DE69931105T2

DE69931105T2 - Radschlupfwinkelerfassungssystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE69931105T2
Application number: DE69931105T
Authority: DE
Inventors: c/o K.K Honda Gijutsu Kenkyusho Keiyu Wako-shi Kin; c/o K.K. Honda Gijutsu Kenkyusho Urabe Wako-shi Hiroyuki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2006-08-31
Also published as: JP2000025599A; DE69931105D1; US6223116B1; EP0970876A2; EP0970876A3; EP0970876B1; JP3669668B2; DE69931105T8

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radschlupfwinkel-Erfassungssystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Ein derartiges Radschlupfwinkel-Erfassungssystem ist aus der EP 0 775 617 A bekannt, ein Familienmitglied der JP 9 142286 A . Aus diesem Dokument ist eine Methode zum Erfassen eines Schlupfwinkels eines jeden Rades bei der Steuerung/Regelung der Bewegung eines Fahrzeugs bekannt (z.B. bei Traktionssteuerung/regelung, der Antiblockiersteuerung/regelung und dgl.).
Um den Schlupfwinkel eines Rades zu bestimmen, muss ein Seitenschlupfwinkel eines Fahrzeugkörpers (ein Winkel, welcher durch die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs bezogen auf die Ausrichtung des Fahrzeugs gebildet ist) berechnet werden. Es ist herkömmliche Praxis, einen Seitenschlupfwinkel β eines Fahrzeugkörpers zu berechnen, indem ein differenzierter Wert eines Seitenschlupfwinkels integriert wird, welcher gemäß einer Differenzialgleichung basierend auf einem linearen Bewegungsmodell eines Zweiradfahrzeugs bestimmt wird. Genauer gesagt wird ein differenzierter Wert dβ/dt des Seitenschlupfwinkels β gemäß der Differenzialgleichung {dβ/dt = (AY/V) – γ} berechnet, und ein Seitenschlupfwinkel β wird bestimmt, indem der differenzierte Wert dβ/dt integriert wird, wobei AY eine Seitenbeschleunigung eines Fahrzeugkörpers repräsentiert; γ repräsentiert eine Gierrate, und V repräsentiert eine Fahrzeuggeschwindigkeit.
Wenn sich jedoch das Fahrzeug in einem Zustand befindet, in welchem es mit niedriger Geschwindigkeit geradeaus fährt, sind erfasste Werte der Seitenbeschleunigung AY, der Gierrate γ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V klein. Bei einem System, welches derart konstruiert ist, dass ein Seitenschlupfwinkel β bestimmt wird, indem derartige erfasste Werte integriert werden, werden ein Sensorenrauschen (ein Anbringungsfehlerrauschen) eines Detektormittels zum Erfassen einer Seitenbeschleunigung AY, einer Gierrate γ und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein Fahrrauschen während der integralen Berechnung akkumuliert, was zu einer mangelhaften Seitenschlupfwinkelberechnungsgenauigkeit und zu einer verringerten Radschlupfwinkelerfassungsgenauigkeit führt.
ABRISS DER ERFINDUNG
Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radschlupfwinkel-Erfassungssystem für ein Fahrzeug der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, wobei ein Seitenschlupfwinkel eines Fahrzeugkörpers mit großer Genauigkeit berechnet wird, indem eine angemessene Berechnungsgleichung verwendet wird, welche für den Fahrzustand des Fahrzeugs geeignet ist, und wobei ein Radschlupfwinkel mit großer Genauigkeit bestimmt wird, indem der Seitenschlupfwinkel mit großer Genauigkeit verwendet wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Radschlupfwinkel-Erfassungssystem mit allen Merkmalen von Anspruch 1 erfüllt. Dieses System ist derart konstruiert, dass es einen Schlupfwinkel eines jeden Rades bestimmt (einen Winkel, welcher durch die Bewegungsrichtung des Rades bezogen auf die Ausrichtung des Rades gebildet wird), um eine Fahrbahnoberflächen-Kontaktsituation jedes Rades und genauer gesagt eine Seitenkraft selbst für jedes Rad zu erfassen, um die Genauigkeit der Steuerung/Regelung der Bewegung, z.B. der Kurvenbewegung des Fahrzeugs, zu erhöhen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind bereitgestellt: ein Radschlupfwinkel-Erfassungssystem für ein Fahrzeug, welches ein Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst; ein Gierraten-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Gierrate, ein Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Seitenbeschleunigung; ein Lenkwinkel-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Lenkwinkels; ein Schlupfraten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Schlupfrate eines jeden Rades; ein Reifencharakteristik-Feststellmittel, in welchem Reifencharakteristika basierend auf den tatsächlichen Fahrdaten vorab bestimmt werden; ein Fahrzustands-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Fahrzustands des Fahrzeugs basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gierrate, der Seitenbeschleunigung und dem Lenkwinkel, welche jeweils durch die Erfassungsmittel erfasst werden; ein Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel zum Bestimmen einer angenommenen Seitenbeschleunigung eines Fahrzeugkörpers; ein erstes Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Seitenschlupfwinkels des Fahrzeugkörpers als ein erster Seitenschlupfwinkel, indem ein differenzierter Wert eines Seitenschlupfwinkels integriert wird, welcher basierend auf einem nicht-linearen Bewegungsmodell eines Vierradfahrzeugs bestimmt wird, und zwar unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit, welche durch das Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsmittel erfasst wird, der Gierrate, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel erfasst wird, und der angenommenen Seitenbeschleunigung, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel bestimmt wird; ein zweites Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Seitenschlupfwinkels des Fahrzeugkörpers als ein zweiter Seitenschlupfwinkel basierend auf einem Bewegungsmodell eines linearen Zweiradfahrzeugs unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gierrate, der Seitenbeschleunigung und des Lenkwinkels, welche jeweils durch die Erfassungsmittel erfasst werden; ein Auswahlmittel, welches derart betreibbar ist, dass es bei der Erfassung eines Zustands, in welchem das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit geradeaus fährt, durch das Fahrzustands-Erfassungsmittel, den in dem zweiten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel berechneten zweiten Seitenschlupfwinkel auswählt, und dass es in weiteren Zuständen den in dem ersten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel berechneten ersten Seitenschlupfwinkel auswählt, und ein Schlupfwinkel-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Schlupfwinkels jedes Rades basierend auf dem Seitenschlupfwinkel, welcher in dem Auswahlmittel ausgewählt wird, wobei das Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel derart betreibbar ist, dass es eine angenommene Seitenbeschleunigung des Fahrzeugkörpers annimmt basierend auf wenigstens einem Element aus dem Schlupfwinkel, welcher in dem Schlupfwinkel-Berechnungsmittel berechnet wird, und der Schlupfrate, welche in dem Schlupfraten-Berechnungsmittel berechnet wird, und basierend auf den Reifencharakteristika, welche in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel festgestellt werden.
