DE102007000650B4

DE102007000650B4 - Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007000650B4
Application number: DE102007000650A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Yasui; Hiroaki Aizawa
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2027-11-08
Also published as: JP4930007B2; US8116942B2; CN101186202A; US20080119988A1; CN101186202B; JP2008126889A; DE102007000650A1

Abstract

Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug, das einen Lenkwinkel von vorderen Rädern (FR, FL) und von hinteren Rädern (RR, RL) für ein Fahrzeug (1) steuert, wobei eine Schlupfbegrenzungssteuerung zum Einstellen einer Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) von zumindest einem der Rader (FR, FL, RR, RL) ausgeführt wird, um einen Schlupf des Rads (FR, FL, RR, RL) zu begrenzen, und wobei eine μ-Split-Steuerung als eine Schlupfbegrenzungssteuerung ausgeführt wird, während das Fahrzeug (1) auf einer μ-Split-Fahrbahn mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten an zumindest einem der linken Räder (RL, FL) und an zumindest einem der rechten Räder (RR, RL) fährt, wobei das Lenkwinkelsteuergerät Folgendes aufweist: eine erste Berechnungseinrichtung (50h), die die Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) berechnet; eine zweite Berechnungseinrichtung (50i), die eine Längskraftdifferenz (ΔFX) zwischen dem zumindest einen rechten Rad und dem zumindest einen linken Rad auf der Grundlage der Längskraft (FXFR, FXFL, FXRR, FXRL) berechnet; eine dritte Berechnungseinrichtung (50j), die eine Verteilungsrate...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wenn eine Schlupfbegrenzungssteuerung zum Begrenzen eines Schlupfs eines Rads wie zum Beispiel eine Antirutschsteuerung (das heißt eine Steuerung eines Antiblockierbremssystems oder eine ABS-Steuerung) oder eine Traktionssteuerung (das heißt eine TCS-Steuerung) oder dergleichen ausgeführt wird, während ein Fahrzeug auf einer Fahrbahnoberfläche mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten (nachfolgend als eine μ-Split-Fahrbahn bezeichnet) hinsichtlich der Räder an der rechten und an der linken Seite fährt (das heißt ein Ausführen einer Schlupfbegrenzungssteuerung auf einer μ-Split-Fahrbahn wird nachfolgend als eine μ-Splitsteuerung bezeichnet), dann werden Differenzen (das heißt eine Bremskraftdifferenz, wenn die ABS-Steuerung angewendet wird; eine Antriebskraftdifferenz, wenn die TCS-Steuerung angewendet wird) zwischen Längskräften (das heißt eine Reibungskraft in einer Beschleunigungs- oder Verzögerungsrichtung, die zwischen einer Fahrbahnoberfläche und einem Reifen erzeugt wird; auch als eine Antriebs-/Bremskraft bezeichnet) an Rädern an der linken Seite und an der rechten Seite erzeugt. Ein Giermoment wird erzeugt, das eine Spur eines Fahrzeugs auf der Grundlage der Differenzen der Längskräfte ablenkt (nachfolgend als ein Giermoment auf der Grundlage der Längskraftdifferenz bezeichnet).
Um die Ablenkung der Spur des Fahrzeugs durch das Giermoment auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zu begrenzen, ist es erforderlich, das Giermoment auf der Grundlage der Längskraftdifferenz dadurch zu reduzieren (das heißt zu beseitigen), das ein Lenkwinkel der Räder in einer umgekehrten Richtung hinsichtlich der Ablenkungsrichtung des Fahrzeugs korrigiert wird, indem ein Lenkrad in einer umgekehrten Richtung hinsichtlich der Ablenkungsrichtung des Fahrzeugs betätigt wird. Der vorstehend genannte Betrieb zum Korrigieren des Lenkwinkels der Räder in einer umgekehrten Richtung hinsichtlich der Ablenkungsrichtung des Fahrzeugs wird als ein Gegenlenkbetrieb bezeichnet. Der Gegenlenkbetrieb erfordert, dass ein Fahrer äußerst geübt ist.
Angesichts der vorstehend geschilderten Umstände wird gemäß einem bekannten Gerät, das in der JP-2540742 B (= DE 38 26 982 C2 ) beschrieben ist, eine Druckdifferenz eines Hydraulikbremsdrucks von Rädern an der rechten Seite und an der linken Seite bestimmt, wenn eine Bremsung durch ein Antirutschsteuersystem bewirkt wird, ein korrigierter Lenkwinkel der hinteren Räder oder der vorderen Räder des Fahrzeugs wird als Reaktion auf die Druckdifferenz berechnet, und die hinteren Räder oder die vorderen Räder werden als Reaktion auf den korrigierten Lenkwinkel so gelenkt, dass eine Bremsung sicher bewirkt wird, ohne dass ein Lauf des Fahrzeugs geändert wird, auch wenn ein plötzlicher Bremsbetrieb auf einer μ-Split-Fahrbahn bewirkt wird.
Nichtsdestotrotz ist es bei einem System erforderlich, das Lenkwinkel sowohl der vorderen Räder als auch der hinteren Räder des Fahrzeugs auf der Grundlage der Differenz der Längskräfte zwischen den Rädern an der rechten und an der linken Seite steuert, dass Lenkwinkel unter Berücksichtigung einer prozentualen Verteilung eines Stabilisierungsmomentes (das heißt einer Verteilungsrate) für die vorderen Räder und die hinteren Räder bestimmt werden, um das Giermoment auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zu begrenzen.
Die Druckschrift DE 100 53 604 A1 offenbart ein gattungsgemäßes Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Weitere Lenkwinkelsteuergeräte sind aus der DE 40 38 079 A1 , der DE 10 2004 035 004 A1 sowie DE 39 16 354 A1 bekannt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug vorzusehen, das eine Lenkwinkelsteuerung der vorderen Räder und der hinteren Räder ausführt, die eine Ablenkung eines Fahrzeugs durch ein Giermoment auf der Grundlage einer Längskraftdifferenz der Räder an der rechten Seite und an der linken Seite auf einer μ-Split-Fahrbahn begrenzt (das heißt als eine korrigierende Lenkwinkelsteuerung bezeichnet), und die eine Verteilungsrate der vorderen Räder und der hinteren Räder für die korrigierende Lenkwinkelsteuerung bestimmt, um eine Ablenkung des Fahrzeugs auf einer μ-Split-Fahrbahn zu begrenzen.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Lenkwinkelsteuergerät für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung werden die Verteilungsrate der vorderen Räder und die Verteilungsrate der hinteren Räder bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung erhalten, und der Vorderradkorrekturlenkwinkel und der Hinterradkorrekturlenkwinkel werden auf der Grundlage der einen Verteilungsrate und der anderen Verteilungsrate berechnet. Dementsprechend wird der Lenkwinkel unter Berücksichtigung der Verteilungsraten der vorderen Räder und der hinteren Räder bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung gesteuert, und somit wird die Ablenkung des Fahrzeugs auf der μ-Split-Fahrbahn in günstiger Weise begrenzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet die dritte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des vorderen Rads und die Verteilungsrate des hinteren Rads auf der Grundlage zumindest einer Zeitdauer nach einem Start der μ-Split-Steuerung, der Zustandsgröße einschließlich der Längskraftdifferenz und eines Fahrzeugbewegungszustands.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Fahrzeugbewegungszustand eine Kurvenzustandsgröße, und die vierte Berechnungseinrichtung reduziert die Verteilungsrate des hinteren Rads als Reaktion auf eine Erhöhung der Kurvenzustandsgröße.
Gemäß der vorliegenden Erfindung legt die vierte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des hinteren Rads auf Null fest, wenn die Kurvenzustandsgröße gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet die vierte Berechnungseinrichtung eine Kurvenzustandsgröße bei dem Start der μ-Split-Steuerung als die Kurvenzustandsgröße.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Fahrzeugbewegungszustand eine Fahrzeuggeschwindigkeit, und die vierte Berechnungseinrichtung reduziert die Verteilungsrate des hinteren Rads als Reaktion auf eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung legt die vierte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des hinteren Rads auf Null fest, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet die vierte Berechnungseinrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem Start der μ-Split-Steuerung als die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert die vierte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des hinteren Rads als Reaktion auf eine Erhöhung der Zeitdauer nach dem Start der μ-Split-Steuerung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung legt die vierte Berechnungseinrichtung die Verteilungsrate des hinteren Rads auf Null fest, wenn die Zeitdauer nach dem Start der μ-Split-Steuerung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet die vierte Berechnungseinrichtung den Vorderradkorrekturlenkwinkel und den Hinterradkorrekturlenkwinkel entweder auf der Grundlage eines Wertes, der die Verteilungsraten des vorderen Rads und des hinteren Rads mit der Zustandsgröße multipliziert, die die Längskraftdifferenz beinhaltet, oder durch Erhalten eines Vorderradlenkwinkels und eines Hinterradlenkwinkels entsprechend der Zustandsgröße, die die Längskraftdifferenz beinhaltet, und durch Multiplizieren der Verteilungsraten des vorderen Rads und des hinteren Rads mit dem Vorderradlenkwinkel bzw. dem Hinterradlenkwinkel.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Gesamtstruktur eines Bewegungssteuermechanismus für ein Fahrzeug, das ein Lenkwinkelsteuergerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist.
