DE602004006920T2

DE602004006920T2 - Lenkungssteuerverfahren für elektrisches Fahrzeug

Info

Publication number: DE602004006920T2
Application number: DE602004006920T
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Oshima; Katsuya Minamisaku-gun Imai
Original assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Current assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: EP1477387A3; US7184869B2; JP2004338497A; DE602004006920D1; EP1477387A2; US20040230361A1; JP4045338B2; EP1477387B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenkungssteuerverfahren für Fahrzeuge – insbesondere elektrische Fahrzeuge – mit unabhängiger Vierrad-Lenkung. Insbesondere betrifft sie ein Lenkungssteuerverfahren zum sicheren und einfachen Betreiben eines Fahrzeugs in einem Lenkmodus, der auf die Einschränkungen von Fahrwegen in Einrichtungen, in welchen das Fahrzeug gefahren wird, und auf die Anordnung von Objekten angrenzend an diese Fahrwege angepasst ist. In der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "Lenkmodus" ein Basismuster von Fahrspuren, das von den Rädern eines gelenkten Fahrzeugs beschrieben wird.
In JP-A-2003-146234 schlugen die Erfinder bereits ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines elektrischen Fahrzeugs mit unabhängiger Vierrad-Lenkung zum Lenken in einer großen Vielfalt von Innen/Außen-Einrichtungen, wie z.B. Krankenhäusern, Pflegeheimen, Warenverteilungszentralen, Computerlagerhäusern, großen kommerziellen Einrichtungen, Bibliotheken, Sport/Unterhaltungs-Komplexen, Freizeitparks, usw. unter Verwendung von Lenkmodi vor, die den Einschränkungen in Verbindung mit den Fahrwegen in derartigen Innen/Außen-Anlagen und der Anordnung von Objekten in unmittelbarer Nähe zu den Fahrwegen entsprechend angepasst sind.
Der Beschreibungsteil von JP-A-2003-146234 beschreibt, wie die Lenkung eines elektrischen Fahrzeugs, in welcher die Lenkungs/Antriebs-Steuerung durch getrennte Antriebsmotoren und Lenkungsmotoren für jedes seiner vier Räder (links vorne, rechts vorne, links hinten und rechts hinten) in einer Anzahl unterschiedlicher Lenkungsmodi M1, M2, M3, M4 und M5 ausgeführt wird. Die Beschreibung beschreibt als Beispiele der Lenkungsmodi einen M1-Lenkmodus, in welchem die Fahrspuren der rechten und linken Hinterräder den Spuren den rechten und linken Vorderrädern folgen; einen M2-Lenkmodus, in welchem die Fahrspuren der Vorder- und Hinterräder parallel zueinander verlaufen; einen M3-Lenkmodus, in welchem die Hinterradwendespur in Bezug auf die Vorderradwendespur eine "Innenraddifferenzspur" ist, einen M4-Lenkmodus, in welchem das Fahrzeug sich nach rechts um das rechte Hinterrad als Drehmittelpunkt der Wende wendet, und sich nach links um das linke Hinterrad als dem Drehmittelpunkt der Wende wendet; und einen M5-Lenkmodus, in welchem sich das Fahrzeug nach rechts mit dem rechten Vorderrad als Drehmittelpunkt der Wende wendet und sich nach links mit dem linken Vorderrad als Drehmittelpunkt der Wende wendet. Ferner wird in dieser Anmeldung ein Lenkungssteuerverfahren vorgeschlagen, in welchem ein Modus von den M1-, M2-, M3-, M4- und M5-Lenkungsmodi als der Modus ausgewählt wird, der am besten an die Bedingungen des zu befahrenden Fahrweges angepasst ist; und die Drehung jedes Lenkungsmotors und jedes Antriebsmotors wird dann so gesteuert, dass die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der entsprechenden Räder mit den "Lenkzwangsbedingungsgleichungen "(hierin nachstehend als "Bedingungsgleichung" abgekürzt) übereinstimmen, welche die Bedingungen definieren, die vorliegen müssen, um den ausgewählten vorgeschriebenen Lenkmodus auszuführen.
Die nachstehenden Gleichungen wurden als Lenkzwangsbedingungsgleichungen (Bedingungsgleichungen) für die vorgenannten Lenkungs-Modi vorgeschlagen.
Für den M1-Lenkmodus:
Für den M2-Lenkmodus: α1 = α2 = α3 = α4 (E21) n1 = n2 = n3 = n4 (E22)
Für den M3-Lenkmodus:
In dem M4-Lenkmodus, für eine Rechtswende:
und für eine Linkswende:
In dem M5-Lenkmodus für eine Rechtswende:
und für eine Linkswende:
wobei in den vorstehenden Gleichungen,
α₁ der Lenkwinkel für das rechte Vorderrad ist,
α₂ der Lenkwinkel für das linke Vorderrad ist,
α₃ der Lenkwinkel für das rechte Hinterrad ist,
α₄ der Lenkwinkel für das linke Hinterrad ist,
n₁ die Drehgeschwindigkeit für das rechte Vorderrad ist,
n₂ die Drehgeschwindigkeit für das linke Vorderrad ist,
n₃ die Drehgeschwindigkeit für das rechte Hinterrad ist,
n₄ die Drehgeschwindigkeit für das linke Hinterrad ist,
L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorder- und Hinterrädern ist,
W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern ist, und
R für den Fall, in welchem die Wendespuren der Fahrzeuge konzentrische Kreise beschreiben, der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der konzentrischen Bögen und einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt (der Abstand von dem Mittelpunkt des Fahrzeugs zu dem Fahrzeugdrehmittelpunkt; d.h., der Radius der Fahrzeugdrehung) ist.
Das Problem damit ist jedoch, dass zur Änderung der Fahrzeugfahrtrichtung ein Lenkbefehl mit dem Abstand R (Fahrzeugwenderadius) als ein Lenkbefehlswert für die Vergrößerung oder Verkleinerung der R-Einstellung des bestehenden Lenkbefehlswertes ausgegeben wird, um somit eine Zunahme oder Abnahme der Lenkwinkel der Räder (α₁, α₂, α₃, α₄) nach Bedarf zur Übereinstimmung mit den vorstehenden Gleichungen zu bewirken. Wenn der Lenkbefehlswert R von einem bestehenden Wert R₁ auf einen gewünschten Wert R₂ geändert wird, dauert es jedoch eine kleine Zeitdauer ("Lenkbefehl-Verzögerungszeit"), bevor die Radlenkwinkel (α₁, α₂, α₃, α₄) die neuen Werte erreichen, die zum Erfüllen der vorstehenden Gleichungen erforderlich sind. In dem Lenkungsprozess können während dieser Lenkbefehl-Verzögerungszeit die linken und rechten Räder [stark] nach außen zeigen (negative Vorspur bzw. Nachspur)) oder [stark] nach innen (positive Vorspur bzw. Vorspur) in Bezug auf die Fahrzeugfahrtrichtung zeigen. (Diese Vorspur- und Nachspur-Phänomene werden im Allgemeinen als das "Vorspur/Nachspur-Phänomen" bezeichnet). Wenn eine [starke] Nachspur/Vorspur während des Lenkprozesses auftritt, kann sie genügend Kraft auf den Lenkmechanismus ausüben, um ihn zu beschädigen. Sie kann auch Objekte und auf dem Fahrzeug fahren de Personen destabilisieren, was eine gefährliche Situation schafft.
Für einen Fahrer, der tatsächlich dieses Fahrzeug bedient, wäre es in einem intuitiven oder physikalischen Sinne schwierig zu erfassen, wie der Abstand R zu den Lenkwinkeln der Räder (Fahrtrichtung des Fahrzeugs) in Beziehung steht. Ferner kann sich der Wert des Abstandes R umkehren, d.h., abrupt von -∞ bis +∞ (voll links nach voll rechts) oder von +∞ nach -∞ (voll rechts nach voll links) mit der Fahrtrichtung des Fahrzeugs als der Links/Rechts-Teilungslinie ändern. Daher ist es von dem Standpunkt praktischer Fahrüberlegungen nicht erwünscht, derartige diskontinuierlichen Änderungen in dem Abstand R als einen Lenkwinkeleinstellparameter zum Einstellen von Lenkbefehlswerten für die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu verwenden.
WO 02/28677 offenbart ein Verfahren zum Lenken eines Radfahrzeugs, in welchem zwei Basisverfahren zum Wenden eines oder mehrerer lenkbarer Räder und zum Antreiben eines oder mehrerer linker Räder unabhängig von einem oder mehreren linken Rädern mittels eines Bordcomputers so integriert sind, dass sie immer gleichzeitig arbeiten, um denselben Krümmungsmittelpunkt für die Spur des Fahrzeugs zu erzeugen.
EP-A-0 557 692 offenbart eine Vorrichtung zum Steuern des Lenkwinkels δ wenigstens einer Achse eines Fahrzeugs, in welchem die Lenkwinkelbegrenzung δv der Vorderachse, die Querbeschleunigung a_y, die Längs- und Quergeschwindigkeiten v_x und v_y und die Giergeschwindigkeit Y ermittelt werden, und in einem Verstärker mit einem PT₁-Verhalten eine Bezugsvariable y_r als eine Funktion der Lenkwinkelbegrenzung δv erzeugt wird, und andererseits eine Steuervariable y mittels einer Linearkombination einer Querbeschleunigung a_y und Giergeschwindigkeit erfasst wird, ein Anteil des Integrals der Differenz (y_r-y) und Anteile, welche von der Quergeschwindigkeit, Gier geschwindigkeit, Bezugsveriablen und Lenkwinkelbegrenzung abhängen, summiert werden, um ein Lenkwinkelsignal Δδv und/oder δh, mit welchen ein Eingriff in die Lenkung wenigstens einer Achse ausgeführt wird, zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Probleme erdacht. Die Aufgabe kann mittels der in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst werden. Sie wurde erdacht, um das Auftreten [schwerer] Vorspur/Nachspur-Phänomene in dem Lenkvorgang eines Fahrzeuges mit unabhängiger Vierrad-Lenkung zu verhindern. Auch die vorliegende Erfindung sieht die Verwendung anderer Lenkbefehlswerte als eines Abstandes R vor, der dem Drehradius (Wenderadius) des Fahrzeugs entspricht. Durch Verwendung eines leicht verständlichen Lenkbefehlswertes anstelle des Abstandes R, in der Weise, dass die physikalische Beziehung zwischen dem Lenkbefehlswert und der Fahrzeugfahrtrichtung in dem Gefühl der Lenkung einem Fahrer des Fahrzeugs widergespiegelt wird, kann die Erfindung Lenkfehler durch Fahrer verhindern, und diese zu befähigen, das Fahrzeug schnell und genau in der gewünschten Richtung zu steuern. Dieses verhindert auch Kollisionen, indem verhindert wird, dass Fahrzeuge die falsche Richtung nehmen, wenn sie aus einem Anhaltezustand starten, oder wenn Lenkmodi verändert werden.
