DE69713208T2

DE69713208T2 - Verfahren und System zur Steuerung des Giermomentes eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE69713208T2
Application number: DE69713208T
Authority: DE
Inventors: 33-80 Masato Abe; Yoshimi Furukawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2017-04-16
Also published as: DE69713208D1; JPH10965A; US6334656B1; EP0812748A2; EP0812748A3; JP3553735B2; EP0812748B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Steuern/Regeln vom Verhalten eines Fahrzeugs, insbesondere ein Verfahren und ein System zum Steuern/Regeln des Giermoments eines Fahrzeugs, um ein erwünschtes Ansprechverhalten und eine hohe Stabilität eines Fahrzeugs zu erreichen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Vierradlenksysteme (die nachfolgend als 4WS abgekürzt sind), die sowohl die Vorder- als auch Hinterräder lenken, sind bereits als eine Technik praktisch genutzt worden, um das Ansprechen und die Stabilität eines fahrenden Fahrzeugs zu verbessern. Auch praktisch genutzt werden Antiblockierbremssysteme (die nachfolgend als ABS abgekürzt sind), die die Bremskraft derart regeln, dass die Reifen nicht blockieren, indem ein Schlupfverhältnis zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche erfasst wird, sowie Traktionsregelsysteme (die nachfolgend als TCS abgekürzt sind), die die Traktion derart regeln, dass die Räder auf der Straßenoberfläche mit niedrigem Reibkoeffizienten nicht frei durchdrehen.
Obwohl jedoch ein 4WS hochwirksam ist, das Ansprechverhalten und die Stabilität eines Fahrzeugs in einem linearen Bereich zu verbessern, wo eine lineare Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Seitenführungskraft gilt und die Haftkraft zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche wesentlich kleiner ist als die maximal mögliche Griffkraft der Reifen, sind, bei Beginn einer nicht-linearen Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und der Seitenführungskraft (wenn das Fahrzeug unter extremen Bedingungen fährt, wo die Griffkraft der Reifen angenähert ihre Grenze erreicht, oder wenn das Fahrzeug über eine Low-u-Straßenoberfläche bzw. Straßenoberfläche mit niedrigem Reibkoeffizienten fährt), die Schlupfwinkel der Räder nicht in der Lage, irgendeinen weiteren Beitrag zur Erhöhung der Seitenführungskraft zu leisten, obwohl alle vier Räder gelenkt werden.
Auch wenn eine Bremskraft oder eine Traktion auf die Räder einwirkt, kann dies allein die Seitenführungskraft senken und hierdurch das Kurvenverhalten des Fahrzeugs beeinträchtigen. Herkömmlich wurden die Steuer/Regelvorgänge für 4WS, ABS und TCS individuell ausgeführt, und diese Steuer/Regelsysteme waren daher nicht in der Lage, das Ansprechen und die Stabilität des Fahrzeugs unter allen Bedingungen umfassend und/oder gemeinsam zu verbessern.
Die US-A-5 369 580 offenbart ein Verfahren und ein System nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Hinblick auf diese Probleme ist es ein primäres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System anzugeben, das das Ansprechverhalten und die Stabilität eines Fahrzeugs für jeden gegebenen Fahrzustand des Fahrzeugs maximieren kann.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System anzugeben, das das günstige Ansprechverhalten und die Stabilität eines Fahrzeugs auch dann einhalten kann, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs derart ist, dass sich die dynamischen Eigenschaften des Reifens in einem nicht-linearen Bereich befinden.
Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System anzugeben, das eine maximale Verbesserung bei der Handhabung eines Fahrzeugs mit minimalem Aufwand erreichen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung durch Vorsehen eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 und eines Systems gemäß Anspruch 8 erreicht werden.
Durch diese geeignete Längskraftverteilung, wie etwa Bremskraft oder Traktion, auf jedes der Räder, ist es möglich, das Fahrzeug in einer Weise zu steuern/zu regeln, die bisher nicht möglich war. Die Seitenführungskräfte können direkt mittels geeigneter Sensoren erfasst werden, können jedoch auch aus einer dynamischen Zustandsgröße des Fahrzeugs geschätzt werden, wie etwa dem Reibkoeffizienten der Straßenoberfläche. Daher wird es möglich, das Fahrzeug in positiverer Weise günstig zu steuern/zu regeln, auch unter sehr extremen Bedingungen. Für die Arten der Steuerung/Regelung der Längskraft jedes der Räder wird verwiesen auf das USP 5,417,298, ausgegeben am 23. Mai 1995 für Y. Shibahata, und USP 5,474,369, ausgegeben am 12. Dezember 1995 für H. Inagaki et al., die beide auf den gemeinsamen Anmelder angemeldet sind.
Typischerweise wird eine gewünschte Gierantwort gemäß einer dynamischen Zustandsgröße des Fahrzeugs bestimmt, und das Fahrzeug wird derart gesteuert/geregelt, dass die gewünschte Gierantwort erreicht werden kann. Es besteht auch die Möglichkeit, die Längskräfte der Räder so zu steuern/zu regeln, um einen gewünschten Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel zu erreichen.
Es bestätigte sich, dass die Gleitflächensteuerung/regelung bei Anwendung an dem Verfahren der vorliegenden Erfindung günstige Ergebnisse erreichen kann.

