DE102008051530A1

DE102008051530A1 - Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008051530A1
Application number: DE102008051530A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Kariya Yasui; Hideaki Kariya Koto; Kenji Kariya Asano
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2028-10-15
Also published as: US20090095562A1; DE102008051530B4; US7997373B2; JP5251067B2; JP2009096307A

Abstract

Eine Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug enthält eine Bestimmungseinrichtung (M12) für einen ersten Einstellwert zum Bestimmen eines ersten Einstellwerts (Theta2), eines Werts, der einem Lenken eines Rads entspricht, auf der Grundlage eines tatsächlichen Werts (Yr) und eines Sollwerts (Yrt) einer Drehzustandsgröße, wobei der erste Einstellwert (Theta2) ein Wert ist, der darauf gerichtet ist, den tatsächlichen Wert (Yr) dem Sollwert (Yrt) anzunähern, und eine Lenkregelungseinrichtung (M4) zum Einstellen des Radlenkwinkels durch Modifizieren des Werts, der dem Radlenkwinkel entspricht, auf der Grundlage des ersten Einstellwerts (Theta2), wobei die Bestimmungseinrichtung für den ersten Einstellwert eine Indexwerterhalteeinrichtung (A24, A25) zum Erhalten eines Indexwerts (µ, TC, epsilon), der eine Wahrscheinlichkeit für ein Auftreten eines Seitenschlupfes eines Rads (FR, FL, RR, RL) angibt, und eine Regulierungseinrichtung (A26) zum Regulieren des ersten Einstellwerts (Theta2), so dass je größer die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes ist, umso kleiner der erste Einstellwert (Theta2) eingestellt wird, enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
In einem Fall, in dem eine Schlupfbeschränkungsregelung zum Beschränken des Auftretens eines Schlupfes an einem Rad wie z. B. eine sogenannte Antiblockierregelung (ABS-Regelung), eine sogenannte Antriebsschlupfregelung (ASR) und Ähnliches ausgeführt wird, während ein Fahrzeug auf einer Fahrbahnfläche, die unterschiedliche Reibungskoeffizienten in seitlicher Richtung, die einer Links-rechts-Richtung des Fahrzeugs entspricht, aufweist (im Folgenden als eine μ-Teil-Fahrbahnfläche bezeichnet, und eine Regelung zum Beschränken des Auftretens des Schlupfes an dem Rad, während das Fahrzeug auf der μ-Teil-Fahrbahnfläche fährt, wird als eine μ-Teil-Regelung bezeichnet), fährt, wird eine Differenz zwischen einer Längskraft der rechten Räder (im Folgenden als Rechts-Rad-Längskraft bezeichnet) und einer Längskraft der linken Räder (im Folgenden als Links-Rad-Längskraft bezeichnet) erzeugt. Die Längskraft ist eine Reibungskraft in einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Richtung, die zwischen der Fahrbahnfläche und einem Reifen erzeugt wird. Zusätzlich wird die Längskraft außerdem als eine Brems-/Antriebskraft bezeichnet. Ein Giermoment zum Ablenken des Fahrzeugs wird aufgrund der Differenz zwischen der Rechts-Rad-Längskraft und der Links-Rad-Längskraft erzeugt (im Folgenden als ein der Längskraftdifferenz zugeschriebenes Giermoment bezeichnet).
Um die Ablenkung des Fahrzeugs zu verhindern, die aufgrund des der Längskraftdifferenz zugeschriebenen Giermoments auftritt, muss ein Giermoment in einer Richtung erzeugt werden, in der das der Längskraftdifferenz zugeschriebene Giermoments verringert (versetzt) wird, und zwar durch Einstellen des Lenkwinkels der Vorderräder derart, dass sie in die entgegengesetzte Richtung zu der Ablenkungsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind. Ein Einstellvorgang des Vorderradlenkwinkels derart, dass dieses in eine Richtung entgegengesetzt zu der Ablenkrichtung des Fahrzeugs gerichtet ist, wird als ein Gegenlenkvorgang oder Gegenlenkbetrieb bezeichnet.
Eine Lenkregelungsvorrichtung, die in der JP2005-112285A beschrieben ist, führt automatisch den Gegenlenkbetrieb ohne Beteiligung eines durch einen Fahrer durchgeführten Lenkradbetriebs aus (im Folgenden auch als eine Gegenlenkregelung bezeichnet). Genauer gesagt wird ein Bezugslenkwinkel der Vorderräder auf der Grundlage eines Dreh- bzw. Rotationswinkels eines Lenkrads bestimmt. Ein erster Einstelllenkwinkel der Vorderräder, der darauf gerichtet ist, die Ablenkung des Fahrzeugs zu beschränken, die aufgrund der Differenz zwischen der Rechts-Rad-Längsrichtung des rechten Rads und der Längsrichtung des linken Rads auftritt, wird bestimmt. Dann wird ein zweiter Einstelllenkwinkel der Vorderräder, der darauf gerichtet ist, einen tatsächlichen Wert einem Sollwert anzunähern (d. h. darauf gerichtet ist, eine Abweichung einer Bewegungszustandsgröße auf null zu bringen), auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Wert und dem Sollwert der Bewegungszustandsgröße in einer Gierrichtung des Fahrzeugs bestimmt (d. h. eine Abweichung der Bewegungszustandsgröße wie z. B. eine Abweichung zwischen einer Sollgierrate und einer tatsächlichen Gierrate und Ähnliches). Ein Solllenkwinkel der Vorderräder wird durch Addieren des ersten und zweiten Einstelllenkwinkels zu dem Bezugslenkwinkel bestimmt. Dann werden in der Lenkwinkelregelungsvorrichtung, die in der JP2005-112285A beschrieben ist, die Vorderräder mittels eines Aktors derart gesteuert, dass der tatsächliche Lenkwinkel der Vorderräder dem Solllenkwinkel entspricht.
In der Gegenlenkregelung, die in der Lenkregelungsvorrichtung, die in der JP2005-112285A beschrieben ist, ausgeführt wird, wird der Bezugslenkwinkel unter Verwendung nicht nur einer Vorwärtskopplungsregelung unter Verwendung des ersten Einstelllenkwinkels, der auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern bestimmt wird, sondern auch unter Verwendung einer Rückkopplungsregelung unter Verwendung des zweiten Einstelllenkwinkels, der auf der Grundlage der Abweichung der Bewegungszustandsgröße bestimmt wird, aus den folgenden Gründen eingestellt. Wenn die Fahrzeugablenkung, die aufgrund der Längskraftdifferenz auftritt, nur durch die Vorwärtskopplungsregelung unter Verwendung des ersten Einstelllenkwinkels genau verhindert wird, wird die Rückkopplungsregelung unter Verwendung des zweiten Einstelllenkwinkels nicht benötigt. Es treten jedoch ein Fehler beim Erfassen der Längskraftdifferenz, die verwendet wird, um den ersten Einstelllenk winkel zu berechnen, eine Schwankung der Änderungscharakteristika des Giermoments relativ zu Änderungen des Vorderradlenkwinkels und Ähnliches in unvermeidbarer Weise auf, was zu der Erzeugung eines Fehlers in der Vorwärtskopplungsregelung unter Verwendung des ersten Einstelllenkwinkels führt. Der Fehler in der Vorwärtskopplungsregelung tritt als die Abweichung der Bewegungszustandsgröße auf. Daher wird außerdem die Rückkopplungsregelung unter Verwendung des zweiten Einstelllenkwinkels, der auf der Grundlage der Abweichung der Bewegungszustandsgröße bestimmt wird, ausgeführt, um den Fehler der Vorwärtskopplungsregelung, die den ersten Einstelllenkwinkel verwendet, zu kompensieren.
19 stellt einen Fall dar, bei dem die μ-Teil-Regelung gestartet wird, wenn ein Bremsbetrieb durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug auf der μ-Teil-Fahrbahnfläche fährt, die sich nach links in der 19 krümmt, wobei der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche, die die Innenräder der Drehung kontaktiert, niedrig ist (niedriges μ), und der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche, die die Außenräder der Drehung kontaktiert, hoch ist (hohes μ). In diesem Fall tritt eine Differenz zwischen den Längskräften auf, wodurch das der Längskraftdifferenz zugeschriebene Giermoment in einer Drehaußenrichtung (im Uhrzeigersinn, wenn das Fahrzeug von oben betrachtet wird) erzeugt wird, wie es in 19 dargestellt ist.
Wenn die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, während sich das Fahrzeug in dem oben beschriebenen Zustand befindet, wird der Vorderradlenkwinkel auf eine Richtung eingestellt, durch die der Vorderradlenkwinkel um den ersten und zweiten Einstelllenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite erhöht wird. Mit anderen Worten wird der Gegenlenkbetrieb in dem oben beschriebenen Zustand automatisch ausgeführt. Demzufolge wird die Ablenkung des Fahrzeugs, die aufgrund der Längskraftdifferenz auftritt, geeignet beschränkt.
Andererseits stellt 20 einen Fall dar, bei dem der Bremsbetrieb durchgeführt wird, während das Fahrzeug auf einer Fahrbahnfläche fährt, die sich nach links in 20 krümmt, wobei ein konstanter Reibungskoeffizient, insbesondere ein konstantes niedriges μ des Reibungskoeffizienten, vorhanden ist. In diesem Fall wird das der Längskraftdifferenz zugeschriebene Giermoment nicht erzeugt, da die Differenz zwi schen den Längskräften nicht auftritt. In diesem Fall kann jedoch ein Untersteuern auftreten. Eine Untersteuerungstendenz tritt als Abweichung der Bewegungszustandsgröße auf, das heißt, die Sollgierrate wird größer als die tatsächliche Gierrate.
In einem Fall, in dem die Gegenlenkregelung in dem Zustand ausgeführt wird, in dem bei dem Fahrzeug ein Untersteuern auftritt, wird der erste Einstelllenkwinkel auf der Grundlage der Längskraftdifferenz als null oder als ein Wert von näherungsweise null berechnet, da die Längskraftdifferenz nicht auftritt. Andererseits wird der zweite Einstelllenkwinkel auf der Grundlage der Abweichung der Bewegungszustandsgröße als ein Wert bestimmt, um den der Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite (d. h. nach links in der 20) erhöht wird, um die Abweichung der Bewegungszustandsgröße beispielsweise durch Erhöhen der tatsächlichen Gierrate null anzunähern. Demzufolge wird der Vorderradlenkwinkel auf die Richtung eingestellt, durch die der Vorderradlenkwinkel durch den zweiten Einstelllenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite (d. h. nach links in der 20) erhöht wird.
In dem Fall, in dem bei dem Fahrzeug ein Untersteuern auftritt, ist eine Seitenkraft (eine Kurvenkraft), die an den Vorderrädern erzeugt werden kann, bereits gesättigt, so dass sogar dann, wenn sich der Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite erhöht, die Seitenkraft nicht erhöht wird. Somit kann es in einer Situation, in der die Tendenz besteht, dass ein Untersteuern auftritt, d. h. eine Situation, in der die Tendenz besteht, dass ein Seitenschlupf an dem Rad auftritt, vorteilhaft sein, zu verhindern, dass der Vorderradlenkwinkel durch den zweiten Einstelllenkwinkel auf eine Richtung eingestellt wird, durch die der Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite erhöht wird.
Oben ist der Fall beschrieben, bei dem eine Einstellregelung des Vorderradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird. Das oben beschriebene Phänomen tritt ebenfalls in einem Fall auf, in dem die Einstellregelung für einen Hinterradlenkwinkel als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird. Der Fall, bei dem die Einstellregelung für den Hinterradlenkwinkel als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, wird genauer mit Bezug auf die 21 und 22 beschrieben. Die 21 und 22 stellen einen Fall dar, bei dem der Hinterradlenkwinkel (Bezugswinkel) als Antwort auf den Vorder radlenkwinkel in dieselbe Richtung geregelt wird, wie der Vorderradlenkwinkel geregelt wird.
21 stellt einen Fall dar, bei dem die μ-Teil-Regelung durch Durchführen des Bremsbetriebs gestartet wird, während sich das Fahrzeug, das auf der μ-Teil-Fahrbahnfläche fährt, nach links in 21 dreht, wobei ein hoher Reibungskoeffizient (hohes μ) an der Drehinnenseite und ein niedriger Reibungskoeffizient (niedriges μ) an der Drehaußenseite vorliegen. In diesem Fall wird eine Differenz zwischen den Längskräften erzeugt, wodurch das der Längskraftdifferenz zugeschriebene Giermoment in Richtung zur Drehinnenseite erzeugt wird (d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn, wenn das Fahrzeug von oben betrachtet wird), wie es in 21 dargestellt ist.
Wenn dieselbe Gegenlenkregelung wie diejenige zum Einstellen des Vorderradlenkwinkels für den Hinterradlenkwinkel ausgeführt wird, um ein Giermoment zum Verringern (Versetzen) des der Längskraftdifferenz zugeschriebenen Giermoments zu erzeugen, wird der Hinterradlenkwinkel durch den ersten und zweiten Einstelllenkwinkel auf eine Richtung eingestellt, durch die der Hinterradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite erhöht wird. Demzufolge wird die Fahrzeugablenkung, die aufgrund der Differenz zwischen den Längskräften auftritt, in geeigneter Weise verhindert.
Andererseits stellt 22 einen Fall dar, bei dem der Bremsbetrieb durchgeführt wird, während das Fahrzeug auf einer Fahrbahnfläche fährt, die sich nach links in der 22 krümmt, wobei ein konstanter Reibungskoeffizient, insbesondere ein konstantes niedriges μ des Reibungskoeffizienten, vorliegt. In diesem Fall wird das der Längskraftdifferenz zugeschriebene Giermoment nicht erzeugt, da keine Differenz zwischen den Längskräften auftritt. In diesem Fall kann jedoch ein Übersteuern auftreten. Eine Übersteuerungstendenz tritt als die Abweichung der Bewegungszustandsgröße auf, das heißt, die tatsächliche Gierrate wird größer als die Sollgierrate.