2 zeigt eine Blockdarstellung einer Lenkwinkelsteuerung in einer ECU (insbesondere eine CPU) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Blockdarstellung einer Einrichtung zum Berechnen eines Vorderradkorrekturlenkwinkels gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4A zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Vorderradschlupf und einem Gradienten KTf gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4B zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer vertikalen Vorderradlast FZf und dem Gradienten KTf gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Ansicht eines Fahrzeugzustands, wenn eine korrigierende Lenkwinkelsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
6 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung einer Vorderradverteilungsrate Qf und einer Hinterradverteilungsrate Qr relativ zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vx gemaß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung der Vorderradverteilungsrate Qf und der Hinterradverteilungsrate Qr relativ zu der Kurvenzustandsgröße TS gemäß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung der Vorderradverteilungsrate Qf und der Hinterradverteilungsrate Qr relativ zu einer Langskraftdifferenz ΔFX, einem Stabilisierungsmoment MS, das unter Verwendung der Längskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, oder der Längsbeschleunigung Gx gemaß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung der Vorderradverteilungsrate Qf und der Hinterradverteilungsrate Qr relativ zu einer Zeitdauer tms nach dem Start einer μ-Split-Steuerung gemaß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt eine Blockdarstellung einer Lenkwinkelsteuerung in der ECU gemaß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung eines Korrekturlenkwinkels δt relativ zu dem Stabilisierungsmoment MS gemaß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12A zeigt ein Kennfeld eines von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Parameters SGf1 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx gemäß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12B zeigt ein Kennfeld eines von dem Lenkwinkel abhängigen Parameters SGf2 auf der Grundlage des Lenkwinkels θsw eines Lenkrads gemaß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt ein Kennfeld einer Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx und einem Hinterradlenkverhaltnis SGr.
Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Figuren folgendermaßen beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die 1 werden Aufbauten eines Bewegungssteuermechanismus 10 fur ein Fahrzeug 1 und detaillierte Aufbauten eines Lenkwinkelsteuergerats gemaß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie dies in der 1 gezeigt ist, hat der Bewegungsteuermechanismus 10 einen Lenkwinkelsteuermechanismus 20, einen Bremssteuermechanismus 30, verschiedene Sensoren 41 bis 48 und ein elektronisches Steuergerät (nachfolgend als eine ECU bezeichnet) 50, das als das Lenkwinkelsteuergerat dient.
Der Lenkwinkelsteuermechanismus 20, der ein Lenken durch Steuern eines Lenkwinkels steuert, hat einen Mechanismus 20A zum Steuern des Vorderradlenkwinkels und einen Mechanismus 20B zum Steuern des Hinterradlenkwinkels. Der Lenkwinkelsteuermechanismus 20 stellt einen Winkel (das heißt einen Lenkwinkel) von vorderen Radern FL, FR und von hinteren Radern RL, RR ein, die als gelenkte Räder bezuglich der Mittelachse eines Fahrzeugs dienen.
Wie dies in der 1 gezeigt ist, hat der Mechanismus 20A zum Steuern des Vorderradlenkwinkels ein Lenkrad 21, eine Lenkwelle 22, einen Lenkwinkelsensor 23, einen variablen Lenkubersetzungsverhaltnismechanismus (das heißt eine Lenkung mit variablen Übersetzungsverhaltnis (VWRS)) 24, einen Lenkübersetzungsmechanismus 25 und einen Lenkverbindungsmechanismus 26, um einen Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR relativ zu der Mittelachse des Fahrzeugs einzustellen.
Das Lenkrad 21 entspricht einem Lenkbetätigungselement, das durch einen Fahrer betatigt wird. Wenn der Fahrer das Lenkrad 21 betatigt, wird die Lenkwelle 22 zum Beispiel uber eine Lenksaule gedreht.
Die Lenkwelle 22 ubertragt die Lenkbetatigung durch den Fahrer zu Radern, die zu lenken sind. Die Lenkwelle 22 ist in einen Abschnitt 22a nahe dem Lenkrad 21 (das heißt nachfolgend als eine obere Welle 22a bezeichnet) und in einen Abschnitt 22b nahe dem Lenkübersetzungsmechanismus 25 geteilt (das heißt nachfolgend als eine untere Welle 22b bezeichnet). Ein Lenkwinkel, der durch die Betätigung des Lenkrads 21 durch den Fahrer an sich bewirkt wird, wird zu der oberen Welle 22a übertragen. Der zu der oberen Welle 22a ubertragene Lenkwinkel wird durch die VGRS 24 eingestellt und zu der unteren Welle 22b übertragen.
Der Mechanismus 20A zum Steuern des Vorderradlenkwinkels hat einen Lenkwinkelsensor 23, um einen Drehwinkel (das heißt einen Lenkwinkel) des Lenkrads 21 mittels des Fahrers zu erhalten.
Die VGRS 24 hat einen Übersetzungsmechanismusabschnitt 24a und einen Motor 24b. Die VGRS 24 dreht die untere Welle 22b relativ zu der oberen Welle 22a durch Steuern des absoluten Drehwinkels des Motors 24, um so ein Verhaltnis des Lenkwinkels zu den vorderen Radern FL, FR an der linken und an der rechten Seite (das heißt ein Lenkübersetzungsverhaltnis) relativ zu dem Drehwinkel des Lenkrads 21 einzustellen.
Die VGRS 24 ist z. B. durch ein Planetengetriebe aufgebaut, das ein Sonnenrad 24aa, das mit der oberen Welle 22a verbunden ist, ein Hohlrad 24ab, das mit dem Motor 24b verbunden ist und einen Trager 24ac aufweist, der mit der unteren Welle 22b verbunden ist. Durch Steuern des Drehwinkels des Motors 24b der VGRS 24 wird eine Beziehung eines Drehwinkels (das heißt eines Lenkwinkels) des Lenkrads 21 und einem Lenkwinkel der vorderen Rader FR, FL an der rechten Seite und an der linken Seite gesteuert, die als zu lenkende Räder dienen.
Der Lenkubersetzungsmechanismus 25 ist dadurch gebildet, dass zum Beispiel Zahnräder zu einem Zahnstangegetriebe kombiniert werden. Bei der Drehung der unteren Welle 22b hat ein Ritzel 25a einen Drehwinkel, und die Drehbewegung des Ritzels 25a wird zu einer Hin und Herbewegung einer Zahnstange 25b durch die Zahnstage 25b umgewandelt, die mit dem Ritzel 25a in einem Zahneingriff ist.
Der Lenkverbindungsmechanismus 26 ubertragt eine von dem Lenkübersetzungsmechanismus 25 übertragende Kraft zu einem Fingerarm 26a uber eine Spannstange 26b oder dergleichen.
Dementsprechend werden vordere Rader FL, FR an der linken und an der rechten Seite in derselben Richtung gelenkt.
Der Mechanismus 20B zum Steuern des Hinterradlenkwinkels ist so konfiguriert, dass er hintere Räder RL, RR an der linken Seite und an der rechten Seite lenkt. Der Mechanismus 20B zum Steuern des Hinterradlenkwinkels hat einen Verbindungsmechanismus 27, der im Wesentlichen gleich dem Lenkverbindungsmechanismus 26 strukturiert ist. Bei einer Aktivierung eines Motors 27a durch ein Motorsteuersignal von der ECU 50 wird die Drehbewegung des Motors 27a zu der Kraft umgewandelt, die eine Spannstange 27b hin und herbewegt, damit sie zu einem Fingerarm 27c übertragen wird, und somit werden die hinteren Rader RL, RR an der linken Seite und an der rechten Seite gelenkt.
Der Bremssteuermechanismus 30 steuert einen Druck (das heißt nachfolgend als ein Radzylinderdruck bezeichnet), der in jedem Radzylinder (das heißt nachfolgend als auch ein W/C bezeichnet) 32FR, 32FL, 32RR, 32RL erzeugt wird, der jeweils an den entsprechenden Rädern FR, FL, RR, RL vorgesehen sind, und zwar unter Verwendung eines Aktuators 31 fur eine Hydraulikbremsdrucksteuerung, die eine Antirutschsteuerung (das heißt eine Antiblockiersystemsteuerung „nachfolgend als eine ABS-Steuerung” bezeichnet), eine Traktionssteuerung (das heißt nachfolgend als eine TCS-Steuerung bezeichnet) oder eine Fahrzeugstabilitatssteuerung (das heißt eine elektronische Stabilitatssteuerung oder ESC) ausführt. Der Aktuator 31 fur die Hydraulikbremsdrucksteuerung hat mehrere Solenoidventile, ein Reservoir, eine Pumpe und einen Motor oder dergleichen. Ein bekanntes Hydraulikdruckbremssystem, das den Radzylinderhydraulikdruck erzeugt, oder ein bekanntes elektrisches Bremssystem wie zum Beispiel ein Brake-Wy-Wire-System, das einen Radzylinderdruck elektrisch erzeugt, kann als der Aktuator 31 fur die Hydraulikbremsdrucksteuerung verwendet werden. Beschreibungen für die Strukturen des Aktuators 31 fur die Hydraulikbremsdrucksteuerung wird weggelassen, da bekannte Aufbauten verwendet werden.
In der vorstehenden Beschreibung bedeutet FL ein vorderes Rad an der linken Seite, FR bedeutet ein vorderes Rad an der rechten Seite, RL bedeutet ein hinteres Rad an der linken Seite und RR bedeutet ein hinteres Rad an der rechten Seite.
