DE602004002163T2

DE602004002163T2 - Vorrichtung zur Schätzung des Haftungsfaktors eines Fahrzeugrades und Vorrichtung zur Regelung der Fahrzeugbewegung

Info

Publication number: DE602004002163T2
Application number: DE602004002163T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kato; Minekazu Momiyama; Yoshiyuki Yasui; K.K. Toyota Chuo Kenkyusho Yuji Muragishi; Yuzo Imoto; Hiroaki Aizawa
Original assignee: Advics Co Ltd; JTEKT Corp
Current assignee: Advics Co Ltd; JTEKT Corp
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: US7398145B2; US20050055149A1; EP1512598B1; EP1512598B8; JP2005081924A; EP1512598A1; DE602004002163D1; JP4213545B2

Description

BEZUGNAHME AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG(EN)
Diese Anmeldung basiert auf der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-314517, die am 5. September 2003 eingereicht wurde, und beansprucht deren Priorität.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schätzen eines Griffigkeitsfaktors von Rädern und insbesondere eine Vorrichtung zum Schätzen des Griffigkeitsfaktors, der das Griffigkeitsniveau von Rädern an der Vorderseite eines Fahrzeugs in eine Querrichtung angibt. Die Erfindung betrifft ebenso eine Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung, die mit der Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung ausgestattet ist, wie aus dem Dokument US 200211093 bekannt ist.
Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Es ist eine Vorrichtung zum Erfassen und Beurteilen der Zustandsvariablen eines Fahrzeugs und zum unabhängigen Steuern einer Bremskraft von Rädern zum Aufrechterhalten der Stabilität des Fahrzeugs bekannt. Beispielsweise wurde diese Art der Vorrichtung in JP-A-6-099800 offenbart. Gemäß dem Dokument JP-A-6-099800 wird ein Sollwert einer Gierrate auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels gebildet, sodass eine Beurteilung auf der Grundlage einer Zeitableitungsfunktion einer Abweichung von dem Istwert der Gierrate vorgenommen wird, ob sich das Fahrzeug in einem Zustand mit einer Tendenz zum Übersteuern oder einer Tendenz zum Untersteuern befindet. In dem Fall des Übersteuerns wird der Bremsschlupf von Vorderrädern an der Kurvenaußenseite vergrößert, wird nämlich die Bremskraft der Vorderräder an der Kurvenaußenseite erhöht. In dem Fall des Untersteuerns wird der Bremsschlupf von Hinterrädern an der Kurveninnenseite erhöht. Andererseits wurde eine Vorrichtung zum Einstellen eines Sollwerts einer Vorderradgeschwindigkeitsdifferenz, einer Seitenbeschleunigung oder einer Gierrate auf der Grundlage eines Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Steuern einer Brems- und/oder Verbrennungsmotorabgabe in JP-A-62-146754 offenbart.
Darüber hinaus wurde eine Steuervorrichtung mit einem variablen Steuerwinkelverhältnis für ein Fahrzeug zum Verhindern eines übermäßigen Lenkens eines Lenkrads in JP-A-11-099956 offenbart. Ein Index eines Seitenkraftaktivitätsverhältnisses oder eines Seiten-G-Aktivitätsverhältnisses wird bei der Vorrichtung verwendet. Gemäß der in dem Dokument JP-A-11-099956 offenbarten Vorrichtung wird nämlich der Reibungskoeffizient μ einer Fahrbahnfläche zuerst geschätzt, sodass die Seitenkraftaktivität berechnet wird. Da sich die Abbiegeleistung Cp von Reifen verringert, wenn sich der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche verringert, verringert sich eine Haltewellengegenkraft, die von der Fahrbahnfläche in einem gewissen Steuerwinkel aufgenommen wird, gemäß dem Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche. Demgemäß hat das Dokument JP-A-11-0999956 beschrieben, dass dann, wenn der Vorderradsteuerwinkel und die Haltewellengegenkraft tatsächlich gemessen werden, der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der Haltewellengegenkraft, die tatsächlich gemessen wird, relativ zu dem Vorderradsteuerwinkel geschätzt werden und wird eine Bezugshaltewellengegenkraft als inneres Modell im Voraus eingestellt. Darüber hinaus wird ein äquivalenter Reibungskreis auf der Grundlage des Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche und eines Teils der Reibungskraft, die durch eine Längskraft verwendet wird, von der Reibungskraft abgezogen, um ein maximale erzeugte Seitenkraft zu berechnen, um dadurch das Verhältnis einer gegenwärtig erzeugten Seitenkraft zu der maximal erzeugten Seitenkraft als Seitenkraftaktivitätsverhältnis zu definieren. Oder das Dokument JP-A-11-099956 hat beschrieben, dass der Seiten-G-Sensor so vorgesehen ist, dass das Seiten-G-Aktivitätsverhältnis auf der Grundlage des durch den Seiten-G-Sensors erfassten Seiten-G berechnet werden kann.
Da die Reibung zwischen der Fahrbahnfläche und jedem Reifen beschränkt ist, ist es notwendig, nicht nur die Gierbewegung des Fahrzeugs, nämlich die Haltung des Fahrzeugs an einer Fläche zu steuern, an der das Fahrzeug fährt, sondern ebenso die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern, sodass der Kurvenradius, der durch den Fahrer beabsichtigt wird, aufrechterhalten werden kann, wenn das Fahrzeug eine Reibungsgrenze erreicht und in einen übermäßigen Untersteuerungszustand gelangt. Bei der Vorrichtung, die in dem Dokument „AUTOMOTIVE ENGINEERING HANDBOOK, First Volume, for BASIC & THEORY, herausgegeben am 1. Februar 1990 durch Society of Automotive Engineers of Japan, Inc., Seiten 179–180", das im Folgenden als "AUTOMOTIVE ENGINEERING HANDBOOK" bezeichnet wird, beschrieben ist, wird jedoch das Verhalten des Fahrzeugs beurteilt, nachdem jeder Reifen eine Reibungsgrenze erreicht. Aus diesem Grund gibt es die Auffassung, dass eine Abbiegekraft verringert wird, um das Untersteuern voranzutreiben, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter der Bedingung verringert wird, dass jeder Reifen eine Reibungsgrenze erreicht. Darüber hinaus gibt es in dem tatsächlichen Steuersystem einen Todbereich, der nicht gesteuert werden kann. Aus diesem Grund wird die vorstehend erwähnte Steuerung ausgeführt, nachdem das Verhalten des Fahrzeugs mit einem gewissen Grad auftritt.
Darüber hinaus wird, wenn die Kurvenform der Fahrbahn in einer Clothoidkurve ausgebildet ist, wenn der Fahrer beabsichtigt, der Kurve der Fahrbahn zu folgen, wird das Lenkrad mit einem graduell ansteigenden Betrag gedreht werden. Wenn die Geschwindigkeit zum Erreichen der Kurve hoch ist, steht demgemäß eine Seitenkraft, die an den Rädern erzeugt wird, nicht im Gleichgewicht mit der Zentrifugalkraft, sodass das Fahrzeug eine Tendenz zeigt, aus der Kurve getrieben zu werden. In einem derartigen Fall wird die in dem Dokument „AUTOMOTIVE ENGINEERING HANDBOOK" oder in JP-A-62-146754 beschriebene Vorrichtung arbeiten, um die Bewegung des Fahrzeugs zu steuern. Jedoch besteht dann, wenn die Steuerung bei der Abbiegegrenze startet, die Möglichkeit, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht ausreichend durch die Steuerung verringert werden kann. Es besteht die Möglichkeit, dass das Heraustragen aus der Kurve nur durch die vorstehend erwähnte Steuerung nicht verhindert werden kann.
Außerdem wurde in dem Dokument „AUTOMOTIVE ENGINEERING HANDBOOK" der Zustand, bei dem jeder Reifen abrollt, während er zu seiner Seite mit einem Schlupfwinkel α schlupft, erklärt, wie in 2 gezeigt ist.
In 2 berührt nämlich die Lauffläche des Reifens, die durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, die Fahrbahnfläche an einem vorderen Ende einer Kontaktfläche einschließlich eines Punkts A und bewegt sich zu einem Punkt B in die Richtung einer Bewegung des Reifens, während er an der Fahrbahnfläche haftet. Die Lauffläche des Reifens beginnt zu einem Zeitpunkt zu schlupfen, wenn die Fließspannung auf der Grundlage einer Seitenscherverformung gleich einer Reibungskraft wird. Die Lauffläche des Reifens wird von der Fahrbahnfläche an dem hinteren Ende einschließlich eines Punkts C getrennt und in ihren Ursprungszustand zurückgestellt. Bei dieser Gelegenheit wird eine Kraft Fy (eine Seitenkraft), die an der Kontaktfläche erzeugt wird, insgesamt als Produkt der Seitenverformungsfläche (schraffiert in 2) des Laufabschnitts und der Seitenelastizitätskonstante des Laufabschnitts pro Flächeneinheit gegeben. Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Punkt einer Aufbringung einer Seitenkraft Fy an der Hinterseite (links in 2) um e_n (pneumatischer Verlauf) von einem Punkt O gerade unter der Mittellinie des Reifens weit entfernt gelegen. Demgemäß ist Fy·e_n in diesem Fall ein Selbstausrichtungsdrehmoment (Tsa), das zum Verringern des Seitenschlupfwinkels α wirkt.
Als Nächstes wird ein Fall, in dem Reifen an das Fahrzeug angebracht sind, unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, die eine Grafik ist, die durch eine Vereinfachung von 2 erhalten wird. Bei der Lenkung der Räder des Fahrzeugs ist ein Nachlaufwinkel im Allgemeinen so ausgebildet, dass eine Nachlaufspur e_c vorgesehen ist, um es einfach zu machen, das Lenkrad zurückzustellen. Demgemäß ist der Aufsetzpunkt jedes Rads ein Punkt O', sodass das Moment zum Zurückstellen des Lenkrads Fy·(e_n + e_c) beträgt.
Wenn der Seitengriffigkeitszustand des Reifens verringert ist, sodass sich der Schlupfbereich vergrößert, wird der Laufabschnitt seitlich von einer Darstellung ABC zu einer Darstellung ADC in 3 verformt. Als Folge bewegt sich der Punkt der Aufbringung der Seitenkraft Fy nach vorn (von einem Punkt H zu einem Punkt J in 3) in die Richtung der Bewegung des Fahrzeugs. Die pneumatische Spur e_n wird nämlich verringert. Demgemäß wird auch dann, wenn die gleiche Seitenkraft Fy aufgebracht wird, die pneumatische Spur e_n erhöht und wird das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsa erhöht, wenn der Haftbereich groß ist und der Schlupfbereich klein ist (wenn nämlich die Seitengriffigkeit des Reifens hoch ist). Andererseits wird die pneumatische Spur e_n verringert und wird das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsa verringert, wenn die Seitengriffigkeit des Reifens verloren ist und der Schlupfbereich groß ist.
Wenn eine Änderung der pneumatischen Spur e_n Beachtung geschenkt wird, wie vorstehend beschrieben ist, kann der Seitengriffigkeitsfaktor des Reifens erfasst werden. Da eine Änderung der pneumatischen Spur e_n in dem Selbstausrichtungsdrehmoment Tsa ausgedrückt wird, kann der Griffigkeitsfaktor, der das Griffigkeitsniveau der Seitengriffigkeit der Räder an der Vorderseite des Fahrzeugs angibt (im Folgenden als Griffigkeitsfaktor bezeichnet), auf der Grundlage des Selbstausrichtungsdrehmoment Tsa geschätzt werden. Alternativ kann der Griffigkeitsfaktor ebenso auf der Grundlage der Zulässigkeit der Seitenkraft relativ zu der Fahrbahnflächenreibung geschätzt werden, wie später beschrieben wird.
