DE112013006766T5

DE112013006766T5 - Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE112013006766T5
Application number: DE112013006766.8T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Yokota
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2015-11-12
Also published as: JP5958643B2; US20160016591A1; JPWO2014136188A1; CN105008202A; WO2014136188A1

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Berechnung einer Soll-Gierrate als ein Soll-Bewegungszustandsbetrag eines Fahrzeugs in einem Zusammenhang mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung in Bezug auf eine normative Gierrate als ein normativer Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs. Ein Gesamtgewicht (W) des Fahrzeugs und ein Stabilitätsfaktor (Kh) des Fahrzeugs werden geschätzt (S20 und S30), Kurvenfahrkräfte (Kf und Kr) der Vorder- und Hinterräder und ein Gierträgheitsmoment (Iz) des Fahrzeugs werden auf der Grundlage des Gesamtgewichts und des Stabilitätsfaktors berechnet (S60 bis S110). Dann wird ein Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient (Tp) zur Bestimmung einer Zeitkonstanten des Verzögerungsglieds erster Ordnung auf der Grundlage der Kurvenfahrkräfte (Kf und Kr) und des Gierträgheitsmoments (Iz) berechnet (S120) und die Soll-Gierrate wird unter Verwendung des Koeffizienten berechnet (S130).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung einer Fahrbewegung eines Fahrzeugs, wie etwa eines Motorfahrzeugs, und insbesondere ein Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags, der für die Steuerung der Fahrbewegung verwendet wird.
Stand der Technik
In der Steuerung der Fahrbewegung des Fahrzeugs auf der Grundlage der Bestimmung, ob ein Ausmaß einer Abweichung zwischen einer Ist-Gierrate als ein Ist-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs und einer Soll-Gierrate als ein Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs einen Soll-Wert überschreitet, wird bestimmt, ob ein Kurvenverhalten des Fahrzeugs herabgesetzt wird. Wenn dann bestimmt wird, dass das Kurvenverhalten herabgesetzt wird, wird die Fahrbewegung des Fahrzeugs durch Steuerung einer Bremskraft und eines Lenkwinkels von jedem der Räder stabilisiert. In diesem Fall wird die Soll-Gierrate als ein Wert in einem Zusammenhang mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung in Bezug auf eine normative Gierrate des Fahrzeugs berechnet, welche auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Lenkwinkels der Vorderräder und einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs erlangt wird.
Eine Zeitkontante des Verzögerungsglieds erster Ordnung hängt von der Fahrzeuggeschwindigkeit ab und ändert sich auf der Grundlage eines Lastzustands des Fahrzeugs. Besonders im Falle eines Fahrzeugs, wie etwa eines Busses oder eines Lastwagens mit einer großen Veränderung einer beweglichen Last und einer großen Veränderung eines Fahrzeugschwerpunkts, wird eine Änderung der Zeitkonstanten des Verzögerungsglieds erster Ordnung in Abhängigkeit des Lastzustands größer, verglichen mit einem Personenkraftwagen. Daher wurde, wie z.B. in Patentliteratur 1 offenbart ist, bereits eine Vorrichtung zum Schätzen einer Längsposition des Fahrzeugschwerpunkts und von Achslasten der vorderen und hinteren Räder, wodurch Kurvenfahrkräfte von Reifen der vorderen und hinteren Räder geschätzt werden, die eine Veränderung in der Zeitkonstanten des Verzögerungsglieds erster Ordnung auf der Grundlage der geschätzten Ergebnisse verursachen können, vorgeschlagen.
Falls diese Schätzvorrichtung eingebaut ist, kann die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung auf der Grundlage der geschätzten Kurvenfahrkräfte der Reifen der vorderen und hinteren Räder korrigiert werden. Somit kann auch für das Fahrzeug mit den großen Veränderungen in der beweglichen Last und in dem Schwerpunkt, die Fahrbewegung des Fahrzeugs während einer Kurve angemessen gesteuert werden, verglichen mit einem Fall, in welchem die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung nicht auf der Grundlage der Kurvenfahrkräfte korrigiert wird.
Referenzliste
Patentliteratur

PTL 1: WO 2010/082288 A1

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Jedoch kann sich die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung auch in Abhängigkeit einer Änderung im Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs ändern und das Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs kann sich auch in Abhängigkeit des Lastzustands des Fahrzeugs ändern. Jedoch wird in der in Patentliteratur 1 offenbarten Schätzvorrichtung die Änderung in der Zeitkonstanten des Verzögerungsglieds erster Ordnung, die durch die aus der Änderung im Lastzustand des Fahrzeugs resultierenden Änderung im Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs verursacht wird, nicht berücksichtigt und es gibt einen Raum für Verbesserungen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des vorstehend genannten Problems in der Berechnung der Soll-Gierrate als der Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs gemacht. Daher ist es ein primäres Ziel der vorliegenden Erfindung den Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs, der verwendet wird, um die Fahrbewegung des Fahrzeugs höchst präzise verglichen mit dem Stand der Technik durch Wiederspiegeln der Änderung in der Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung, die verursacht wird durch die aus der Änderung in dem Lastzustand des Fahrzeugs resultierenden Änderung des Gierträgheitsmoments, zu steuern.
Lösung des Problems und vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das vorstehend genannte primäre Problem gelöst werden durch ein Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags eines Fahrzeugs in einem Zusammenhang mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung in Bezug auf einen normativen Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs, wobei das Verfahren aufweist: Schätzen eines Gesamtgewichts des Fahrzeugs und eines Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs; Berechnen eines geschätzten Werts eines Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs auf der Grundlage des geschätzten Gesamtgewichts und Stabilitätsfaktors; Berechnen einer Zeitkonstanten des Verzögerungsglieds erster Ordnung unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments; und Berechnen des Soll-Bewegungszustandsbetrags des Fahrzeugs unter Verwendung der berechneten Zeitkonstante.
In der vorstehend genannten Konfiguration wird der geschätzte Wert des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs auf der Grundlage des Gesamtgewichts und des Stabilitätsfaktors berechnet, die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung wird unter der Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments berechnet und der Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs wird unter Verwendung der Zeitkonstanten berechnet.
Auch wenn sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts ändern, kann somit das durch diese Änderungen geänderte Gierträgheitsmoment geschätzt werden. Dann kann, auch wenn sich das Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Änderung im Lastzustand des Fahrzeugs ändert, der Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs höchst präzise unter Verwendung der Zeitkonstanten des Verzögerungsglieds erster Ordnung, welche die Änderung widerspiegelt, berechnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der vorstehend genannten Konfiguration die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung ferner ein Produkt einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Koeffizienten und wird der Koeffizient unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments berechnet.
In der vorstehend genannten Konfiguration wird der Koeffizient unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments berechnet. Daher kann, auch wenn sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts ändern, die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung auf der Grundlage der Änderungen präzise berechnet werden. Somit kann unabhängig von den Änderungen in dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs und der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts der Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs in dem Zusammenhang mit dem Verzögerungsglied erster Ordnung in Bezug auf den normativen Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs richtig berechnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können in der vorstehend genannten Konfiguration ferner Kurvenfahrkräfte eines Vorderrads und eines Hinterrads auf der Grundlage des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts berechnet werden und kann der Koeffizient unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments und der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads berechnet werden.
In der vorstehend genannten Konfiguration werden die Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads auf der Grundlage des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts berechnet und wird der Koeffizient unter Verwendung des schätzten Werts des Gierträgheitsmoments und der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads berechnet.
Somit kann verglichen mit dem Fall, in welchem der Koeffizient unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments und der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads, welche im Vorhinein festgelegt werden, berechnet wird, sogar in einem Fall, in welchem sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts ändern, der Koeffizient korrekt berechnet werden. Somit kann unabhängig von Änderungen in dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs und der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts der Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs präziser berechnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können in der vorstehend genannten Konfiguration ein Änderungsbetrag des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und ein Änderungsbetrag der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts ferner in Bezug auf einen Normzustand des Fahrzeugs auf der Grundlage des geschätzten Gesamtgewichts und Stabilitätsfaktors geschätzt werden; kann ein Änderungsbetrag des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und des Änderungsbetrags der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts geschätzt werden; und kann eine Summe des geschätzten Änderungsbetrags des Gierträgheitsmoments und eines Normwerts des Gierträgheitsmoments, welcher im Vorhinein für den Normzustand des Fahrzeugs festgelegt wird, als den geschätzten Wert des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs berechnet weden.