KURZE BESCHREIEBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nun wird die vorliegende Erfindung im Folgenden in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht eines vierradgelenkten Fahrzeugs, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet ist;
Fig. 2 ist ein Diagramm, das eine typische planare Bewegung des Fahrzeugs zeigt;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das einen Basissteuerfluss gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das einen Steuerfluss gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das einen anderen Steuerfluss gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine Graphik, die das Verhalten eines Fahrzeugs zeigt, wenn die Steuerwirkung der vorliegenden Erfindung nicht ausgeübt wird;
Fig. 7 ist eine Graphik, die das Verhalten des Fahrzeugs gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Graphik, die das Verhalten des Fahrzeugs gemäß der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist eine Graphik, die das Verhalten des Fahrzeugs gemäß der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 10 ist eine Graphik, die das Verhalten des Fahrzeugs gemäß der vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Fig. 1 zeigt schematisch die Gesamtstruktur eines vierradgelenkten Fahrzeugs VC, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet ist. In Bezug auf Fig. 1 ist eine Lenkwelle 2, an deren einem Ende ein Lenkrad 1 befestigt ist, mechanisch mit einer Lenkstange 4 einer Vorderradlenkvorrichtung 3 verbunden. Die zwei Enden der Lenkstange 4 sind über Spurstangen 7 mit jeweiligen Achsschenkeln 6 verbunden, an denen rechte und linke Vorderräder 5 angebracht sind.
Die nahe einer Hinterachse angeordnete Hinterradlenkvorrichtung 8 ist ebenfalls mit einer Lenkstange 9 versehen, die sich quer zum Fahrzeugkörper erstreckt und von einem Elektromotor 10 betätigt wird. Die zwei Enden der Lenkstange 9 sind über Spurstangen 13 mit jeweiligen Achsschenkeln 12 verbunden, an denen rechte und linke Hinterräder 11 angebracht sind, ähnlich der Lenkstange 4 seitens der Vorderräder 5.
Die Bremsvorrichtung für jedes der Räder ist mit einem Bremsaktuator 23 ausgestattet, deren Bremskraft individuell durch Hydraulikdruck gesteuert/geregelt wird, der von einem Bremskraftverteilungsmodulator 22 zugeführt wird.
Die Vorder- und Hinterradlenkvorrichtungen 3 und 8 sind mit Lenkwinkelsensoren 14 und 15 ausgestattet, um die Lenkwinkel der Vorderräder 5 und der Hinterräder 11 zu erfassen, indem der Versatz der entsprechenden Lenkstangen 4 und 9 erfasst wird. Die Lenkwelle 2 ist ebenfalls mit einem Lenkwinkelsensor 16 versehen, um die Winkelstellung des Lenkrads 1 zu erfassen. Die Räder 5 und 11 sind jeweils mit einem Raddrehzahlsensor 17 und einem Seitenführungskraftsensor 18 versehen, und ein Gierratensensor 19 und ein Fahrzeugkörper-Schwimmwinkelsensor 20 sind an geeigneten Stellen am Fahrzeugkörper angebracht.
Diese Sensoren 14 bis 20 sind mit einer Computereinheit 21 elektrisch verbunden, die den Elektromotor 21 und den Bremskraftverteilungsmodulator 22 steuert.
Bei diesem vierradgelenkten Fahrzeug VC wird, wenn der Fahrzeugfahrer das Lenkrad 1 dreht, die Lenkstange 4 der Vorderradlenkvorrichtung 3 mechanisch derart betätigt, dass die Vorderräder 5 gedreht werden. Die Vorderradlenkvorrichtung 3 kann aus einer manuellen Lenkvorrichtung bestehen, besteht jedoch typischerweise aus einer hydraulisch, elektrisch oder anderweitig angetriebenen Lenkvorrichtung. Gleichzeitig werden der Winkelversatz des Lenkrads 1 und der lineare Versatz der Lenkstange 4 durch die entsprechenden Lenkwinkelsensoren 14 bis 16 erfasst und der Computereinheit 21 zugeführt. Gemäß dem Betriebszustand des Fahrzeugs, der durch den Lenkwinkel θSW des Lenkrads, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Gierrate y und den Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel β angegeben werden kann, bestimmt die Computereinheit 21 den optimalen Lenkwinkel der Hinterräder 11 für jeden gegebenen Vorderradlenkwinkel δF. Der Elektromotor 10 wird so aktiviert, dass die Hinterräder 11 entsprechend gelenkt werden. Der Hinterradlenkwinkel δR ist vorwärtskoppelnd gesteuert, sodass der Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel β im linearen Bereich der dynamischen Eigenschaften der Reifen immer null ist.