Der Griffigkeitsfaktor ist unterschiedlich von dem Seitenkraftaktivitätsverhältnis oder dem Seiten-G- Aktivitätsverhältnis, das in JP-A-11-099956 offenbart ist, wie im Folgenden angegeben ist. Bei der in JP-A-11-099956 beschriebenen Vorrichtung wird die maximale Seitenkraft, die an der Fahrbahnfläche erzeugt werden kann, auf der Grundlage des Reibungskoeffizienten μ der Fahrbahnfläche berechnet. Der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche wird auf der Grundlage einer Abhängigkeit von einer Abbiegeleistung Cp (die als Wert einer Seitenkraft bei einem Schlupfwinkel von 1 Grad definiert ist) von dem Reibungskoeffizienten μ der Fahrbahnfläche geschätzt. Die Abbiegeleistung Cp wird jedoch nicht nur durch den Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche, sondern auch durch die Gestalt der Kontaktfläche des Reifens (die Länge und die Breite der Kontaktfläche), die Elastizität des Laufflächengummis usw. beeinflusst. Wenn beispielsweise Wasser einer Lauffläche zwischengesetzt ist, oder die Elastizität des Laufflächengummis sich gemäß der Abnutzung des Reifens und der Temperatur ändert, verändert sich die Abbiegeleistung Cp auch in dem Fall, dass der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche konstant gehalten ist. Wie vorstehend beschrieben ist, gibt es bei der in JP-A-11-099956 beschriebenen Technik keine Berücksichtigung der Reifencharakteristik eines jeweiligen Rads.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es eine der Aufgaben der Erfindung, eine Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung zu schaffen, die genau den Griffigkeitsfaktor schätzen kann, der das Griffigkeitsniveau einer Seitengriffigkeit jedes Rads angibt, sodass ein Fahrer beispielsweise dann alarmiert werden kann, wenn der Griffigkeitsfaktor geringer als ein erster vorbestimmter Wert ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung zu schaffen, die den Griffigkeitsfaktor genau ohne einen Einfluss der Brems- oder Antriebskraft schätzen kann, die auf ein jeweiliges Rad aufgebracht wird, durch ein Selbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Brems- oder Antriebskraft beeinflusst wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung zu schaffen, die den Griffigkeitsfaktor genau ohne den Einfluss der Brems- oder Antriebskraft schätzen kann und die die Bewegung des Fahrzeugs geeignet auf der Grundlage des Griffigkeitsfaktors steuern kann, wenn der Griffigkeitsfaktor niedriger als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schätzen eines Griffigkeitsfaktors eines Rads eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Lenkfaktorerfassungseinheit, die zumindest einen von Lenkfaktoren erfasst, die ein Lenkdrehmoment und einen Lenkaufwand aufweist, die auf ein Lenksystem aufgebracht werden, das sich von einem Lenkrad zu einer Aufhängung an einem Fahrzeug erstreckt; eine Längskraftschätzeinheit, die eine Antriebs- oder Bremskraft des Rads schätzt; eine Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit, die ein Selbstausrichtungsdrehmoment, das an dem Rad erzeugt wird, auf der Grundlage des Lenkfaktors schätzt, der durch die Lenkfaktorerfassungseinheit erfasst wird, eine Größe eines Einflusses der Antriebs- oder Bremskraft, die durch die Längskraftschätzeinheit geschätzt wird, auf das Selbstausrichtungsdrehmoment schätzt und einen Wert, der durch Entfernen der Größe des Einflusses von dem Selbstausrichtungsdrehmoment als neues Selbstausrichtungsdrehmoment schätzt; eine Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit, die eine Zustandsvariable des Fahrzeugs erfasst; eine Radfaktorschätzeinheit, die zumindest einen von Radfaktoren schätzt, die eine Seitenkraft und einen Schlupfwinkel aufweisen, die auf das Rad aufgebracht werden, auf der Grundlage der Zustandsvariablen, die durch die Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit erfasst wird; und eine Griffigkeitsfaktorschätzeinheit, die einen Griffigkeitsfaktor des Rads auf der Grundlage einer Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit neu geschätzt wird, relativ zu dem Radfaktor schätzt, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist: eine Lenkfaktorerfassungseinheit, die zumindest einen von Lenkfaktoren erfasst, die ein Lenkdrehmoment und einen Lenkaufwand aufweisen, die auf ein Lenksystem aufgebracht werden, das sich von einem Lenkrad zu einer Aufhängung bei einem Fahrzeug erstreckt; eine Längskraftschätzeinheit, die eine Antriebs- oder Bremskraft des Fahrzeugs schätzt; eine Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit, die ein Selbstausrichtungsdrehmoment, das an dem Rad erzeugt wird, auf der Grundlage des Lenkfaktors schätzt, der durch die Lenkfaktorerfassungseinheit erfasst wird, eine Größe eines Einflusses der Antriebs- oder Bremskraft, die durch die Längskraftschätzeinheit geschätzt wird, auf das Selbstausrichtungsdrehmoment schätzt und einen Wert, der durch Entfernen der Größe des Einflusses von dem Selbstausrichtungsdrehmoment als neues Selbstausrichtungsdrehmoment schätzt; eine Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit, die eine Zustandsvariable des Fahrzeugs erfasst; eine Radfaktorschätzeinheit, die zumindest einen von Radfaktoren schätzt, die eine Seitenkraft und einen Schlupfwinkel aufweisen, die auf das Rad aufgebracht werden, auf der Grundlage der Zustandsvariablen, die durch die Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit erfasst wird; eine Griffigkeitsfaktorschätzeinheit, die einen Griffigkeitsfaktor des Rads auf der Grundlage einer Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit neu geschätzt wird, relativ zu dem Radfaktor schätzt, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird; und eine Steuereinheit, die zumindest eine von einer Bremskraft, von einer Verbrennungsmotorabgabe und einer Gangschaltposition des Fahrzeugs zum Verringern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs steuert, wenn der Griffigkeitsfaktor, der durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit geschätzt wird, geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aufgaben sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vollständiger aus der folgenden genauen Beschreibung unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen erkennbar, wobei:
1 ein Blockdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel einer Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
2 eine Grafik hinsichtlich eines allgemeinen Fahrzeugs ist und die die Relation zwischen einem Selbstausrichtungsdrehmoment und einer Seitenkraft in einem Zustand zeigt, indem die Reifen abrollen, während sie seitlich schlupfen;
3 eine Grafik ist, die die Relation zwischen dem Selbstausrichtungsdrehmoment und der Seitenkraft in 2 einfach zeigt;
4 eine Grafik ist, die eine Charakteristik des Selbstausrichtungsdrehmoments gegen die Radseitenkraft in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
5 eine Grafik zum Erklären eines Kennfelds ist, das durch eine Kennfeldberechnungseinheit M16 verwendet wird;
6 ein Blockdiagramm einer Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 ist;
7 ein Blockdiagramm einer Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
8 eine Grafik ist, die die Relation einer Vorderradseitenkraft und eines Selbstausrichtungsdrehmoments gegen den Vorderradschlupfwinkel in einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine Grafik ist, die die Relation des Selbstausrichtungsdrehmoments gegen den Radschlupfwinkel in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
10 eine Grafik ist, die die Relation des Selbstausrichtungsdrehmoments gegen den Vorderradschlupfwinkel in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
11 eine Grafik ist, die die Relation des Selbstausrichtungsdrehmoments gegen den Radschlupfwinkel in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
12 eine Grafik ist, die die Relation des Selbstausrichtungsdrehmoments gegen den Vorderradschlupfwinkel in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
13 ein Blockdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
14 ein Blockdiagramm ist, das den Systemaufbau der Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
15 ein Blockdiagramm ist, das die Bremshydraulikdrucksteuereinrichtung zeigt, die in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;
16 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Prozess in dem Fall, dass der Fahrer darüber alarmiert wird, dass sich der Griffigkeitsfaktor absenkt, in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
17 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Prozess in dem Fall, dass die Bremskraftsteuerung oder Ähnliches zusätzlich zu der Alarmierung durchgeführt wird, wenn der Griffigkeitsfaktor abgesenkt ist, in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
18 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel der Bremskraftsteuerung in 17 zeigt;
19 ein Blockdiagramm ist, das die Bremskraftsteuerung auf der Grundlage des Griffigkeitsfaktors in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
20 eine Grafik ist, die ein Kennfeld eines Sollbremskraftinkrements entsprechend der Fahrerbremspedalbetätigungsgröße in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
21 eine Grafik ist, die ein Kennfeld eines Sollbremskraftinkrements mit Bezug auf den Griffigkeitsfaktor in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
22 eine Grafik ist, die ein Kennfeld eines Sollbremskraftinkrements mit Bezug auf den Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
23 eine Grafik ist, die ein Kennfeld eines Sollbremskraftinkrements mit Bezug auf die Radlast in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
24 eine Grafik ist, die ein Kennfeld eines Sollbremskraftinkrements auf der Grundlage der Fahrerlenkbetätigungsgeschwindigkeit und des Griffigkeitsfaktors in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
25 ein Ablaufdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel einer Bremskraftsteuerung in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
26 eine Grafik ist, die eine Charakteristik einer Lenkreibungskomponente, die zur Korrektur zum Zeitpunkt der Schätzung des Selbstausrichtungsdrehmoments verwendet wird, in dem Ausführungsbeispiel zeigt;
27 eine Grafik ist, die die Relation des Selbstausrichtungsdrehmoments gegen den Radschlupfwinkel in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
28 eine Grafik ist, die die Beziehung zwischen dem Radfaktor ε auf der Grundlage der pneumatischen Spur und dem Griffigkeitsfaktor εm auf der Grundlage der Zulässigkeit der Fahrbahnflächenreibung in der Erfindung zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird nun eine genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung angegeben.
1. Ausführungsbeispiel der Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration einer Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung zum Schätzen des Grades einer Griffigkeit auf der Grundlage einer Seitenkraft und eines Selbstausrichtungsdrehmoments gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Zuerst wird ein Beispiel einer Schätzung des Griffigkeitsfaktors unter Bezugnahme auf die 2–4 beschrieben.
Wie aus den 2 und 3 entnehmbar ist, ist die Charakteristik des Selbstausrichtungsdrehmoments relativ zu der Vorderradseitenkraft, die auf Räder an der Vorderseite eines Fahrzeugs aufgebracht wird (im Folgenden als Vorderräder bezeichnet), so gegeben, wie durch Tsa in 4 dargestellt ist. Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa durch den Ausdruck Tsaa = Fyf·(e_n + e_c) gegeben, wobei Fyf die Vorderradseitenkraft ist. Demgemäß drückt eine nichtlineare Charakteristik des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa mit Bezug auf die Vorderradseitenkraft Fyf eine direkte Änderung der pneumatischen Spur e_n aus. Demgemäß wird ein Gradient K1 des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa relativ zu der vorderradseitigen Kraft Fyf in der Umgebung des Ursprungs 0 (an dem sich die Vorderräder in einem Griffzustand befinden) angegeben, wird nämlich eine Charakteristik, die eine Selbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik (Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment Tsao) in einem perfekten Griffzustand ausdrückt, erhalten. Außerdem wird ein vorbestimmter Wert, der experimentell gemessen wird, vorzugsweise als Ausgangswert des Gradienten K1 verwendet, sodass der Gradient K1 während einer gewöhnlichen Fahrt, bei der der Griffigkeitsfaktor hoch ist, angegeben und korrigiert werden kann. Außerdem kann das Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa durch eine arithmetische Operation berechnet werden, die später beschrieben wird.
Der Griffigkeitsfaktor ε der Vorderräder wird auf der Grundlage des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa relativ zu dem Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment Tsao geschätzt. Wenn beispielsweise die vorderradseitige Kraft Fyf einen Wert Fyf1 annimmt, kann der Griffigkeitsfaktor ε durch den Ausdruck ε = Tsaa1/Tsao1 auf der Grundlage des Werts Tsao1 (= K1·Fyf1) des Bezugsselbstausrichtungsdrehmoments Tsao und des Werts Tssa1 des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa gegeben werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann der Griffigkeitsfaktor der Räder auf der Grundlage der Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments (des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa) relativ zu der Seitenkraft (der Vorderradseitenkraft Fyf) geschätzt werden. Diese Schätzung kann durch eine Konfiguration erzielt werden, die in 1 gezeigt ist. Die 13 und 14 zeigen ein spezifisches Beispiel der Konfiguration. Zuerst werden in 1 eine Lenkungsdrehmomenterfassungseinheit M1 und eine Unterstützungsdrehmomenterfassungseinheit M2 als Lenkfaktorerfassungseinheit zum Erfassen von zumindest einem (beispielsweise dem Lenkdrehmoment) von Lenkfaktoren vorgesehen, die ein Lenkungsdrehmoment und einen Lenkungsaufwand aufweisen, die auf ein Lenksystem aufgebracht werden, das sich von einem (nicht gezeigten) Lenkrad zu einer (nicht gezeigten) Aufhängung bei einem Fahrzeug erstreckt. Ein Gegenkraftdrehmoment wird durch eine Gegenkraftdrehmomenterfassungseinheit M3 auf der Grundlage von Ergebnissen erfasst, die durch diese Einheiten M1 und M2 erfasst werden. Der erfasste Wert des Gegenkraftdrehmoments wird zu einer Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 eingegeben.
In diesem Ausführungsbeispiel dient eine elektrische Servolenkungsvorrichtung (EPS), die später beschrieben wird, ebenso als Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung. Beispielsweise ist die EPS konfiguriert, wie in den 13 und 14 gezeigt ist. Die EPS wird später genau unter Bezugnahme auf die 13 und 14 beschrieben. Nur der Umriss der EPS wird nun beschrieben.
Bei der elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein Lenkungsdrehmoment Tstr, das an einer Lenkwelle 2 gemäß der Betätigung eines Lenkrads 1 des Fahrers wirkt, durch einen Lenkdrehmoment TS erfasst, der als Lenkdrehmomenterfassungseinheit M1 vorgesehen ist. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung steuert einen EPS-Motor 3 (einen Elektromotor) gemäß dem erfassten Wert des Lenkdrehmoments Tstr zum Lenken der Vorderräder FL und FR durch ein Reduktionszahnrad 4 und einen Zahnstangenantrieb 5, um dadurch den Lenkaufwand des Fahrers zu entlasten. Die Unterstützungsdrehmomenterfassungseinheit M2 erfasst (schätzt) ein Unterstützungsdrehmoment auf der Grundlage eines Motorstroms des EPS-Motors 3, der durch einen Motorstromsensor MS erfasst wird, der in einem Motorantriebsschaltkreis AC1 in 13 vorgesehen ist.
Ein Lenkwinkel wird durch einen Lenkwinkelsensor SS erfasst, der als Lenkwinkelerfassungseinheit M4 vorgesehen ist und in 13 gezeigt ist. Ein Lenkreibungsdrehmoment (das ebenso einfach auch als „Reibungsdrehmoment" bezeichnet werden kann) wird durch eine Lenkreibungsdrehmomentschätzeinheit M5 auf der Grundlage des erfassten Werts des Lenkwinkels geschätzt und zu der Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 eingegeben. Die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 weist eine Kennfeldberechnungseinheit M16 und eine Vorkorrekturselbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M17 auf, wie in 6 gezeigt ist. Außerdem wird diese Angelegenheit später genau beschrieben.
