DE10128675B4

DE10128675B4 - Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10128675B4
Application number: DE10128675A
Authority: DE
Inventors: Katsutoshi Nishizaki; Shiro Nakano; Masaya Segawa; Ryouhei Hayama; Kazuhiro Kato
Original assignee: Advics Co Ltd; JTEKT Corp
Current assignee: Advics Co Ltd; JTEKT Corp
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP3626665B2; JP2002002517A; DE10128675A1; US6470250B2; US20010056317A1; FR2810616B1; FR2810616A1

Abstract

Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung, die folgendes aufweist: ein durch einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs betätigtes Betätigungselement (1); einen Lenk-Stellantrieb (M), der gemäß der Betätigung des Betätigungselements (1) angetrieben wird; einen Mechanismus (3), der derart ausgebildet ist, dass er eine Bewegung des Lenk-Stellantriebs (M) auf die Kraftfahrzeugräder (4) auf derartige Weise übertragt, dass sich ein Lenkwinkel (δ) gemäß der Bewegung des Lenk-Stellantriebs (M) ändert; eine Einrichtung (16, 15b), die derart ausgebildet ist, dass sie eine Gierrate oder eine laterale Beschleunigung als Verhaltensindexwert (γ) bestimmt, welche durch Änderungen des Lenkwinkels (δ) hervorgerufen werden; eine Einrichtung (11), die derart ausgebildet ist, dass sie einen Betätigungswinkel (δh) des Betätigungselements (1) bestimmt; eine Einrichtung (20), die derart ausgebildet ist, dass sie einen Soll-Verhaltensindexwert (γ*) entsprechend dem bestimmten Betätigungswinkel (δh) auf der Basis einer gespeicherten Beziehung zwischen dem Betätigungswinkel (δh) und dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) bestimmt; eine Einrichtung (60), die derart ausgebildet ist, dass...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung, durch welche das Verhalten eines Kraftfahrzeugs stabilisiert werden kann.
Wenn ein Kraftfahrzeug in einen Zustand einer Untersteuerung oder einen Zustand einer Übersteuerung eingetreten ist, dann wird danach gesucht, das Verhalten des Fahrzeugs durch Regeln der auf die Fahrzeugräder ausgeübten Bremskräfte zu stabilisieren.
Wenn jedoch der Lenkwinkel übermäßig erhöht wird, um einen Zustand einer Untersteuerung zu eliminieren, dann wird es schwierig, einen linearen Bereich beizubehalten, bei welchem der Schräglaufwinkel der Kraftfahrzeugräder proportional zur Seitenführungskraft ist, und somit ist es selbst dann, wenn die Bremskräfte auf die vorangehend beschriebene Weise geregelt werden, nicht möglich, das Kraftfahrzeugverhalten zu stabilisieren.
Aus JP 06-032 242 A , welches Dokument als nächstliegend angesehen wird, ist eine Kraftfahrzeugverhaltens-Steuervorrichtung bekannt, wobei zur Stabilitätskontrolle Lenkung und Bremse eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der ermittelten Gierratenabweichung angesteuert werden. Dabei wird in Abhängigkeit der Querbeschleunigung die Eingriffsstärke von Lenkung und Bremse gegenläufig angepasst.
Aus JP 05-185 944 A ist eine Kraftfahrzeugverhaltens-Steuervorrichtung bekannt, die zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs Lenkung und Bremse parallel und mit geeigneter Aufteilung ansteuert. Bei dieser Steuerung werden ein korrigierter Lenkwinkel sowie eine Regelung in Abhängigkeit von bestimmten Grenzwerten für diese Werte verwendet.
Aus DE 41 12 582 A1 ist eine Kraftfahrzeugverhaltens-Steuervorrichtung bekannt, bei der die Steuerempfindlichkeiten einer Hilfslenksteuerung und einer Antriebsleistungsverteilungssteuerung, umfassend eine Bremsensteuerung, gegenläufig und in Abhängigkeit der erfassten Längs- und Querbeschleunigungen zur Regelung der Fahrstabilität eingestellt werden.
Aus EP 0 728 644 A2 ist bekannt, Lenkung und Bremse gemeinsam in Abhängigkeit von Fahrparametern des Fahrzeugs anzusteuern. Dabei wird insbesondere berücksichtigt, ob sich die Seitenführungskräfte der Reifen in Abhängigkeit vom Schräglaufwinkel im linearen Bereich befinden oder nicht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung zu schaffen, mittels welcher durch Regeln der auf die Fahrzeugräder ausgeübten Bremskräfte und der Lenkung des Kraftfahrzeugs ein Kraftfahrzeugverhalten selbst bei übermäßiger Erhöhung eines Lenkwinkels stabilisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 4 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Dadurch wird es möglich, ein Kraftfahrzeugverhalten einfach durch Regeln des Lenkwinkels zu stabilisieren, wenn kein Schräglaufwinkel der Räder mehr vorhanden ist, und somit können unnötige Regelungen eliminiert werden, und die Regelungen können vereinfacht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung zu schaffen, durch welche eine Stabilisierung eines Kraftfahrzeugverhaltens bei einem Kraftfahrzeug erreicht werden kann, welches in einem Zustand einer Untersteuerung ist, indem sowohl der Lenkwinkel als auch die Bremskräfte auf eine integrierte Weise geregelt werden, ohne ein komplexes Regelungssystem vorzusehen.
Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, wobei:
1 ein illustratives Diagramm einer Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Regelungs-Blockdiagramm der Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein Diagramm ist, das ein Kraftfahrzeug in einem stetigen bzw. ruhigen Kurvenfahrzustand zeigt;
4(1) ein Diagramm ist, das ein Kraftfahrzeug beim Vorhandensein eines Schräglaufwinkels in einem Zustand einer Übersteuerung zeigt;
4(2) ein Diagramm ist, das ein Kraftfahrzeug beim Vorhandensein eines Schräglaufwinkels in einem Zustand einer Untersteuerung zeigt;
5 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Vorderrad-Schräglaufwinkel, der korrigierten Gierrate zum Lenken und der korrigierten Gierrate zum Bremsen in einer Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Vorderrad-Schräglaufwinkel und einer Seitenführungskraft zeigt;
7 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Regelungsprozedur in einer Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ein Regelungs-Blockdiagramm der Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
9 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Vorderrad-Schräglaufwinkel, der korrigierten Gierrate zum Lenken und der korrigierten Gierrate zum Bremsen in der Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
10(1) ein Diagramm ist, das die Veränderung der Gierrate, der Soll-Gierrate, der korrigierten Gierrate zum Lenken, der korrigierten Gierrate zum Bremsen und der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit in einem Fall eines fahrenden Kraftfahrzeugs im Verlaufe der Zeit zeigt, das mit der Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung versehen ist;
10(2) ein Diagramm ist, das die Veränderung des Lenkwinkels und des Radzylinderdrucks beim rechten Hinterrad in diesem Fall im Verlaufe der Zeit zeigt; und
10(3) ein Diagramm ist, das die Veränderung des Vorderrad-Schräglaufwinkels in diesem Fall im Verlaufe der Zeit zeigt.
Nun werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Hier wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben. Die in 1 gezeigte Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung überträgt die Bewegung eines Lenk-Stellantriebs M, der gemäß einer Drehbetätigung eines Lenkrads (eines Betätigungselements) 1 angetrieben wird, auf die vorderen rechten und linken Kraftfahrzeugräder 4 auf derartige Weise, dass der Lenkwinkel über ein Lenkgetriebe 3 geändert wird, ohne dass das Lenkrad 1 mit den Kraftfahrzeugrädern 4 mechanisch verbunden ist.
Der Lenk-Stellantrieb M kann durch einen elektromotorischen Motor gebildet sein, wie beispielsweise einen allgemein bekannten bürstenlosen Motor. Das Lenkgetriebe 3 hat einen Bewegungsumwandlungsmechanismus zum Umwandeln der Drehbewegung der Ausgangswelle des Lenk-Stellantriebs M in eine lineare Bewegung einer Lenkstange 7. Die Bewegung der Lenkstange 7 wird mittels Spurstangen 8 und Spurhebel 9 auf die Räder 4 des Kraftfahrzeugs übertragen. Es ist möglich, eine allgemein bekannte Vorrichtung für das Lenkgetriebe 3 zu verwenden, und es gibt keine Beschränkungen in Bezug auf ihren Aufbau, vorausgesetzt, dass der Lenkwinkel durch eine Bewegung des Lenk-Stellantriebs M geändert werden kann; beispielsweise kann sie mittels einer Mutter ausgebildet sein, die durch die Ausgangswelle des Lenk-Stellantriebs M rotationsmäßig betrieben wird, und eine Schraubenwelle, die sich in die Mutter schraubt und integriert mit der Lenkstange 7 ausgebildet ist. Die Kraftfahrzeugräder 4 sind auf eine Radausrichtung eingestellt, wodurch in einem Zustand, in welchem der Lenk-Stellantrieb M nicht angetrieben wird, die Kraftfahrzeugräder 4 aufgrund eines selbstausrichtenden Drehmoments zu einer geradeaus gerichteten Lenkposition zurückkehren können.