Nun wird ein Steueralgorithmus beschrieben, der das Ansprechverhalten und die Stabilität eines solchen vierradgelenkten Fahrzeugs VC verbessert, indem er die Längskräfte der Reifen unter Betriebszuständen, wo die dynamischen Eigenschaften der Reifen in einem nicht-linearen Bereich liegen, steuert/regelt. Wenn als die Längskräfte die Bremskraft gewählt wird, wird die Gesamtbremskraft entsprechend der auf das Bremspedal ausgeübten Kraft bestimmt und wird auf die vier Räder entsprechend einzeln bestimmten Lastverhältnis verteilt. Diese Standardbremskräfte, die den verschiedenen Rädern zugeordnet sind, werden entsprechend dem Algorithmus modifziert, der im Folgenden beschrieben ist. Das Verfahren zum individuellen Regeln der Bremskräfte der verschiedenen Räder kann auf der Technik beruhen, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-69190 offenbart ist, und wird hier nicht weiter beschrieben.
Das Folgende gibt die Grundgleichungen der planaren Bewegung des Fahrzeugs an, die auf das Giermoment um den Schwerpunkt des Fahrzeugkörpers zurückgehen, das als die Basis für den Steuer/Regelprozess gemäß der vorliegenden Erfindung dient.
mV(dβ/dt + γ) = YF + YR (1)
Idγ/dt = LFYF - LRYR + Mz (2)
wobei m die Masse des Fahrzeugs ist, V die Fahrgeschwindigkeit ist, β der Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel ist, γ die Gierrate ist, YF die Seitenführungskraft der Vorderräder ist (die Summe der Seitenführungskräfte der rechten und linken Räder), YR die Seitenführungskraft der Hinterräder ist (die Summe der Seitenführungskräfte der rechten und linken Räder), I das Trägheitsmoment des Fahrzeugs ist, LF der Abstand zwischen der Vorderachse und dem Schwerpunkt ist, LR der ABstand zwischen der Hinterachse und dem Schwerpunkt ist und Mz das Giermoment um den Schwerpunkt herum ist (siehe Fig. 2).
Im Falle eines Lenkmanövers während Bremsbetätigung (oder Traktion), wenn durch Regeln der Längskräfte der Reifen mit einer Gleitmodussteuerung versucht wird, ein Giermoment herzustellen, das im nicht-linearen Bereich der dynamischen Eigenschaften der Reifen eine günstige Reaktion erwarten lässt (siehe USP 5,276,387, ausgegeben am 04. Januar 1994 für J. B. Gamble, USP 5,341,078, ausgegeben am 23. August 1994 für N. Torii et al. sowie USP 5,371,669, ausgegeben am 06. Dezember 1994 für S. T. Venkataraman et al.), kann die Gleitfläche, die die günstige Reaktion definiert, die erreicht werden soll, durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.
S = dβ/dt + c[β + a{(YF + YR)/mV} - γ] = 0 (3)
Der Gleitzustand, um dies zu erreichen, kann wie folgt angegeben werden.
dS/dt = -kS (4)
Hier sind c, a und k geeignet gewählte Konstanten und die Werte dieser Konstanten geben die Qualität der Steuerung/Regelung an.
Wenn S von Gleichung (3) in Gleichung (4) eingesetzt wird, erhält man die folgende Gleichung.
d²β/dt² + c[dβ/dt + a{(dYF/dt + dYR/dt)/mV} -dγ/dt] + kdβ/dt + kc[β + a{(YF + YR]/mV} - γ] = 0 (5)
Wenn das Giermoment Mz, das Gleichung (5) unter Verwendung der Gleichungen (1) und (2) genügt, sowohl in vernünftiger als auch praktischer Weise erhalten werden kann, kann dies als Grundprinzip des Steuer/Regelprozesses dienen. Aus Gleichung (1) erhält man
d²β/dt² = (dYF/dt + dYR/dt)/mV} - dγ/dt (1-2)
Wenn man dies in Gleichung (5) einsetzt, erhält man
(1 + ca){(dYF/dt + dYR/dt)/mV} - dγ/dt} + kca{(YF + YR)/mV} - γ] +(k + c)dß/dt + kcβ = 0 (6)
Aus Gleichung (2) erhält man
dγ/dt = (LFYF - LRYR + Mz)/I (2-2)
Wenn man dies in Gleichung (6) einsetzt, erhält man
{(CdfF/dt + CdfR/dt)/mV} - {(LFPCfF - LRCfR + Mz)/I} + {kca/(1 + ca)}{(CfF - CfR/mV - γ} + dβ/dt{(k + c)/(1 + ca)} + Iβ{kc/(1 + ca)} = 0 (7)
Aus Gleichung (7) kann die folgende Gleichung als Grundsteuer/regelprinzip erhalten werden.
Mz = -(LFYF - LRYR) + (I/mV)(dYF/dt + dYR/dt) + {kca/(1 + ca)}{(CfF - CfR)/mV - γ} + I dβ/dt{(k + c)/(1 + ca)} + Iβ{kc/(1 + ca)} (8)