Eine Längsbeschleunigung Gx, die an dem Fahrzeug wirkt, wird durch einen Längsbeschleunigungssensor XG erfasst, die als Längsbeschleunigungserfassungseinheit M13 vorgesehen ist und in den 13 und 14 gezeigt ist. Der erfasste Wert der Längsbeschleunigung Gx wird zu einer Längskraftschätzeinheit M15 eingegeben. Obwohl dieses Ausführungsbeispiel den Fall zeigt, in dem die Längsbeschleunigungserfassungseinheit M13 durch den Längsbeschleunigungssensor XG gebildet ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit M9x erfasst wird, mit Bezug auf die Zeit differenziert werden, um dadurch eine Längsbeschleunigung Gx zu berechnen.
Eine Vorderradlängskraft Fxf wird durch eine Längskraftschätzeinheit M15 auf der Grundlage der Längsbeschleunigung Gx, des Fahrzeuggewichts W und einer Längsantriebs- oder Bremskraftverteilung geschätzt, die durch eine Verteilungseinstelleinheit M14 eingestellt wird. Der geschätzte Wert der Vorderradlängskraft Fxf wird zu der Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 eingegeben. Außerdem werden die Details dieser Angelegenheit später beschrieben.
Ein Vorderradschlupfwinkel (Seitenschlupfwinkel) wird durch eine Vorderradschlupfwinkelschätzeinheit M9y auf der Grundlage des Lenkwinkels, der Gierrate, der Seitenbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit geschätzt. Der geschätzte Wert des Vorderradschlupfwinkels wird zu der Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 eingegeben.
Die Fahrzeugkarosserieschlupfwinkelgeschwindigkeit dβ/dt wird nämlich zuerst durch die Vorderradschlupfwinkelschätzeinheit M9y auf der Grundlage der Gierrate, der Seitenbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet und mit Bezug auf die Zeit integriert, um dadurch einen Fahrzeugkarosserieschlupfwinkel β zu berechnen. Ein Vorderradschlupfwinkel αf wird auf der Grundlage des Fahrzeugkarosserieschlupfwinkels β und gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und verschiedenartiger Faktoren des Fahrzeugs berechnet, Außerdem kann der Fahrzeugkarosserieschlupfwinkel β durch ein anderes Verfahren als das Integrationsverfahren berechnet werden. Beispielsweise kann der Fahrzeugkarosserieschlupfwinkel β auf der Grundlage eines Fahrzeugsmodells geschätzt werden oder kann durch eine Kombination des Schätzungsverfahrens und des Integrationsverfahrens berechnet werden. Außerdem wird die Seitenbeschleunigung Gy des Fahrzeugs durch einen Seitenbeschleunigungssensor YG (siehe 13 und 14) erfasst, der als Seitenbeschleunigungserfassungseinheit M7 vorgesehen ist. Die Gierrate γ des Fahrzeugs wird durch einen Gierratensensor YS (siehe 13 und 14) erfasst, der als Gierratenerfassungseinheit M8 vorgesehen ist, Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor VS (siehe 13 und 14) erfasst, der als Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit M9x vorgesehen ist.
Das Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa, das an den Vorderrädern FL und FR erzeugt wird, wird durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 auf der Grundlage der jeweiligen eingegebenen Werte des Gegenkraftdrehmoments, des Reibungsdrehmoments, der Vorderradlängskraft Fxf und des Vorderradschlupfwinkels geschätzt. Die Erzeugung des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa wird später genau beschrieben.
Andererseits werden in diesem Ausführungsbeispiel eine Seitenbeschleunigungserfassungseinheit M7 und eine Gierratenerfassungseinheit M8 als Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit zum Erfassen der Zustandsvariablen des Fahrzeugs vorgesehen. Zumindest einer (beispielsweise eine Vorderradseitenkraft Fyf in 1) der Vorderradfaktoren einschließlich einer Seitenkraft und eines Vorderradschlupfwinkels für die Vorderräder FL und FR wird durch eine Seitenkraftschätzeinheit M9 als eine Radfaktorschätzeinheit auf der Grundlage von Signalen geschätzt, die durch die Einheit M7 und M8 erfasst werden.
Die Vorderradseitenkraft Fyf wird gemäß Ausdrücken Fyf = (Lr·m·Gy + Iz·dγ/dt)/L auf der Grundlage der Ergebnisse geschätzt, die von der Seitenbeschleunigungserfassungseinheit M7 und der Gierratenerfassungseinheit M8 abgegeben werden. In dem Ausdruck ist Lr der Abstand von dem Schwerpunkt zu der Hinterradachse, ist „m" die Masse des Fahrzeugs, ist L der Radstand, ist Iz das Gierträgheitsmoment, ist Gy die Seitenbeschleunigung und ist dγ/dt der Differenzialwert der Gierrate mit Bezug auf die Zeit.
Das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment wird durch eine Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit M11 auf der Grundlage des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 geschätzt wird, und die Vorderradseitenkraft Fyf, die durch die Seitenkraftschätzeinheit M9 geschätzt wird, eingestellt. Beispielsweise wird ein Gradient des Selbstausrichtungsdrehmoments in der Umgebung des Ursprungs durch eine Selbstausrichtungsdrehmomentursprungsgradientenschätzeinheit M10 geschätzt, sodass das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment durch die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit M11 auf der Grundlage des Gradienten und der Vorderradseitenkraft eingestellt wird. Der Griffigkeitsfaktor ε für die Vorderräder wird durch eine Griffigkeitsfaktorschätzeinheit M12 auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit M11 eingestellt wird, und dem Selbstausrichtungsdrehmoment geschätzt, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 geschätzt wird.
In 1 wird nämlich ein Selbstausrichtungsdrehmomentgradient K1 in der Umgebung des Ursprungs in 1 auf der Grundlage des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 geschätzt wird, und der Vorderradseitenkraft Fyf, die durch die Seitenkraftschätzeinheit M9 geschätzt wird, berechnet. Das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment Tsao wird gemäß dem Ausdruck Tsao = K1·Fyf auf der Grundlage des Gradienten K1 und der Vorderradseitenkraft Fyf berechnet. Das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment Tsao wird mit dem Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa verglichen. Der Griffigkeitsfaktor ε wird gemäß dem Ausdruck ε = Tsaa/Tsao auf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs berechnet.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die elektrische Servolenkungsvorrichtung (EPS) in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen. Da der Motorstrom der EPS proportional zu dem Unterstützungsdrehmoment ist, kann das Gegenkraftdrehmoment einfach auf der Grundlage des Unterstützungsdrehmoments und eines Ergebnisses (eines Lenkdrehmoments), das durch die Lenkdrehmomenterfassungseinheit M1 erfasst wird, geschätzt werden. (Das wird später beschrieben.) Andererseits ist es notwendig, das Drehmoment auszugleichen, das durch Reibung des Lenksystems verursacht wird. Die Differenz zwischen dem Maximum des Gegenkraftdrehmoments zu dem Zeitpunkt der weitergehenden Drehung des Lenkrads und dem Wert des Gegenkraftdrehmoments zu dem Zeitpunkt des Rückstellens des Lenkrads wird als Reibungsdrehmoment (Lenkreibungsdrehmoment) durch die Lenkreibungsdrehmomentschätzeinheit M5 berechnet, sodass das Reibungsdrehmoment sukzessive korrigiert wird. Diese Angelegenheit wird ebenso später beschrieben. Aus diesem Grund kann das Selbstausrichtungsdrehmoment (das Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa) geeignet geschätzt werden. Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise kann eine Lastzelle oder Ähnliches an einer Lenkwelle (nicht gezeigt) vorgesehen sein oder kann ein Dehnmessstreifen an einem Aufhängungselement vorgesehen werden, sodass das Selbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage eines Signals gemessen werden kann, das durch die Lastzelle oder den Dehnmessstreifen erfasst wird.
In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Lenksteuereinheit ECU1, die später beschrieben wird, äquivalent zu der Unterstützungsdrehmomenterfassungseinheit M2, der Gegenkraftdrehmomenterfassungseinheit M3 und der Lenkreibungsdrehmomentschätzeinheit M5. Die Lenksteuereinheit ECU1 ist ebenso äquivalent zu der Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 (der Kennfeldberechnungseinheit M16 und der Vorkorrekturselbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M17), der Seitenkraftschätzeinheit M9, der Vorderradschlupfwinkelschätzeinheit M9y und der Selbstausrichtungsdrehmomentursprungsgradientenschätzeinheit M10. Die Lenksteuereinheit ECU1 ist ferner äquivalent zu der Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit M11, der Griffigkeitsfaktorschätzeinheit M12, der Verteilungseinstelleinheit M14 und der Längskraftschätzeinheit M15.
2. Weiteres Ausführungsbeispiel einer Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung
Die 7–12 beziehen sich auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung gemäß der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Vorderradschlupfwinkel als Radfaktor bei der Erfindung verwendet. 7 ist ein Blockdiagramm der Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung zum Schätzen des Griffigkeitsfaktors auf der Grundlage des Vorderradschlupfwinkels und des Selbstausrichtungsdrehmoments. Die Blöcke M1 bis M6 sind die gleichen wie diejenigen, die in 1 gezeigt sind, und sind zum Berechnen eines Gegenkraftdrehmoments und eines Lenkreibungsdrehmoments sowie eines Schätzselbstausrichtungsdrehmoments vorgesehen. Andererseits wird der Vorderradschlupfwinkel auf der Grundlage des Lenkwinkels, der Gierrate, der Seitenbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Wie in 1 werden Signale, die durch die Lenkwinkelerfassungseinheit M4, die Seitenbeschleunigungserfassungseinheit M7 sowie die Gierratenerfassungseinheit M8 ebenso wie ein Signal, das durch die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit M9x erfasst wird, zu der Vorderradschlupfwinkelschätzeinheit M9y eingegeben, die als Radfaktorschätzeinheit vorgesehen ist. Die Lenkwinkelerfassungseinheit M4, die Seitenbeschleunigungserfassungseinheit M7, die Gierratenerfassungseinheit M8 und die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit M9x sind äquivalent zu einer Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit zum Erfassen der Zustandsvariablen des Fahrzeugs.
Die Fahrzeugkarosserieschlupfwinkelgeschwindigkeit dβ/dt wird zuerst durch die Vorderradschlupfwinkelschätzeinheit M9y auf der Grundlage der Gierrate, der Seitenbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet und mit Bezug auf die Zeit integriert, um einen Fahrzeugkarosserieschlupfwinkel β zu erhalten. Ein Vorderradschlupfwinkel αf wird auf der Grundlage des Fahrzeugkarosserieschlupfwinkels β und gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und verschiedenartiger Faktoren des Fahrzeugs berechnet. Außerdem kann der Fahrzeugkarosserieschlupfwinkel β durch ein anderes Verfahren als das Integrationsverfahren berechnet werden. Beispielsweise kann der Fahrzeugkarosserieschlupfwinkel β auf der Grundlage eines Fahrzeugmodells geschätzt werden oder kann durch eine Kombination des Schätzungsverfahrens und des Integrationsverfahrens berechnet werden.
Ein Gradient eines Selbstausrichtungsdrehmoments an dem Ursprung wird durch die Selbstausrichtungsdrehmomentursprungsgradientenschätzeinheit M10 auf der Grundlage des Selbstausrichtungsdrehmoments und des Vorderradschlupfwinkels αf angegeben, der geschätzt wird, wie vorstehend beschrieben ist. Das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment wird durch die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit M11 auf der Grundlage des Gradienten und des Vorderradschlupfwinkels eingestellt. Der Griffigkeitsfaktor ε für die Vorderräder wird durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit M12 auf der Grundlage des Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit M11 eingestellt wird, und dem Selbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 geschätzt wird, geschätzt.
Die Schätzung des Griffigkeitsfaktors ε in dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 8 bis 12 genau beschrieben. Die Relationen der Vorderradseitenkraft Fyf und des Selbstausrichtungsdrehmoments Tsa mit Bezug auf den Radschlupfwinkel, insbesondere den Radschlupfwinkel der Vorderräder (im Folgenden als Vorderradschlupfwinkel αf bezeichnet), sind in 8 gezeigt. Jede der Vorderradseitenkraft Fyf und des Selbstausrichtungsdrehmoments Tsa hat eine nichtlineare Charakteristik mit Bezug auf den Vorderradschlupfwinkel αf. Wenn die Räder (Vorderräder) sich in einem Griffzustand befinden, wenn nämlich die pneumatische Spur e_n sich in einem perfekten Griffzustand befindet, zeigt die Selbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik eine Nichtlinearität, die durch Tsar in 9 dargestellt ist, da das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsa das Produkt der Vorderradseitenkraft Fyf und der Spur e (= e_n + e_c) ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch, wie in 10 gezeigt ist, ein Gradient K2 des Selbstausrichtungsdrehmoments Tsa mit Bezug auf den Vorderradschlupfwinkel in der Umgebung des Ursprungs berechnet, um dadurch die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik (die durch Tsas in 10 dargestellt ist) unter der Annahme einzustellen, dass die Selbstausrichtungscharakteristik in einem perfekten Griffzustand eine Linearität zeigt. Wenn beispielsweise der Vorderradschlupfwinkel αf1 ist, wird das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment gemäß dem Ausdruck Tsas1 = K2·αf1 berechnet. Der Griffigkeitsfaktor ε wird gemäß dem Ausdruck α = Tsaa1/Tsas1 = Tsaa1/(K2·αf1) berechnet.