In dem Fall, in dem die Gegenlenkregelung für den Hinterradlenkwinkel in dem Zustand ausgeführt wird, in dem ein Übersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, wird der erste Einstelllenkwinkel auf der Grundlage der Längskraftdifferenz als null oder als ein Wert von näherungsweise null berechnet, da die Längskraftdifferenz nicht auftritt. Ande rerseits wird der zweite Einstelllenkwinkel auf der Grundlage der Abweichung der Bewegungszustandsgröße als ein Wert bestimmt, durch den der Hinterradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite (d. h. nach links in der 20) erhöht wird, um beispielsweise durch Verringern der tatsächlichen Gierrate zu bewirken, dass die Abweichung der Bewegungszustandsgröße näherungsweise null wird. Demzufolge wird der Hinterradlenkwinkel auf die Richtung eingestellt, durch die der Hinterradlenkwinkel durch den zweiten Einstelllenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite (d. h. in der 20 nach links) vergrößert wird.
In dem Fall, in dem ein Übersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, ist die Seitenkraft (d. h. die Kurvenkraft), die an den Hinterrädern erzeugt werden kann, bereits gesättigt, so dass die Seitenkraft sogar dann, wenn der Hinterradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite vergrößert wird, nicht erhöht wird. Somit kann es in dem Fall, in dem die Einstellregelung für den Hinterradlenkwinkel als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet, in dem die Tendenz besteht, dass das Übersteuern auftritt (d. h. einem Zustand, in dem die Tendenz besteht, dass der Seitenschlupf an dem Rad auftritt), vorteilhaft sein, zu verhindern, dass der Hinterradlenkwinkel durch den zweiten Einstelllenkwinkel auf eine Richtung eingestellt wird, durch die der Hinterradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite erhöht wird.
Es besteht somit der Bedarf, eine Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, die mindestens eine Gegenlenkregelung zum Einstellen eines Lenkwinkels eines Rads durch einen Einstelllenkwinkel auf der Grundlage einer Bewegungszustandsgröße (einer Bewegungszustandsgrößenabweichung) in einer Gierrichtung durchführt, die den Einstelllenkwinkel in einem Zustand, in dem die Tendenz besteht, dass ein Seitenschlupf des Rads auftritt, geeignet bestimmt.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die für ein Fahrzeug ausgelegt ist, das aufgebaut ist, einen Lenkwinkel eines Rads unabhängig von einem Betrieb eines Lenkbetriebselements durch einen Fahrer einzustellen, eine Bestimmungseinrichtung für einen ersten Einstellwert zum Bestimmen eines ersten Einstellwerts eines Werts, der dem Lenkwinkel des Rads entspricht, auf der Grundlage eines tatsächlichen Werts einer Drehzustandsgröße und eines Sollwerts der Drehzustandsgröße in einer Gierrichtung des Fahrzeugs, wobei der erste Einstellwert ein Wert ist, der darauf gerichtet ist, den tatsächlichen Wert der Drehzustandsgröße dem Sollwert der Drehzustandsgröße anzunähern; und eine Lenkregelungseinrichtung zum Einstellen des Lenkwinkels des Rads durch Modifizieren des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads entspricht, auf der Grundlage des ersten Einstellwerts, wobei die Bestimmungseinrichtung für einen ersten Einstellwert eine Indexwerterhalteeinrichtung zum Erhalten eines Indexwerts, der eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Seitenschlupfes des Rads angibt, und eine Regulierungseinrichtung zum Regulieren des ersten Einstellwerts derart, dass, je größer die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes des Rads ist, die durch den Indexwert angegeben ist, umso kleiner der erste Einstellwert eingestellt wird.
Dementsprechend wird der Lenkwinkel des Rads auf der Grundlage einer Rückkopplungsregelung unter Verwendung des ersten Einstellwerts auf der Grundlage der Bewegungszustandsgröße (Abweichung) (die dem zweiten Einstelllenkwinkel entspricht) eingestellt, wodurch die Ablenkung des Fahrzeugs eingeschränkt wird, während eine μ-Teil-Regelung ausgeführt wird.
Außerdem wird der erste Einstellwert beispielsweise in dem Fall, in dem die Einstellregelung eines Vorderradlenkwinkels als eine Gegenlenkregelung ausgeführt wird, auf einen relativ kleinen Wert reguliert, während das Fahrzeug auf einer Fahrbahnfläche fährt, die ein konstantes μ aufweist, und sich das Fahrzeug in einem Zustand, in dem die Tendenz besteht, dass ein Untersteuern auftritt, oder in einem Zustand befindet, in dem das Untersteuern auftritt. Demzufolge wird verhindert, dass der Vorderradlenkwinkel durch den ersten Einstellwert in eine Richtung eingestellt wird, durch die der Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite vergrößert wird. Mit anderen Worten wird der erste Einstellwert (der dem zweiten Einstelllenkwinkel entspricht) in dem Fall, in dem die Tendenz besteht, dass ein Untersteuern auftritt, als ein geeigneter Wert bestimmt. Auf ähnliche Weise wird der erste Einstellwert in dem Fall, in dem die Einstellregelung eines Hinterradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, auf einen relativ kleinen Wert reguliert, während das Fahrzeug auf der Fahrbahnfläche fährt, die das konstante μ aufweist, und sich das Fahrzeug in einem Zustand, in dem die Tendenz besteht, dass ein Übersteuern auftritt, oder in einem Zustand befindet, in dem das Übersteuern auftritt. Demzufolge wird verhindert, dass der Hinterradlenkwinkel durch den ersten Einstellwert in die Richtung eingestellt wird, durch die der Hinterradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite vergrößert wird. Mit anderen Worten wird der erste Einstellwert (der dem zweiten Einstelllenkwinkel entspricht) in dem Fall, in dem die Tendenz besteht, dass ein Übersteuern auftritt, als ein geeigneter Wert bestimmt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug außerdem eine Schlupfbeschränkungseinrichtung zum Ausführen einer Schlupfbeschränkungsregelung zum Beschränken des Schlupfes an dem Rad durch Regulieren einer Längskraft des Rads des Fahrzeugs, und eine Bestimmungseinrichtung für einen zweiten Einstellwert zum Bestimmen eines zweiten Einstellwerts des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads entspricht, auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zwischen einem rechten Rad und einem linken Rad, die in einem Fall erzeugt wird, in dem das Fahrzeug auf einer Fahrbahnfläche fährt, die unterschiedliche Reibungskoeffizienten zwischen einer Fahrbahnfläche, die das rechte Rad kontaktiert, und einer Fahrbahnfläche, die das linke Rad kontaktiert, aufweist, während die Schlupfbeschränkungsregelung ausgeführt wird, wobei der zweite Einstellwert ein Wert ist, der darauf gerichtet ist, eine Ablenkung des Fahrzeugs, die aufgrund einer Längskraftdifferenz auftritt, zu beschränken, wobei die Lenkwinkelregelungseinrichtung ausgelegt ist, den Lenkwinkel des Rads durch Modifizieren des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads entspricht, auf der Grundlage des ersten und zweiten Einstellwerts einzustellen.
Dementsprechend wird der Lenkwinkel des Rads unter Verwendung der Vorwärtskopplungsregelung unter Verwendung des zweiten Einstellwerts, der dem ersten Einstelllenkwinkel entspricht, auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zwischen dem rechten und linken Rad zusätzlich zu der Rückkopplungssteuerung unter Verwendung des ersten Einstellwerts, der dem zweiten Einstelllenkwinkel entspricht, auf der Grundlage der Bewegungszustandsgröße (Abweichung) eingestellt. Die Längskraftdifferenz zwischen dem rechten und linken Rad bewirkt eine Ablenkung des Fahrzeugs, während die μ-Teil-Regelung ausgeführt wird. Daher wird der Lenkwinkel des Rads auf einen geeigneten Wert eingestellt, um die Ablenkung des Fahrzeugs zu beschränken, wodurch die Ablenkung des Fahrzeugs auf wirksame Weise beschränkt wird, während die μ-Teil-Regelung ausgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug außerdem eine Bestimmungseinrichtung für einen dritten Einstellwert zum Bestimmen eines dritten Einstellwerts des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads entspricht, auf der Grundlage eines Pegels eines Untersteuerns oder eines Übersteuerns in einem Fall, in dem das Untersteuern oder das Übersteuern in dem Fahrzeug auftritt, wobei der dritte Einstellwert ein Wert ist, der auf die Rückkehr des Lenkwinkels des Rads in eine neutrale Position gerichtet ist, wobei die Lenkwinkelregelungseinrichtung ausgelegt ist, den Lenkwinkel des Rads durch Modifizieren des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads entspricht, auf der Grundlage des ersten und dritten Einstellwerts einzustellen.
Dementsprechend wird der Vorderradlenkwinkel in dem Fall, in dem ein Untersteuern oder ein Übersteuern auftritt, während die Einstellregelung des Vorderradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, auf der Grundlage des dritten Einstellwerts aktiv in die Richtung der neutralen Position eingestellt. Auf ähnliche Weise wird der Hinterradlenkwinkel in dem Fall, in dem ein Untersteuern oder ein Übersteuern auftritt, während die Einstellregelung des Hinterradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, auf der Grundlage des dritten Einstellwerts aktiv in Richtung der neutralen Position eingestellt. Demzufolge wird in jedem Fall eine Richtungsstabilität des Fahrzeugs erzielt.
Im Allgemeinen gilt, je kleiner ein mittlerer Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche ist, umso geringer ist die Tendenz, dass der Seitenschlupf (d. h. das Untersteuern oder das Übersteuern) des Rads auftritt. Somit kann der mittlere Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche als der Wert verwendet werden, der die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes an dem Rad angibt. Dementsprechend verwendet die Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug den mittleren Reibungskoeffizienten der Fahrbahnfläche. Außerdem wird der mittlere Reibungskoeffizient in einem Fall, in dem das Fahrzeug auf der μ-Teil-Fahrbahnfläche fährt, als ein relativ großer Wert berechnet, da entweder die rechte Seite oder die linke Seite der Fahrbahnfläche ein großes μ aufweist. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der erste Einstellwert auf einen relativ kleinen Wert eingestellt wird. Demzufolge wird die Fahrzeugablenkung, die durch die Längskraftdifferenz verursacht wird, auf geeignete Weise durch die Rückkopplungsregelung unter Verwendung des ersten Einstellwerts beschränkt.
Wenn in diesem Fall der Reibungskoeffizient kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist, kann der erste Einstellwert auf null eingestellt werden. Dementsprechend wird in dem Fall, in dem der mittlere Reibungskoeffizient klein ist, d. h. in dem Fall, in dem sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet, in dem die Tendenz besteht, dass der Seitenschlupf an dem Rad auftritt, auf sichere Weise verhindert, dass der Lenkwinkel des Rads durch den ersten Einstellwert in die Richtung eingestellt wird, durch die der Lenkwinkel des Rads in Richtung der Drehinnenseite vergrößert wird.