Auf der Basis der obigen Gleichung ist es möglich, das Giermoment Mz zu erhalten, das die gewünschte Reaktion erreicht, indem die Seitenführungskräfte YF und YR der Vorder- und Hinterräder, die Gierrate γ und der Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel β erfasst werden. Weil die Spurweite LTR ein fester Wert ist, kann, sobald das Giermoment Mz bekannt ist, das Links-Rechts-Verhältnis der Längskräfte der Reifen oder die Bremskräfte (Traktionskräfte) gemäß der folgenden Gleichung bestimmt werden.
Mz = (XR - XL)LTR
Durch dieses individuelle Regeln der Bremskräfte XR und XL der rechten und linken Räder mittels des Bremskraftverteilungsmodulators 22 und des Bremsaktuators 23 ist es möglich, das Ansprechverhalten und die Stabilität des Fahrzeugs unter Betriebsbedingungen zu verbessern, wo sich die dynamischen Eigenschaften der Reifen in einem nicht-linearen Bereich befinden.
In Bezug auf die Fig. 3 und 4 werden Daten, wie etwa der Lenkradlenkwinkel θsw, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Fahrzeugkörper- Schwimmwinkel β und die Gierrate γ, einer Gleitmodusrecheneinheit 24 in der Computereinheit 21 zugeführt (Schritt 1). Die Gleitmodusrecheneinheit 24 erhält auch die Seitenführungskräfte YF und YR, die auf die Vorder- und Hinterachsen wirken, die von den Seitenführungskraftsensoren 18 erfasst werden, die typischerweise aus Widerstand-Dehnungsmessern bestehen, die an die Räder haltenden Achsschenkelteilen angebracht sind, und ihre Ableitungen dYF/dt und dYR/dt (Schritt 2). Das Giermoment Mz wird aus diesen Werten berechnet (Schritt 3), und die Bremskräfte XR und XL, die die linken und rechten Räder erzeugen sollten, werden berechnet (Schritt 4). Dann wird der Flüssigkeitsdruck, der dem Bremsaktuator 23 jedes der Räder zuzuführen ist, durch den Bremskraftverteilungsmodulator 22 gesteuert/geregelt (Schritt S).
Weil dβ/dt = YG/V - γ, kann der Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel β auch aus der Querbeschleunigung YG, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate γ berechnet werden. Die Seitenführungskraft kann durch die Querbeschleunigung ersetzt werden, und die erfassten Werte eines Lastsensors und eines Beschleunigungssensors können geeignete kombiniert werden, um den Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel β zu erhalten. Auch wurden im obigen Beispiel die Seitenführungskräfte YF und YR direkt erhalten, wobei es aber auch möglich ist, diese aus dem Reibkoeffizient u zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche zu schätzen, der erfasst werden kann aus der Drehzahldifferenz der angetriebenen Räder und der nicht angetriebenen Räder, den Lenkwinkeln der Vorder- und Hinterräder, den auf die Achsen wirkenden Vertikallasten und den Längskräften mittels eines Reifenmodells 25 (Fig. 5), das aus einem mathematischen Modell der dynamischen Eigenschaften des Reifens besteht. Das Blockdiagramm eines beispielhaften Steuer/Regelsystems für diesen Fall ist in Fig. 5 gezeigt. Jedoch ist es in diesem Fall notwendig, die Längskraft herauszufinden, um den Schätzwert der Seitenführungskraft zu berechnen, und der Schätzwert der Seitenführungskraft bestimmt wiederum erneut die Längskraft. Daher wird in der Praxis die Längskraft aus einer rekursiven Berechnung berechnet.
Die Ergebnisse von Simulationen werden im Folgenden in Bezug auf die Fig. 6 bis 10 erläutert, in denen ein vierradgelenktes Fahrzeug durch aufeinanderfolgendes Drehen des Lenkrads um 60 Grad in jeder Richtung gelenkt wurde, während Verzögerung von einer Anfangsgeschwindigkeit von 120 km mit der Rate von 0,4 G auf einer Straßenoberfläche mit u = 1,0, und die Wichtung der Koeffizienten k, a und c in dem obigen Steuer/Regelprinzip wurde variabel geändert.
Fig. 6 zeigt das Verhalten des Vierradfahrzeugs, wenn kein Steuer/Regelvorgang der vorliegenden Erfindung angewendet wurde. In diesem Fall wurde die Bremskraft oder die Längskraft X gleichmäßig auf die rechten und linken Räder ausgeübt, und die Gierrate γ und die Querbeschleunigung YG zeigten divergierende Tendenzen, während der Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel auf einem relativ großen Wert in einer Richtung verblieb. Das bedeutet, dass der Fahrzeugkörper nicht in der Lage war, auf das Zurückdrehen des Lenkrads zu reagieren, und war in einem Schleuderzustand.