Der Bremssteuermechanismus 30 erzeugt einen Hydraulikbremsdruck jeweils an den entsprechenden Radzylindern 32FR, 32FL, 32RR, 32RF als Reaktion auf eine Betatigung eines Bremspedals 60, wenn die ABS-Steuerung, die TCS-Steuerung oder die ESC-Steuerung nicht ausgeführt wird (das heißt ein normaler Bremszustand). Als Reaktion auf die Erzeugung des Hydraulikbremsdruck bei den entsprechenden Radzylindern 32FR, 32FL, 32RR, 32RF wird ein Bremsklotz zu entsprechenden Drehscheiben 34FR, 34FL, 34RR, 34RF durch Bremssattel 33FR, 33FL, 33RR, 33RF gedruckt, um jeweils ein Bremsmoment zu erzeugen. Wenn die ABS-Steuerung, die TCS-Steuerung oder die ESC-Steuerung ausgefuhrt wird, ist/sind ein Druck von einem oder mehreren Radzylindern 32FR, 32FL, 32RR, 32RF ein Objekt/Objekte, die unabhangig von einer Betatigung des Bremspedals 60 zu steuern sind, wobei sie so eingestellt werden, dass das Bremsmoment eingestellt wird.
Die verschiedenen Sensoren 41 bis 48 erzeugen Erfassungssignale, die fur Steuerungen verwendet werden, wie zum Beispiel eine Lenkwinkelsteuerung, die ABS-Steuerung, die TCS-Steuerung und die ESC-Steuerung. Insbesondere ein Raddrehzahlsensor 41FR, 41FL, 41RR, 41RL und ein Radzylinderdrucksensor 42FR, 42FL, 42RR, 42RL sind jeweils an den Radern FR, FL, RR, RL entsprechend vorgesehen. Des Weiteren sind ein Gierratensensor 43, ein Längsbeschleunigungssensor 44, ein Seitenbeschleunigungssensor 45 und ein Pedalbetatigungsratensensor 46 an dem Bewegungssteuermechanismus 10 des Fahrzeugs 1 vorgesehen. Daruber hinaus hat der Lenkverbindungsmechanismus 26 einen Lenkwinkelsensor 47, der einen Istlenkwinkel der vorderen Rader FR, FL, erfasst, und der Verbindungsmechanismus 27 hat einen Lenkwinkelsensor 48, der einen Istlenkwinkel der hinteren Rader RL, RR erfasst. Durch die Sensoren 41–48 erfasste Signale werden in die ECU 50 eingegeben.
Die ECU 50 nimmt Signale auf, die durch den Lenkwinkelsensor 23 und die verschiedenen Sensoren 41 bis 48 erfasst werden, um Motorsteuersignale zu erzeugen, die jeweils einen Steuerbefehlswert als Reaktion des entsprechenden erfassten Signals angeben. Des Weiteren aktiviert die ECU 50 den Aktuator 31 fur die Hydraulikbremsdrucksteuerung, um eine μ-Split-Steuerung (dass heißt eine Schlupfbegrenzungssteuerung zum Begrenzen eines Schlupfs eines Rads, die wahrend einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer Fahrbahnoberflache mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten der Rader an der rechten und der linken Seite ausgefuhrt wird (das heißt nachfolgend als eine μ-Splitt-Fahrbahn bezeichnet)) zusatzlich zu der normalen ABS-Steuerung, der TCS-Steuerung und der ESC-Steuerung auszuführen, und um den Steuerbefehlswert des Motorsteuersignals als Reaktion auf einen Steuerzustand der μ-Splitt-Steuerung zu korrigieren. Dementsprechend fuhrt die ECU 50 eine Lenkwinkelsteuerung durch, um einen Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR an der linken Seite und an der rechten Seite und/oder einen Lenkwinkel der hinteren Rader RL, RR an der linken Seite und an der rechten Seite einzustellen. Auch wenn die ECU 50, die verschiedene Steuerungen gemeinsam durchfuhrt, gemaß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, kann eine Steuerung dadurch durchgeführt werden, dass mehrere Steuereinheiten mittels Kommunikationsbusse kombiniert werden, die an dem Fahrzeug 1 angebracht sind. Die vielen Steuereinheiten beinhalten zum Beispiel eine Brems- und Antriebskraftsteuereinheit, eine Vorderradlenkwinkelsteuereinheit, eine Hinterradlenkwinkelsteuereinheit, eine Servolenksteuereinheit und eine Antriebsstrangsteuereinheit.
Unter Bezugnahme auf die 2 wird jeder Steuerblock fur eine Lenkwinkelsteuerung beschrieben, die in der ECU 50 durchgefuhrt wird (das heißt insbesondere in der CPU). Die Lenkwinkelsteuerung hat eine Referenzlenkwinkelsteuerung und eine korrigierende Lenkwinkelsteuerung. Bei der Referenzlenkwinkelsteuerung fur die vorderen Rader FL, FR (das heißt nachfolgend als eine Vorderradreferenzlenkwinkelsteuerung bezeichnet) wird ein Übersetzungsverhältnis (das heißt nachfolgend als ein Vorderradlenkverhaltnis bezeichnet) zwischen einem Drehwinkel (das heißt einem Lenkwinkel) des Lenkrads 21 und einem Lenkwinkel des gelenkten Rads (zum Beispiel der vorderen Rader FL, FR) zum Beispiel auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert. Die Vorderradreferenzlenkwinkelsteuerung ist namlich eine Vorderradlenkverhaltnissteuerung als Reaktion auf ein Niveau der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen. Bei einer Referenzlenkwinkelsteuerung fur die hinteren Rader RL, RR (nachfolgend als eine Hinterradreferenzlenkwinkelsteuerung bezeichnet) wird ein Verhaltnis des Lenkwinkels der hinteren Rader RL, RR relativ zu dem Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR (nachfolgend als ein Hinterradlenkverhaltnis bezeichnet) zum Beispiel auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert. Die Hinterradreferenzlenkwinkelsteuerung ist namlich eine Hinterradlenkwinkelsteuerung als Reaktion auf das Niveau der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen. Wahrenddessen wird bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung ein Lenkwinkel der vorderen Rader und/oder der hinteren Räder korrigiert und eingestellt, um so ein Giermoment auf der Grundlage einer Langskraftdifferenz zu beseitigen, das dann erzeugt wird, wenn die μ-Splitt-Steuerung betrieben wird. Anders gesagt ist die korrigierende Lenkwinkelsteuerung eine Lenkwinkelsteuerung fur die vorderen Räder FL, FR und/oder fur die hinteren Rader RL, RR, die ein Giermoment zum Stabilisieren eines Fahrzeugs während der μ-Splitt-Steuerung erzeugt.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, hat die ECU 50 eine Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels und eine Antriebseinrichtung 50ba, 50bb.
Die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels erhalt einen Referenzsollwert eines Lenkwinkels der vorderen Rader und der hinteren Räder als Reaktion auf die Betatigung des Lenkrads 21 durch den Fahrer. Insbesondere erhält die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels ein Vorderradlenkverhaltnis SGf auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, eines Lenkwinkels θsw des Lenkrads 21 und eines Kennfelds oder einer Formel, die die Beziehung zwischen dem Vorderradlenkverhältnis SGf und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx sowie zwischen dem Vorderradlenkverhaltnis SGf und dem Lenkwinkel θsw angeben. Unter diesen Umständen ist das Vorderradlenkverhaltnis SGf ein Übersetzungsverhaltnis zwischen dem Lenkradlenkwinkel usw und einem Lenkwinkel der gelenkten Räder (das heißt der vorderen Rader FL, FR). Die 12A zeigt ein Kennfeld fur einen von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Parameter SGf1 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, und die 12B zeigt ein Kennfeld fur einen von dem Lenkwinkel abhangigen Parameter SGf2 auf der Grundlage des Lenkradlenkwinkels θsw. Das Vorderradlenkverhaltnis SGf wird als ein Additionswert des von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhangigen Parameters SGf1 und des von dem Lenkwinkel abhängigen Parameter SGf2 berechnet (das heißt SGf = SGf1 + SGf2). Wie dies in den Kennfeldern in den 12A und 12B gezeigt ist, wird das Vorderradlenkverhaltnis SGf so bestimmt, dass es großer wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx erhoht, und es wird so bestimmt, dass es kleiner wird, wenn sich der Lenkradlenkwinkel θsw erhoht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx wird durch ein bekanntes Verfahren auf der Grundlage der jeweiligen Raddrehzahl VwFR, VwFL, VwRR, VwRL erhalten, die aus den erfassten Signalen von dem Raddrehzahlsensor 41FR, 41FL, 41RR, 41RL erhalten werden. Der Lenkradlenkwinkel θsw wird auf der Grundlage der erfassten Signale von dem Lenkwinkelsensor 23 erhalten. Die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels erhalt einen Vorderradreferenzlenkwinkel δf auf der Grundlage des Vorderlenkverhältnisses SGf und des Lenkradlenkwinkels θsw. Der Vorderradreferenzlenkwinkel δf ist namlich ein Sollwert, der eine relative Position (das heißt einen Winkel) des Lenkrads 21 bezuglich den Vorderradern FL, FR einstellt um das Vorderradlenkverhältnis SGf zu erhalten (das heißt insbesondere ist der Vorderradreferenzlenkwinkel δf ein Sollwert eines Drehwinkels des Motors 24b).
