DE112010005216B4

DE112010005216B4 - Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112010005216B4
Application number: DE112010005216.6T
Authority: DE
Inventors: Ippei Yamazaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2030-02-03
Also published as: JP5273416B2; CN102753408B; JPWO2011096072A1; DE112010005216T5; US20130006476A1; WO2011096072A1; CN102753408A; US8392068B2

Abstract

Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung (S) zum Steuern eines Verhaltens während eines Drehens eines Fahrzeugs (10), das ein Lenkrad (13), das von einem Fahrer betätigt wird, um ein Fahrzeug (10) zu lenken, und eine Raddreheinrichtung (11) zum Drehen eines zu drehenden Rads (FW1, FW2) entsprechend der Betätigung des Lenkrads (13) enthält, wobei die Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung (S) aufweist: eine Raddrehgeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Raddrehgeschwindigkeit (ω) des von der Raddreheinrichtung (11) zu drehenden Rads (FW1, FW2); eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs (10); eine Übertragungsfunktionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Übertragungsfunktion (K(s)), die auf der Grundlage einer Spezifikation des Fahrzeugs (10) bestimmt wird, unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird, zum Empfangen der Raddrehgeschwindigkeit (ω) des zu drehenden Rads (FW1, FW2) als Eingabe und zum Ausgeben eines Giermoments zum Bewirken, dass eine Frequenzantworteigenschaft einer Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug (10) durch das Drehen des von der Raddreheinrichtung (11) zu drehenden Rads (FW1, FW2) als Antwort auf ein periodisches Drehen des zu drehenden Rads (FW1, FW2) erzeugt wird, konstant ist; eine Sollgiermomentberechnungseinrichtung zum Berechnen eines in einer Raddrehrichtung des zu drehenden Rads (FW1, FW2) zu erzeugenden Sollgiermoments (My) unter Verwendung der Übertragungsfunktion (K(s)), die von der Übertragungsfunktionsbestimmungseinrichtung bestimmt wird, und der Raddrehgeschwindigkeit (ω), die von der Raddrehgeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird; eine Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung zum Berechnen einer linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft (FxCL), die auf einer linken Radseite von ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung und insbesondere eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung zum Gewährleisten einer Richtungsstabilität und eines Antwortvermögens bzw. eines Ansprechverhaltens während eines Drehens (Kurvenfahrt) eines Fahrzeugs durch Berücksichtigen von Frequenzantworteigenschaften einer Bewegungszustandsgröße, die an einem Fahrzeug erzeugt wird.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlich wurden zur Verbesserung der Richtungsstabilität und des Antwortvermögens während eines Drehens eines Fahrzeugs Vorschläge gemacht. Die JP S63-279976 A beschreibt beispielsweise eine Fahrzeuglenkvorrichtung zum Bestimmen eines Hydraulikdrucksteuerwerts, der sich erhöht, wenn sich ein Vorderradlenkwinkel erhöht, und der sich verringert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, und zum Ausüben eines Bremshydraulikdrucks, der dem bestimmten Hydraulikdrucksteuerwert entspricht, auf eine Bremsvorrichtung auf einer Lenkrichtungsseite der Vorderräder aus einem Paar von linken und rechten Bremsvorrichtungen, die Bremskräfte auf Hinterräder ausüben. In dieser herkömmlichen Fahrzeuglenkvorrichtung übt die Bremsvorrichtung auf der Lenkrichtungsseite der Vorderräder eine Bremskraft auf ein Hinterrad auf der Lenkrichtungsseite aus, die Bremskraft kann ein Moment in Richtung der Lenkrichtung des Vorderrads an einer Karosserie erzeugen, und es werden eine zufrieden stellende Kopfdreheigenschaft und ein zufrieden stellendes Antwortvermögen bzw. Ansprechverhalten des Fahrzeugs erhalten.
Die DE 10 2004 035 004 A1 beschreibt ein Fahrzeugsteuersystem, bei dem eine Anpassung der Übertragungsfunktion der Lenkvorrichtung sowie individuelles Bremsen und Antreiben der Räder, um ein eine Kurvenfahrt stabilisierendes Giermoment zu erzeugen, erfolgt. Dieses gilt ähnlich für die DE 10 2005 000 733 A1 . Die DE 40 10 332 A1 und die DE 10 2007 000 653 A1 betreffen unter anderem das Verhalten von Fahrzeugsteuersystemen bei Bremsbetätigung bei Kurvenfahrten.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es weist jedoch eine Bewegungszustandsgröße (beispielsweise Gierrate oder Seitenbeschleunigung bzw. Lateralbeschleunigung), die von einem Fahrzeug während eines Drehens des Fahrzeugs erzeugt wird, Frequenzantworteigenschaften auf ein periodisches Drehen der zu drehenden Räder auf, und es ist bekannt, dass sich die Frequenzantworteigenschaften entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs ändern. Damit beeinflusst die Änderung der Frequenzantworteigenschaften die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen während des Drehens des Fahrzeugs.
Im Hinblick dessen übt die Bremsvorrichtung des Vorderrads auf der Lenkrichtungsseite in der oben beschriebenen herkömmlichen Fahrzeuglenkvorrichtung eine Bremskraft auf der Grundlage des Lenkwinkels der Vorderräder und der Fahrzeuggeschwindigkeit aus, wodurch ein Moment in der Lenkrichtung erzeugt wird. In diesem Fall kann, wenn die Bremskraft entsprechend der periodischen Drehung der zu drehenden Räder nicht richtig ausgeübt wird, ein Moment in der Lenkrichtung der Vorderräder, das an dem Fahrzeug erzeugt wird, d. h. ein Giermoment, als Antwort auf eine Frequenzantworteigenschaft der Bewegungszustandsgröße nicht richtig erzeugt werden. Als Ergebnis kann sich die Richtungsstabilität des Fahrzeugs verschlechtern, oder ein Fahrer kann ein empfindliches oder unempfindliches Antwortvermögen bzw. Ansprechverhalten fühlen und außerdem ein unangenehmes Gefühl haben.
Somit ist es hinsichtlich der Richtungsstabilität und des Antwortvermögens während des Drehens des Fahrzeugs zur Verhinderung, dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl hat, notwendig, die Frequenzantworteigenschaften der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, für das periodische Drehen der zu drehenden Räder zu berücksichtigen.
Die vorliegende Erfindung entstand, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe, eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine zufrieden stellende Richtungsstabilität und ein zufrieden stellendes Antwortvermögen bzw. Ansprechverhalten während des Drehens des Fahrzeugs unter Berücksichtigung einer Frequenzantworteigenschaft einer Bewegungszustandsgröße, die an einem Fahrzeug erzeugt wird, bereitzustellen. Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Der abhängige Anspruch 2 ist auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gerichtet.
Erfindungsgemäß kann in dem drehenden Fahrzeug, auf das die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft, die von der Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung richtig berechnet werden, um das Sollgiermoment, das von der Sollgiermomentberechnungseinrichtung berechnet wird, zu erzeugen, ausgeübt werden, und der Einfluss auf die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen, der durch eine Änderung der Frequenzantworteigenschaft der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, verursacht wird, kann verringert werden. Somit werden eine zufrieden stellende Richtungsstabilität und ein zufrieden stellendes Antwortvermögen während des Drehens des Fahrzeugs erhalten, und hinsichtlich der Änderung der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, kann ein unangenehmes Gefühl des Fahrers signifikant beschränkt werden.
Das berechnete Sollgiermoment bewirkt, dass die Antworteigenschaften der Verstärkung und der Phase der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug als Antwort auf die Frequenzänderung der Größe der Drehung der zu drehenden Räder erzeugt wird, konstant werden. Als Ergebnis kann die Änderung der Frequenzantworteigenschaften der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, insbesondere die Änderung der Antworteigenschaften der Verstärkung und der Phase der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, signifikant beschränkt werden. Mit anderen Worten können durch Ausüben der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft derart, dass das Sollgiermoment erzeugt wird, die Frequenzantworteigenschaften der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, geeignet konstant eingestellt werden, und die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen können in extrem geeigneter Weise aufrechterhalten werden. Somit werden eine zufrieden stellende Richtungsstabilität und ein zufrieden stellendes Antwortvermögen während des Drehens des Fahrzeugs erhalten, und hinsichtlich der Änderung der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, kann ein unangenehmes Gefühl des Fahrers signifikant beschränkt werden.
Weiterhin bestimmt die Übertragungsfunktionsbestimmungseinrichtung die Übertragungsfunktion unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird. Als Ergebnis kann die Übertragungsfunktionsbestimmungseinrichtung die Übertragungsfunktion ebenfalls unter Berücksichtigung der Frequenzantworteigenschaften der Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs, die sich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, einstellen, und somit wird das Sollgiermoment, das unter Verwendung der Übertragungsfunktion berechnet wird, berechnet derart, dass es geeignet die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen des Fahrzeugs, die sich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern, verbessert. Somit werden eine zufrieden stellende Richtungsstabilität und ein zufrieden stellendes Antwortvermögen während des Drehens des Fahrzeugs erhalten, und hinsichtlich der Änderung der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, kann ein unangenehmes Gefühl des Fahrers noch signifikanter beschränkt werden.
Außerdem übt die Vorwärts-/Rückwärtskraftausübungseinrichtung eine Bremskraft oder eine Antriebskraft auf das Hinterrad auf der linken Radseite oder eine Antriebskraft oder eine Bremskraft auf das Hinterrad auf der rechten Radseite aus. Als Ergebnis kann auf das Fahrzeug in dem Drehzustand eine Kraft, die ein Anheben einer Karosserie eines hinteren Abschnitts des Fahrzeugs auf der Innenseite der Drehung oder ein Abtauchen einer Karosserie des hinteren Abschnitts des Fahrzeugs auf der Außenseite der Drehung, d. h. ein Rollverhalten bzw. Wankverhalten, das an dem Fahrzeug in dem Drehzustand erzeugt wird, beschränkt, aktiv mittels einer Aufhängungsstruktur bzw. eines Aufhängungsaufbaus (sogenannte Anti-Anhebungsgeometriestruktur) erzeugt werden. Als Ergebnis kann sogar das Rollverhalten des Fahrzeugs in dem Drehzustand wirksam beschränkt werden.
Erfindungsgemäß können in einem Zustand, in dem das Fahrzeug verzögert, ohne eine Antriebskraft zu verwenden, das heißt, ohne eine Bremskraft auszuüben, jeweils die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft zum Erzeugen des Sollgiermoments an den linksradseitigen Rädern und den rechtsradseitigen Rädern erzeugt werden. Genauer gesagt kann in einem Zustand, in dem nur eine Bremskraft ausgeübt wird, wenn die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft oder die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft, die der Drehaußenradseite des Fahrzeugs entspricht und die zum Erzeugen des Sollgiermoments benötigt wird, unzureichend ist, die Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung eine Differenz (unzureichende Größe bzw. unzureichender Betrag) zwischen der Verzögerungsbremskraft und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft oder der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft zu der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft oder der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft, die der Drehinnenradseite des Fahrzeugs entspricht, addieren, um eine endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft oder rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft, die der Drehinnenradseite entspricht, zu berechnen. In diesem Fall kann die Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung die endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft oder linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft, die der Drehaußenradseite entspricht (Bremskraft), als „0” berechnen.
Dann kann die Vorwärts-/Rückwärtskraftausübungseinrichtung das Sollgiermoment durch Ausüben der berechneten endgültigen linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft oder rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft (d. h. Bremskraft), die der Drehinnenradseite entspricht, erzeugen. Als Ergebnis kann in dem Zustand, in dem nur die Bremskraft ausgeübt wird, der Einfluss auf die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen, der durch Änderungen der Frequenzantworteigenschaften der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, verursacht wird, verringert werden. Somit werden eine zufrieden stellende Richtungsstabilität und ein zufrieden stellendes Antwortvermögen während der Drehung des Fahrzeugs erhalten, und hinsichtlich der Änderung der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, kann ein unangenehmes Gefühl des Fahrers signifikant beschränkt werden.