In der vorstehend genannten Konfiguration werden der Änderungsbetrag des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und der Änderungsbetrag der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts mit Bezug auf den Normzustand des Fahrzeugs geschätzt, und der Änderungsbetrag des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs wird auf der Grundlage dieser Änderungsbeträge geschätzt. Dann wird die Summe des geschätzten Änderungsbetrags des Gierträgheitsmoments und des Normwerts des Gierträgheitsmoments, welcher im Vorhinein als der Normzustand des Fahrzeugs festgelegt wird, als der geschätzte Wert des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs berechnet.
Somit kann, auch wenn sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts als ein Ergebnis einer Änderung im Lastzustand des Fahrzeugs ändern, der Änderungsbetrag des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs, welcher durch diese Änderungen verursacht wird, geschätzt werden und kann als ein Ergebnis das Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs richtig geschätzt werden. Somit kann, auch wenn sich das Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Änderung im Lastzustand des Fahrzeugs ändert, die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung geändert werden, um die Änderung davon widerzuspiegeln, und kann als ein Ergebnis der Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs höchst präzise berechnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in der vorstehend genannten Konfiguration ferner eine Speichervorrichtung zum Speichern eines im Voraus erlangten Zusammenhangs zwischen dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs, dem Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs und dem Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs und zum Speichern eines im Voraus erlangten Zusammenhangs zwischen dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs, dem Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs und den Kurvenfahrkräften des Vorderrads und des Hinterrads verwendet werden, um den geschätzten Wert des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs und den geschätzten Wert der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads zu berechnen; und können der geschätzte Wert des Gierträgheitsmoments und der geschätzte Wert der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads verwendet werden, um die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung zu berechnen.
In der vorstehend genannten Konfiguration wird die Speichervorrichtung zum Speichern des Zusammenhangs verwendet, um den geschätzten Wert des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs und die geschätzten Werte der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads zu berechnen, und wird die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung unter Verwendung dieser geschätzten Werte berechnet. Somit kann, verglichen mit einem Fall, in welchem der Änderungsbetrag des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und der Änderungsbetrag der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts in Bezug auf den Normzustands des Fahrzeugs geschätzt werden und das Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs auf dieser Grundlage geschätzt wird, das Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs einfach berechnet werden. Zudem können, verglichen mit dem Fall, in welchem die Achslasten des Vorderrads und des Hinterrads auf der Grundlage des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts geschätzt werden, und die Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads auf dieser Grundlage berechnet werden, die geschätzten Werte der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads einfach berechnet werden. Somit kann die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung einfach berechnet werden und kann als ein Ergebnis der Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs einfach berechnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der vorstehend genannten Konfiguration die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung ferner ein Produkt einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Koeffizienten und kann der Koeffizient unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments und der geschätzten Werte der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads berechnet werden.
In der vorstehend genannten Konfiguration kann der Koeffizient einfach berechnet werden und kann als ein Ergebnis die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung einfach berechnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in der vorstehend genannten Konfiguration ferner das Gierträgheitsmoment als der Normwert ohne Berechnung des geschätzten Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs festgelegt werden, wenn das Gesamtgewicht des Fahrzeugs oder der Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs gleich oder weniger als ein Schwellwert sind, der auf dem anderen von ihnen basiert.
Wenn der Änderungsbetrag des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und der Änderungsbetrag des Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs klein sind, ist der Änderungsbetrag des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs von dem Referenzwert auch klein. Somit ist die Notwendigkeit der Berechnung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs niedrig und der geschätzte Wert muss nicht berechnet werden.
In der vorstehend genannten Konfiguration wird der geschätzte Wert des Gierträgheitsmoments als der Normwert ohne Berechnung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs festgelegt, wenn das Gesamtgewicht des Fahrzeugs oder der Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs gleich oder weniger als der Schwellwert ist, welcher dem anderen von ihnen basiert. Somit kann in einem Zustand, in welchem der Änderungsbetrag des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs von dem Referenzwert klein ist, die Berechnung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs weggelassen werden und eine Berechnungslast einer Vorrichtung zum Berechnen des Soll-Bewegungszustandsbetrags des Fahrzeugs kann reduziert werden.
Ein Achsabstand eines Fahrzeugs wird durch L repräsentiert, ein Ist-Lenkwinkel von Vorderrädern wird durch δ repräsentiert und eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs wird durch Gy repräsentiert. Zudem wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit durch V repräsentiert, ein Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs wird durch Kh repräsentiert und der Laplace-Operator wird durch s repräsentiert. Eine Soll-Gierrate des Fahrzeugs γst wird durch Ausdruck (1) repräsentiert. Mit anderen Worten wird die Soll-Gierrate des Fahrzeugs γst als ein Wert eines Verzögerungsglieds erster Ordnung mit Bezug auf einer normativen Gierrate γt berechnet, welche ein Wert in Klammern auf der rechten Seite des Ausdrucks (1) ist. γst = 1 / 1 + Tp·V·s( δ·V / L – Kh·Gy·V) (1)
Tp in Ausdruck (1) ist ein Koeffizient, der mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V multipliziert wird, und ein Produkt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Koeffizienten Tp ist die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung. Falls das Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs durch Iz repräsentiert wird und die Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads durch Kf und Kr repräsentiert werden, wird der Koeffizient Tp durch den Ausdruck (2) repräsentiert. Hierbei wird der Koeffizient als „Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient“ bezeichnet.
Daher ist in einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Soll-Bewegungszustandsbetrag die Soll-Gierrate des Fahrzeugs in dem Zusammenhang mit dem Verzögerungsglied erster Ordnung mit der normativen Gierrate des Fahrzeugs und der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp kann gemäß Ausdruck (2) auf der Grundlage des Gierträgheitsmoments Iz des Fahrzeugs und den Kurvenfahrkräften Kf und Kr des Vorderrads und des Hinterrads berechnet werden.
In einem anderen bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Änderungsbetrag des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs als das Gierträgheitsmoment von nur der beweglichen Last geschätzt werden.
In einem anderen bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung als die Zeitkonstante für den Normzustand des Fahrzeugs ohne Berechnung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs und der geschätzten Werte der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads festgelegt werden, wenn das Gesamtgewicht des Fahrzeugs oder der Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs gleich oder weniger als ein Schwellwert ist, der von dem anderen von ihnen bestimmt wird.
In einem anderen bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden jedes Mal, wenn die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung aktualisiert wird, das Gesamtgewicht des Fahrzeugs, der Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs und die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung in einer nicht flüchtigen Speichervorrichtung gespeichert. Die Differenz zwischen dem geschätzten Gesamtgewicht des Fahrzeugs und dem in der Speichervorrichtung gespeicherten Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Differenz zwischen dem geschätzten Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs und dem in der Speichervorrichtung gespeicherten Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs werden jeweils als der Änderungsbetrag des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und der Änderungsbetrag des Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs festgelegt. Wenn der Änderungsbetrag des Gesamtgewichts des Fahrzeugs oder der Änderungsbetrag des Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs gleich oder weniger als der Schwellwert ist, der von dem anderen Änderungsbetrag von ihnen bestimmt wird, kann die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung als der Wert festgelegt werden, der in der Speichervorrichtung gespeichert ist, ohne den geschätzten Wert des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs und der geschätzten Werte der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads zu berechnen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Fahrzeugs, dessen Fahrbewegung unter Verwendung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags-Berechnungsverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
2 ist eine Seitenansicht zur Darstellung von Angaben, wie etwa einem Achsabstand des Fahrzeugs.
3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Routine zur Berechnung einer Soll-Gierrate γst gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Routine zur Steuerung der Fahrbewegung des Fahrzeugs, die unter Verwendung der Soll-Gierrate γst ausgeführt wird.