Des Weiteren erhalt die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels einen Referenzsollwert eines Lenkwinkels der hinteren Rader R1, RR. Insbesondere erhalt die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels ein Hinterradlenkverhaltnis SGr auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx und eines Kennfelds oder einer Formel, die eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx und dem Hinterradlenkverhaltnis SGr zeigen. Das Hinterradlenkverhaltnis SGr ist ein Verhaltnis eines Lenkwinkels der hinteren Rader RL RR relativ zu einem Lenkwinkel der vorderen Rader FL, FR. Wie dies in der 13 gezeigt ist, wird das Hinterradlenkverhaltnis SGr so festgelegt, dass es eine umgekehrte Phase aufweist, (das heißt ein Zustand, in dem die vorderen Rader FL, FR und die hinteren Rader RL, RR umgekehrte Lenkrichtungen haben; nämlich ein negativer Wert in dem Kennfeld in der 13), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx niedrig ist. Außerdem wird das Hinterradlenkverhaltnis SGr so geändert, dass es einen großeren Wert in einer gemeinsamen Phase hat (das heißt ein Zustand, in dem die vorderen Rader FL, FR und die hinteren Rader RL, RR eine identische Lenkrichtung haben; nämlich ein positiver Wert in dem Kennfeld in der 13), wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx erhoht. Wenn des Weiteren die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx niedrig ist, kann das Hinterradlenkverhältnis SGr auf Null festgelegt werden, oder es kann annulliert werden, so dass das Hinterradlenkwinkelverhaltnis SGr wahrend einem Zustand mit niedriger Geschwindigkeit nicht mit der umgekehrten Phase festgelegt wird (das heißt wie dies durch eine gepunktete Linie in der 13 angegeben ist). Die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels berechnet einen Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR unter Verwendung des Vorderradlenkverhaltnisses SGf, das auf der Grundlage des Lenkradlenkwinkels θsw und der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen bestimmt wird. Des Weiteren erhält die Einrichtung 50a zum Bestimmen des Referenzlenkwinkels einen Hinterreferenzlenkwinkel δr auf der Grundlage des Vorderradlenkwinkels (= θsw/SGf) und des Hinterradlenkverhältnisses SGr. Der Hinterreferenzlenkwinkel δr ist nämlich ein Sollwert eines hinteren Lenkwinkels (das heißt insbesondere ein Sollwert eines Drehwinkels des Motors 27a), um die Hinterradlenkverhältnissteuerung als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten.
Die Antriebseinrichtung 50ba, 50bb gibt Motorsteuersignale ab, damit die vorderen Räder FR, FL und die hinteren Räder RR, RL den Vorderradreferenzlenkwinkel δf bzw. den Hinterradreferenzlenkwinkel δr aufweisen, und zwar zu dem Motor 24b bzw. dem Motor 27a, um die Lenkwinkelsteuerung in einem normalen Zustand durchzuführen (das heißt ein Zustand, in dem die korrigierende Lenkwinkelsteuerung nicht in Betrieb ist). Falls die korrigierende Lenkwinkelsteuerung durchgeführt werden muss, werden der Vorderradreferenzlenkwinkel δf und der Hinterradreferenzlenkwinkel δr durch einen Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und einen Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt entsprechend eingestellt, um einen Sollwert eines endgültigen Lenkwinkels zu erhalten, und das Motorsteuersignal wird zu einem Steuerbefehlswert entsprechend dem Lenkwinkelsollwert umgewandelt. Dementsprechend wird das Motorsteuersignal nach der Umwandlung zu dem Motor 24b und/oder dem Motor 27a abgegeben.
Die ECU 50 hat eine Einrichtung 50c zum Berechnen der Istbewegung eine Einrichtung 50d zum Berechnen der Sollbewegung, eine Vergleichseinrichtung 50e, eine Einrichtung 50f zum Berechnen des Stabilisierungsmoments, eine ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g, eine Einrichtung 50h zum Berechnen der Längskraft (die nämlich als eine erste Berechnungseinrichtung dient), eine Einrichtung 50i zum Berechnen der Längskraftdifferenz (die nämlich als eine zweite Berechnungseinrichtung dient), eine Einrichtung 50j zum Berechnen der Verteilungsrate (die nämlich als eine dritte Berechnungseinrichtung dient), eine Einrichtung 50ka zum Berechnen eines Vorderradkorrekturlenkwinkels und eine Einrichtung 50kb zum Berechnen eines Hinterradkorrekturlenkwinkels (die als eine vierte Berechnungseinrichtung dienen), und zwar als Einrichtungen zum Erhalten von Korrekturlenkwinkeln der vorderen Räder FL, FR und der hinteren Räder RL, RR, um so die korrigierende Lenkwinkelsteuerung als Reaktion auf die μ-Split-Steuerung auszuführen. Die Einrichtung 50c zum Berechnen der Istbewegung berechnet eine Bewegungsgröße VMa, die tatsächlich bei dem Fahrzeug erzeugt wird (dass heißt nachfolgend als eine Istbewegungsgröße bezeichnet). Bei diesen Umständen wird die Bewegungsgröße als eine Zustandsgröße definiert, die eine Kurvenbewegung eines Fahrzeugs angibt, und sie wird zumindest unter Verwendung der Werte entsprechend einer Gierrate, einer seitlichen Beschleunigung, eines Fahrzeugschlupfwinkels und einer Fahrzeugschlupfwinkelgeschwindigkeit berechnet. Zum Beispiel wird eine Istgierrate berechnet, die tatsächlich erzeugt wird, und zwar auf der Grundlage eines Erfassungssignals von dem Gierratensensor 43.
Die Einrichtung 50d zum Berechnen der Sollbewegung berechnet eine Bewegungsgröße VMt, die eine Sollgröße für das Fahrzeug 1 ist (nachfolgend als eine Sollbewegungsgröße bezeichnet), und sie berechnet eine Zustandsgröße eines identischen Aspekts hinsichtlich des Aspekts der tatsächlichen Bewegungsgröße. Wenn zum Beispiel die Bewegungsgröße eine Gierrate ist, dann wird eine Sollgierrate, die durch ein bekanntes Verfahren erhalten wird, auf der Grundlage des Erfassungssignals durch den Lenkwinkelsensor 23 und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.
Auch wenn ein Objekt der Istbewegungsgroße Vma und der Sollbewegungsgroße VMt die Gierrate ist, kann ebenfalls eine andere Zustandsgroße verwendet werden (zum Beispiel ein Fahrzeugkarosserieschlupfwinkel), die für die Anwendung bei der ESC bekannt ist.
Die Vergleichseinrichtung 50e berechnet eine Abweichung ΔVM der Istbewegungsgröße VMa und der Sollbewegungsgroße VMt. Die Einrichtung 50f zum Berechnen des Stabilisierungsmoments berechnet ein Stabilisierungsmoment MS (das namlich als eine Zustandsgroße einschließlich der Langskraftdifferenz dient), und zwar unter Verwendung der Abweichung ΔVM, die durch die Vergleichseinrichtung 50e erhalten wird, und der Längskraftdifferenz ΔFX die durch eine Einrichtung 50i zum Berechnen der Langskraftdifferenz erhalten wird. Insbesondere wird das Stabilisierungsmoment MS dadurch erhalten, dass die Abweichung ΔVM und die Langskraftdifferenz ΔFX in der nachfolgend gezeigten Gleichung 1 substituiert werden. In der Gleichung 1 sind G1 und G2 vorbestimmte Koeffizienten. MS = G1·ΔFX + G2·ΔVM [Gleichung 1]
Die ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g erhalt die Raddrehzahl VwFR, VwFL, VwRR, VwRL und die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit (das heißt die geschätzte Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit) auf der Grundlage des erfassten Signals von dem Raddrehzahlsensor 41FR, 41FL, 41RR, 41RL und sie erhalt ein Schlupfverhaltnis fur die entsprechenden Räder FL, FR, RL, RR, um die ABS-Steuerung oder die TCS-Steuerung oder dergleichen auf der Grundlage des Schlupfverhaltnisses auszufuhren. Bei der ABS-Steuerung wird der Radschlupf dadurch begrenzt, dass ein Bremsmoment eingestellt wird, in dem ein Druck des Radzylinders des Objektrads durch den Aktuator 31 fur die Hydraulikbremsdrucksteuerung reduziert, aufrechterhalten oder erhöht wird. Bei der TCS-Steuerung wird der Radschlupf dadurch begrenzt, dass ein Antriebsmoment eingestellt wird, in dem eine Abgabe einer Kraftmaschine eingestellt wird oder in dem der Druck des Radzylinders durch den Aktuator 31 fur die Hydraulikbremsdrucksteuerung erhöht, aufrecht erhalten oder reduziert wird. Beschreibungen für die Steuerverfahren bei der ABS-Steuerung und der TCS-Steuerung werden hierbei nicht wiederholt, da bekannte Verfahren angewendet werden. Ein Steuersollwert von jedem Rad FL, FR, RL, RR unter der ABS-Steuerung oder der TCS-Steuerung wird durch die ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g erhalten, und der Steuersollwert wird zu einer Einrichtung 50h zum Berechnen der Langskraft übertragen.
Die Einrichtung 50h zum Berechnen der Langskraft berechnet eine Längskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL fur die entsprechenden Rader FR, FL, RR, RL. Die Langskraft ist eine Reibungskraft in einer Richtung einer Beschleunigung und Verzogerung, die zwischen einer Fahrbahnoberflache und einem Reifen erzeugt wird, namlich eine Bremskraft. Insbesondere wird die Langskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL fur die entsprechenden Rader FR, FL, RR, RL durch ein bekanntes Verfahren zum Erhalten eines Bremsmomentes der entsprechenden Rader FR, FL, RR, RL auf der Grundlage des Steuersollwerts des Radzylinderdrucks des entsprechendes Rads FR, FL, RR, RL unter der ABS-Steuerung oder der TCS-Steuerung erhalten.
Die Langskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL kann auf der Grundlage eines Bremsmomentes des entsprechenden Rads FR, FL, RR, RL erhalten werden, das zum Aufbringen des Radzylinderdrucks der entsprechenden Rader FR, FL, RR, RL erhalten wird, die aus dem erfassten Signal des Radzylinderdrucksensors 42FR, 42FL, 42RR, 42RL erfasst wird, eines Antriebsmomentes des entsprechendes Rads FR, FL, RR, RL, das aus einem Antriebsmoment der Kraftmaschine erhalten wird, einer Beschleunigung und einer Verzogerung des entsprechenden Rads FR, FL, RR, RL, die durch Differenzieren der Raddrehzahl VWFR, VWFL, VWRR, VWRL erhalten werden, Bewegungsgleichungen einer Drehung des entsprechenden Rads FR, FL, RR, RL, eines Betriebszustands des Aktuators 31 fur die Hydraulikbremsdrucksteuerung (das heißt eine elektrische Befehlsstromstärke zu einem Solenoidventil) oder eines anderen bekannten Verfahrens.