[Ausführung 1]

Beim Koeffizient a = 0 wurde die Gleitfläche in diesem Fall angegeben durch
S = dβ/dt + cβ = 0 (3-2)
In anderen Worten wurde ein optimales Ansprechverhalten gesucht, beim Versuch, nur den Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel β auf null zu regeln.
In diesem Fall kann das Regelprinzip durch die folgende Gleichung angegegeben werden.
Mz = -(LFYF - LRYR) + (I/mV)(dYF/dt + dYR/dt) + Idβ/dt(k + c) + Iβkc (8-2)
Wenn für k und c größere Werte gesucht wurden, um die Konversionstendenz des Fahrzeug-Schwimmwinkels β zu verbessern, tendierten die Bremskräfte XR und XL, die in diesem Fall die Regelgrößen waren, zum Schwingen (siehe Fig. 7). Umgekehrt, wenn die Werte von k und c vergleichsweise klein waren, fiel das Ansprechverhalten der Gierrate und der Querbeschleunigung ab.

[Ausführung 2]

Beim Koeffizient c → ∞ wurde die Gleitfläche in diesem Fall angegeben durch
S = β + a{(YF + YR/mV - γ} = 0 (3-3)
In anderen Worten wurde den Änderungen des Fahrzeugkörper- Schwimmwinkels β eine sekundäre Wichtigkeit gegeben, und es wurde versucht, mit Hilfe der geeigneten Auswahl der Gierrate γ den Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel β auf null zu senken.
In diesem Fall kann das Regelprinzip durch die folgende Gleichung angegeben werden.
Mz = -(LFYF - LRYR) + (I/mV)(dYF/dt + dYR/dt) + kI{(YF + YR)/mV - γ} + dβ/dt(I/a) + β{kI/a) (8-3)
Der Regelprozess war derart, dass der Fahrzeug-Schwimmwinkel β auf null gehalten wurde, und die Gierrate γ und die Querbeschleunigung YG folgten beide dem Lenkwinkel des Lenkrads. Durch optimale Auswahl des Koeffizienten a kann die Änderung der Bremskraft X jedes der Räder graduell gemacht werden (siehe Fig. 8). Durch Auswahl eines kleinen Werts für den Koeffizienten a kann der Fahrzeugschwimmwinkel β in noch besserer Weise, in Abhängigkeit vom Ansprechverhalten des Aktuators, auf null geregelt werden.

[Ausführung 3]

Beim Koffizienten a → ∞ wurde die Gleitfläche in diesem Fall angegeben durch
S = (YF + YR)/mV - γ = 0 (3-4)
In anderen Worten, es wurde der Regelung des Fahrzeugkörper- Schwimmwinkels β auf null eine sekundäre Wichtigkeit gegeben, und es wurde versucht, dass das Ansprechverhalten der Gierrate γ kompensiert werden kann, wenn β = 0.
In diesem Fall kann das Regelprinzip durch die folgende Gleichung angegeben werden.
Mz = -(LFYF - LRYR) + (I/mV)(dYF/dt + dYR/dt) + kI{(YF + YR)/mV - γ} (8-4)
Wenn die Seitenführungskräfte YF und YR der Vorder- und Hinterräder und die Gierrate γ direkt erfasst werden können, ist es nicht notwendig, den Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel β zu erfassen. Weil nicht versucht wurde, den Fahrzeugkörper-Schwimmwinkel β auf null abzusenken, war die Abweichung von β ein wenig größer (siehe Fig. 9).