Außerdem berechnet die Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung, wenn sich die erzeugte Richtung der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung des Lenkrads durch den Fahrer erzeugt wird, und die erzeugte Richtung der Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug durch die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft erzeugt wird, voneinander unterscheiden, das heißt, wenn sich die Betätigungsrichtung des Lenkrads durch den Fahrer und die erzeugte Richtung des Sollgiermoments (genauer gesagt, die Raddrehrichtung des zu drehenden Rads) voneinander unterscheiden, die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft oder die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft als „0”. Als Ergebnis kann das Unstimmigkeitsgefühl zwischen der Bewegungszustandsgröße, deren Erzeugung durch die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer erwartet wird, und der Bewegungszustandsgröße (genauer gesagt, dem Sollgiermoment), die tatsächlich an dem Fahrzeug erzeugt wird, wirksam beschränkt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeugs darstellt, das eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung trägt und das dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel und der erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemeinsam ist;
2 ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration der Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung der 1 darstellt;
3 ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration der Bremshydraulikdrucksteuereinheit der 2 darstellt;
4A eine Grafik, die eine Frequenzantworteigenschaft einer Gierrate, die an dem Fahrzeug als Antwort auf eine Frequenzänderung eines Lenkwinkels erzeugt wird, gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel zeigt;
4B eine Grafik, die eine Frequenzantworteigenschaft der Gierrate, die an dem Fahrzeug als Antwort auf die Frequenzänderung des Lenkwinkels erzeugt wird, gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel zeigt;
5 ein Flussdiagramm, das ein Giermomentsteuerprogramm gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel darstellt, das von einer elektronischen Steuereinheit der 2 ausgeführt wird;
6A eine Grafik, die die Frequenzantworteigenschaft einer Übertragungsfunktion mit einer Raddrehgeschwindigkeit als Eingang und einem Sollgiermoment als Ausgang gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel zeigt;
6B eine Grafik, die die Frequenzantworteigenschaft der Übertragungsfunktion mit der Raddrehgeschwindigkeit als Eingang und dem Sollgiermoment als Ausgang gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel zeigt;
7 eine Grafik, die eine Sprungantworteigenschaft der Übertragungsfunktion mit der Lenkgeschwindigkeit als Eingang und dem Sollgiermoment als Ausgang gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel zeigt;
8A eine erläuternde Grafik, die die Frequenzantworteigenschaft einer Gierrate (Gierrate in einem stabilen Zustand), die an dem Fahrzeug als Antwort auf die Frequenzänderung des Lenkwinkels erzeugt wird, wenn das Sollgiermoment gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel erzeugt wird, zeigt;
8B eine erläuternde Grafik, die die Frequenzantworteigenschaft der Gierrate (Gierrate in dem stabilen Zustand), die an dem Fahrzeug als Antwort auf die Frequenzänderung des Lenkwinkels erzeugt wird, wenn das Sollgiermoment gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel erzeugt wird, zeigt;
9A eine erläuternde Grafik, die eine Änderung der Frequenzantworteigenschaft der Gierrate, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, wenn das Sollgiermoment erzeugt wird, zeigt;
9B eine erläuternde Grafik, die eine Änderung der Frequenzantworteigenschaft der Gierrate, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, wenn das Sollgiermoment erzeugt wird, zeigt;
10 ein Flussdiagramm, das ein Giermomentsteuerprogramm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, das von der elektronischen Steuereinheit der 2 ausgeführt wird;
11A eine Grafik, die die Frequenzantworteigenschaft einer Lateralbeschleunigung, die an dem Fahrzeug als Antwort auf eine Frequenzänderung des Lenkwinkels erzeugt wird, gemäß einem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
11B eine Grafik, die eine Frequenzantworteigenschaft der Lateralbeschleunigung, die an dem Fahrzeug als Antwort auf die Frequenzänderung des Lenkwinkels erzeugt wird, gemäß dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
12A eine erläuternde Grafik, die eine Änderung der Frequenzantworteigenschaft der Lateralbeschleunigung, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, wenn das Sollgiermoment erzeugt wird, zeigt; und
12B eine erläuternde Grafik, die eine Änderung der Frequenzantworteigenschaft der Lateralbeschleunigung, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, wenn das Sollgiermoment erzeugt wird, zeigt.
BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
a. Nicht erfindungsgemäßes Beispiel
Im Folgenden wird eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Beispiel mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 stellt schematisch eine Konfiguration eines Fahrzeugs 10 dar, für das eine Verhaltenssteuervorrichtung S gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel verwendet wird.
Das Fahrzeug 10 enthält linke und rechte Vorderräder FW1 und FW2 sowie linke und rechte Hinterräder RW1 und RW2. Als zu drehende Räder sind die linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 über einen bekannten Raddrehmechanismus 11 (beispielsweise einen Zahnstangengetriebemechanismus) und eine Lenkwelle 12 mit einem Lenkrad 13, das von einem Fahrer gedreht wird, verbunden. Weiterhin sind, wie es in 1 dargestellt ist, an den linken und rechten Vorderrädern FW1 und FW2 und den linken und rechten Hinterrädern RW1 und RW2 jeweilige In-Rad-Motoren IWMfl, IWMfr, IWMrl und IWMrr angeordnet. Die In-Rad-Motoren IWMfl, IWMfr, IWMrl und IWMrr sind beispielsweise Dreiphasen-DC-Motoren und üben Antriebskräfte auf die linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 und die linken und rechten Hinterräder RW1 und RW2 aus.
Man beachte, dass hinsichtlich der Antriebskräfte, die auf die linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 und die linken und rechten Hinterräder RW1 und RW2 ausgeübt werden, Antriebskräfte von einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) zusätzlich zu oder anstelle von den In-Rad-Motoren IWMfl, IWMfr, IWMrl und IWMrr ausgeübt werden können. In diesem Fall können die Antriebskräfte von dem Verbrennungsmotor beispielsweise über Differenzialgetriebe, an denen bekannte Antriebskraftverteilungsmechanismen vorgesehen sind, auf die linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 und die linken und rechten Hinterräder RW1 und RW2 ausgeübt werden.
Weiterhin enthält das Fahrzeug 10 Bremseinheiten 14 bis 17 zum Ausüben von Bremskräften jeweils auf die linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 und die linken und rechten Hinterräder RW1 und RW2. Die Bremseinheiten 14 bis 17 sind Scheibenbremseinheiten, die die Bremskräfte durch Reibung mittels Drücken von Bremsbacken, die an Bremssätteln fixiert sind, die Radzylinder Wfr, Wfl, Wrl und Wrr, die beispielsweise an einer Vorderachse und einer Hinterachse fixiert sind, enthalten, gegen Bremsscheiben erzeugen, die sich einstückig mit den linken und rechten Vorderrädern FW1 und FW2 und den linken und rechten Hinterrädern RW1 und RW2 drehen.
Es folgt eine Beschreibung der Verhaltenssteuervorrichtung S. Wie es in 2 dargestellt ist, enthält die Verhaltenssteuervorrichtung S eine Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20 zum Steuern von Bremshydraulikdrücken, die den Bremseinheiten 14 bis 17 (insbesondere den Radzylindern Wfr, Wfl, Wrl und Wrr) zugeführt werden.
Die Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20, die die in 3 dargestellte schematische Konfiguration aufweist, enthält eine Bremshydraulikdruckerzeugungseinheit 21 zum Erzeugen eines Bremshydraulikdrucks entsprechend einer Betätigungskraft eines Bremspedals BP sowie eine FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22, eine FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23, eine RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 und eine RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25, die jeweils die Bremshydraulikdrücke, die den Radzylindern Wfr, Wfl, Wrl und Wrr zugeführt werden, die die Bremssättel der Bremseinheiten 14 bis 17 betätigen, einstellen können, sowie eine Rückflussbremsfluidzufuhreinheit 26.
Die Bremshydraulikdruckerzeugungseinheit 21 ist aus einem Vakuumverstärker VB, der als Antwort auf eine Betätigung des Bremspedals BP tätig wird, und einem Hauptzylinder MC, der mit dem Vakuumverstärker VB gekoppelt ist, ausgebildet. Der Vakuumverstärker VB unterstützt die Betätigungskraft des Bremspedals BP in einem vorbestimmten Verhältnis unter Verwendung eines Luftdrucks (negativer Druck) in einer Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) und überträgt die Unterstützungsbetätigungskraft an den Hauptzylinder MC.
Der Hauptzylinder MC enthält zwei Systeme von Ausgangsports bzw. -kanälen, die einen ersten Port und einen zweiten Port enthalten, und empfängt die Zufuhr des Bremsfluids von einem Reservoir RS, wodurch ein erster Hauptzylinderhydraulikdruck von dem ersten Port entsprechend der Unterstützungsbetätigungskraft erzeugt wird. Weiterhin erzeugt der Hauptzylinder MC einen zweiten Hauptzylinderhydraulikdruck, der im Wesentlichen gleich dem ersten Hauptzylinderhydraulikdruck ist, von dem zweiten Port.
Der erste Port des Hauptzylinders MC ist über ein lineares Steuerventil PC1 jeweils mit einem stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und einem stromaufseitigen Abschnitt der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 verbunden, und der erste Hauptzylinderhydraulikdruck wird jeweils den stromaufseitigen Abschnitten der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 zugeführt. Auf ähnliche Weise ist der zweite Port des Hauptzylinders MC über ein lineares Steuerventil PC2 jeweils mit einem stromaufseitigen Abschnitt der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und einem stromaufseitigen Abschnitt der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 verbunden, und der zweite Hauptzylinderhydraulikdruck wird jeweils den stromaufseitigen Abschnitten der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 zugeführt.
Wie es in 3 dargestellt ist, ist das lineare Steuerventil PC1 ein normalerweise offenes elektromagnetisches Auswahlventil mit zwei Ports und zwei Positionen. Das lineare Steuerventil PC1 bringt, wenn es sich in einer ersten Position (Position in einem nicht erregten Zustand) befindet, die in 3 dargestellt ist, den Hauptzylinder MC mit dem stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 in Kommunikation, und wenn es sich in einer zweiten Position (Position in einem erregten Zustand) befindet, unterbricht es die Kommunikation zwischen dem Hauptzylinder MC und dem stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24. Man beachte, dass an dem linearen Steuerventil PC1 ein Rückschlagventil zum Ermöglichen eines Fließens des Bremsfluids von dem Hauptzylinder MC zu dem stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 in nur einer Richtung vorgesehen ist. Als Ergebnis wird eine Konfiguration geschaffen, bei der sogar dann, wenn sich das lineare Steuerventil PC1 in der zweiten Position befindet, der erste Hauptzylinderhydraulikdruck dem stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 zugeführt wird, wenn der erste Hauptzylinderhydraulikdruck durch die Betätigung des Bremspedals BP auf einen vorbestimmten Hydraulikdruck oder mehr erhöht wird.
Wie es in 3 dargestellt ist, ist das lineare Steuerventil PC2 ein normalerweise offenes elektromagnetisches Auswahlventil mit zwei Ports und zwei Positionen. Das lineare Steuerventil PC2 bringt, wenn es sich einer ersten Position (Position in einem nicht erregten Zustand) befindet, wie es in 3 dargestellt ist, den Hauptzylinder MC mit dem stromaufseitigen Abschnitt der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 in Kommunikation, und wenn es sich in einer zweiten Position (Position in einem erregten Zustand) befindet, unterbricht es die Kommunikation zwischen dem Hauptzylinder MC und dem stromaufseitigen Abschnitt der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25. Man beachte, das an dem linearen Steuerventil PC2 ein Rückschlagventil zum Ermöglichen eines Fließens des Bremsfluids von dem Hauptzylinder MC zu dem stromaufseitigen Abschnitt der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 in nur einer Richtung vorgesehen ist. Als Ergebnis wird eine Konfiguration geschaffen, bei der sogar dann, wenn sich das lineare Steuerventil PC2 in der zweiten Position befindet, der zweite Hauptzylinderhydraulikdruck dem stromaufseitigen Abschnitt der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 zugeführt wird, wenn der zweite Hauptzylinderhydraulikdruck durch die Betätigung des Bremspedals BP auf einen vorbestimmten Hydraulikdruck oder mehr erhöht wird.