Der Begriff "lineares Bewegungsmodell eines Zweiradfahrzeugs", wie er hier verwendet wird, bezeichnet ein Bewegungsmodell, bei welchem Seitenführungskräfte für die Vorder- und Hinterräder bezogen auf den schlupfwinkel basierend auf der Annahme linear verändert werden, dass die Seitenführungskräfte für das linke und das rechte Vorderrad einander gleichen und die Seitenführungskräfte für das linke und das rechte Hinterrad einander gleichen. Der Begriff "nicht-lineares Bewegungsmodell eines Vierradfahrzeugs" bezeichnet ein Bewegungsmodell, bei welchem die Seitenführungskräfte für die Vorder- und Hinterräder bezogen auf den Schlupfwinkel in einem Zustand nicht-linear verändert werden, bei welchem nicht angenommen wird, dass die Seitenführungskräfte für das linke und das rechte Vorderrad und für das linke und das rechte Hinterrad einander gleichen.
Bei der Anordnung einer derartigen Ausführungsform, wenn durch das Bewegungszustands-Erfassungsmittel erfasst wird, dass sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet, bei welchem es mit einer niedrigen Geschwindigkeit geradeaus fährt, wird der Schlupfwinkel eines jeden Rades basierend auf dem zweiten Seitenschlupfwinkel berechnet, welcher in dem zweiten Seitenschlupf winkel-Berechnungsmittel berechnet wird. Der zweite Seitenschlupfwinkel wird jedoch berechnet, indem erfasste Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gierrate, der Seitenbeschleunigung und des Lenkwinkels verwendet werden. Er wird nicht durch Integration berechnet. Sogar dann, wenn die erfassten Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gierrate, der Seitenbeschleunigung und des Lenkwinkels wegen eines Fahrzustandes mit niedriger Geschwindigkeit nahe bei einem Zustand des Geradeausfahrens klein sind, können deshalb ein Sensorenrauschen (ein Anbringungsfehlerrauschen) und ein Fahrrauschen nicht akkumuliert werden, und daher kann der Seitenschlupfwinkel mit guter Genauigkeit berechnet werden. Mit Ausnahme des Falls, dass das Fahrzeug sich in dem Zustand befindet, bei welchem es mit einer niedrigen Geschwindigkeit geradeaus fährt, wird andererseits der Schlupfwinkel eines jeden Rades basierend auf dem in dem ersten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel berechneten ersten Seitenschlupfwinkel berechnet. Unter den Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gierrate und der Seitenbeschleunigung, welche verwendet werden, um den ersten Seitenschlupfwinkel zu berechnen, sind jedoch die erfassten Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gierrate relativ groß, und die Proportion der Rauschstärke bezogen auf die erfassten Werte ist relativ klein. Darüber hinaus wird die Seitenbeschleunigung angenommen unter Verwendung der Reifencharakteristika, welche zuvor bei tatsächlichen Fahrten festgestellt wurden, und wenigstens eines Wert aus dem Schlupfwinkel, welcher in dem Schlupfwinkel-Berechnungsmittel berechnet wurde, und der Schlupfrate, welche in dem Schlupfraten-Berechnungsmittel berechnet wurde, sodass die Annahmegenauigkeit erhöht werden kann. Sogar dann, wenn der erste Seitenschlupfwinkel bestimmt wird, indem ein differenzierter Wert des Seitenschlupfwinkels integriert wird, kann die Fehlerakkumulierung wegen des Rauschens während der integralen Berechnung auf einem geringen Niveau gehalten werden, wodurch die Berechnungsgenauigkeit des Seitenschlupfwinkels erhöht wird. Deshalb kann der Radschlupfwinkel mit guter Genauigkeit basierend auf dem Seitenschlupfwinkel mit hoher Genauigkeit ungeachtet des Fahrzustand des Fahrzeugs bestimmt werden.
Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsform, umfasst das Radschlupfwinkel-Erfassungssystem weiterhin ein erstes Abweichungs-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Abweichung zwischen der angenommenen Seitenbeschleunigung, welche in dem Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel bestimmt wird, und der Seitenbeschleunigung, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel erfasst wird, und zwar basierend auf den Reifencharakteristika, die in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel festgestellt werden, ein Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel zum Annehmen einer Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit als ein Fahrzeugkörper-Giermoment basierend auf den Reifencharakteristika, welche in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel festgestellt werden, ein Differenzierungsmittel zum Differenzieren der Gierrate, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel erfasst wird, ein zweites Abweichungs-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Abweichung zwischen der angenommenen Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit, welche in dem Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel bestimmt wird, und einer erfassten Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit, welche in dem Differenzierungsmittel bestimmt wird, ein Hochzustand-Auswahlmittel zum Auswählen einer größeren der Abweichungen, welche jeweils in dem ersten und in dem zweiten Abweichungs-Berechnungsmittel berechnet werden, und ein Reibungskoeffizienten-Annahmemittel zum Annehmen eines Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizienten basierend auf der Abweichung, welche in dem Hochzustand-Auswahlmittel ausgewählt wird, und wobei das Reifencharakteristik-Feststellmittel derart betreibbar ist, dass es die Reifencharakteristika nach Maßgabe des angenommenen Reibungskoeffizienten korrigiert, welcher in dem Reibungskoeffizienten-Annahmemittel bestimmt wird.
Bei der Anordnung der zweiten Ausführungsform ist es möglich, den Radschlupfwinkel in Abhängigkeit von einem tatsächlichen Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizienten zu bestimmen. Genauer gesagt basieren die angenommene Seitenbeschleunigung und die angenommene Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit auf den in dem Reifencharakteristik-Feststell mittel festgestellten Reifencharakteristika, wobei der Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizient als konstant definiert wird. Wenn der tatsächliche Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizient ausgehend von einem Wert zu dem Zeitpunkt der Annahme der Seitenbeschleunigung und der Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit verändert wird, muss deshalb eine der Veränderung des Reibungskoeffizienten entsprechende Abweichung zwischen der Seitenbeschleunigung, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel erfasst wird, und der angenommenen Seitenbeschleunigung produziert werden, und eine der Veränderung des Reibungskoeffizienten entsprechende Abweichung muss zwischen dem Wert, welcher bestimmt wird durch Differenzierung der Gierrate, die durch das Gierraten-Erfassungsmittel erfasst wird, und der angenommenen Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit produziert werden. Die zwei Abweichungen, d.h. die angenommene Abweichung zwischen den Seitenbeschleunigungen und der Gierraten-Veränderungsrate erscheinen jeweils deutlich, wenn der Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeftizient relativ groß ist und wenn der Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizient relativ klein ist. Es wird deshalb bestimmt, dass ein größerer Wert aus dem Wert, welcher in dem ersten Abweichungs-Berechnungsmittel zum Berechnen der Abweichung zwischen der erfassten Seitenbeschleunigung und der angenommenen Seitenbeschleunigung berechnet wird, und dem Wert, welcher in dem zweiten Abweichungs-Berechnungsmittel zum Berechnen der Abweichung zwischen der erfassten Gierrate und der angenommenen Gierrate berechnet wird, d.h. ein Wert, welcher in großem Maße durch die Veränderung des Reibungskoeffizienten beeinflusst wird, eine einem Veränderungsbetrag des Reibungskoeffizienten entsprechende Abweichung ist, und der Reibungskoeffizient wird korrigiert, während die angenommene Seitenbeschleunigung und die angenommene Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit korrigiert werden. Es ist somit möglich, eine angenommene Seitenbeschleunigung und eine angenommene Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit entsprechend einem tatsächlichen Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizienten zu bestimmen. Deshalb können die Reifencharakteristika nach Maßgabe des tatsächlichen Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizienten korrigiert werden, und weiterhin kann ein korrigierter präziser Radschlupfwinkel bestimmt werden.
Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Illustration, welche ein Antriebssystem und ein Bremssystem in einem Fahrzeug zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Steuer/-Regeleinheit zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung eines Radschlupfwinkel-Erfassungssystems in der Steuer/Regeleinheit zeigt;
4 ist ein Diagramm, welches Reifencharakteristika zeigt, die in einem Reifencharakteristik-Feststellmittel festgestellt werden;
5 ist ein Diagramm, welches das Gleichgewicht von Seitenkräften in einem linearen Bewegungsmodell eines Zweiradfahrzeugs zeigt;
6 ist ein Diagramm, welches Reifencharakteristika zeigt, die in dem linearen Bewegungsmodell eines Zweiradfahrzeugs verwendet werden; und
7 ist ein Diagramm, welches ein Fahrzeugmoment zeigt, das durch Seitenführungskräfte und Brems/Antriebskräfte während einer Kurvenbewegung des Fahrzeugs erzeugt wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform mit Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben werden.
Es wird zuerst auf 1 Bezug genommen. Eine Krafteinheit P, welche eine Maschine E und ein Getriebe T umfasst, ist an einem vorderen Abschnitt eines Fahrzeugkörpers 1 angebracht, um ein linkes Vorderrad W_FL und ein rechtes Vorderrad W_FR anzutreiben, welche Antriebsräder sind. Eine linke und eine rechte Vorderradbremse B_FL und B_fr sind an dem linken und an dem rechten Vorderrad W_FL und W_FR angebracht, und eine linke und eine rechte Hinterradbremse B_RL und B_RR sind an einem linken Hinterrad W_RL und einem rechten Hinterrad W_RR angebracht, welche Folgeräder sind. Jede der Radbremsen B_FL, B_FR, B_RL und B_RR ist z.B. eine Scheibenbremse.
Ein Bremsflüssigkeitsdruck, welcher von dem Vorgang des Niederdrückens eines Bremspedals 3 abhängt, wird von einer ersten und einer zweiten Ausgabeöffnung 2A und 2B geliefert, welche in einem Hauptzylinder M des Tandemtyps vorgesehen sind. Diese Ausgabeöffnungen 2A und 2B sind mit einem Bremsflüssigkeitsdruckkreis 4 verbunden, sodass ein Bremsflüssigkeitsdruck von dem Bremsflüssigkeitsdruckkreis 4 auf jede der Radbremsen B_FL, B_FR, B_RL und B_RR ausgeübt wird. In dem Bremsflüssigkeitsdruckkreis 4 wird der Bremsflüssigkeitsdruck, welcher auf jede der Radbremsen B_FL, B_FR, B_RL und B_RR ausgeübt wird, durch Steuerung/Regelung durch eine Steuer/Regeleinheit 5 reguliert. Der Steuer/Regeleinheit 5 werden Erfassungswerte eingegeben, welche bereitgestellt werden durch Radgeschwindigkeitsdetektoren 6_FL , 6_FR , 6_RL und 6_RR zum Erfassen einer Radgeschwindigkeit der Räder W_FL, W_FR, W_RL und W_RR, ein Lenkwinkel-Erfassungsmittel 7 zum Erfassen eines Lenkwinkels δ, welcher durch Betätigung eines Lenkrads H bereitgestellt wird, ein Gierraten-Erfassungsmittel 8 zum Erfassen einer Gierrate γ eines Fahrzeugs, und ein Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel 9 zum Erfassen einer Seitenbeschleunigung AY des Fahrzeugs.
Es wird auf 2 Bezug genommen. Die Steuer/Regeleinheit 5 umfasst ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel 10, ein Schlupfraten-Berechnungs mittel 11, einen Radschlupfwinkel-Berechnungsabschnitt 12 und einen Bremsbetragsteuer/regelabschnitt 26.
In dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel 10 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit V basierend auf den Erfassungswerten bereitgestellt, welche durch die vier Radgeschwindigkeitsdetektoren 6_FL , 6_FR , 6_RL und 6_RR zum individuellen Erfassen der Radgeschwindigkeit der Räder W_FL, W_FR, W_RL und W_RR bereitgestellt werden. In dem Schlupfraten-Berechnungsmittel 11 wird eine Schlupfrate für jedes Rad berechnet basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel 10 berechnet wird, und auf den Erfassungswerten, welche durch die Radgeschwindigkeitsdetektoren 6_FL , 6_FR , 6_RL und 6_RR bereitgestellt werden.
Der Radschlupfwinkel-Berechnungsabschnitt 12 berechnet einen Schlupfwinkel eines jeden Rades, um eine Greifkraft jedes Reifens an den vier Vorder- und Hinterrädern zu erfassen, um die Steuer/Regelgenauigkeit bei der Steuerung/-Regelung der Kurvenbewegung des Fahrzeugs zu erhöhen. Ein Schlupfwinkel α für jedes Rad wird in dem Radschlupfwinkel-Berechnungsabschnitt 12 basierend auf dem Lenkwinkel δ, welcher durch das Lenkwinkel-Erfassungsmittel 7 erfasst wird, der Gierrate γ, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel 8 erfasst wird, der Seitenbeschleunigung AY, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel 9 erfasst wird, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel 10 erfasst wird, und der Schlupfrate für jedes Rad, welche durch das Schlupfraten-Berechnungsmittel 11 berechnet wird, berechnet. Der Radschlupfwinkel α, welcher durch den Radschlupfwinkel-Berechnungsabschnitt 12 bereitgestellt ist, wird dem Bremsbetragsteuer/regelabschnitt 26 eingegeben. Der Bremsflüssigkeitsdruck, welcher auf jede der Radbremsen B_FL, B_FR, B_RL und B_RR ausgeübt wird, um die Kurvenbewegung des Fahrzeugs auf der Grundlage des Radschlupfwinkels zu steuern/regeln, wird in dem Bremsbetragsteuer/regelabschnitt 26 berechnet. Der Bremsflüssigkeitsdruckkreis 4 wird auf Grundlage des Ergebnisses der Berechnung in dem Bremsbetragsteuer/regelabschnitt 26 betätigt.