In dem Verfahren zum Einstellen des Bezugsselbstausrichtungsdrehmoments in 10 kann ein Fehler zum Zeitpunkt der Schätzung des Griffigkeitsfaktors in einem Bereich groß werden, in dem der Vorderradschlupfwinkel αf groß ist, aufgrund der Annahme, dass die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik eine Linearität zeigt. Demgemäß besteht die Besorgnis, dass die Genauigkeit der Schätzung des Griffigkeitsfaktors verringert wird. Es ist daher vorzuziehen, dass der Gradient des Selbstausrichtungsdrehmoments bei K3 eingestellt wird, wie in 11 gezeigt ist, wenn der Vorderradschlupfwinkel nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist. Es ist nämlich vorzuziehen, dass die Nichtlinearität der Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik so eingestellt wird, dass sie im Wesentlichen durch Linien angenähert wird, wie durch OMN in 11 dargestellt ist. Vorzugsweise wird in diesem Fall der Gradient K3 des Selbstausrichtungsdrehmoments experimentell gemessen und im Voraus so eingestellt, dass der Gradient K3 angegeben und korrigiert werden kann, während das Fahrzeug fährt. Vorzugsweise kann der Punkt M auf der Grundlage eines Wendepunkts (Punkt P) des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments eingestellt werden. Beispielsweise wird ein Wendepunkt P des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments so berechnet, dass ein Vorderradschlupfwinkel am, der um einen vorbestimmten Wert größer als der Vorderradschlupfwinkel αp an dem Wendepunkt P ist, als Punkt M eingestellt wird.
Darüber hinaus wird das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment mit Bezug auf den Vorderradschlupfwinkel durch den Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche beeinflusst. Daher kann, wenn das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage des Wendepunkts P des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa eingestellt wird, wie in 12 gezeigt ist, die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik genau eingestellt werden. Wenn beispielsweise der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche geringer wird, ändert sich die Charakteristik des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa von der durchgezogenen Linie zu der gestrichelten Linie in 12. Wenn nämlich der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche verringert wird, ändert sich der Wendepunkt des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa von dem Punkt P zu dem Punkt P'. Es ist daher notwendig, die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik (Tsat) von OMN zu OM'N' zu ändern. Bei dieser Gelegenheit kann auch in dem Fall, dass sich der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche ändert, die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik gemäß der Änderung des Reibungskoeffizienten μ der Fahrbahnfläche eingestellt werden, da der Punkt M' auf der Grundlage des Wendepunkts P' eingestellt wird, wie vorstehend beschrieben ist.
3. Ausführungsbeispiel der Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung
13 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung, die mit der vorstehend erwähnten Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung ausgestattet ist. Die Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung weist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung auf. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung hat eine bekannte Gerätekonfiguration. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung ist so aufgebaut, dass ein Lenkdrehmoment Tstr, das an einer Lenkwelle 2 gemäß der Betätigung eines Lenkrads 1 durch einen Fahrer wirkt, durch einen Lenkdrehmomentsensor TS erfasst wird, und dass ein EPS-Motor (ein Elektromotor) 3 gemäß dem erfassten Wert des Lenkdrehmoments Tstr gesteuert wird. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung lenkt Vorderräder FL und FR durch ein Reduktionszahnrad 4 und einen Zahnstangenantrieb 5, um dadurch den Lenkaufwand des Fahrers zu entlasten.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor EG eine Brennkraftmaschine mit einer Drosselsteuerung TH und einem Kraftstoffinjektor FI. Bei der Drosselsteuerung TH wird die Hauptdrosselöffnung eines Hauptdrosselventils M7 gemäß der Betätigung eines Beschleunigerpedals 6 gesteuert. Der Verbrennungsmotor EG ist ferner so aufgebaut, dass ein Subdrosselventil SV der Drosselsteuerung TH betrieben wird, um seine Subdrosselöffnung zu steuern, während der Kraftstoffinjektor FI betrieben wird, um die Menge des eingespritzten Kraftstoffs gemäß der Abgabe einer elektronischen Steuereinheit ECU zu steuern. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor EG mit Vorderrädern FL und FR an der Vorderseite des Fahrzeugs durch eine Gangwechselsteuerung GS und (nicht gezeigte) Differenzialgetriebe verknüpft, um dadurch ein so genanntes Vorderradantriebssystem zu bilden. Jedoch ist das Antriebssystem der Erfindung nicht darauf beschränkt.
Außerdem ist die elektronische Steuereinheit ECU äquivalent zu einer Steuereinheit.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Bremssystem wie folgt aufgebaut. Radzylinder Wf1, Wfr, Wr1 und Wrr sind an die Räder (FI, FR, RL und RR) jeweils angebracht. Eine Hydraulikbremsdrucksteuerung BC ist mit den Radzylindern Wf1 usw. verbunden. Das Bremssystem wird später genau unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. Außerdem drückt das Vorderrad FL ein Rad an der vorderen linken Seite mit Sicht von einem Fahrersitz aus, drückt das Vorderrad FR ein Rad an der vorderen rechten Seite aus, drückt das Hinterrad RL ein Rad an der hinteren linken Seite aus und drückt das Hinterrad RR ein Rad an der hinteren rechten Seite aus.
Radgeschwindigkeitssensoren WS1 bis WS4 sind an den Rädern (FL, FR, RL und RR) jeweils angeordnet. Die Radgeschwindigkeitssensoren WS1 bis WS4 sind mit der elektronischen Steuereinheit ECU verbunden, sodass eine Rotationsgeschwindigkeit jedes Rads, nämlich ein Impulssignal mit einer Anzahl von Impulsen, die proportional zu einer Radgeschwindigkeit ist, zu der elektronischen Steuereinheit ECU eingegeben wird. Ferner sind ein Stoppschalter ST, der sich einschaltet, wenn ein Bremspedal BP verwendet wird, ein Lenkwinkelsensor SS zum Erfassen eines Lenkwinkels θh der Vorderräder FL und FR, ein Längsbeschleunigungssensor XG zum Erfassen einer Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs und ein Seitenbeschleunigungssensor YG zum Erfassen einer Seitenbeschleunigung Gy des Fahrzeugs mit der elektronischen Steuereinheit ECU verbunden. Ferner sind ein Gierratensensor YS zum Erfassen der Gierrate γ des Fahrzeugs, ein Lenkdrehmomentsensor TS, ein Drehwinkelsensor RS zum Erfassen des Drehwinkels des EPS-Motors 3 usw. mit der elektronischen Steuereinheit ECU verbunden.
14 zeigt die Systemkonfiguration der elektronischen Steuereinheit ECU in diesem Ausführungsbeispiel. Bei der Systemkonfiguration sind ein Lenksteuersystem (EPS), ein Bremssteuersystem (ABS, TRC und VSC), ein Drosselsteuersystem (SLT), ein Schaltsteuersystem (ATM) und ein Alarmsystem miteinander durch einen Kommunikationsbus verbunden, sodass Systeminformationen für alle Systeme gemeinsam verwendet werden können. Das Lenksteuersystem ist so ausgebildet, dass ein Lenkdrehmomentsensor TS und ein Drehwinkelsensor RS mit einer Lenksteuereinheit ECU1 verbunden sind, die eine CPU zum Steuern der elektronischen Servolenkvorrichtung hat, nämlich eine elektrische Lenksteuer-CPU (EPS), einen ROM und einen RAM, und dass ein EPS-Motor 3 mit der elektronischen Steuereinheit ECU1 durch einen Motorantriebsschaltkreis AC1 verbunden ist, Das Bremssteuersystem ist zum Durchführen einer Antischleuderbremssteuerung (ABS), einer Traktionssteuerung (TRC) und einer Fahrzeugstabilitätssteuerung (VSC) vorgesehen.
Das Bremssteuersystem ist so ausgebildet, dass die Radgeschwindigkeitssensoren WS1 bis WS4 (durch WS dargestellt) und Hydraulikdrucksensoren (durch PS dargestellt) mit einer Bremssteuereinheit ECU2 verbunden sind, die eine Bremssteuer-CPU, einen ROM und ein RAM hat. Der Stoppschalter ST, der Gierratensensor YS, der Längsbeschleunigungssensor XG, der Seitenbeschleunigungssensor YG und der Lenkwinkelsensor SS sind mit der. Bremssteuereinheit ECU2 verbunden, während Solenoidventile (durch SL dargestellt) mit der Bremssteuereinheit ECU2 durch einen Solenoidantriebsschaltkreis AC2 verbunden sind.
Das Alarmsystem ist zum Abgeben eines Alarms vorgesehen, wenn der Griffigkeitsfaktor, der auf die vorstehend erwähnte Art und Weise geschätzt wird, niedriger als ein vorbestimmter erster Wert ist. Das Alarmsystem ist so ausgebildet, dass eine Alarmvorrichtung AC3 zum Abgeben einer Anzeige oder einer Stimme oder Ähnlichem mit einer Alarmsteuereinheit ECU3 verbunden ist, die eine Alarmsteuer-CPU, einen ROM und einen RAM hat. Das Drosselsteuersystem (SLT) ist so ausgebildet, dass ein Drosselsteuerstellglied AC4 mit einer Drosselsteuereinheit ECU4 verbunden ist, die eine Drosselsteuer-CPU, einen ROM und einen RAM hat. In ähnlicher Weise ist das Schaltsteuersystem so ausgebildet, dass ein Schaltsteuerstellglied AC5 mit einer Schaltsteuereinheit ECU5 verbunden ist, die ein Automatikgetriebeschaltsteuer-CPU (ATM), einen ROM und einen RAM hat. Außerdem ist jeder dieser Steuereinheiten ECU1 bis ECU5 mit einem Kommunikationsbus durch eine Kommunikationseinheit verbunden, die eine Kommunikations-CPU, einen ROM und einen RAM hat. Auf diese Art und Weise können Informationen, die für jedes Steuersystem notwendig sind, von dem anderen Steuersystem aufgenommen werden.
15 zeigt ein Beispiel der Hydraulikbremsdrucksteuerung BC in diesem Ausführungsbeispiel. Die in 15 gezeigte Konfiguration wird „brake by wire" genannt, die praktisch in JP-A-2000-062597 beschrieben ist. Beispielsweise wurde die Hydraulikbremsdrucksteuerung BC insbesondere in JP-A-2000-062597 beschrieben. Der Betrieb der Hydraulikbremsdrucksteuerung BC wird kurz beschrieben. Zum Zeitpunkt des gewöhnlichen Betriebs wird ein Hydraulikdruckschaltkreis bei einem Hauptzylinder MC von Hydraulikdruckschaltkreisen bei den Radzylindern Wfr, Wf1, Wrr und Wr1 getrennt. Eine Steueranforderung des Fahrers wird durch eine Bremspedalbetätigungsgrößenerfassungseinheit M23, wie zum Beispiel einen Bremspedalhubsensor SR, einen Bremsdrucksensor, einen Hauptzylinderhydraulikdrucksensor usw. erfasst. Eine Sollbremskraft für jedes Rad wird auf der Grundlage der Betätigungsgröße entschieden, sodass ein Hydraulikbremsdruck für jedes Rad durch entsprechende der Linearsolenoidventile (SL1 bis SL8) gesteuert wird.
Zum Zeitpunkt des Bremsens werden Solenoidventile SLa, SLb und SLc der Ein-/Ausschaltbauart magnetisch so erregt, dass das Solenoidventil SLa geöffnet wird, während die Solenoidventile SLb und SLc geschlossen sind. Als Folge wird der Hauptzylinder MC von den Radzylindern Wfr, Wf1, Wrr und Wr1 getrennt und mit einem Hubsimulator SM durch das Solenoidventil SLa verbunden. Ein Hydraulikbremsdruck für jedes Rad wird derart gesteuert, dass ein akkumulatorseitiges Linearsolenoidventil (beispielsweise SL1) und ein reservoirseitiges Linearsolenoidventil (beispielsweise SL2) gesteuert werden, während ein Hochdrucksammler ACC als Druckquelle verwendet wird. Eine Bremskraft wird nämlich unabhängig gemäß jedem Rad gesteuert. Außerdem ist die in 15 gezeigte Hydraulikdruckschaltkreiskonfiguration ein Beispiel. Die Hydraulikdruckschaltkreiskonfiguration ist nicht darauf beschränkt, solange ein Druck automatisch aufgebracht werden kann.
Bei der Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung, die mit der Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung ausgestattet ist, die konfiguriert ist, wie vorstehend beschrieben ist, werden verschiedenartige Steuerungen wie folgt durchgeführt. Zuerst ist 16 ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess in dem Fall zeigt, in dem der Fahrer bezüglich der Verringerung des Griffigkeitsfaktors alarmiert wird.
Zuerst wird in Schritt 101 eine Initialisierung vorgenommen. In Schritt 102 werden verschiedenartige Sensorsignale (erfasste Signale) eingelesen. In Schritt 103 wird das Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa auf der Grundlage der eingelesenen Sensorsignale geschätzt. 6 zeigt die Konfiguration der Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 zum Schätzen des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa. Die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 weist eine Kennfeldberechnungseinheit M16 und eine Vorkorrekturselbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M17 auf.
In diesem Ausführungsbeispiel ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung vorgesehen, die in 13 gezeigt ist. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die elektrische Servolenkungsvorrichtung so ausgebildet, dass ein Lenkdrehmoment Tstr, das an einer Lenkwelle 2 gemäß einer Lenkbetätigung wirkt, durch einen Lenkdrehmomentsensor TS erfasst wird, und dass ein EPS-Motor 3 gemäß dem erfassten Wert des Lenkdrehmoments Tstr gesteuert wird, um dadurch den Lenkaufwand des Fahrers zu entlasten.
In diesem Fall steht ein Selbstausrichtungsdrehmoment, das an Reifen der Vorderräder erzeugt wird, im Gleichgewicht mit einem Drehmoment, das durch Subtrahieren einer Lenkreibungskomponente von der Summe des Lenkdrehmoments auf der Grundlage der Lenkbetätigung und des Unterstützungsdrehmoments erhalten wird, das von der elektrischen Servolenkungsvorrichtung abgegeben wird.