5 ist ein Kennfeld zur Bestimmung auf der Grundlage eines Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und eines Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs, ob die Berechnung eines Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist.
6 ist ein anderes Kennfeld zur Bestimmung auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs, ob die Berechnung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist.
7 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate γst gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Hauptteils der Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate gemäß einem ersten modifizierten Beispiel entsprechend der ersten Ausführungsform.
9 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Hauptteils der Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel entsprechend der zweiten Ausführungsform.
10 ist ein Kennfeld zur Bestimmung auf der Grundlage eines Änderungsbetrags ΔW des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und eines Änderungsbetrags ΔKh des Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs, ob die Berechnung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist.
11 ist ein anderes Kennfeld zur Bestimmung auf der Grundlage des Änderungsbetrags ΔW des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und des Änderungsbetrags ΔKh des Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs, ob die Berechnung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist.
12 ist ein Kennfeld zur Berechnung einer Kurvenfahrkraft Kf eines Reifens eines Vorderrades auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs.
13 ist ein Kennfeld zur Berechnung einer Kurvenfahrkraft Kr eines Reifens eines Hinterrads auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs.
14 ist ein Kennfeld zur Berechnung eines Gierträgheitsmoments Iz des Fahrzeugs auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs.
15 ist ein Kennfeld zur Berechnung einer beweglichen Last Wlo des Fahrzeugs, welche ein Änderungsbetrags des Gewichts des Fahrzeugs in Bezug auf ein Normgewicht Wv ist, auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs.
16 ist ein Kennfeld zur Berechnung eines Abstands Lf in einer Fahrzeuglängsrichtung zwischen einem Fahrzeugschwerpunkt und einer Achse des Vorderrads auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs.
17 ist ein Kennfeld zur Berechnung einer Achslast Wf des Vorderrads auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs.
18 ist ein Kennfeld zur Berechnung einer Achslast Wr des Hinterrads auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird eine detaillierte Beschreibung von einigen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen gegeben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Fahrzeugs, dessen Fahrbewegung unter Verwendung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags-Berechnungsverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
In 1 wird ein Gesamtfahrzeug durch das Bezugszeichen 10 repräsentiert und das Fahrzeug 10 enthält vordere linke und rechte Räder 12FL und 12FR und hinter linke und rechte Räder 12RL und 12RR. Die vorderen linken und rechten Räder 12FL und 12FR, welche die gesteuerten Räder sind, werden über Spurstangen 18L und 18R durch eine Lenkhilfenvorrichtung 16 der Zahnstangenart, die in Erwiderung auf eine Betätigung eines Lenkrads 14 durch einen Fahrer angetrieben wird, gesteuert. Es sei angemerkt, dass in der dargestellten Ausführungsform das Fahrzeug 10 ein Minivan ist, aber jedes Fahrzeug sein kann, wie etwa ein Bus oder ein Lastwagen mit einem großen Variationsbereich eines Ausmaßes und einer Position einer beweglichen Last.
Bremskräfte der jeweiligen Räder werden durch die Steuerung der Bremsdrücke von Radzylindern 24FR, 24FL, 24RR und 24RL durch einen hydraulischen Kreislauf 22 einer Bremsvorrichtung 20 gesteuert. Der hydraulische Kreislauf 22 enthält ein Ölreservoir, eine Ölpumpe und verschiedene Ventilvorrichtungen, welche nicht dargestellt sind. Der Bremsdruck in jedem Radzylinder wird durch einen Hauptzylinder 28, der in Erwiderung auf eine Herunterdrückbetätigung eines Bremspedal 26 durch den Fahrer in einem normalen Zustand angetrieben wird, gesteuert und wird auch durch eine elektronische Steuerungsvorrichtung 30 in Abhängigkeit einer später beschriebenen Notwendigkeit gesteuert.
Radgeschwindigkeitssensoren 32FR bis 32RL zur Erfassung von Radgeschwindigkeiten Vwi (i = fr, fl, rr und rl) der entsprechenden Räder sind an den Rädern 12FR bis 12RL angeordnet und ein Lenkwinkelsensor 34 zur Erfassung eines Lenkwinkels θ ist an einer mit dem Lenkrad 14 verbundenen Lenksäule angeordnet. Es sei angemerkt, dass FR, FL, RR und RL und fr, fl, rr und rl jeweils das vordere rechte Rad, das vordere linke Rad, das hintere rechte Rad und das hintere linke Rad repräsentieren.
Zudem sind ein Gierratensensor 36 zur Erfassung einer Ist-Gierrate γ des Fahrzeugs und ein Querbeschleunigersensor 38 zur Erfassung einer Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs in dem Fahrzeug 10 angeordnet. Es sei angemerkt, dass der Lenkwinkelsensor 34, der Gierratensensor 36 und der Querbeschleunigungssensor 38 jeweils den Lenkwinkel, die Ist-Gierrate und die Querbeschleunigung erfassen, wobei eine Linkskurvenrichtung des Fahrzeugs positiv ist.
Wie dargestellt, werden die Radgeschwindigkeiten Vwi repräsentierenden Signale, welche durch die Radgeschwindigkeitssensoren 32FR bis 32RL erfasst werden, ein den Lenkwinkel θ repräsentierendes Signal, welches durch den Lenkwinkelsensor 34 erfasst wird, und ein die Ist-Gierrate γ repräsentierendes Signal, welches durch den Gierratensensor 36 erfasst wird, in die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 eingegeben. Ebenso wird ein die Querbeschleunigung Gy repräsentierendes Signal, welches durch den Querbeschleunigungssensor 38 erfasst wird, in die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 eingegeben.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 enthält einen Mikrocomputer mit einer typischen Konfiguration, die z.B. eine CPU, einen ROM, einen EEPROM, einen RAM, einen Pufferspeicher und eine Eingabe-/Ausgabeanschlussvorrichtung enthält, und in welcher diese Komponenten über einen bidirektionalen gewöhnlichen Bus, welcher nicht im Detail dargestellt ist, miteinander verbunden sind. Der ROM speichert die in 3 und 4 dargestellten Flussdiagramme und verschiedene Werte für einen später beschriebenen Normzustand des Fahrzeugs.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 folgt dem in 3 dargestellten Flussdiagramm, wie später beschrieben wird, um das Gesamtgewicht W des Fahrzeugs und dgl. zu berechnen, und berechnet auf der Grundlage des berechneten Ergebnisses das Gierträgheitsmoment Iz des Fahrzeugs und die Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen der Vorder- und Hinterräder. Zudem berechnet die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 den Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp auf der Grundlage des Gierträgheitsmoments Iz und der Kurvenfahrkräfte Kf und Kr und benutzt den Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp, um die Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs zu berechnen. Dann folgt die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 dem in 4 dargestellten Flussdiagramm, wie später beschrieben wird, um zu bestimmen, ob ein Kurvenverhalten des Fahrzeugs herabgesetzt wird, und ob die Kurvenbewegung des Fahrzeugs somit auf der Grundlage einer Abweichung Δγ zwischen der Ist-Gierrate γ des Fahrzeugs und der Soll-Gierrate γst stabilisiert werden muss. Wenn ferner die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 bestimmt, dass die Kurvenbewegung stabilisiert werden muss, steuert die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 die Bremskräfte der jeweiligen Räder so, um die Kurvenbewegung des Fahrzeugs zu stabilisieren.
2 ist eine Seitenansicht zur Darstellung von Angaben, wie etwa dem Achsabstand des Fahrzeugs. Wie in 2 dargestellt ist, ist der Schwerpunkt 100 des Fahrzeugs 10 in einem Bereich des Achsabstands L des Fahrzeugs 10. Mit anderen Worten ist der Schwerpunkt 100 zwischen einer Achse 102F der Vorderräder 12FL und 12FR und einer Achse 102R der Hinterräder 12RL und 12RR vorhanden. Die Bezugszeichen Lf und Lr bezeichnen jeweils einen Abstand in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Schwerpunkt 100 und der Achse 102F der Vorderräder und einen Abstand zwischen dem Schwerpunkt 100 und der Achse 102R der Hinterräder. Zudem bezeichnen die Bezugszeichen Llomin und Llomax jeweils einen Abstand in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Schwerpunkt 100 und einem vorderen Ende 104F einer Ladefläche 104 und einen Abstand in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Schwerpunkt 100 und einem hinteren Ende 104R der Ladefläche 104, und diese Werte sind bekannt.
