzeugquerbeschleunigung auf der Grundlage des geschätzten Reibungskoeffizienten.
5. Gerät zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels nach Anspruch 2, wobei die Reifenlastermittlungseinrichtung (TR) einen Absolutwert der durch die Überwachungseinrichtung (DT) überwachten Gierrate vergleicht mit einem vorgegebenen Wert und/oder ermittelt, ob die durch die Überwachungseinrichtung (DT) überwachte Gierrate einen Nullpunkt passiert hat, und wobei die Wechseleinrichtung (CS) die Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels, die durch die erste Schätzeinrichtung (S1) durchgeführt wird, zu der Schätzung des Fahrzeugseitenschlupfwinkels wechselt, die durch die zweite Schätzeinrichtung (S2) durchgeführt wird, wenn der Absolutwert der durch die Überwachungseinrichtung (DT) überwachten Gierrate kleiner als der vorgegebene Wert ist und/oder die durch die Überwachungseinrichtung (DT) überwachte Gierrate den Nullpunkt passiert hat.
6. Gerät zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels nach Anspruch 5, das des Weiteren eine Einrichtung aufweist zum Schätzen eines Reibungskoeffizienten auf einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, wobei die Reifenlastermittlungseinrichtung (TR) den vorgegebenen Wert einrichtet für den Vergleich mit dem Absolutwert der Gierrate auf der Grundlage des geschätzten Reibungskoeffizienten.
7. Gerät zum Schätzen des Fahrzeugseitenschlupfwinkels nach Anspruch 1, wobei die Überwachungseinrichtung (DT) eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung umfasst zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Querbeschleunigungserfassungseinrichtung zum Erfassen der Fahrzeugquerbeschleunigung, eine Gierratenerfassungseinrichtung zum Erfassen der Gierrate, eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung zum Erfassen des Lenkwinkels, wobei die erste Schätzeinrichtung (S1) die Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit berechnet auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung und der Gierrate, die jeweils durch die Erfassungseinrichtungen erfasst werden, und den Fahrzeugseitenschlupfwinkel schätzt durch Integrieren der Fahrzeugseitenschlupfwinkelgeschwindigkeit, und wobei die zweite Schätzeinrichtung (S2) den Fahrzeugseitenschlupfwinkel schätzt auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung, der Gierrate und dem Lenkwinkel, die durch die Erfassungseinrichtungen jeweils erfasst werden, und das Fahrzeugbewegungsmodell, das in dem Speicher der Bewegungsmodellspeichereinrichtung (ML) gespeichert ist.
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