Die vorhergehenden und weitere Merkmale und Kennzeichen der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
1 ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch ein Fahrzeug darstellt, an dem eine Lenkregelungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform montiert ist;
2 in allgemeiner Form ein Funktionsblockdiagramm einer Vorderradlenkregelung, die von der Lenkregelungsvorrichtung, die in 1 dargestellt ist, ausgeführt wird;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines VGR-Regelungsabschnitts, der in 2 dargestellt ist;
4 ein Funktionsblockdiagramm eines Gegenlenkregelungsabschnitts, der in 2 dargestellt ist;
5 eine Grafik, die eine Tabelle zeigt, die eine Beziehung zwischen einem ersten Einstelllenkwinkel und einer Längskraftdifferenz zwischen rechten und linken Rädern spezifiziert;
6 ein Funktionsblockdiagramm einer ersten Ausführungsform des Gegenlenkregelungsabschnitts, der in 2 dargestellt ist;
7 eine Grafik, die eine Tabelle zeigt, die eine Beziehung zwischen einem Reibungskoeffizienten einer Fahrbahnfläche und einem Einstellbetrag einer Sollbewegungszustandsgröße spezifiziert;
8 eine Grafik, die eine Tabelle zeigt, die eine Beziehung zwischen einer Bewegungszustandsgrößenabweichung und einem zweiten Einstelllenkwinkel spezifiziert;
9 ein Funktionsblockdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Gegenlenkregelungsabschnitts, der in 2 dargestellt ist;
10 eine Grafik, die eine Tabelle zeigt, die eine Beziehung zwischen dem Reibungskoeffizienten der Fahrbahnfläche und einem Grenzwert der Sollbewegungszustandsgröße spezifiziert;
11 eine Grafik, die eine Tabelle zeigt, die eine Beziehung zwischen dem Reibungskoeffizienten der Fahrbahnfläche und der Bewegungszustandsgrößenabweichung (einem zweiten Einstelllenkwinkel) spezifiziert;
12 ein Funktionsblockdiagramm einer dritten Ausführungsform des Gegen-lenkregelungsabschnitts, der in 2 dargestellt ist;
13 eine Grafik, die eine Tabelle zeigt, die eine Beziehung zwischen einer Drehzustandsgröße und dem Einstellbetrag der Sollbewegungszustandsgröße spezifiziert;
14 ein Funktionsblockdiagramm einer vierten Ausführungsform des Gegenlenkregelungsabschnitts, der in 2 dargestellt ist;
15 eine Grafik, die eine Tabelle zeigt, die eine Beziehung zwischen der Drehzustandsgröße und dem Grenzwert der Sollbewegungszustandsgröße (der Bewegungszustandsgrößenabweichung, dem zweiten Einstelllenkwinkel) zeigt;
16 ein Funktionsblockdiagramm eines Untersteuerungs-/Übersteuerungs-Regelungsabschnitts, der in 2 dargestellt ist;
17 ein Diagramm, das ein Beispiel für das Einstellen eines Lenkübersetzungsverhältnisses darstellt, wenn ein Untersteuern auftritt;
18 ein Diagramm zum Erläutern von Auswirkungen und Vorteilen der Lenkregelungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform;
19 ein Diagramm, das einen Fall, bei dem eine μ-Teil-Regelung durch den Bremsbetrieb gestartet wird, und den Fall zeigt, bei dem eine Gegenlenkregelung für die Vorderräder ausgeführt wird, während ein Fahrzeug auf einer μ-Teil-Fahrbahnfläche fährt;
20 ein Diagramm, das einen Fall zeigt, bei dem die μ-Teil-Regelung durch den Bremsbetrieb gestartet wird, und den Fall, bei dem die Gegenlenkregelung für die Vorderräder ausgeführt wird, während das Fahrzeug auf einer Fahrbahnfläche, die einen konstanten Reibungskoeffizienten aufweist, insbesondere einer Fahrbahnfläche, die ein niedriges und konstantes μ aufweist, fährt;
21 ein Diagramm, das einen Fall, bei dem die μ-Teil-Regelung durch den Bremsbetrieb gestartet wird, und den Fall darstellt, bei dem die Gegenlenkregelung für die Hinterräder ausgeführt wird, während das Fahrzeug auf der μ-Teil-Fahrbahnfläche fährt; und
22 ein Diagramm, das einen Fall, bei dem die μ-Teil-Regelung durch den Bremsbetrieb gestartet wird, und den Fall darstellt, bei dem die Gegenlenkregelung für die Hinterräder ausgeführt wird, während das Fahrzeug auf der Fahrbahnfläche, die den konstanten Reibungskoeffizienten aufweist, insbesondere auf der Fahrbahnfläche, die das niedrige und konstante μ aufweist, fährt.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug (die im Folgenden als eine Lenkregelungsvorrichtung bezeichnet wird) mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
1 stellt schematisch eine Konfiguration des Fahrzeugs dar, für das die Lenkregelungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgelegt ist. Die Lenkregelungsvorrichtung ist für das Fahrzeug derart ausgelegt, dass sie aufgebaut ist, einen Lenkwinkel der Vorderräder unabhängig von einem Betrieb eines Lenkbetriebselements durch einen Fahrer einzustellen. Außerdem enthält die Lenkregelungsvorrichtung einen Vorderradlenkregelungsmechanismus 20 und eine Hydraulikeinheit 40.
In dem Vorderradlenkregelungsmechanismus 20 ist ein Lenkrad 21 (ein Lenkbetriebselement), das von dem Fahrer betätigt bzw. betrieben wird, mit einem elektronisch unterstützten Lenksystem bzw. elektrischem Servolenksystem (EPS) über eine obere Lenkwelle 22, ein System eines variablen Lenkübersetzungsverhältnisses VGRS (STRf) und eine untere Lenkwelle 23 verbunden. Durch den oben beschriebenen Aufbau des Vorderradlenkregelungsmechanismus 20 wird eine Drehung bzw. Rotation des Lenkrads 21 an das EPS übertragen.
Das EPS weist einen herkömmlichen Aufbau auf und ist ebenfalls aufgebaut, eine Rotationsbewegung der unteren Lenkwelle 23 in eine Translationsbewegung einer Stange 24 in einer Rechts-links-Richtung einer Fahrzeugkarosserie umzuwandeln und eine Unterstützungskraft zum Antreiben der Stange 24 in einer Richtung des Unterstützens eines Rotationsmoments, das von der unteren Lenkwelle 23 empfangen wird, mittels eines Elektromotors (nicht gezeigt) zu erzeugen. Somit werden die Vorderräder FL und FR, wenn das Lenkrad 21 von dem Fahrer gedreht wird, drehbar gelenkt, während ein Lenkmoment, das durch den Betrieb des Fahrers erzeugt wird, durch die Unterstützungskraft unterstützt wird.
Das STRf ist mit einem Motor MTf und einem Zahnradmechanismus (nicht gezeigt) aufgebaut, so dass ein Verhältnis eines Drehwinkels des Lenkrads 21 zu dem Lenkwinkel der Vorderräder FL und FR (d. h. ein Lenkübersetzungsverhältnis) durch Steuern eines Drehwinkels des Motors MTf (entsprechend einem Radlenkwinkeläquivalenzwert) änderbar ist. Der Drehwinkel des Motors MTf ist gleich dem Lenkwinkel der Vorderräder FL und FR. Daher kann im Folgenden aus Bequemlichkeitsgründen der Drehwinkel des Motors MTf ebenfalls als der Lenkwinkel der Vorderräder ausgedrückt werden.
Die Hydraulikeinheit (HU) 40 weist einen bekannten Aufbau auf, der mehrere elektromagnetische Ventile, eine Hydraulikpumpe, einen Motor und Ähnliches aufweist. Die HU 40 führt einem Radzylinder W** eines jeweiligen Rads einen hydraulischen Bremsdruck, der einer Betätigung eines Bremspedals BP entspricht, zu, wenn keine Bremsregelung ausgeführt wird. Außerdem ist die HU 40 derart ausgelegt, dass sie den hydraulischen Bremsdruck innerhalb des Radzylinders W** eines jeweiligen einzelnen Rads unabhängig von der Betätigung des Bremspedals BP einstellt, wenn die Bremsregelung ausgeführt wird.
Das Symbol „**" wird verwendet, um zusammenfassend die Räder anzugeben, wobei „fl" ein linkes Vorderrad angibt, „fr" ein rechtes Vorderrad angibt, „rl" ein linkes Hinterrad angibt und „rr" ein rechtes Hinterrad angibt. Somit gibt beispielsweise der Radzylinder W** gemeinsam einen Zylinder des linken Vorderrads Wfl, einen Zylinder des rechten Vorderrads Wfr, einen Zylinder des linken Hinterrads Wrl und einen Zylinder des rechten Hinterrads Wrr an.
Die Lenkregelungsvorrichtung enthält einen Raddrehzahlsensor 51** zum Erfassen einer Raddrehzahl Vw**, einen Lenkraddrehwinkelsensor 52 zum Erfassen des Drehwinkels des Lenkrads 21 (d. h. eines Lenkradwinkels θsw) gegenüber beispielsweise einer neutralen Position, einen Lenkmomentsensor 53 zum Erfassen eines Lenkmoments Tsw, das dadurch erzeugt wird, dass der Fahrer das Lenkrad 21 betätigt, einen Gierratensensor 54 (eine Erfassungseinrichtung für eine tatsächliche Bewegungseigenschaft (eine tatsächliche Gierrate) zum Erfassen einer Gierrate Yr der Fahrzeugkarosserie, einen Längsbeschleunigungssensor 55 (eine Reibungskoeffizientenerhalteeinrichtung) zum Erfassen einer Längsbeschleunigung Gx, die in einer Vornehinten-Richtung (einer Längsrichtung) der Fahrzeugkarosserie erzeugt wird, einen Seitenbeschleunigungssensor 56 (die Reibungskoeffizientenerhalteeinrichtung) zum Erfassen einer Seitenbeschleunigung Gy, die in der Rechts-links-Richtung (einer Seitenrichtung) der Fahrzeugkarosserie erzeugt wird, einen Drehwinkelsensor 57 zum Erfassen des Drehwinkels des Motors MTf (eines tatsächlichen Winkels θact, der einem tatsächlichen Winkel des Lenkradwinkeläquivalenzwerts entspricht), einen Radzylinderdrucksensor 56** (eine Längskrafterhalteeinrichtung) zum Erfassen eines Radzylinderdrucks Pw** und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 60.
Die ECU 60 ist ein Mikrocomputer, der durch mehrere ECUs (ECUS 0, 1, 2, 3 und 4), die über einen Kommunikationsbus CB miteinander verbunden sind, aufgebaut ist. Die ECU 60 ist mit der HU 40 und den Sensoren 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 und 58 elektrisch verbunden. Jede der ECUs 0, 1, 2, 3 und 4 innerhalb der ECU 60 ist ausgelegt, eine individuelle und getrennte Steuerung bzw. Regelung voneinander auszuführen.
Genauer gesagt ist die ECU 0 (Schlupfbeschränkungseinrichtung) ausgelegt, die bekannte Schlupfbeschränkungsregelung (Längskraftregelung) wie z. B. eine Antiblockierregelung (ABS-Regelung) und eine Antriebsschlupfregelung (ASR) und Ähnliches auf der Grundlage von Signalen von dem Raddrehzahlsensor 51**, dem Seitenbeschleunigungssensor 55 und Ähnlichem auszuführen. Die ECU 1 ist ausgelegt, eine Vorderradlenkregelung, die später beschrieben wird, auf der Grundlage von Signalen von dem Lenkraddrehwinkelsensor 52, dem Raddrehzahlsensor 51** und Ähnlichem auszuführen. Die ECU 2 ist ausgelegt, die bekannte elektrische Servolenkregelung auf der Grundlage eines Signals von dem Lenkmomentsensor 53 auszuführen. Die ECU 3 und die ECU 4 sind ausgelegt, Regelungen für Getriebezüge wie z. B. ein Automatikgetriebe, einen Motor und Ähnliches (die beide in 1 nicht gezeigt sind) auszuführen.
[Vorderradlenkregelung]
Die Vorderradlenkregelung, die von der Lenkregelungsvorrichtung, genauer gesagt durch die ECU 1 ausgeführt wird, wird im Folgenden mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das schematisch die Vorderradlenkregelung darstellt. Wie es in 2 dargestellt ist, enthält die Lenkregelungsvorrichtung Funktionsblöcke M0, M1, M2, M3 und M4 und den Motor MTf.
In dem Regelungsabschnitt M0 für ein variables Lenkübersetzungsverhältnis (im Folgenden als VGR-Regelungsabschnitt M0 bezeichnet), der später genauer beschrieben wird, wird ein Bezugswinkel (ein Bezugslenkwinkel θvgr) des Motors MTf auf der Grundlage von Ausgangssignalen der Sensoren und von Kommunikationssignalen berechnet. Der Bezugswinkel θvgr entspricht einem Bezugswert des Radlenkwinkeläquivalenzwerts. Außerdem entspricht der VGR-Regelungsabschnitt M0 einer Bezugswertbestimmungseinrichtung.
In dem Gegenlenkregelungsabschnitt M1, der später genauer beschrieben wird, wird ein Einstellwinkel des Motors MTf auf der Grundlage einer Gegenlenkregelung (ein Einstelllenkwinkel θmusp auf der Grundlage der Gegenlenkregelung) auf der Grundlage der Ausgangssignale der Sensoren und der Kommunikationssignale berechnet. Die Gegenlenkregelung bezieht sich auf eine Lenkregelung zum Verringern eines Moments, das aufgrund einer Differenz zwischen einer Längskraft von rechten Rädern (Rechts-Rad-Längskraft) und einer Längskraft von linken Rädern (Links-Rad-Längskraft) erzeugt wird und das das Fahrzeug ablenkt. Der Einstelllenkwinkel θmusp auf der Grundlage der Gegenlenkregelung entspricht einer Summe aus einem ersten Einstellwert des Radlenkwinkeläquivalenzwerts und einem zweiten Einstellwert des Radlenkwinkeläquivalenzwerts.
In dem Untersteuerungs-/Übersteuerungs-Regelungsabschnitt M2 (der im Folgenden als ein US/OS-Regelungsabschnitt M2 bezeichnet wird, und der einer Bestimmungseinrichtung für einen dritten Einstellwert entspricht), der später genauer beschrieben wird, wird ein Einstellwinkel des Motors MTf auf der Grundlage der US/OS-Regelung (ein Einstelllenkwinkel θusos auf der Grundlage der US/OS-Regelung) auf der Grundlage der Ausgangssignale der Sensoren und der Kommunikationssignale berechnet. Die US/OS-Regelung bezieht sich auf eine Lenkregelung zum Beschränken eines Untersteuerns oder eines Übersteuerns des Fahrzeugs. Der Einstelllenkwinkel θusos auf der Grundlage der US/OS-Regelung entspricht einem dritten Einstellwert des Radlenkwinkeläquivalenzwerts.
In dem Solllenkwinkelberechnungsabschnitt M3 wird ein Solllenkwinkel θref durch Addieren des Einstelllenkwinkels θmusp auf der Grundlage der Gegenlenkregelung und des Einstelllenkwinkels θusos auf der Grundlage der US/OS-Regelung zu dem Bezugslenkwinkel θvgr berechnet. Der Solllenkwinkelberechnungsabschnitt M3 entspricht einer Sollwertbestimmungseinrichtung.
In dem Motorservoregelungsabschnitt M4 wird der Drehwinkel des Motors MTf servogeregelt, so dass der tatsächliche Lenkwinkel θact, der von dem Drehwinkelsensor 57 erhalten wird, dem Solllenkwinkel θref entspricht. Demzufolge wird der Vorderradlenkwinkel auf einen Wert geregelt, der durch Ausführen von Einstellungen auf der Grundlage der Gegenlenkregelung und der US/OS-Regelung in Bezug auf den Lenkwinkel auf der Grundlage der VGR-Regelung erhalten wird. Der Motorservoregelungsabschnitt M4 entspricht einer Lenkwinkelregelungseinrichtung. Die Regelungsabschnitte M0, M1, M2, M3 und M4 werden im Folgenden genauer beschrieben.