Nun wird mit Bezug auf ein in 3 dargestelltes Flussdiagramm eine Beschreibung einer Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate γst der ersten Ausführungsform gegeben. Es sei angemerkt, dass die Steuerung in Übereinstimmung mit dem in 3 dargestellten Flussdiagramm durch Schließen eines Zündschalters, was in dem Diagramm nicht dargestellt ist, gestartet wird und wird in einem vorbestimmten Zeitraum wiederholt. Dies gilt auch für die Fahrbewegungssteuerung des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem in 4 dargestellten Flussdiagramm, welches später beschrieben wird.
Zunächst werden in Schritt 10 das den Lenkwinkel θ repräsentierende Signal, welches durch den Lenkwinkelsensor 34 erfasst wird, und dgl. ausgelesen.
In Schritt 20 wird auf der Grundlage einer Brems-/Antriebskraft des Fahrzeugs und einer Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs das Gesamtgewicht W [kg] des Fahrzeugs als ein geschätzter Wert berechnet. In diesem Fall kann z.B. ein in der JP 2002-33365 A , welche von der vorliegenden Anmelderin eingereicht wurde, offenbartes Verfahren angewendet werden. Mit anderen Worten kann das Gesamtgewicht des Fahrzeugs unter Berücksichtigung eines Fahrwiderstands des Fahrzeugs auf der Grundlage der Antriebskraft des Fahrzeugs und der Beschleunigung des Fahrzeugs berechnet werden.
In Schritt 30 wird auf der Grundlage eines Zustandsbetrags während einer Drehung des Fahrzeugs ein Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs als ein geschätzter Wert berechnet. In diesem Fall kann z.B. ein in der JP 2004-26073 A , welche von der vorliegende Anmelderin eingereicht wurde, offenbartes Verfahren angewendet werden. Mit anderen Worten kann der geschätzte Wert des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs durch Schätzen eines Parameters einer Übertragungsfunktion von der normativen Gierrate des Fahrzeugs zu der Ist-Gierrate berechnet werden.
In Schritt 40 wird unter Verwendung eines in 5 dargestellten Kennfelds auf der Grundlage des geschätzten Gesamtgewichts W und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs bestimmt, ob die Berechnung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist. Wenn dann eine negative Bestimmung gemacht wird, fährt die Steuerung mit Schritt 60 fort, und wenn eine positive Bestimmung gemacht wird, fährt die Steuerung mit Schritt 50 fort.
Es sei angemerkt, dass in Schritt 40, wie in 5 dargestellt ist, bestimmt wird, ob das Gesamtgewicht W des Fahrzeugs gleich oder weniger als ein Schwellwert ist, der durch den Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs bestimmt wird. Jedoch kann, wie in 6 dargestellt ist, bestimmt werden, ob der Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs gleich oder kleiner als ein Schwellwert ist, der durch das Gesamtgewicht W des Fahrzeugs bestimmt wird.
In Schritt 50 wird der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp als ein Normwert Tpv, welcher im Vorhinein für den Normzustand des Fahrzeugs festgelegt wird, ohne Berechnung des Gierträgheitsmoments Iz des Fahrzeugs und dgl. festgelegt, und dann fährt die Steuerung mit Schritt 130 fort.
In Schritt 60 wird das Normgewicht des Fahrzeugs als Wv [kg] festgelegt und eine bewegliche Last Wlo [kg] des Fahrzeugs, welche ein Änderungsbetrag des Gewichts des Fahrzeugs in Bezug auf das Normgewicht Wv ist, wird gemäß Ausdruck (3) berechnet. Es sei angemerkt, dass das Normgewicht Wv ein Gewicht des Fahrzeugs in einem Normzustand des Fahrzeugs ohne bewegliche Last sein kann, z.B. in einem Zustand, in welchem zwei Personen auf einem Fahrersitz und einem Passagiersitz sitzen. Wlo = W – Wv (3)
In Schritt 70 werden auf der Grundlage des Normgewichts Wv und der beweglichen Last Wlo des Fahrzeugs der minimale Schwellwert Lfmin [m] und der maximale Schwellwert Lfmax [m] der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Schwerpunkts 100 des Fahrzeugs jeweils gemäß den Ausdrücken (4) und (5) berechnet. Es sei angemerkt, dass der minimale Schwellwert Lfmin [m] und der maximale Schwellwert Lfmax [m] der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Schwerpunkts unter Verwendung eines nicht dargestellten Kennfelds auf der Grundlage des Gesamtgewichts W und der beweglichen Last Wlo des Fahrzeugs berechnet werden können.
In Schritt 80 wird auf der Grundlage des Gesamtgewichts W und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs ein Abstand Lf [m] in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Schwerpunkt 100 des Fahrzeugs und der Achse 102F der Vorderräder berechnet. Die Berechnung dieses Abstands Lf kann in diesem Fall auf eine Weise, welche z.B. in der WO 2010/082288 A1 , welche von der vorliegenden Anmelderin eingereicht wurde, offenbart ist, ausgeführt werden. Wenn zudem der berechnete Wert des Abstands Lf kleiner ist als der minimale Schwellwert Lfmin, wird der berechnete Wert zu dem minimalen Schwellwert Lfmin korrigiert, und wenn der berechnete Wert des Abstands Lf größer ist als der maximale Schwellwert Lfmax, wird der berechnete Wert zu dem maximalen Schwellwert Lfmax korrigiert, wobei eine Schutzverarbeitung zum Verhindern, dass der berechnete Wert einen Bereich zwischen den Schwellwerten überschreitet, angewendet wird.
In Schritt 90 wird ein Abstand Lr (= L – Lf) [m] zwischen dem Schwerpunkt 100 des Fahrzeugs und der Achse 102R der Hinterräder berechnet. Zudem werden auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und der Abstände Lr und Lf zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt und den Achsen eine Achslast Wf [kg] der Vorderräder und eine Achslast Wr [kg] der Hinterräder jeweils gemäß den Ausdrücken (6) und (7) berechnet. Wf = W· Lr / L (6) Wr = W· Lf / L (7)
In Schritt 100 werden auf der Grundlage der Achslast Wf der Vorderäder und der Achslast Wr der Hinterräder die Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen des Vorderrads und des Hinterrads in einem Zwei-Rad-Modell des Fahrzeugs berechnet. Die Berechnung der Kurvenfahrkräfte Kf und Kr kann in diesem Fall auf eine Weise, welche z.B. in der WO 2010/082288 A , welche von der vorliegenden Anmelderin eingereicht wurde, offenbart wird, ausgeführt werden.
In Schritt 110 wird das Gierträgheitsmoment Iz [kgm²] des Fahrzeugs auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs, der beweglichen Last Wlo (Gewicht der beweglichen Last) des Fahrzeugs, des Abstandes Lf, des Normgewichts des Fahrzeugs Wv und eines Abstandes Lfv zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt und der Achse des Vorderrads in dem Normzustand des Fahrzeugs berechnet.