Das Lenkrad 1 ist mit einer Rotationswelle 10 gekoppelt, die drehbar am Kraftfahrzeugkörper bzw. an der Karosserie gelagert bzw. gestützt ist. Zum Erzeugen einer betriebsmäßigen Reaktion, die dann erforderlich ist, wenn das Lenkrad 1 betätigt wird, ist ein Reaktionskraft-Stellantrieb R zum Ausgeben eines Drehmoments an die Rotationswelle 10 vorgesehen. Dieser Reaktionskraft-Stellantrieb R kann beispielsweise durch einen elektromotorischen Motor, wie beispielsweise einen bürstenlosen Motor, mit einer Ausgangswelle ausgebildet sein, die mit der Rotationswelle 10 vereinigt ist.
Ein elastisches Element 30 zum Ausüben einer elastischen Kraft auf das Lenkrad 1 in einer Richtung, die zur geradeaus gerichteten Lenkposition zurückkehrt, ist vorgesehen. Dieses elastische Element 30 kann beispielsweise durch eine Feder ausgebildet sein, die eine elastische Kraft auf die Rotationswelle 10 ausübt. Wenn der vorgenannte Reaktionskraft-Stellantrieb R kein Drehmoment auf die Rotationswelle 10 ausübt, kehrt das Lenkrad 1 aufgrund der vorgenannten elastischen Kraft zur geradeaus gerichteten Lenkposition zurück.
Ein Winkelsensor 11 ist zum Erfassen des Betätigungswinkels entsprechend dem Rotationswinkel der Rotationswelle 10 als das Betätigungsausmaß des Lenkrads 1 vorgesehen. Weiterhin ist ein Drehmomentsensor 12 zum Erfassen des Betätigungs-Drehmoments des Lenkrads 1 vorgesehen. Die Richtung einer Lenkung kann aus dem durch den Drehmomentsensor 12 erfassten Drehmomentsignal bestimmt werden.
Ein Lenkwinkelsensor 13 ist zum Erfassen des Bewegungsausmaßes der Lenkstange 7 entsprechend dem Lenkwinkel der Kraftfahrzeugräder vorgesehen. Dieser Lenkwinkelsensor 13 kann durch ein Potentiometer ausgebildet sein.
Der Winkelsensor 11, der Drehmomentsensor 12 und der Lenkwinkelsensor 13 sind mit einer Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 verbunden, die durch einen Computer ausgebildet ist. Diese Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 ist auch mit einem Gierratensensor 16 zum Erfassen der Gierrate des Kraftfahrzeugs, einem Geschwindigkeitssensor 14 zum Erfassen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einem Längsrichtungs-Beschleunigungssensor 15a zum Erfassen der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in seiner Langsrichtung und einem Lateralbeschleunigungssensor 15b zum Erfassen der lateralen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Gierrate als der Verhaltensindexwert entsprechend Änderungen im Kraftfahrzeugverhalten auf der Basis von Änderungen in Bezug auf den Lenkwinkel genommen. Die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 regelt den vorgenannten Lenk-Stellantrieb M und den vorgenannten Reaktionskraft-Stellantrieb R über Antriebsschaltungen 22, 23.
Ein Bremssystem zum Abbremsen der vorderen und hinteren, linken und rechten Räder 4 des Kraftfahrzeugs ist ebenso vorgesehen. Das Bremssystem erzeugt einen hydraulischen Bremsdruck entsprechend einem Fußdruck auf ein Bremspedal 51 mittels eines Hauptzylinders 52. Dieser hydraulische Bremsdruck wird durch eine hydraulische Bremsdruck-Regelungseinheit B verstärkt und auf Bremsvorrichtungen 54 bei den jeweiligen Kraftfahrzeugrädern 4 verteilt, wobei diese Bremsvorrichtungen 54 eine Bremskraft an den jeweiligen Rädern 4 erzeugen. Die hydraulische Bremsdruck-Regelungseinheit B ist mit einer Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 verbunden, die durch einen Computer gebildet ist. Die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 ist mit Bremsdrucksensoren 61 zum einzelnen Erfassen der Rad-Zylinderdrücke P_f1, P_f2, P_r1, P_r2 entsprechend den jeweiligen hydraulischen Bremsdrücken bei den Kraftfahrzeugrädern 4 und Radgeschwindigkeitssensoren 62 zum einzelnen Erfassen der jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der Kraftfahrzeugräder 4 verbunden. Die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 und die vorgenannte Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 sind auf derartige Weise verbunden, dass Daten zwischen ihnen übertragen werden können. Die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 regelt die hydraulische Bremsdruck-Regelungseinheit B auf derartige Weise, dass der hydraulische Bremsdruck gemäß den Drehgeschwindigkeiten der jeweiligen Kraftfahrzeugräder 4, wie sie durch die Radgeschwindigkeitssensoren 62 und Rückkoppelwerte von den Bremsdrucksensoren 61 erfasst werden, verstärkt und dann verteilt werden kann. Dadurch ist es möglich, die jeweiligen Bremskräfte an den vorderen und hinteren, linken und rechten Rädern 4 auf individuelle Weise zu regeln. Selbst in Fällen, in welchen das Bremspedal 51 nicht betätigt wird, kann die hydraulische Bremsdruck-Regelungseinheit B einen hydraulischen Bremsdruck mittels einer eingebauten Pumpe gemäß einem Signal von der Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 erzeugen.
2 ist ein illustratives Blockdiagramm der Regelungsstruktur der vorgenannten Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung. Die in diesem Blockdiagramm und der folgenden Beschreibung verwendeten Bezugszeichen und Symbole sind nachfolgend aufgelistet. Von den Werten, die durch diese Symbole dargestellt sind, ist jeder Wert mit einer Richtung entsprechend der linken/rechten Richtung des Kraftfahrzeugs positiv, wenn ein Handeln in einer Richtung der linken/rechten Richtung vorliegt, und negativ, wenn ein Handeln in der davon unterschiedlichen Richtung vorliegt. Weiterhin ist jeder Wert mit einer Richtung entsprechend der Vorwärts/Rückwärts-Richtung des Kraftfahrzeugs positiv, wenn ein Handeln in einer Richtung der Vorwärts/Rückwärts-Richtung vorliegt, und negativ, wenn ein Handeln in der davon unterschiedlichen Richtung vorliegt.

δh:: Betätigungswinkel
δ:: Lenkwinkel
δ*:: Soll-Lenkwinkel
Th:: Betätigungsdrehmoment
Th*:: Soll-Betätigungsdrehmoment
γ:: Gierrate
γ*:: Soll-Gierrate
γs:: korrigierte Gierrate zum Lenken
γb:: korrigierte Gierrate zum Bremsen
V:: Kraftfahrzeuggeschwindigkeit
ω1, ω2, ω3, ω4:: Rad-Umdrehungsgeschwindigkeiten
im*:: Soll-Treiberstrom für den Lenk-Stellantrieb M
ih*:: Soll-Treiberstrom für den Betätigungs-Stellantrieb R
ie*:: Soll-Treiberstrom für einen Drosselventiltreiber-Stellantrieb E
P_f1:: Zylinderdruck für vorderes linkes Rad
P_f2:: Zylinderdruck für vorderes rechtes Rad
P_r1:: Zylinderdruck für hinteres linkes Rad
P_r2:: Zylinderdruck für hinteres rechtes Rad
ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4:: hydraulischer Bremsdruckbefehl
β_f:: Vorderrad-Schräglaufwinkel
β_fmax:: Vorderrad-Schräglaufwinkel bei maximaler lateraler Kraft
β_r:: Hinterrad-Schräglaufwinkel
β:: Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel
dβ/dt:: Änderungsrate des Kraftfahrzeug-Schwimmwinkels
L:: Radbasis
L_f:: Abstand von vorderen Rädern zum Kraftfahrzeugschwerpunkt
L_r:: Abstand von hinteren Rädern zum Kraftfahrzeugschwerpunkt
d:: Spur
h_g:: Höhe des Kraftfahrzeugschwerpunkts
g_x:: Längsbeschleunigung
g_y:: Querbeschleunigung bzw. laterale Beschleunigung
W:: Reifenbelastung jedes Rads
μ:: Reibungskoeffizient zwischen Reifen und Straßenoberfläche
F_y:: Seitenführungskraft
K_f0:: Vorderrad-Seitenführungskraft pro Rad, wenn kein Bremsen erfolgt
K_f:: Summe der Vorderrad-Seitenführungskräfte, wenn ein Bremsen erfolgt
K_f1:: Seitenführungskraft des vorderen linken Rads, wenn ein Bremsen erfolgt
K_f2:: Seitenführungskraft des vorderen rechten Rads, wenn ein Bremsen erfolgt
P_f:: Vorderrad-Verriegelungsdruck bei statischer Last
P_f1:: Zylinderdruck des vorderen linken Rads
P_f2:: Zylinderdruck des vorderen rechten Rads

Weiterhin ist K1 die Verstärkung der Soll-Gierrate γ* in Bezug auf den Lenkwinkel δh des Lenkrads 1. Die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 berechnet die Soll-Gierrate γ* auf der Basis der gespeicherten Beziehung γ* = K1·δh und des Betätigungswinkels δh, wie er durch den Lenkwinkelsensor 11 erfasst wird. Anders ausgedrückt speichert die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 die Verstärkung K1, die die vorbestimmte Beziehung zwischen dem Betätigungswinkel δh und der Soll-Gierrate γ* darstellt, und sie berechnet die Soll-Gierrate γ* entsprechend dem erfassten Betätigungswinkel δh auf der Basis dieser Beziehung.