<VGR-Regelungsabschnitt M0>
Wie es in 3 dargestellt ist, ist der VGR-Regelungsabschnitt M0 mit Funktionsblöcken A01, A02, A03 und A04 aufgebaut.
In dem Berechnungsabschnitt A01 für ein erstes Lenkübersetzungsverhältnis wird ein erstes Lenkübersetzungsverhältnis G1 auf der Grundlage einer Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit Vx, die auf der Grundlage der Raddrehzahl Vw**, die von dem Raddrehzahlsensor 51** erhalten wird, berechnet wird, und einer Tabelle, die in 3 dargestellt ist, bestimmt. Das Lenkübersetzungsverhältnis bezieht sich auf das Verhältnis des Drehwinkels des Lenkrads 21 zu dem Vorderradlenkwinkel.
In dem Berechnungsabschnitt A02 für ein zweites Lenkübersetzungsverhältnis wird ein zweites Lenkübersetzungsverhältnis G2 auf der Grundlage des Drehwinkels θsw des Lenkrads 21, der von dem Lenkraddrehwinkelsensor 52 erhalten wird, und einer Tabelle, die in 3 dargestellt ist, bestimmt.
In dem Berechnungsabschnitt A03 für ein drittes Lenkübersetzungsverhältnis wird ein Lenkübersetzungsverhältnis SG als ein Wert berechnet, der gleich einer Summe aus dem ersten und zweiten Lenkübersetzungsverhältnis G1 und G2 ist (d. h. SG = G1 + G2). Als Ergebnis wird das Lenkübersetzungsverhältnis SG auf der Grundlage der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit Vx und des Drehwinkels θsw des Lenkrads 21 berechnet. Somit gilt, je größer die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit Vx ist, als umso größer wird der Wert des Lenkübersetzungsverhältnisses SG bestimmt, und je kleiner der Drehwinkel θsw (oder ein Absolutwert des Drehwinkels θsw) ist, als umso größer wird der Wert des Lenkübersetzungsverhältnisses SG bestimmt (siehe 3).
In dem Bezugslenkwinkelberechnungsabschnitt A04 wird der Bezugslenkwinkel θvgr, der der Drehwinkel (der Bezugswinkel) des Motors MTf ist, der notwendig ist, um das Lenkübersetzungsverhältnis SG zu erzielen, auf der Grundlage des Lenkübersetzungsverhältnisses SG und des Drehwinkels θsw des Lenkrads 21 bestimmt (siehe 2).
<Gegenlenkregelungsabschnitt M1>
Wie es in 4 dargestellt ist, ist der Gegenlenkregelungsabschnitt M1 durch einen Vorwärtskopplungsregelungsabschnitt M11, der den Vorderradeinstelllenkwinkel auf der Grundlage der Differenz zwischen der Rechts-Rad-Längskraft und der Links-Rad-Längskraft verwendet, und einen Rückkopplungsregelungsabschnitt M12, der den Vorderradeinstelllenkwinkel auf der Grundlage einer Abweichung einer Bewegungszustandsgröße (einer Abweichung) verwendet, aufgebaut.
<<Vorwärtskopplungsregelungsabschnitt M11>>
Der Vorwärtskopplungsregelungsabschnitt M11 ist durch Funktionsblöcke A11 und A12 aufgebaut.
In dem Längskraftdifferenzberechnungsabschnitt A11 zum Berechnen der Längskraftdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern wird eine Längskraftdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern ΔFX (im Folgenden als eine Längskraftdifferenz ΔFX bezeichnet) auf der Grundlage der Längskraft FX** des Rads** unter Verwendung der folgenden Gleichung (Gleichung 1) berechnet. ΔFX = (FXfr + FXrr) – (FXfl + FXrl) Gleichung 1
Die Längskraft FX** des Rads ** wird unter Verwendung beispielsweise des Radzylinderdrucks Pw**, der von dem Radzylinderdrucksensor 58** erhalten wird, der Raddrehzahl Vw** und Ähnlichem und unter Verwendung eines bekannten Verfahrens berechnet. Alternativ kann die Längskraft FX** auf der Grundlage eines Bremsmoments des Rads**, das von dem Radzylinderdruck Pw** erhalten wird, eines Antriebsmoments des Rads**, das aus einem Antriebsmoment des Motors erhalten wird, einer Winkelbeschleunigung des Rads **, die als ein Differenzialwert der Raddrehzahl Vw** erhalten wird, einer Gleichung der Drehbewegung des Rads ** und Ähnlichem berechnet werden. Außerdem kann der Radzylinderdrucksensor 58** weggelassen werden. In einem Fall, in dem der Radzylinderdrucksensor 58** weggelassen wird, kann die Längskraft FX** auf der Grundlage eines Betriebszustands der Hydraulikpumpe, des Motors, der elektromagnetischen Ventile und Ähnlichem, die die HU 40 bilden, geschätzt werden.
In dem Berechnungsabschnitt A12 für einen ersten Einstelllenkwinkel wird ein Einstellwinkel des Motors MTf auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern (ein erster Einstelllenkwinkel θ₁ der Vorderräder) auf der Grundlage der Längskraftdifferenz ΔFX und einer Tabelle, die in 5 dargestellt ist, bestimmt. Als Ergebnis wird der erste Einstelllenkwinkel θ₁ als ein Wert bestimmt, durch den der erste Einstelllenkwinkel θ₁ darauf gerichtet wird, die Fahrzeugablenkung, die aufgrund eines der Längskraftdifferenz zugeschriebenen Giermoments auftritt, zu beschränken. Genauer gesagt gilt, je größer die Längskraftdifferenz ΔFX ist, umso größer ist der Wert, auf den der erste Einstelllenkwinkel θ₁ eingestellt wird. Der erste Einstelllenkwinkel θ₁ entspricht einem zweiten Einstellwert des Radlenkwinkeläquivalenzwerts.
Außerdem entspricht der Vorwärtskopplungsregelungsabschnitt M11 einer Bestimmungseinrichtung für einen zweiten Einstellwert.
<<Rückkopplungsregelungsabschnitt M12>>
Der Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 ist durch Funktionsblöcke A21, A22, A23, A24, A25 und A26 aufgebaut. In dem Sollbewegungszustandsgrößenberechnungsabschnitt A21 wird eine Sollbewegungszustandsgröße, beispielsweise eine Sollgierrate, aus verschiedenen Sensorausgängen berechnet. In dem Bewegungszustandsgrößenabweichungsberechnungsabschnitt A22 wird eine Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr, beispielsweise eine Gierratenabweichung, aus der Sollbewegungszustandsgröße und einer tatsächlichen Bewegungszustandsgröße, beispielsweise einer tatsächlichen Gierrate, die von dem Sensorausgang erhalten wird, berechnet. In dem Berechnungsabschnitt A23 für einen zweiten Einstelllenkwinkel wird ein Einstellwinkel des Motors MTf, der auf der Bewegungszustandsgröße basiert (d. h. ein zweiter Einstelllenkwinkel θ₂ der Vorderräder), auf der Grundlage der Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr bestimmt.
Als Ergebnis wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als ein Wert bestimmt, durch den der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ darauf gerichtet ist, die Bewegungszustandsgrößenabweichung an null anzunähern. Der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ entspricht einem ersten Einstellwert des Radlenkwinkeläquivalenzwerts. Außerdem entspricht der Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 einer Bestimmungseinrichtung für einen ersten Einstellwert. Der Gegenlenkregelungsabschnitt M1 bestimmt den Einstelllenkwinkel θmusp, der der Einstellwinkel des Motors MTf auf der Grundlage der Gegenlenkregelung (siehe 2) ist, durch Addieren des ersten Einstelllenkwinkels θ₁ und des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂.
Der Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 enthält außerdem den Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitt A24 zum Berechnen eines mittleren Reibungskoeffizienten μ der Fahrbahnfläche (im Folgenden einfach als ein Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche bezeichnet) aus den verschiedenen Sensorausgängen, den Drehzu standsgrößenberechnungsabschnitt A25 zum Berechnen einer Drehzustandsgröße TC aus den verschiedenen Sensorausgängen, und den Regulierungsabschnitt A26 für einen zweiten Einstelllenkwinkel zum Regulieren des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ auf der Grundlage der Rechenergebnisse des Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitts A24, des Drehzustandsgrößenberechnungsabschnitts A25 und Ähnlichem. Der Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitt A24 und der Drehzustandsgrößenberechnungsabschnitt A25 dienen als eine Indexwerterhalteeinrichtung. Der Regulierungsabschnitt A26 für einen zweiten Einstelllenkwinkel entspricht einer Regulierungseinrichtung. Weitere Ausführungsformen des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 werden später genauer beschrieben.
6 stellt eine erste Ausführungsform M121 des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 dar. In dieser ersten Ausführungsform M121 ist der Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 durch Funktionsblöcke B201, B202, B203, B204, B205 und B206 aufgebaut.
Die Brems-(Antriebs-)Betriebsbestimmungseinrichtung B201 bestimmt, ob der Brems-(Antriebs-)Betrieb durch den Fahrer durchgeführt wird, auf der Grundlage eines Signals eines Bremsschalters Bs (eines Beschleunigungsschalters As) (nicht gezeigt), der mit einem Bremspedal BP (einem Gaspedal AP) verbunden ist (d. h. einer Brems-/Antriebs-Betriebserfassungseinrichtung). Ein Stp-Signal bzw. Haltesignal (ein Acc-Signal bzw. Beschleunigungssignal) wird nur in einem Fall erzeugt, in dem die Brems-(Antriebs-)Betriebsbestimmungseinrichtung B201 bestimmt, das der Brems-(Antriebs-)Betrieb durchgeführt wird.
In dem Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitt B202 (der dem Block A24 in 4 entspricht) wird der mittlere Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche, auf der das Fahrzeug fährt, berechnet. Der mittlere Reibungskoeffizient μ wird beispielsweise auf einen maximalen Wert einer Formel:
(d. h. einen maximalen Wert innerhalb einer vorbestimmten Zeit) auf der Grundlage der Längsbeschleunigung Gx und der Seitenbeschleunigung Gy eingestellt. Alternativ kann der mittlere Reibungskoeffizient μ durch bekannte Verfahren, beispielsweise durch ein Verfahren zum Berechnen des Reibungskoeffizienten μ aus dem hydraulischen Bremsdruck zu einem Startzeitpunkt der ABS-Regelung, berechnet werden.
In dem Sollbewegungszustandsgrößenberechnungsabschnitt B203 (der dem Block A21 in 4 entspricht) wird eine Sollbewegungszustandsgröße Yrt, beispielsweise die Sollgierrate, auf der Grundlage mindestens des Lenkradwinkels θsw und der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit Vx berechnet.
In dem Einstellbetragsberechnungsabschnitt B204 (der dem Block A26 in 4 entspricht) wird ein Einstellbetrag Yrs der Sollbewegungszustandsgröße Yrt, beispielsweise eine Einstellgierrate, auf der Grundlage des Reibungskoeffizienten μ und einer Tabelle, die in 7 dargestellt ist, bestimmt. Daher gilt, wie es in der Tabelle der 7 dargestellt ist, je kleiner der Reibungskoeffizient μ wird, als umso größer wird der Wert des Einstellbetrags Yrs bestimmt, und zwar unter der Bedingung, dass der Einstellbetrag Yrs die Sollbewegungszustandsgröße Yrt nicht überschreitet. Zusätzlich wird in einem Fall, in dem das Stp-Signal (das Acc-Signal) nicht erzeugt wird, der Einstellbetrag Yrs auf null eingestellt.
Eine eingestellte Sollbewegungszustandsgröße Yru wird durch Subtrahieren des Einstellbetrags Yrs von der Sollbewegungszustandsgröße Yrt bestimmt (d. h. Yru = Yrt – Yrs). Dann gilt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ wird, umso kleiner wird der Wert (≥ 0) der Sollbewegungszustandsgröße Yru durch den Einstellbetrag Yrs eingestellt. In dem Fall, in dem das Stp-Signal (das Acc-Signal) nicht erzeugt wird, wird die Sollbewegungszustandsgröße Yru auf einen Wert eingestellt, der gleich der Sollbewegungszustandsgröße Yrt ist.
In dem Bewegungszustandsgrößenabweichungsberechnungsabschnitt B205 (der dem Block A22 in 4 entspricht) wird die Abweichung ΔYr, beispielsweise die Gierratenabweichung, die eine Abweichung zwischen der Sollbewegungszustandsgröße Yru und einer tatsächlichen Bewegungszustandsgröße Yr (beispielsweise der tatsächlichen Gierrate, die durch den Gierratensensor 54 erfasst wird) ist, berechnet (d. h. ΔYr = Yru – Yr). Als Ergebnis gilt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ wird, auf umso kleiner wird der Wert der Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr durch den Einstellbetrag Yrs eingestellt.
In dem Berechnungsabschnitt B206 für einen zweiten Einstelllenkwinkel (der dem Block A23 in 4 entspricht) wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂, der auf der Bewegungszustandsgröße basiert, auf der Grundlage der Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr und einer Tabelle, die in 8 dargestellt ist, bestimmt. Als Ergebnis wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als ein Wert bestimmt, durch den der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ darauf gerichtet wird, die Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr an null anzunähern, und gleichzeitig gilt, je größer die Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr wird, als umso größer wird der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ bestimmt.
Außerdem gilt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, als umso kleiner wird der Wert der Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr eingestellt, und je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, als umso kleiner wird der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ eingestellt. Dementsprechend gilt in der ersten Ausführungsform M121 des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 in dem Fall, in dem das Stp-Signal (das Acc-Signal) erzeugt wird (d. h. in dem Fall, in dem der Brems-(Beschleunigungs-)Betrieb von dem Fahrer durchgeführt wird), je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, als umso kleiner wird der Wert der Sollbewegungszustandsgröße Yrt durch den Einstellbetrag Yrs eingestellt, und daher gilt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, als umso kleiner wird der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ bestimmt.