Zum Beispiel wird die Achslast des Hinterrads in dem Normzustand des Fahrzeugs durch Wrv (bekannter Wert) bezeichnet und zunächst wird ein Änderungsbetrag ΔWr (= Wr – Wrv) der Achslast Wr des Hinterrads, welche durch die bewegliche Last verursacht wird, berechnet. Dann wird auf der Grundlage des Gewichts Wlo der beweglichen Last und des Änderungsbetrags ΔWr der Achslast Wr des hinteren Rads ein Abstand Lflo [m] in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Schwerpunkt 108 der beweglichen Last 106 und der Achse 102F des gemäß Ausdruck (8) berechnet. Es sei angemerkt, dass die Schutzverarbeitung auf den Abstand Lflo angewendet wird, um den vorstehend genannten Bereich zwischen dem minimalen Schwellwert Lfmin und dem maximalen Schwellwert Lfmax nicht zu überschreiten. Lflo = L· ΔWr / Wlo (8)
Zudem wird angenommen, dass der Fahrzeugschwerpunkt in dem Schwerpunkt ist, wenn eine bewegliche Last vorhanden ist, und ein Gierträgheitsmoment Izv [kgm²] des Fahrzeugs und ein Gierträgheitsmoment Izlo [kgm²] der beweglichen Last in dem Normzustand werden jeweils gemäß der Ausdrücken (9) und (10) berechnet. Es sei angemerkt, dass Izv0 das Gierträgheitsmoment Iz des Fahrzeugs in dem Normzustand des Fahrzeugs ist. Zudem ist Plo ein gewichtsproportionaler Ausdruck und zwar ein Koeffizient, der zu der beweglichen Last multipliziert wird, um das Gierträgheitsmoment nur von der beweglichen Last zu erlangen. Izv = Izv0 + Wv·(Lf – Lfv)² (9) Izlo = Wlo·Plo + Wlo·(Lf – Lflo)² (10)
Ferner wird das Gierträgheitsmoment Iz [kgm²] des gemäß Ausdruck (11) auf der Grundlage der Gierträgheitsmomente Izv und Izlo des Fahrzeugs und der beweglichen Last berechnet. Iz = Izv + Izlo (11)
In Schritt 120 wird auf der Grundlage der Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen des Vorderrads und des Hinterrads und auch auf der Grundlage des Gierträgheitsmoments Iz des Fahrzeugs der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp gemäß Ausdruck (2) berechnet.
In Schritt 130 wird ein Ist-Lenkwinkel δ des Vorderrads auf der Grundlage des Lenkwinkels θ berechnet und wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird auf der Grundlage der Radgeschwindigkeiten Vwi berechnet. Dann wird auf der Grundlage des Ist-Lenkwinkels δ des Vorderrads, der Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit V unter Verwendung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp, welcher in Schritt 50 oder 120 berechnet wurde, gemäß Ausdruck (1) die Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs berechnet.
Mit Bezug auf das in 4 dargestellte Flussdiagramm wird nun die Fahrbewegungssteuerung des Fahrzeugs beschrieben, welche unter Verwendung der Soll-Gierrate γst ausgeführt wird.
Zunächst werden in Schritt 310 ein die Ist-Gierrate γ des Fahrzeugs repräsentierendes Signal, welches durch den Gierratensensor 36 zur Erfassung der Ist-Gierrate γ des Fahrzeugs erfasst wird, und das die Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs, welche wie vorstehend beschrieben berechnet wird, repräsentierendes Signal ausgelesen.
In Schritt 320 wird die Abweichung Δγ zwischen der Ist-Gierrate γ des Fahrzeugs und der Soll-Gierrate γst berechnet und es wird durch Bestimmung, ob ein Absolutwert der Gierratenabweichung Δγ einen Soll-Wert γco (positiver Wert) überschreitet, bestimmt, ob das Kurvenverhalten des Fahrzeugs herabgesetzt wird. Wenn dann eine negative Bestimmung gemacht wird, wird die Steuerung vorläufig beendet, und wenn eine positive Bestimmung gemacht wird, schreitet die Steuerung mit Schritt 330 fort.
In Schritt 330 wird auf der Grundlage eines Zusammenhangs zwischen dem Vorzeichen der Ist-Gierrate γ und dem Vorzeigen der Gierratenabweichung Δγ bestimmt, ob das Fahrzeug in einem Schleuderzustand (Übersteuerungszustand) ist. Wenn dann eine negative Bestimmung gemacht wird, fährt die Steuerung mit Schritt 370 fort, und wenn eine positive Bestimmung gemacht wird, fährt die Steuerung mit Schritt 340 fort.
In Schritt 340 werden ein Schräglaufwinkel des Fahrzeugs und dgl. berechnet, und ein Schleuderzustandsbetrag SS, welcher einen Grad des Schleuderzustands des Fahrzeugs repräsentiert, wird auf der Grundlage des Schräglaufwinkels des Fahrzeugs und dgl. berechnet. Dann werden ein Soll-Giermoment Myst und eine Soll-Verzögerung Gbst unter Verwendung von Kennfeldern, welche nicht dargestellt sind und im Vorhinein für den Normzustand des Fahrzeugs festgelegt werden, auf der Grundlage des Schleuderzustandsbetrags SS und einer Kurvenrichtung des Fahrzeugs berechnet.
In Schritt 350 wird das Soll-Giermoment Myst zu Iz/Izv-Zeiten des Werts davon gemäß Ausdruck (12) korrigiert. Myst ← Myst· Iz / Izv (12)
In Schritt 360 werden auf der Grundlage des Soll-Giermoments Myst nach der Korrektur und der Soll-Verzögerung Gbst Soll-Bremskräfte Fbti (i = fr, fl, rr und rl) für die jeweiligen Räder zum Mildern des Schleuderzustands des Fahrzeugs berechnet.
In Schritt 370 wird ein Drift-Zustandsbetrag DS, welcher einen Grad eines Drift-Zustands (Untersteuerungszustand) des Fahrzeugs repräsentiert, auf der Grundlage der Gierratenabweichung Δγ und dgl. berechnet. Dann werden ein Soll-Giermoment Mydt und eine Soll-Verzögerung Gbdt unter Verwendung von Kennfeldern, welche nicht dargestellt sind und im Vorhinein für den Normzustand des Fahrzeugs festgelegt werden, auf der Grundlage des Drift-Zustandsbetrags DS und der Kurvenrichtung des Fahrzeugs berechnet.
In Schritt 380 wird das Soll-Giermoment Mydt zu Iz/Izv-Zeiten des Wertes davon gemäß Ausdruck (13) korrigiert. Mydt ← Mydt· Iz / Izv (13)
In Schritt 390 werden auf der Grundlage des Soll-Giermoments Mydt nach der Korrektur und der Soll-Verzögerung Gbdt die Soll-Bremskräfte Fbti (i = fr, fl, rr und rl) für die jeweiligen Räder zum Mildern des Drift-Zustands des Fahrzeugs berechnet.
In Schritt 400 wird ein Rutschverhältnis von jedem Rad durch Steuerung des Bremsdrucks von jedem Rad gesteuert, sodass eine Bremskraft Fbi von jedem Rad die entsprechende Soll-Bremskraft Fbti erreicht, und als ein Ergebnis wird der Schleuderzustand oder der Drift-Zustand des Fahrzeugs gemildert. Es sei angemerkt, dass die Bremskraft von jedem Rad durch Berechnung eines Soll-Bremsdrucks von jedem Rad auf der Grundlage der Soll-Bremskraft Fbti und durch Steuerung eines Bremsdrucks von jedem Rad, um den entsprechenden Sollbremsdruck zu erreichen, erlangt werden kann.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung nachvollzogen werden kann, wird gemäß der ersten Ausführungsform in Schritt 20 das Gesamtgewicht W des Fahrzeugs berechnet, wird in Schritt 30 der Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs berechnet und wird in Schritt 60 die bewegliche Last Wlo des Fahrzeugs berechnet. Zudem wird in Schritt 80 der Abstand Lf in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Schwerpunkt 100 des Fahrzeugs und der Achse 102F des Vorderrads berechnet und in Schritt 90 werden die Achslast Wf des Vorderrads und die Achslast Wr des Hinterrads berechnet. Dann werden in Schritt 100 die Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen des Vorderrads und des Hinterrads auf der Grundlage der jeweiligen Achslasten Wf und Wr berechnet.
Zudem wird in Schritt 110 das Gierträgheitsmoment Iz des Fahrzeugs auf der Grundlage der beweglichen Last Wlo des Fahrzeugs und dgl. berechnet und in Schritt 120 wird der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp auf der Grundlage der Kurvenfahrkräfte Kf und Kr und des Gierträgheitsmoments Iz berechnet. Dann wird in Schritt 130 der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp verwendet, um die Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs zu berechnen.