K2 ist die Verstärkung des Soll-Betätigungsdrehmoments Th* in Bezug auf den Betätigungswinkel δh. Das Soll-Betätigungsdrehmoment Th* wird aus der Beziehung Th* = K2·δh und dem Betätigungswinkel δh, wie er durch den Winkelsensor 11 erfasst wird, berechnet. Anders ausgedrückt speichert die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 die Verstärkung K2, die die vorbestimmte Beziehung zwischen dem Soll-Betätigungsdrehmoment Th* und dem Betätigungswinkel δh darstellt, und sie berechnet das Soll-Betätigungsdrehmoment Th* auf der Basis dieser Beziehung und des erfassten Betätigungswinkels δh. Die Verstärkung K2 wird dafür eingestellt, dass eine optimale Regelung durchgeführt wird. Es ist auch möglich, das Betätigungsdrehmoment Th anstelle des Betätigungswinkels δh zu verwenden, wobei eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Soll-Betätigungsdrehmoment Th* und dem Betätigungsdrehmoment Th gespeichert wird und das Soll-Betätigungsdrehmoment Th* auf der Basis dieser Beziehung und des Betätigungsdrehmoments Th berechnet wird.
F1 ist ein Berechnungsabschnitt in der Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 und er führt eine Berechnung zum Beurteilen, ob das Kraftfahrzeug in einem Zustand einer Untersteuerung ist oder nicht, eine Berechnung eines Instabilitäts-Indexwerts, der mit dem Ausmaß einer Untersteuerung korreliert, eine Berechnung der korrigierten Gierrate zum Lenken γs und eine Berechnung der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb durch.
Um genauer zu sein, nähert sich bei einem Kraftfahrzeug 100, das mit einer Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V eine Kurve fährt, wie es durch den Pfeil 40 in 3 angezeigt ist, die Beziehung zwischen der lateralen Beschleunigung bzw. Querbeschleunigung G_y, die in der Richtung wirkt, die durch einen Pfeil 41 angezeigt ist, und der Gierrate γ, die in der Richtung wirkt, die durch einen Pfeil 42 angezeigt ist, γ = G_y/V an, wenn das Kraftfahrzeug 100 derart angesehen wird, dass es in einem stetigen bzw. ruhigen Kurvenfahrzustand ist. Bei einem Kraftfahrzeug 100, das in einem Zustand einer Übersteuerung einen Schräglauf durchführt, wie es in 4(1) dargestellt ist, oder bei einem Kraftfahrzeug 100, das in einem Zustand einer Untersteuerung einen Schräglauf durchführt, wie es in 4(2) dargestellt ist, ist der Winkel, der zwischen der zentralen Achse der Kraftfahrzeugkarosserie, wie sie durch die Strich-Einzelpunkt-Linie angezeigt ist, die in der Vorwärts/Rückwärts-Richtung des Kraftfahrzeugs 100 verläuft, und der Richtung, in welcher das Kraftfahrzeug 100 fahren würde, wenn es keinen Schräglauf gäbe, wie es durch die gestrichelte Linie angezeigt ist, ausgebildet ist, der Schwimmwinkel β des Kraftfahrzeugs. Die Änderungsrate dieses Kraftfahrzeug-Schwimmwinkels β, nämlich dβ/dt, nähert sich (G_y/V – γ) an, und somit ist der Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel β näherungsweise durch das Integral von (G_y/V – γ) in Bezug auf die Zeit gegeben, wie es nachfolgend in Gleichung (1) gezeigt ist. β = ∫(dβ/dt)dt = ∫(G_y/V – γ)dt (1)
Die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 speichert die Berechnungsformel (1), die die Beziehung zwischen dem Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel β und den Werten von G_y, V und γ angibt, die dem Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel β entsprechen. Diese Vorrichtung 60 bestimmt den Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel β in zeitlicher Serie auf der Basis dieser Beziehung und der erfassten Werte für G_y, V und γ.
Wenn die Richtung, in welcher der Fahrer das Lenkrad 1 betätigt, der Kurvenfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs entspricht, tritt dann ein Zustand einer Untersteuerung auf, wenn die bestimmte Gierrate γ die Soll-Gierrate γ* nicht erreicht. Daher beurteilt die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 dann, wenn die bestimmte Gierrate γ die Soll-Gierrate γ* nicht erreicht hat und der bestimmte Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel β sich so geändert hat, dass sich die Gierrate γ weg von der Soll-Gierrate γ* bewegt, dass das Kraftfahrzeug in einem Zustand einer Untersteuerung ist, wohingegen sie dann, wenn die bestimmte Gierrate γ die Soll-Gierrate γ* übersteigt, beurteilt, dass das Kraftfahrzeug in einem Zustand einer Übersteuerung ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 die Werte von δ·(γ* – γ) und δ·dβ/dt und beurteilt, ob δ·(γ* – γ) positiv ist und ob δ·dβ/dt positiv ist. Wenn δ·(γ* – γ) positiv ist und δ·dβ/dt positiv ist, dann beurteilt sie, dass das Kraftfahrzeug 100 in einem Zustand einer Untersteuerung ist, da die tatsächliche bzw. aktuelle Gierrate γ, die auf das Kraftfahrzeug 100 wirkt, die Soll-Gierrate γ* nicht erreicht hat und der Absolutwert des Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel β beschleunigend ist, wohingegen dann, wenn δ·(γ* – γ) negativ ist oder wenn δ·(γ*– γ) positiv ist und δ·dβ/dt negativ ist, das Kraftfahrzeug 100 derart beurteilt wird, dass es in einem Zustand einer Übersteuerung ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 den Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f als Instabilitäts-Indexwert entsprechend dem Ausmaß einer Untersteuerung. Dieser Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f wird aus dem Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel β, dem Abstand von den Vorderrädern zum Schwerpunkt L_f, der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V und dem Vorderrad-Lenkwinkel δ gemäß der folgenden Gleichung (2) berechnet. β_f = β + L_f·γ/V – δ (2)
Um genauer zu sein, werden beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich zum Bestimmen des vorgenannten Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel β als einen Wert entsprechend dem Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f die Gierrate γ, die der Verhaltensindexwert ist, die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V und der Lenkwinkel δ erfasst. Die vorbestimmte Berechnungsformel (2), die die Beziehung zwischen dem Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f und den Werten von β, V, γ und δ darstellt, die diesem Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f entsprechen, ist in der Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 gespeichert. Diese Vorrichtung 60 bestimmt den Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f auf der Basis dieser Beziehung und der Werte entsprechend dem Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f.