In der vorliegenden Erfindung wird, um das Auftreten [schwerer] Vorspur/Nachspur-Phänomene in einem Lenkvorgang eines Fahrzeugs mit unabhängiger Vierrad-Lenkung zu verhindern, eine Lenkungssteuerung durchgeführt, wobei durch Ändern eines Lenkbefehlswertes zum Ändern der Fahrrichtung eines Fahrzeugs durch getrenntes Steuern von Lenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ der vier Räder gemäß Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus eine von den Variablen der Lenkzwangsbedingungsgleichung als ein Lenkbefehlswert S verwendet wird; in einem Prozess zum Ändern des Lenk befehlswertes S von einem Wert S₁ zu einem Wert S₂ zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α4]_S1, welche dem Befehlswert S₁ entsprechen, auf die Werte α₁, α₂, α₃, α₄]_S2, welche dem Befehlswert S₂ entsprechen, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchem der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS addiert wurde, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS verändert werden; nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+2ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert ΔS addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS geändert werden; von diesem Punkt an, nachdem eine Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+nΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchen der zusätzliche inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS (n-Mal) addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS geändert werden; das Ankommen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ bei den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS in der Lenkwinkelübereinstimmung de tektiert wird; und der Prozess wiederholt wird, bis sich die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2 geändert haben.
Wenn Synchron- oder Induktionsmotoren als Radantriebsmotoren verwendet werden, wird die Lenkung durch individuelles Verändern der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und der Drehzahlen n1, n2, n3, n4 der entsprechenden Räder gesteuert. D.h., die Lenkungssteuerung eines Fahrzeugs mit unabhängiger Vierrad-Lenkung wird so ausgeführt, dass durch Ändern eines Lenkbefehlswertes zum Ändern der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs durch getrennte Steuerung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der vier Räder gemäß Lenkzwangsbedingungsgleichungen zur Ausbildung eines vorgeschriebenen Lenkmodus, eine von den Variablen der Lenkzwangsbedingungsgleichung als ein Lenkbefehlswert S in einem Prozess zum Verändern des Lenkbefehlswertes S von einem Wert S₁ zu einem Wert S₂ zum überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1, welche dem Befehlswert S₁ entsprechen, auf die Werte [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2, welche dem Befehlswert S₂ entsprechen, inkrementelle Übergangswinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS und inkrementelle Drehübergangsgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchen ein inkrementeller Lenkbefehlswert ΔS addiert wurde, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS und inkrementellen Drehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+ΔS geändert werden; nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangswinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS erreicht haben, und die Lenkwinkelübereinstimmung detektiert worden ist, inkrementelle Übergangswinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+2ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+2ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert ΔS addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS und den inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+2ΔS geändert werden; von diesem Punkt an, nachdem die Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert ist, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4 ]_S1+nΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+nΔS) entsprechen, welcher der Befehlswert S₁ ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS [n-Male] in Aufeinanderfolge addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwan^gsbedingungsgleichungen genügen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS und inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+nΔS geändert werden; das Ankommen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ bei den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS in der Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wird; und der Prozess wiederholt wird, bis sich die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2 geändert haben.
Als ein Beispiel eines Lenkbefehlswertes der tatsächlich für den Fall verwendet wird, in welchem die Wendespuren des Fahrzeugs konzentrische Bögen sind, wird ein Abstand R, welcher der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt und Mittelpunkt der konzentrischen Bögen ist, als der Befehlswert verwendet. Das heißt, die Steuerung eines Fahrzeugs mit unabhängiger Vierrad-Lenkung wird so ausgeführt, dass durch Ändern eines Lenkbefehlswertes die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs geändert wird, indem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ der vier Räder gemäß Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus getrennt gesteuert werden, wobei für den Fall, das Fahrspuren des wendenden Fahrzeugs konzentrische Bögen sind, ein Befehlswert als ein Abstand R definiert ist, welcher der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt und einem Mittelpunkt der konzentrischen Bögen in einem Prozess zum Ändern des Lenkbefehlswertes R von einem Wert R₁ zu einem Wert R₂ zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1, welche dem Befehlswert R₁ entsprechen, auf die Werte [α₁, α₂, α₃, α₄]_R2, welche dem Befehlswert R₂ entsprechen, ist; inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+ΔR, die dem Lenkbefehlswert (R₁+ΔR) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert R₁ ist, auf welchem ein inkrementeller Lenkbefehlswert ΔR addiert wurde, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+ΔR verändert werden; wenn die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+ΔR erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+2ΔR, die dem Lenkbefehlswert (R₁+2ΔR) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert (R₁+ΔR) ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert ΔR addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+2ΔR geändert werden; und von diesem Punkt an in derselben Weise wie vorstehend fortfahrend, wenn eine Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+nΔR, die dem Lenkbefehlswert (R₁+nΔR) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert R₁ ist, auf welchen der zusätzliche inkrementelle Lenkbefehlswert ΔR (n-Mal) aufeinanderfolgend addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R+nΔR geändert werden; und wenn die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+nΔR erreicht haben und die Lenkwinkelübereinstimmung detektiert worden ist, der Prozess kontinuierlich wiederholt wird, bis sich die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R2 geändert haben.
Ferner werden zum Steuern der Lenkung in einem Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung, in welchem die Radantriebsmotoren Synchron- oder Induktionsmotoren sind für einen Fall, in welchem die Wendespuren des Fahrzeugs konzentrische Bögen sind, ein Abstand R, welcher der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt und Mittelpunkt der konzentrischen Bögen ist, als der Befehlswert in einem Prozess zum Ändern des Lenkbefehlswertes R von einem Wert R₁ zu einem Wert R₂ zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1, welche dem Befehlswert R₁ entsprechen, auf die Werte [α₁, α₂, α₃, α₄]_R2, welche dem Befehlswert R₂ entsprechen, definiert; inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+ΔR und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+ΔR, die dem Lenkbefehlswert (R₁+ΔR) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert R₁ ist, auf welchem ein inkrementeller Lenkbefehlswert ΔR addiert wurde, als Werte berechnet, welche die Lenkzwangsbedin gungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+ΔR verändert und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+ΔR verändert; wenn die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+ΔR erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+2ΔR und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+2ΔR, die dem Lenkbefehlswert (R₁+2ΔR) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert (R₁+ΔR) ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert ΔR addiert worden ist, als Werte berechnet, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+2ΔR geändert und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+2ΔR geändert; und von diesem Punkt an in derselben Weise wie vorstehend fortfahrend, wenn eine Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+nΔR und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+nΔR, die dem Lenkbefehlswert (R₁+nΔR) entsprechen, welcher der Befehlswert R₁ ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔR (n-Mal) aufeinanderfolgend addiert worden ist, als Werte berechnet, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+nΔR geändert und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Über^gangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+nΔR geändert; und wenn die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+nΔR erreicht haben und die Lenkwinkelübereinstimmung detektiert worden ist, der vorstehende Prozess kontinuierlich wiederholt wird, bis sich die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R2 geändert haben.
Ferner werden Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen vorbestimmter Lenkungsmodi offenbart. Als Beispiele werden Gleichungen für zwei Lenkungsmodi, welche wahrscheinlich als der vorgeschriebene Modus am häufigsten verwendet werden, präsentiert. Einer dieser Modi, ist ein Modus, in welchem während Wendungen, die linken und rechten Hinterräder in den Fahrspuren der linken bzw. rechten Vorderräder folgen (hierin nachstehend als "Lenkmodus M1" bezeichnet), und der andere ist ein Modus, in welchem während Wendungen, die Fahrspuren der Hinterräder "Innenraddifferenz-Spuren in Bezug auf die Fahrspuren der Vorderräder erzeugen (hierin als "Lenkmodus M3" bezeichnet).
Zum Erzeugen des Lenkmodus M1 sind die Lenkzwangsbedingungsgleichungen:
und zum Erzeugen des Lenkmodus M3 die Lenkzwangsbedingungsgleichungen:

wobei
α₁, α₂, α₃, α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades, linken Vorderrades, rechten Hinterrades bzw. linken Hinterrades sind;
n1, n2, n3, n4 die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades, linken Vorderrades, rechten Hinterrades bzw. linken Hinterrades sind;
L der Abstand zwischen den Rädern und einer Mittellinie X zwischen den Vorder- und Hinterrädern ist,
W der Abstand zwischen den Rädern und einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern ist; und
R, welcher als der Befehlswert verwendet wird, der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt und dem Mittelpunkt der konzentrischen Bögen und ist.
Man beachte, dass, wenn keine Notwendigkeit besteht, die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3 und n4 des rechten vorderen, linken vorderen, rechten hinteren bzw. linken hinteren Rades zwangsweise zu steuern, die vorstehenden Gleichungen bezüglich n1, n2, n3 und n4 nicht erforderlich sind.