Die FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 ist aus einem Druckerhöhungsventil PUfr, das ein normalerweise offenes elektromagnetisches Auswahlventil mit zwei Ports und zwei Positionen ist, und einem Druckverringerungsventil PDfr, das ein normalerweise geschlossenes elektromagnetisches Auswahlventil mit zwei Ports und zwei Positionen ist, ausgebildet. Das Druckerhöhungsventil PUfr bringt, wenn es sich in einer ersten Position (Position in einem nicht erregten Zustand) befindet, wie es in 3 dargestellt ist, den stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 mit dem Radzylinder Wfr in Kommunikation, und wenn es sich in einer zweiten Position (Position in einem erregten Zustand) befindet, unterbricht es die Kommunikation zwischen dem stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und dem Radzylinder Wfr. Das Druckverringerungsventil PDfr unterbricht, wenn es sich in einer ersten Position (Position in einem nicht erregten Zustand) befindet, wie es in 3 dargestellt ist, die Kommunikation zwischen dem Radzylinder Wfr und einem Reservoir RS1, und wenn es sich in einer zweiten Position (Position in einem erregten Zustand) befindet, bringt es den Radzylinder Wfr mit dem Reservoir RS1 in Kommunikation.
Als Ergebnis erhöht die Zufuhr des Bremsfluids in dem stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 zu dem Radzylinder Wfr den Bremshydraulikdruck in dem Radzylinder Wfr, wenn sich sowohl das Druckerhöhungsventil PUfr als auch das Druckverringerungsventil PDfr in der ersten Position befinden. Wenn sich das Druckerhöhungsventil PUfr in der zweiten Position befindet und das Druckverringerungsventil PDfr in der ersten Position befindet, wird der Bremshydraulikdruck in dem Radzylinder Wfr unabhängig von dem Bremshydraulikdruck in dem stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 aufrechterhalten. Wenn sich sowohl das Druckerhöhungsventil PUfr als auch das Druckverringerungsventil PDfr in der zweiten Position befinden, verringert außerdem der Rückfluss des Bremsfluids in dem Radzylinder Wfr zu dem Reservoir RS1 den Bremshydraulikdruck in dem Radzylinder Wfr.
Außerdem ist ein Rückschlagventil CV1 an dem Druckerhöhungsventil PUfr vorgesehen. Das Rückschlagventil CV1 ermöglicht ein Fließen des Bremsfluids nur in einer Richtung von dem Radzylinder Wfr zu der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22. Wenn sich die Betätigungskraft (Trittkraft), die auf das Bremspedal BP ausgeübt wird, verringert, verringert somit das Verhalten des Rückschlagventils CV1 schnell den Bremshydraulikdruck in dem Radzylinder Wfr.
Auf ähnliche Weise werden die stromaufseitigen Abschnitte der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23, der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 und der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 jeweils aus dem Druckerhöhungsventil PUfl und dem Druckverringerungsventil PDfl, dem Druckerhöhungsventil PUrl und dem Druckverringerungsventil PDrl sowie dem Druckerhöhungsventil PUrr und dem Druckverringerungsventil PDrr ausgebildet, und die Steuerung der Positionen der jeweiligen obigen Druckerhöhungsventile und der jeweiligen obigen Druckverringerungsventile erhöht, hält und verringert die Bremshydraulikdrücke der jeweiligen Radzylinder Wfl, Wrl und Wrr. Außerdem sind für die jeweiligen Druckerhöhungsventile PUrl, PDrl und PDrr Rückschlagventile CV2, DV3 und CV4, die dieselbe Funktion wie das Rückschlagventil CV1 aufweisen, jeweils parallel zu den jeweiligen Druckerhöhungsventilen vorgesehen.
Die Rückflussbremsfluidzufuhreinheit 26 enthält einen DC-Motor MT und zwei Hydraulikdruckpumpen HP1 und HP2, die gleichzeitig von dem Motor MT angetrieben werden. Die Hydraulikdruckpumpe HP1 zieht das Bremsfluid, das jeweils von den Druckverringerungsventilen PDfr und PDrl zurückfließt, aus dem Reservoir RS1 und führt das gezogene (unter Druck gesetzte) Bremsfluid über Rückschlagventile CV5 und CV6 jeweils dem stromaufseitigen Abschnitt der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 zu. Auf ähnliche Weise zieht die Hydraulikdruckpumpe HP2 das Bremsfluid, das jeweils von den Druckverringerungsventilen PDfl und PDrr zurückfließt, aus einem Reservoir RS2 und führt das gezogene (unter Druck gesetzte) Bremsfluid über Rückschlagventile CV7 und CV8 jeweils dem stromaufseitigen Abschnitt der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und dem stromaufseitigen Abschnitt der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 zu.
Die Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, führt, wenn sich sämtliche elektromagnetischen Ventile in der ersten Position befinden, die Bremshydraulikdrücke entsprechend der Betätigungskraft (Bremsbetätigungsgröße des Fahrers) des Bremspedals BP den jeweiligen Radzylindern Wfl, Wfr, Wrl und Wrr zu. Außerdem kann die Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20 die Bremshydraulikdrücke in den jeweiligen Radzylindern Wfl, Wfr, Wrl und Wrr unabhängig steuern. Die Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20 kann beispielsweise nur den Bremshydraulikdruck in dem Radzylinder Wfr durch jeweiliges Steuern des linearen Steuerventils PC1, der Hydraulikdruckpumpe HP1 (Motor MT), des Druckerhöhungsventils PUfr und des Druckverringerungsventils PDfr um einen vorbestimmten Betrag verringern, halten oder erhöhen. Als Ergebnis wird eine Konfiguration geschaffen, bei der die jeweiligen Bremseinheiten 11, 12, 13 und 14 jeweils unabhängig die Bremskräfte mittels Reibung auf die linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 und die linken und rechten Hinterräder RW1 und RW2 ausüben können.
Außerdem enthält die Verhaltenssteuervorrichtung S, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist, einen Raddrehwinkelsensor 31 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32. Der Raddrehwinkelsensor 31 ist beispielsweise an dem Raddrehmechanismus 11 angebracht und gibt ein Signal aus, das ein Signal eines tatsächlichen Raddrehwinkels δ der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 entsprechend einem Drehwinkel gegenüber einer neutralen Position der Lenkwelle 12 repräsentiert. Man beachte, dass der tatsächliche Raddrehwinkel δ an der neutralen Position „0” ist und beispielsweise den Drehwinkel in der Linksrichtung als einen positiven Wert und den Drehwinkel in der Rechtsrichtung als einen negativen Wert repräsentiert. Außerdem wird in dieser Beschreibung angenommen, dass, wenn eine Größenbeziehung eines Erfassungswerts ohne Berücksichtigung der Richtung diskutiert wird, dessen Absolutwert zu diskutieren ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit und gibt ein Signal aus, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V repräsentiert.
Der Raddrehwinkelsensor 31 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 sind mit der elektronischen Steuereinheit 33 verbunden. Die elektronische Steuereinheit 33 weist einen Mikrocomputer als Hauptkomponente auf, der aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und Ähnlichem ausgebildet ist, und steuert durch Ausführen verschiedener Programme einschließlich später beschriebener Programme die Betriebe der Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20 und der In-Rad-Motoren IWMfl, IWMfr, IWMrl und IWMrr.
Daher ist eine Ansteuerschaltung 34 zum Ansteuern der Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20 (insbesondere des linearen Steuerventils PC1, des linearen Steuerventils PC2, der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22, der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23, der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24, der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 und der Rückflussbremsfluidzufuhreinheit 26) mit einer Ausgangsseite der elektronischen Steuereinheit 33 verbunden. Weiterhin ist eine Ansteuerschaltung 35 zum Ansteuern der In-Rad-Motoren IWMfl, IWMfr, IWMrl und IWMrr mit der Ausgangsseite der elektronischen Steuereinheit 33 verbunden.
Es folgt eine Beschreibung eines Betriebs der Verhaltenssteuervorrichtung S, die wie oben beschrieben aufgebaut ist. Wenn der Fahrer in einem herkömmlichen Fahrzeug das Lenkrad 13 dreht, um die linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 zu drehen, wodurch das Fahrzeug gedreht wird (eine Kurve fährt), besteht die Tendenz, dass hauptsächlich in einem Hochgeschwindigkeitsbereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist, eine Änderung der Richtung durch die Gierbewegung groß ist (divergiert) und die Richtung des Fahrzeugs instabil wird, und in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V klein ist, ein Nacheilen einer Änderung der Richtung durch die Gierbewegung des Fahrzeugs erzeugt wird und ein Leichtigkeitsgefühl beeinträchtigt wird. Mit anderen Worten, wie es schematisch in den 4A und 4B gezeigt ist, ändern sich diese Tendenzen entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V und werden durch eine transiente Antworteigenschaft der Gierrate, die an dem Fahrzeug als die Bewegungszustandsgröße als Antwort auf eine periodische Änderung (Frequenzänderung) des tatsächlichen Raddrehwinkels δ erzeugt wird, bewirkt.
Insbesondere ist bei dem herkömmlichen Fahrzeug, wie es in 4A gezeigt ist, die Verstärkung (Amplitudenverhältnis) der Gierrate in Bezug auf die Frequenzänderung des tatsächlichen Raddrehwinkels δ im Wesentlichen konstant, wenn die Frequenz niedrig ist, präsentiert einen Peak bei einer Frequenz, die mit einer natürlichen Frequenz des Fahrzeugs, d. h. einer Resonanzfrequenz, übereinstimmt, wenn sich die Frequenz erhöht, und tendiert dazu, sich zu verringern, wenn sich die Frequenz weiter erhöht. Dann tendiert der Peak bei der Resonanzfrequenz dazu, sich zu erhöhen, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht, das heißt, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht, tendiert das Dämpfungsverhältnis dazu, sich zu verringern. Aufgrund dieser Tendenz verschlechtert eine übermäßige Erzeugung des Gierens die Richtungsstabilität des Fahrzeugs hauptsächlich in dem hohen Geschwindigkeitsbereich.
Außerdem beträgt bei einem herkömmlichen Fahrzeug, wie es in 4B gezeigt ist, der Phasenwinkel der Gierrate in Bezug auf die Frequenzänderung des Drehwinkels nahezu „0”, wenn die Frequenz niedrig ist, und die Phasenverzögerung bzw. -nacheilung tendiert dazu, sich zu erhöhen, wenn sich die Frequenz und die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöhen. Dann besteht hauptsächlich in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich die Tendenz, dass sich die Verstärkung der Gierrate relativ verringert, eine Phasenverzögerung erzeugt wird, eine Antwortverzögerung auftritt, und das Leichtigkeitsgefühl beeinträchtigt wird, wie es oben beschrieben wurde.
Als Ergebnis dreht sich das Fahrzeug mit den oben beschriebenen Frequenzantworteigenschaften entsprechend dem Drehbetrieb des Lenkrads 13 mittels des Fahrers, wenn die linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 nur gedreht werden, um das Fahrzeug zu drehen. Somit erzeugt die elektronische Steuereinheit 33 ein geeignetes Giermoment des Fahrzeugs 10 in einem Drehzustand, um die übermäßige Erzeugung des Gierens insbesondere in dem oben beschriebenen hohen Geschwindigkeitsbereich zu beschränken und die Antwortverzögerung in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich zu verbessern. Insbesondere steuert die elektronische Steuereinheit 33 die Größen der Vorwärts-/Rückwärtskräfte, die den Rädern auf der Innenseite der Drehung (im Folgenden als Drehinnenradseite bezeichnet) und den Rädern der Außenseite der Drehung (im Folgenden als Drehaußenradseite bezeichnet) von den linken und rechten Vorderrädern FW1 und FW2 und den linken und rechten Hinterrädern RW1 und RW2 auferlegt werden, wodurch ein Giermoment an einer Position des Schwerpunkts des Fahrzeugs 10 erzeugt wird. Es folgt eine Beschreibung der von der elektronischen Steuereinheit 33 durchgeführten Giermomentsteuerung.