Die Einrichtung 50i zum Berechnen der Langskraftdifferenz berechnet eine Differenz ΔFX der Langskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL (das heißt nachfolgend als die Langskraftdifferenz ΔFX bezeichnet) zumindest zwischen einem der Rader FR, FL an der linken Seite und einem der Rader FR, RR, an der rechten Seite auf der Grundlage der Langskraft FXFR, FXFL, FXRR, FXRL des entsprechenden Rads FR, FL, RR, RL, die durch die Einrichtung 50h zum Berechnen der Langskraft erhalten werden. Da auf der μ-Splitt-Fahrbahn ein Reibungskoeffizient von zumindest einem der Rader an der rechten Seite sich von einem Reibungskoeffizienten an zumindest einem Rad an der linken Seite unterscheidet, wenn die μ-Split-Steuerung ausgefuhrt wird, nimmt eine Langskraft von zumindest einem der Räder FL, RL an der linken Seite und von zumindest einem der Rader FR, RR an der rechten Seite voneinander unterschiedliche Werte an, und die Langskraftdifferenz ΔFX wird erzeugt. Die Langskraftdifferenz ΔFX ist eine physikalische Große entsprechend dem Grad des Giermoments auf der Grundlage der Längskraftdifferenz.
Zum Beispiel kann als die Langskraftdifferenz ΔFX ein Wert verwendet werden, der die Summe der Langskräfte FXFL, FXRL des vorderen und des hinteren Rads FL, RL an der linken Seite von der Summe der Langskrafte FXFR, FXRR von dem vorderen und dem hinteren Rad FR, RR an der rechten Seite subtrahiert. Vorzeichen (das heißt entweder ein positives oder ein negatives Vorzeichen) der Längskraftdifferenz ΔFX wird in Abhangigkeit von der Drehrichtung geandert (das heißt im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn bei Betrachtung von der oberen Seite des Fahrzeugs). Eine der Richtungen kann als positiv oder als negativ bestimmt werden. Die Längskraftdifferenz ΔFX, die durch die Einrichtung 50i zum Berechnen der Längskraftdifferenz berechnet wird, wird zu der Einrichtung 50f zum Berechnen des Stabilisierungsmoments übertragen, um das Stabilisierungsmoment MS zu erhalten.
Die Einrichtung 50j zum Berechnen der Verteilungsrate berechnet eine Verteilung Qf einer korrigierenden Lenkwinkelsteuerung fur die vorderen Räder FL, FR (nachfolgend als eine Vorderradverteilung Qf bezeichnet) und eine Verteilung Qr der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung für die hinteren Rader RL, RR (d. h. nachfolgend als eine Hinterradverteilung Qr bezeichnet) auf der Grundlage eines Fahrtzustands des Fahrzeugs und einer Zeitdauer tms nach einem Start der μ-Split-Steuerung. Anders gesagt berechnet die Einrichtung 50j zum Berechnen der Verteilungsrate eine prozentuale Verteilung des Stabilisierungsmoments MS relativ zu den vorderen Radern FL, FR und den hinteren Rädern RL, RR. Verfahren zum Berechnen der Verteilungen Qf, Qr werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
Die Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels und die Einrichtung 50kb zum Berechnen des Hinterradkorrekturlenkwinkels berechnen den Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und den Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt auf der Grundlage der Vorderradverteilung Qf bzw. der Hinterradverteilung Qr und auf der Grundlage des Stabilisierungsmomentes MS. Wenn der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft erhalten wird, wird ein endgultiger Sollwert des Vorderradlenkwinkels auf der Grundlage des Vorderradreferenzlenkwinkels δf und des Vorderradkorrekturlenkwinkels δft durch die Antriebseinrichtung 50ba erhalten und ein Motorsteuersignal, das einen Steuerbefehlswert entsprechend dem endgultigen Sollwert zeigt, wird zu dem Motor 24b abgegeben. Wenn des Weiteren der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt erhalten wird, wird ein Sollwert eines endgultigen Hinterradlenkwinkels auf der Grundlage des Hinterradreferenzlenkwinkels δr und des Hinterradkorrekturlenkwinkels δrt erhalten, und ein Motorsteuersignal, das einen Steuerbefehlswert entsprechend dem Sollwert angibt, wird zu dem Motor 27a abgegeben.
Ein Verfahren zum Erhalten des Vorderradkorrekturlenkwinkels δft und des Hinterradkorrekturlenkwinkels δrt wird folgendermaßen beschrieben. Wie dies in der 3 gezeigt ist, wird gemaß der Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels ein Vorderradstabilisierungsmoment MSf erhalten, das durch die Vorderradverteilung Qf aufgebracht wird, indem die Vorderradverteilung Qf mit dem Stabilisierungsmoment MS multipliziert wird. Der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft wird dadurch berechnet, dass Gleichungen oder ein Kennfeld verwendet werden, die eine Beziehung zwischen dem Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und dem Vorderradstabilisierungsmoment MSf angeben, das in der Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels gespeichert ist. Zum Beispiel wird der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft aus den nachfolgend gezeigten Gleichungen berechnet. Da der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft so erhalten wird, wie dies in der Gleichung 3 angegeben wird, wird der Gradient KTf des Vorderradkorrekturlenkwinkels δft relativ zu dem Vorderradstabilisierungsmoment MS erhalten, wie dies in der Gleichung 4 gezeigt ist. δft = KTf·MSf [Gleichung 2] δft = MSf/(Kf·Lf) [Gleichung 3] KTf = 1/(Kf·Lf) [Gleichung 4]
Hierbei bedeutet Lf ein Abstand von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu einer Achse der vorderen Räder (siehe 5), und Kf bedeutet eine Kurvensteifigkeit der vorderen Rader FR, FL. Die Kurvensteifigkeit Kf der vorderen Rader FL, FR, andert sich als Reaktion auf eine Schlupf (das heißt einen Langsschlupf, der entweder ein Antriebsschlupf oder ein Bremsschlupf ist), der vorderen Rader FL, FR und einer vertikalen Last auf die vorderen Rader. Auch wenn der Gradient KTf auch als ein konstanter Wert bestimmt werden kann, ist es somit vorzuziehen, dass die ECU 50 eine Einrichtung 50n zum Berechnen des Radschlupfs aufweist, die einen Vorderradschlupf SLf erhält, und eine Einrichtung 50p zum Berechnen einer vertikalen Last, die eine vertikale Last FZf an den vorderen Rädern FR, FL erhalt, und der Gradient KTf wird auf der Grundlage zumindest des Vorderradschlupfes SLf oder der vertikalen Vorderradlast FZf eingestellt, wie dies in der 3 gezeigt ist.
Wie dies in den 4A, 4B gezeigt ist, reduziert sich der Gradient KTf, wenn sich der Vorderschlupf SLf erhöht, und der Gradient KTf erhoht sich, wenn sich die vertikale Vorderradlast FZf erhoht. Der Vorderradschlupf wird aus der Abweichung zwischen der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit (das heißt der geschatzten Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit) Vso und der Raddrehzahl VwFR, VwFL, VwRR, VwRL der jeweiligen Räder FR, FL, RR, RL erhalten, die durch die ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g erhalten werden. Die vertikale Vorderradlast FZf wird durch die nachfolgend gezeigte Gleichung 5 berechnet. FZf = FZfo + G3·Gx + G4·Gy [Gleichung 5]
Hierbei bedeutet FZfo eine statische Last auf den vorderen Radern FR, FL, Gx bedeutet eine Längsbeschleunigung, Gy bedeutete eine seitliche Beschleunigung und G3 sowie G4 sind Koeffizienten. Die statische Last FZfo an den vorderen Radern FR, FL andert sich in einer Abhangigkeit von der Art des Fahrzeugs, jedoch wird die statische Last FZfo als eine bekannte Konstante behandelt, da sie im Voraus herausgefunden werden kann.
Auch wenn der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft auf der Grundlage des Vorderradstabilisierungsmomentes SMf erhalten wird, bei dem die Vorderradverteilung Qf mit dem Stabilisierungsmoment MS multipliziert ist, und zwar gemaß der vorstehenden Beschreibung, kann ein endgültiger Vorderradkorrekturlenkwinkel δft dadurch erhalten werden, dass ein Vorderradkorrekturlenkwinkel auf der Grundlage eines entsprechenden Stabilisierungsmomentes MS zuerst erhalten wird und dass die Vorderradverteilung Qf mit dem Vorderradkorrekturlenkwinkel multipliziert wird. Eine Einrichtung 50kb zum Berechnen eines Hinterradkorrekturlenkwinkes ist ahnlich der Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels aufgebaut, wie sie vorstehend beschrieben ist. Der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt wird namlich in ahnlicher Weise wie der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft erhalten, in dem Suffixe Qf, MSf, δft, KTf, SLf, FZf, Kf, Lf, Fzfo durch Qr, MSr, δrt, KTr, SLr, FZr, Kr, Lr, FZro ersetzt werden.