Ferner wird in der vorliegenden Erfindung ein Befehlswert, der besser mit dem Gefühl des Fahrers für die Lenkrichtung übereinstimmt, verwendet, um somit Fahrerbedienungsfehler zu verhindern, und um dem Fahrer zu ermöglichen, mit grö ßerer Sicherheit in die gewünschte Richtung zu steuern. D.h., anstelle der Verwendung des Abstandes R (ein Abstand äquivalent dem Wenderadius des Fahrzeugs) als Befehlswert kann entweder ein Winkel α_n, welcher der zwischen einer Mittellinie Y (der Mittellinie zwischen den linken und rechten Rädern des Fahrzeugs) und der Fahrtrichtung eines Punktes Pn (ein beliebig lokalisierter Punkt auf dem Fahrzeug) ausgebildete Winkel ist; oder ein Winkel α₀, welcher der zwischen einer Mittellinie Y (der Mittellinie zwischen den linken und rechten Rädern des Fahrzeugs) und einem Punkt Po (dem Mittelpunkt einer die linken und rechten Forderräder verbindenden Fahrzeug) ausgebildeter Winkel ist, verwendet werden.
D.h., in der vorliegenden Erfindung wird die Lenkungssteuerung eines Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung so ausgeführt, dass in der Lenkungssteuerung, in welcher durch Änderung, wie ein Lenkbefehlswert für die Änderung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch getrennte Steuerung von Lenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ der vier Räder gemäß den Lenkzwangsbedingungsgleichungen zur Erzeugung eines vorgeschriebenen Lenkmodus verwendet wird, ein Winkel α_n, der Winkel, der zwischen der Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung eines beliebigen Punktes Pn auf dem Fahrzeug ausgebildet ist, als ein Lenkbefehlswert verwendet; in einem Prozess zum Ändern des Lenkbefehlswertes an von einem Wert α_n1 zu einem Wert α_n2 zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1, welche dem Befehlswert α_n1 entsprechen, zu den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn2, welche dem Befehlswert α_n2 entsprechen, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+Δαn, die dem Lenkbefehlswert (a_n1+Δα_n) entsprechen, welches der Lenkbefehlswert α_n1 ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert Δα_n addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+Δαn verändert werden; nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+Δαn erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+2Δαn, die dem Lenkbefehlswert (α_n1+2Δα_n) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert α_n1 ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert Δα_n addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+2Δαn geändert werden; von diesem Punkt an, nachdem eine Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+nΔαn, die dem Lenkbefehlswert (α_n1+nΔα_n) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert α₁ ist, auf welchen der zusätzliche inkrementelle Lenkbefehlswert Δα_n (n-Mal) addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+nΔαn geändert werden; das Ankommen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ bei den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+nΔαn in der Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wird; und der Prozess wiederholt wird, bis sich die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn2 geändert haben.
Ferner kann als eine Alternative die Lenkungssteuerung eines Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung so ausgeführt werden, dass in der Lenkungssteuerung, in welcher durch Änderung, wie ein Lenkbefehlswert für die Änderung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch getrennte Steuerung von Lenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der vier Räder gemäß den Lenkzwangsbedingungsgleichungen zur Erzeugung eines vorgeschriebenen Lenkmodus verwendet wird, ein Winkel α_n, der Winkel, der zwischen der Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung eines beliebigen Punktes Pn auf dem Fahrzeug ausgebildet ist, als ein Lenkbefehlswert verwendet wird; in einem Prozess zum Ändern des Lenkbefehlswertes α_n von einem Wert α_n1 zu einem Wert α_n2 zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1, welche dem Befehlswert α_n1 entsprechen, zu den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn2, welche dem Befehlswert α_n2 entsprechen, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+Δαn und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αn1+Δαn, die dem Lenkbefehlswert (a_n1+Δα_n) entsprechen, welches der Lenkbefehlswert α_n1 ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert Δα_n addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+Δαn und Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αn1+Δαn verändert werden, nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+Δαn erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+2Δαn und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αn1+2Δαn, die dem Lenkbefehlswert (α_n1+2Δα_n) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert (α_n1+Δα_n) ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert Δα_n addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+2Δαn und inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αn1+2Δαn geändert werden; von diesem Punkt an, nachdem eine Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+nΔαn, und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αn1+Δαn, die dem Lenkbefehlswert (α_n1+Δα_n) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert α₁ ist, auf welchen der zusätzliche inkrementelle Lenkbefehlswert Δα_n (n-Mal) addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+nΔαn und inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αn1+nΔαn geändert werden; das Ankommen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ bei den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1+nΔαn in der Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wird; und der Prozess wiederholt wird, bis sich die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αn2 geändert haben.
Dann können mit dem als der Winkel α_n definierten Lenkbefehlswert die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus M1 ausgedrückt werden als:
und
und die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus M3 als
und
wobei
α₁, α₂, α₃, α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades, linken Vorderrades, rechten Hinterrades bzw. linken Hinterrades sind;
n1, n2, n3, n4 die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades, linken Vorderrades, rechten Hinterrades bzw. linken Hinterrades sind;
L der Abstand zwischen den Rädern und einer Mittellinie X zwischen den Vorder- und Hinterrädern ist,
W der Abstand zwischen den Rädern und einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern ist; und
X_n und y_n die x und y Koodinaten eines beliebigen Punktes Pn auf dem Fahrzeug sind; und
α_n (der Lenkbefehlswert) der Winkel ist, der zwischen der Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern und der Fahrtrichtung des Punktes Pn ausgebildet ist.
Man beachte, dass, wenn keine Notwendigkeit besteht, die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3 und n4 des rechten vorderen, linken vorderen, rechten hinteren und linken hinteren Rades zwangsweise zu steuern, die vorstehenden Gleichungen bezüglich n1, n2, n3 und n4 nicht erforderlich sind.
Ferner kann in der vorliegenden Erfindung Lenkungssteuerung eines Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung so ausgeführt werden, dass in der Lenkungssteuerung, in welcher durch Änderung, wie ein Lenkbefehlswert für die Änderung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch getrennte Steuerung von Lenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ der vier Räder gemäß den Lenkzwangsbedingungsgleichungen zur Erzeugung eines vorgeschriebenen Lenkmodus verwendet wird, ein Winkel α₀, der Winkel, der zwischen der Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung eines beliebigen Punktes Po, dem Mittelpunkt auf einer die linken und rechten Vorderräder verbindenden Linie auf dem Fahrzeug ausgebildet ist, als ein Lenkbefehlswert verwendet wird; in einem Prozess zum Ändern des Lenkbefehlswertes α₀ von einem Wert α_o1 zu einem Wert α_o2 zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1, welche dem Befehlswert α_o1 entsprechen, zu den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo2, welche dem Befehlswert α_o2 entsprechen, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+Δαo, die dem Lenkbefehlswert (a_o1+Δα_o) entsprechen, welches der Lenkbefehlswert α_o1 ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert Δα_o addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenk zwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+Δαo verändert werden; nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+Δαo erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+2Δαo, die dem Lenkbefehlswert (α_o1+2Δα_o) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert (α_o1+Δα_o) ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert Δα_o addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+2Δαo geändert werden; von diesem Punkt an, nachdem eine Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+nΔαo, die dem Lenkbefehlswert (α_o1+nΔα) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert α_o1 ist, auf welchen der zusätzliche inkrementelle Lenkbefehlswert Δα_o (n-Mal) aufeinanderfolgend addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+nΔαo geändert werden; das Ankommen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ bei den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+nΔαo in der Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wird; und der Prozess wiederholt wird, bis sich die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo2 geändert haben.
Ferner kann als eine Alternative die Lenkungssteuerung eines Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung so ausgeführt werden, dass in der Lenkungssteuerung, in welcher durch Änderung, wie ein Lenkbefehlswert für die Änderung der Fahrtrich tung des Fahrzeugs durch getrennte Steuerung von Lenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der vier Räder gemäß den Lenkzwangsbedingungsgleichungen zur Erzeugung eines vorgeschriebenen Lenkmodus verwendet wird, ein Winkel α_o, ein Winkel, der zwischen der Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung eines Punktes Po, dem Mittelpunkt einer die linken und rechten Vorderräder verbindenden Linie, ausgebildet ist, als ein Lenkbefehlswert verwendet wird; in einem Prozess zum Ändern des Lenkbefehlswertes α_o von einem Wert α_o1 zu einem Wert α_o2 zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1, welche dem Befehlswert α_o1 entsprechen, zu den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo2, welche dem Befehlswert α_o2 entsprechen, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+Δαo und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αo1+Δαo, die dem Lenkbefehlswert (a_o1+Δα_o) entsprechen, welches der Lenkbefehlswert α_o1 ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert Δα_o addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+Δαo und Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αo1+Δαo verändert werden; nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+Δαo erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+2Δαo und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αo1+2Δαo, die dem Lenkbefehlswert (α_o1+2Δα_o) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert (α_o1) ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert Δα_o addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenk winkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+2Δαo und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αo1+2Δαo geändert werden; von diesem Punkt an, nachdem eine Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+nΔαo, und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αo1+nΔαo, die dem Lenkbefehlswert (α_o1+nΔα_o) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert α_o1 ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert Δα_o (n-Mal) aufeinanderfolgend addiert worden ist, als Werte berechnet werden, welche die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+nΔαo und Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_αo1+nΔαo geändert werden; das Ankommen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ bei den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1+nΔαo in der Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wird; und der Prozess wiederholt wird, bis sich die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_αo2 geändert haben.
Dann können mit dem als Winkel α_o definierten Lenkbefehlswert die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus M1 ausgedrückt werden als:
und
und die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus M3 können ausgedrückt werden als:
und
wobei
α₁, α₂, α₃, α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades, linken Vorderrades, rechten Hinterrades bzw. linken Hinterrades sind;
n1, n2, n3, n4 die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades, linken Vorderrades, rechten Hinterrades bzw. linken Hinterrades sind;
L der Abstand zwischen den Rädern und einer Mittellinie X zwischen den Vorder- und Hinterrädern ist,
W der Abstand zwischen den Rädern und einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern ist; und
α_o (der Lenkbefehlswert) der Winkel ist, der zwischen der Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern und der Fahrtrichtung des Punktes Po ausgebildet ist, welcher der Mittelpunkt einer linken und rechten Vorderräder verbindenden Linie ist.