Aus diesem Grund kann das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* gemäß dem Ausdruck Tsaa* = Tstr + Teps – Tfrc durch die Vorkorrekturselbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M17 berechnet werden. In dem Ausdruck ist Tstr das Drehmoment (Lenkdrehmoment), das an der Lenkwelle gemäß der Lenkbetätigung des Fahrers wirkt und das durch den Lenkdrehmomentsensor TS erfasst werden kann, wie vorstehend beschrieben ist. Teps ist ein Unterstützungsdrehmoment, das von der elektrischen Servolenkungsvorrichtung abgegeben wird. Beispielsweise kann dieses auf der Grundlage des Werts eines Motorstroms (Motorstromwert) des EPS-Motors 3 als Bauteil der elektrischen Servolenkungsvorrichtung geschätzt werden, da der Motorstromwert eine vorbestimmte Beziehung zu dem Motorausgangsdrehmoment (Unterstützungsdrehmoment) hat (insbesondere ist das Motorausgangsdrehmoment näherungsweise proportional zu dem Motorstromwert).
In dem vorstehend erwähnten Ausdruck ist Tfrc eine Lenkreibungskomponente, nämlich eine Drehmomentkomponente (Reibungsdrehmoment), die durch Reibung des Lenksystems verursacht wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird Tfrc von der Summe (Tstr + Teps) subtrahiert, sodass das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* berechnet werden kann, während die Reibungskomponente beseitigt wird.
Das Beseitigungsverfahren wird nachstehend unter Bezugnahme auf 26 beschrieben. 26 zeigt ein [Selbstausrichtungsdrehmoment]-[Tst-Gegenkraftdrehmoment]-Kennfeld, das in dem ROM der ECU1 gespeichert ist. Die ECU1 berechnet das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* auf der Grundlage dieses Kennfelds.
In dem Fall der Geradeausfahrt ist das Ist-Gegenkraftdrehmoment (Tstr + Teps) Null. Wenn der Fahrer eine Lenkbetätigung beginnt, um das Lenkrad zu drehen, beginnt ein Ist-Gegenkraftdrehmoment erzeugt zu werden. Bei dieser Gelegenheit wird ein Drehmoment zum Aufheben der Coulombischen Reibung eines (nicht gezeigten) Lenkmechanismus zuerst erzeugt. Dann wird das Selbstausrichtungsdrehmoment erzeugt, wenn die Vorderräder (Reifen) FL und FR an der Vorderseite des Fahrzeugs beginnen sich zu drehen.
Demgemäß wurde in dem Ausgangsstadium der Lenkbetätigung, die auf den Geradeausfahrtzustand angewendet wird, ein Selbstausrichtungsdrehmoment gegen die Erhöhung des Ist-Gegenkraftdrehmoments noch nicht erzeugt, wie durch das Segment O-A in 26 dargestellt ist. Aus diesem Grund wird der geschätzte Wert des Selbstausrichtungsdrehmoments als Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* (das genau ein geschätzter Wert nach der Beseitigung der Reibungskomponente ist, wobei jedoch die Wörter „geschätzter Wert" weggelassen sind) gemäß einem geringfügigen Gradienten mit Bezug auf das Ist-Gegenkraftdrehmoment abgegeben. Wenn das Lenkrad weitergehend gedreht wird, sodass das Ist-Gegenkraftdrehmoment den Reibungsdrehmomentbereich übersteigt, wird das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* entlang dem Segment A-B in 26 abgegeben. Wenn das Lenkrad zurückgedreht wird, sodass das Ist-Gegenkraftdrehmoment verringert wird, wird das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* in der Form eines geringfügigen Gradienten abgegeben, wie durch das Segment B-C in 26 dargestellt ist. Wenn das Lenkrad weitergehend zurückgedreht wird, sodass das Ist-Gegenkraftdrehmoment den Reibungsdrehmomentbereich übersteigt, wie es der Fall ist, wenn das Lenkrad weitergehend gedreht wird, wird das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* entlang dem Segment C-D in 26 abgegeben.
Als Nächstes wird die Kennfeldberechnungseinheit M16, die Längskraftschätzeinheit M15 und die Verteilungseinstelleinheit M14 beschrieben. Zuerst wird die Kennfeldberechnungseinheit M16 beschrieben.
Wenn eine Brems- oder Antriebskraft auf die Räder aufgebracht wird, wird das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* durch die Brems- oder Antriebskraft beeinflusst. Das berechnete Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* ist ein durch die Brems- oder Antriebskraft beeinflusstes Selbstausrichtungsdrehmoment und kann im Folgenden als „Vorkorrekturselbstausrichtungsdrehmoment" bezeichnet werden.
Wenn beispielsweise eine Bremskraft aufgebracht wird, kann das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* niedriger als das Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment gemäß der Größe des Vorderradschlupfwinkels sein. In diesem Fall wird der Griffigkeitsfaktor als ein niedriger Wert abgegeben, wenn der Griffigkeitsfaktor auf der Grundlage des Selbstausrichtungsdrehmoments Tsaa* berechnet wird, das durch die Bremskraft beeinflusst wird. Wenn dagegen die Antriebskraft auf die Räder aufgebracht wird, kann das Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa* höher als das Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment gemäß der Größe des Vorderradschlupfwinkels sein.
Daher wird der Einfluss der Brems- oder Antriebskraft durch die Kennfeldberechnungseinheit M16 entfernt. 5 zeigt ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen der Brems- oder Antriebskraft und dem Selbstausrichtungsdrehmoment ausdrückt und das durch die Kennfeldberechnungseinheit M16 verwendet wird. Das Kennfeld ist in der Speichereinheit, wie zum Beispiel dem ROM in der Lenksteuereinheit ECU1 gespeichert. Außerdem wird das Kennfeld experimentell im Voraus erhalten. In 5 wird eine Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments aufgrund der Antriebskraft an der rechten Seite von Null an der horizontalen Achse ausgedrückt, während eine Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments aufgrund der Bremskraft an der linken Seite von Null an der horizontalen Achse ausgedrückt wird. Wenn sich der Seitenschlupfwinkel auf 1°, 3°, 5°, 10°, 20° und 30° aufeinanderfolgend in 5 ändert, ändert sich das Selbstausrichtungsdrehmoment, wie in 5 gezeigt ist.
Die Kennfeldberechnungseinheit M16 berechnet einen SAT-Korrekturwert Csat (Selbstausrichtungsdrehmomentkorrekturwert) als Größe des Einflusses auf der Grundlage der Vorderradlängskraft Fxf und des Vorderradschlupfwinkels αf, die von der Längskraftschätzeinheit M15 und der Vorderradschlupfwinkelschätzeinheit M9y eingegeben werden, während auf das Kennfeld Bezug genommen wird.
Der SAT-Korrekturwert Csat wird als Differenz zwischen dem Selbstausrichtungsdrehmoment und der Vorderradlängskraft Fxf (Antriebs- oder Bremskraft) bei dem Vorderradschlupfwinkel αf und dem Selbstausrichtungsdrehmoment in dem Fall berechnet und erhalten, indem die Vorderradlängskraft Fxf (Antriebs- oder Bremskraft) bei dem Vorderradschlupfwinkel αf Null beträgt. In dem in 5 gezeigten Beispiel wird die Differenz zwischen dem Selbstausrichtungsdrehmoment Ta (bei einem Vorderradschlupfwinkel von 1°) in dem Fall eine Antriebskraft von A und einem Selbstausrichtungsdrehmoment von T0 (bei einem Vorderradschlupfwinkel von 1°) in dem Fall der Vorderradlängskraft Fxf von Null ausgedrückt.
Als Nächstes wird der Weg der Berechnung der Vorderradlängskraft Fxf durch die Längskraftschätzeinheit M15 beschrieben.
Die Längskraftschätzeinheit M15 schätzt die Vorderradlängskraft Fxf auf der Grundlage der Längsbeschleunigung Gx, des Fahrzeuggewichts W und des Verteilungsverhältnisses 6 bezüglich der Längsantriebs- oder -Bremskraftverteilung, die durch die Verteilungseinstelleinheit M14 eingestellt wird. Insbesondere ist die Vorderradlängskraft Fxf durch den folgenden Ausdruck gegeben. Fxf = W·Gx·δ
Wenn die Längsbeschleunigung Gx positiv ist, wird die Vorderradlängskraft Fxf als Antriebskraft erhalten. Wenn die Längsbeschleunigung Gx negativ ist, wird die Vorderradlängskraft Fxf als Bremskraft erhalten.
Als Nächstes wird die Verteilungseinstelleinheit M14 beschrieben.
Da in diesem Ausführungsbeispiel das Fahrzeug eine Vorderantriebsbauart ist, liest die Verteilungseinstelleinheit M14 das Verteilungsverhältnis δ ein, das als feststehender Wert eingestellt wird, aus der Speichereinheit, wie zum Beispiel einem ROM ein, wenn eine Antriebskraft aufgebracht wird. Wenn aber das Fahrzeug eine Vierradantriebsbauart ist, die eine Antriebskraftverteilungseinrichtung hat, wird das Verteilungsverhältnis gemäß der vorderradseitigen Antriebskraftverteilung eingestellt, die durch die Verteilungseinrichtung berechnet wird, wenn eine Antriebskraft auf die Vorderräder aufgebracht wird. Wenn eine Bremskraft auf die Vorderräder aufgebracht wird, stellt die Verteilungseinstelleinheit M14 das Verteilungsverhältnis δ der Bremskraft, die auf die Vorderräder aufgebracht wird, gemäß dem Verhältnis der Größe der Bremsung, die auf die Vorderräder aufgebracht wird, durch die ECU2 des Bremssteuersystems auf die Größe der Bremsung ein, die auf die Hinterräder durch die ECU des Bremssteuersystems aufgebracht wird.
Nachdem der SAT-Korrekturwert Csat durch die Kennfeldberechnungseinheit M16 auf die vorstehend erwähnte Art und Weise berechnet ist, wird der SAT-Korrekturwert Csat von dem Vorkorrekturselbstausrichtungsdrehmoment (Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa*), das durch die Vorkorrekturselbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M17 geschätzt wird, abgezogen. Auf diese Art und Weise wird ein Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa berechnet. Der berechnete Wert von Tsaa wird der Griffigkeitsfaktorschätzeinheit M12 zugeführt.
Unter Rückbezug auf 16 wird in Schritt 104 ein Bezugselbstausrichtungsdrehmoment (Tsao) auf die vorstehend erwähnte Art und Weise berechnet. In Schritt 105 wird der Griffigkeitsfaktor ε auf die vorstehend erwähnte Art und Weise geschätzt. In Schritt 106 wird der Griffigkeitsfaktor ε mit einem ersten vorbestimmten Wert ε0 verglichen. Der erste vorbestimmte Wert ε0 ist ein Beurteilungswert zum Beurteilen, ob der Griffigkeitsfaktor niedrig ist oder nicht. Wenn der Griffigkeitsfaktor ε niedriger als der erste vorbestimmte Wert ε0 ist, wird eine Entscheidung gemacht, dass der Griffigkeitsfaktor niedrig ist. In diesem Fall wird in Schritt 107 der Fahrer über die Tatsache alarmiert, dass der Griffigkeitsfaktor niedrig ist. Eine Einheit zum Anzeigen eines Indikators oder zum Erzeugen einer Stimme wird als Alarmeinheit verwendet. Die Konfiguration kann so ausgebildet werden, dass eine Stimme zum Antreiben des Fahrers zum Lösen der Beschleunigerbetätigung oder zum Vornehmen der Bremsbetätigung abgegeben wird. Wenn der Griffigkeitsfaktor ε nicht geringer als der erste vorbestimmte Wert ε0 ist, läuft die gegenwärtige Position der Routine zurück zu Schritt 102.
17 zeigt den Fall, bei dem die Bremskraftsteuerung zum Verringern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder die Drosselsteuerung und/oder die Schaltsteuerung zu dem vorstehend erwähnten Prozess hinzugefügt werden. Die Beschreibung der Schritte 201 bis 207 wird weggelassen, da die Schritte 201 bis 207 die gleichen wie die Schritte 101 bis 107 in 16 sind. Wenn eine Entscheidung in Schritt 206 gemacht wird, dass der Griffigkeitsfaktor ε geringer als der erste vorbestimmte Wert ε0 ist, schreitet die gegenwärtige Position der Routine zu Schritt 207, bei dem der Fahrer alarmiert wird. Dann wird in Schritt 208 der Griffigkeitsfaktor ε mit einem zweiten vorbestimmten Wert ε1 (< ε0) verglichen. Der zweite vorbestimmte Wert ε1 ist ein Beurteilungswert zum Durchführen von zumindest entweder einer Bremskraftsteuerung, einer Drosselsteuerung oder einer Schaltsteuerung. Wenn eine Entscheidung in Schritt 208 gemacht wird, dass der Griffigkeitsfaktor ε niedriger als der zweite vorbestimmte Wert ε1 ist, schreitet die gegenwärtige Position der Routine zu Schritt 209, bei dem zumindest entweder eine Bremskraftsteuerung, eine Drosselsteuerung oder eine Schaltsteuerung durchgeführt wird.