Die elektronische Steuereinheit 33 bestimmt durch Ausführen eines Giermomentsteuerprogramms, das in 5 dargestellt ist, die Größen der Vorwärts-/Rückwärtskräfte, die auf die Drehinnenradseite ausgeübt werden, und die Größen der Vorwärts-/Rückwärtskräfte, die auf die Drehaußenradseite ausgeübt werden. Mit anderen Worten, in Schritt S10 startet die elektronische Steuereinheit 33 die Ausführung des Giermomentsteuerprogramms, und in Schritt S11 empfängt sie eine Eingabe der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 erfasst wird. Dann berechnet die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S12 eine Übertragungsfunktion K(s) zum Berechnen des Sollgiermoments M_y, das an dem Fahrzeug 10 zu erzeugen ist. Es folgt eine Beschreibung der Übertragungsfunktion K(s). Man beachte, dass das Sollgiermoment M_y in der folgenden Beschreibung durch einen positiven Wert repräsentiert wird, wenn das Sollgiermoment M_y das Fahrzeug 10 in der Linksrichtung dreht, und durch einen negativen Wert repräsentiert wird, wenn das Sollgiermoment M_y das Fahrzeug in der Rechtsrichtung dreht. Außerdem repräsentiert s in der folgenden Beschreibung einen Laplace-Operator in jeder Gleichung.
Im Allgemeinen wird die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs in dem Zweiradfahrzeugmodell durch die Gleichung 1 und die Gleichung 2 repräsentiert.
wobei m in der Gleichung 1 die Trägheitsmasse des Fahrzeugs bezeichnet. Außerdem bezeichnen K_f und K_r in den Gleichungen 1 und 2 eine Vorderradkurvenfahrtenergie und eine Hinterradkurvenfahrtenergie des Fahrzeugs; L_f und L_r bezeichnen einen Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und einer Vorderradachse und einen Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und einer Hinterradachse; und δ bezeichnet den tatsächlichen Raddrehwinkel der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2. Weiterhin bezeichnet I_z in der Gleichung 2 ein Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs. Außerdem bezeichnet V in den Gleichungen 1 und 2 die Fahrzeuggeschwindigkeit; β bezeichnet einen lateralen Schlupfwinkel in dem Schwerpunkt des Fahrzeugs; und γ bezeichnet eine Gierrate des Fahrzeugs.
Um die Erzeugung eines übermäßigen Gierens in dem Hochgeschwindigkeitsbereich zu beschränken und die Antwortverzögerung in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich zu verbessern, wird durch Addieren des Giermoments M_y, das an dem Fahrzeug 10 in einem Drehzustand zu erzeugen ist, zu der rechten Seite der Gleichung 2, die die Bewegungsgleichung in Bezug auf das Gieren ist, die folgende Gleichung 3 erhalten.
Dann wird durch Anwenden der Laplace-Transformation jeweils auf die Gleichungen 1 und 3 und gleichzeitiges Lösen der Gleichungen hinsichtlich der Gierrate γ die folgende Gleichung 4 erhalten.
Um das übermäßige Gieren und die Antwortverzögerung, die durch die transiente Antworteigenschaft der Gierrate γ erzeugt wird, wie es in den 4A und 4B gezeigt ist, d. h. die Frequenzantworteigenschaften, zu verbessern, ist es notwendig, zu bewirken, dass die Gierrate γ mit einer Gierrate bei einem konstanten Lenkwinkel, d. h. einer Gierrate γ_c in einem stabilen Zustand, bei dem die Verstärkung konstant ist und der Phasenwinkel „0” beträgt, übereinstimmt. Mit anderen Worten, durch Erzeugen des Sollgiermoments M_y, das bewirkt, dass die Gierrate γ gleich der Gierrate γ_c ist, können das übermäßige Gieren und die Antwortverzögerung verbessert werden. Die Gierrate γ_c in dem stabilen Zustand wird durch Einstellen des Laplace-Operators s auf „0” und Einstellen des Sollgiermoments M_y auf „0” in der Gleichung 4 erhalten, wie es in der folgenden Gleichung 5 dargestellt ist.
Dann kann das Sollgiermoment M_y, das bewirkt, dass die Gierrate γ, die gemäß der Gleichung 4 berechnet wird, mit der Gierrate γ_c in dem stabilen Zustand, die entsprechend der Gleichung 5 berechnet wird, übereinstimmt, das heißt, bewirkt, dass die Beziehung γ = γ_c gilt, entsprechend der folgenden Gleichung 6 berechnet werden, die durch Umsortieren der Gleichung 4 und der Gleichung 5 erhalten wird.
Durch Definieren eines ersten Terms auf der rechten Seite der Gleichung 6 als eine Übertragungsfunktion K(s), wie es in der Gleichung 7 dargestellt ist, kann das Sollgiermoment M_y anhand der folgenden Gleichung 8 unter Verwendung der Übertragungsfunktion K(s) berechnet werden.
M_y = K(s)δs = K(s)ω Gleichung 8 wobei ω in der Gleichung 8 eine Raddrehgeschwindigkeit bezeichnet, die ein zeitlich abgeleiteter Wert (= dδ/dt) des tatsächlichen Raddrehwinkels δ ist und eine Raddrehgeschwindigkeit in Richtung der Linksrichtung in Bezug auf das Fahrzeug 10 als einen positiven Wert und eine Raddrehgeschwindigkeit in Richtung der Rechtsrichtung als einen negativen Wert repräsentiert.
Die Übertragungsfunktion K(s) in der Gleichung 7 weist, wie es anhand der Gleichung 6 und der Gleichung 8 ersichtlich ist, die Raddrehgeschwindigkeit ω als Eingang und das Sollgiermoment M_y als Ausgang auf. Hinsichtlich der Übertragungsfunktion K(s) sind die Frequenzantworteigenschaften (Kennlinien) in den 6A und 6B gezeigt, und eine Sprungantworteigenschaft (Kennlinie) ist in 7 gezeigt. Gemäß der Übertragungsfunktion K(s), wie sie in 6A gezeigt ist, weist die Verstärkung (Amplitudenverhältnis) des Sollgiermoments M_y in Bezug auf die Frequenzänderung der Raddrehgeschwindigkeit ω eine Änderungseigenschaft auf, die sich mehr oder weniger verringert, wenn sich die Frequenz in einem hohen Geschwindigkeitsbereich erhöht, und die sich signifikant erhöht, wenn sich die Frequenz in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich und einem mittleren Geschwindigkeitsbereich erhöht. Als Ergebnis wird gemäß der Änderungseigenschaft insbesondere die Verstärkung des Sollgiermoments M_y in dem hohen Frequenzbereich in zufrieden stellendem Maße erhalten. Somit ändert sich das Sollgiermoment M_y als Antwort auf die Frequenzänderung der Raddrehgeschwindigkeit ω der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 und kann insbesondere die oben beschriebene Verringerung der Verstärkung der Gierrate in dem hohen Frequenzbereich verbessern.
Außerdem zeigt gemäß der Übertragungsfunktion K(s), wie es in 6B gezeigt ist, der Phasenwinkel des Sollgiermoments M_y in Bezug auf die Frequenzänderung der Raddrehgeschwindigkeit ω eine Änderungseigenschaft, die die Phase in dem gesamten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich vorauseilen lässt. Als Ergebnis ändert sich das Sollgiermoment M_y als Antwort auf die Frequenzänderung der Raddrehgeschwindigkeit ω der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2, und insbesondere durch Einstellen des Phasenwinkels auf einen Wert von gleich oder größer als „0” in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich kann die Antwortverzögerung in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich, die in 4B gezeigt ist, verbessert werden.
Außerdem zeigt gemäß der Übertragungsfunktion K(s), wie es in 7 gezeigt ist, die Verstärkung des Sollgiermoments M_y in dem gesamten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich eine Sprungantwort mit einer zeitlichen Abschwächung bzw. Dämpfung auf eine nicht oszillierende Weise. Gemäß dieser Sprungantworteigenschaft wird in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich eine Verstärkung, die eine zunehmende Lenkung in Richtung einer Raddrehrichtung bereitstellt, erhalten, und in dem mittleren und hohen Geschwindigkeitsbereich wird eine Verstärkung, die zu Beginn ein zunehmendes Lenken und ein anschließendes abnehmendes Lenken bewirkt, erhalten. Mit anderen Worten wird insbesondere in dem hohen Geschwindigkeitsbereich die Verstärkung, die das abnehmende Lenken im Verlauf der Zeit bewirkt, wie es in 4A gezeigt ist, erhalten, und die Erhöhung der Verstärkung der Gierrate bei der Resonanzfrequenz kann beschränkt werden, was zu einer Beschränkung der Erzeugung des übermäßigen Gierens führt.
Dann bestimmt die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S12 entsprechend der Gleichung 7 unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 in Schritt S11 eingegeben wird, die Übertragungsfunktion K(s), die diese Eigenschaft aufweist. Dann empfängt die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S13 die Eingabe des tatsächlichen Raddrehwinkels δ der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 von dem Raddrehwinkelsensor 31 und differenziert den eingegebenen tatsächlichen Raddrehwinkel δ zeitlich, wodurch die Raddrehgeschwindigkeit ω (Raddrehzahl) berechnet wird.
Im anschließenden Schritt S14 multipliziert die elektronische Steuereinheit entsprechend der Gleichung 8 die Übertragungsfunktion K(s), die in Schritt S12 bestimmt wird, und die Raddrehgeschwindigkeit ω, die in Schritt S13 berechnet wird, miteinander, wodurch das Sollgiermoment M_y berechnet wird. Dann schreitet die elektronische Steuereinheit 33 nach der Berechnung des Sollgiermoments M_y zum Schritt S15.
In Schritt S15 berechnet die elektronische Steuereinheit 33 eine linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL, die auf die linke Radseite (d. h. das linke Vorderrad FW1 und das linke Hinterrad RW1) des Fahrzeugs 10 auszuüben ist, und eine rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR, die auf die rechte Radseite (d. h. das rechte Vorderrad FW2 und das rechte Hinterrad RW2) des Fahrzeugs 10 auszuüben ist, um das Sollgiermoment M_y, das in Schritt S14 berechnet wurde, für das Fahrzeug 10 zu erzeugen. Es folgt eine spezielle Beschreibung der Berechnung der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR.
Im Allgemeinen kann durch Ausüben einer Differenz der Vorwärts-/Rückwärtskräfte zwischen den linken und rechten Rädern eines fahrenden Fahrzeugs ein Giermoment an dem Fahrzeug erzeugt werden. Die Differenz der Vorwärts-/Rückwärtskräfte zwischen den linken und rechten Rädern kann durch Ausüben einer Bremskraft auf ein Rad der linken und rechten Räder und Ausüben einer Antriebskraft auf das andere Rad aus diesen erzeugt werden. Wenn in diesem Fall das Fahrzeug dreht, kann durch Ausüben einer Bremskraft auf eine Drehinnenradseite und Ausüben einer Antriebskraft auf eine Drehaußenradseite die Richtung des Giermoments, das an dem Fahrzeug erzeugt wird, an der Drehrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet bzw. an diese angepasst werden.
Auf der Grundlage dessen wird angenommen, dass das Sollgiermoment M_y an dem Fahrzeug 10, das sich derzeit in der Linksrichtung dreht, in der Linksrichtung (d. h. mit einem positiven Wert) erzeugt wird. Die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL, die auf das linke Vorderrad VW1 und das linke Hinterrad RW1 ausgeübt wird, die sich auf der Drehinnenradseite befinden, dient als eine Bremskraft, und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR, die auf das rechte Vorderrad VW2 und das rechte Hinterrad RW2 ausgeübt wird, die sich auf der Drehaußenradseite befinden, dient als eine Antriebskraft. In der folgenden Beschreibung wird die Bremskraft durch einen negativen Wert repräsentiert, und die Antriebskraft wird durch einen positiven Wert repräsentiert.