Es wird auf 3 Bezug genommen. Der Radschlupfwinkel-Berechnungsabschnitt 12 umfasst ein Fahrzustands-Erfassungsmittel 13, ein Reifencharakteristik-Feststellmittel 14, ein Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15, ein erstes Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 16, ein zweites Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 17, ein Auswahlmittel 18, ein Schlupfwinkel-Berechnungsmittel 19, ein erstes Abweichungs-Berechnungsmittel 20, ein zweites Abweichungs-Berechnungsmittel 21, ein Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel 22, ein Differenzierungsmittel 23, ein Hochzustand-Auswahlmittel 24 und ein Reibungskoeffizienten-Annahmemittel 25.
Reifencharakteristika für jeden Reifen an den Rädern werden zuvor in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel 14 basierend auf den tatsächlichen Fahrdaten festgestellt. Insbesondere eine Schlupfwinkel/Seitenführungskraftcharakteristik, welche das Verhältnis zwischen dem Schlupfwinkel α und der Seitenführungskraft CF zeigt, eine Schlupfwinkel/Seitenführungskraft-Abnahmeratencharakteristik, welche das Verhältnis zwischen der Schlupfrate λ und der Seitenführungskraftabnahmerate RCF zeigt, und eine Schlupfraten/-Brems- und Antriebskraftcharakteristik, welche das Verhältnis zwischen der Schlupfrate λ und der Brems- und der Antriebskraft FX zeigt, werden zuvor in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel 14 für jedes Rad in Übereinstimmung mit dem Reibungskoeffizienten μ einer Fahrbahnoberfläche festgestellt, der durch das Reibungskoeffizienten-Annahmemittel 25 angenommen wird, wie in 4 gezeigt ist. Mit anderen Worten hat das Reifencharakteristik-Feststellmittel 14 die Funktion, die Schlupfwinkel/Seitenführungskraftcharakteristik, die Schlupfwinkel/Seitenführungskraft-Abnahmeratencharakteristik und die Schlupfwinkel/Brems- und Antriebskraftcharakteristik nach Maßgabe des angenommenen Reibungskoeffizienten μ zu korrigieren, welcher durch das Reibungskoeffizienten-Annahmemittel 25 bereitgestellt wird.
Eine angenommene Seitenbeschleunigung AYE wird durch das Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 basierend auf der Schlupfwinkel/Seiten führungskraftcharakteristik und der Schlupfraten/Seitenführungskraft-Abnahmeratencharakteristik der in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel festgestellten Reifencharakteristika angenommen. Genauer gesagt ist das Reifencharakteristik-Feststellmittel 14 mit dem Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 verbunden, und die Schlupfrate λ, welche in dem Schlupfraten-Berechnungsmittel 11 berechnet wird, und der Schlupfwinkel α für jedes Rad, welcher in dem Schlupfwinkel-Berechnungsmittel 19 berechnet wird, werden dem Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 eingegeben, sodass die angenommene Seitenbeschleunigung AYE in dem Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 basierend auf einer Gesamtsumme von Werten (CF × RCF) für die vier linken und rechten Vorder- und Hinterräder bestimmt wird.
Die Seitenführungskraft CF wird nach Maßgabe einer Veränderung der Schlupfrate λ bei der Steuerung/Regelung der Fahrzeugbewegung korrigiert, indem die Seitenführungskraft CF mit der Seitenführungskraftabnahmerate RCF basierend auf der Schlupfraten/Seitenführungskraft-Abnahmeratencharakteristik in der obigen Berechnung (CF × RCF) multipliziert wird.
Die angenommene Seitenbeschleunigung AYE, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 bestimmt wird, wird dem ersten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 16 eingegeben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel 10 erfasst wird, und die Gierrate γ, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel 8 erfasst wird, zusätzlich zu der angenommenen Seitenbeschleunigung AYE, werden dem ersten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 16 eingegeben, und die Berechnung zum Bestimmen des Seitenschlupfwinkels des Fahrzeugkörpers als ein erster Seitenschlupfwinkel β1 basierend auf einem nicht-linearen Bewegungsmodell eines Vierradfahrzeugs wird in dem ersten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 16 ausgeführt.
Gemäß einer Differenzialgleichung basierend auf dem nicht-linearen Bewegungsmodell des Vierradfahrzeugs wird ein Differenzierungswert eines Seitenschlupfwinkels als {(Seitenbeschleunigung/Fahrzeuggeschwindigkeit)- Gierrate} bereitgestellt. Wenn die Seitenbeschleunigung die angenommene Seitenbeschleunigung AYE ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist, welche durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel 10 erfasst wird, und die Gierrate die Gierrate γ ist, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel 8 erfasst wird, wird ein Differenzierungswert (dβ1/dt) des ersten Seitenschlupfwinkels β1 gemäß der folgenden Gleichung berechnet: dβ1/dt = (AYE/V) – γ (1)
Zusätzlich wird der erste Seitenschlupfwinkel β1 in dem ersten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 16 berechnet, indem der Differenzierungswert d β1/dt gemäß der folgenden Gleichung integriert wird: β1 = ∫{(AYE/V) – γ}dt + β10 (2)wobei β1₀ ein Anfangswert für den ersten Seitenschlupfwinkel β1 ist. Der Anfangswert β1₀ wird von dem zweiten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 17 eingegeben.
Der erste Seitenschlupfwinkel β1, welcher basierend auf dem nicht-linearen Bewegungsmodell des Vierradfahrzeugs bestimmt wird, ist einem Seitenschlupfwinkel zu dem Zeitpunkt gleich, wenn der Seitenschlupfbetrag in dem Kurvenbewegungszustand des Fahrzeugs relativ groß ist. Wenn jedoch der Seitenschlupfbetrag in einem Zustand relativ klein ist, in welchem das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit geradeaus fährt, gibt es einen relativ großen Fehler wegen der Akkumulierung von Rauschen während der integralen Berechnung des ersten Seitenschlupfwinkels β1, und es ist nicht angemessen, dass ein Radschlupfwinkel α unter Verwendung des ersten Seitenschlupfwinkels β1 in dem Zustand bestimmt wird, in welchem das Fahrzeug mit der niedrigen Geschwindigkeit geradeaus fährt. Deshalb wird die Berechnung zum Bestimmen des Seitenschlupfwinkels des Fahrzeugkörpers als ein zweiter Seitenschlupfwinkel β2 basierend auf einem linearen Bewegungsmodell eines Zweiradfahrzeugs in dem zweiten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 17 ausgeführt.