Somit kann, auch wenn sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts ändern, das Gierträgheitsmoment Iz des Fahrzeugs, welches durch diese Änderungen geändert wird, geschätzt werden. Somit kann, auch wenn das Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs durch die Änderung in dem Lastzustands des Fahrzeugs geändert wird, die Referenz-Gierrate γst als der Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs höchst präzise unter Verwendung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp, welcher die Änderung widerspiegelt, berechnet werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform werden im Besonderen unter der Annahme, dass der Fahrzeugschwerpunkt in dem Schwerpunkt ist, wenn die bewegliche Last vorhanden ist, das Gierträgheitsmoment Izv des Fahrzeugs in dem Normzustand und das Gierträgheitsmoment Izlo der beweglichen Last berechnet und die Summe davon wird als das Gierträgheitsmoment Iz berechnet. Wenn dann das Gierträgheitsmoment Izlo der beweglichen Last berechnet wird, wird die Schutzverarbeitung auf den Abstand Lflo in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Schwerpunkt der beweglichen Last und der Achse der Vorderräder angewandt, um den Bereich zwischen dem minimalen Schwellwert Lfmin und dem maximalen Schwellwert Lfmax nicht zu überschreiten.
Somit kann gemäß der ersten Ausführungsform, auch wenn sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts ändern, das Gierträgheitsmoment Iz des Fahrzeugs, welches die Änderungen widerspiegelt, zuverlässig geschätzt werden, wodurch verhindert wird, dass Iz als ein abnormaler Wert berechnet wird.
Zudem wird in Schritt 320 durch Bestimmung, ob der Absolutwert der Abweichung Δγ zwischen der Ist-Gierrate γ des Fahrzeugs und der Soll-Gierrate γst den Normwert γco überschreitet, bestimmt, ob das Kurvenverhalten des Fahrzeugs herabgesetzt ist, d.h., ob die Stabilisierung der Kurvenbewegung des Fahrzeugs notwendig ist. Wenn dann in Schritt 330 solch eine Bestimmung, dass das Kurvenverhalten des Fahrzeugs herabgesetzt ist, gemacht wird, wird bestimmt, ob das Fahrzeug in dem Schleuderzustand ist. Wenn in den Schritten 340 bis 360 und Schritt 400 solch eine Bestimmung, dass das Fahrzeug in dem Schleuderzustand ist, gemacht wird, wird die Steuerung der Bremskraft zur Milderung des Schleuderzustands des Fahrzeugs ausgeführt. Wenn im Gegensatz in den Schritten 370 bis 390 und Schritt 400 solch eine Bestimmung, dass das Fahrzeug in dem Drift-Zustand ist, gemacht wird, wird die Steuerung der Bremskräfte zur Milderung des Driftzustands des Fahrzeugs ausgeführt.
Somit kann gemäß der ersten Ausführungsform, auch wenn sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts ändern, die Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs, welche diese Änderungen widerspiegelt, berechnet werden, und als ein Ergebnis kann die Kurvenbewegung des Fahrzeugs angemessen stabilisiert werden. Es sei angemerkt, dass diese Arbeitseffekte ebenso in einer später beschriebenen zweiten Ausführungsform vorgesehen sind.
Zweite Ausführungsform
7 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate gemäß dem Verfahren zur Berechnung des Soll-Bewegungszustandsbetrags gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der zweiten Ausführungsform speichert der ROM der elektronischen Steuerungsvorrichtung 30 das in 7 dargestellte Flussdiagramm, verschiedene später beschriebene Werte des Normzustands des Fahrzeugs und die in 12 bis 14 dargestellten Kennfelder. Zudem berechnet die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 die Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs gemäß dem in 7 dargestellten Flussdiagramm. Ferner führt die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 wie in der ersten Ausführungsform die Bewegungssteuerung des Fahrzeugs gemäß dem in 4 dargestellten Flussdiagramm durch. Somit wird eine Beschreibung der Bewegungssteuerung des Fahrzeugs in dieser Ausführungsform weggelassen.
Wie in 7 dargestellt ist, werden die Schritte 210 bis 250 auf die gleiche Weise ausgeführt wie die jeweiligen Schritte 10 bis 50 der ersten Ausführungsform. Als ein Ergebnis werden das Gesamtgewicht W des Fahrzeugs und der Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs geschätzt und es wird bestimmt, ob die Berechnung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist.
Es sei angemerkt, dass, wenn im Schritt 240 die negative Bestimmung gemacht wird, fährt die Steuerung mit Schritt 260 fort, und wenn die positive Bestimmung gemacht wird, fährt die Steuerung mit Schritt 250 fort. Dann wird in Schritt 250 wie in dem Fall des Schritts 50 der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp als der Normwert Tpv, welcher im Vorhinein für den Normzustand des Fahrzeugs festgelegt wird, ohne Berechnung des Gierträgheitsmoments Iz des Fahrzeugs und dgl. festgelegt, und dann fährt die Steuerung mit Schritt 290 fort.
In Schritt 260 werden die Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen des Vorderrads und des Hinterrads jeweils unter Verwendung der in 12 und 13 dargestellten Kennfelder auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs berechnet. Es sei angemerkt, dass auf den Ebenen der in 12 und 13 dargestellten Kennfeldern gezeichnete Gitterlinien Skalen des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh repräsentieren. Dies gilt auch für die später beschriebenen Kennfelder der 14 und 18.
In Schritt 270 wird das Gierträgheitsmoment Iz [kgm²] des Fahrzeugs unter Verwendung des in 14 dargestellten Kennfelds auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs berechnet.
In Schritt 280 wird auf die gleiche Weise wie in Schritt 110 der ersten Ausführungsform auf der Grundlage der Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen des Vorderrads und des Hinterrads und des Gierträgheitsmoments Iz des Fahrzeugs der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp gemäß Ausdruck (2) berechnet.
In Schritt 290 wird auf die gleiche Weise wie in Schritt 130 der ersten Ausführungsform die Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs unter Verwendung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp, welcher in Schritt 250 oder 280 berechnet wird, auf der Grundlage des Ist-Lenkwinkels δ des Vorderrads, der Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet.
Gemäß der zweiten Ausführungsform werden auf diese Weise in Schritt 260 die Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen des Vorderrads und des Hinterrads jeweils unter Verwendung der in 12 und 13 dargestellten Kennfelder auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs berechnet. Zudem wird in Schritt 270 das Gierträgheitsmoment Iz des Fahrzeugs unter Verwendung des in 14 dargestellten Kennfelds auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs berechnet. Dann wird in Schritt 280 auf der Grundlage der Kurvenfahrkräfte Kf und Kr des Vorderrads und des Hinterrads und des Gierträgheitsmoments Iz des Fahrzeugs der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp berechnet.
Somit kann gemäß der zweiten Ausführungsform ebenso wie in dem Fall der ersten Ausführungsform, auch wenn sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts ändern, das Gierträgheitsmoment Iz des Fahrzeugs, welches durch diese Änderungen geändert wird, geschätzt werden. Das Gierträgheitsmoment Iz des Fahrzeugs kann effizienter und einfacher als in dem Fall der ersten Ausführungsform geschätzt werden und eine Berechnungslast der elektronischen Steuerungsvorrichtung 30 kann reduziert werden.
Es sei angemerkt, dass gemäß der ersten und zweiten Ausführungsformen in den Schritten 90, 100 und 260 die Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen des Vorderrads und des Hinterrads als die Werte auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs berechnet werden. Dann wird in den Schritten 120 und 280 der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp auf der Grundlage der Kurvenfahrkräfte Kf und Kr und des Gierträgheitsmoments Iz des Fahrzeugs berechnet.
Somit kann, verglichen mit einem Fall, in welchem der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp unter Verwendung des geschätzten Gierträgheitsmoments Iz und der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads, welche im Vorhinein festgelegt werden, berechnet wird, sogar in einem Fall, in welchem das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und dgl. sich ändert, der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp richtig berechnet werden. Somit kann unabhängig von Änderungen in dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs und der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts die Soll-Gierrate des Fahrzeugs präziser berechnet werden.