Man beachte, dass, wenn keine Notwendigkeit besteht, die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3 und n4 des rechten vorderen, linken vorderen, rechten hinteren und linken hinteren Rades zwangsweise zu steuern, die vorstehenden Gleichungen bezüglich n1, n2, n3 und n4 nicht erforderlich sind.
Ferner werden in der vorliegenden Erfindung, um das Auftreten von Kollisionen zu verhindern, wenn das Fahrzeug aus einem Anhaltezustand in Bewegung gesetzt wird, oder wenn der Lenkmodus geändert wird, und um sicherzustellen, dass sich das Fahrzeug sanft und genau in der gewünschten Richtung bei einem Betrieb in dem vorgeschriebenen Lenkmodus bewegt, wenn eine Änderung von einem auf einen anderen von den mehreren Lenkmodi einschließlich der Vorwärts- und Rückwärtsmodi des Fahrzeugs ausgeführt wird, die Lenkwinkel der Räder, α₁, α₂, α₃, α₄ zuerst kurzzeitig auf den 0-Grad-Geradeauswert (α₁, α₂, α₃, α₄ = 0) zurückgesetzt, bevor die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ getrennt eingestellt werden, dass sie den Lenkzwangsbedingungsgleichungen für den vorgeschriebenen Modus entsprechen.
Ferner wird, wenn eine Änderung durchgeführt wird, um einen gewünschten Lenkmodus von mehreren vorgeschriebenen Modi einschließlich den Vorwärts- und Rückwärtsmodi des Fahrzeugs auszuwählen, das Fahrzeug nur in Bewegung gesetzt, nachdem die Lenkwinkel der Räder α₁, α₂, α₃, α₄ mit den Lenkzwangsbedingungsgleichungen für den neu gewählten vorgeschriebenen Lenkmodus übereinstimmen.
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung, Ansprüche und beigefügten Zeichnungen ersichtlich. In den Zeichnungen ist:
1 eine Draufsicht, die die Basiskonfiguration der Rahmenbasis eines elektrischen Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 eine Schrägansicht eines in der Rahmenbasis von 1 eingebauten Radantriebs/Lenkungs-Blockes.
3 eine Zeichnung zum Erläutern des Lenkmodus M1.
4 eine Zeichnung zum Erläutern des Lenkmodus M2.
5 eine Zeichnung zum Erläutern des Lenkmodus M3.
6 eine Zeichnung zum Erläutern des Lenkmodus M4.
7 eine Zeichnung zum Erläutern des Lenkmodus M5.
8 eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Fahrzeugwenderadius und dem Lenkwinkel im Lenkmodus M1 darstellt.
9 eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Fahrzeugwenderadius und dem Lenkwinkel im Lenkmodus M3 darstellt.
10 eine grafische Darstellung, die darstellt, wie die Lenkwinkelempfindlichkeit zu dem Fahrzeugwenderadius im Lenkmodus M1 in Bezug steht.
11 eine grafische Darstellung, die darstellt, wie die Lenkwinkelempfindlichkeit zu dem Fahrzeugwenderadius im Lenkmodus M3 in Bezug steht.
12 eine grafische Darstellung, die darstellt, wie Fahrzeugwenderadius und Lenkwinkel zu der Zeit im Lenkmodus M1 in Bezug stehen.
13 eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen Lenkbefehlswert und den Lenkwinkeln der Räder im Lenkmodus M1 darstellt.
14 eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen Lenkbefehlswert und den Lenkwinkeln der Räder im Lenkmodus M3 darstellt.
Die beste Art für die Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Ein Basismodus für die Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung, das eine Lenkungsteuerung darstellt, in welchem durch Ändern eines Lenkbefehlswertes zum Ändern der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs durch getrenntes Steuern von Lenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ der vier Räder gemäß Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus, eine von den Variablen der Lenkzwangsbedingungsgleichung als ein Lenkbefehlswert S in einem Prozess zum Verändern des Lenkbefehlswertes S von einem Wert S₁ zu einem Wert S₂ zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1, welche dem Befehlswert S₁ entsprechen, auf Werte [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2, welche dem Befehlswert S₂ entsprechen, verwendet wird,
inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) entsprechen welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen;
die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS geändert werden;
nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert worden ist, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+2ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S1 ist, auf welchen der zusätzliche inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen;
die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS geändert werden;
von diesem Punkt an, nachdem die Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert worden ist, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+nΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS [n-Mal] aufeinanderfolgend addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS geändert werden; das Ankommen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ an den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS in der Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wird; und der Prozess wiederholt wird, bis die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2 geändert worden sind.
Ein weiterer Basismodus für die Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung, das eine Lenkungsteuerung darstellt, in welchem durch Ändern wie ein Lenkbefehlswert zum Ändern der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs durch getrenntes Steuern von Lenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehge schwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der vier Räder gemäß Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus verwendet wird, eine von den Variablen der Lenkzwangsbedingungsgleichung als ein Lenkbefehlswert S in einem Prozess zum Verändern des Lenkbefehlswertes S von einem Wert S₁ zu einem Wert S₂ zum überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1, welche dem Befehlswert S₁ entsprechen, auf Werte [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2, welche dem Befehlswert S₂ entsprechen, verwendet wird,
inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen;
die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS und Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+ΔS geändert werden;
nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert worden ist, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+2ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+2ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S1 ist, auf welchen der zusätzliche inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen;
die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS und inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+2ΔS geändert werden;
von diesem Punkt an, nachdem die Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert worden ist, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+nΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+nΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS [n-Mal] aufeinanderfolgend addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS und inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+nΔS geändert werden; das Ankommen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ an den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS in der Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wird; und der Prozess wiederholt wird, bis die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2 geändert worden sind.
In den nachstehenden Absätzen wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben, die eine Ausführungsform davon darstellen. 1 ist eine Draufsicht, welche die Basiskonfiguration der Rahmenbasis des elektrischen Fahrzeugs [in einer Ausführungsform] der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine Schrägansicht eines Lenkungs/Antriebs-Blockes, der auf der Rahmenbasis von 1 eingebaut ist. In 1 sind eine Rahmenbasis 1 des Elektrofahrzeugs; Punkte P1 und P2, welche die Stellen bezeichnen, an welchen die zwei Vorderräder, rechtes bzw. linkes, auf der Unterseite des Rahmenkörpers 1 eingebaut sind; und Punkte P3 und P4, welche die Positionen bezeichnen, an welchen die zwei Hinterräder, rechtes bzw. linkes auf der Unterseite des Rahmenkörpers 1 eingebaut sind. Ferner sind ein rechtes Vorderrad 21, ein linkes Vorderrad 22, ein rechtes Hinterrad 23 und ein linkes Hinterrad 24 dargestellt. Ein Pfeil N zeigt die Geradeaus-Fahrtrichtung des Fahrzeugs an. Die Punkte P1, P2, P3 und P4 (die Positionen der Räder 21, 22, 23 und 24) liegen an den Schnittpunkten der Seite eines Rechtecks mit einem Mittelpunkt O, d.h., dem Mittelpunkt bezüglich der Punkte P1, P2, P3 und P4. Es wird für die Zwecke dieser Beschreibung angenommen, dass eine X-Achse und eine Y-Achse, die durch den Mittelpunkt O verlaufen, orthogonale Koordinatenachsen sind. Die X-Achse bildet eine Mittellinie zwischen den Vorderrädern 21 und 22 und den Hinterrädern 23 und 24 und stellt somit eine Mittellinie in der Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs dar; und die Y-Achse bildet eine Mittellinie zwischen den rechten Rädern 21 und 23 und linken Rädern 22 und 24, und bildet somit eine Mittellinie in der Vorderseiten-Rückseiten-Richtung des Fahrzeugs. Ferner liegt die Y-Achse in der Richtung der Geradeausfahrt des Fahrzeugs, welche die durch den Pfeil N dargestellte Richtung ist. Die Punkte P1 und P2 sind durch eine Vorderradachsenlinie H1 verbunden, welche das Äquivalent einer virtuellen Achse für die Vorderräder 21 und 22 ist. Die Punkte P3 und P4 sind mit einer Hinterradachsenlinie H2 verbunden, welche das Äquivalent einer virtuellen Achse für die Hinterräder 23 und 24 ist. Ein Abstand L ist der Abstand zwischen der X-Achse und den Punkten P1, P2, P3 und P4; und ein Abstand W ist der Abstand zwischen der Y-Achse und den Punkten P1, P2, P3 und P4. Ein Punkt Po markiert den Mittelpunkt einer Linie, die P1 (die Lage des rechten Vorderrades) mit P2 (der Lage des linken Vorderrades) verbindet. Pn markiert einen beliebigen Punkt auf der Rahmenbasis 1, der beispielsweise die Lage markieren könnte, an welchem ein Fahrzeugfahrer stehen würde, dessen Position in orthogonalen Koordinaten der X- und Y-Achsen (in der Form x_n, y_n) dargestellt wird. A₀ zeigt die Richtung an, in welcher sich der Punkt Po zusammen mit der Bewegung des Fahrzeugs bewegt, und α₀ ist der Winkel, der zwischen A₀ (Richtung der Po-Bewegung) und der Fahrzeugmittelpunktlinie Y (d.h., die Winkelrichtung der Bewegung des Mittelpunktes Po, wenn das Fahrzeug gelenkt wird) gebildet wird. A_n zeigt die Richtung an, in welche sich der Punkt Pn zusammen mit der Bewegung des Fahrzeugs bewegt und α_n ist der Winkel, der zwischen A_n (Richtung der Pn-Bewegung) und der Fahrzeugmittelpunktlinie Y gebildet wird (d.h., α_n ist die Winkelrichtung der Bewegung des Punktes Pn, wenn das Fahrzeug gelenkt wird).