Um eine Verzögerung des Fahrzeugs 10 als Ergebnis der Ausübung der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL (Bremskraft) und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR (Antriebskraft) zu verhindern, wird ein Fall, bei dem die Absolutwerte der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR denselben Wert von F_x aufweisen, berücksichtigt. Wenn die Spurweite des Fahrzeugs 10 gleich d ist, erfüllt das Sollgiermoment M_y an dem Schwerpunkt geometrisch die folgende Gleichung 9. M_y = F_x d / 2 + F_x d / 2 = F_xd Gleichung 9
Zum einfachen Verständnis der folgenden Beschreibung wird der Fall, bei dem die Absolutwerte der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR denselben Wert von F_x aufweisen, beschrieben, aber selbstverständlich können sich die Absolutwerte der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR voneinander unterscheiden.
Somit können die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR auf der Grundlage der Gleichung 9 gemäß der folgenden Gleichung 10 berechnet werden.
Man beachte, dass in der Gleichung 10 gemäß der Konfiguration, bei der das Sollgiermoment M_y in der Linksrichtung ein positiver Wert ist, die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL mit „–1” multipliziert wird.
Dann berechnet die elektronische Steuereinheit entsprechend der Gleichung 10 unter Verwendung des Sollgiermoments M_y, das in Schritt S14 berechnet wird, die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR. Nachdem die elektronische Steuereinheit 33 die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR auf diese Weise berechnet hat, beendet die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S16 einmal die Ausführung des Giermomentsteuerprogramms, und nach dem Verstreichen einer vorbestimmten kurzen Zeitdauer startet das Giermomentsteuerprogramm in Schritt S10 erneut.
Die elektronische Steuereinheit 33 berechnet durch Ausführen des oben beschriebenen Giermomentsteuerprogramms die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR und erzeugt dann die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL auf der linken Radseite (linkes Vorderrad FW1 und linkes Hinterrad RW1) und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR auf der rechten Radseite (rechtes Vorderrad FW2 und rechtes Hinterrad RW2). In diesem Fall teilt die elektronische Steuereinheit 33 beispielsweise die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL in zwei gleiche Teile und erzeugt die gleichen Hälften der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL/2 jeweils an dem linken Vorderrad FW1 und dem linken Hinterrad RW1. Außerdem teilt die elektronische Steuereinheit 33 beispielsweise die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR in zwei gleiche Teile und erzeugt die gleichen Hälften der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR/2 jeweils an dem rechten Vorderrad FW2 und dem rechten Hinterrad RW2.
Es folgt eine Beschreibung eines Falls, bei dem das Fahrzeug 10 in der Linksrichtung dreht, und in diesem Fall ist das Sollgiermoment M_y, das in Schritt S14 durch das Giermomentsteuerprogramm berechnet wird, ein positiver Wert. Somit ist die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL, die in Schritt S15 berechnet wird, ein negativer Wert, d. h. eine Bremskraft, und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR, die in Schritt S15 berechnet wird, ist ein positiver Wert, d. h. eine Antriebskraft. Wenn das Fahrzeug in der Rechtsrichtung dreht, ist das Sollgiermoment M_y, das in Schritt S14 durch das Giermomentsteuerprogramm berechnet wird, ein negativer Wert. Somit ist die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL, die in Schritt S15 berechnet wird, ein positiver Wert, d. h. eine Antriebskraft, und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR, die in Schritt S15 berechnet wird, ist ein negativer Wert, d. h. eine Bremskraft.
Wenn das Fahrzeug 10 in der Linksrichtung bzw. nach links dreht, erzeugt die elektronische Steuereinheit 33 daher die Bremskraft, die mit der gleichen Hälfte der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL/2 übereinstimmt, jeweils an dem linken Vorderrad FW1 und dem linken Hinterrad RW1 auf der Drehinnenradseite. Mit anderen Worten, die elektronische Steuereinheit 33 schaltet zunächst über die Ansteuerschaltung 34 sowohl das lineare Steuerventil PC1 als auch das lineare Steuerventil PC2 der Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20 in die zweiten Positionen, hält die jeweiligen Druckerhöhungsventile PUfl und PUrl und die jeweiligen Druckverringerungsventile PDfl und PDrl der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 in den ersten Positionen und schaltet die jeweiligen Druckerhöhungsventile PUfr und PUrr und die jeweiligen Druckverringerungsventile PDfr und PDrr der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 in die zweiten Positionen. Wenn das Fahrzeug 10 in die Rechtsrichtung bzw. nach rechts dreht, schaltet die elektronische Steuereinheit 33 sowohl das lineare Steuerventil PC1 als auch das lineare Steuerventil PC2 der Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20 in die zweiten Positionen, hält die jeweiligen Druckerhöhungsventile PUfl und PUrl und die jeweiligen Druckverringerungsventile PDfl und PDrl der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 in den ersten Positionen und schaltet die jeweiligen Druckerhöhungsventile PUfr und PUrr und die jeweiligen Druckverringerungsventile PDfr und PDrr der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 in die zweiten Positionen.
Dann steuert die elektronische Steuereinheit 33 den Motor MT der Rückflussbremsfluidzufuhreinheit 26 zum Ansteuern, wodurch die Pumpen HP1 und HP2 gesteuert werden, um das unter Druck gesetzte Bremsfluid zuzuführen. Als Ergebnis erhöhen die FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und die RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24, in denen die jeweiligen Druckerhöhungsventile PUfl und PUrl und die jeweiligen Druckverringerungsventile PDfl und PDrl in den ersten Positionen gehalten werden, die Bremshydraulikdrücke in den Radzylindern Wfl und Wrl durch Zuführen des Bremsfluids von den Pumpen HP1 und HP2, wodurch die Bremskräfte, die mit den gleichen Hälften der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL/2 übereinstimmen, jeweils an dem linken Vorderrad FW1 und dem linken Hinterrad RW1 erzeugt werden. Andererseits verringern die FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und die RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25, in denen die jeweiligen Druckerhöhungsventile PUfr und PUrr und die jeweiligen Druckverringerungsventile PDfr und PDrr in den zweiten Positionen gehalten werden, die Bremshydraulikdrücke in den Radzylindern Wfr und Wrr, ohne das Bremsfluid zuzuführen, wodurch verhindert wird, dass die Bremskräfte an dem rechten Vorderrad FW2 und dem rechten Hinterrad RW2 erzeugt werden.
Man beachte, dass die elektronische Steuereinheit 33 als Eingänge von Druckmessern (nicht gezeigt), die jeweils an der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22, der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23, der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 und der RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 vorgesehen sind, die Bremshydraulikdrücke in den Radzylindern Wfr, Wfl, Wrl und Wrr empfängt. Dann steuert die elektronische Steuereinheit 33 unter Verwendung der erfassten Bremshydraulikdrücke auf der Grundlage von Beziehungen, die im Voraus jeweils zwischen den Bremshydraulikdrücken in den Radzylindern Wfr, Wfl, Wrl und Wrr und den Bremskräften eingestellt werden, den Motor MT an, bis die Bremskräfte mit der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL/2 (oder, wenn das Fahrzeug 10 in der Rechtsrichtung dreht, mit der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR/2) übereinstimmen.
Außerdem erzeugt die elektronische Steuereinheit 33 jeweils an dem rechten Vorderrad FW2 und dem rechten Hinterrad RW2, die sich auf der Drehaußenradseite befinden, die Antriebskräfte, die mit den gleichen Hälften der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR/2 übereinstimmen. Mit anderen Worten, die elektronische Steuereinheit 33 bestimmt zunächst auf der Grundlage der bekannten PWM-Steuerung Sollspannungen, die eine vorbestimmte Beziehung zu der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR/2 aufweisen, um die In-Rad-Motoren IWMfr und IWMrr, die an dem rechten Vorderrad FW2 und dem rechten Hinterrad RW2 vorgesehen sind, anzusteuern. Dann gibt die elektronische Steuereinheit 33 PWM-Steuerspannungssignale, die den Sollspannungen entsprechen, an die Ansteuerschaltung 35 aus. Die Ansteuerschaltung 35 schaltet Elemente mit Tastverhältnissen, die den PWM-Steuerspannungssignalen entsprechen, ein/aus, wodurch die Sollspannungen an die In-Rad-Motoren IWMfr und IWMrr angelegt werden. Als Ergebnis erzeugen die In-Rad-Motoren IWMfr und IWMrr jeweils an dem rechten Vorderrad FW2 und dem rechten Hinterrad RW2 die Antriebskräfte, die mit den gleichen Hälften der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR/2 übereinstimmen.
Es folgt eine Beschreibung der Gierrate γ, die an dem drehenden Fahrzeug 10 durch Erzeugen der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL an der linken Radseite (linkes Vorderrad FW1 und linkes Hinterrad RW1) und Erzeugen der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR an der rechten Radseite (rechtes Vorderrad FW2 und rechtes Hinterrad RW2), das heißt, durch Erzeugen des Sollgiermoments M_y, erzeugt wird. Das Sollgiermoment M_y, das entsprechend der Gleichung 8 berechnet wird, wird durch Multiplizieren der Übertragungsfunktion K(s) mit der Lenkgeschwindigkeit ω berechnet. Dann steuert das Sollgiermoment M_y die Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, so dass diese mit der Gierrate γ_c in dem stabilen Zustand übereinstimmt. Daher ist, wie es in den 8A und 8B dargestellt ist, in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich, dem mittleren Geschwindigkeitsbereich und dem hohen Geschwindigkeitsbereich die Verstärkung der Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, in Bezug auf die Frequenzänderung des tatsächlichen Raddrehwinkels δ konstant, und der Phasenwinkel der Gierrate γ ist in Bezug auf die Frequenzänderung des tatsächlichen Raddrehwinkels δ näherungsweise konstant „0”.
Als Ergebnis wird, wie es durch die durchgezogene Linie der 9A, die der 4A entspricht, dargestellt ist, wenn durch Erzeugen der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL auf der linken Radseite (linkes Vorderrad FW1 und linkes Hinterrad RW1) und Erzeugen der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR auf der rechten Radseite (rechtes Vorderrad FW2 und rechtes Hinterrad RW2) das Sollgiermoment M_y an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, im Vergleich zu einem Fall, der durch die gestrichelte Linie repräsentiert wird, bei dem das Sollgiermoment M_y nicht erzeugt wird, die Erzeugung des übermäßigen Gierens bei der Resonanzfrequenz beschränkt, und die Verringerung der Verstärkung in dem hohen Frequenzbereich wird beschränkt, was zu einer Erhöhung der Anfangsantworteigenschaft führt. Außerdem wird, wie es durch die durchgezogene Linie der 9B, die 4B entspricht, dargestellt ist, wenn durch Erzeugen der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL auf der linken Radseite (linkes Vorderrad FW1 und linkes Hinterrad RW1) und Erzeugen der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR auf der rechten Radseite (rechtes Vorderrad FW2 und rechtes Hinterrad RW2) das Sollgiermoment an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, im Vergleich zu einem Fall, der durch die gestrichelte Linie repräsentiert wird, bei dem das Sollgiermoment M_y nicht erzeugt wird, die Phasenverzögerung in dem hohen Frequenzbereich beschränkt, was zu einer Verbesserung der Antwortverzögerung führt.