In dem linearen Bewegungsmodell des Zweiradfahrzeugs wird eine seitendynamische Gleichung verwendet, bei welcher die Seitenführungskräfte CFF für das linke und das rechte Vorderrad einander gleich sind, und die Seitenführungskräfte CFR für das linke und das rechte Hinterrad einander gleich sind, wie in 5 gezeigt ist. In 5 sind der Schlupfwinkel αF der Vorderräder und der Schlupfwinkel αR der Hinterräder und der Seitenschlupfwinkel β des Fahrzeugkörpers repräsentiert, wobei die Gegenuhrzeigersinn-Richtung als positiv definiert ist. Wenn die Masse des Fahrzeugs durch M repräsentiert wird, die Seitenführungskraft für die Vorderräder durch CFF repräsentiert wird und die Seitenführungskraft für die Hinterräder durch CFR repräsentiert wird, wird die folgende Gleichung aufgestellt: M·AY = CFF + CFR (3)
Die Seitenführungskraft CF ist, wie in 6 gezeigt ist, dann linear, wenn sich der Radschlupfwinkel α in einem kleinen Bereich befindet. Wenn die Seitenführungskraft für die Vorderräder durch CPF repräsentiert wird, die Seitenführungskraft für die Hinterräder durch CPR repräsentiert wird, der Schlupfwinkel der Vorderräder durch αF repräsentiert wird und der Schlupfwinkel der Hinterräder durch αR repräsentiert wird, werden deshalb die folgenden Gleichungen aufgestellt: CFF = CPF × αF (4) CFR = CPR × αF (5)
Der Schlupfwinkel αF der Vorderräder und der Schlupfwinkel αR der Hinterräder kann, wie folgt, repräsentiert werden, indem die Entfernung LF von dem Schwerpunkt des Fahrzeugkörpers zu den Vorderrädern, die Entfernung LR von dem Schwerpunkt des Fahrzeugkörpers zu den Hinterrädern, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Seitenschlupfwinkel β des Fahrzeugkörpers, die Gierrate γ und der tatsächliche Lenkwinkel δw der Vorderräder verwendet werden: αF = β + (LF/V) × γ – δw (6) αR = β – (LR/V) × γ (7)wobei der tatsächliche Lenkwinkel δb der Vorderräder bestimmt wird, indem der Lenkwinkel δ, welcher durch das Lenkwinkel-Erfassungsmittel 7 erfasst wird, durch ein Übersetzungsverhältnis in einem Lenksystem geteilt wird, und indem die Korrektur durchgeführt wird, welche den Ackermann-Winkel berücksichtigt.
Wenn die obigen Gleichungen (4) bis (7) in die Gleichung (3) eingesetzt werden, wird die folgende Gleichung aufgestellt: M × AY = CPF × {β + (LF/V) × γ – δw} + CPR × {β – (LR/V) × γ} (8)
Wenn diese Gleichung (8) nach β aufgelöst wird, kann die folgende Gleichung bereitgestellt werden: β = {M/(CPF + CPR)} × AY – {(CPF × LF – CPR × LR)/(CPF + CPR)} × γ/V + {CPF/(CPF + CPR)} × δw (9)
Sowohl CPF, CPR, LF, LR als auch M ist ein konstanter Wert, welcher dem Fahrzeug eigen ist, und daher kann die Gleichung (9), wie folgt, umgeschrieben werden: β = C1 × AY – C2 × γ/V + C3 × δw (10)
Das zweite Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 17 führt die Berechnung gemäß der obigen Gleichung (10) aus. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel 10 erfasst wird, die Gierrate γ, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel 8 erfasst wird, und die Seitenbeschleunigung AY, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel 9 erfasst wird, und der Lenkwinkel δ, welcher durch das Lenkwinkel-Erfassungsmittel 7 erfasst wird, werden dem zweiten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 17 eingegeben. Das zweite Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 17 gibt den Schlupfwinkel β aus, welcher durch die Berechnung gemäß der Gleichung (10) als der zweite Seitenschlupfwinkel β2 bestimmt wird.
Der erste Seitenschlupfwinkel β1, welcher durch das erste Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 16 berechnet wird, und der zweite Seitenschlupfwinkel β2, welcher durch das zweite Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 17 berechnet wird, werden durch das Auswahlmittel 18 alternativ ausgewählt und dem Schlupfwinkel-Berechnungsmittel 19 eingegeben. Die alternative Auswahl durch das Auswahlmittel 18 wird durch das Fahrzustands-Erfassungsmittel 13 umgeschaltet.
Das Fahrzustands-Erfassungsmittel 13 erfasst den Fahrzustand des Fahrzeugs basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel 10 erfasst wird, der Gierrate γ, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel 8 erfasst wird, der Seitenbeschleunigung AY, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel 9 erfasst wird, und dem Lenkwinkel δ, welcher durch das Lenkwinkel-Erfassungsmittel 7 erfasst wird. Das Fahrzustands-Erfassungsmittel 13 bestimmt, ob z.B. alle der folgenden Bedingungen realisiert sind: V < 10 km/hr – 3 (deg) < δ < + 3 (deg) – 0.1 (G) < AY < + 0.1 (G) – 1.0 (deg/s) < γ < + 1.0 (deg/s)
Wenn alle obigen Bedingungen realisiert sind, bestimmt das Fahrzustands-Erfassungsmittel 13, dass sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet, in welchem es mit einer niedrigen Geschwindigkeit geradeaus fährt, und ein Signal, welches einen Befehl anzeigt, um durch das Auswahlmittel 18 den zweiten Seitenschlupfwinkel β2 auszuwählen, welcher in dem zweiten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 17 berechnet wird, wird dem Auswahlmittel 18 zugeführt. Wenn auch nur eine der Bedingungen nicht realisiert ist, wird jedoch ein Signal, welches einen Befehl zur Auswahl des ersten Seitenschlupfwinkels β1 durch das Auswahlmittel 18 anzeigt, der in dem ersten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 16 berechnet wird, dem Auswahlmittel 18 zugeführt.
In dem Schlupfwinkel-Berechnungsmittel 19 wird die Berechnung des Schlupfwinkels α für jedes Rad gemäß den Gleichungen (6) und (7) ausgeführt, indem der erste Seitenschlupfwinkel β1 oder der zweite Seitenschlupfwinkel β2, welche durch das Auswahlmittel 18 ausgewählt und dem Schlupfwinkel-Berechnungsmittel 19 eingegeben werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel 10 erfasst wird, und die Gierrate γ, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel 8 erfasst wird, ebenso wie der Lenkwinkel δ, welcher durch das Lenkwinkel-Erfassungsmittel 7 erfasst wird, verwendet werden. Der Schlupfwinkel α für jedes Rad, welcher durch das Schlupfwinkel-Berechnungsmittel 19 bestimmt wird, wird dem Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 für die Berechnung der angenommenen Seitenbeschleunigung AYE in dem Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 eingegeben.