Zudem wird gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen in den Schritten 40 und 240 auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs bestimmt, ob die Berechnung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist. Wenn dann eine positive Bestimmung gemacht wird, wird der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp nicht berechnet, und in den Schritten 50 und 250 wird der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp als der Normwert Tpv, welcher im Vorhinein als der Normwert des Fahrzeugs festgelegt wird, festgelegt.
Daher kann in dem Zustand, in welchem die Änderungsbeträge des Gesamtgewichts W und des Stabilitätsfaktors Kh klein sind in Bezug auf die Werte in dem Normzustand des Fahrzeugs und die Änderung im Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten auch klein ist, eine unnötige Berechnung zum Erlangen des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten vermieden werden. Somit kann die Berechnungslast der elektronischen Steuerungsvorrichtung 30 reduziert werden.
Erstes modifiziertes Beispiel
8 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Hauptteils der Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate gemäß einem ersten modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung entsprechend der ersten Ausführungsform.
In diesem ersten modifizierten Beispiel enthält die elektronische Steuerungsvorrichtung 30 eine nicht flüchtige Speichervorrichtung, welche nicht dargestellt ist, und jedes Mal, wenn der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp berechnet wird, überschreibt und speichert die elektronische Speichervorrichtung 30 das Gesamtgewicht W des Fahrzeugs, den Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs und den Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp in der Speichervorrichtung. Dies gilt auch für ein später beschriebenes zweites modifiziertes Beispiel.
Wie in 8 dargestellt ist, fährt in der Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate dieses modifizierten Beispiels, wenn die negative Bestimmung in Schritt 40 gemacht wird, die Steuerung nicht mit Schritt 60 aber mit Schritt 45 fort. Es sei angemerkt, dass die von den Schritten 54 und 55 abweichenden Schritte auf die gleiche Weise wie in dem Fall der ersten Ausführungsform ausgeführt werden.
In Schritt 45 wird eine Differenz W – Wf zwischen dem Gesamtgewicht W des Fahrzeugs, welches in Schritt 20 berechnet wird, und dem Gesamtgewicht Wf des Fahrzeugs, welches in der Speichervorrichtung gespeichert ist, als ein Änderungsbetrag ΔW des Gesamtgewichts des Fahrzeugs berechnet. Zudem wird eine Differenz Kh – Khf zwischen dem Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs, welcher in Schritt 30 berechnet wird, und dem Stabilitätsfaktor Khf des Fahrzeugs, welcher in der Speichervorrichtung gespeichert ist, als ein Änderungsbetrag ΔKh des Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs berechnet.
Dann wird unter Verwendung eines in 10 dargestellten Kennfelds auf der Grundlage des Änderungsbetrags ΔW des Gesamtgewichts W und des Änderungsbetrags ΔKh des Stabilitätsfaktors bestimmt, ob die Berechnung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist. Wenn dann die negative Bestimmung gemacht wird, fährt die Steuerung mit Schritt 60 fort, und wenn in Schritt 55 die positive Bestimmung gemacht wird, wird der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp als ein Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tpf, welcher in der Speichervorrichtung gespeichert ist, festgelegt, und dann fährt die Steuerung mit Schritt 130 fort.
Zweites modifiziertes Beispiel
9 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Hauptteils der Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung entsprechend der zweiten Ausführungsform.
Wie in 9 dargestellt ist, fährt in der Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate dieses modifizierten Beispiels, wenn die negative Bestimmung in Schritt 240 gemacht wird, die Steuerung nicht mit Schritt 260, aber mit Schritt 245 fort. Es sei angemerkt, dass die von den Schritte 245 und 255 abweichenden Schritte auf die gleiche Weise wie in dem Fall der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden.
In Schritt 245 wird die Differenz W – Wf zwischen dem Gesamtgewicht W des Fahrzeugs, welches in Schritt 220 berechnet wird, und dem Gesamtgewicht Wf des Fahrzeugs, welches in der Speichervorrichtung gespeichert ist, als der Änderungsbetrag ΔW des Gesamtgewichts des Fahrzeugs berechnet. Zudem wird die Differenz Kh – Khf zwischen dem Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs, welcher in Schritt 230 berechnet wird, und dem Stabilitätsfaktor Khf des Fahrzeugs, welcher in der Speichervorrichtung gespeichert ist, als der Änderungsbetrag ΔKh des Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs berechnet.
Dann wird unter Verwendung des in 10 dargestellten Kennfelds auf der Grundlage des Änderungsbetrags ΔW des Gesamtgewichts W und des Änderungsbetrags ΔKh des Stabilitätsfaktors bestimmt, ob die Berechnung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist. Wenn dann die negative Bestimmung gemacht wird, fährt die Steuerung mit Schritt 260 fort, und wenn in Schritt 255 die positive Bestimmung gemacht wird, wird der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp als der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tpf, welcher in der Speichervorrichtung gespeichert ist, festgelegt, und dann fährt die Steuerung mit Schritt 290 fort.
Gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen wird zudem in den Schritten 45 und 245 auf der Grundlage des Änderungsbetrags ΔW des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und des Änderungsbetrags ΔKh des Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs bestimmt, ob die Berechnung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten Tp unnötig ist. Wenn dann die positive Bestimmung gemacht wird, wird der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp nicht berechnet, und in den Schritten 55 und 255 wird der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp als der Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tpf, welcher in der Speichervorrichtung gespeichert ist, festgelegt.
Somit kann in dem Zustand, in welchem die Änderungsbeträge des Gesamtgewichts W und des Stabilitätsfaktors Kh klein sind, in Bezug auf die Werte, wenn der bisherige Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizient Tp berechnet wird, und die Änderung im Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten auch klein ist, die unnötige Berechnung der Erlangung des Lenkreaktionszeitkonstanten-Koeffizienten vermieden werden. Somit kann die Berechnungslast, welche der elektronischen Steuerungsvorrichtung 30 auferlegt wird, verglichen mit den ersten und zweiten Ausführungsformen weiter reduziert werden.
Es sei angemerkt, dass in den vorstehend genannten Schritten 45 und 245, wie in 10 dargestellt ist, bestimmt wird, ob der Änderungsbetrag ΔW des Gesamtgewichts des Fahrzeugs gleich oder weniger als ein Stellwert ist, der durch den Änderungsbetrag ΔKh des Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs bestimmt wird. Jedoch kann, wie in 11 dargestellt ist, bestimmt werden, ob der Änderungsbetrag ΔKh des Stabiitätsfaktors des Fahrzeugs gleich oder kleiner als ein Schwellwert ist, welcher durch den Änderungsbetrag ΔW des Gesamtgewichts des Fahrzeugs bestimmt wird.
Die spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Detail vorstehend beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend genannte Ausführungsform beschränkt. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene andere Ausführungsformen innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung angewendet werden können.
Zum Beispiel ist in den jeweiligen Ausführungsformen und modifizierten Beispielen der Soll-Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs die Soll-Gierrate γst, aber es könnte auch eine Soll-Querbeschleunigung des Fahrzeugs sein.
Zudem wird in den jeweiligen Ausführungsformen und modifizierten Beispielen die Abweichung Δγ zwischen der Ist-Gierrate γ des Fahrzeugs und der Soll-Gierrate γst berechnet, und es wird durch Bestimmung, ob der Absolutwert der Gierratenabweichung Δγ den Referenzwert γco überschreitet, bestimmt, ob das Kurvenverhalten des Fahrzeugs herabgesetzt wird. Jedoch kann die Soll-Gierrate γst für eine beliebige Steuerung des Fahrzeugs, wie etwa einer Anti-Schlupfsteuerung benutzt werden.
Zudem sind in den jeweiligen Ausführungsformen und modifizierten Beispielen die Ist-Gierrate γ des Fahrzeugs und die Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs, welche für die Berechnung der Soll-Gierrate γst verwendet werden, beide die erfassten Werte. Jedoch kann ein Zwei-Rad-Modell des Fahrzeugs, in welchem das Gesamtgewicht W des Fahrzeugs und der Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs variable Parameter sind, verwendet werden, um die Gierrate γ des Fahrzeugs und die Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels des Vorderrads zu berechnen.