Beispielsweise wird bei der Bremskraftsteuerung eine Bremskraft auf zumindest ein Rad aufgebracht, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auch in dem Fall zu verringern, dass der Fahrer keine Bremsbetätigung durchführt. Ebenso wird bei der Drosselsteuerung die Drossel so gesteuert, dass sie geschlossen wird, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern. Bei der Schaltsteuerung wird die Gangschaltposition in eine geschwindigkeitsverringernde Richtung geändert, um einen Herunterschaltbetrieb durchzuführen.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel der Bremskraftsteuerung als eine der vorstehend erwähnten Steuerungen zeigt. Das Ablaufdiagramm wird durch die CPU der Bremssteuereinheit ECU2 als Bauteil der elektronischen Steuereinheit ECU ausgeführt. Zuerst wird in Schritt 301 der Griffigkeitsfaktor ε eingelesen. In Schritt 302 wird die Fahrerbremspedalbetätigungsgröße (der durch den Hubsensor SR in 15 erfasste Wert) eingelesen. Dann wird in Schritt 303 der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche geschätzt. Die Bremskraftsteuerung auf der Grundlage des Griffigkeitsfaktors wird ausgeführt, wenn sich der Griffigkeitsfaktor auf einen gewissen Grad verringert hat (beispielsweise geringer als der zweite vorbestimmte Wert), auf die gleiche Art und Weise wie vorstehend beschrieben ist (17). Demgemäß kann der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche unter Verwendung des Wendepunkts (Punkts B in 11) des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments geschätzt werden. Der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche kann auf der Grundlage der Zustandsvariablen, wie zum Beispiel des Selbstausrichtungsdrehmoments, des Vorderradschlupfwinkels, der Seitenkraft oder der Seitenbeschleunigung geschätzt werden, wenn ein Wendepunkt des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments vorhanden ist.
Dann schreitet die gegenwärtige Position der Routine zu Schritt 304 weiter, bei dem die vertikale Last (Radlast), die auf jedes Rad ausgeübt wird, auf der Grundlage der Seitenbeschleunigung (des durch den Seitenbeschleunigungssensor YG erfassten Werts) und der Längsbeschleunigung (des durch den Längsbeschleunigungssensor XG erfassten Werts) berechnet. wird. In Schritt 305 wird ein Inkrement für eine Sollbremskraft jedes Rads auf der Grundlage der Ergebnisse der vorstehend erwähnten Schätzung und Berechnung eingestellt, nämlich auf der Grundlage der Fahrerbremspedalbetätigungsgröße, des Griffigkeitsfaktors ε, des Reibungskoeffizienten μ der Fahrbahnfläche und der Radlast. In Schritt 306 werden Solenoidventile (durch SL dargestellt) in 15 auf der Grundlage der Sollbremskraft nach der Zugabe des Inkrements für die Sollbremskraft gesteuert, sodass die folgende Bremskraftsteuerung durchgeführt wird.
19 ist ein Blockdiagramm einer Bremskraftsteuerung auf der Grundlage des Griffigkeitsfaktors. Ein Inkrement für eine Bremskraft auf der Grundlage des Griffigkeitsfaktors wird auf der Grundlage der Fahrerbremspedalbetätigungsgröße oder der Fahrersollbremskraft, des geschätzten Werts des Griffigkeitsfaktors, des geschätzten Werts des Reibungskoeffizienten der Fahrbahnfläche, des geschätzten Werts der Radlast, des Ergebnisses der Beurteilung des Fahrzeugverhaltens und der Fahrerlenkbetätigungsgeschwindigkeit eingestellt. Der Griffigkeitsfaktor wird durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit M12 geschätzt (die dieselbe wie in 1 ist). Der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche wird durch die Reibungskoeffizientschätzeinheit M19 auf der Grundlage des Wendepunkts (Punkt P in 11) des Ist-Selbstausrichtungsdrehmoments auf die vorstehend erwähnte Art und Weise geschätzt. Die Radlast wird durch die Radlastschätzeinheit M20 auf die vorstehend erwähnte Art und Weise geschätzt (Schritt 304). Das Fahrzeugverhalten wird durch eine Fahrzeugverhaltensbeurteilungseinheit M21 geschätzt, die später beschrieben wird. Die Fahrerlenkbetätigungsgeschwindigkeit (Lenkradbetätigungsgeschwindigkeit) wird durch eine Lenkbetätigungsgeschwindigkeitserfassungseinheit M22 erfasst. Beispielsweise wird die Größe einer Änderung des Lenkwinkelsignals, das durch den Lenkwinkelsensor SS in 13 erfasst wird, mit Bezug auf die Zeit berechnet. Die Fahrerbremspedalbetätigungsgröße wird durch eine Bremspedalbetätigungsgrößenerfassungseinheit M23 erfasst (beispielsweise der Hubsensor SR in 15).
Die Reibungskoeffizientschätzeinheit M19, die Radlastschätzeinheit M20, die Fahrzeugverhaltensbeurteilungseinheit M21 und die Lenkbetätigungsgeschwindigkeitserfassungseinheit M22 werden durch die elektronische Steuereinheit ECU (Bremssteuereinheit ECU2) gebildet.
Die Fahrersollbremskraft wird durch eine Fahrersollbremskrafteinstelleinheit M24 auf der Grundlage einer Abgabe eingestellt, die durch die Bremspedalbetätigungsgrößenerfassungseinheit M23 erfasst wird. Ein Inkrement für die Sollbremskraft wird durch eine Sollbremskraftinkrementeinstelleinheit M25 auf der Grundlage eines Ergebnisses der Einstellung der Fahrersollbremskraft und der Ergebnisse, die durch die Einheit M12 bis M22 erfasst werden, eingestellt. Der Sollwert der Bremskraft für jedes Rad wird durch eine Sollbremskrafteinstelleinheit M26 derart entschieden, dass das Inkrement für die Sollbremskraft zu der Fahrersollbremskraft addiert wird. Die Bremskraftsteuerung, die auf dem Griffigkeitsfaktor basiert, wird auch in dem Fall ausgeführt, dass der Fahrer keine Bremsbetätigung durchführt. Aus diesem Grund kann auch in dem Fall, dass das Fahrzeug in eine Kurve unter der Bedingung eintritt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit Bezug auf den Richtungswechselradius übermäßig ist, das Fahrzeug durch die Kurve fahren, während der Richtungswechselradius gehalten wird, da das Fahrzeug automatisch auf der Grundlage des Griffigkeitsfaktors der Vorderräder gebremst wird.
Die Fahrersollbremskrafteinstelleinheit M24, die Sollbremskraftinkrementeinstelleinheit M25 und die Sollbremskrafteinstelleinheit M26 werden durch die elektronische Steuereinheit ECU (Bremssteuereinheit ECU2) gebildet.
Das Inkrement für die Sollbremskraft bei der Bremskraftsteuerung, die auf dem Griffigkeitsfaktor basiert, wird auf der Grundlage der folgenden Bedingung eingestellt. 20 zeigt ein Kennfeld des Inkrements für die Sollbremskraft gemäß der Fahrerbremspedalbetätigungsgröße (oder der Fahrersollbremskraft). Wenn der Fahrer schon eine Bremsbetätigung vorgenommen hat, die nicht geringer als ein vorbestimmter Wert (Kd) ist, wird die Bremsbetätigung gemäß der Notwendigkeit der Bremsung ausgeführt oder wird der Griffigkeitsfaktor aufgrund der Bremsung abgesenkt. Wenn demgemäß die Bremspedalbetätigungsgröße (oder die Fahrersollbremskraft) nicht geringer als der vorbestimmte Wert (Kd) ist, wird das Inkrement für die Sollbremskraft auf Null eingestellt.
21 zeigt ein Kennfeld des Inkrements für die Sollbremskraft mit Bezug auf den Griffigkeitsfaktor ε. Das Inkrement für die Sollbremskraft wird so eingestellt, dass sich das Inkrement vergrößert, wenn sich der Griffigkeitsfaktor ε verringert. Wenn jedoch der Griffigkeitsfaktor ε geringer als ein vorbestimmter Wert (ε2) ist, wird das Inkrement für eine Sollbremskraft eingestellt, um unterdrückt zu werden, da eine Vergrößerung der Bremskraft eine weitergehende Verringerung des Griffigkeitsfaktors verursachen wird, wenn der Griffigkeitsfaktor ε zu gering ist. Der Grenzwert des Griffigkeitsfaktors ε zum Starten der Bremskraftsteuerung in dem Fall, dass der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche niedrig ist (wie durch die durchgezogene Linie in 21 dargestellt ist), wird höher als der Grenzwert des Griffigkeitsfaktors ε zum Starten der Bremskraftsteuerung in dem Fall eingestellt, dass der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche hoch ist (durch die gestrichelte Linie in 21 dargestellt). Wenn nämlich der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche niedrig ist, wird der Grenzwert des Griffigkeitsfaktors ε so eingestellt, dass die Steuerung in einem Zustand startet, in dem der Griffigkeitsfaktor ε höher ist. Wenn darüber hinaus der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche niedrig ist, wird die Rate der Änderung des Inkrements für die Sollbremskraft zu dem Griffigkeitsfaktor ε vorzugsweise niedrig eingestellt, sodass sich das Verhalten langsam ändert.
22 zeigt ein Kennfeld des Inkrements für die Sollbremskraft mit Bezug auf den Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche. 23 zeigt ein Kennfeld des Inkrements für eine Sollbremskraft mit Bezug auf die Radlast. Wie aus den 22 und 23 entnehmbar ist, ist das Inkrement für die Sollbremskraft so eingestellt, dass sich das Inkrement vergrößert, wenn der Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche sich vergrößert und wenn die Radlast ansteigt. Eine Bremskraftcharakteristik jedes Rads wird auf der Grundlage der Radlast und des Reibungskoeffizienten der Fahrbahnfläche entschieden. Eine obere Grenze des Inkrements für die Sollbremskraft wird so eingestellt, dass der „Schlupfbereich" (siehe 2) des Radschlupfs nicht übermäßig wird, d.h., eine Bremskraftsteuerung wird in einem vorbestimmten Bereich des „Haftbereichs" ausgeführt.
24 zeigt ein Kennfeld des Inkrements für eine Sollbremskraft auf der Grundlage der Fahrerlenkbetätigungsgeschwindigkeit und des Griffigkeitsfaktors. Außerdem wird die Fahrerlenkbetätigungsgeschwindigkeit (Lenkradbetätigungsgeschwindigkeit) als Größe der Änderung eines Lenkwinkelsignals (eines durch den Lenkwinkelsensor SS erfassten Signals) mit Bezug auf die Zeit berechnet und erhalten, wie vorstehend beschrieben ist. Wenn nämlich die Lenkbetätigungsgeschwindigkeit hoch ist, wird das Inkrement für die Sollbremskraft so eingestellt, dass die Bremskraftsteuerung an einem Punkt startet, an dem der Griffigkeitsfaktor höher ist, da ein Notfall, wie zum Beispiel ein Fall zur Vermeidung eines Hindernisses vorhergesagt wird. Wenn darüber hinaus die Lenkbetätigungsgeschwindigkeit hoch ist, wird das Inkrement für die Sollbremskraft auf einen hohen Wert eingestellt, sodass eine ausreichende Geschwindigkeitsverringerung erhalten werden kann.
Außerdem gibt es, da das Fahrzeug im Allgemeinen ausgelegt ist, um eine schwache Untersteuercharakteristik zu zeigen, eine erste Grenze für die Vorderräder. Wenn demgemäß die Bremskraftsteuerung durchgeführt wird, kann die Bremskraftsteuerung vorzugsweise für zumindest ein Rad durchgeführt werden, sodass die Geschwindigkeit verringert werden kann, während die gesamte Seitenkraft aufrechterhalten werden kann, um das Giermoment, das nach innen des Richtungswechsels wirkt, und den Radius des Richtungswechsels aufrechtzuerhalten. Als Beispiel einer Bremskraftsteuerung kann angenommen werden, dass die Anzahl der Räder, die zu bremsen sind, sich in der Reihenfolge des Hinterrads an der Innenseite des Richtungswechsels, des Hinterrads an der Außenseite des Richtungswechsels und des Vorderrads an der Außenseite des Richtungswechsels gemäß dem Griffigkeitsfaktor vergrößert. Oder das Hinterrad an der Innenseite des Richtungswechsels, das Hinterrad an der Außenseite des Richtungswechsels und das Vorderrad an der Außenseite des Richtungswechsels können gleichzeitig gesteuert werden. Wenn die Fahrbahnfläche einen hohen Reibungskoeffizient hat, können auch nur die Hinterräder gesteuert werden, da eine ausreichende Geschwindigkeitsverringerung einfach erhalten werden kann. Wenn der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche sehr niedrig ist, wenn nämlich der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, der ein Beurteilungswert zum Beurteilen ist, dass der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche sehr niedrig ist, ist es jedoch vorzuziehen, dass eine Bremskraftsteuerung (Vergrößerung der Bremskraft) für die Hinterräder unterbunden wird, da das Fahrzeug in eine Tendenz zu einem plötzlichen Übersteuern gelangen kann.
In einem stationären Zustand zeigt das Fahrzeug eine Untersteuercharakteristik. Beim Übergangslenken, wie zum Beispiel beim Slalom oder Spurwechsel oder beim Ändern des Reibungskoeffizienten der Fahrbahnfläche kann jedoch das Fahrzeug eine Tendenz zum Übersteuern zeigen. 25 zeigt eine Steuerung gemäß diesem Fall. Die Beschreibung der Schritte 401 bis 404 wird weggelassen, da die Schritte 401 bis 404 die gleichen wie die Schritte 301 bis 304 in 18 sind. In Schritt 405 wird das Verhalten des Fahrzeugs entschieden, um eine Beurteilung zu machen, ob das Fahrzeug eine Tendenz zu einer Untersteuerung oder eine Tendenz zu einer Übersteuerung zeigt. Wenn eine Entscheidung in Schritt 406 gemacht wird, dass das Fahrzeug eine Tendenz zu einem Übersteuern zeigt, auf der Grundlage eines Ergebnisses der Beurteilung, schreitet die gegenwärtige Position der Routine zu Schritt 407 weiter, bei dem Übersteuerungsparameter so eingestellt werden, dass ein Giermoment nach außen des Richtungswechsels durch eine Erhöhung der Bremskraft erzeugt werden kann, um dadurch die Geschwindigkeit zu verringern. Wenn eine Entscheidung in Schritt 406 gemacht wird, dass das Fahrzeug keine Tendenz zum Übersteuern zeigt, schreitet die gegenwärtige Position der Routine zu Schritt 408 weiter, bei dem Untersteuerungssteuerparameter so eingestellt werden, dass die Geschwindigkeit verringert werden kann, während ein Giermoment, das nach innen des Richtungswechsels erzeugt wird, aufrechterhalten werden kann, um dem Kurvenradius zu folgen. Folglich wird in Schritt 409 ein Inkrement für die Sollbremskraft auf der Grundlage dieser Steuerparameter entschieden. In Schritt 401 wird die Bremskraftsteuerung durchgeführt.