Anstelle des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f kann der Hinterrad-Schräglaufwinkel β als Instabilitäts-Indexwert verwendet werden, in welchem Fall β_r aus dem Kraftfahrzeug-Schwimmwinkel β, dem Abstand von den Hinterrädern zum Schwerpunkt L_r, der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V und dem Vorderrad-Lenkwinkel δ gemäß der nachfolgenden Gleichung (3) berechnet wird. β_r = β – L_r·γ/V (3)
Die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 speichert eine vorbestimmte erste Beziehung zwischen der Gierrate γ, der Soll-Gierrate γ*, dem Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f und der korrigierten Gierrate zum Lenken γs und sie bestimmt die korrigierte Gierrate zum Lenken γs auf der Basis der bestimmten Gierrate γ, der bestimmten Soll-Gierrate γ* des bestimmten Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f und dieser gespeicherten ersten Beziehung. Diese erste Beziehung ist auf derartige Weise definiert, dass die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Lenken γs kleiner wird, wenn die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f bis zu einem vorbestimmten eingestellten Wert größer wird, und dass die korrigierte Gierrate zum Lenken γs gleich der Gierrate γ wird, wenn eine Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der Gierrate γ auf Null gesetzt ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie es durch nachfolgende Gleichung (4) und 5 dargestellt ist, bis die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f einen vorbestimmten eingestellten Wert β_max erreicht, die korrigierte Gierrate zum Lenken γs als lineare Funktion des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f behandelt, und dann, wenn |β_f| gleich diesem oder größer als dieser vorbestimmte eingestellte Wert β_max ist, wird die korrigierte Gierrate zum Lenken γs gleich der Soll-Gierrate γ* gesetzt. γs = 2|β_f|(γ* – γ)/β_max + 2γ – γ* (4)
Die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 speichert eine vorbestimmte zweite Beziehung zwischen der Gierrate γ, der Soll-Gierrate γ*, dem Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb und sie bestimmt diese korrigierte Gierrate zum Bremsen γb auf der Basis der bestimmten Gierrate γ, der bestimmten Soll-Gierrate γ*, des bestimmten Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f und der gespeicherten zweiten Beziehung. Diese zweite Beziehung wird auf derartige Weise bestimmt, dass die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb größer wird, wenn die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f bis zu einem vorbestimmten eingestellten Wert größer wird, und dass die korrigierte Gierrate zum Bremsen γb gleich der Gierrate γ wird, wenn eine Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der Gierrate γ auf Null gesetzt ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie es durch nachfolgende Gleichung (5) und 5 dargestellt ist, bis die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f einen vorbestimmten eingestellten Wert β_max erreicht, die korrigierte Gierrate zum Bremsen γb als lineare Funktion des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f behandelt, und dann, wenn |β_f| gleich diesem oder größer als dieser vorbestimmte eingestellte Wert β_max ist, wird die korrigierte Gierrate zum Bremsen γb auf (2γ – γ*) eingestellt. γb = –2|β_f|(γ* – γ)//β_max + γ* (5)
Dieser vorbestimmte eingestellte Wert β_max wird auf den oder unter den maximalen Wert des Vorderrad-Schräglaufwinkels eingestellt, der einen linearen Bereich beibehält, in welchem der Vorderrad-Schräglaufwinkel β proportional zur Seitenführungskraft ist, und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird er bei einer maximalen lateralen Kraft auf den Vorderrad-Schräglaufwinkel eingestellt. Der Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f korreliert mit dem Reibungskoeffizienten μ zwischen den Vorderradreifen und der Straßenoberfläche. Wie es in 6 gezeigt ist, wird der Vorderrad-Schräglaufwinkel β_fmax größer, wenn die Seitenführungskraft F_y einen Wert F_y' entsprechend einer maximalen lateralen Kraft erreicht, wenn der Reibungskoeffizient μ ansteigt. β_fmax kann auf der Basis dieser Beziehung bestimmt werden und er kann beispielsweise annähernd aus der Reifenlast W an jedem Kraftfahrzeugrad, dem Reibungskoeffizienten μ zwischen der Straßenoberfläche und den Reifen und der Summe K_f einer Vorderrad-Seitenführungskraft, wenn ein Bremsen erfolgt, gemäß der folgenden Gleichung (6) bestimmt werden. tan(β_fmax) = 3 μ·W/K_f (6)
Hier ist die Summe K_f einer Vorderrad-Seitenführungskraft, wenn ein Bremsen erfolgt, die Summe der Seitenführungskraft K_f1, K_f2 bei den vorderen linken und rechten Rädern, wenn ein Bremsen erfolgt, nämlich K_f1 + K_f2 = K_f. Die Werte der Seitenführungskraft K_f1, K_f2 bei den vorderen linken und rechten Rädern, wenn ein Bremsen erfolgt, sind durch nachfolgende Gleichungen (7) und (8) gegeben. K_f1 = μ·K_f0·[{1 – (G_x/2L + G_y/2d)·h_g}² – (P_f1/μ·P_f)²]^1/2 (7) K_f2 = μ·K_f0·[{1 – (G_x/2L + G_y/2d)·h_g}² – (P_f2/μ·P_f)²]^1/2 (8)
Die Vorderrad-Seitenführungskraft Km pro Rad, wenn ein Bremsen erfolgt, und der Vorderrad-Verriegelungsdruck P_f bei statischer Last werden im Voraus bestimmt und in der Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 gespeichert. Der Reibungskoeffizient μ ist im Voraus bestimmt. Beispielsweise wird eine Beziehung zwischen der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, der Rad-Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten im Voraus bestimmt und in der Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 gespeichert, und der Reibungskoeffizient μ kann aus dieser gespeicherten Beziehung, der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V, wie sie durch den Geschwindigkeitssensor 14 erfasst wird, und den Radgeschwindigkeiten ω1 bis ω4, wie sie durch die Radgeschwindigkeitssensoren 62 erfasst werden, bestimmt werden.
Wenn die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f gleich dem oder größer als der vorbestimmte eingestellte Wert β_max ist, dann ist die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Lenken γs ein Minimum und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Abweichung auf Null gesetzt, indem wechselseitig gleiche Werte für die korrigierte Gierrate zum Lenken γs und die Soll-Gierrate γ* eingestellt werden.
Wenn die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f Null ist, dann ist die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb ein Minimum und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Abweichung auf Null gesetzt.
In 2 ist die Gierrate die Übertragungsfunktion des Soll-Lenkwinkels δ* in Bezug auf die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der Ist-Gierrate γ des Kraftfahrzeugs 100.
Wenn das Kraftfahrzeug nicht in einem Zustand einer Untersteuerung ist, berechnet die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 einen Soll-Lenkwinkel δ* aus der gespeicherten Beziehung δ* = G1·(γ* – γ), der berechneten Soll-Gierrate γ* und der Gierrate γ, wie sie durch den Gierratensensor 16 erfasst wird. Wenn beispielsweise eine PI-(proportionale integrale)-Regelung implementiert ist und Ka als die Verstärkung, s als der Laplace-Operator und Ta als die Zeitkonstante angenommen ist, dann ist die Übertragungsfunktion G1 durch G1 = Ka[1 + 1/(Ta·s)] gegeben. Die Verstärkung Ka und die Zeitkonstante Ta werden auf derartige Weise eingestellt, dass eine optimale Regelung durchgeführt wird.
Wenn das Kraftfahrzeug in einem Zustand einer Untersteuerung ist, dann berechnet die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 den Soll-Lenkwinkel δ* auf der Basis der Übertragungsfunktion G1 durch Verwenden der korrigierten Gierrate zum Lenken γs anstelle der Gierrate γ. Anders ausgedrückt berechnet sie den Soll-Lenkwinkel δ* aus der Beziehung δ* = G1·(γ* – γs), der berechneten Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Lenken γs.
Zusammenfassend speichert die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 eine Übertragungsfunktion G1, die eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Abweichung (γ* – γ) der Soll-Gierrate γ* und der Gierrate γ und dem Soll-Lenkwinkel δ* darstellt, und auf der Basis dieser Beziehung berechnet sie einen Soll-Lenkwinkel δ* entsprechend der Abweichung (γ* – γ), wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, berechnet aber dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, einen Soll-Lenkwinkel δ* entsprechend der Abweichung (γ* - γs).
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Verstärkung Ka als Funktion der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V angenommen und ist so eingestellt, dass sie kleiner wird, wenn die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V größer wird, um eine Stabilität bei hohen Geschwindigkeiten beizubehalten.
G2 ist die Übertragungsfunktion des Soll-Antriebsstroms im* für den Lenk-Stellantrieb M in Bezug auf die Abweichung zwischen dem Soll-Lenkwinkel δ* und dem Lenkwinkel δ. Die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 berechnet den Soll-Antriebsstrom im* aus der Beziehung im* = G2·(δ* – δ), dem berechneten Soll-Lenkwinkel δ* und dem Lenkwinkel, der durch den Lenkwinkelsensor 13 erfasst wird. Wenn beispielsweise eine PI-Regelung implementiert ist und Kb als die Verstärkung, s als der Laplace-Operator und Tb als die Zeitkonstante angenommen ist, dann ist die Übertragungsfunktion G2 durch G2 = Kb[1 + 1/(Tb·s)] gegeben. Die Verstärkung Kb und die Zeitkonstante Tb werden auf derartige Weise eingestellt, dass eine optimale Regelung durchgeführt wird. Anders ausgedrückt speichert die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 die Übertragungsfunktion G2, die eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Soll-Antriebsstrom im* und der Abweichung (δ* – δ) darstellt, und sie berechnet auf der Basis dieser Beziehung den Soll-Antriebsstrom im* entsprechend der berechneten Abweichung (δ* – δ). Durch Betätigen des Lenk-Stellantriebs M durch Anlegen des Soll-Antriebsstroms im* daran wird veranlasst, dass sich der Lenkwinkel δ ändert. Folglich regelt die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 dann, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, den Lenk-Stellantrieb M auf derartige Weise, dass die Gierrate γ der Soll-Gierrate γ* folgt und sie regelt den Lenk-Stellantrieb M dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, auf derartige Weise, dass die korrigierte Gierrate zum Lenken γs anstelle der Gierrate γ der Soll-Gierrate γ* folgt.
G3 ist die Übertragungsfunktion des Soll-Antriebsstroms ih* für den Reaktionskraft-Stellantrieb R in Bezug auf die Abweichung zwischen dem Soll-Betätigungsdrehmoment Th* und dem Betätigungsdrehmoment Th. Die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 berechnet den Soll-Antriebsstrom ih* aus der gespeicherten Beziehung ih* = G3·(Th* – Th), dem berechneten Wert für das Soll-Betätigungsdrehmoment Th* und dem durch den Drehmomentsensor 12 erfassten Betätigungsdrehmoment Th. Wenn beispielsweise eine PI-Regelung implementiert ist und Kc als die Verstärkung, s als der Laplace-Operator und Tc als die Zeitkonstante angenommen ist, dann ist die Übertragungsfunktion G3 durch G3 = Kc[1 + 1/(Tc·s)] gegeben. Die Verstärkung Kc und die Zeitkonstante Tc werden auf derartige Weise eingestellt, dass eine optimale Regelung durchgeführt wird. Anders ausgedrückt speichert die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 die Übertragungsfunktion G3, die eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Soll-Antriebsstrom ih* und der durch Subtrahieren des erfassten Betätigungsdrehmoments Th vom Soll-Betätigungsdrehmoment Th* erhaltenen Abweichung, und sie berechnet auf der Basis dieser Beziehung den Soll-Antriebsstrom ih* entsprechend dem berechneten Soll-Betätigungsdrehmoment Th* und dem erfassten Betätigungsdrehmoment Th. Der Stellantrieb R wird gemäß diesem Soll-Antriebsstrom ih* angetrieben.