Der Schlupfwinkel α für jedes Rad, welcher durch das Schlupfwinkel-Berechnungsmittel 19 bestimmt wird, wird dem Bremsbetragsteuer/regelabschnitt 26 zum Steuern/Regeln der Kurvenbewegung des Fahrzeugs basierend auf dem Radschlupfwinkel zugeführt.
Eine Ausgabe von dem Hochzustand-Auswahlmittel 24 wird dem Reibungskoeffizienten-Annahmemittel 25 eingegeben, und das Hochzustand-Auswahlmittel 24 wählt einen größeren aus einem Wert aus, welcher in dem ersten Abweichungs-Berechnungsmittel 20 berechnet wird, und einem Wert, welcher in dem zweiten Abweichungs-Berechnungsmittel 21 berechnet wird, um diesen auszugeben.
In dem ersten Abweichungs-Berechnungsmittel 20 wird eine Differenz (AYE – AY) zwischen der angenommenen Seitenbeschleunigung AYE, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 bestimmt wird, und der Seitenbeschleunigung AY, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel 9 erfasst wird, berechnet.
Andererseits wird in dem zweiten Abweichungs-Berechnungsmittel 21 eine Differenz {(dγ/dt)E – dγ/dt} berechnet zwischen der angenommenen Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E als das Fahrzeugkörper-Giermoment, welches durch das Fahrzeugkörpergierratenmomentannahmemittel 22 angenommen wird, und der Gierratenänderungsgeschwindigkeit dγ/dt, welche durch das Differenzierungsmittel 23 zum Differenzieren der Gierrate γ bestimmt wird, die durch das Gierraten-Erfassungsmittel 8 erfasst wird.
Wenn die Seitenführungskräfte für das linke und das rechte Vorderrad und das linke und das rechte Hinterrad, wenn das Fahrzeug gedreht wird, durch CFFL, CFFR, CFRL und CFRR repräsentiert werden; die Brems/Antriebskräfte für das linke und das rechte Vorderrad und für das linke und das rechte Hinterrad durch FXFL, FXFR, FXRL und FXRR repräsentiert werden; und die Spurweite zwischen dem linken und dem rechten Vorderrad und zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad durch T in 7 repräsentiert wird, wird eine angenommene Gierratenänderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E als ein Fahrzeugkörper-Giermoment in dem Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel 22 auf Grundlage der Berechnung gemäß der folgenden Gleichung angenommen: (dγ/dt)E = (CFFL + CFFR) × LF + (CFRL + CFRR) × LR + (FXFL + FXFR + FXRL + FXRR) × T/2 (11)
In der obigen Gleichung (11) werden die Seitenführungskräfte CFFL, CFFR, CFRL und CFRR bereitgestellt, indem die Berechnung von (CF × RCF) sowohl für das linke als auch für das rechte Vorderrad und für das linke und das rechte Hinterrad auf Grundlage der Schlupfwinkel/Seitenführungskraftcharakteristik und der Schlupfraten/Seitenführungskraft-Abnahmeratencharakteristik durchge führt wird, welche in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel 14 festgestellt werden, und die Brems/Antriebskräfte FXFL, FXFR, FXRL und FXRR werden für jedes aus dem linken und dem rechten Vorderrad und dem linken und dem rechten Hinterrad auf Grundlage der Schlupfraten/Brems- und Antriebskraftcharakteristik bereitgestellt, welche in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel 14 festgestellt werden.
Um die Berechnung gemäß der Gleichung (11) auszuführen, werden die Reifencharakteristika, welche in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel 14 festgestellt werden, dem Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel 22 eingegeben, und die Schlupfrate λ, welche in dem Schlupfraten-Berechnungsmittel 11 berechnet wird, wird ebenfalls dem Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel 22 eingegeben.
Die Seitenbeschleunigung AYE, welche in dem Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 angenommen wird, und die Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E, welche in dem Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel 22 angenommen wird, basieren auf den Reifencharakteristika, welche in dem Reifencharatkeristikfeststellmittel 14 festgestellt sind. Wenn der tatsächliche Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizient μ ausgehend von dem Reibungskoeffizienten μ in den Reifencharakteristika verändert wird, welche für die Berechnung der Seitenbeschleunigung AYE und der Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E verwendet werden, muss deshalb eine Abweichung entsprechend der Veränderung des Reibungskoeffizienten μ zwischen der Seitenbeschleunigung AY, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel 9 erfasst wird, und der angenommenen Seitenbeschleunigung AYE erzeugt werden, und zur selben Zeit muss eine Abweichung entsprechend der Veränderung des Reibungskoeffizienten μ zwischen dem Differenzierungswert (dγ/dt) der Gierrate γ, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel 8 erfasst wird, und der Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E erzeugt werden, welche in dem Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel 22 angenommen wird. Derartige zwei Abweichungen, d.h. die angenommene Abweichung der Seitenbeschleunigung und die Gierraten-Veränderungsrate, erscheinen dann deutlich, wenn der Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizient relativ groß ist bzw. wenn der Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizient relativ klein ist. Ein größerer aus dem Wert, welcher durch das erste Abweichungs-Berechnungsmittel 20 zum Berechnen der Abweichung zwischen der erfassten Seitenbeschleunigung AY und der angenommenen Seitenbeschleunigung AYE berechnet wird, und dem Wert, welcher durch das zweite Abweichungs-Berechnungsmittel 21 zum Berechnen der Abweichung zwischen dem Differenzierungswert (dγ/dt) der erfassten Gierrate γ und der angenommenen Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E berechnet wird, d.h. einer dieser Werte, welcher durch die Veränderung des Reibungskoeffizienten μ stark beeinflusst wird, wird deshalb als eine dem Betrag der Veränderung des Reibungskoeffizienten μ entsprechende Abweichung bestimmt, und wird in dem Hochzustand-Auswahlmittel 24 ausgewählt. Ein Reibungskoeffizient μ wird in dem Reibungskoeffizientannahmemittel 25 auf Grundlage der Bestimmung angenommen, dass die Abweichung, welche in dem Hochzustand-Auswahlmittel 24 ausgewählt wird, einer Abweichung zwischen den Werten des Reibungskoeffizienten μ entspricht.