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann die elektronische Steuereinheit gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel das Sollgiermoment M_y unter Verwendung der Übertragungsfunktion K(s) zum Steuern der Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 derart erzeugt wird, dass sie mit der Gierrate γ_c in dem stabilen Zustand übereinstimmt, und durch Multiplizieren der Übertragungsfunktion K(s) mit der Raddrehgeschwindigkeit ω berechnen. Als Ergebnis wird die Übertragungsfunktion K(s) derart bestimmt, dass sie die Verstärkungsänderung und die Phasenverzögerung der Gierrate γ in Bezug auf die Frequenzänderung der Raddrehgeschwindigkeit ω verbessert, und das Sollgiermoment M_y, das unter Verwendung der Übertragungsfunktion K(s) berechnet wird, wird somit derart berechnet, dass die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen des Fahrzeugs effizient beschränkt werden.
Dann berechnet die elektronische Steuereinheit 33 die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR zum Erzeugen des Sollgiermoments M_y und kann die Bremskraft oder Antriebskraft auf der linken Radseite oder der rechten Radseite erzeugen. Als Ergebnis kann das geeignete Sollgiermoment M_y an dem Fahrzeug in dem Drehzustand erzeugt werden, und als Ergebnis kann die Änderung der Frequenzantworteigenschaft der Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, insbesondere die Änderung der Antworteigenschaft der Verstärkung der Gierrate γ, signifikant beschränkt werden. Mit anderen Worten, in diesem Fall kann die Frequenzantworteigenschaft der Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, in geeigneter Weise konstant sein, und die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen können in extrem geeigneter Weise aufrechterhalten werden. Somit können eine zufrieden stellende Richtungsstabilität und ein zufrieden stellendes Antwortvermögen während des Drehens des Fahrzeugs erhalten werden, und hinsichtlich der Änderung der Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, kann ein unangenehmes Gefühl des Fahrers signifikant beschränkt werden.
Weiterhin kann die elektronische Steuereinheit 33 sogar durch Berücksichtigen der Frequenzantworteigenschaften der Gierrate γ des Fahrzeugs, die sich in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V ändern, die Übertragungsfunktion K(s) bestimmen, und das Sollgiermoment M_y, das unter Verwendung der Übertragungsfunktion K(s) berechnet wird, wird derart berechnet, dass es die Erzeugung eines übermäßigen Gierens in dem hohen Geschwindigkeitsbereich beschränkt, um die Richtungsstabilität des Fahrzeugs zu gewährleisten und in geeigneter Weise das Antwortvermögen in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich zu verbessern. Somit können auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V eine noch zufrieden stellendere Richtungsstabilität und ein noch zufrieden stellenderes Antwortvermögen erhalten werden.
a-1. Modifiziertes Beispiel des nicht erfindungsgemäßen Beispiels
Gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel erzeugen das linke Vorderrad FW1 und das linke Hinterrad RW1 insgesamt die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL, und das rechte Vorderrad FW2 und das rechte Hinterrad RW2 erzeugen insgesamt die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR, wodurch das Sollgiermoment M_y an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird. Insbesondere erzeugen das linke Vorderrad FW1 und das linke Hinterrad RW1 insgesamt die Bremskraft (oder Antriebskraft), die mit der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL übereinstimmt, und das rechte Vorderrad FW2 und das rechte Hinterrad RW2 erzeugen insgesamt die Antriebskraft (oder Bremskraft), die mit der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR übereinstimmt, wodurch das Sollgiermoment M_y in der Linksrichtung oder das Sollgiermoment M_y in der Rechtsrichtung an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird.
Im Allgemeinen wird für einen Aufhängungsaufbau auf der Hinterradseite eines Fahrzeugs zur Beschränkung eines Anhebens eines hinteren Abschnitts des Fahrzeugs, das durch eine Verzögerung bewirkt wird, eine sogenannte Anti-Anhebungsgeometriestruktur, bei der eine Kraft (Anti-Anhebungskraft) zum abwärts Ziehen einer Karosserie als Antwort auf die Bremskräfte, die auf die Hinterräder ausgeübt werden, wirkt, in großem Ausmaß verwendet. Daher kann die elektronische Steuereinheit 33 die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL nur an dem linken Hinterrad RW1 und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR nur an dem rechten Hinterrad RW2 erzeugen, wodurch das Sollgiermoment an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird.
Gemäß diesem modifizierten Beispiel kann beispielsweise, wenn sich das Fahrzeug 10 nach links dreht, an dem linken Hinterrad RW1, das sich auf der Drehinnenradseite befindet, eine Bremskraft, die mit der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL übereinstimmt, erzeugt werden. Als Ergebnis wirkt an der Karosserie, die mit dem linken Hinterrad RW1 gekoppelt ist, die Anti-Anhebungskraft, und es kann ein Anheben, d. h. ein Rollverhalten, der Innenradseite, das durch das Drehen verursacht wird, effizient beschränkt werden. Wenn andererseits das Fahrzeug 10 nach links dreht, kann an dem rechten Hinterrad RW2, das sich auf der Drehaußenradseite befindet, eine Antriebskraft erzeugt werden, die mit der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR übereinstimmt. Als Ergebnis wirkt an der Karosserie, die mit dem rechten Hinterrad RW2 gekoppelt ist, eine Kraft in der zu der Anti-Anhebungskraft entgegengesetzten Richtung, um die Karosserie aufwärts anzuheben, und es kann ein Abtauchen, d. h. das Rollverhalten, der Außenradseite, das durch das Drehen verursacht wird, effizient beschränkt werden.
Gemäß diesem modifizierten Beispiel erzeugt das linke Hinterrad RW1 ebenfalls die Bremskraft (oder Antriebskraft), die mit der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL übereinstimmt, und das rechte Hinterrad RW2 erzeugt die Antriebskraft (oder Bremskraft), die mit der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR übereinstimmt, wodurch das Sollgiermoment M_y in der Linksrichtung oder das Sollgiermoment M_y in der Rechtsrichtung an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird. Als Ergebnis kann wie in dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel die Frequenzantworteigenschaft der Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, geeignet konstant sein, und die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen können in extrem geeigneter Weise aufrechterhalten werden. Somit können eine noch zufrieden stellendere Richtungsstabilität und ein noch zufrieden stellenderes Antwortvermögen während der Drehung des Fahrzeugs erhalten werden, und hinsichtlich der Änderung der Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, kann ein unangenehmes Gefühl des Fahrers noch signifikanter beschränkt werden.
b. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform
Gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel und dem modifizierten Beispiel wird zum Erzeugen des Sollgiermoments M_y die Bremskraft (oder Antriebskraft), die mit der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL übereinstimmt, auf der linken Radseite erzeugt, und die Antriebskraft (oder Bremskraft), die mit der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR übereinstimmt, wird auf der rechten Radseite erzeugt. Mit anderen Worten, gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel und dem modifizierten Beispiel wird das Sollgiermoment M_y unter Verwendung der Bremskraft und der Antriebskraft erzeugt. In diesem Fall kann das Sollgiermoment M_y auch unter Verwendung nur der Bremskraft erzeugt werden. Es folgt eine detaillierte Beschreibung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, und es werden dieselben Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie in dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel bezeichnet und deren detaillierte Beschreibungen weggelassen.
Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform enthält die Verhaltenssteuervorrichtung S einen Lenkwinkelsensor 36, wie es durch die gestrichelten Linien der 1 und 2 gezeigt ist. Der Lenkwinkelsensor 36 ist an der Lenkwelle 12 angebracht und gibt ein Signal an die elektronische Steuereinheit 33 aus, das einen Lenkwinkel θ repräsentiert, der dem Drehwinkel gegenüber einer neutralen Position der Lenkwelle 12 (Lenkrad 13) entspricht. Man beachte, dass der Lenkwinkel θ an der neutralen Position „0” ist und beispielsweise den Drehwinkel in der Linksrichtung als einen positiven Wert und den Drehwinkel in der Rechtsrichtung als einen negativen Wert repräsentiert.
Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform führt die elektronische Steuereinheit 33 das Giermomentsteuerprogramm, das in 10 dargestellt ist, aus. Das Giermomentsteuerprogramm gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform unterscheidet sich von dem Giermomentsteuerprogramm gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel etwas hinsichtlich der Inhalte der Verarbeitung des Schritts S14 und darin, dass die Schritte S20 bis S26 hinzugefügt sind. Es folgt eine detaillierte Beschreibung dieser sich unterscheidenden Schritte.
Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform startet die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S10 die Ausführung des Giermomentsteuerprogramms. Dann bestimmt die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S12 wie in dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel gemäß der Gleichung 7 die Übertragungsfunktion K(s) entsprechend der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V. Nach der Bestimmung der Übertragungsfunktion K(s) berechnet die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S13 durch zeitliches Ableiten des tatsächlichen Raddrehwinkels δ der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 die Drehgeschwindigkeit ω und schreitet zum Schritt S14'.
In dem anschließenden Schritt S14' multipliziert die elektronische Steuereinheit 33 wie in dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel entsprechend der Gleichung 8 die Übertragungsfunktion K(s), die in Schritt S12 bestimmt wird, und die Raddrehgeschwindigkeit ω, die in Schritt S13 berechnet wird, miteinander, wodurch das Sollgiermoment M_y berechnet wird. Außerdem empfängt die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S14' die Eingabe des Lenkwinkels θ von dem Lenkwinkelsensor 36, und wenn sich die Richtung (Vorzeichen) des berechneten Sollgiermoments M_y und die Richtung der Gierrate γ, die sich in Abhängigkeit von der Lenkbetätigung des Lenkrads 13 durch den Fahrer, d. h. der Änderung des Lenkwinkels θ, der von dem Lenkwinkelsensor 36 erfasst wird, ändert, voneinander unterscheiden, berechnet sie das Sollgiermoment M_y als „0”.
Durch Berechnen des Sollgiermoments M_y als „0” ist es, wie es später beschrieben wird, sogar dann, wenn das Fahrzeug 10 verzögert, möglich, zu bewirken, dass der Fahrer kaum ein unangenehmes Gefühl hat. Es folgt nun eine spezielle Beschreibung dieses Punkts. Zunächst wird angenommen, dass der Fahrer eine Tätigkeit eines Lenkens (d. h. eine Tätigkeit eines zunehmenden Lenkens) des Lenkrads 13 durchführt, so dass sich der Absolutwert des tatsächlichen Raddrehwinkels δ der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 erhöht. In diesem Fall ändert sich als Antwort auf die Tätigkeit des zunehmenden Lenkens des Lenkrads 13 beispielsweise eine Unterstützungsrichtung eines Unterstützungsmechanismus zum Unterstützen der Raddrehbetriebe der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 nicht, und die Richtung der Raddrehgeschwindigkeit ω der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 stimmt somit mit der Richtung der zunehmenden Lenktätigkeit des Fahrers überein. Als Ergebnis stimmt das berechnete Sollgiermoment M_y mit der Betätigungsrichtung des Lenkrads 13 des Fahrers, d. h. der Richtung der Gierrate γ (Gieren), die durch die zunehmende Lenktätigkeit des Lenkrads 13 durch den Fahrer erwartet wird, überein. Somit wird in diesem Fall das Sollgiermoment M_y, das für eine Drehanforderung des Fahrers geeignet ist, berechnet, und sogar wenn, wie es später beschrieben wird, das Fahrzeug 10 verzögert, hat der Fahrer kaum ein unangenehmes Gefühl.
Es wird nun angenommen, dass der Fahrer einen Lenkbetrieb (d. h. eine Tätigkeit zum abnehmenden Lenken) des Lenkrads 13 von der zunehmenden Lenkung aus durchführt, so dass sich der Absolutwert des tatsächlichen Raddrehwinkels δ der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 verringert. In diesem Fall kehrt sich die Richtung der Gierrate γ (Gieren), die durch die abnehmende Tätigkeit von der zunehmenden Tätigkeit des Lenkrads 13 des Fahrers aus erwartet wird, in die entgegengesetzte Richtung um. Wenn hier die Unterstützungsrichtung des Unterstützungsmechanismus dem abnehmenden Lenkbetrieb des Lenkrads 13 nicht schnell folgen kann, kann es sein, dass die Richtung der Raddrehgeschwindigkeit ω der linken und rechten Vorderräder FW1 und FW2 nicht mit der Richtung der abnehmenden Lenktätigkeit des Fahrers übereinstimmt.