F2 ist ein Berechnungsabschnitt in der Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60. Wenn das Kraftfahrzeug nicht in einem Zustand einer Untersteuerung ist, berechnet sie Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 für die vorderen und hinteren, linken und rechten Räder 4 des Kraftfahrzeugs auf derartige Weise, dass ein Giermoment, das zum Eliminieren der Abweichung (γ* – γ) zwischen der Soll-Gierrate γ*, die gemäß dem Betätigungsbetrag des Lenkrads 1 berechnet ist, und der Gierrate γ wirkt, durch die Regelung einer Bremskraft erzeugt wird. Wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, dann berechnet er Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 unter Verwendung der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb anstelle der Gierrate γ auf derartige Weise, dass ein Giermoment, das zum Eliminieren der Gierratenabweichung (γ* – γb) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb wirkt, durch die Regelung einer Bremskraft erzeugt wird. Anders ausgedrückt berechnet er die jeweiligen Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 auf derartige Weise, dass dann, wenn ein Giermoment dafür erzeugt wird, dass veranlasst wird, dass sich das Kraftfahrzeug 100 nach rechts dreht, der Bremsdruck an den rechten Rädern größer als derjenige an den linken Rädern gemacht wird, und dann, wenn ein Giermoment dafür erzeugt wird, dass veranlasst wird, dass sich das Kraftfahrzeug 100 nach links dreht, der Bremsdruck an den linken Rädern größer als derjenige an den rechten Rädern gemacht wird. Die jeweiligen Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 werden als Abweichungen von den Radzylinderdrücken P_f1, P_f2, P_r1, P_r2, die durch die Bremsdrucksensoren 61 erfasst werden, bestimmt. Anders ausgedrückt speichert die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 eine Beziehung zwischen der Gierratenabweichung, den jeweiligen Befehls-Bremsdrücken ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 bei den Kraftfahrzeugrädern 4 und den Radgeschwindigkeiten ω1 bis ω4 bei den jeweiligen Kraftfahrzeugrädern 4, und sie berechnet die Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 auf der Basis dieser gespeicherten Beziehung, der durch die Bremsdrucksensoren 61 erfassten Radzylinderdrücke P_f1, P_f2, P_r1, P_r2, der Radgeschwindigkeiten ω1, ω2, ω3, ω4, wie sie durch die Radgeschwindigkeitssensoren 61 erfasst werden, und, wenn es keine Untersteuerung gibt, der Gierratenabweichung (γ* – γ), oder, wenn es eine Untersteuerung gibt, der Gierratenabweichung (γ* – γb) Die Brems-Regelungseinheit B veranlasst, dass sich die Bremskräfte bei den jeweiligen Rädern 4 gemäß den berechneten Befehls-Bremsdrücken ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 ändern, um dadurch die Bremskräfte zu den jeweiligen Rädern 4 zu regeln. Auf diese Weise regelt die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 dann, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, die Bremskräfte zu den Rädern 4 auf derartige Weise, dass die Gierrate γ der Soll-Gierrate γ* folgt, und dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, regelt sie die Bremskräfte zu den Rädern 4 auf derartige Weise, dass anstelle der Gierrate γ die korrigierte Gierrate zum Bremsen γb der Soll-Gierrate y* folgt.
Eine Regelungssequenz der vorgenannten Zusammensetzung wird hier unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 7 beschrieben.
Zuerst werden Erfassungsdaten aus den Sensoren 11 bis 16, 61, 62 eingelesen (Schritt 1). Daraufhin wird der Soll-Antriebsstrom ih* für den Reaktionskraft-Stellantrieb R auf der Basis der Verstärkung K2 und der Übertragungsfunktion G3 bestimmt (Schritt 2) und wird der Reaktionskraft-Stellantrieb R durch Anlegen dieses Soll-Antriebsstroms ih* an ihn geregelt. Als nächstes wird die Soll-Gierrate γ* auf der Basis der Verstärkung K1 bestimmt (Schritt 3). Daraufhin wird beurteilt, ob das Kraftfahrzeug in einem Zustand einer Untersteuerung ist oder nicht (Schritt 4), und wenn es im Zustand einer Untersteuerung ist, dann werden die korrigierte Gierrate zum Lenken γs und die korrigierte Gierrate zum Bremsen γb bestimmt und gespeichert (Schritt 5). Wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, dann wird der Soll-Lenkwinkel δ* auf der Basis der Übertragungsfunktion G1 gemäß der Abweichung (γ* – γ) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der erfassten Gierrate γ bestimmt, wohingegen dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, der Soll-Lenkwinkel δ* auf der Basis der Übertragungsfunktion G1 gemäß einer Abweichung (γ* – γs) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der bestimmten korrigierten Gierrate zum Lenken γs bestimmt wird (Schritt 6). Der Soll-Antriebsstrom im* für den Lenk-Stellantrieb M wird auf der Basis der Übertragungsfunktion G2 auf derartige Weise bestimmt, dass die Abweichung, die durch Subtrahieren des Lenkwinkels δ vom Soll-Lenkwinkel δ* erhalten wird, Null wird (Schritt 7). Dieser Soll-Antriebsstrom im* wird an den Lenk-Stellantrieb M angelegt, der dadurch geregelt wird, um Änderungen in Bezug auf den Lenkwinkel zu erzeugen. Die Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 zu den jeweiligen Rädern 4 werden auf derartige Weise bestimmt, dass dann, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, ein Giermoment, das zum Reduzieren der Abweichung (γ* – γ) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der erfassten Gierrate wirkt, mittels einer Bremskraftregelung erzeugt wird, wohingegen dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, ein Giermoment, das zum Reduzieren der Abweichung (γ* – γb) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der bestimmten korrigierten Gierrate zum Bremsen γb wirkt, mittels einer Bremskraftregelung erzeugt wird (Schritt 8). Die Brems-Regelungseinheit B wird zum Verändern der Bremskräfte zu den Rädern 4 gemäß den bestimmten Befehls-Bremsdrücken ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 geregelt. Daraufhin wird beurteilt, ob die Regelungssequenz zu beenden ist oder nicht (Schritt 9), und wenn die Prozedur nicht zu beenden ist, dann springt die Sequenz zum Schritt 1 zurück. Es kann beispielsweise dadurch beurteilt werden, ob die Sequenz zu beenden ist, indem beurteilt wird, ob der Kraftfahrzeug-Zündschlüssel eingeschaltet ist oder nicht.
8 und 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Teile, die dieselben wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel sind, sind auf gleiche Weise bezeichnet. Der Unterschied in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel besteht darin, dass anstelle des Berechnungsabschnitts F1 in der Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 ein Berechnungsabschnitt F1' eine Berechnung zum Beurteilen, ob das Kraftfahrzeug in einem Zustand einer Untersteuerung ist oder nicht, eine Berechnung des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f als den Instabilitäts-Indexwert entsprechend dem Ausmaß einer Untersteuerung und/oder eine Berechnung einer korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* und eine Berechnung einer korrigierten Soll-Gierrate zum Bremsen γb* durchführt. Die Beurteilung dessen, ob das Kraftfahrzeug in einem Zustand einer Untersteuerung ist oder nicht, und die Berechnung des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f werden auf eine Weise durchgeführt, die ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ist.
Die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 speichert eine vorbestimmte erste Beziehung zwischen der Gierrate γ, der Soll-Gierrate γ*, dem Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f und der korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* und sie bestimmt die korrigierte Soll-Gierrate zum Lenken γs* auf der Basis dieser gespeicherten ersten Beziehung. Die erste Beziehung wird auf derartige Weise eingestellt, dass die Abweichung zwischen der Gierrate γ und der korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* kleiner wird, wenn die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f auf einen vorbestimmten eingestellten Wert größer wird, und dass die korrigierte Soll-Gierrate zum Lenken γs* gleich der Soll-Gierrate γ* eingestellt wird, wenn eine Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der Gierrate γ auf Null gesetzt ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie es in nachfolgender Gleichung (9) und in 9 gezeigt ist, bis die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f einen vorbestimmten eingestellten Wert β_max erreicht, die korrigierte Soll-Gierrate zum Lenken γs* als lineare Funktion des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f angenommen, und dann, wenn |β_f| gleich dem oder größer als der vorbestimmte eingestellte Werte β_max ist, wird die korrigierte Soll-Gierrate zum Lenken γs* gleich der Gierrate γ gesetzt. γs* = –2|βf|(γ* – γ)/β_max + 2γ* – γ (9)
Die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 speichert die Beziehung zwischen der Gierrate γ, der Soll-Gierrate γ*, dem Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f und der korrigierten Soll-Gierrate zum Bremsen γb* als zweite vorbestimmte Beziehung und bestimmt die korrigierte Soll-Gierrate zum Bremsen γb* auf der Basis der bestimmten Gierrate γ, der bestimmten Soll-Gierrate γ*, des bestimmten Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f und der gespeicherten zweiten Beziehung. Diese zweite Beziehung wird auf derartige Weise bestimmt, dass die Abweichung zwischen der Gierrate γ und der korrigierten Soll-Gierrate γ* zum Bremsen größer wird, wenn die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f auf einen vorbestimmten eingestellten Wert größer wird, und dass die korrigierte Soll-Gierrate zum Bremsen γb* gleich der Soll-Gierrate γ* gesetzt wird, wenn eine Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der Gierrate γ auf Null gesetzt ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie es durch die nachfolgende Gleichung (10) und 9 gezeigt ist, bis die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f einen vorbestimmten eingestellten Wert β_max erreicht, die korrigierte Soll-Gierrate zum Bremsen γb* als lineare Funktion des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f angenommen, und dann, wenn |β_f| gleich dem oder größer als der vorbestimmte eingestellte Wert max ist, wird die korrigierte Soll-Gierrate zum Bremsen γb* als (2γ* – γ) angenommen. γb* = 2|β_f|(γ* – γ)/β_max + γ (10)
Gleich dem ersten Ausführungsbeispiel wird der vorbestimmte eingestellte Wert β_max in den Gleichungen (9) und (10) auf den oder unter den maximalen Wert des Vorderrad-Schräglaufwinkels eingestellt, der einen linearen Bereich beibehält, wobei der Vorderrad-Schräglaufwinkel β proportional zur Seitenführungskraft ist, und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist er auf den Vorderrad-Schräglaufwinkel bei maximaler lateraler Kraft eingestellt.