Die ECU 50 hat des Weiteren eine Einrichtung 50m zum Berechnen einer Zeitdauer. Die Einrichtung 50m zum Berechnen der Zeitdauer berechnet eine Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung. Da ein Giermoment auf der Grundlage einer plötzlichen Langskraftdifferenz unmittelbar nach dem Start der μ-Split-Steuerung erzeugt wird, ist es fur einen Fahrer schwierig, einen Gegenlenkbetrieb nach der Erzeugung des Giermoments auf der Grundlage der Langskraftdifferenz durchzufuhren. Nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nach dem Start der μ-Split-Steuerung ist jedoch der Fahrer in der Lage, den Gegenlenkbetrieb als Reaktion auf die Erzeugung des Giermomentes durchzufuhren, und somit ist es akzeptabel, die korrigierende Lenkwinkelsteuerung zu beenden. Falls eine Lenkrichtung der vorderen Räder FR, FL und eine Lenkrichtung der hinteren Rader RR, RL einander umgekehrte Phasen haben, wenn die Räder FR, RR, an der rechten Seite und die Rader FL, RL an der linken Seite an Fahrbahnoberflachen mit einem gleichmaßigen Fahrbahnoberflachenreibungskoeffizienten nach dem Start der μ-Split-Steuerung gedreht werden (das heißt nachfolgend als eine gleichmaßige μ-Oberflache bezeichnet), kann währenddessen ein Phänomen hervorgerufen werden, bei dem sich das Fahrzeug in einer Kurvenrichtung nach innen bewegt (das heißt ein Kurvenradius wird reduziert). Durch Berechnen der Zeitdauer tms der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung nach dem Start der μ-Split-Steuerung durch die Einrichtung 50m zum Berechnen der Zeitdauer und durch Ubertragen der Zeitdauer tms zu der Einrichtung 50j zum Berechnen der Verteilung und der Einrichtung 50kb zum Berechnen des Hinterradkorrekturlenkwinkels wird somit eine Berechnung oder dergleichen der Verteilung der korrigierenden Lenksteuerung als Reaktion auf die Zeitdauer tms durchgefuhrt. Unter diesen Umständen wird bestimmt, ob die μ-Split-Steuerung gestartet ist, zum Beispiel durch einen Merker, der wahrend der μ-Split-Steuerung gesetzt wird und von einem zurückgesetzten Zustand zu einem gesetzten Zustand durch die ABS/TCS-Steuereinrichtung 50g umgeschaltet wird.
Die ECU 50 ist in der vorstehend beschriebenen Art und Weise aufgebaut. Einzelheiten, wie die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung erhalten werden, werden nachfolgend beschrieben. Die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr werden hauptsachlich so bestimmt, dass sie Standardwerte (das heißt Referenzwerte) auf der Grundlage der Fahrzeugcharakteristik haben, jedoch wird ein endgultiger Wert der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr unter Berucksichtigung des Fahrtzustands des Fahrzeugs und der Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung berechnet.
Ein Verfahren zum Erhalten des Standardwerts wird unter Bezugnahme auf eine Ansicht beschrieben, die einen Fahrzeugzustand zeigt, wenn die korrigierende Lenkwinkelsteuerung durchgeführt wird, wie dies in der 5 gezeigt ist. Zum Zwecke der Darstellung zeigt die 5 Zustände des vorderen und des hinteren Rads FR, RR an der rechten Seite des Fahrzeugs.
Die Standardwerte der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr werden hauptsächlich so bestimmt, dass eine Summe der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr eins (das heißt 1) annimmt, so dass nämlich die Hinterradverteilung Qr ein Wert ist, bei dem die Vorderradverteilung Qf von eins subtrahiert ist (das heißt 1 – Qf). Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden durch Multiplizieren der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr mit dem Stabilisierungsmoment MS das Vorderradstabilisierungsmoment MSf und das Hinterradstabilisierungsmoment MSr entsprechend erhalten (siehe Gleichungen 6, 7). MSf = Qf·MS [Gleichung 6] MSr = Qr·MS [Gleichung 7]
Wie dies wahrenddessen in der 5 gezeigt ist, in der ein Radstand (das heißt ein Abstand zwischen einer Vorderradachse und einer Hinterradachse) als L definiert ist, sind Abstände von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu den Achsen des vorderen Rads FR und des hinteren Rads RR als Lf bzw. Lr definiert, und Kurvenkrafte an dem vorderen Rad FR und an dem hinteren Rad RR sind als FYf bzw. FYr definiert, wobei das Vorderradstabilisierungsmoment MSf und das Hinterradstabilisierungsmoment MSr dadurch bestimmt werden, dass jeder Abstand Lf, Lr mit der entsprechenden Kurvenkraft FYf, FYr multipliziert wird. Dementsprechend werden Gleichungen 8 und 9 gebildet. MSf = FYf·Lf = Qf·MS [Gleichung 8] MSr = FYr·Lr = Qr·MS [Gleichung 9]
Unter diesen Umstanden ist FYf = FYr ein Zustand, um die seitliche Bewegung des Fahrzeugs während der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung vollstandig auf Null zu setzen. Durch Umformen der Gleichungen 8, 9 wird eine Gleichung 10 erhalten, um den vorstehend beschriebenen Zustand einzurichten. Auf der Grundlage der Gleichung 10 und Qr = 1 – Qf erhalten die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr Losungen, wie sie in den Gleichungen 11 bzw. 12 gezeigt sind. (Qf·MS)/Lf = (Qr·MS)/Lr [Gleichung 10] Qf = Lf/(Lf + Lr) = Lf/L [Gleichung 11] Qr = Lr/(Lf + Lr) = Lr/L [Gleichung 12]
Dementsprechend werden die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr auf der Grundlage der Verhältnisse des Abstands Lf, Lr von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu den Achsen des Vorderrads FR bzw. des Hinterrads RR relativ zu dem Radstand L bestimmt, und ein Verteilungsverhältnis des Stabilisierungsmomentes MS zu den vorderen Rädern FL, FR und zu den hinteren Rädern RL, RR wird entsprechend erhalten. Somit werden die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr als Standartwerte verwendet, durch die die seitliche Bewegung des Fahrzeugs zu Null wird.
Ein Verfahren zum Erhalten der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr, wenn ein Fahrtzustand des Fahrzeugs und die Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung berücksichtigt werden, wird nachfolgend beschrieben. Unter diesen Umständen gibt der Fahrtzustand des Fahrzeugs die Fahrzeuggeschwindigkeit VX, die Kurvenzustandsgröße TS, eine Zustandsgröße einschließlich der Langskraftdifferenz ΔFX (das heißt die Längskraftdifferenz ΔFX und das Stabilisierungsmoment MS) und die Längsbeschleunigung Gx oder dergleichen an.
Wie dies in der 6 gezeigt ist, nimmt der Korrekturlenkwinkel der hinteren Rädern RL, RR, der während der μ-Split-Steuerung bewirkt wird, eine umgekehrte Phase (das heißt die Lenkrichtung ist eine umgekehrte Richtung) relativ zu dem Korrekturlenkwinkel der vorderen Räder FL, FR an. Wenn das Fahrzeug in die gleichmäßige μ-Oberfläche von der μ-Split-Fahrbahn eintritt, besteht somit eine Wahrscheinlichkeit, dass das Phänomen erzeugt wird, bei dem sich das Fahrzeug in einer Kurvenrichtung nach innen bewegt (das heißt der Kurvenradius wird reduziert). Da das Phänomen, bei dem sich das Fahrzeug in einer Kurvenrichtung nach innen bewegt (das heißt der Kurvenradius wird reduziert) wahrscheinlich erzeugt wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx erhöht, wie dies in der 6 gezeigt ist, ist es vorzuziehen, dass die Vorderradverteilung Qf erhöht wird und dass die Hinterradverteilung Qr reduziert wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx erhöht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx gleich oder größer als ein vorbestimmtes Niveau ist, kann die Hinterradverteilung Qr als Null bestimmt werden, so dass die korrigierende Lenkwinkelsteuerung nur durch die vorderen Räder FL, FR ausgeführt wird. Auch wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx Werte angibt, die sich während der μ-Split-Steuerung zeitlich ändern, ist es angesichts zum Erreichen der Fahrzeugstabilitat ausreichend, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vxi bei dem Start der μ-Split-Steuerung zu berücksichtigen. Wie dies in der 6 gezeigt ist, können somit die Vorderradverteilung und die Hinterradverteilung Qr bei dem Start der μ-Split-Steuerung auf der Grundlage eines Kennfelds bestimmt werden, dass die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Fahrzeuggeschwindigkeit Vxi angibt, indem die Fahrzeuggeschwindigkeit Vxi bei dem Start der μ-Split-Steuerung anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx verwendet wird.
Die 7 zeigt ein Kennfeld, das die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Kurvenzustandsgröße TS des Fahrzeugs angibt. Die Kurvenzustandsgröße TS gibt eine physikalische Größe an, die den Kurvenzustand des Fahrzeugs zeigt, und zwar einschließlich eines Lenkradwinkels, einer Gierrate Yr und einer seitlichen Beschleunigung Gy oder dergleichen. Die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr werden dadurch bestimmt, dass die Zustandsgroße angewendet wird, die auf der Grundlage zumindest der physikalischen Großen berechnet wird, die den Kurvenzustand des Fahrzeugs (das heißt der Lenkradwinkel, die Gierrate Yr und die seitliche Beschleunigung Gy oder dergleichen) als die Kurvenzustandsgröße TS zeigen. Unter diesen Umständen ist es ahnlich wie bei der Beschreibung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx vorzuziehen, dass sich die Vorderradverteilung Qf erhoht und dass sich die Hinterradverteilung Qr reduziert, wenn sich die Kurvenzustandsgröße TS erhoht, um die Fahrzeugstabilitat zu gewahrleisten, wenn das Fahrzeug in die gleichmaßige μ-Flache von der μ-Split-Fahrbahn eintritt, wie dies in der 7 gezeigt ist. Wenn des Weiteren die Kurvenzustandsgroße TS gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird die Hinterradverteilung Qr als Null bestimmt, so dass die korrigierende Lenkwinkelsteuerung nur bei den vorderen Radern FL, FR ausgefuhrt wird. Auch wenn die Kurvenzustandsgröße TS Werte angibt, die sich auch wahrend der μ-Split-Steuerung zeitlich andern, ist es unter diesen Umstanden zum Erreichen der Fahrzeugstabilitat ausreichend, eine Kurvenzustandsgroße TSi beim Start der μ-Split-Steuerung zu berucksichtigen. Wie dies in der 7 gezeigt ist, konnen somit die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr bei dem Start der μ-Split-Steuerung auf der Grundlage des Kennfelds bestimmt werden, das die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Kurvenzustandsgroße TSi angibt, indem die Kurvenzustandsgroße TSi bei dem Start der μ-Split-Steuerung anstelle der Kurvenzustandsgröße TS verwendet wird.