Je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, umso mehr besteht die Neigung, dass das Untersteuern (d. h. der Seitenschlupf des Rads) auftritt. In dem Fall, in dem das Untersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, überschreitet die Sollbewegungszustandsgröße Yrt die tatsächliche Bewegungszustandsgröße Yr. Daher wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als der Wert bestimmt, durch den der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ darauf gerichtet wird, den Vorderradlenkwinkel in Richtung der Fahrinnenseite zu vergrößern, um die Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr durch Erhöhen der tatsächlichen Bewegungszustandsgröße Yr an null anzunähern. Als Ergebnis gilt in dem Fall, in dem das Untersteuern auftritt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, das heißt, umso mehr die Tendenz besteht, dass der Seitenschlupf an dem Rad auftritt, als umso kleiner wird der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ bestimmt, und gleichzeitig wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als ein Wert bestimmt, durch den der Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite vergrößert wird.
9 stellt eine zweite Ausführungsform M122 des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 dar. In der zweiten Ausführungsform M122 stellen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Funktionsblöcke des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 der ersten Ausführungsform M121 dar. Daher wird die detaillierte Beschreibung der gleichen oder entsprechenden Funktionsblöcke weggelassen (Ähnliches gilt für die dritte und vierte Ausführungsform).
Der Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 der zweiten Ausführungsform M122 unterscheidet sich von dem Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 der ersten Ausführungsform M121 darin, dass der Einstellbetragsberechnungsabschnitt B204 durch einen Grenzwertberechnungsabschnitt B301 und einen Grenzverarbeitungsabschnitt B302 ersetzt ist.
In dem Grenzwertberechnungsabschnitt B301 (der dem Block A26 in 4 entspricht) wird ein Grenzwert Yrt (eine obere Grenze) der Sollbewegungszustandsgröße Yrt auf der Grundlage des Reibungskoeffizienten μ und einer Tabelle, die in 10 dargestellt ist, bestimmt. Als Ergebnis gilt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, als umso kleiner wird der Wert des Grenzwerts Yrt bestimmt.
In dem Grenzverarbeitungsabschnitt B302 (der dem Block A26 in 4 entspricht) wird eine begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yrv durch Begrenzen der Sollbewegungszustandsgröße Yrt durch den Grenzwert Yrt bestimmt. Mit anderen Worten wird in einem Fall, in dem die Sollbewegungszustandsgröße Yrt gleich oder kleiner als der Grenzwert Yr1 ist, die begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yrv als ein Wert bestimmt, der gleich der Sollbewegungszustandsgröße Yrt ist. Andererseits wird in einem Fall, in dem die Sollbewegungszustandsgröße Yrt den Grenzwert Yrt überschreitet, die begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yrv als ein Wert bestimmt, der gleich dem Grenzwert Yr1 ist. Als Ergebnis gilt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, auf einen umso kleineren Wert (≥ 0) wird die begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yrv begrenzt. Außerdem wird in dem Fall, in dem das Stp-Signal (das Acc-Signal) nicht erzeugt wird, die begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yrv auf einen Wert eingestellt, der gleich der Sollbewegungszustandsgröße Yrt ist. Die begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yrv wird in dem Bewegungszustandsgrößenabweichungsberechnungsabschnitt B205 verwendet.
Als Ergebnis gilt wie in dem Fall der ersten Ausführungsform M121 in dem Fall, in dem das Stp-Signal (das Acc-Signal) erzeugt wird, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, auf einen umso kleineren Wert wird die Sollbewegungszustandsgröße Yrt durch den Grenzwert Yr1 begrenzt, und daher gilt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, als umso kleiner wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ bestimmt. Somit gilt in dem Fall, in dem das Untersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, als umso kleiner wird der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ bestimmt, und gleichzeitig wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als ein Wert bestimmt, durch den der Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite vergrößert wird.
In der zweiten Ausführungsform M122 kann der Aufbau des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 derart modifiziert werden, dass der Begrenzungsverarbeitungsabschnitt B302 zwischen dem Bewegungszustandsgrößenabweichungsberechnungsabschnitt B205 und dem Berechnungsabschnitt B206 für einen zweiten Einstelllenkwinkel eingefügt wird, oder derart, dass der Grenzverarbeitungsabschnitt B302 nach dem Berechnungsabschnitt B206 für einen zweiten Einstelllenkwinkel eingefügt wird. In dem Fall, in dem der Aufbau des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 wie oben beschrieben modifiziert wird, wird ein Grenzwert ΔYr1 (θ₂1) der Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr auf der Grundlage des Reibungskoeffizienten μ und einer Tabelle, die in 11 dargestellt ist, bestimmt.
Als Ergebnis gilt, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, auf einen umso kleineren Wert wird die Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr (der zweite Einstelllenkwinkel θ₂) begrenzt. In diesem Fall kann, wie es durch eine gestrichelte Linie in 11 dar gestellt ist, der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ durch Einstellen der Grenze ΔYr1 (θ₂1) auf null in einem Fall, in dem der Reibungskoeffizient μ kleiner als ein Wert μ1 ist, der einem ersten vorbestimmten Wert entspricht, auf null eingestellt werden.
12 stellt die dritte Ausführungsform M123 des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 dar. Der Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 der dritten Ausführungsform M123 unterscheidet sich von dem Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 der ersten Ausführungsform M121 darin, dass der Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitt B202 und der Einstellbetragsberechnungsabschnitt B204 durch einen Drehzustandsgrößenberechnungsabschnitt B401 und einen Einstellbetragsberechnungsabschnitt B402 ersetzt werden.
In dem Drehzustandsgrößenberechnungsabschnitt B401 (der dem Block A25 in 4 entspricht) wird die Drehzustandsgröße TC, die einen Pegel (d. h. eine Zustandsgröße) der Drehbewegung des Fahrzeugs angibt, auf der Grundlage mindestens des Lenkradwinkels θsw berechnet. In einem Fall, in dem die Drehzustandsgröße TC in einer Dimension der Seitenbeschleunigung berechnet wird, wird die Drehzustandsgröße TC als ein Wert berechnet, der äquivalent zu einer Seitenbeschleunigung Gye ist, die auf der Grundlage der folgenden Gleichung (Gleichung 2) berechnet wird. Gye = (θsw·Vx2)/(N·L·(1 + Kh·Vx2)) Gleichung 2wobei Kh einen Stabilitätsfaktor angibt, L eine Radbasis angibt und N das Lenkübersetzungsverhältnis angibt, das als Antwort auf die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx änderbar ist.
Außerdem kann der Lenkradwinkel θsw, die Seitenbeschleunigung Gy oder die Gierrate Yr als die Drehzustandsgröße TC bestimmt werden. Zusätzlich gibt eine Drehzustandsgröße TC von null (TC = 0) an, dass das Fahrzeug geradeaus fährt.
In dem Einstellbetragsberechnungsabschnitt B402 (der dem Block A26 in 4 entspricht) wird ein Einstellbetrag Yrw der Sollbewegungszustandsgröße Yrt auf der Grundlage der Drehzustandsgröße TC und einer Tabelle, die in 13 dargestellt ist, bestimmt. Als Ergebnis gilt, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, als umso größer wird der Wert des Einstellbetrags Yrw bestimmt, und zwar unter der Bedingung, dass der Einstellbetrag Yrw die Sollbewegungszustandsgröße Yrt nicht überschreitet. Außerdem wird in dem Fall, in dem das Stp-Signal (das Acc-Signal) nicht erzeugt wird, der Einstellbetrag Yrw auf null eingestellt. Eine eingestellte Sollbewegungszustandsgröße Yrx wird durch Subtrahieren des Einstellbetrags Yrw von der Sollbewegungszustandsgröße Yrt bestimmt (d. h. Yrx = Yrt – Yrw). Die eingestellte Sollbewegungszustandsgröße Yrx wird von dem Bewegungszustandsgrößenabweichungsberechnungsabschnitt B205 verwendet.
Als Ergebnis gilt in der dritten Ausführungsform M123 in dem Fall, in dem das Stp-Signal (das Acc-Signal) erzeugt wird, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, auf umso kleiner wird der Wert der Drehbewegungszustandsgröße Yrt durch den Einstellbetrag Yrw eingestellt. Als Ergebnis gilt, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, als umso kleiner wird der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ bestimmt. Je größer die Drehzustandsgröße TC ist, umso mehr besteht die Tendenz, dass ein Untersteuern bei dem Fahrzeug auftritt. Daher wird in dem Fall, in dem das Untersteuern auftritt, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, das heißt, umso mehr die Tendenz besteht, dass das Untersteuern auftritt, als umso kleiner der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ bestimmt, und gleichzeitig wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als ein Wert bestimmt, der darauf gerichtet ist, den Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite zu vergrößern.
14 stellt die vierte Ausführungsform M124 des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 dar. Der Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 der vierten Ausführungsform M124 unterscheidet sich von dem Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 der dritten Ausführungsform M123 darin, dass der Einstellbetragsberechnungsabschnitt B402 durch einen Grenzwertberechnungsabschnitt B501 und einen Grenzverarbeitungsabschnitt B502 ersetzt ist.
In dem Grenzwertberechnungsabschnitt B501 (der dem Block A26 in 4 entspricht) wird ein Grenzwert Yrm (ein oberer Grenzwert) der Sollbewegungszustandsgröße Yrt auf der Grundlage der Drehzustandsgröße TC und einer Tabelle, die in 15 dargestellt ist, bestimmt. Als Ergebnis gilt, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, als umso kleiner wird der Wert des Grenzwerts Yrm bestimmt. In einem Fall, in dem die Drehzustandsgröße TC einen Wert TC1 überschreitet, der einem zweiten vorbestimmten Wert entspricht, wird der Grenzwert Yrm auf null eingestellt.
Wie in dem Fall des Grenzverarbeitungsabschnitts B302 (siehe 9) wird in dem Grenzverarbeitungsabschnitt B502 (der dem Block A26 in 4 entspricht) eine begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yry durch Begrenzen der Sollbewegungszustandsgröße Yrt durch den Grenzwert Yrm bestimmt. Genauer gesagt wird in einem Fall, in dem die Sollbewegungszustandsgröße Yrt gleich oder kleiner als der Grenzwert Yrm ist, die begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yry auf einen Wert eingestellt, der gleich der Sollbewegungszustandsgröße Yrt ist. Andererseits wird in einem Fall, in dem die Sollbewegungszustandsgröße Yrt den Grenzwert Yrm überschreitet, die begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yry auf einen Wert eingestellt, der gleich dem Grenzwert Yrm ist. Als Ergebnis gilt, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, auf einen umso kleineren Wert (≥ 0) wird die Sollbewegungszustandsgröße Yry begrenzt Zusätzlich wird in dem Fall, in dem das Stp-Signal (das Acc-Signal) nicht erzeugt wird, die begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yry auf einen Wert eingestellt, der gleich der Sollbewegungszustandsgröße Yrt ist. Die begrenzte Sollbewegungszustandsgröße Yry wird von dem Bewegungszustandsgrößenabweichungsberechnungsabschnitt B205 verwendet.
Als Ergebnis gilt wie in dem Fall der dritten Ausführungsform M123 in dem Fall, in dem das Stp-Signal (das Acc-Signal) erzeugt wird, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, auf einen umso kleineren Wert wird die Sollbewegungszustandsgröße Yrt durch den Grenzwert Yrm begrenzt, und daher gilt, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, als umso kleiner wird der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ bestimmt. Daher gilt in dem Fall, in dem ein Untersteuern in dem Fahrzeug auftritt, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, als umso kleiner wird der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ bestimmt, und gleichzeitig wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als ein Wert bestimmt, durch den der Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite vergrößert wird.
In der vierten Ausführungsform M124 kann der Aufbau des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 derart modifiziert werden, dass der Grenzverarbeitungsabschnitt B502 zwischen den Bewegungszustandsgrößenabweichungsberechnungsabschnitt B205 und den Berechnungsabschnitt B206 für einen zweiten Einstelllenkwinkel eingefügt wird, oder derart, dass der Grenzverarbeitungsabschnitt B502 nach dem Berechnungsabschnitt B206 für einen zweiten Einstelllenkwinkel eingefügt wird. In dem Fall, in dem der Aufbau des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 der vierten Ausführungsform M124 wie oben beschrieben modifiziert wird, wird ein Grenzwert ΔYrm (θ₂m) der Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr (des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂) auf der Grundlage der Tabelle, die in 15 dargestellt ist, bestimmt und ersetzt den Grenzwert Yrm.
Als Ergebnis gilt, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, auf einen umso kleineren Wert wird die Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr (der zweite Einstelllenkwinkel θ₂) begrenzt. In dem Fall, in dem die Drehzustandsgröße TC den Wert TC1 überschreitet, wird der Grenzwert ΔYrm (θ₂m) auf null eingestellt, und als Ergebnis wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ auf null eingestellt.
Alternativ kann der Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 derart modifiziert werden, dass er den oben beschriebenen Begrenzungsprozess nicht ausführt, wenn die Drehzustandsgröße TC gleich null ist, das heißt, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, und derart, dass er den Grenzwert ΔYrm (θ₂m) auf null fixiert, um den zweiten Einstelllenkwinkel θ₂ auf null zu fixieren, wenn die Drehzustandsgröße TC null überschreitet, das heißt, wenn sich das Fahrzeug dreht. Das oben beschriebene betrifft den Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 des Gegenlenkregelungsabschnitts M1.
<US/OS-Regelungsabschnitt M2>
Wie es in 16 dargestellt ist, ist der US/OS-Regelungsabschnitt M2 durch Funktionsblöcke A31, A32, A33 und A34 aufgebaut. Der US/OS-Regelungsabschnitt M2 berechnet den Einstellwinkel des Motors MTf auf der Grundlage der US/OS-Regelung (den Einstelllenkwinkel θusos auf der Grundlage der US/OS-Regelung, siehe 2).