[Ausführung 4]

Bei Auswahl der allgemeinen Gleichung (Gleichung 3) für die Gleitfläche erhielt man ein Ergebnis, das dem von Ausführung 2 (Fig. 8) im Wesentlichen identisch war, wie in Fig. 10 gezeigt. Daher stellte sich heraus, dass die Ausführung 2 grundlegend am meisten bevorzugt ist, weil die Gleitfläche einfach ist, wobei aber die Ausführung 4 den Vorteil hat, das einen weiteren Abstimmbereich gestattet, weil alle Koeffizienten k, c und a beliebig justierti werden können.
Die oben beschriebenen Ausführungen haben alle die Bremskraft geregelt, wobei aber selbstverständlich ist, dass die vorliegende Erfindung gleichermaßen anwendbar ist, wenn die Traktion geregelt wird. Im letzteren Fall kann ein Drehmomentverteilungsregelsystem, wie es etwa in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-17277 offenbart ist, verwendet werden, um die Traktionsverteilung auf die rechten und linken Räder so zu regeln, dass ein gewünschtes Giermoment Mz erhalten werden kann.
Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Längskraft oder die Bremskraft oder die Traktion der rechten und linken Räder gemäß den Seitenführungskräften der entsprechenden Reifen gesteuert/geregelt. Daher ist es auch unter Bedingungen, wo die Griffkraft eines Reifens nahe einer Grenze ist, möglich, das Ansprechverhalten und die Stabilität des Fahrzeugverhaltens zu verbessern. Ferner ist es mittels der oben beschriebenen Gleitmodusregelung möglich, die Stabilität und die Robustheit des Steuer/Regelsystems zu verbessern.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand spezifischer Ausführungen davon beschrieben wurde, ist es möglich, Details davon zu modifizieren und zu ändern, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den Ansprüchen definiert ist.
Es wird versucht, das günstige Ansprechverhalten und die Stabilität des Fahrzeugs auch unter extremen Fahrzuständen zu erreichen. Ein Giermoment, das ein Fahrzeug erzeugen soll, wird gemäß einer dynamischen Zustandsgröße des Fahrzeugs berechnet, wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Seitenführungskraft jedes der Räder, und eine Bremskraft oder eine Traktion, die auf jedes der Räder ausgeübt werden soll, wird individuell gesteuert/geregelt, um das berechnete Giermoment zu erreichen. Daher ist es auch unter Bedingungen, wo die Griffkraft des Reifens nahe einer Grenze ist, möglich, das Ansprechverhalten und die Stabilität des Fahrzeugverhaltens zu verbessern. Ferner ist es mittels der Gleitmodusregelung möglich, die Stabilität und die Robustheit des Steuer/Regelsystems zu verbessern.