Die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades 21, des linken Vorderrades 22, des rechten Hinterrades 23 und des linken Hinterrades 24 werden durch n1, n2, n3 bzw. n4 repräsentiert; und die Lenkwinkel des rechten Vorderrades 21, des linken Vorderrades 22, des rechten Hinterrades 23 und des linken Hinterrades 24, werden, wenn sich das Fahrzeug unter Lenkungssteuerung befindet, durch die Winkel α₁, α₂, α₃ bzw. α₄ repräsentiert. Ferner werden die Zeigerichtungen (Fahrtrichtungen) des rechten Vorderrades 21, des linken Vorderrades 22, des rechten Hinterrades 23 und des linken Hinterrades 24, wenn sich das Fahrzeug unter Lenkungssteuerung befindet, durch A1, A2, A3 bzw. A4 repräsentiert.
Wenn sich das Fahrzeug unter Lenkungsteuerung befindet, wird jede einzelne Drehgeschwindigkeit n1, n2, n3, n4 und der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ der Räder 21, 22, 23, 24 getrennt und unabhängig gesteuert. Um dieses zu erreichen, ist jedes von den Rädern 21-24 mit einem getrennten Lenkungs/Antriebs-Block, bezeichnet mit 31, 32, 33 bzw. 34 versehen. Gemäß Darstellung in 2 weist jeder Antriebsblock einen Antriebsmotor (21a, 22a, 23a, 24a) zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit auf, und einen Lenkungsmotor (21b, 22b, 23b, 24b) zum Steuern eines Lenkwinkels, wobei beide Motoren geeignet mit ihren entsprechenden Rädern des Fahrzeugs verbunden sind.
Wenn sich das Fahrzeug unter Fahrsteuerung befindet, wird die Ist-Fahrrichtung (der Ist-Lenkwinkel) jedes der Räder 21, 22, 23, 24 durch einen Lenkwinkelsensor erfasst, dessen Messsignal an das Steuersystem zurückgekoppelt wird, um eine Lenkungssteuerung zu bewirken, um die entsprechenden Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ gemäß den von dem Fahrer vorgegebenen Lenkbefehlswerten aufrechtzuerhalten. Ferner sind Lenkungsmodi M1, M2, M3, M4 und M5 für das vorstehende Fahrzeug vorbereitet und eine Berechnungseinrichtung (Computer) mit Berechnungsprogrammen zum Berechnen der Lenkwinkel und Drehgeschwindigkeiten für jedes Rad, wie sie zum Erzeugen jedes einzelnen von den Modi erforderlich sind, ist in dem elektrischen Fahrzeug eingebaut. Die für die Räder verwendeten Antriebsmotoren können Gleichstrommotoren, Synchronmotoren oder Induktionsmotoren sein. Wenn vier in Reihe geschaltete Gleichstrommotoren mit identischen Spezifikationen für die Antriebsmotoren verwendet werden, arbeiten jedoch die vier Motoren als ein komplementärer elektrischer Schaltkreis zusammen, und (mit Ausnahme bei Raddurchdrehen) entsprechen die Verhältnisse der Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 automatisch den zutreffenden Zwangsbedingungsgleichungen und erübrigen somit eine unabhängige Steuerung der einzelnen Motoren.
Der Lenkmodus M1 ist gemäß Darstellung in 3 ein Modus dergestalt, dass die Vorderradlenkwinkel α₁ und α₂ und die Hinterradlenkwinkel α₃ und α₄ auf entgegengesetzte Links/Rechts-Richtungen in Bezug auf die Richtung eingestellt werden, in welcher das Fahrzeug fährt, und somit bewirken, dass die Radfahrspuren der linken und rechten Hinterräder den Fahrspuren der linken und rechten Vorderräder folgen. In 3 zeigt ein Punkt P5 (bei x, y Koordinaten R, 0) den Wendemittelpunkt an, wenn das Fahrzeug eine Rechts-(Uhrzeigersinn)-Wende ausführt; und ein Punkt P6 (bei den x, y Koordinaten -R, 0) zeigt den Wendemittelpunkt an, wenn das Fahrzeug eine Links-(Gegenuhrzeigersinn)-Wende ausführt. In dem Lenkmodus M1 beschreiben gemäß Darstellung in 3 während einer Wende die Fahrspuren der Räder 21-24 konzentrische Bögen mit den Punkten P5 und P6 als den Mittelpunkten der konzentrischen Bögen. Wie es ferner aus einem weiteren Studium von 3 ersichtlich wird, müssen, um im Lenkmodus M1 für Lenkwinkel α₁ und α₂ unter Bedingungen gemäß Auflistung in der Tabelle 1 zu arbeiten, die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der Räder 21, 22, 23 bzw. 24 die Lenkzwangsbedingungsgleichungen (Eq.11), (Eq.12) und (Eq.13) erfüllen.
Tabelle 1
Im Lenkmodus M2 werden gemäß Darstellung in 4 die Vorderradlenkwinkel α₁ und α₂ und die Hinterradlenkwinkel α₃ und α₄ alle in dieselbe Richtung und in denselben Winkel gestellt, um somit ein Fahrspurmuster zu erzeugen, in welchem die Fahrspuren der Hinterräder parallel zu den Fahrspuren der Vorderräder verlaufen, und somit bewirken, dass das Fahrzeug eine schräge Parallelbewegung nach rechts oder links ausführt. Wie es aus 4 ersichtlich ist, müssen zum Fahren des Fahrzeugs im Lenkmodus M2 die entsprechenden Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Raddrehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 den Gleichungen (E21) und (E22) genügen: α1 = α2 = α3 = α4 (E21) n1 = n2 = n3 = n4 (E22)
Der Lenkmodus M3, gemäß Darstellung in 5, ist ein Modus, in welchem nur die Vorderräder (Lenkwinkel α₁ und α₂) gelenkt werden, wie es der Fall bei einem herkömmlichen Automobil ist. Die Fahrspuren der Vorder- und Hinterräder beschreiben daher ein Innenraddifferenzmuster dazwischen. Wie es aus 5 ersichtlich ist, müssen zum Betrieb in dem Lenkmodus M3 die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der Räder den Bedingungsgleichungen (E31), (E32), (E33), (E34) genügen. Ferner sind gemäß Darstellung in 5 der rechte Wendemittelpunkt P5' und der linke Wendemittelpunkt P6' beide von der Hinterradachsenlinie H2 über einen Abstand d getrennt. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann angenommen werden, dass d ~ 0 ist.

wobei
und wobei angenommen wird, dass d = 0 ist, da das Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit betrieben wird.
Der Lenkmodus M4 ist gemäß Darstellung in 6 ein Modus, in welchem das Fahrzeug Rechts-(Uhrzeigersinn)-Wendungen mit dem rechten Hinterradpunkt P3 als Wendemittelpunkt ausführt und Links-(Gegenuhrzeigersinn)-Wendungen mit dem linken Hinterradpunkt P4 als Wendemittelpunkt ausführt. Wie es aus 6 ersichtlich ist, müssen für einen Betrieb in dem Lenkmodus M4 die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der Räder den Bedingungsgleichungen (E41), (E42), (E43), (E44), (E45), (E46), (E47) und (E43) genügen und sie unterstützen.
Wenn das Fahrzeug im Uhrzeigersinn mit dem rechten Hinterradpunkt P3 als Wendemittelpunkt gewendet wird, gilt
wobei
Wenn das Fahrzeug im Gegenuhrzeigersinn mit dem linken Hinterradpunkt P4 als Wendemittelpunkt gewendet wird, gilt
Der Lenkmodus M5 ist gemäß Darstellung in 7 ein Modus, in welchem das Fahrzeug Rechts-(Uhrzeigersinn)-Wendungen mit dem rechten Vorderradpunkt P1 als Wendemittelpunkt ausführt und Links-(Gegenuhrzeigersinn)-Wendungen mit dem linken Vorderradpunkt P2 als Wendemittelpunkt ausführt. Wie es aus 7 ersichtlich ist, müssen für einen Betrieb in dem Lenkmodus M5 die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der Räder den Bedingungsgleichungen (E51), (E52), (E53), (E54), (E55), (E56), (E57) und (E58) genügen und sie unterstützen.
Wenn das Fahrzeug im Uhrzeigersinn mit dem rechten Vorderradpunkt P1 als Wendemittelpunkt gewendet wird, gilt
Wenn das Fahrzeug im Gegenuhrzeigersinn mit dem linken Vorderradpunkt P2 als Wendemittelpunkt gewendet wird, gilt
Da die von den vier Rädern in den Modi M1, M2, M3, M4 und M5 zurückgelegten getrennten Spuren nicht dieselben sind, müssen die Räder mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von den Bogenlängen der Spur, die sie fahren, angetrieben werden. Ferner müssen die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der Räder [nicht nur während Wendungen, sondern] auch während Lenkübergängen gesteuert werden und nach Beendigung der Lenkung (mit Befehlen zum Steuern der Geschwindigkeit und der Richtung des Fahrzeugs) so dass sie den Bedingungen der Bedingungsgleichungen (E11) bis (E58) wie durch den Lenkmodus bestimmt, genügen. Eine Nichterfüllung dieser Bedingungen führt zu einem Raddurchdrehen und Gleiten, und einer Vorspur/Nachspur zwischen linken und rechten Rädern.