In dem Solllenkcharakteristikberechnungsabschnitt A31 wird eine Solllenkcharakteristik auf der Grundlage mindestens des Lenkradwinkels θsw berechnet. Die Lenkcharakteristik wird beispielsweise unter Verwendung mindestens einer Gierratencharakteristik, einer Charakteristik eines Seitenschlupfwinkels der Fahrzeugkarosserie und/oder einer Charakteristik einer Seitenschlupfwinkelgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie bestimmt.
In dem Berechnungsabschnitt A32 für eine tatsächliche Lenkcharakteristik wird eine tatsächliche Lenkcharakteristik auf der Grundlage der Ausgangssignale von verschiedenen Sensoren und der Kommunikationssignale berechnet.
In dem Vergleichsberechnungsabschnitt A33 werden die Solllenkcharakteristik und die tatsächliche Lenkcharakteristik miteinander verglichen, um die Lenkcharakteristik des Fahrzeugs zu bestimmen (das heißt, ob das Untersteuern oder das Übersteuern an dem Fahrzeug auftritt).
In dem Einstelllenkwinkelberechnungsabschnitt A34 wird der Einstelllenkwinkel θusos auf der Grundlage der US/OS-Regelung, d. h. der auf der US/OS-Regelung basiert, berechnet. Der Fall des Untersteuerns wird im Folgenden beschrieben. In diesem Fall wird ein Einstelllenkwinkel θus für den Fall, dass eine Untersteuerungsregelung ausgeführt wird, auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses als ein Wert bestimmt, der darauf gerichtet ist, den Vorderradlenkwinkel in die neutrale Position (null) zurückzustellen. Außerdem kann, wie es in 17 dargestellt ist, in dem Fall, in dem eine Untersteuerungszustandsgröße (beispielsweise die Gierratenabweichung) größer ist, da ein Pegel des Untersteuerns größer ist, das Lenkübersetzungsverhältnis (Gus) auf größer eingestellt werden. Unter Verwendung des Gus als das Lenkübersetzungsverhältnis wird in dem Fall, in dem ein Untersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, obwohl eine Abweichungsrichtung des Lenkradwinkels von der neutralen Position einer Abweichungsrichtung des Vorderradlenkwinkels von der neutralen Position entspricht, der Vorderradlenkwinkel relativ zu dem Lenkradwinkel klein. Als Ergebnis ist es weniger wahrscheinlich, dass die Vorderräder leicht gelenkt werden können.
Andererseits wird in einem Fall des Berechnens des Einstelllenkwinkels θusos, während ein Untersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, ein Einstelllenkwinkel θos in dem Fall, in dem eine Übersteuerungsregelung ausgeführt wird, auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses als ein Wert bestimmt, der darauf gerichtet ist, den Vorderradlenkwinkel in die neutrale Position (null) zurückzustellen.
In dem Einstelllenkwinkelberechnungsabschnitt A34 wird wahlweise entweder der Einstelllenkwinkel θus oder der Einstelllenkwinkel θos als der Einstelllenkwinkel θusos auf der Grundlage der US/OS-Regelung in Abhängigkeit von der Fahrzeugantriebsbedingung ausgegeben. Genauer gesagt wird, wenn ein Untersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, der Einstelllenkwinkel θus als der Einstelllenkwinkel θusos auf der Grundlage der US/OS-Regelung ausgegeben, und wenn ein Übersteuern an dem Fahrzeug auftritt, wird der Einstelllenkwinkel θos als der Einstelllenkwinkel θusos auf der Grundlage der US/OS-Regelung ausgegeben.
Im Folgenden werden die Wirkungen und Vorteile der Lenkregelungsvorrichtung, die die oben beschriebenen Aufbauten aufweist, mit Bezug auf 18 beschrieben. 18 stellt einen Fall dar, bei dem der Bremsbetrieb durchgeführt wird, während das Fahrzeug sich auf der Fahrbahnfläche dreht, die ein niedriges und konstantes μ aufweist, und zwar bei einer Bedingung, bei der die Drehzustandsgröße TC null überschreitet, und bei dem als Ergebnis ein Untersteuern an dem Fahrzeug auftritt.
Wie es in 18 dargestellt ist, wird in dem Fall, in dem ein Untersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, die tatsächliche Gierrate relativ zur Sollgierrate kleiner. Als Ergebnis wird, wenn die Sollgierrate nicht durch die Lenkregelungsvorrichtung der Ausführungsform eingestellt/begrenzt wird, das heißt, wenn der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ nicht eingestellt/begrenzt wird, wie es durch die Strich-Punkt-Linie dargestellt ist, der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als ein Wert bestimmt, der darauf gerichtet ist, den Vorderradlenkwinkel als Antwort auf die Gierratenabweichung nach dem Start des Bremsbetriebs in Richtung der Drehinnenseite zu erhöhen.
Andererseits wird gemäß der Lenkregelungsvorrichtung der Ausführungsform, wie es durch die gestrichelte Linie in 18 dargestellt ist, die Sollgierrate einge stellt/begrenzt, das heißt, der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ wird auf der Grundlage des Reibungskoeffizienten μ oder der Drehzustandsgröße TC eingestellt/begrenzt. Als Ergebnis wird die Gierratenabweichung verringert, und der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ wird auf relativ klein eingestellt. In 18 ist der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ auf null fixiert.
Daher wird in dem Fall, in dem ein Untersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, verhindert, dass der Vorderradlenkwinkel auf eine Richtung eingestellt wird, durch die der Vorderradlenkwinkel durch den zweiten Einstelllenkwinkel θ₂ (d. h. durch den zweiten Einstelllenkwinkel θmusp (siehe 2), allgemeiner durch die Gegenlenkregelung) in Richtung der Drehinnenseite erhöht wird. Mit anderen Worten wird in dem Fall, in dem das Fahrzeug auf der Fahrbahnfläche mit niedrigem μ fährt oder in dem durch den Lenkradbetrieb die Tendenz besteht, dass ein Untersteuern auftritt (oder das Untersteuern tritt auf), der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ auf einen geeigneten Wert bevorzugt zur Kompensation eines Fehlers der Vorwärtskopplungsregelung durch den ersten Einstelllenkwinkel θ₁ bestimmt.
Der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ wird auf der Grundlage der Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr berechnet. Daher werden sogar dann, wenn das Einstellen/Begrenzen für die Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr oder für den zweiten Einstelllenkwinkel θ₂ selbst durchgeführt wird, ähnliche Wirkungen und Vorteile wie oben beschrieben erzielt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen und Änderungen verwendet werden. Beispielsweise wird in der oben beschriebenen Ausführungsform der Wert, der durch Subtrahieren einer Summe aus den Längskräften FXfl und FXrl des linken Vorderrads FL und des linken Hinterrads RL erhalten wird, von einer Summe aus den Längskräften FXfr und FXrr des rechten Vorderrads FR und des rechten Hinterrads RR als die Längskraftdifferenz ΔFX zwischen den rechten und linken Rädern (siehe Gleichung 1) verwendet. Alternativ kann ein Wert, der durch Subtrahieren der Längskraft FXfl des linken Vorderrads FL von der Längskraft FXfr des rechten Vorderrads FR er halten wird, als die Längskraftdifferenz ΔFX zwischen den rechten und linken Rädern verwendet werden. In einem Fall, in dem die Längskraftdifferenz einer Bremskraftdifferenz entspricht, kann ein Wert, der durch Subtrahieren einer Bremskraft des linken Vorderrads FL von einer Bremskraft des rechten Vorderrads FR erhalten wird, als die Längskraftdifferenz ΔFX zwischen den rechten und linken Rädern verwendet werden. In einem Fall, in dem die Längskraftdifferenz einer Antriebskraftdifferenz entspricht, kann ein Wert, der durch Subtrahieren einer Antriebskraft eines linken Antriebsrads von einer Antriebskraft eines rechten Antriebsrads erhalten wird, als die Längskraftdifferenz ΔFX zwischen den rechten und linken Rädern verwendet werden.
Außerdem ist in der oben beschriebenen Ausführungsform das Lenkrad 21 in dem Vorderradlenkregelungsmechanismus 20 mechanisch mit dem rechten Vorderrad FR und dem linken Vorderrad FL verbunden. Die Lenkregelungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ist für ein Fahrzeug verwendbar, das einen Vorderradlenkregelungsmechanismus eines sogenannten Steer-by-wire-Systems aufweist, bei dem das Lenkrad 21 nicht mechanisch mit dem rechten Vorderrad FR und dem linken Vorderrad FL verbunden ist, d. h. einen Mechanismus, der die Vorderradlenkregelung auf der Grundlage eines elektrischen Signals ausführt, das den Drehwinkel θsw des Lenkrads 21 angibt. In diesem Fall kann ein stangenähnliches Element (d. h. ein Joystick) anstelle des Lenkrads 21 als das Lenkbetriebselement verwendet werden.
Die Lenkregelungsvorrichtung der Ausführungsform ist für ein Fahrzeug ausgelegt, bei dem der Lenkwinkel der Vorderräder unabhängig von dem durch den Fahrer durchgeführten Betrieb des Lenkbetriebselements einstellbar ist, und die Lenkregelungsvorrichtung führt die Vorderradlenkregelung, die in 2 gezeigt ist, unter Verwendung des Vorderradlenkregelungsmechanismus 20 aus. Alternativ kann die Lenkregelungsvorrichtung der Ausführungsform für ein Fahrzeug ausgelegt sein, bei dem ein Lenkwinkel der Hinterräder unabhängig von dem durch den Fahrer durchgeführten Betrieb des Lenkbetriebselements einstellbar ist, so dass eine Hinterradlenkregelung, die der Vorderradlenkregelung entspricht, unter Verwendung eines Hinterradlenkregelungsmechanismus ausgeführt wird, der einen Aktor wie z. B. einen Elektromotor und Ähnliches aufweist, der den Hinterradlenkwinkel reguliert.
In dem Fall, in dem die Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug ausgelegt ist, die Hinterradlenkregelung auszuführen, wird der Regelungsabschnitt für ein variables Lenkübersetzungsverhältnis M0 zum Berechnen des Bezugslenkwinkels θvgr durch einen Hinterradbezugslenkwinkelregelungsabschnitt zum Berechnen eines Hinterradbezugslenkwinkels θbase ersetzt, und ein Drehwinkel des Elektromotors, der in dem Hinterradlenkregelungsmechanismus vorgesehen ist, wird bei dem Motorservoregelungsabschnitt M4 servogeregelt, so dass ein tatsächlicher Lenkwinkel θact der Hinterräder einem Solllenkwinkel θref der Hinterräder entspricht (d. h. θref = θbase + θmusp + θusos). Der Hinterradbezugslenkwinkel θbase wird beispielsweise auf der Grundlage des Vorderradlenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit als ein Wert bestimmt, der äquivalent zum Vorderradlenkwinkel ist.
Je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, oder je größer die Drehzustandsgröße TC ist, umso mehr besteht die Tendenz, dass ein Übersteuern (d. h. der Seitenschlupf des Rads) auftritt. Während das Übersteuern auftritt, überschreitet die tatsächliche Bewegungszustandsgröße Yr die Sollbewegungszustandsgröße Yrt. Daher wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als ein Wert bestimmt, der darauf gerichtet ist, den Hinterradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite zu vergrößern, um die Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr durch Verringern der tatsächlichen Bewegungszustandsgröße Yr an null anzunähern.
Daher gilt in dem Fall, in dem die erste, zweite, dritte und vierte Ausführungsform des Rückkopplungsregelungsabschnitts M12 für die Hinterradlenkregelung ausgelegt ist, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, oder je größer die Drehzustandsgröße TC ist (d. h. je größer die Tendenz ist, dass der Seitenschlupf des Rads auftritt), als umso kleiner wird der Wert des zweiten Einstelllenkwinkels θ₂ bestimmt, und gleichzeitig wird der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ als ein Wert bestimmt, der darauf gerichtet ist, den Hinterradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite zu erhöhen.
Daher wird in dem Fall, in dem ein Übersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, verhindert, dass der Hinterradlenkwinkel in eine Richtung eingestellt wird, durch die der Hinterradlenkwinkel durch den zweiten Einstelllenkwinkel θ₂ (d. h. durch den Einstelllenk winkel θmusp (siehe 2), oder allgemeiner durch die Gegenlenkregelung) in Richtung der Drehinnenseite erhöht wird. Mit anderen Worten wird in dem Fall, in dem das Fahrzeug auf der Fahrbahnfläche mit niedrigem μ fährt, oder in dem Fall, in dem aufgrund der Betätigung des Lenkrads 21 die Tendenz besteht, dass ein Übersteuern auftritt (oder das Übersteuern tritt auf), der zweite Einstelllenkwinkel θ₂ auf einen geeigneten Wert vorzugsweise zur Kompensation des Fehlers der Vorwärtskopplungsregelung durch den ersten Einstelllenkwinkel θ₁ bestimmt.
Alternativ kann die Lenkregelungsvorrichtung, die den oben beschriebenen Aufbau aufweist, für ein Fahrzeug ausgelegt werden, bei dem die Lenkwinkel der Vorderräder und der Hinterräder unabhängig von dem durch den Fahrer durchgeführten Betrieb des Lenkbetriebselements einstellbar sind, so dass sowohl die Vorderradlenkregelung als auch die Hinterradlenkregelung ausgeführt wird.