Daher stimmt das berechnete Sollgiermoment M_y nicht mit der Betätigungsrichtung des Lenkrads 13 des Fahrers, d. h. der Richtung der Gierrate γ (Gieren), die durch die abnehmende Lenktätigkeit des Lenkrads 13 des Fahrers erwartet wird, überein. Als Ergebnis verringert sich in diesem Fall das berechnete Sollgiermoment M_y der Gierrate γ (Gieren), obwohl der Fahrer wünscht, die Gierrate γ (d. h. das Gieren) in der Richtung des abnehmenden Lenkbetriebs des Lenkrads 13 zu erhöhen. Somit wird in diesem Fall ein für eine Drehanforderung des Fahrers ungeeignetes Sollgiermoment M_y berechnet, und außerdem verzögert sich das Fahrzeug 10, wie es später beschrieben wird, und somit besteht die Tendenz, dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl hat.
Wenn sich daher die Richtung des berechneten Sollgiermoments M_y und die Richtung der Gierrate γ, die sich in Abhängigkeit von der Änderung des Lenkwinkels θ ändert, voneinander unterscheiden, berechnet die elektronische Steuereinheit 33 das Sollgiermoment M_y als „0”. Nach der Berechnung des Sollgiermoments M_y in Schritt S14' berechnet die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S15 wie in dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel und dem modifizierten Beispiel entsprechend der Gleichung 10 unter Verwendung des Sollgiermoments M_y die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCRL und schreitet dann zum Schritt S20.
In Schritt S20 berechnet die elektronische Steuereinheit 33 auf der Grundlage der Betätigung des Bremspedals BP durch den Fahrer F_xDL, die eine Summe aus einer Verzögerungsbremskraft F_xBL, die auf die linke Radseite (linkes Vorderrad FW1 und linkes Hinterrad RW1) ausgeübt wird, und der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL, die in Schritt S15 berechnet wird, ist, entsprechend der folgenden Gleichung 11. F_xDL = F_xBL + F_xCL Gleichung 11
Man beachte, dass die elektronische Steuereinheit 33 den Bremshydraulikdruck in den Radzylindern Wfl und Wrl von den Druckmessern (nicht gezeigt) als Eingabe empfängt, die jeweils an der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23 und der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24 vorgesehen sind. Dann berechnet die elektronische Steuereinheit 33 unter Verwendung der erfassten Bremshydraulikdrücke auf der Grundlage der Beziehung, die im Voraus jeweils zwischen den Bremshydraulikdrücken in den Radzylindern Wfl und Wrl und den Bremskräften eingestellt wird, die Verzögerungsbremskraft F_xBL.
Dann bestimmt die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S21, ob die Summe F_xDL der linken Radseite, die in Schritt S20 berechnet wird, größer als „0” ist, das heißt, ob die Summe F_xDL ein positiver Wert ist. Insbesondere wenn die Summe F_xDL größer als „0” ist, das heißt, wenn sie ein positiver Wert ist, ist das Ergebnis der Bestimmung „Ja”, und die elektronische Steuereinheit 33 schreitet zum Schritt S22. Nebenbei gesagt ist der Fall, bei dem die Summe F_xDL ein positiver Wert ist, ein Fall, bei dem die Verzögerungsbremskraft F_xCL (negativer Wert: Bremskraft) kleiner als die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL (positiver Wert: Antriebskraft) ist, das heißt, das Fahrzeug 10 sich nach rechts dreht, und das Sollgiermoment M_y als ein negativer Wert berechnet wird.
Wenn andererseits die Summe F_xDL gleich oder kleiner als „0” ist, das heißt, wenn die Summe F_xDL gleich „0” oder ein negativer Wert ist, ist das Ergebnis der Bestimmung „Nein”, und die elektronische Steuereinheit 33 schreitet zum Schritt S23. Nebenbei gesagt ist der Fall, bei dem die Summe F_xDL gleich „0” oder ein negativer Wert ist, ein Fall, bei dem der Absolutwert der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL gleich oder kleiner als der Absolutwert der Verzögerungsbremskraft F_xBL (negativer Wert: Bremskraft) ist. Mit anderen Worten, der oben beschriebene Fall ist ein Fall, bei dem das Fahrzeug 10 nach links dreht und das Sollgiermoment M_y als ein positiver Wert berechnet wird, oder ein Fall, bei dem das Fahrzeug 10 nach rechts dreht und das Sollgiermoment M_y als ein kleiner negativer Wert berechnet wird.
In Schritt S22 berechnet die elektronische Steuereinheit 33 eine endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL als „0” und eine endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR gemäß der folgenden Gleichung 12. F_xR = F_xBR + F_xCR – F_xDL Gleichung 12
Es folgt eine spezielle Beschreibung der Verarbeitung in Schritt S22. Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Sollgiermoment M_y unter Verwendung nur der Bremskräfte erzeugt. In diesem Fall ist das Einstellen der Bremskraft auf der Drehaußenradseite auf kleiner als die Bremskraft auf der Drehinnenradseite relativ gleichbedeutend mit einem Zustand, in dem die Drehaußenradseite eine Antriebskraft erzeugt, und es kann das Sollgiermoment M_y wie in dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel und dem modifizierten Beispiel erzeugt werden.
Wenn jedoch die Antriebskraft, die auf der Drehaußenradseite zu erzeugen ist, größer als die Bremskraft ist, das heißt, wenn in Schritt S21 die Summe F_xDL ein positiver Wert ist und somit das Ergebnis der Bestimmung „Ja” ist, ist sogar, wenn die Verzögerungsbremskraft F_xBL des linken Vorderrads FW1 und des linken Hinterrads RW1, die sich auf der Drehaußenradseite befinden, auf „0” verringert wird, die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL als eine Antriebskraft, die zum Erzeugen des Sollgiermoments M_y benötigt wird, um die Größe der Summe F_xDL unzureichend. Wenn somit das Sollgiermoment M_y nur durch die Bremskräfte erzeugt wird, kann durch Addieren nur der Summe F_xDL, die der unzureichenden Größe der Bremskräfte des rechten Vorderrads FW2 und des rechten Hinterrads RW2 entspricht (Summe aus der Verzögerungsbremskraft F_xBR und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR), die sich auf der Drehinnenradseite befinden, das Sollgiermoment M_y erzeugt werden.
Aufgrund dessen ist die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL als Antriebskraft des linken Vorderrads FW1 und des linken Hinterrads RW1, die sich auf der Drehaußenradseite befinden, sogar dann um die Größe der Summe F_xDL unzureichend, wenn die Verzögerungsbremskraft F_xBL auf „0” verringert wird, und somit stellt die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S22 die endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL (Bremskraft) auf „0” ein. Andererseits berechnet die elektronische Steuereinheit 33 entsprechend der Gleichung 12 durch Addieren der unzureichenden Größe der Summe F_xDL als die Bremskraft zu den Bremskräften des rechten Vorderrads FW2 und des rechten Hinterrads RW2 (Summe aus der Verzögerungsbremskraft F_xBR und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR), die sich auf der Drehinnenradseite befinden, die endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR (Bremskraft).
In Schritt S23 berechnet die elektronische Steuereinheit 33 auf der Grundlage des Betriebs des Bremspedals BP durch den Fahrer F_xDR, die eine Summe aus einer Verzögerungsbremskraft F_xBR, die auf die rechte Radseite (rechtes Vorderrad FW2 und rechtes Hinterrad RW2) ausgeübt wird, und der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR, die in Schritt S15 berechnet wird, ist, entsprechend der folgenden Gleichung 13. F_xDR = F_xBR + F_xCR Gleichung 13
Man beachte, dass die elektronische Steuereinheit 33 den Bremshydraulikdruck in den Radzylindern Wfr und Wrr von den Druckmessern (nicht gezeigt) als Eingabe empfängt, die jeweils für die FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22 und die RR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 25 vorgesehen sind. Dann berechnet die elektronische Steuereinheit 33 die Verzögerungsbremskraft F_xBR unter Verwendung der erfassten Bremshydraulikdrücke auf der Grundlage der Beziehung, die im Voraus jeweils zwischen den Bremshydraulikdrücken in den Radzylindern Wfr und Wrr und den Bremskräften eingestellt wird.
Dann bestimmt die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S24, ob die Summe F_xDR auf der linken Radseite, die in Schritt S23 berechnet wird, größer als „0” ist, das heißt, ob die Summe F_xDR ein positiver Wert ist. Insbesondere wenn die Summe F_xDR größer als „0” ist, das heißt, wenn sie ein positiver Wert ist, ist das Ergebnis der Bestimmung „Ja”, und die elektronische Steuereinheit 33 schreitet zum Schritt S25. Nebenbei gesagt ist der Fall, bei dem die Summe F_xDR ein positiver Wert ist, ein Fall, bei dem die Verzögerungsbremskraft F_xBR (negativer Wert: Bremskraft) kleiner als die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR (positiver Wert: Antriebskraft) ist, das heißt, das Fahrzeug 10 sich nach links dreht und das Sollgiermoment M_y als ein positiver Wert berechnet wird.
Wenn andererseits die Summe F_xDR gleich oder kleiner als „0” ist, das heißt, wenn die Summe F_xDR gleich „0” oder ein negativer Wert ist, ist das Ergebnis der Bestimmung „Nein”, und die elektronische Steuereinheit 33 schreitet zum Schritt S26. Nebenbei gesagt ist der Fall, bei dem die Summe F_xDR gleich „0” oder ein negativer Wert ist, ein Fall, bei dem der Absolutwert der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR gleich oder kleiner als der Absolutwert der Verzögerungsbremskraft F_xBR (negativer Wert: Bremskraft) ist. Mit anderen Worten, der oben beschriebene Fall ist ein Fall, bei dem das Fahrzeug 10 nach rechts dreht und das Sollgiermoment M_y als ein negativer Wert berechnet wird, oder ein Fall, bei dem das Fahrzeug 10 nach links dreht und das Sollgiermoment M_y als ein kleiner positiver Wert berechnet wird.
In Schritt S25 berechnet die elektronische Steuereinheit 33 wie in Schritt S22 eine endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR als „0” und eine endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL gemäß der folgenden Gleichung 14. F_xL = F_xBL + F_xCL – F_xDR Gleichung 14
In Schritt S26 berechnet die elektronische Steuereinheit 33 die endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR und die endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL gemäß der folgenden Gleichung 15. F_xR = F_xBR + F_xCR F_xL = F_xBL + F_xCL Gleichung 15
Die Verarbeitung in Schritt S26 wird durchgeführt, wenn sowohl in Schritt S21 als auch in Schritt S24 das Ergebnis der Bestimmung „Nein” ist. Mit anderen Worten, der Zustand, in dem der Schritt S26 durchgeführt wird, entspricht dem Fall, bei dem durch Erhöhen/Verringern der Verzögerungsbremskraft F_xBR und der Verzögerungsbremskraft F_xBL entsprechend der Drehrichtung des Fahrzeugs 10 die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR und die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL erzeugt werden können, wodurch das Sollgiermoment M_y erzeugt wird. Somit berechnet die elektronische Steuereinheit 33 in diesem Fall entsprechend der Gleichung 15 die endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR (= Summe F_xDR) und die endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL (= Summe F_xDL).
Auf diese Weise beendet die elektronische Steuereinheit 33 in Schritt S16 einmal die Ausführung des Giermomentsteuerprogramms, nachdem die endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL und die endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR berechnet wurden. Nach dem Verstreichen einer vorbestimmten kurzen Zeitdauer startet die elektronische Steuereinheit 33 erneut in Schritt 10 die Ausführung des Programms.