Demzufolge ist in dem Fahrzeug eine Radlenkwinkel-Berechnungseinrichtung vorgesehen, die in ihrem Speicher enthält:
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Radlenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ auf der Basis von Lenkzwangsbedingungsgleichungen, die zum Lenken im Lenkmodus M1 (E11 und E12) erforderlich sind;
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Radlenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ auf der Basis der Lenkzwangsbedingungsgleichung, die zum Lenken im Lenkmodus M2 (E21) erforderlich ist;
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Radlenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ auf der Basis von Lenkzwangsbedingungsgleichungen, die zum Lenken im Lenkmodus M3 (E31, E32 und E33) erforderlich sind;
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Radlenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ auf der Basis von Lenkzwangsbedingungsgleichungen, die zum Lenken im Lenkmodus M4 (E41, E42, E43, E45, E46 und E47) erforderlich sind; und
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Radlenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ auf der Basis von Lenkzwangsbedingungsgleichungen, die zum Lenken im Lenkmodus M5 (E51, E52, E53, E55, E56 und E57) erforderlich sind.
Ferner ist in dem Fahrzeug eine Raddrehgeschwindigkeits-Berechnungseinrichtung vorgesehen, welche in ihrem Speicher enthält:
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Raddrehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 auf der Basis der Lenkzwangsbedingungsgleichung, die für die Lenkung im Lenkmodus M1 (E13) erforderlich ist;
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Raddrehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 auf der Basis der Lenkzwangs bedingungsgleichung, die für die Lenkung im Lenkmodus M2 (E22) erforderlich ist;
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Raddrehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 auf der Basis der Lenkzwangsbedingungsgleichung, die für die Lenkung im Lenkmodus M3 (E34) erforderlich ist;
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Raddrehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 auf der Basis von Lenkzwangsbedingungsgleichungen, die für die Lenkung im Lenkmodus M4 (E44 und E48) erforderlich sind; und
ein Berechnungsprogramm zum Berechnen von Raddrehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 auf der Basis von Lenkzwangsbedingungsgleichungen, die für die Lenkung im Lenkmodus M5 (E55 und E58) erforderlich sind.
In der vorliegenden Erfindung wird der Lenkprozess für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung während der Bewegung des Fahrzeugs so gesteuert, dass die vorstehend beschriebenen Lenkzwangsbedingungsgleichungen erfüllt sind, und dass das Auftreten von Rad-Vorspur/Nachspur-Phänomenen verhindert wird. Um dieses zu erreichen, müssen "Lenkbefehlswerte" zum Einstellen und Ändern der Lenkwinkel (α₁, α₂, α₃, α₄) der Räder betrachtet werden.
Beispielsweise werden im Lenkmodus M1, wie vorstehend erwähnt, die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ durch die Gleichungen E11 und E12 bestimmt:
Hier gibt es fünf Variable α₁, α₂, α₃, α₄ und R, und da sie in vier Gleichungen vorliegen, können, wenn eine von den Variablen bestimmt ist, die anderen leicht gefunden werden. Und da die Abstände L und W durch die Fahrzeugkonstruktion bestimmt sind, können die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ leicht durch Ermitteln des Wertes R bestimmt werden. Daher wurde der Abstand R (der Fahrzeugwenderadius) als der "Lenkbefehlswert" verwendet.
Für ein weiteres Beispiel werden im Lenkmodus M3, wie vorstehend erwähnt, die Lenkwindel α₁, α₂, α₃, α₄ durch die Gleichungen E31, E32 und E33 ermittelt:
Hier gibt es drei Variable α₁, α₂, und R, die in zwei Gleichungen vorliegen, und somit können, wenn eine von den drei Variablen bekannt ist, die anderen leicht gefunden werden. Und da die Abstände L und W durch die Fahrzeugkonstruktion bekannt sind, können die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ leicht ermittelt werden, indem der Wert von R ermittelt wird. Daher wurde der Abstand R (der Fahrzeugwenderadius) als der "Lenkbefehlswert" verwendet.
Wenn der Abstand R und die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ für W = 0,5 m und L = 1 m ermittelt werden, hat der Lenkmodus M1 die Charakteristik von 8, und der Lenkmodus M3 hat die Charakteristik von 9. Anschließend können wir unter Verwendung des Lenkmodus M1 als ein Beispiel, wenn das Fahrzeug so gelenkt werden soll, dass sich R von 1 m auf 2 m ändert, aus 8 ersehen, dass dieses α₁ von 63,2 auf 33,7 Grad für eine Änderung von 63,2 – 33,7 = 29,5 Grad ändert; und α₂ von 33,7 auf 21,8 Grad für eine Änderung von 33,7 – 21,8 = 11,9 Grad ändert. Nun dreht sich, wenn diese Lenkung ausgeführt wird, wenn die Lenkwinkel α₁ und α₂ bei sich mit derselben Winkelgeschwindigkeit drehenden Rädern geändert werden, wenn der Lenkwinkel α₂ [(linkes Vorderrad)] sich vollständig zu seinem Sollwert gedreht hat, der Lenkwinkel α₁ [(rechtes Vorderrad)] noch zu seinem Sollwert, was die linken und rechten [Vorder]-Räder in einen Nachlaufzustand in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bringt. Wenn das Fahrzeug gelenkt wird, indem R von 2 m auf 1 m verändert wird, liegt der umgekehrte Vorlaufzustand vor. Wenn dieses Vorlauf/Nachlauf-Phänomen auftritt, kann es eine sehr hohe Kraft auf den Lenkmechanismus ausüben und kann auch dazu führen, dass jemand in/auf dem Fahrzeug Fahrender nach vorne geschleudert wird, was eine gefährliche Situation schafft. Vorlauf/Nachlauf-Phänomene müssen daher verhindert werden. Wir wissen, dass zum Verhindern der Vorlauf/Nachlauf-Phänomene die Bedingungsgleichungen E11 und E12 für alle Zeitquerschnitte erfüllt sein müssen, während sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Dieses gilt nicht nur im Lenkmodus M1, sondern auch in allen Modi M2, M3, M4 und M5. Dieser Zustand, in welchem die Werte der Lenkwinkel (Fahrtrichtung) der Räder des Fahrzeugs so sind, dass die zutreffenden Lenkzwangsbedingungsgleichungen erfüllt sind, wird in dieser Anmeldung als "Lenkwinkelübereinstimmung" bezeichnet.
Eine Möglichkeit zur Beibehaltung der Lenkwinkelübereinstimmung für den Fahrer wäre, wenn der Abstand R (der Lenkbefehlswert) auf einen neuen Lenkbefehlswert (Abstand) geändert wird, um so die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu ändern, dieses dadurch, indem der Lenkbefehlswert (Abstand) R allmählich geändert wird, während periodisch neue Lenkwinkel berechnet werden, welche der [zutreffenden] Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen, um somit eine allmähliche Änderung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ in der Weise zu bewirken, dass nach einer kurzen Lenkverzögerungszeit der Lenkbefehlswert (Abstand) R als der neue eingestellte Lenkbefehlswert (der Soll-Lenkbefehlswert, der nach der Änderung vorliegen soll) verwendet wird, und die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ den Übergang auf die gewünschten Lenkwinkel entsprechend dem neu eingestellten Lenkbefehlswert ausgeführt haben.
Mit anderen Worten, das Lenkungssteuerverfahren der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Lenkungssteuerung, in welcher durch Ändern eines Lenkbefehlswertes die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs verändert wird, dieses durch getrennte Steuerung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der vier Räder gemäß Lenkzwangsbedingungsgleichungen zur Definieren eines vorgeschriebenen Lenkmodus, wobei ein Befehlswert als ein Abstand R definiert ist, welcher der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt und den Mittelpunkten von den Spurpfaden der Räder des wendenden Fahrzeugs beschrieben konzentrischen Kreisbögen ist, in einem Prozess zum Ändern des Lenkbefehlswertes R von einem Wert R₁ zu einem Wert R₂ zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1, welche dem Befehlswert R₁ entsprechen, auf die Werte [α₁, α₂, α₃, α₄]_R2, welche dem Befehlswert R₂ entsprechen, ausgeführt wird;
inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+ΔR und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+ΔR, die dem Lenkbefehlswert (R₁+ΔR) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert R₁ ist, auf welchem ein inkrementeller Lenkbefehlswert ΔR addiert wurde, als Werte so berechnet werden, das die Lenkzwangsbedingungsgleichungen erfüllt werden;
die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+ΔR und inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+ΔR geändert werden,
wenn die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+ΔR erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert worden ist; inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+2ΔR und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+2ΔR, die dem Lenkbefehlswert (R₁+2ΔR) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert (R1+ΔR) ist, auf welchen der zusätzliche inkrementelle Lenkbefehlswert ΔR addiert worden ist, als Werte so berechnet werden, das die Lenkzwangsbedingungsgleichungen erfüllt werden;
die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+2ΔR und inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+2ΔR geändert werden; und
von diesem Punkt an, in derselben Weise wie vorstehend fortgefahren wird, wenn die Lenkwinkelübereinstimmung der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert worden ist, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+nΔR und inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+nΔR, die dem Lenkbefehlswert (R₁+nΔR) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert R₁ ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔR [n-Mal] addiert worden ist, als Werte so berechnet werden, das die Lenkzwangsbedingungsgleichungen erfüllt werden;
die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+nΔR und inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_R1+nΔR geändert werden; und
die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1+nΔR erreicht haben und die Lenkwinkelübereinstimmung detektiert worden ist, der vorste hende Prozess wiederholt wird, bis die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_R2 geändert worden sind.
Anschließend betrachten wird die Empfindlichkeit der Radlenkwinkel α in Bezug auf den Lenkbefehlswertabstand R (Fahrzeugwenderadius) im Lenkmodus M1. Im Wesentlichen kann, da wir die Formel (1) und die Formel (2), nachstehend dargestellt, haben, die Bedingungsgleichung (E11) wie folgt erweitert werden:
Wenn y = tan^-1x ist, dann ist
Ähnlich ist
Wenn wir die Gleichung (1) und die Gleichung (2) für die Werte W = 0,5 m und L = 1 m lösen, sind die Ergebnisse in 10 dargestellt. Gemäß Darstellung in 10 ist in dem Bereich, in welchem R klein ist, α sehr empfindlich gegenüber R, und wir können sehen, dass sich die Empfindlichkeit für die linken und rechten Räder unterscheidet. 11 stellt die Ergebnisse für dieselben Berechnungen, durchgeführt für den Lenkmodus M3 dar. Auch in diesem Falle ist α sehr empfindlich gegenüber R in dem Bereich, wo R klein ist und die Empfindlichkeit unterscheidet sich zwischen den linken und den rechten Rädern.