Zudem wird in den jeweiligen Ausführungsformen und modifizierten Beispielen bestimmt, ob der Absolutwert der Abweichung Δγ zwischen der Ist-Gierrate γ des Fahrzeugs und der Soll-Gierrate γst den Soll-Wert γco überschreitet. Jedoch kann ein Lenkwinkelumwandlungswert Δγs des Ausmaßes der Abweichung Δγ der Gierrate, und zwar ein Wert des Lenkwinkels, der ausgehend von dem Absolutwert der Abweichung Δγ umgewandelt wird, berechnet werden, und es kann bestimmt werden, ob der Lenkwinkelumwandlungswert Δγs einen Soll-Wert überschreitet. In diesem Fall kann der Lenkwinkelumwandlungswert Δγs durch Multiplizierung der Größe der Abweichung Δγ der Gierrate mit N·L/V berechnet werden, wobei N ein Lenkgetriebeverhältnis ist.
Zudem wird in den Schritten 40 und 240 in den vorstehend genannten ersten und zweiten Ausführungsformen auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs bestimmt, ob die Berechnung der Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs unnötig ist. Jedoch kann diese Bestimmung weggelassen werden.
Zudem kann in der Bestimmung, ob die Berechnung der Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs unnötig ist, das Gesamtgewicht W des Fahrzeugs durch den Änderungsbetrag (bewegliche Last) des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs in Bezug auf das Gesamtgewicht W des Fahrzeugs in dem Normzustand des Fahrzeugs ersetzt werden. Zudem kann in der Bestimmung, ob die Berechnung der Soll-Gierrate γst des Fahrzeugs unnötig ist, der Stabilitätsfaktor Kh des Fahrzeugs durch den Änderungsbetrag der Position in der Fahrzeuglängsrichtung des Fahrzeugschwerpunkts in Bezug auf den Fahrzeugschwerpunkt in dem Normzustand des Fahrzeugs ersetzt werden.
Zudem ist in den vorstehend genannten jeweiligen Ausführungsformen und modifizierten Beispielen die Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate γst unabhängig von der Routine zur Steuerung der Fahrbewegung des Fahrzeugs. Jedoch kann die Routine zur Berechnung der Soll-Gierrate γst modifiziert werden, um als ein Teil der Routine zur Steuerung der Fahrbewegung des Fahrzeugs ausgeführt zu werden.
Zudem wird in der vorstehend genannten ersten Ausführungsform die bewegliche Last Wlo des Fahrzeugs, welche der Änderungsbetrag des Gewichts des Fahrzeugs in Bezug auf das Normgewicht Wv ist, gemäß Ausdruck 3 berechnet, aber kann auch unter Verwendung eines in 15 dargestellten Kennfelds auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh berechnet werden.
Zudem kann der Abstand Lf in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt und der Achse des Vorderrads unter Verwendung eines in 16 dargestellten Kennfelds auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh berechnet werden.
Zudem werden in der vorstehend genannten ersten Ausführungsform die Achslast Wf der Vorderräder und die Achslast Wr der Hinterräder auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und den Abständen Lr und Lf zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt und den Achsen jeweils gemäß den Ausdrücken (6) und (7) berechnet. Jedoch kann eine Modifikation gemacht werden, in welcher die Achslast Wf der Vorderräder und die Achslast Wr der Hinterräder unter Verwendung der in 17 und 18 dargestellten Kennfelder auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs berechnet werden.
Zudem werden in der vorstehend genannten ersten Ausführungsform die Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen der Vorderräder und der Hinterräder auf der Grundlage der Achslast Wf der Vorderräder und der Achslast Wr der Hinterräder berechnet. Jedoch kann eine Modifikation gemacht werden, in welcher die Kurvenfahrkräfte Kf und Kr der Reifen der Vorderräder und der Hinterräder unter Verwendung der in 12 und 13 dargestellten Kennfelder auf der Grundlage des Gesamtgewichts W des Fahrzeugs und des Stabilitätsfaktors Kh des Fahrzeugs berechnet werden.
Zudem ist in den vorstehend genannten jeweiligen Ausführungsformen und modifizierten Beispielen das Fahrzeug ein Minivan, aber das Fahrzeug, auf welches das Verfahren zur Berechnung des Soll-Bewegungszustandsbetrags gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann ein beliebiges Fahrzeug wie etwa ein Bus oder ein Lastwagen mit einer großen Veränderung der beweglichen Last und einer großen Veränderung des Fahrzeugschwerpunkts sein.
Zudem wird in den vorstehend genannten jeweiligen Ausführungsformen und modifizierten Beispielen die Stabilisierung der Fahrbewegung des Fahrzeugs durch Steuerung der Bremskraft von jedem Rad erzielt. Jedoch kann die Stabilisierung der Fahrbewegung des Fahrzeugs durch Steuerung des Lenkwinkels des Rades oder durch Steuerung von sowohl der Bremskraft von jedem Rad als auch dem Lenkwinkel von jedem Rad erzielt werden.

Claims

Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags eines Fahrzeugs in einem Zusammenhang mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung in Bezug auf einen normativen Bewegungszustandsbetrag des Fahrzeugs, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Schätzen eines Gesamtgewichts des Fahrzeugs und eines Stabilitätsfaktors des Fahrzeugs; Berechnen eines geschätzten Werts eines Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs auf der Grundlage des geschätzten Gesamtgewichts und des geschätzten Stabilitätsfaktors; Berechnen einer Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments; und Berechnen des Soll-Bewegungszustandbetrags des Fahrzeugs unter Verwendung der berechneten Zeitkonstante.
Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1, wobei die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung ein Produkt einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Koeffizienten ist, und der Koeffizient unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments berechnet wird.
Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 2, wobei das Verfahren weiter aufweist: Berechnen geschätzter Werte von Kurvenfahrkräften eines Vorderrads und eines Hinterrads auf der Grundlage des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und einer Fahrzeuglängsrichtungsposition eines Fahrzeugschwerpunkts, wobei der Koeffizient unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments und der geschätzten Werte der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads berechnet wird.
Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags eines Fahrzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren weiter aufweist: Schätzen eines Änderungsbetrags des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und eines Änderungsbetrags der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts mit Bezug auf einen Normzustand des Fahrzeugs auf der Grundlage des geschätzten Gesamtgewichts und des geschätzten Stabilitätsfaktors; Schätzen eines Änderungsbetrags des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und des Änderungsbetrags der Fahrzeuglängsrichtungsposition des Fahrzeugschwerpunkts; und Berechnen einer Summe des geschätzten Änderungsbetrags des Gierträgheitsmoments und eines Normwerts des Gierträgheitsmoments, welcher im Vorhinein für den Normzustand des Fahrzeugs festgelegt wird, als den geschätzten Wert des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs.
Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter aufweist: Berechnen des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs und geschätzter Werte von Kurvenfahrkräfte eines Vorderrads und eines Hinterrads unter Verwendung einer Speichervorrichtung zum Speichern eines im Vorhinein erlangten Zusammenhangs zwischen dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs, dem Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs und dem Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs, und zum Speichern eines im Vorhinein erlangten Zusammenhangs zwischen dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs, dem Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs und den Kurvenfahrkräften des Vorderrads und des Hinterrads; und Berechnen der Zeitkonstanten des Verzögerungsglieds erster Ordnung unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments und der geschätzten Werte der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads.
Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 5, wobei die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds erster Ordnung ein Produkt einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Koeffizienten ist, und der Koeffizient unter Verwendung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments und der geschätzten Werte der Kurvenfahrkräfte des Vorderrads und des Hinterrads berechnet wird.
Verfahren zur Berechnung eines Soll-Bewegungszustandsbetrags eines Fahrzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren weiter aufweist: Festlegen des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments als den Normwert ohne Berechnung des geschätzten Werts des Gierträgheitsmoments des Fahrzeugs, wenn das Gesamtgewicht des Fahrzeugs oder der Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs gleich oder weniger als ein Schwellwert ist, der von dem anderen von ihnen bestimmt wird.