Genauer gesagt wird in dem Reibungskoeffizienten-Annahmemittel 25 ein Reibungskoeffizient μ in der laufenden Verfahrensschleife angenommen, indem der Anfangswert des Reibungskoeffizienten μ als "1" definiert wird und indem die Reibungskoeffizientenveränderung, welche der Abweichung entspricht, die durch das erste oder das zweite Abweichungs-Berechnungsmittel 20 oder 21 entsprechend der Veränderung des Reibungskoeffizienten μ berechnet wird, zu dem Reibungskoeffizienten μ addiert wird oder von diesem abgezogen wird, welcher in der letzten Verfahrensschleife bestimmt wurde.
Der Betrieb dieser Ausführungsform wird unten beschrieben werden. Wenn durch das Fahrzustands-Erfassungsmittel 13 erfasst wird, dass sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet, bei welchem es mit niedriger Geschwindigkeit geradeaus fährt, wird ein Schlupfwinkel α für jedes Rad basierend auf dem zweiten Seitenschlupfwinkel β2 berechnet, welcher in dem zweiten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 17 berechnet wird. Der zweite Seitenschlupfwinkel β2 wird jedoch basierend auf dem linearen Bewegungsmodell des Zweiradfahrzeugs von den erfassten Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Gierrate γ, der Seitenbeschleunigung AY und des Lenkwinkels δ berechnet, anstatt durch Integration berechnet zu werden. Sogar dann, wenn die erfassten Werte der Seitenbeschleunigung AY, der Gierrate γ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V wegen des Zustands des Geradeausfahrens des Fahrzeugs mit geringer Geschwindigkeit klein sind, können deshalb kein Sensorenrauschen (Anbringungsfehlerrauschen) und kein Fahrrauschen akkumuliert werden, und der Seitenschlupfwinkel α jedes Rads kann mit großer Genauigkeit basierend auf dem zweiten Seitenschlupfwinkel β2 berechnet werden.
Andererseits wird mit Ausnahme des Falls, dass das Fahrzeug sich in dem Zustand befindet, bei dem es mit niedriger Geschwindigkeit geradeaus fährt, der Schlupfwinkel α jedes Rades basierend auf dem ersten Seitenschlupfwinkel β1 berechnet, welcher in dem ersten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel 16 berechnet wird. Jedoch sind unter den Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Gierrate γ und der angenommenen Seitenbeschleunigung AYE, welche verwendet werden, um den ersten Seitenschlupfwinkel β zu berechnen, die erfassten Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate γ relativ groß, und die Proportion der Rauschstärke zu den erfassten Werten ist relativ klein. Zudem wird die angenommene Seitenbeschleunigung AYE unter Verwendung der zuvor festgelegten Reifencharakteristika und wenigstens eines Wertes aus dem Schlupfwinkel, welcher in dem Schlupfwinkel-Berechnungsmittel 19 berechnet wird, und der Schlupfrate, welche in dem Schlupfraten-Berechnungsmittel 11 berechnet wird, angenommen, und daher kann die Annahmegenauigkeit erhöht werden. Weiterhin kann sogar dann, wenn der erste Seitenschlupfwinkel β1 bestimmt wird, indem der differenzierte Wert dγ/dt des Seitenschlupfwinkels β integriert wird, welcher gemäß der Differenzialgleichung basierend auf dem nicht-linearen Bewegungsmodell des Vierradfahrzeugs berechnet wird, die Fehlerakkumulierung wegen des Rauschens während einer Integralberechnung auf einem niedrigen Nievau gehalten werden, und daher kann die Genauigkeit einer Berechnung des Seitenschlupfwinkels β erhöht werden, und der Radschlupfwinkel α kann mit guter Genauigkeit basierend auf dem Seitenschlupfwinkel β mit der erhöhten Genauigkeit bestimmt werden.
Zusätzlich wird eine Abweichung zwischen der angenommenen Seitenbeschleunigung AYE, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 bestimmt wird, und der Seitenbeschleunigung AY, welche durch das Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel 9 erfasst wird, in dem ersten Abweichungs-Berechnungsmittel 20 berechnet. Eine Abweichung zwischen der angenommenen Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E als das Fahrzeugkörper-Giermoment, welches in dem Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel 22 bestimmt wird, und dem differenzierten Wert (dγ/dt) der Gierrate γ, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel 8 erfasst wird, wird in dem zweiten Abweichungs-Berechnungsmittel 21 berechnet. Eine größere der Abweichungen, welche in dem Abweichungs-Berechnungsmittel 20 bzw. 21 berechnet werden, wird in dem Hochzustand-Auswahlmittel 24 alternativ ausgewählt.
Das Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel 15 und das Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel 22 nehmen die angenommene Seitenbeschleunigung AYE und die angenommene Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E basierend auf den in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel 14 festgestellten Reifencharakteristika an. Wenn der tatsächliche Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizient μ von dem Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeftizienten μ bei der Annahme der Seitenbeschleunigung und bei der Annahme des Fahrzeugkörpergiermoments verändert wird, müssen deshalb in dem Abweichungs-Berechnungsmittel 20 und 21 der Veränderung des Reibungskoeffizienten entsprechende Abweichungen berechnet werden. Darüber hinaus erscheinen die Abweichungen, welche in dem Abweichungs-Berechnungsmittel 20 und 21 berechnet werden, d.h. die angenommene Abweichung der Seitenbeschleunigung und der Gierraten-Veränderungsrate dann deutlich, wenn der Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizient relativ groß ist bzw. wenn der Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizient relativ klein ist. Deshalb wird bestimmt, dass ein größerer der Werte, welche in dem Abweichungs-Berechnungsmittel 20 und 21 berechnet werden, d.h. die Abweichung, welche durch die Veränderung des Reibungskoeffizienten μ stark beeinflusst wird, eine Abweichung entsprechend dem Betrag der Veränderung des Reibungskoeffizienten μ ist. Dieser wird weiterhin in dem Auswahlmittel 24 ausgewählt. Ein Reibungskoeffizient μ wird durch das Reibungskoeffizienten-Annahmemittel 25 auf Grundlage der Abweichung angenommen, welche in dem Auswahlmittel 24 ausgewählt wird.
Darüber hinaus korrigiert das Reifencharakteristik-Feststellmittel 14 die Reifencharakteristika auf Grundlage des Reibungskoeffizienten μ, welcher in dem Reibungskoeffizienten-Annahmemittel 25 angenommen wird, und daher können eine angenommene Seitenbeschleunigung AYE und eine angenommene Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E entsprechend dem tatsächlichen Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizienten μ bestimmt werden. Folglich kann ein Radschlupfwinkel α entsprechend dem tatsächlichen Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizienten μ bestimmt werden.