Somit variiert die Empfindlichkeit der Radlenkwinkel α gegenüber dem Abstand R (dem Fahrzeugdrehradius/Lenkbefehlswert) stark in Abhängigkeit von dem Wert von R. Der Abstand R ist per se kein guter Wert zur Verwendung als Lenkbefehlswert. Eine mögliche Überlegung wäre, einen Abstand R als eine Funktion der Zeit R = f(t) einführen, und die Radlenkwinkel α über die Funktion R = f(t) zu steuern. Die Funktion wird wie folgt eingeführt:
Die Gleichung (1) wird wie folgt umgeformt:
Ähnlich ist:
Dann setzen wir:
Folglich haben wird dann:
Dann kommen wir durch Anwenden der Formel (3) bei der Gleichung (13) an; d.h.
Hier ist, wenn wir R = 0 m; W = 0,5 m; L = 1m; und T = 0 setzen, die Integrationszeitkonstante CL ist CL = 0,463648 (rad). Demzufolge ist, wenn K = π/20 ist, dann
Somit kann der Anstand R als eine Funktion der Zeit t in der Gleichung (13) variiert werden. Wenn dieses erfolgt, sind der Lenkwinkel des rechten Vorderrades α₁ und der Lenkwinkel des linken Vorderrades α₂ durch die Gleichungen (14), (15) und (16) wie folgt gegeben
12 stellt eine Veränderung im Abstand R, dem Lenkwinkel α₁, des rechten Rades und des Lenkwinkels α₂ des linken Rades über der Zeit t dar. Daraus wissen wir, dass Veränderungen im Lenkwinkel α₁ im rechten Rad über der Zeit t linear sind. Somit ist, wenn R (der Abstand zwischen dem Fahrzeugdrehmittelpunkt und der Vorderseiten/Rückseiten-Mittellinie Y des Fahrzeugs) als der Befehlswert verwendet wird, die Veränderung in dα/dR in Bereichen einer R-Veränderung groß; daher kann eine gute Steuerung realisiert werden, indem eine neue Funktion des Abstandes R und der Zeit t, R = f(t) eingeführt wird, die dieses [(dα/dR)] (beispielsweise im Lenkmodus M1, R = W + L tan(-Kt + CL)) konstant macht, welche den Abstand R als eine Funktion der Zeit t steuert, und die Lenkwinkel α von diesem Abstand R steuert.
Gemäß vorstehender Beschreibung würde, obwohl die Verwendung des Abstandes R als der Lenkbefehlswert die theoretische Entwicklung vereinfacht, wenn es dazu kommt, dass ein Fahrer tatsächlich die Lenkung steuert, dieses definitiv die Lenkoperationen schwierig machen. Der Unterschied in der Empfindlichkeit dα/dR bei niedrigen und hohen Werten des Abstandes R liegt in den doppelten Zahlenwerten. Ferner ist in dem Bereich von Lenkwinkeln in der Nähe der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs, in welcher beim tatsächlichen Fahren die Häufig keit (der Lenkereignisse) am höchsten ist, die Empfindlichkeit dα/dR hoch, was die Lenkung überempfindlich macht. Ferner könnte sich der Abstand R abrupt zwischen -∞ und +∞ oder zwischen +∞ und -∞ ändern. Ferner wäre es, da der Abstand R der Abstand zu dem Drehmittelpunkt in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs ist, für den Fahrer sehr schwierig, dieses einem tatsächlichen "Gefühl" für die Lenkung des Fahrzeugs zuzuordnen. Diese Faktoren machen den Betrieb für den Fahrer extrem schwierig.
Daher wird in der vorliegenden Erfindung anstelle des Abstandes R der Winkel α_o für den Lenkbefehlswert verwendet. Der Winkel α_o ist der Winkel, der zwischen der Mittellinie des Fahrzeugs und der Fahrrichtung des Punktes Po, welcher den Mittelpunkt einer Linie markiert, die die linken und rechten Vorderräder verbindet, gebildet wird.
D.h., beispielsweise im Lenkmodus M1 (3),
Dann kann durch Einsetzen der Gleichung (18) in die Gleichungen (E11), (E12) und (E13) die Beziehung zwischen den Lenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ und den Raddrehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 durch die nachstehenden Gleichungen ausgedrückt werden:
Im Lenkmodus M3 (5) gilt:
Durch Einsetzen der Gleichung (23) in die Gleichungen (E31), (E32) und (E34) kann die Beziehung zwischen den Lenkwinkeln α₁, α₂ und den Raddrehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 durch die nachstehenden Gleichungen ausgedrückt werden:
Die Beziehungen zwischen dem Winkel α_o (der zwischen der Fahrzeugmittellinie Y und der Fahrrichtung des Mittelpunktes Po ausgebildete Winkel) und den Lenkwinkeln für die Räder α₁, α₂, α₃, α₄ für Werte von W = 0,5 m und L = 1 m, sind für die Lenkmodi M1 und M3 in 13 bzw. 14 dargestellt. Somit können wir durch die Verwendung des Winkels α_o (der Winkel, der zwischen der Fahrzeugmittellinie Y und der Fahrtrichtung des Mittelpunktes Po einer Linie, welche die linken und rechten Vorderräder verbindet, ausgebildet wird) als Lenkbefehlswert die Steuersystemüberempfindlichkeits- und die Diskontinuitätseigenschaften, die die Probleme verursachten, wenn der Abstand R als Lenkbefehlswert verwendet wird, beseitigen. Dieses macht es für einen Fahrer möglich, die Lenkungssteuerung so auszuführen, dass sie in Hinblick auf sein Gefühl für die Richtung, in welche das Fahrzeug gerade gesteuert wird, richtig ist.
Ferner könnte anstelle dieses (vorstehend beschriebenen) Mittelpunktes Po ein Winkel α_n, welcher der Winkel ist, der zwischen der Fahrzeugmittellinie Y und der Fahrtrichtung eines Punktes P_n (welcher beliebig auf dem Fahrzeug an den Koordinaten x_n, y_n angeordnet ist) gebildet wird, als der Lenkbefehlswert verwendet werden (siehe 3 und 5).
Wenn der Winkel α_n, welcher der Winkel ist, der zwischen der Fahrzeugmittellinie Y und der Fahrtrichtung eines Punktes P_n (welcher beliebig auf dem Fahrzeug an den Koordinaten x_n, y_n angeordnet ist) gebildet wird, als der Befehlswert verwendet wird, sind die Beziehungen zwischen den Winkeln α_n und den P_n-Koordinaten x_n, y_n gegeben durch
Für den Lenkmodus M1 kann die vorstehende Gleichung (28) in die Gleichungen (E11), (E12) und (E13) eingesetzt werden, um die nachstehenden Gleichungen (29), (30) und (31) zu erhalten, und die Radlenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 können dann auf der Basis von α_n, der Fahrrichtung des Punktes P_n (Lenkbefehlswert) gesteuert werden:
Für den Lenkmodus M3 gilt
Wie es aus den vorstehenden Beispielen deutlich ist, werden gemäß Lenkverfahren der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung, in welchem eine von den Variablen von Zwangsbedingungsgleichungen zur Erzeugung eines vorgeschrieben Lenkmodus als der Lenkbefehlswert S definiert ist; in einem Prozess zum Ändern des Lenkbefehlswertes S von einem Wert S₁ zu einem Wert S₂ zum Überführen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1, welche dem Befehlswert S₁ entsprechen, auf die Werte [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2, welche dem Befehlswert S₂ entsprechen;
inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchem der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS addiert wurde, als Werte so berechnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllt werden;
die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS verändert, und wenn die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wurde, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+nΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert ΔS n-Mal aufeinanderfolgend addiert worden ist, als Werte so berechnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichung erfüllt werden; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS geändert; und
die Radlenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1, die dem Lenkbefehlswert S₁ entsprechen, zu Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2 geändert, die dem Lenkbefehlswert S₂ entsprechen,
um somit das Auftreten von schweren Rad-Vorlauf/Nachlauf-Phänomen in dem Fahrzeuglenkungsprozess zu vermeiden.
Ferner können gemäß der vorliegenden Erfindung ein Lenkwinkel α_n, der zwischen einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Vorderrädern des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung eines Punktes Pn, eines beliebigen Punktes auf dem Fahrzeug, ausgebildet ist; oder ein Winkel α_o (der Winkel, der zwischen einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Vorderrädern des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung eines Punktes Po, eines auf einer die linken und rechten Vorderräder verbindenden Linie ausgebildet ist) als Befehlswert werden. Dieses passt den Lenkbefehlswert an das Gefühl des Fahrers für die Lenkrichtung an, und verhindert somit Lenkbedienungsfehler durch den Fahrer und ermöglich eine schnelle genaue Lenkung in der gewünschten Richtung.
Ferner können gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug nach einem Stop startet, oder wenn der vorgeschriebene Modus verändert wird, die Lenkwinkel der Räder, α₁, α₂, α₃, α₄ zuerst kurzzeitig auf den 0-Grad-Geradeauswert (α₁, α₂, α₃, α₄ = 0) zurückgesetzt, bevor die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ getrennt geändert werden, wie es zur Übereinstimmung mit den Lenkzwangsbedingungsgleichungen für den vorgeschriebenen Modus erforderlich ist.