4. Andere Ausführungsbeispiele der Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung und der Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung
Bei der Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung und der Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen wird der Änderung der pneumatischen Spur der Reifen Beachtung geschenkt, sodass der Griffigkeitsfaktor ε auf der Grundlage des Selbstausrichtungsdrehmoments berechnet wird. Die Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung und die Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung können jedoch insbesondere wie folgt erhalten werden.
Der Griffigkeitsfaktor (durch εm in diesem Fall bezeichnet), der nämlich den Grad des Seitenschlupfs für Räder ausdrückt, kann auf der Grundlage der Zulässigkeit einer Seitenkraft mit Bezug auf die Reibung der Fahrbahnfläche wie folgt geschätzt werden.
Zuerst wird gemäß einem theoretischen Modell einer Kraft, die an jedem Reifen erzeugt wird (ein Bürstenmodell), die Beziehung zwischen der Vorderradseitenkraft Fyf und dem Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa durch die folgenden Ausdrücke gegeben: In dem Fall von ξ > 0, Fyf = μ·Fz·(1 – ξ^3) (1); In dem Fall von ξ ≤ 0, Fyf = μ·Fz (2); In dem Fall von ξ > 0, Tsaa = (1·Ks/6)·λ·ξ^3 (3);und In dem Fall von ξ ≤ 0, Tsaa = 0 (4),wobei ξ ein Wert ist, der für den Ausdruck ξ = 1 – {Ks/(3·μ·Fz})·λ ist, Fz eine Bodenkontaktlast ist, „1" die Bodenkontaktlänge der Bodenkontaktfläche des Reifens ist, Ks eine Konstante ist, die eine Laufflächensteifigkeit entspricht, λ ein Seitenschlupf ist (λ = tan(αf)), und αf ein Vorderradschlupfwinkel ist.
Außerdem drückt das Symbol „^" die Potenz eines Elements aus. Demgemäß drückt „^3" die Potenz von 3 aus.
Im Allgemeinen kann in einem Bereich von ξ > 0 der Seitenschlupf λ als λ = αf betrachtet werden, da der Vorderradschlupfwinkel αf ausreichend klein ist. Wie aus dem Ausdruck (1) erkennbar ist, beträgt das Maximum der Seitenkraft μ·Fz. Wenn demgemäß die Rate der Seitenkraft entsprechend dem Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche zu dem Maximum als Fahrbahnflächenreibungsaktivitätsverhältnis η definiert wird, kann das Fahrbahnflächenreibungsaktivitätsverhältnis η durch den Ausdruck η = 1 – ξ^3 gegeben werden. Demgemäß kann εm = 1 – η als Zulässigkeit der Fahrbahnflächenreibung ausgedrückt werden, Wenn εm als Griffigkeitsfaktor jedes Rads betrachtet wird, kann der Ausdruck εm = ξ^3 erhalten werden. Demgemäß kann der Ausdruck (3) wie folgt angegeben werden. Tsaa = (1·Ks/6)·αf·εm (5)
Der Ausdruck (5) zeigt, dass das Ist-Selbstausrichtungsdrehmoment Tsaa proportional zu sowohl dem Vorderradschlupfwinkel αf als auch dem Griffigkeitsfaktor εm ist. Wenn demgemäß die Charakteristik in dem Fall, dass der Griffigkeitsfaktor εm gleich 1 ist (dass das Fahrbahnflächenreibungsaktivitätsverhältnis Null beträgt, nämlich die Zulässigkeit der Reibung 1 beträgt), als Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik betrachtet wird, wird die Charakteristik wie folgt angegeben. Tsau = (1·Ks/6)·αf (6)
Demgemäß kann der Griffigkeitsfaktor εm wie folgt auf der Grundlage der Ausdrücke (5) und (6) berechnet werden. εm = Tsaa/Tsau (7)
Wie aus der Tatsache offensichtlich ist, dass der Ausdruck (7) den Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche als Parameter nicht enthält, kann der Griffigkeitsfaktor εm ohne die Verwendung des Reibungskoeffizient μ der Fahrbahnfläche berechnet werden. In diesem Fall kann der Gradient K4 (= 1·Ks/6) des Bezugsselbstausrichtungsdrehmoments Tsau im Voraus unter Verwendung des vorstehend erwähnten Bürstenmodells eingestellt werden. Oder der Gradient K4 kann experimentell gemessen werden. Wenn der Anfangswert des Gradienten K4 im Voraus eingestellt wird und der Gradient des Selbstausrichtungsdrehmoments an einem Punkt in der Nähe eines Vorderradschlupfwinkels von Null angegeben und während der Fahrt korrigiert wird, kann die Genauigkeit der Erfassung verbessert werden.
Wenn beispielsweise der Vorderradschlupfwinkel in 27 αf2 beträgt, wird das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment Tsau2 gemäß dem Ausdruck Tsau2 = K4·αf2 berechnet. Der Griffigkeitsfaktor εm wird gemäß dem Ausdruck εm = Tsaa2/Tsau2 = Tsaa2/(K4·αf2) berechnet.
Auf diese Art und Weise kann der Griffigkeitsfaktor ε auf der Grundlage der pneumatischen Spur, wie in den 16–25 gezeigt ist, durch den Griffigkeitsfaktor εm auf der Grundlage der Zulässigkeit der Fahrbahnflächenreibung ersetzt werden. Der Griffigkeitsfaktor ε und der Griffigkeitsfaktor εm haben die in 28 gezeigte Relation. Demgemäß kann der Griffigkeitsfaktor ε berechnet werden und in den Griffigkeitsfaktor εm umgewandelt werden. Dagegen kann der Griffigkeitsfaktor εm berechnet werden und in den Griffigkeitsfaktor ε umgewandelt werden.
Im Folgenden werden die durch die vorliegende Erfindung erhaltenen Vorteile beschrieben.

(1) Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Schätzen des Griffigkeitsfaktors von Rädern bereit, die Folgendes hat: eine Lenkfaktorerfassungseinheit zum Erfassen von zumindest einem von Lenkfaktoren, die ein Lenkdrehmoment und einen Lenkaufwand aufweisen, die auf ein Lenksystem aufgebracht werden, dass sich von einem Lenkrad zu einer Aufhängung bei einem Fahrzeug erstreckt; eine Längskraftschätzeinheit zum Schätzen einer Antriebs- oder Bremskraft der Räder an der Vorderseite des Fahrzeugs (im Folgenden als Vorderräder bezeichnet); eine Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit zum Schätzen eines Selbstausrichtungsdrehmoments, das an den Vorderrädern erzeugt wird, auf der Grundlage eines Signals, das durch die Lenkfaktorerfassungseinheit erfasst wird, und zum Schätzen der Größe des Einflusses der Antriebs- oder Bremskraft, die durch die Längskraftschätzeinheit geschätzt wird, auf das Selbstausrichtungsdrehmoment, um damit einen Wert zu schätzen, der durch Entfernen der Größe des Einflusses von dem Selbstausrichtungsdrehmoment als neues Selbstausrichtungsdrehmoment erhalten wird; eine Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit zum Erfassen der Zustandsvariablen des Fahrzeugs; eine Radfaktorschätzeinheit zum Schätzen von zumindest einem von Vorderradfaktoren, die eine Seitenkraft und einen Vorderradschlupfwinkel aufweisen, die auf die Vorderräder aufgebracht werden, auf der Grundlage eines Signals, das durch die Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit erfasst wird; und eine Griffigkeitsfaktorschätzeinheit zum Schätzen des Griffigkeitsfaktors von zumindest den Vorderrädern auf der Grundlage einer Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit neu geschätzt wird, relativ zu dem Radfaktor, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird. Gemäß der vorstehend genannten Konfiguration wird das Selbstausrichtungsdrehmoment der Vorderräder beispielsweise auf der Grundlage eines Lenkdrehmoments aufgrund des Lenkrads oder eines Lenkaufwands geschätzt, der auf die Aufhängung aufgeprägt wird. Ferner wird die Größe eines Einflusses der Antriebs- oder Bremskraft, die durch die Längskraftschätzeinheit geschätzt wird, auf das Selbstausrichtungsdrehmoment geschätzt. Ein Wert, der durch Entfernen der Größe des Einflusses von dem Selbstausrichtungsdrehmoment erhalten wird, wird als neues Selbstausrichtungsdrehmoment geschätzt. Ferner wird eine Seitenkraft oder ein Schlupfwinkel der Vorderräder auf der Grundlage der Zustandsvariablen des Fahrzeugs geschätzt. Der Griffigkeitsfaktor der Vorderräder wird auf der Grundlage einer Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments relativ zu der Seitenkraft oder dem Schlupfwinkel der Vorderräder geschätzt. Außerdem weist die Zustandsvariable des Fahrzeugs Indizes betreffend der Fahrt des Fahrzeugs, wie zum Beispiel die Geschwindigkeit, die Seitenbeschleunigung, die Gierrate, den Lenkwinkel usw. bei dem Fahrzeug auf.
(2) Vorzugsweise kann die Vorrichtung ferner eine Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit zum Einstellen eines Bezugsselbstausrichtungsdrehmoments auf der Grundlage des Radfaktors, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird, und des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, haben, wobei die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit den Griffigkeitsfaktor von zumindest den Vorderrädern auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eingestellt wird, und dem Selbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, schätzt.
(3) Der Aufbau kann so ausgeführt sein, dass die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eine Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik, die durch Annähern einer Charakteristik des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, relativ zu dem Radfaktor, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird, an eine Linearität einschließlich zumindest eines Ursprungs einstellt und das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik einstellt.
(4) Oder der Aufbau kann derart ausgeführt sein, dass die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eine lineare Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik, die einen Gradienten hat, der auf der Grundlage eines Bürstenmodells eingestellt wird, für die Vorderräder einstellt und das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik einstellt.
(5) Die Vorrichtung kann ferner eine Alarmeinheit zum Vergleichen des Griffigkeitsfaktors, der durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit geschätzt wird, mit einem ersten vorbestimmten Wert und zum Alarmieren eines Fahrers des Fahrzeugs haben, wenn der Griffigkeitsfaktor niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist.
(6) Die Erfindung stellt ebenso eine Vorrichtung zum Steuern der Bewegung eines Fahrzeugs bereit, die Folgendes aufweist: eine Vorrichtung zum Schätzen des Griffigkeitsfaktors von Rädern, wie in (1) definiert ist; und eine Steuereinheit zum Steuern von zumindest entweder einer Bremskraft, einer Verbrennungsmotorabgabe und einer Gangschaltposition, die auf das Fahrzeug gemäß einem Signal aufgebracht wird, das durch zumindest die Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit erfasst wird, wobei die Steuereinheit zumindest entweder die Bremskraft, die Verbrennungsmotorabgabe oder die Gangschaltposition steuert, die auf das Fahrzeug aufgebracht wird, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern, wenn der Griffigkeitsfaktor, der durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit geschätzt wird, niedriger als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.
(7) Vorzugsweise kann die Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung ferner eine Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit zum Einstellen eines Bezugsselbstausrichtungsdrehmoments auf der Grundlage des Radfaktors, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird, und des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, haben, wobei die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit den Griffigkeitsfaktor von zumindest den Vorderrädern auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eingestellt wird, und dem Selbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, schätzt.
(8) Der Aufbau kann derart ausgeführt sein, dass die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eine Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik, die durch Annähern einer Charakteristik des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, relativ zu dem Radfaktor, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird, an eine Linearität einschließlich zumindest eines Ursprungs erhalten wird, einstellt und das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik einstellt.
(9) Oder der Aufbau kann derart ausgeführt sein, dass die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eine lineare Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik mit einem Gradienten, der auf der Grundlage eines Bürstenmodells eingestellt wird, für die Vorderräder einstellt und das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentcharakteristik einstellt.
(10) Vorzugsweise kann die Steuereinheit eine Bremskraft, die auf zumindest ein Rad des Fahrzeugs aufgebracht wird, so steuern, dass sie nicht geringer als eine vorbestimmte Bremskraft ist, ungeachtet einer Bremsbetätigung, die durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wird, wenn der Griffigkeitsfaktor, der durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit geschätzt wird, niedriger als der zweite vorbestimmte Wert während der Bremsbetätigung ist, die durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wird.
(11) Die vorbestimmte Bremskraft, die bei der Bremskraftsteuerung verwendet wird, die durch die Steuereinheit ausgeführt wird, kann auf der Grundlage von zumindest entweder der Größe der Betätigung eines Bremspedals bei dem Fahrzeug, des Griffigkeitsfaktors, des Reibungskoeffizienten einer Fahrbahnfläche für die Räder und der Last, die auf die Räder ausgeübt wird, eingestellt werden.