Wenn die Größe |β_f| des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f gleich dem oder größer als der vorbestimmte eingestellte Wert β_max ist, dann ist die Abweichung zwischen der korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* und der Gierrate γ ein Minimum, und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Abweichung auf Null gesetzt.
Wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, dann bestimmt die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel den Soll-Lenkwinkel δ* aus der gespeicherten Beziehung δ* = G1·(γ* – γ), der bestimmten Soll-Gierrate γ* und der Gierrate γ, die durch die Gierratensensoren 16 erfasst wird. Wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, dann verwendet die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 die korrigierte Soll-Gierrate zum Lenken γs* anstelle der Soll-Gierrate γ* und sie bestimmt den Soll-Lenkwinkel δ* aus der Beziehung δ* = G1·(γs* – γ), der bestimmten korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* und der erfassten Gierrate γ. Anders ausgedrückt speichert die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 die Übertragungsfunktion G1, die eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Soll-Lenkwinkel δ* und der Abweichung (γ* – γ) der Soll-Gierrate γ* und der Gierrate γ darstellt, und sie bestimmt auf der Basis dieser Beziehung einen Soll-Lenkwinkel δ* entsprechend der Abweichung (γ* – y), wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, bestimmt aber dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, den Soll-Lenkwinkel δ* entsprechend der Abweichung (γs* – γ). Ein Soll-Antriebsstrom im*, der auf der Basis der Übertragungsfunktion G2 bestimmt wird, wird an den Lenk-Stellantrieb M auf derartige Weise angelegt, dass die Abweichung, die durch Subtrahieren des Lenkwinkels δ vom Soll-Lenkwinkel δ* erhalten wird, Null wird. Dadurch regelt die Lenksystem-Regelungsvorrichtung 20 dann, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, den Lenk-Stellantrieb M auf derartige Weise, dass die Gierrate γ der Soll-Gierrate γ^* folgt, und sie regelt den Lenk-Stellantrieb M dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, auf derartige Weise, dass die Gierrate γ der korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* anstelle der Soll-Gierrate γ* folgt.
Darüber hinaus bestimmt die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 im Berechnungsabschnitt F2' Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 für die vorderen und hinteren, linken und rechten Räder 4 des Kraftfahrzeugs auf derartige Weise, dass dann, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, die Abweichung (γ* – γ) zwischen der Soll-Gierrate γ*, die gemäß dem Betätigungsbetrag des Lenkrads 1 bestimmt wird, und der Gierrate γ eliminiert wird, was gleich dem ersten Ausführungsbeispiel ist. Wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, verwendet die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 die korrigierte Soll-Gierrate zum Bremsen γb* anstelle der Soll-Gierrate γ* und sie bestimmt die Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 auf derartige Weise, dass die Abweichung (γb* – γ) zwischen der korrigierten Soll-Gierrate zum Bremsen γb* und der Gierrate eliminiert wird. Anders ausgedrückt werden die Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 zu den jeweiligen Rädern 4 auf derartige Weise bestimmt, dass ein Giermoment, welches die Abweichung (γ* – γ) im Zustand keiner Untersteuerung und die Abweichung (γb* – γ) im Zustand einer Untersteuerung reduziert oder wünschenswerterweise auslöscht, durch die Regelung einer auf die Räder 4 ausgeübten Bremskraft erzeugt wird.
Daher speichert die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 eine Beziehung zwischen der Gierratenabweichung, den Befehls-Bremsdrücken ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 bei den jeweiligen Rädern 4 und den Drehgeschwindigkeiten ω1 bis ω4 der jeweiligen Räder 4 und sie bestimmt die Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 aus dieser gespeicherten Beziehung, den Radzylinderdrücken P_f1, P_f2, P_r1, P_r2, die durch die Bremskraftsensoren 61 erfasst werden, den Radgeschwindigkeiten ω1, ω2, ω3, ω4, die durch die Radgeschwindigkeitssensoren 62 erfasst werden, und in dem Fall keiner Untersteuerung, der Gierratenabweichung (γ* – γ), und in dem Fall einer Untersteuerung der Gierratenabweichung (γb* – γ). Die Brems-Regelungseinheit B veranlasst, dass sich die Bremskräfte an den jeweiligen Rädern 4 gemäß den vorbestimmten Befehls-Bremsdrücken ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 ändern, um dadurch die Bremskräfte zu den jeweiligen Rädern 4 zu regeln. Auf diese Weise regelt die Antriebssystem-Regelungsvorrichtung 60 dann, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, die Bremskräfte zu den Rädern 4 auf derartige Weise, dass die Gierrate γ der Soll-Gierrate γ* folgt, und dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, regelt sie die Bremskräfte zu den Rädern 4 auf derartige Weise, dass die Gierrate γ der korrigierten Soll-Gierrate zum Bremsen γb* anstelle der Soll-Gierrate γ* folgt.
Die Unterschiede zwischen der Regelungssequenz für das im Ablaufdiagramm in 7 dargestellte erste Ausführungsbeispiel und der Regelungssequenz für das zweite Ausführungsform bestehen darin, dass dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, beim Schritt 5 eine korrigierte Soll-Gierrate zum Lenken γs* und eine korrigierte Soll-Gierrate zum Bremsen γb* bestimmt und gespeichert werden, beim Schritt 6 ein Soll-Lenkwinkel δ* auf der Basis der Übertragungsfunktion G1 gemäß der Abweichung (γs* – γ) zwischen der korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* und der Gierrate γ bestimmt wird, und beim Schritt 8 Befehls-Bremsdrücke ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 für die jeweiligen Räder 4 auf derartige Weise bestimmt werden, dass ein Giermoment für ein Reduzieren der Abweichung (γb* – γ) zwischen der korrigierten Soll-Gierrate zum Bremsen γb* und der Gierrate γ durch eine Bremskraftregelung erzeugt wird. Außer diesen Unterschieden ist die Sequenz dieselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden dann, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, der Lenk-Stellantrieb M und die Bremskräfte zu den Rädern auf derartige Weise geregelt, dass die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* des Kraftfahrzeugs entsprechend dem Betätigungsausmaß des Lenkrads 1 und der erfassten Gierrate γ des Kraftfahrzeugs reduziert wird, um dadurch das Verhalten des Kraftfahrzeugs zu stabilisieren. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, der Lenk-Stellantrieb M auf derartige Weise geregelt, dass die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Lenken γs anstelle der Gierrate γ reduziert wird, und die Bremskräfte auf derartige Weise geregelt werden, dass die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb anstelle der Gierrate γ reduziert wird. Wenn das Ausmaß einer Untersteuerung größer wird, dann reduziert sich die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Lenken γs, während die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb größer wird. Weiterhin wird beim zweiten Ausführungsbeispiel dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, der Lenk-Stellantrieb M auf derartige Weise geregelt, dass die Abweichung zwischen der Gierrate γ und der korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* anstelle der Soll-Gierrate γ* reduziert wird, und die Bremskräfte auf derartige Weise geregelt werden, dass die Abweichung zwischen der Gierrate γ und der korrigierten Soll-Gierrate zum Bremsen γb* anstelle der Soll-Gierrate γ* reduziert wird. Wenn das Ausmaß einer Untersteuerung größer wird, wird die Abweichung zwischen der korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* und der Gierrate γ kleiner, während die Abweichung zwischen der korrigierten Soll-Gierrate zum Bremsen γb* und der Gierrate γ größer wird. Daher wird dann, wenn das Ausmaß einer Untersteuerung größer wird, das Regelungsausmaß des Lenk-Stellantriebs M zum Stabilisieren des Kraftfahrzeugverhaltens kleiner und wird das Regelungsausmaß der Bremskraft größer. Demgemäß ist es im Zustand einer Untersteuerung möglich, zu verhindern, dass der Lenkwinkel exzessiv größer wird, und somit kann das Kraftfahrzeugverhalten stabilisiert werden. Darüber hinaus kann die Bremskraft zum Stabilisieren des Kraftfahrzeugverhaltens größer gemacht werden, wenn das Ausmaß einer Untersteuerung ansteigt, ohne komplizierte Regelungen vorsehen zu müssen. Weiterhin ist dann, wenn die Größe des Schräglaufwinkels β_f der Räder 4 gleich dem oder größer als der Vorderrad-Schräglaufwinkel β_fmax bei maximaler lateraler Kraft ist, beim ersten Ausführungsbeispiel die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Lenken γs auf Null gesetzt, und beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Abweichung zwischen der korrigierten Soll-Gierrate zum Lenken γs* und der Gierrate γ auf Null gesetzt. Dadurch wird der Lenkwinkel davon abgehalten, im Fall einer Untersteuerung exzessiv größer zu werden, und somit wird es durch eine Regelung der Bremskräfte möglich gemacht, einen linearen Bereich beizubehalten, in welchem der Schräglaufwinkel β_f proportional zu den Seitenführungskräften bei den Rädern 4 ist, und effektiv zu verhindern, dass das Kraftfahrzeugverhalten instabil wird. Darüber hinaus wird dann, wenn die Größe des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f Null ist, beim ersten Ausführungsbeispiel die Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb als Null angenommen, und wird beim zweiten Ausführungsbeispiel die Abweichung zwischen der korrigierten Soll-Gierrate zum Bremsen γb* und der Gierrate γ auf Null gesetzt, um es dadurch möglich zu machen, ein Kraftfahrzeugverhalten einfach durch Regeln des Lenkwinkels zu stabilisieren, wenn der Schräglaufzustand der Räder 4 endet, und somit unnötige Regelungen zu eliminieren und das Regelungssystem zu vereinfachen.