Claims

1. Verfahren zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugverhaltens durch individuelles Steuern/Regeln einer Längskraft (XR, XL) jedes rechter und linker Fahrzeugräder (5, 11), um ein gewünschtes Fahrzeugverhalten zu erreichen, das die Schritte umfasst:

Berechnen eines Giermoments (Mz), das ein Fahrzeug erzeugen soll, gemäß einer dynamischen Zustandsgröße des Fahrzeugs, die zumindest eine Fahrgeschwindigkeit (V) beinhaltet, und Seitenführungskräfte (YF. YR), die die Räder erzeugen; und

Steuern/Regeln einer Längskraft (XR, XL), die auf jedes der Räder ausgeübt wird, um das berechnete Giermoment (Mz) zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskraft (XR, XL) durch einen eine Gleitfläche verwendenden Gleitmodussteuer/regelprozess auf der Basis zumindest einer dynamischen Zustandsgröße des Fahrzeugs gesteuert/geregelt wird.

2. Verfahren zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugverhaltens nach Anspruch 1, worin das Giermoment (Mz) derart berechnet wird, dass eine gewünschte Gierraten (γ)-Reaktion erreicht werden kann.

3. Verfahren zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugverhaltens nach Anspruch 1, worin das Giermoment (Mz) derart berechnet wird, dass eine gewünschte Schwimmwinkel (β)-Reaktion erreicht werden kann.

4. Verfahren zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugverhaltens nach Anspruch 1, worin die Seitenführungskraft (YF, YR) aus einer dynamischen Zustandsgröße des Fahrzeugs geschätzt wird.

5. Verfahren zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugverhaltens nach Anspruch 4, worin die Seitenführungskraft (YF, YR) aus einem Reibkoeffizienten (u) einer Straßenoberfläche geschätzt wird.

6. Verfahren zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugverhaltens nach Anspruch 1, worin die Längskraft eine Bremskraft (XR, XL) beinhaltet.

7. Verfahren zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugverhaltens nach Anspruch 1, worin die Längskraft eine Traktion beinhaltet.

8. Verfahren zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugverhaltens, um ein gewünschtes Fahrzeugverhalten zu erreichen, durch individuelles Steuern/Regeln einer Längskraft (XR, XL) jedes rechter und linker Räder (5, 11), umfassend:

Mittel (S5) zum Steuern/Regeln einer Längskraft (XR, XL), die individuell auf jedes rechter und linker Fahrzeugräder (5, 11) ausgeübt wird;

Mittel (S1) zum Erfassen einer dynamischen Zustandsgröße des Fahrzeugs, die zumindest eine Fahrgeschwindigkeit (V) beinhaltet;

Mittel (S2) zum Bestimmen einer Seitenführungskraft (YF, YR) jedes der Räder; und

Mittel (S3) zum Berechnen eines Giermoments (Mz), das ein Fahrzeug erzeugen soll, gemäß Werten, die von dem Dynamische- Zustandsgröße-Rechenmittel (S1) und dem Seitenführungskraft- Bestimmungsmittel (S2) erhalten sind, worin das Längskraftsteuer/regelmittel (5) gemäß einem von dem Giermomentrechenmittel (S3) erhaltenen Wert gesteuert/geregelt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass das Längskraftsteuer/regelmittel (5) durch einen eine Gleitfläche verwendenden

Gleitmodusteuer/regelprozess auf der Basis zumindest einer dynamischen Zustandsgröße des Fahrzeugs gesteuert/geregelt wird.