Außerdem wird in der oben beschriebenen Ausführungsform der mittlere Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche oder die Drehzustandsgröße TC als ein Indexwert verwendet. Alternativ kann ein Griffpegel ε auf der Grundlage eines Selbstausrichtungsmoments als der Indexwert verwendet werden. Der Griffpegel ε ist ein Wert, der einen Pegel eines Griffs des Rads in der seitlichen Richtung angibt. Der Griffpegel wird beispielsweise unter Verwendung eines bekannten Verfahrens wie z. B. des in der JP2003-312465A beschriebenen Verfahrens berechnet.
Allgemein gilt, je kleiner der Griffpegel ε ist, umso mehr besteht die Tendenz, dass der Seitenschlupf (das Untersteuern oder das Übersteuern) an dem Rad auftritt. Somit kann der Griffpegel ε als ein Wert beschrieben werden, der eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes an dem Rad angibt.
Die Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform ist für ein Fahrzeug ausgelegt, das aufgebaut ist, den Lenkwinkel der Räder (des Lenkrads, der Vorderräder und/oder der Hinterräder) unabhängig von dem durch den Fahrer durchgeführten Betrieb des Lenkrads 21 einzustellen. Die Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform beinhaltet den Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 zum Bestimmen des ersten Einstellwerts, der dem Lenkwinkel der Vorder räder (Lenkrad) (d. h. dem Wert, der äquivalent zu dem zweiten Einstelllenkwinkel θ₂ ist) entspricht und der der Wert ist, der darauf gerichtet ist, den tatsächlichen Wert Yr der Bewegungszustandsgröße dem Sollwert Yrt der Bewegungszustandsgröße anzunähern, und zwar auf der Grundlage des tatsächlichen Werts Yr der Bewegungszustandsgröße in einer Gierrichtung des Fahrzeugs und des Sollwerts der Bewegungszustandsgröße Yrt. Außerdem beinhaltet die Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform den Motorservoregelungsabschnitt M4 zum Einstellen des Lenkwinkels der Vorderräder (des Lenkrads) durch Modifizieren des Radlenkwinkeläquivalenzwerts auf der Grundlage des ersten Einstellwerts. Die Einstellregelung des Lenkwinkels des Lenkrads durch den Motorservoregelungsabschnitt M4 entspricht der Gegenlenkregelung.
Der Wert, der äquivalent zu dem Lenkwinkel der Vorderräder (des Lenkrads) ist, d. h. der Radlenkwinkeläquivalenzwert gibt beispielsweise in dem Fall, in dem das zu regelnde Rad (Lenkrad) das Vorderrad ist, den Lenkwinkel der Vorderräder, den Drehwinkel des Elektromotors in dem Fall, in dem das System für ein variables Lenkübersetzungsverhältnis (VGRS) zum automatischen Regulieren des Verhältnisses des Lenkwinkels der Vorderräder zu dem Lenkwinkel des Lenkrads 21 verwendet wird, einen Relativdrehwinkel zwischen der oberen Lenkwelle 22 und der unteren Lenkwelle 23, zwischen denen das VGRS eingefügt ist, in dem Fall, in dem das VGRS verwendet wird, und Ähnliches an. Außerdem gibt in dem Fall, in dem das Rad (das Lenkrad), das zu regeln ist, das Hinterrad ist, der Radlenkwinkeläquivalenzwert den Lenkwinkel der Hinterräder selbst, den Drehwinkel des Elektromotors, der als der Aktor zum Regulieren des Hinterradlenkwinkels dient, und Ähnliches an.
Die Bewegungszustandsgröße in der Gierrichtung des Fahrzeugs gibt beispielsweise eine Gierrate Yr, die als Ergebnis einer Gierbewegung des Fahrzeugs erzeugt wird, einen Wert, der unter Verwendung der Seitenbeschleunigung Gy berechnet wird, und Ähnliches an. Der Sollwert der Bewegungszustandsgröße wird beispielsweise auf der Grundlage mindestens des Betriebs (Betrags) des Lenkradbetriebselements, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx und Ähnlichem bestimmt.
In dem Fall beispielsweise, in dem die Einstellregelung des Vorderradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, während ein Untersteuern auftritt (d. h. in dem Fall, in dem der Sollwert Yrt den tatsächlichen Wert Yr der Bewegungszustandsgröße überschreitet), wird der erste Einstellwert als ein Wert bestimmt, der darauf gerichtet ist, den Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite zu vergrößern, um den tatsächlichen wert Yr der Bewegungszustandsgröße dem Sollwert Yrt anzunähern (das heißt, um die Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr an null anzunähern). Andererseits wird in dem Fall, in dem die Einstellregelung des Hinterradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, während ein Übersteuern auftritt (d. h. in dem Fall, in dem der tatsächliche Wert Yr den Sollwert Yrt der Bewegungszustandsgröße überschreitet), der erste Einstellwert als ein Wert bestimmt, der darauf gerichtet ist, den Hinterradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite zu erhöhen, um den tatsächlichen Wert Yr der Bewegungszustandsgröße dem Sollwert Yrt anzunähern (das heißt, um die Bewegungszustandsgrößenabweichung ΔYr an null anzunähern).
Außerdem kann es vorteilhaft sein, die Gegenlenkregelung (d. h. die Regelung, die durch den Motorservoregelungsabschnitt M4 ausgeführt wird) auszuführen, während der Bremsbetrieb durchgeführt wird oder während der Beschleunigungsbetrieb durchgeführt wird, genauer gesagt beispielsweise, während die Schlupfbeschränkungsregelung, die die ABS-Regelung und die Antriebsschlupfregelung zum Beschränken des Auftretens des Schlupfes an dem Rad enthält, ausgeführt wird.
Gemäß der Lenkregelungsvorrichtung der Ausführungsform enthält der Rückkopplungsregelungsabschnitt M12 den Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitt A24 und den Drehzustandsgrößenberechnungsabschnitt A25 zum Erhalten des Indexwerts, der die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes des Rads in dem Fahrzeug, genauer gesagt die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Untersteuerns, eines Übersteuerns und Ähnlichem angibt, und den Regulierungsabschnitt A26 für einen zweiten Einstelllenkwinkel zum Regulieren des ersten Einstellwerts, so dass, je größer die Tendenz ist, dass der Seitenschlupf des Fahrzeugs auftritt (das heißt, je größer der Indexwert ist), umso kleiner der erste Einstellwert eingestellt wird. Der Indexwert gibt beispielsweise den Reibungskoeffizienten μ der Fahrbahnfläche, die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs Gx, die Seitenbeschleunigung Gy, die Drehzu standsgröße TC, den Griffpegel ε, der auf dem Selbstausrichtungsmoment der Hinterräder basiert, und Ähnliches an.
Dementsprechend wird der Lenkwinkel des Rads auf der Grundlage der Rückkopplungsregelung unter Verwendung des ersten Einstellwerts auf der Grundlage der Bewegungszustandsgröße (Abweichung) (die dem zweiten Einstelllenkwinkel θ₂ entspricht) eingestellt, wodurch die Ablenkung des Fahrzeugs während der Ausführung der μ-Teil-Regelung beschränkt wird.
Außerdem wird beispielsweise in dem Fall, in dem die Einstellregelung des Vorderradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, der erste Einstellwert auf einen relativ kleinen Wert reguliert, während das Fahrzeug auf der Fahrbahnfläche, die ein konstantes μ aufweist, fährt und sich das Fahrzeug in einem Zustand, in dem die Tendenz besteht, dass ein Untersteuern auftritt, oder in dem Zustand befindet, in dem ein Untersteuern auftritt. Demzufolge wird verhindert, dass der Vorderradlenkwinkel durch den ersten Einstellwert in die Richtung eingestellt wird, durch die der Vorderradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite vergrößert wird. Mit anderen Worten wird in dem Fall, in dem die Tendenz besteht, dass ein Untersteuern auftritt, der erste Einstellwert (der dem zweiten Einstelllenkwinkel θ₂ entspricht) als ein geeigneter Wert bestimmt. Auf ähnliche Weise wird in dem Fall, in dem die Einstellregelung des Hinterradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, der erste Einstellwert auf einen relativ kleinen Wert reguliert, während das Fahrzeug auf der Fahrbahnfläche, die ein konstantes μ aufweist, fährt und sich das Fahrzeug in einem Zustand, in dem die Tendenz besteht, dass ein Übersteuern auftritt, oder in dem Zustand befindet, in dem ein Übersteuern auftritt. Demzufolge wird verhindert, dass der Hinterradlenkwinkel durch den ersten Einstellwert in die Richtung eingestellt wird, durch die der Hinterradlenkwinkel in Richtung der Drehinnenseite vergrößert wird. Mit anderen Worten wird in dem Fall, in dem die Tendenz besteht, dass ein Übersteuern auftritt, der erste Einstellwert (der dem zweiten Einstelllenkwinkel θ₂ entspricht) als ein geeigneter Wert bestimmt.
In dem Fall, in dem der Motorservoregelungsabschnitt M4 ausgelegt ist, den Lenkwinkel der Vorderräder einzustellen, kann der Regulierungsabschnitt A26 für einen zweiten Einstelllenkwinkel vorzugsweise ausgelegt sein, den ersten Einstellwert derart zu regulieren, dass, je größer die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes des Fahrzeugs ist, der durch den Indexwert angegeben wird, auf umso kleiner der Wert des ersten Einstellwerts eingestellt wird, während ein Untersteuern auftritt. Auf ähnliche Weise kann in dem Fall, in dem der Motorservoregelungsabschnitt M4 ausgelegt ist, den Lenkwinkel der Hinterräder einzustellen, der Regulierungsabschnitt A26 für einen zweiten Einstelllenkwinkel vorzugsweise ausgelegt sein, den ersten Einstellwert derart zu regulieren, dass, je größer die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes des Fahrzeugs ist, der durch den Indexwert angegeben wird, auf umso kleiner der Wert des ersten Einstellwerts eingestellt wird, während das Übersteuern auftritt.
Die Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform enthält die ECU 0 zum Ausführen der Schlupfbeschränkungsregelung, durch die das Auftreten des Schlupfes an dem Rad durch Regulieren der Längskräfte der Räder, die an dem Fahrzeug vorhanden sind, beschränkt wird, und den Vorwärtskopplungsregelungsabschnitt M11 zum Bestimmen des zweiten Einstellwerts des Radlenkwinkeläquivalenzwerts (der dem ersten Einstelllenkwinkel θ₁ entspricht), der der Wert ist, der darauf gerichtet ist, die Ablenkung des Fahrzeugs, die aufgrund der Längskraftdifferenz auftritt, auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern in dem Fall, in dem die Schlupfbeschränkungsregelung (μ-Teil-Regelung) ausgeführt wird, während das Fahrzeug auf der μ-Teil-Fahrbahnfläche fährt, bei der sich die Reibungskoeffizienten in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs voneinander unterscheiden (das heißt, der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche, die die rechten Räder kontaktiert, unterscheidet sich von dem Reibungskoeffizienten der Fahrbahnfläche, die die linken Räder kontaktiert), zu verhindern/beschränken. Der Motorservoregelungsabschnitt M4 kann vorzugsweise ausgelegt sein, den Lenkwinkel der Räder durch Modifizieren des Radlenkwinkeläquivalenzwerts auf der Grundlage des ersten und zweiten Einstellwerts einzustellen. Die Längskraftdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern gibt die Differenz zwischen der Längskraft der rechten Räder und der Längskraft der linken Räder, genauer gesagt die Differenz zwischen der Summe der Längskräfte der beiden rechten Räder und der Summe der Längskräfte der beiden linken Räder, die Differenz zwischen der Längskraft des rechten Vorderrads und der Längskraft des lin ken Vorderrads, die Differenz zwischen der Längskraft des rechten Hinterrads und der Längskraft des linken Hinterrads, und Ähnliches an.
Dementsprechend wird der Lenkwinkel des Rads unter Verwendung der Vorwärtskopplungsregelung unter Verwendung des zweiten Einstellwerts, der dem ersten Einstelllenkwinkel θ₁ entspricht, auf der Grundlage der Längskraftdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern zusätzlich zu der Rückkopplungsregelung unter Verwendung des ersten Einstellwerts, der dem zweiten Einstelllenkwinkel θ₂ entspricht, auf der Grundlage der Bewegungszustandsgröße (Abweichung) eingestellt. Die Längskraftdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern bewirkt die Ablenkung des Fahrzeugs, während die μ-Teil-Regelung ausgeführt wird. Daher wird der Lenkwinkel des Rads auf einen geeigneten Wert eingestellt, um die Ablenkung des Fahrzeugs zu beschränken, wodurch die Ablenkung des Fahrzeugs auf wirksame Weise beschränkt wird, während die μ-Teil-Regelung ausgeführt wird.
Die Lenkregelungsvorrichtung der Ausführungsform enthält außerdem den US/OS-Regelungsabschnitt M2 zum Bestimmen des dritten Einstellwerts des Radlenkwinkeläquivalenzwerts, der der Wert ist, der darauf gerichtet ist, auf der Grundlage eines Pegels des Untersteuerns oder des Übersteuerns, in dem Fall, in dem das Untersteuern oder das Übersteuern bei dem Fahrzeug auftritt, den Lenkwinkel des Lenkrads in die neutrale Position (null) zurückzustellen. Der Motorservoregelungsabschnitt M4 kann vorzugsweise ausgelegt sein, den Lenkwinkel des Rads durch Modifizieren des Radlenkwinkeläquivalenzwerts auf der Grundlage des ersten und dritten Einstellwerts einzustellen.
Dementsprechend wird in dem Fall, in dem das Untersteuern oder das Übersteuern auftritt, während die Einstellregelung des Vorderradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, der Vorderradlenkwinkel auf der Grundlage des dritten Einstellwerts aktiv in Richtung der neutralen Position eingestellt. Auf ähnliche Weise wird in dem Fall, in dem das Untersteuern oder das Übersteuern auftritt, während die Einstellregelung des Hinterradlenkwinkels als die Gegenlenkregelung ausgeführt wird, der Hinterradlenkwinkel auf der Grundlage des dritten Einstellwerts aktiv in Richtung der neut ralen Position eingestellt. Demzufolge wird in jedem Fall eine Richtungsstabilität des Fahrzeugs erzielt.