Ferner führt gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug gerade startet oder seine Modi ändert, das Fahrzeug dieses nur aus, nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ mit den Lenkzwangsbedingungsgleichungen, die den vorgeschriebenen Modus definieren, in Übereinstimmung sind. Dieses verbessert die Fahrsicherheit durch die Reduzierung einer Kollisionsmöglichkeit, wenn das aus einem Anhaltezustand startet, oder wenn der Lenkmodus geändert wird. Dieses ermöglicht einen genauen und sanften Start aus einem Anhaltezustand oder bei Ausführung einer Modusänderung.

Claims

Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung, in welchem durch Ändern wie ein Lenkbefehlswert zum Ändern der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs durch getrenntes Steuern von Lenkwinkeln α₁, α₂, α₃, α₄ der vier Räder (21, 22, 23, 24) gemäß Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus verwendet wird, eine von den Variablen der Lenkzwangsbedingungsgleichung als ein Lenkbefehlswert S in einem Prozess zum Verändern des Lenkbefehlswertes S von einem Wert S₁ zu einem Wert S₂ zum Überführen der Radlenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Werten [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1, welche dem Befehlswert S₁ entsprechen, auf Werte [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2, welche dem Befehlswert S₂ entsprechen, verwendet wird, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchen ein inkrementeller Lenkbefehlswert ΔS addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die der Lenkzwangsbedingungsgleichung genügen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS geändert werden; nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS erreicht haben, und eine Lenkwinkelübereinstimmung detektiert worden ist, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+2ΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) ist, auf welchen ein zusätzlicher inkrementeller Lenkbefehlswert ΔS addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die der Lenkzwangsbedingungsgleichung genügen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+2ΔS geändert werden; von diesem Punkt an, nachdem die Lenkwinkelübereinstimmung der Radlenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert worden ist, inkrementelle Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+nΔS) entsprechen, welcher der Lenkbefehlswert S₁ ist, auf welchen der inkrementelle Lenkbefehlswert ΔS [n-Mal] aufeinanderfolgend addiert worden ist, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen; die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ zu den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS geändert werden; das Ankommen der Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ an den inkrementellen Übergangslenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+nΔS in der Lenkwinkelübereinstimmung detektiert wird; und der Prozess wiederholt wird, bis die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ von den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1 zu den Lenkwinkeln [α₁, α₂, α₃, α₄]_S2 geändert worden sind.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 1, in welchem ferner getrennt die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 der vier Räder (21, 22, 23, 24) gemäß den Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Steuermodus gesteuert werden, inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+ΔS) entsprechen, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen; die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+ΔS geändert werden; nachdem die Lenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ die inkrementellen Übergangslenkwinkel [α₁, α₂, α₃, α₄]_S1+ΔS erreicht haben und die Lenkwinkelübereinstimmung detektiert worden ist, inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+2ΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+2ΔS) entsprechen, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen; die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+2ΔS geändert werden; von diesem Punkt an, nachdem die Lenkwinkelübereinstimmung der Radlenkwinkel α₁, α₂, α₃, α₄ detektiert worden ist, inkrementelle Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+nΔS, die dem Lenkbefehlswert (S₁+nΔS) entsprechen, als Werte berechnet werden, die den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen; und die Drehgeschwindigkeiten n1, n2, n3, n4 zu den inkrementellen Übergangsdrehgeschwindigkeiten [n1, n2, n3, n4]_S1+nΔS geändert werden.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 1, wobei für den Fall, in welchem die Fahrspuren der Räder (21, 22, 23, 24) des wendenden Fahrzeugs konzentrische Bögen ausbilden, der Lenkungsbefehlswert als ein Abstand R definiert ist, welcher der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt (P1, P2, P2, P4) und einem Mittelpunkt (P5, P6) der konzentrischen Bögen definiert ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, in welchem die Fahrspuren der Räder (21, 22, 23, 24) des wendenden Fahrzeugs konzentrische Bögen sind, die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; und R, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt (P1, P2, P3, P4) und einem Mittelpunkt (P5, P6) der konzentrischen Bögen ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, in welchem die Fahrspuren der Räder (21, 22, 23, 24) des wendenden Fahrzeugs konzentrische Bögen sind, die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; und R, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt (P1, P2, P3, P4) und einem Mittelpunkt (P5, P6) der konzentrischen Bögen ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 2, wobei für den Fall, in welchem die Fahrspuren der Räder (21, 22, 23, 24) des wendenden Fahrzeugs konzentrische Bögen sind, der Lenkbefehlswert als ein Abstand R definiert ist, welcher der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt (P1, P2, P3, P4) und einem Mittelpunkt (P5, P6) der konzentrischen Bögen ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, in welchem die Fahrspuren der Räder (21, 22, 23, 24) des wendenden Fahrzeugs konzentrische Bögen sind, die zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; n1, n2, n3, n4 die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; und R, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt (P1, P2, P3, P4) und einem Mittelpunkt (P5, P6) der konzentrischen Bögen ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, in welchem die Fahrspuren der Räder (21, 22, 23, 24) des wendenden Fahrzeugs konzentrische Bögen sind, die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; n1, n2, n3 und n4 die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; und R, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Abstand zwischen einem zu den Positionen der vier Räder mittigen Punkt (P1, P2, P3, P4) und einem Mittelpunkt (P5, P6) der konzentrischen Bögen ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 1, wobei ein Winkel an, der Winkel, der zwischen einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrrichtung eines beliebigen Punktes P_n auf dem Fahrzeug ausgebildet ist, als der Lenkbefehlswert verwendet wird.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; x_n und y_n die x und y Koordinaten eines beliebigen Punktes Pn auf dem Fahrzeug sind; und α_n, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Winkel ist, der zwischen Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Punktes Pn ausgebildet wird.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; x_n und y_n die x und y Koordinaten eines beliebigen Punktes Pn auf dem Fahrzeug sind; und α_n, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Winkel ist, der zwischen Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Punktes Pn ausgebildet wird.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 2, wobei ein Winkel α_n, der Winkel, der zwischen einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung eines beliebigen Punktes P_n auf dem Fahrzeug ausgebildet ist, als der Lenkbefehlswert verwendet wird.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
und
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; n1, n2, n3 und n4 die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; x_n und y_n die x und y Koordinaten eines beliebigen Punktes Pn auf dem Fahrzeug sind; und α_n, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Winkel ist, der zwischen Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Punktes Pn ausgebildet wird.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
und
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; n1, n2, n3 und n4 die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; x_n und y_n die x und y Koordinaten eines beliebigen Punktes Pn auf dem Fahrzeug sind; und α_n, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Winkel ist, der zwischen Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Punktes P_n ausgebildet wird.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 1, wobei ein Winkel α_o, der Winkel, der zwischen einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahr zeugs und der Fahrtrichtung eines beliebigen Punktes P_o, des Mittelpunktes einer die linken und rechten Vorderräder verbindenden Linie, als der Lenkbefehlswert verwendet wird.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; und α_o, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Winkel ist, der zwischen Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Punktes P_o ausgebildet wird, welcher der Mittelpunkt auf einer die linken und rechten Vorderräder (21, 22) verbindenden Linie ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; und α_o, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Winkel ist, der zwischen Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Punktes P_o ausgebildet wird, welcher der Mittelpunkt auf einer die linken und rechten Vorderräder (21, 22) verbindenden Linie ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 2, wobei ein Winkel α_o, der Winkel, der zwischen einer Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung eines beliebigen Punktes P_o, des Mittelpunktes auf einer die linken und rechten Vorderräder (22, 21) verbindenden Linie, als der Lenkbefehlswert verwendet wird.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
und
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; n1, n2, n3 und n4 die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; und α_o, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Winkel ist, der zwischen Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Punktes P_o ausgebildet wird, welcher der Mittelpunkt auf einer die linken und rechten Vorderräder (21, 22) verbindenden Linie ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Lenkmodus sind:
und
wobei α₁, α₂, α₃, und α₄ die Lenkwinkel des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; n1, n2, n3 und n4 die Drehgeschwindigkeiten des rechten Vorderrades (21), linken Vorderrades (22), rechten Hinterrades (23) bzw. linken Hinterrades (24) sind; L der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie X zwischen den Vorderrädern (21, 22) und Hinterrädern (23, 24) ist; W der Abstand zwischen jedem Rad und einer Mittellinie Y zwischen den linken Rädern (22, 24) und rechten Rädern (21, 23) ist; und α_o, welcher als der Lenkbefehlswert verwendet wird, der Winkel ist, der zwischen Mittellinie Y zwischen den linken und rechten Rädern (22, 24), (21, 23) des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Punktes P_o ausgebildet wird, welcher der Mittelpunkt auf einer die linken und rechten Vorderräder (21, 22) verbindenden Linie ist.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Addition eines inkrementellen Lenkbefehlswertes auf den Lenkbefehlswert nicht mehr als dreimal ausgeführt wird.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgeschriebene Lenkmodus beliebig aus mehreren Modi ausgewählt wird, welche Fahrzeugvorwärtsfahrt- und Rückwärtsfahrt-Modi umfassen; und wenn der Lenkmodus geändert wird, die einzelnen Radlenkwinkel α₁, α₂, α₃, und α₄ zuerst auf die Geradeausfahrtrichtung α₁ = α₂ = α₃ = α₄ = 0 zurückgestellt werden; worauf die Radlenkwinkel α₁, α₂, α₃, und α₄ gemäß den Lenkzwangsbedingungsgleichungen zum Erzeugen des vorgeschriebenen Lenkmodus getrennt geändert werden.
Lenkungssteuerverfahren für ein Fahrzeug mit unabhängiger Vierrad-Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgeschriebene Lenkmodus beliebig aus mehreren Modi ausgewählt wird, welche Fahrzeugvorwärtsfahrt- und Rückwärtsfahrt-Modi umfassen; und wenn der Lenkmodus geändert wird, der Antrieb zum Bewegen des Fahrzeugs [nur] angelegt wird, nachdem die einzelnen Radlenkwinkel α₁, α₂, α₃, und α₄ so sind, dass sie den Lenkzwangsbedingungsgleichungen genügen, die nach der Änderung des Lenkmodus zutreffen.