Ein mit der Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel versehenes Kraftfahrzeug wurde bei einer Kurvenfahrt nach rechts auf einer durch kompakten Schnee bedeckten Straßenoberfläche gefahren, und die temporäre Änderung in Bezug auf die Gierrate γ, die Soll-Gierrate γ*, die korrigierte Gierrate zum Lenken γs, die korrigierte Gierrate zum Bremsen γb, die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V, den Lenkwinkel δ, den hinteren rechten Radzylinderdruck P_r2 und den Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f wurde gemessen.
10(1) zeigt die temporäre Änderung der erfassten Gierrate γ und der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V durch durchgezogene Linien, die Soll-Gierrate γ* durch eine Strich-Doppelpunkt-Linie, die korrigierte Gierrate zum Lenken γs durch eine Strich-Einzelpunkt-Linie und die korrigierte Gierrate zum Bremsen γb durch eine gestrichelte Linie. 10(2) zeigt die temporäre Änderung des Lenkwinkels δ durch eine durchgezogene Linie und den rechten hinteren Radzylinderdruck P_r2 durch eine Strich-Einzelpunkt-Linie, und 10(3) zeigt die temporäre Änderung des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_f durch eine durchgezogene Linie. Bis zu einer Zeit ta ist die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit konstant 8,33 m/s, von einer Zeit ta bis zu einer Zeit tb beschleunigt sie nach und nach und dann bremst sie wieder auf 8,33 m/s ab, und sie bleibt von einer Zeit tb bis zu einer Zeit tc konstant, und ab einer Zeit tc beschleunigt sie plötzlich. Weiterhin wurde der Vorderrad-Schräglaufwinkel β_fmax bei maximaler lateraler Kraft als 0,384 rad angenommen.
Bis zur Zeit ta wurde ein Zustand keiner Untersteuerung beurteilt, und daher werden der Lenk-Stellantrieb M zum Ändern des Lenkwinkels δ und des Radzylinderdrucks P_r2 gemäß der Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der Gierrate γ geregelt. Da diese Abweichung (γ* – γ) klein ist, wird der Radzylinderdruck P_r2 nicht geändert und wird nur der Lenkwinkel δ geändert.
Ab der Zeit ta wurde ein Zustand einer Untersteuerung beurteilt, und daher wird der Lenk-Stellantrieb M zum Ändern des Lenkwinkels δ gemäß der Abweichung (γ* – γs) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate um Lenken γs geregelt und wird der Radzylinderdruck P_r2 gemäß der Abweichung (γ* – γb) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb geregelt.
Von der Zeit ta bis zu der Zeit tb ist der Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f klein und somit ist die Änderung in Bezug auf den Lenkwinkel δ entsprechend der Abweichung (γ* – γs) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Lenken γs groß und es wird auf den Radzylinderdruck P_r wird keine Regelung gemäß der Abweichung zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb angewendet. Zur Zeit tb erreicht der Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f 1/2 des Vorderrad-Schräglaufwinkels β_fmax bei maximaler lateraler Kraft, und somit ist, wie es in den obigen Formeln (4) und (5) gezeigt ist, die Gierrate γ gleich der korrigierten Gierrate zum Lenken γs und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb.
Zwischen der Zeit tb und der Zeit tc gibt es keine Beschleunigung, und somit ändert sich der Lenkwinkel δ kaum und auf den Radzylinderdruck P_r2 wird keine Regelung angewendet.
Ab der Zeit tc wird der Vorderrad-Schräglaufwinkel β_f gleich oder größer als der Vorderrad-Schräglaufwinkel β_fmax bei maximaler lateraler Kraft, und somit wird das Regelungsausmaß des Radzylinderdrucks P_r2 gemäß der Abweichung (γ* – γb) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Bremsen γb größer, während auf den Lenk-Stellantrieb M keine Regelung gemäß der Abweichung (γ* – γs) zwischen der Soll-Gierrate γ* und der korrigierten Gierrate zum Lenken γs angewendet wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann eine laterale Beschleunigung als Verhaltensindexwert verwendet werden und kann der Schwimmwinkel des Kraftfahrzeugs als Instabilitäts-Indexwert verwendet werden.

Claims

Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung, die folgendes aufweist: ein durch einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs betätigtes Betätigungselement (1); einen Lenk-Stellantrieb (M), der gemäß der Betätigung des Betätigungselements (1) angetrieben wird; einen Mechanismus (3), der derart ausgebildet ist, dass er eine Bewegung des Lenk-Stellantriebs (M) auf die Kraftfahrzeugräder (4) auf derartige Weise übertragt, dass sich ein Lenkwinkel (δ) gemäß der Bewegung des Lenk-Stellantriebs (M) ändert; eine Einrichtung (16, 15b), die derart ausgebildet ist, dass sie eine Gierrate oder eine laterale Beschleunigung als Verhaltensindexwert (γ) bestimmt, welche durch Änderungen des Lenkwinkels (δ) hervorgerufen werden; eine Einrichtung (11), die derart ausgebildet ist, dass sie einen Betätigungswinkel (δh) des Betätigungselements (1) bestimmt; eine Einrichtung (20), die derart ausgebildet ist, dass sie einen Soll-Verhaltensindexwert (γ*) entsprechend dem bestimmten Betätigungswinkel (δh) auf der Basis einer gespeicherten Beziehung zwischen dem Betätigungswinkel (δh) und dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) bestimmt; eine Einrichtung (60), die derart ausgebildet ist, dass sie bestimmt, ob das Kraftfahrzeug in einem Zustand einer Untersteuerung ist oder nicht; eine Einrichtung (20) zum Regeln des Lenk-Stellantriebs (M), die derart ausgebildet ist, dass sie den Lenk-Stellantrieb (M) auf eine derartige Weise regelt, dass der Verhaltensindexwert (γ) dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) folgt, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist; eine Einrichtung (60) zum Regeln der Bremskräfte, die derart ausgebildet ist, dass sie anschließend an die Regelung des Lenk-Stellantriebs (M) die Bremskräfte an den Kraftfahrzeugrädern (4) auf eine derartige Weise regelt, dass der Verhaltensindexwert (γ) dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) folgt, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, wobei die Einrichtung (20) zum Regeln des Lenk-Stellantriebs (M) und die Einrichtung (60) zum Regeln der Bremskräfte derart verbunden sind, dass Daten zwischen ihnen übertragen werden können; eine Einrichtung (60), die derart ausgebildet ist, dass sie einen Instabilitäts-Indexwert (β_f) entsprechend dem Ausmaß einer Untersteuerung derart bestimmt, dass der Instabilitäts-Indexwert (β_f) größer wird, wenn das Ausmaß einer Untersteuerung größer wird, und der Instabilitäts-Indexwert (β_f) kleiner wird, wenn das Ausmaß einer Untersteuerung kleiner wird; eine Einrichtung (60), die derart ausgebildet ist, dass sie eine vorbestimmte erste Beziehung für einen korrigierten Verhaltensindexwert zum Lenken (γs) als Funktion des Verhaltensindexwerts (γ), des Soll-Verhaltensindexwerts (γ*) und des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) speichert und den korrigierten Verhaltensindexwert zum Lenken (γs) auf der Basis der gespeicherten ersten Beziehung aus dem bestimmten Verhaltensindexwert (γ), dem bestimmten Soll-Verhaltensindexwert (γ*) und dem bestimmten Instabilitäts-Indexwert (β_f) bestimmt; und eine Einrichtung (60), die derart ausgebildet ist, dass sie eine vorbestimmte zweite Beziehung für einen korrigierten Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb) als Funktion des Verhaltensindexwerts (γ), des Soll-Verhaltensindexwerts (γ*) und des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) speichert und den korrigierten Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb) auf der Basis der gespeicherten zweiten Beziehung aus dem bestimmten Verhaltensindexwert (γ), dem bestimmten Soll-Verhaltensindexwert (γ*) und dem bestimmten Instabilitäts-Indexwert (β_f) bestimmt; wobei die erste Beziehung auf derartige Weise vorbestimmt ist, dass dann, wenn die Größe (|β_f|) des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) bis zu einem vorbestimmten eingestellten Wert (β_max) größer wird, die Abweichung (γ* – γs) zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) und dem korrigierten Verhaltensindexwert zum Lenken (γs) kleiner wird, und dann, wenn die Größe (|β_f|) des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) gleich dem oder größer als der vorbestimmte eingestellte Wert (β_max) ist, der korrigierte Verhaltensindexwert zum Lenken (γs) gleich dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) gesetzt wird; wobei die zweite Beziehung auf derartige Weise vorbestimmt ist, dass dann, wenn die Größe (|β_f|) des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) bis zu dem vorbestimmten eingestellten Wert (β_max) größer wird, die Abweichung (γ* – γb) zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) und dem korrigierten Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb) größer wird, und dann, wenn die Größe (|β_f|) des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) gleich dem oder größer als der vorbestimmte eingestellte Wert (β_max) ist, der korrigierte Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb) gleich der Differenz zwischen dem Zweifachen des Verhaltensindexwerts (γ) und dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) gesetzt wird; und wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, die Einrichtung (20) zum Regeln des Lenk-Stellantriebs (M) den Lenk-Stellantrieb (M) auf derartige Weise regelt, dass der korrigierte Verhaltensindexwert zum Lenken (γs) anstelle des Verhaltensindexwerts (γ) dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) folgt, und die Einrichtung (60) zum Regeln der Bremskräfte die Bremskräfte auf derartige Weise regelt, dass der korrigierte Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb) anstelle des Verhaltensindexwerts (γ) dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) folgt.
Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Kraftfahrzeugrad-Schräglaufwinkel als der Instabilitäts-Indexwert (β_f) bestimmt wird; und der vorbestimmte eingestellte Wert (β_max) für die Größe (|β_f|) des Schräglaufwinkels (β_f) auf oder unter den maximalen Wert (β_max) der Größe (|β_f|) des Schräglaufwinkels (β_f) eingestellt wird, der einen linearen Bereich beibehält, in welchem der Schräglaufwinkel (β_f) proportional zur Seitenführungskraft ist.
Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Abweichung (γ* – γb) zwischen dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) und dem korrigierten Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb) auf Null gesetzt wird, wenn die Größe (|βf|) des Schräglaufwinkels (β_f) Null ist.
Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung, die folgendes aufweist: ein durch einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs betätigtes Betätigungselement (1); einen Lenk-Stellantrieb (M), der gemäß der Betätigung des Betätigungselements (1) angetrieben wird; einen Mechanismus (3), der derart ausgebildet ist, dass er eine Bewegung des Lenk-Stellantriebs (M) auf die Kraftfahrzeugräder (4) auf derartige Weise übertragt, dass sich ein Lenkwinkel (δ) gemäß der Bewegung des Lenk-Stellantriebs (M) ändert; eine Einrichtung (16, 15b), die derart ausgebildet ist, dass sie eine Gierrate oder eine laterale Beschleunigung als Verhaltensindexwert (γ) bestimmt, welche durch Änderungen des Lenkwinkels (δ) hervorgerufen werden; eine Einrichtung (11), die derart ausgebildet ist, dass sie einen Betätigungswinkel (δh) des Betätigungselements (1) bestimmt; eine Einrichtung (20), die derart ausgebildet ist, dass sie einen Soll-Verhaltensindexwert (γ*) entsprechend dem bestimmten Betätigungswinkel (δh) auf der Basis einer gespeicherten Beziehung zwischen dem Betätigungswinkel (δh) und dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) bestimmt; eine Einrichtung (60), die derart ausgebildet ist, dass sie bestimmt, ob das Kraftfahrzeug in einem Zustand einer Untersteuerung ist oder nicht; eine Einrichtung (20) zum Regeln des Lenk-Stellantriebs (M), die derart ausgebildet ist, dass sie den Lenk-Stellantrieb (M) auf eine derartige Weise regelt, dass der Verhaltensindexwert (γ) dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) folgt, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist; eine Einrichtung (60) zum Regeln der Bremskräfte, die derart ausgebildet ist, dass sie anschließend an die Regelung des Lenk-Stellantriebs (M) die Bremskräfte an den Kraftfahrzeugrädern (4) auf eine derartige Weise regelt, dass der Verhaltensindexwert (γ) dem Soll-Verhaltensindexwert (γ*) folgt, wenn das Kraftfahrzeug nicht im Zustand einer Untersteuerung ist, wobei die Einrichtung (20) zum Regeln des Lenk-Stellantriebs (M) und die Einrichtung (60) zum Regeln der Bremskräfte derart verbunden sind, dass Daten zwischen ihnen übertragen werden können; eine Einrichtung (60), die derart ausgebildet ist, dass sie einen Instabilitäts-Indexwert (β_f) entsprechend dem Ausmaß einer Untersteuerung derart bestimmt, dass der Instabilitäts-Indexwert (β_f) größer wird, wenn das Ausmaß einer Untersteuerung größer wird, und der Instabilitäts-Indexwert (β_f) kleiner wird, wenn das Ausmaß einer Untersteuerung kleiner wird; eine Einrichtung (60), die derart ausgebildet ist, dass sie eine vorbestimmte erste Beziehung für einen korrigierten Soll-Verhaltensindexwert zum Lenken (γs*) als Funktion des Verhaltensindexwerts (γ), des Soll-Verhaltensindexwerts (γ*) und des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) speichert und den korrigierten Soll-Verhaltensindexwert zum Lenken (γs*) auf der Basis der gespeicherten ersten Beziehung aus dem bestimmten Verhaltensindexwert (γ), dem bestimmten Soll-Verhaltensindexwert (γ*) und dem bestimmten Instabilitäts-Indexwert (β_f) bestimmt; und eine Einrichtung (60), die derart ausgebildet ist, dass sie eine vorbestimmte zweite Beziehung für einen korrigierten Soll-Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb*) als Funktion des Verhaltensindexwerts (γ), des Soll-Verhaltensindexwerts (γ*) und des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) speichert und den korrigierten Soll-Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb*) auf der Basis der gespeicherten zweiten Beziehung aus dem bestimmten Verhaltensindexwert (γ), dem bestimmten Soll-Verhaltensindexwert (γ*) und dem bestimmten Instabilitäts-Indexwert (β_f) bestimmt; wobei die erste Beziehung auf derartige Weise vorbestimmt ist, dass dann, wenn die Größe (|β_f|) des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) bis zu einem vorbestimmten eingestellten Wert (β_max) größer wird, die Abweichung (γ – γs*) zwischen dem Verhaltensindexwert (γ) und dem korrigierten Soll-Verhaltensindexwert zum Lenken (γs*) kleiner wird, und dann, wenn die Größe (|β_f|) des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) gleich dem oder größer als der vorbestimmte eingestellte Wert (β_max) ist, der korrigierte Soll-Verhaltensindexwert zum Lenken (γs*) gleich dem Verhaltensindexwert (γ) gesetzt wird; wobei die zweite Beziehung auf derartige Weise vorbestimmt ist, dass dann, wenn die Größe (|β_f|) des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) bis zu dem vorbestimmten eingestellten Wert (β_max) größer wird, die Abweichung (γb* – γ) zwischen dem korrigierten Soll-Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb*) und dem Verhaltensindexwert (γ) größer wird, und dann, wenn die Größe (|β_f|) des Instabilitäts-Indexwerts (β_f) gleich dem oder größer als der vorbestimmte eingestellte Wert (max) ist, der korrigierte Soll-Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb*) gleich der Differenz zwischen dem Zweifachen des Soll-Verhaltensindexwerts (γ*) und dem Verhaltensindexwert (γ) gesetzt wird; und wenn das Kraftfahrzeug im Zustand einer Untersteuerung ist, die Einrichtung (20) zum Regeln des Lenk-Stellantriebs (M) den Lenk-Stellantrieb (M) auf derartige Weise regelt, dass der Verhaltensindexwert (γ) dem korrigierten Soll-Verhaltensindexwert zum Lenken (γs*) anstelle des Soll-Verhaltensindexwerts (γ*) folgt, und die Einrichtung (60) zum Regeln der Bremskräfte die Bremskräfte auf derartige Weise regelt, dass der Verhaltensindexwert (γ) dem korrigierten Soll-Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb*) anstelle des Soll-Verhaltensindexwerts (γ*) folgt.
Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Kraftfahrzeugrad-Schräglaufwinkel als der Instabilitäts-Indexwert (β_f) bestimmt wird; und der vorbestimmte eingestellte Wert (β_max) für die Größe (|β_f|) des Schräglaufwinkels (β_f) auf oder unter den maximalen Wert (β_max) der Größe (|β_f|) des Schräglaufwinkels (β_f) eingestellt wird, der einen linearen Bereich beibehält, in welchem der Schräglaufwinkel (β_f) proportional zur Seitenführungskraft ist.
Kraftfahrzeugverhaltens-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Abweichung (γb* – γ) zwischen dem korrigierten Soll-Verhaltensindexwert zum Bremsen (γb*) und dem Verhaltensindexwert (γ) auf Null gesetzt wird, wenn die Größe (|β_f|) des Schräglaufwinkels (β_f) Null ist.