Weiterhin werden die Charakteristika, welche das Verhältnis zeigen zwischen der Radschlupfrate, die nach Maßgabe der Steuerung/Regelung der Fahrzeugbewegung verändert wird, und zwar unter Verwendung des Radschlupfwinkels α und der Brems/Antriebskraft, genauso wie die Seitenführungskraftabnahmerate zuvor in dem Reifencharakteristik-Feststellmitel 14 festgestellt Weiterhin wird Bezug genommen auf die Schlupfraten/Brems- und Antriebskraftcharakteristik und die Schlupfraten/Seitenführungskraft-Abnahmeratencharakteristik, um die angenommene Seitenbeschleunigung AYE zu berechnen und um die angenommene Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E zu berechnen. Deshalb können die angenommene Seitenbeschleunigung AYE und die angenommene Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit (dγ/dt)E mit Berücksichtigung sogar einer Veränderung der Schlupfrate λ bestimmt werden, welche von der Steuerung/Regelung der Bewegung jedes Rades mit der Berechnung des Schlupfwinkels α eines jeden der vier Räder abhängt, wodurch ein Radschlupfwinkel, welcher weiterhin für den tatsächlichen gesteuerten/geregelten Zustand geeignet ist, bestimmt werden kann.
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben wurde, wird man verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, und verschiedene Modifizierungen können vorgenommen werden, ohne von dem Rahmen der Erfindung, welcher in den Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Radschlupfwinkel-Erfassungssystem für ein Fahrzeug, umfassend ein Lenkwinkel-Erfassungsmittel (7) zum Erfassen eines Lenkwinkels (δ); ein Gierraten-Erfassungsmittel (8) zum Erfassen einer Gierrate (γ); ein Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel (9) zum Erfassen einer Seitenbeschleunigung (AY); ein Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsmittel (10) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V); ein Reifencharakteristik-Feststellmittel (14), in welchem Reifencharakteristika basierend auf den tatsächlichen Fahrdaten vorab festgestellt werden; ein Fahrzustands-Erfassungsmittel (13) zum Erfassen eines Fahrzustands des Fahrzeugs basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), der Gierrate (γ), der Seitenbeschleunigung (AY) und des Lenkwinkels (δ), welche jeweils durch das Erfassungsmittel erfasst werden; ein Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel (15) zum Bestimmen einer angenommenen Seitenbeschleunigung (AYE) eines Fahrzeugkörpers; dadurch gekennzeichnet, dass das Radschlupfwinkel-Erfassungssystem weiterhin umfasst: ein Schlupfraten-Berechnungsmittel (11) zum Berechnen einer Schlupfrate (λ) eines jeden Rades (W_FL, W_FR, W_RL, W_RR); ein erstes Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel (16) zum Berechnen eines Seitenschlupfwinkels des Fahrzeugkörpers als ein erster Seitenschlupfwinkel, indem ein differenzierter Wert eines Seitenschlupfwinkels integriert wird, welcher basierend auf einem nicht-linearen Bewegungsmodell eines Vierradfahrzeugs bestimmt wird, und zwar unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), welche durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel (11) erfasst wird, der Gierrate (γ), welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel (8) erfasst wird, und der angenommenen Seitenbeschleunigung (AY), welche durch das Seiten beschleunigungs-Annahmemittel (15) bestimmt wird; ein zweites Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel (17) zum Berechnen eines Seitenschlupfwinkels des Fahrzeugkörpers als ein zweiter Seitenschlupfwinkel basierend auf einem linearen Bewegungsmodell eines Zweiradfahrzeugs unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), der Gierrate (γ), der Seitenbeschleunigung (AY) und des Lenkwinkels (δ), welche jeweils durch die Erfassungsmittel erfasst werden; ein Auswählmittel (18), welches derart betreibbar ist, dass es bei der Erfassung eines Zustands durch das Fahrzustands-Erfassungsmittel (13), in welchem das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit geradeaus fährt, den in dem zweiten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel (17) berechneten zweiten Seitenschlupfwinkel auswählt, und dass es in weiteren Zuständen den ersten Seitenschlupfwinkel auswählt, welcher in dem ersten Seitenschlupfwinkel-Berechnungsmittel (16) berechnet wird; und ein Schlupfwinkel-Berechnungsmittel (19) zum Berechnen eines Schlupfwinkels eines jeden Rades (W_FL, W_FR, W_RL, W_RR) basierend auf dem Seitenschlupfwinkel, welcher in dem Auswahlmittel (18) ausgewählt wird, wobei das Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel (15) derart betreibbar ist, dass es eine angenommene Seitenbeschleunigung des Fahrzeugkörpers annimmt basierend auf wenigstens einem Wert aus dem Schlupfwinkel, welcher in dem Schlupfwinkel-Berechnungsmittel (19) berechnet wird, und der Schlupfrate (λ), welche in dem Schlupfraten-Berechnungsmittel (11) berechnet wird, und basierend auf den in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel (14) festgestellten Reifencharakteristika.
Radschlupfwinkel-Erfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein erstes Abweichungs-Berechnungsmittel (20) zum Berechnen einer Abweichung zwischen der angenommenen Seitenbeschleunigung (AYE), welche in dem Seitenbeschleunigungs-Annahmemittel (15) bestimmt wird, und der Seitenbeschleunigung (AY), welche durch das Seitenbeschleunigungs-Erfassungsmittel (9) erfasst wird, und zwar basierend auf den in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel (14) festgestellten Reifencharakteristika, ein Fahrzeugkörper-Gier moment-Annahmemittel (22) zum Annehmen einer Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit als ein Fahrzeugkörper-Giermoment basierend auf den in dem Reifencharakteristik-Feststellmittel (14) festgelegten Reifencharakteristika, ein Differenzierungsmittel (23) zum Differenzieren der Gierrate, welche durch das Gierraten-Erfassungsmittel (8) erfasst wird, ein zweites Abweichungs-Berechnungsmittel (21) zum Berechnen einer Abweichung zwischen der angenommenen Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit, welche in dem Fahrzeugkörper-Giermoment-Annahmemittel (22) bestimmt wird, und einer erfassten Gierraten-Veränderungsgeschwindigkeit, welche in dem Differenzierungsmittel (23) bestimmt wird, ein Hochzustand-Auswahlmittel (24) zum Auswählen einer größeren der Abweichungen, welche in dem ersten (20) bzw. dem zweiten Abweichungs-Berechnungsmittel (21) berechnet werden, und ein Reibungskoeffizienten-Annahmemittel (25) zum Annehmen eines Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffizienten basierend auf der Abweichung, welche in dem Hochzustand-Auswahlmittel (24) ausgewählt wird, und wobei das Reifencharakteristik-Feststellmittel (14) derart betreibbar ist, dass es die Reifencharakteristika nach Maßgabe des angenommenen Reibungskoeffizienten korrigiert, welcher in dem Reibungskoeffizienten-Annahmemittel (25) bestimmt wird.