Die 8 zeigt ein Kennfeld, das die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Längskraftdifferenz ΔFX, relativ zu dem Stabilisierungsmoment MS, das unter Verwendung der Langkraftdifferenz ΔFX berechnet wird, oder relativ zu der Längsbeschleunigung Gx angibt. Wenn ein Grad der Langskraftdifferenz ΔFX oder des Stabilisierungsmoments MS, das unter Verwendung der Langskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, relativ groß ist, dann kann das Fahrzeug durch die korrigierende Lenkwinkelsteuerung sowohl der vorderen Rader FL, FR als auch der hinteren Räder RL, RR stabilisiert werden. Wenn der Grad der Langskraftdifferenz ΔFX oder des Stabilisierungsmoments MS, das unter Verwendung der Langskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, relativ klein ist, werden dahingegen angemessene Wirkungen nur durch die korrigierende Lenkwinkelsteuerung der vorderen Rader FL, FR erhalten. Wenn die Langskraftdifferenz ΔFX oder das Stabilisierungsmoment MS, das unter Verwendung der Langskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird dementsprechend angenommen, dass die Hinterradverteilung Qr fur die korrigierende Lenkwinkelsteuerung Null ist. Wenn sich die Langskraftdifferenz ΔFX oder das Stabilisierungsmoment MS, das unter Verwendung der Längskraftdifferenz ΔFX berechnet wird, erhoht wird, wird die Vorderradverteilung Qf reduziert und die Hinterradverteilung Qr wird erhoht.
Wenn die μ-Split-Steuerung durchgefuhrt wird, und der Grad der Langsbeschleunigung Gx relativ groß ist, dann hat die Fahrbahn einschließlich der μ-Split-Fahrbahn eine Asphalt- oder Betonoberflache, die an einer Seite trocken oder nass ist, und die Asphalt- oder Betonoberfläche, die an der anderen Seite mit Schnee bedeckt oder gefroren ist, was einem Zustand entspricht, in dem die Langskraftdifferenz ΔFX ist. Wenn die μ-Split-Steuerung andererseits durchgeführt wird und der Grad der Langsbeschleunigung Gx relativ klein ist, dann hat die Fahrbahnoberfläche schließlich der μ-Split-Fahrbahn eine Asphalt- oder Betonoberflache, die an einer Seite mit Schnee bedeckt ist, und die Asphalt- oder Betonoberfläche, die an der anderen Seite gefroren ist, was einem Zustand entspricht, in dem die Längskraftdifferenz ΔFX klein ist. Wenn die Längsbeschleunigung Gx gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, kann somit die Hinterradverteilung Qr auf Null festgelegt werden, so dass die korrigierende Lenkwinkelsteuerung nur durch die vorderen Rader FL, FR durchgefuhrt wird, und wenn sich der Grad der Langsbeschleunigung Gx erhoht, kann die Vorderradverteilung Qf reduziert werden, und die Hinterradverteilung Qr kann erhoht werden.
Auch wenn die Langskraftdifferenz ΔFX, das Stabilisierungsmoment MS und die Langsbeschleunigung Gx Werte sind, die sich auch während der μ-Split-Steuerung zeitlich andern, um die Fahrzeugstabilisierung zu bewirken, ist es ausreichend, die Langskraftdifferenz ΔFX, das Stabilisierungsmoment MS oder die Langsbeschleunigung Gx unmittelbar nach dem Start der μ-Split-Steuerung zu berucksichtigen. Wie dies in der 8 gezeigt ist, können somit eine Längskraftdifferenz ΔFXi, ein Stabilisierungsmoment MSi und eine Langsbeschleunigung Gxi unmittelbar nach dem Start der μ-Split-Steuerung anstelle der Längskraftdifferenz ΔFX, des Stabilisierungsmoments MS und der Längsbeschleunigung Gx verwendet werden, so dass die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr unmittelbar nach dem Start der μ-Split-Steuerung auf der Grundlage des Kennfelds bestimmt werden, dass die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Langskraftdifferenz ΔFXi, dem Stabilisierungsmoment MSi oder der Langsbeschleunigung Gxi angibt.
Dementsprechend werden die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr erhalten. Unter diesen Umstanden können sich die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr von Standardwerten ändern, wobei jeder Parameter der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, Vxi, der Kurvenzustandsgröße TS, TSi, der Langskraftdifferenz ΔFX, ΔFXi, des Stabilisierungsmoments MS, MSi und der Langsbeschleunigung Gx, Gxi berucksichtigt wird. Die Vorderradverteilung Qf und die Hinterradverteilung Qr können auch dadurch erhalten werden, dass ein beliebiger Parameter oder mehrere Parameter der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, Vxi der Kurvenzustandsgroße TS, TSi, der Langskraftdifferenz ΔFX, ΔFXi, des Stabilisierungsmoments MS, MSi und der Langsbeschleunigung Gx, Gxi berücksichtigt werden.
Die 9 zeigt ein Kennfeld, das die Beziehung der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu der Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung angibt. Da ein Gegenlenkbetrieb, der bei dem Start der μ-Split-Steuerung ausgefuhrt wird, ein hohes fahrerisches Können erfordert, ist es vorzuziehen, dass die korrigierende Lenkwinkelsteuerung bei der Anfangsphase der μ-Split-Steuerung unterstutzend einwirkt. Unter der Annahme, dass sich die Fahrbahnoberflache von der μ-Split-Fahrbahn zu der gleichmaßigen μ-Oberflache zeitlich nach dem Start der μ-Split-Steuerung andert, ist es jedoch vorzuziehen, die Hinterradverteilung Qr aufgrund der vorstehend dargelegten Begrundung zu reduzieren. Da der Fahrer auf die Erzeugung des Giermomentes auf der Grundlage der Längskraftdifferenz angemessen reagieren kann und den Gegenlenkbetrieb nach dem Verstreichen einer gewissen Zeit nach dem Start der μ-Split-Steuerung durchfuhren kann, kann die korrigierende Lenkwinkelsteuerung beendet werden. Dementsprechend wird die Hinterradverteilung Qr als Reaktion auf die Zeitdauer tms verringert, und die Hinterradverteilung Qr wird als Null bestimmt, nachdem die Zeitdauer tms einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und die Vorderradverteilung Qf wird als Reaktion auf die Zeitdauer tms bestimmt.
Wie dies zum Beispiel in (1) in der 1 gezeigt ist, erhoht sich die Vorderradverteilung Qf, wenn die Zeitdauer tms langer wird. Unter diesen Umstanden wird der Abfall der Hinterradverteilung Qr durch den Anstieg der Vorderradverteilung Qf kompensiert. Die Vorderradverteilung Qf wird namlich so eingestellt, dass die Summe der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr eins annimmt (das heißt 1). In der vorstehend beschriebenen Art und Weise werden die Wirkungen der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung auch dann aufrecht erhalten, wenn die Zeitdauer tms langer wird.
Wie dies des Weiteren in (2) in der 9 gezeigt ist, erhoht sich die Vorderradverteilung Qf wenn die Zeitdauer tms länger wird, auch wenn die Summe der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr kleiner als eins ist (das heißt 1). In der vorstehend beschriebenen Art und Weise werden die Wirkungen der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung auch dann aufrecht erhalten, wenn die Zeitdauer tms länger wird, auch wenn das Stabilisierungsmoment MS verringert wird, was das Fahrzeug beeinflusst, und somit kann der Fahrer auf die Erzeugung des Giermoments auf der Grundlage der Langskraftdifferenz in angemessener Weise reagieren.
Wie dies des Weiteren in (3) in der 9 angegeben ist, kann die Vorderradverteilung Qf konstant aufrecht erhalten werden, auch wenn die Zeitdauer tms lang wird. Wie dies in (4) in der 9 angegeben ist, kann die Vorderradverteilung Qf wie die Hinterradverteilung Qr reduziert werden, wenn die Zeitdauer tms lang wird. Dementsprechend wird der Gegenlenkbetrieb durch den Fahrer durch die korrigierende Lenkwinkelsteuerung bei dem Start der μ-Split-Steuerung kompensiert.