Die Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform kann derart beschrieben werden, dass die Lenkregelungsvorrichtung den VGR-Regelungsabschnitt M0 zum Bestimmen des Bezugswerts für den Radlenkwinkeläquivalenzwert (der dem Bezugswinkel θvgr entspricht) auf der Grundlage des durch den Fahrer durchgeführten Betriebs des Lenkrads 21, den Rückkopplungsregelungsabschnitt M12, der den Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitt A24, den Drehzustandsgrößenberechnungsabschnitt A25 und den Regulierungsabschnitt A26 für einen zweiten Einstelllenkwinkel enthält, den Solllenkwinkelberechnungsabschnitt M3 zum Bestimmen des Sollwerts des Radlenkwinkeläquivalenzwerts durch Modifizieren des Bezugswerts unter Verwendung des ersten Einstellwerts, und den Motorservoregelungsabschnitt M4 zum Regeln des Lenkwinkels der Räder, so dass der tatsächliche Wert Yr des Radlenkwinkeläquivalenzwerts dem Sollwert Yrt des Radlenkwinkeläquivalenzwerts entspricht, enthält. Außerdem kann die Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform derart beschrieben werden, dass die Lenkregelungsvorrichtung den VGR-Regelungsabschnitt M0 zum Bestimmen des Bezugswerts des Radlenkwinkeläquivalenzwerts (der dem Bezugslenkwinkel θvgr entspricht) auf der Grundlage des durch den Fahrer durchgeführten Betriebs des Lenkrads 21, den Rückkopplungsregelungsabschnitt M12, der den Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitt A24, den Drehzustandsgrößenberechnungsabschnitt A25 und den Regulierungsabschnitt A26 für einen zweiten Einstelllenkwinkel enthält, den Vorwärtskopplungsabschnitt M11, den US/OS-Regelungsabschnitt M2, den Solllenkwinkelberechnungsabschnitt M3 zum Bestimmen des Sollwerts des Radlenkwinkeläquivalenzwerts durch Modifizieren des Bezugswerts unter Verwendung des ersten, zweiten und dritten Einstellwerts, und den Motorservoregelungsabschnitt M4 zum Regeln des Lenkwinkels der Räder, so dass der tatsächliche Wert Yr des Radlenkwinkeläquivalenzwerts dem Sollwert Yrt des Radlenkwinkeläquivalenzwerts entspricht, enthält. Der Bezugswert des Radlenkwinkeläquivalenzwerts wird auf der Grundlage beispielsweise des Betriebs des Lenkrads 21 (d. h. des Betriebsbetrags des Lenkbetriebselements gegenüber der neutralen Position, die dem Zustand entspricht, in dem das Fahrzeug geradeaus fährt), der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx und Ähnlichem bestimmt.
Die Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform kann vorzugsweise derart modifiziert werden, dass der Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitt A24 und der Drehzustandsgrößenberechnungsabschnitt A25 den mittleren Reibungskoeffizienten μ der Fahrbahnfläche, auf der das Fahrzeug fährt, als den Indexwert erhalten, und derart, dass der Regulierungsabschnitt A26 für einen zweiten Einstelllenkwinkel den ersten Einstellwert derart reguliert, dass, je kleiner der Reibungskoeffizient μ ist, umso kleiner der Wert des ersten Einstellwerts eingestellt wird. Der mittlere Reibungskoeffizient μ gibt einen mittleren Wert aus den Reibungskoeffizienten der Fahrbahnflächen, die ein jeweiliges Rad kontaktieren, oder einen Wert, der äquivalent zu dem Mittelwert ist, an. Der mittlere Reibungskoeffizient μ wird beispielsweise auf der Grundlage der Längsbeschleunigung Gx und der Seitenbeschleunigung Gy des Fahrzeugs berechnet.
Im Allgemeinen gilt, je kleiner der mittlere Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche ist, umso geringer ist die Tendenz, dass der Seitenschlupf (d. h. ein Untersteuern oder ein Übersteuern) des Rads auftritt. Somit kann der mittlere Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche als der Wert verwendet werden, der die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes an dem Rad angibt. Dementsprechend verwendet die Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug der Ausführungsform den mittleren Reibungskoeffizienten μ der Fahrbahnfläche. Außerdem wird in dem Fall, in dem das Fahrzeug auf der μ-Teil-Fahrbahnfläche fährt, der mittlere Reibungskoeffizient μ als ein relativ großer Wert berechnet, da entweder die rechte Seite oder die linke Seite der Fahrbahnfläche ein großes μ aufweist. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der erste Einstellwert auf einen relativ kleinen Wert eingestellt wird. Demzufolge wird die Ablenkung des Fahrzeugs, die durch die Längskraftdifferenz verursacht wird, geeignet durch die Rückkopplungsregelung unter Verwendung des ersten Einstellwerts beschränkt.
In diesem Fall kann der erste Einstellwert auf null eingestellt werden, wenn der Reibungskoeffizient μ kleiner als der erste vorbestimmte Wert μ1 ist. Dementsprechend wird in dem Fall, in dem der mittlere Reibungskoeffizient μ klein ist, d. h. in dem Fall, in dem sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet, in dem die Tendenz besteht, dass der Seitenschlupf an dem Rad auftritt, sicher verhindert, dass der Lenkwinkel des Rads durch den ersten Einstellwert in die Richtung eingestellt wird, durch die der Lenkwinkel des Rads in Richtung der Drehinnenseite erhöht wird.
In der Lenkregelungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform können der Reibungskoeffizientenberechnungsabschnitt A24 und der Drehzustandsgrößenberechnungsabschnitt A25 derart modifiziert werden, dass sie die Drehzustandsgröße TC des Fahrzeugs als den Indexwert auf der Grundlage des Betriebsbetrags des Lenkrads 21 erhalten, und der Regulierungsabschnitt A26 für einen zweiten Einstelllenkwinkel kann derart modifiziert werden, dass er den ersten Einstellwert derart reguliert, dass, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, auf einen umso kleineren Wert der Einstellwert reguliert wird. Die Drehzustandsgröße TC wird null, wenn beispielsweise der Betriebsbetrag des Lenkrads 21 null ist, genauer gesagt wenn der Betriebsbetrag des Lenkrads 21 in Bezug auf die neutrale Position, die dem Zustand entspricht, in dem das Fahrzeug geradeaus fährt, null ist. Außerdem wird die Drehzustandsgröße TC als ein größerer Wert bestimmt, wenn sich der Betriebsbetrag des Lenkrads 21 erhöht.
Im Allgemeinen gilt, je größer die Drehzustandsgröße TC ist, genauer gesagt je größer der Betriebsbetrag des Lenkrads 21 ist (gegenüber der neutralen Position, die dem Zustand entspricht, in dem das Fahrzeug geradeaus fährt), umso größer ist die Tendenz, dass der Seitenschlupf des Rads (d. h. das Untersteuern oder das Übersteuern) auftritt. Mit anderen Worten kann die Drehzustandsgröße TC den Wert repräsentieren, der die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes des Rads angibt.
In diesem Fall kann, wenn die Drehzustandsgröße TC größer als der zweite vorbestimmte Wert TC1 ist, der erste Einstellwert auf null eingestellt werden. Dementsprechend wird in dem Fall, in dem die Drehzustandsgröße TC größer ist, d. h. in dem Fall, in dem sich das Fahrzeug in dem Zustand befindet, in dem die Tendenz besteht, dass der Seitenschlupf des Rads auftritt, sicher verhindert, dass der Lenkwinkel des Rads durch den ersten Einstellwert in die Richtung eingestellt wird, durch die der Lenkwinkel des Rads in Richtung der Drehinnenseite erhöht wird.
Der zweite vorbestimmte Wert TC1 kann auf null eingestellt werden. Dementsprechend wird in dem Fall, in dem die Drehzustandsgröße TC gleich null ist, mit anderen Worten in dem Fall, in dem das Fahrzeug geradeaus fährt (d. h. in dem Fall, in dem sich das Fahrzeug in dem Zustand befindet, in dem der Seitenschlupf des Rads nicht auftritt), der Lenkwinkel des Rads auf der Grundlage des ersten Einstellwerts eingestellt. Daher wird die Ablenkung des Fahrzeugs, die aufgrund der Längskraftdifferenz auftritt, auf geeignete Weise durch die Rückkopplungsregelung unter Verwendung des ersten Einstellwerts beschränkt. Andererseits wird in dem Fall, in dem die Drehzustandsgröße TC größer als null ist, mit anderen Worten in dem Fall, in dem sich das Fahrzeug in einem Drehzustand befindet (d. h. in dem Fall, in dem sich das Fahrzeug in dem Zustand befindet, in dem der Seitenschlupf des Rads wahrscheinlich auftritt), die Einstellung des Lenkwinkels des Rads auf der Grundlage des ersten Einstellwerts nicht ausgeführt. Demzufolge wird auf sichere Weise verhindert, dass der Lenkwinkel des Rads durch den ersten Einstellwert in die Richtung eingestellt wird, durch die der Lenkwinkel des Rads vergrößert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-112285 A [0004, 0004, 0005]
- JP 2003-312465 A [0130]

Claims

Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die für ein Fahrzeug ausgelegt ist, das aufgebaut ist, einen Lenkwinkel eines Rads (FR, FL, RR, FL) unabhängig von einem durch einen Fahrer durchgeführten Betrieb eines Lenkbetriebselements (21) einzustellen, wobei die Lenkregelungsvorrichtung aufweist: eine Bestimmungseinrichtung (M12) für einen ersten Einstellwert zum Bestimmen eines ersten Einstellwerts (θ₂) eines Werts, der dem Lenkwinkel des Rads (FR, FL, RR, RL) entspricht, auf der Grundlage eines tatsächlichen Werts einer Drehzustandsgröße (Yr) und eines Sollwerts der Drehzustandsgröße (Yrt) in einer Gierrichtung des Fahrzeugs, wobei der erste Einstellwert (θ₂) ein Wert ist, der darauf gerichtet ist, den tatsächlichen Wert der Drehzustandsgröße (Yr) dem Sollwert der Drehzustandsgröße (Yrt) anzunähern; und eine Lenkregelungseinrichtung (M4) zum Einstellen des Lenkwinkels des Rads (FR, FL, RR, RL) durch Modifizieren des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads (FR, FL, RR, RL) entspricht, auf der Grundlage des ersten Einstellwerts (θ₂), wobei die Bestimmungseinrichtung für einen ersten Einstellwert eine Indexwerterhalteeinrichtung (A24, A25) zum Erhalten eines Indexwerts (μ, TC, ε), der eine Wahrscheinlichkeit für ein Auftreten eines Seitenschlupfes des Rads (FR, FL, RR, RL) angibt, und eine Regulierungseinrichtung (A26) zum Regulieren des ersten Einstellwerts (θ₂), so dass, je größer die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Seitenschlupfes des Rads (FR, FL, RR, RL) ist, die durch den Indexwert angegeben wird, umso kleiner der erste Einstellwert (θ₂) eingestellt wird.
Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, die außerdem eine Schlupfbeschränkungseinrichtung (ECU 0) zum Ausführen einer Schlupfbeschränkungsregelung zum Beschränken des Schlupfes an dem Rad durch Regulieren einer Längskraft des Rads (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeugs und eine Bestimmungseinrichtung für einen zweiten Einstellwert (M11) zum Bestimmen eines zweiten Einstellwerts (θ₁) des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads (FR, FL, RR, RL) entspricht, auf der Grundlage der Längskraftdifferenz (ΔFX) zwischen einem rechten Rad und einem linken Rad, die in einem Fall erzeugt wird, in dem das Fahrzeug auf einer Fahrbahnfläche fährt, die unterschiedliche Reibungskoeffizienten zwischen einer Fahrbahnfläche, die das rechte Rad kontaktiert, und einer Fahrbahnfläche, die das linke Rad kontaktiert, aufweist, während die Schlupfbeschränkungsregelung ausgeführt wird, enthält, wobei der zweite Einstellwert (θ₁) ein Wert ist, der darauf gerichtet ist, eine Ablenkung des Fahrzeugs, die aufgrund einer Längskraftdifferenz (ΔFX) auftritt, zu beschränken, und wobei die Lenkwinkelregelungseinrichtung (M4) ausgelegt ist, den Lenkwinkel des Rads (FR, FL, RR, RL) durch Modifizieren des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads (FR, FL, RR, RL) entspricht, auf der Grundlage des ersten und zweiten Einstellwerts (θ₂, θ₁) einzustellen.
Lenkregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, die außerdem eine Bestimmungseinrichtung (M2) für einen dritten Einstellwert zum Bestimmen eines dritten Einstellwerts (θusos) des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads (FR, FL, RR, RL) entspricht, auf der Grundlage eines Pegels eines Untersteuerns oder eines Übersteuerns in einem Fall, in dem das Untersteuern oder das Übersteuern an dem Fahrzeug auftritt, enthält, wobei der dritte Einstellwert (θusos) ein Wert ist, der darauf gerichtet ist, den Lenkwinkel des Rads (FR, RL, RR, RL) in eine neutrale Position zurückzustellen, und wobei die Lenkwinkelregelungseinrichtung (M4) ausgelegt ist, den Lenkwinkel des Rads (FR, FL, RR, RL) durch Modifizieren des Werts, der dem Lenkwinkel des Rads (FR, FL, RR, RL) entspricht, auf der Grundlage des ersten und dritten Einstellwerts (θ₂, θusos) einzustellen.