(12) Oder die Steuereinheit kann eine Steuerung durchführen, um zu unterbinden, dass eine Bremskraft für Räder an der Rückseite des Fahrzeugs ansteigt, wenn der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche niedriger als ein vorbestimmter Wert ist.
(13) Bei der Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung, wie in (10) definiert ist, kann die Steuereinheit eine Beurteilung auf der Grundlage eines Signals machen, das durch die Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit erfasst wird, ob das Fahrzeug sich in einem Zustand mit einer Tendenz zum Untersteuern oder einer Tendenz zum Übersteuern befindet, sodass die Steuereinheit die Bremskraft steuert, um das an dem Fahrzeug erzeugte Drehmoment gemäß der Beurteilung, ob das Fahrzeug sich in einem Zustand mit einer Tendenz zum Untersteuern oder einer Tendenz zum Übersteuern befindet, steuert.

Diese Konfigurationen, die vorstehend beschrieben sind, haben die folgenden Vorteile.
Gemäß der in (1) beschriebenen Radgriffigkeitsfaktorschätzvorrichtung wird nämlich das Selbstausrichtungsdrehmoment der Vorderräder auf der Grundlage eines Radfaktors geschätzt und wird ein Radfaktor auf der Grundlage der Zustandsvariablen des Fahrzeugs geschätzt, sodass der Griffigkeitsfaktor, der den Grad einer Seitengriffigkeit der Vorderräder anzeigt, genau auf der Grundlage einer Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments relativ zu dem Radfaktor geschätzt werden kann. Als Folge kann die Vorrichtung den Griffigkeitsfaktor unter Berücksichtigung der Reifencharakteristik der Vorderräder genau schätzen. Darüber hinaus kann, da der Einfluss der Brems- oder Antriebskraft, die an den Vorderrädern wirkt, auf das Selbstausrichtungsdrehmoment entfernt wird, das Selbstausrichtungsdrehmoment genau geschätzt werden. Als Folge können verschiedenartige Steuerungen, wie zum Beispiel eine Bremskraftsteuerung, eine Drosselsteuerung, eine Schaltsteuerung usw., sicher ausgeführt werden.
Wie in (2) ist die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit so vorgesehen, dass der Griffigkeitsfaktor einfach und genau auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Selbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, und dem Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment geschätzt werden kann, wenn die Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments beurteilt wird. Außerdem kann die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit einfach ausgebildet werden, wie in (3) oder in (4) beschrieben ist.
Wenn die Alarmeinheit vorgesehen wird, wie in (5) beschrieben ist, kann der Fahrer über die Tatsache alarmiert werden, dass der Griffigkeitsfaktor niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist. Demgemäß kann der Fahrer geeignete Maßnahmen ergreifen, bevor der Griffigkeitsfaktor übermäßig verringert ist.
Gemäß der Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung, wie in (6) beschrieben ist, kann der Griffigkeitsfaktor genau durch die Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung geschätzt werden. Wenn der Griffigkeitsfaktor auf geringer als der zweite vorbestimmte Wert verringert wird, kann eine geeignete Bewegungssteuerung durchgeführt werden, während eine Reifencharakteristik der Vorderräder berücksichtigt wird.
Wenn die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit vorgesehen wird, wie (7) beschrieben ist, kann der Griffigkeitsfaktor einfach und genau auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment und dem Selbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, geschätzt werden. Außerdem kann die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit einfach ausgebildet werden, wie in (8) oder in (9) beschrieben ist.
Bei dem in (10) beschriebenen Aufbau wird eine Bremskraft, die auf zumindest ein Rad aufgebracht wird, gesteuert, sodass sie nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist, ungeachtet der Fahrerbremsbetätigung, wenn der Griffigkeitsfaktor niedriger als ein vorbestimmter Wert während der Fahrerbremsbetätigung verringert ist. Demgemäß kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geeignet verringert werden, bevor das Fahrzeug in einen unstabilen Zustand gelangt. Der vorbestimmte Wert der Bremskraft bei der Bremskraftsteuerung in dem Fall kann auf der Grundlage von zumindest entweder der Bremspedalbetätigungsgröße, dem Griffigkeitsfaktor, dem Reibungskoeffizienten der Fahrbahnfläche oder der Radlast eingestellt werden, wie in (11) beschrieben ist.
In dem in (12) beschriebenen Aufbau wird eine Erhöhung der Bremskraft für Räder an der Rückseite des Fahrzeugs unterbunden, wenn der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Demgemäß können geeignete Maßnahmen gegen eine plötzliche Änderung zu einer Tendenz zu einer Übersteuerung ergriffen werden, sodass ein stabiler Fahrzustand aufrechterhalten werden kann.
Gemäß (13) wird die Bremskraft so gesteuert, dass ein Giermoment, das erzeugt wird, gemäß der Tatsache variiert, ob das Fahrzeug eine Tendenz zum Untersteuern oder eine Tendenz zum Übersteuern zeigt. Als Folge kann auch in dem Fall, dass eine Untersteuercharakteristik in einem stationären Zustand sich zu einer Tendenz zum Übersteuern aufgrund einer Änderung des Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche ändert, ein stabiler Fahrzustand durch eine geeignete Bremskraftsteuerung aufrechterhalten werden.
Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung wurde zum Zweck der Darstellung und der Beschreibung angegeben. Diese soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die präzise offenbarte Form beschränken, und Abwandlungen sowie Variationen sind im Licht der vorstehenden Lehren möglich oder können aus der Anwendung der Erfindung bezogen werden. Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in verschiedenartigen Ausführungsbeispielen und mit verschiedenenartigen Abwandlungen umzusetzen, die für die bestimmte angegebene Verwendung geeignet sind. Es ist beabsichtigt, dass der Anwendungsbereich der Erfindung durch die angefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
Eine Griffigkeitsfaktorschätzvorrichtung weist eine Lenkdrehmomenterfassungseinheit M1 und eine Unterstützungsdrehmomenterfassungseinheit M2 auf. Wenn eine Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M6 ein Selbstausrichtungsdrehmoment, das an Vorderräder erzeugt wird, auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses der Erfassungseinheit schätzt, wird die Größe eines Einflusses der Längskraft auf das Selbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der Längskraft, die an den Vorderrädern wirkt und durch eine Längskraftschätzeinheit M15 geschätzt wird, und eines Vorderradschlupfwinkels, der durch eine Vorderradschlupfwinkelschätzeinheit M9y geschätzt wird, entfernt. Eine Griffigkeitsfaktorschätzeinheit M12 schätzt den Griffigkeitsfaktor der Vorderräder auf der Grundlage der Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments gemäß der Seitenkraft.

Claims

Vorrichtung zum Schätzen eines Griffigkeitsfaktors eines Rads eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: eine Lenkfaktorerfassungseinheit, die zumindest einen von Lenkfaktoren erfasst, die ein Lenkdrehmoment und einen Lenkaufwand aufweist, die auf ein Lenksystem aufgebracht werden, das sich von einem Lenkrad einer Aufhängung an einem Fahrzeug erstreckt; eine Längskraftschätzeinheit, die eine Antriebs- oder Bremskraft des Rads schätzt; eine Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit, die ein Selbstausrichtungsdrehmoment, das an dem Rad erzeugt wird, auf der Grundlage des Lenkfaktors schätzt, der durch die Lenkfaktorerfassungseinheit erfasst wird, eine Größe eines Einflusses der Antriebs- oder Bremskraft, die durch die Längskraftschätzeinheit geschätzt wird, auf das Selbstausrichtungsdrehmoment schätzt und einen Wert, der durch Entfernen der Größe des Einflusses vom Selbstausrichtungsdrehmoment erhalten wird, als neues Selbstausrichtungsdrehmoment schätzt; eine Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit, die eine Zustandsvariable des Fahrzeugs erfasst; eine Radfaktorschätzeinheit, die zumindest einen von Radfaktoren, die eine Seitenkraft und einen Schlupfwinkel aufweisen, die auf das Rad aufgebracht werden, auf der Grundlage der Zustandsvariablen schätzt, die durch die Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit erfasst wird; und eine Griffigkeitsfaktorschätzeinheit, die einen Griffigkeitsfaktor des Rads auf der Grundlage einer Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit neu geschätzt wird, relativ zu dem Radfaktor schätzt, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner mit einer Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit, die ein Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage des Radfaktors, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird, und des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, einstellt, wobei die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit den Griffigkeitsfaktor des Rads auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eingestellt wird, und dem Selbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, schätzt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eine Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentkenngröße einstellt, die durch Annähern einer Kenngröße des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, relativ zu dem Radfaktor, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird, an eine Linearität einschließlich eines Ursprungs erhalten wird, und wobei die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentkenngröße einstellt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eine lineare Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentkenngröße mit einem Gradienten einstellt, der auf der Grundlage eines Bürstenmodells für das Rad eingestellt ist, und wobei die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der linearen Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentkenngröße einstellt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, ferner mit einer Alarmeinheit, die den Griffigkeitsfaktor, der durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit geschätzt wird, mit einem vorbestimmten Wert vergleicht und einen Fahrer des Fahrzeugs alarmiert, wenn der Griffigkeitsfaktor geringer als der vorbestimmte Wert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner mit einer Alarmeinheit, die den Griffigkeitsfaktor, der durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit geschätzt wird, mit einem vorbestimmten Wert vergleicht und einen Fahrer des Fahrzeugs alarmiert, wenn der Griffigkeitsfaktor geringer als der vorbestimmte Wert ist.
Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung mit: einer Lenkfaktorerfassungseinheit, die zumindest einen von Lenkfaktoren erfasst, die ein Lenkdrehmoment und einen Lenkaufwand aufweisen, die auf ein Lenksystem aufgebracht werden, das sich von einem Lenkrad zu einer Aufhängung an einem Fahrzeug erstreckt; einer Längskraftschätzeinheit, die eine Antriebs- oder Bremskraft des Rads schätzt; einer Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit, die ein Selbstausrichtungsdrehmoment, das an dem Rad erzeugt wird, auf der Grundlage des Radfaktors schätzt, der durch die Lenkfaktorerfassungseinheit erfasst wird, eine Größe eines Einflusses der Antriebs- oder Bremskraft, die durch die Längskraftschätzeinheit geschätzt wird, auf das Selbstausrichtungsdrehmoment schätzt und einen Wert, der durch Entfernen der Größe des Einflusses vom Selbstausrichtungsdrehmoment erhalten wird, als neues Selbstausrichtungsdrehmoment schätzt; einer Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit, die eine Zustandsvariable des Fahrzeugs erfasst; einer Radfaktorschätzeinheit, die zumindest einen von Radfaktoren, die eine Seitenkraft und einen Schlupfwinkel aufweisen, die auf das Rad aufgebracht werden, auf der Grundlage der Zustandsvariablen schätzt, die durch die Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit erfasst wird; einer Griffigkeitsfaktorschätzeinheit, die einen Griffigkeitsfaktor des Rads auf der Grundlage einer Änderung des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit neu geschätzt wird, relativ zu dem Radfaktor schätzt, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird; einer Steuereinheit, die zumindest eines von einer Bremskraft, von einer Verbrennungsmotorabgabe und von einer Gangschaltposition des Fahrzeugs steuert, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern, wenn der Griffigkeitsfaktor, der durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit geschätzt wird, niedriger als ein vorbestimmter Wert ist.
Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 7, ferner mit einer Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit, die ein Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage des Radfaktors, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird, und des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, schätzt, wobei die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit den Griffigkeitsfaktor des Rads auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment, das durch die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eingestellt wird, und dem Selbstausrichtungsdrehmoment schätzt, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird.
Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eine Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentkenngröße einstellt, die durch Annähern einer Kenngröße des Selbstausrichtungsdrehmoments, das durch die Selbstausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, relativ zu dem Radfaktor, der durch die Radfaktorschätzeinheit geschätzt wird, an eine Linearität einschließlich eines Ursprungs erhalten wird, und wobei die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentkenngröße einstellt.
Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit eine lineare Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentkenngröße mit einem Gradienten einstellt, der auf der Grundlage eines Bürstenmodells für das Rad eingestellt wird, und wobei die Bezugsselbstausrichtungsdrehmomenteinstelleinheit das Bezugsselbstausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der linearen Bezugsselbstausrichtungsdrehmomentkenngröße einstellt.
Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinheit eine Bremskraft, die zumindest auf ein Rad des Fahrzeugs aufgebracht wird, so steuert, dass sie nicht geringer als eine vorbestimmte Bremskraft ungeachtet einer Bremsbetätigung eines Fahrers des Fahrzeugs ist, wenn der Griffigkeitsfaktor, der durch die Griffigkeitsfaktorschätzeinheit geschätzt wird, geringer als der vorbestimmte Wert während der Bremsbetätigung ist.
Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Steuereinheit die vorbestimmte Bremskraft auf der Grundlage von zumindest einem von der Betätigungsgröße eines Bremspedals bei dem Fahrzeug, von dem Griffigkeitsfaktor, von dem Reibungskoeffizienten einer Fahrbahnfläche für das Rad und von einer auf das Rad aufgebrachten Last einstellt.
Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Steuereinheit derart steuert, dass unterbunden wird, dass eine Bremskraft für ein Rad an einer Rückseite des Fahrzeugs sich vergrößert, wenn der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Steuereinheit auf der Grundlage des Fahrzeugzustands, der durch die Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinheit geschätzt wird, beurteilt, ob sich das Fahrzeug in einem Zustand mit einer Neigung zum Untersteuern oder einer Neigung zum Übersteuern befindet, und wobei die Steuereinheit die Bremskraft steuert, um ein an dem Fahrzeug erzeugtes Giermoment gemäß der Beurteilung ändert, ob das Fahrzeug sich in einem Zustand mit einer Neigung zum Untersteuern oder mit einer Neigung zum Übersteuern befindet.