Ein Betrieb der ECU 50 wird nachfolgend beschrieben, bei dem die μ-Split-Steuerung gestartet wird. Gemaß der ECU 50, die entsprechend der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, wird, wenn die Langskrafte FXFR, FXFL, FXRR, FXRL der Rader FR, FL, RR, RL erhalten werden, die Längskraftdifferenz ΔFX auf dieser Grundlage erhalten. Wenn danach die Abweichung ΔVM der Istbewegungsgröße VMa und der Sollbewegungsgroße VMt berechnet wird, wird das Stabilisierungsmoment MS auf der Grundlage der Abweichung ΔVM und der Längskraftdifferenz ΔFX berechnet. Die Verteilung Qf der vorderen Rader FL, FR und die Verteilung Qr der hinteren Rader RL, RR bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung werden auf der Grundlage des Stabilisierungsmomentes MS erhalten, und der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt werden berechnet, bei denen die jeweiligen Verteilung Qf, Qr relativ zu dem Stabilisierungsmoment MS angewendet werden. Ein endgultiger Lenkwinkelsollwert der vorderen Rader FL, FR wird dadurch erhalten, das der Vorderradreferenzlenkwinkel δf, der zum Durchfuhren der Vorderradlenkverhaltnissteuerung (das heißt eine Steuerung eines Ubersetzungsverhaltnisses des Lenkrads relativ zu dem Lenkrad 21) als Reaktion auf die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit dient, durch den Vorderradkorrekturlenkwinkel δft eingestellt wird.
Dementsprechend wird ein Motorsteuersignal, das einen Steuerbefehlswert entsprechend dem Solllenkwinkelwert angibt, zu dem Motor 24b der VGRS 24 abgegeben. Ein endgultiger Lenkwinkelsollwert der hinteren Räder RR, RL wird dadurch erhalten, dass der Hinterradreferenzlenkwinkel δr, der zum Durchfuhren der Hinterradlenkverhaltnissteuerung als Reaktion auf die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit VX dient (das heißt eine Steuerung fur ein Verhältnis des Hinterradlenkwinkels relativ zu dem Vorderradlenkwinkel), durch den Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt eingestellt wird. Dementsprechend wird ein Motorsteuersignal, das einen Steuerbefehlswert entsprechend dem endgültigen Lenkwinkelsollwert der hinteren Rader RR, RL angibt, zu einem Motor 27a des Mechanismus 20B zum Steuern des Hinterradlenkwinkels abgegeben.
Wie dies vorstehend bei dem Aufbau des Lenkwinkelsteuergerats gemaß dem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, werden bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung durch Einstellen der Lenkwinkel der vorderen Räder FL, FR und/oder der hinteren Räder RR, RL zum Erzeugen eines Giermoments zum Beseitigen eines Giermoments, das durch die Bremskraftdifferenz und die Antriebskraftdifferenz der rechten und der linken Räder erzeugt wird, wenn die μ-Split-Steuerung, die eine Schlupfbegrenzungssteuerung ausführt, durch die ABS-Steuerung oder die TCS-Steuerung auf der μ-Split-Fahrbahn bewirkt wird, an der eine Oberflache, an der die Rader an der rechten Seite drehen, und eine Oberfläche, an der die Räder an der linken Seite drehen, unterschiedliche Reibungskoeffizienten haben, der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft auf der Grundlage Verteilung Qf (das heißt des Verteilungsverhältnisses) der vorderen Rader FR, FL und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt auf der Grundlage der Verteilung Qr (das heißt des Verteilungsverhaltnisses) der hinteren Rader RR, RL erhalten. Dementsprechend wird die korrigierende Lenkwinkelsteuerung unter Berucksichtigung des Verteilungsverhältnisses bezüglich den vorderen Rädern FR, FL und den hinteren Radern RR, RL ausgeführt, und eine Abweichung des Fahrzeugs auf der μ-Split-Fahrbahn wird in gunstiger Weise begrenzt.
Des Weiteren werden die endgultige Vorderradverteilung Qf und die endgultige Hinterradverteilung Qr zumindest unter Berucksichtigung des Fahrtzustands des Fahrzeugs, der Zustandsgroße (zum Beispiel des Stabilisierungsmoments MS oder der Längskraftdifferenz ΔFX) einschließlich der Elemente der Langskraftdifferenz ΔFX und der Zeitdauer tms nach dem Start der μ-Split-Steuerung erhalten. Dementsprechend wird ein Verteilungsverhaltnis bezüglich den vorderen Rädern FR, FL und den hinteren Radern RR, RL bei der korrigierenden Lenkwinkelsteuerung als Reaktion auf den Fahrtzustand oder dergleichen in günstiger Weise erhalten, und die Ablenkung des Fahrzeugs auf der μ-Split-Fahrbahn wird in günstiger Weise begrenzt.
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben. Gemaß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel unterscheiden sich Tranksaktionen, die durch die ECU 50 durchgeführt werden, von dem ersten Ausfuhrungsbeispiel, und die weiteren Aufbauten sind identisch zu dem ersten Ausfuhrungsbeispiel. Beschreibungen fur gemeinsame Aufbauten hinsichtlich des ersten Ausfuhrungsbeispiels werden nicht wiederholt.
Eine Lenksteuerung gemaß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben.
Wie dies in der 10 gezeigt ist, wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Einrichtung 50q zum Berechnen des Korrekturlenkwinkels zusatzlich an einer stromaufwartigen Seite der Einrichtung 50ka zum Berechnen des Vorderradkorrekturlenkwinkels und der Einrichtung 50kb zum Berechnen des Hinterradkorrekturlenkwinkels vorgesehen.
Bei dem ersten Ausfuhrungsbeispiel werden der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt auf der Grundlage des Stabilisierungsmoments MS, der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr berechnet. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Korrekturlenkwinkel δt des gesamten Systems auf der Grundlage des Stabilisierungsmoments MS im Voraus berechnet, und der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt werden auf der Grundlage des Korrekturlenkwinkels δt, der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr berechnet. Insbesondere wird der Korrekturlenkwinkel δt auf der Grundlage des Stabilisierungsmoments MS in der Einrichtung 50q zum Berechnen des Korrekturlenkwinkels im Voraus berechnet. Die Beziehung des Korrekturlenkwinkels δt relativ zu dem Stabilisierungsmoment MS ist in der 11 gezeigt. Durch Multiplizieren der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr relativ zu dem Korrekturlenkwinkel δt, wie dies in Gleichung 13 bzw. in Gleichung 14 angegeben wird, werden der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt berechnet. δft = Qf × δt [Gleichung 13] δrt = Qr × δt [Gleichung 14]
In der vorstehend beschriebenen Art und Weise werden ahnliche Wirkungen wie bei dem ersten Ausfuhrungsbeispiel erhalten, indem der Korrekturlenkwinkel δt des gesamten Systems auf der Grundlage des Stabilisierungsmoments MS im Voraus berechnet wird, und indem der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt auf der Grundlage des Korrekturlenkwinkels δt und der Vorderradverteilung Qf und der Hinterradverteilung Qr berechnet werden.
Anderungen der Aufbauten der Ausführungsbeispiele werden nachfolgend beschrieben. Auch wenn der Bremssteuermechanismus 30 als ein Mechanismus beschrieben ist, der für ein Bremsmoment bei den Radern FR, FL, RR, RL auf der Grundlage des Hydraulikbremsdrucks sorgt, der durch den Aktuator 31 für die Hydraulikbremsdrucksteuerung bei den vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen aufgebracht wird, kann ein Mechanismus verwendet werden, der fur ein Bremsmoment bei den Radern FR, FL, RR, RL dadurch sorgt, das der Radzylinderdruck durch einen Elektromotor ahnlich einer Elektrobremse erzeugt wird, oder das ein Bremsklotz direkt auf eine Drehscheibe gedrückt wird. Durch diesen Aufbau wird zum Beispiel das Bremsmoment auf der Grundlage eines Steuerbefehlswerts des Elektromotors erhalten.
Auch wenn der Wert, der durch Subtrahieren der Summe der Langskraft FXFL, FXRL der Räder FL, RL an der linken Seite von der Summe der Langskrafte FXFR, FXRR der Rader FR, RR an der rechten Seite berechnet wird, als die Langskraftdifferenz ΔFX bei den vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen verwendet wird, kann ein Wert, der durch Subtrahieren der Langskraft (das heißt der Bremskraft) FXfl des vorderen Rads FL an der linken Seite von der Langskraft (das heißt der Bremskraft) FXfr des vorderen Rads FR an der rechten Seite erhalten wird, als eine Langskraftdifferenz ΔFX zwischen Radern an der rechten und an der linken Seite verwendet werden, falls die Längskraftdifferenz die Bremskraftdifferenz ist. Falls die Längskraftdifferenz die Antriebskraftdifferenz ist, kann des Weiteren ein Wert, der durch Subtrahieren der Längskraft (das heißt der Antriebskraft) des Antriebsrads an der linken Seite von der Längskraft (das heißt der Antriebskraft) des Antriebsrads an der rechten Seite erhalten wird, als die Längskraftdifferenz ΔFX zwischen den Rädern an der rechten und an der linken Seite verwendet werden.
Auch wenn die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf das Lenkwinkelsteuergerät angewendet werden, das außerdem die korrigierende Lenkwinkelsteuerung durchführt, bei der der Fahrzeugbewegungszustand geregelt wird, kann des Weiteren die korrigierende Lenkwinkelsteuerung auf der Grundlage der Regelung des Fahrzeugbewegungszustands weggelassen werden. Bei diesem Aufbau hat die ECU 50 keine Einrichtung 50c zum Berechnen der Istbewegung, keine Einrichtung 50d zum Berechnen der Sollbewegung, keine Vergleichseinrichtung 50e und keine Einrichtung 50f zum Berechnen des Stabilisierungsmoments, die in der 2 gezeigt sind. Anstelle des Stabilisierungsmoments MS werden dann der Vorderradkorrekturlenkwinkel δft und der Hinterradkorrekturlenkwinkel δrt durch Verwenden der Längskraftdifferenz ΔFX an sich erhalten.

Claims

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