Die elektronische Steuereinheit 33 berechnet durch Ausführen des oben beschriebenen Giermomentsteuerprogramms die endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL und die endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR und erzeugt dann die endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL auf der linken Radseite (linkes Vorderrad FW1 und linkes Hinterrad RW1) und die endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR auf der rechten Radseite (rechtes Vorderrad FW2 und rechtes Hinterrad RW2). Insbesondere steuert die elektronische Steuereinheit 33 gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform über die Ansteuerschaltung 34 die Betriebe des linearen Steuerventils PC1, des linearen Steuerventils PC2, der FR-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 22, der FL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 23, der RL-Bremshydraulikdruckeinstelleinheit 24, der RR-Bremshydraulikdrucksteuereinheit 25 und der Rückflussbremsfluidzufuhreinheit 26 der Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20.
Als Ergebnis kann die elektronische Steuereinheit 33 auswählen, ob die Bremskraft, die mit der endgültigen linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL übereinstimmt, auf der linken Radseite zu erzeugen ist, und kann auswählen, ob die Bremskraft, die mit der endgültigen rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR übereinstimmt, auf der rechten Radseite zu erzeugen ist, wodurch das Sollgiermoment M_y in der Linksrichtung oder das Sollgiermoment M_y in der Rechtsrichtung an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird.
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann die elektronische Steuereinheit 33 gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform unter Verwendung von Bremskräften nur auf der linken Radseite oder der rechten Radseite das geeignete Sollgiermoment M_y an dem Fahrzeug 10 erzeugen. Als Ergebnis kann wie in dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel und dem modifizierten Beispiel die Frequenzantworteigenschaft der Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, geeignet konstant sein, und die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen können in extrem geeigneter Weise aufrechterhalten werden. Somit können eine noch zufrieden stellendere Richtungsstabilität und ein noch zufrieden stellenderes Antwortvermögen während der Drehung des Fahrzeugs erhalten werden, und hinsichtlich der Änderung der Gierrate γ, die an dem Fahrzeug 10 erzeugt wird, kann ein unangenehmes Gefühl des Fahrers signifikant beschränkt werden.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann auf verschiedene Arten, ohne von dem Objekt der vorliegenden Erfindung abzuweichen, geändert werden.
Gemäß der Ausführungsform werden zur Beschränkung der Änderung der transienten Antworteigenschaft (Frequenzantworteigenschaft) der Gierrate γ als die Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs, um die Richtungsstabilität des Fahrzeugs in dem hohen Geschwindigkeitsbereich zu gewährleisten und die Antwortverzögerung in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich zu verbessern, die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL (endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL) und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR (endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/ Rückwärtskraft F_xR) zum Erzeugen des Sollgiermoments M_y berechnet. Wie es in 11A gezeigt ist, weist die Verstärkung (Amplitudenverhältnis) der Lateralbeschleunigung als eine Bewegungszustandsgröße in Bezug auf die Frequenzänderung des tatsächlichen Raddrehwinkels δ in einem herkömmlichen Fahrzeug die Tendenz auf, näherungsweise konstant zu sein, wenn die Frequenz niedrig ist, sich zu verringern, wenn sich die Frequenz in dem mittleren und hohen Geschwindigkeitsbereich erhöht, und sich zu erhöhen, wenn sich die Frequenz in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich erhöht.
Weiterhin weist, wie es in 11B gezeigt ist, der Phasenwinkel der Lateralbeschleunigung in Bezug auf die Frequenzänderung des tatsächlichen Raddrehwinkels δ in dem herkömmlichen Fahrzeug die Tendenz auf, dass sich die Phasenverzögerung in dem mittleren und hohen Geschwindigkeitsbereich einmal erhöht, wenn sich die Frequenz erhöht, und danach näherungsweise „0” wird, und weist die Tendenz auf, dass sich die Phasenvorauseilung in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich einmal erhöht, wenn sich die Frequenz erhöht, und anschließend näherungsweise „0” wird.
Als Ergebnis dieser Frequenzantworteigenschaften tendiert das Fahrzeug hauptsächlich in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich aufgrund der Erhöhung der Verstärkung und des Vorauseilens der Phase in dem hohen Frequenzbereich dazu, auf einer Innenseite der von dem Fahrer beabsichtigten Trajektorie zu fahren, und somit hat der Fahrer ein unangenehmes Gefühl dahingehend, dass sich das Fahrzeug als Ergebnis des Drehbetriebs des Lenkrads 13 schnell zur Innenseite dreht. Weiterhin tendiert die Verstärkung hauptsächlich in dem hohen Geschwindigkeitsbereich dazu, sich signifikant zu verringern, und die Phasenverzögerung tendiert dazu, sich zu erhöhen. Somit eilt die Erzeugung der Lateralbeschleunigung, die durch einen Drehbetrieb des Lenkrads 13 verursacht wird, nach, und der Fahrer hat ein unangenehmes Gefühl.
Als Ergebnis berechnet die elektronische Steuereinheit 33 unter Verwendung der folgenden Gleichung 16, die eine Beziehung zwischen der Gierrate γ und einer Lateralbeschleunigung a_gy, die während der Drehung des Fahrzeugs erzeugt wird, repräsentiert, die Lateralbeschleunigung a_gy durch Umformen der Gleichungen 3 und 4, berechnet eine Lateralbeschleunigung a_gyc in dem stabilen Zustand entsprechend der Gleichung 5 unter Verwendung der umgeformten Gleichung 4, berechnet eine Übertragungsfunktion entsprechend der Gleichung 7, die a_gy = a_gyc bewirkt, empfängt die Raddrehgeschwindigkeit ω als Eingabe und gibt das Sollgiermoment aus.
Dann berechnet die elektronische Steuereinheit 33 wie in der Ausführungsform das Sollgiermoment unter Verwendung der berechneten Übertragungsfunktion und der Raddrehgeschwindigkeit ω und berechnet die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL (endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xL) und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR (endgültige rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xR).
Als Ergebnis kann, wie es in den 12A und 12B gezeigt ist, eine Änderung einer Frequenzantworteigenschaft der Lateralbeschleunigung a_gy, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, insbesondere eine Änderung der Antworteigenschaft der Verstärkung der Lateralbeschleunigung a_gy, beschränkt werden. Mit anderen Worten kann in diesem Fall die Frequenzantworteigenschaft der Lateralbeschleunigung a_gy, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, geeignet konstant sein, und die Richtungsstabilität und das Antwortvermögen können in extrem geeigneter Weise aufrechterhalten werden. Somit können eine zufrieden stellende Richtungsstabilität und ein zufrieden stellendes Antwortvermögen während der Drehung des Fahrzeugs erhalten werden, und hinsichtlich der Änderung der Lateralbeschleunigung a_gy, die an dem Fahrzeug erzeugt wird, kann ein unangenehmes Gefühl des Fahrers noch signifikanter beschränkt werden.
Weiterhin werden gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR jeweils in zwei gleiche Teile unterteilt, die gleiche Hälfte der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL/2 wird jeweils an dem linken Vorderrad FW1 und dem linken Hinterrad RW1 erzeugt, und die gleiche Hälfte der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR/2 wird jeweils an dem rechten Vorderrad FW2 und dem rechten Hinterrad RW2 erzeugt. In diesem Fall ist die Verteilung (Verhältnis) zwischen der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR nicht auf diesen Fall beschränkt, und es ist selbstverständlich, dass die Verteilung (Verhältnis) beispielsweise auf die Vorderradseite erhöht werden kann oder die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCL und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft F_xCR nur an den linken und rechten Vorderrädern FW1 und FW2 erzeugt werden können.
Außerdem werden gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel und dem modifizierten Beispiel die Bremskräfte auf die Drehinnenradseite ausgeübt, und die Antriebskräfte werden auf die Drehaußenradseite ausgeübt. In diesem Fall ist es selbstverständlich, dass es möglich ist, nur die Bremskräfte auf die Drehinnenradseite oder nur die Antriebskräfte auf die Drehaußenradseite auszuüben.
Weiterhin wird gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform das Sollgiermoment M_y unter Verwendung der Bremskräfte erzeugt. In diesem Fall kann im Gegensatz dazu das Sollgiermoment M_y unter Verwendung nur der Bremskraft erzeugt werden. Mit anderen Worten, in diesem Fall kann die elektronische Steuereinheit 33 eine Steuerung zum Ansteuern der jeweiligen In-Rad-Motoren IWMfl, IWMfr, IWMrl und IWMrr derart durchführen, dass die Antriebskräfte auf der Drehaußenradseite groß werden, um eine Differenz der Antriebskräfte zwischen der linken Radseite und der rechten Radseite zu erzeugen, wodurch das Sollgiermoment M_y erzeugt wird.
Außerdem erzeugen gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Beispiel und dem modifizierten Beispiel die jeweiligen In-Rad-Motoren IWMfl, IWMfr, IWMrl und IWMrr, die an den linken und rechten Vorderrädern FW1 und FW2 und den linken und rechten Hinterrädern RW1 und RW2 vorgesehen sind, die Antriebskräfte, die mit den linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskräften F_xCL und den rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskräften F_xCR übereinstimmen. In diesem Fall können anstelle der Antriebskräfte der jeweiligen In-Rad-Motoren IWMfl, IWMfr, IWMrl und IWMrr die Antriebskräfte, die mit den linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskräften F_xCL und den rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskräften F_xCR übereinstimmen, durch Einstellen des Ausgangs des Verbrennungsmotors, der in dem Fahrzeug 10 montiert ist, erzeugt werden.
Außerdem sind gemäß der Ausführungsform die Bremseinheiten 14 bis 17 an den linken und rechten Vorderrädern FW1 und FW2 und den linken und rechten Hinterrädern RW1 und RW2 vorgesehen, und die Bremskräfte werden durch die Bremshydraulikdrucksteuerung mittels der Bremshydraulikdrucksteuereinheit 20 erzeugt. In diesem Fall kann die elektronische Steuereinheit 33 durch Steuern derart, dass die jeweiligen In-Rad-Motoren IWMfl, IWMfr, IWMfl und IWMrr, die in den linken und rechten Vorderrädern FW1 und FW2 und den linken und rechten Hinterrädern RW1 und RW2 vorgesehen sind, gebremst werden, Bremskräfte an den linken und rechten Vorderrädern FW1 und FW2 und den linken und rechten Hinterrädern RW1 und RW2 erzeugen.

Claims

Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung (S) zum Steuern eines Verhaltens während eines Drehens eines Fahrzeugs (10), das ein Lenkrad (13), das von einem Fahrer betätigt wird, um ein Fahrzeug (10) zu lenken, und eine Raddreheinrichtung (11) zum Drehen eines zu drehenden Rads (FW1, FW2) entsprechend der Betätigung des Lenkrads (13) enthält, wobei die Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung (S) aufweist: eine Raddrehgeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Raddrehgeschwindigkeit (ω) des von der Raddreheinrichtung (11) zu drehenden Rads (FW1, FW2); eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs (10); eine Übertragungsfunktionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Übertragungsfunktion (K(s)), die auf der Grundlage einer Spezifikation des Fahrzeugs (10) bestimmt wird, unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird, zum Empfangen der Raddrehgeschwindigkeit (ω) des zu drehenden Rads (FW1, FW2) als Eingabe und zum Ausgeben eines Giermoments zum Bewirken, dass eine Frequenzantworteigenschaft einer Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug (10) durch das Drehen des von der Raddreheinrichtung (11) zu drehenden Rads (FW1, FW2) als Antwort auf ein periodisches Drehen des zu drehenden Rads (FW1, FW2) erzeugt wird, konstant ist; eine Sollgiermomentberechnungseinrichtung zum Berechnen eines in einer Raddrehrichtung des zu drehenden Rads (FW1, FW2) zu erzeugenden Sollgiermoments (M_y) unter Verwendung der Übertragungsfunktion (K(s)), die von der Übertragungsfunktionsbestimmungseinrichtung bestimmt wird, und der Raddrehgeschwindigkeit (ω), die von der Raddrehgeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird; eine Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung zum Berechnen einer linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCL), die auf einer linken Radseite von vorderen/hinteren linken/rechten Rädern des Fahrzeugs (10) zu erzeugen ist, und einer rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCR), die auf einer rechten Radseite der vorderen/hinteren linken/rechten Räder (FW1, FW2, RW1, RW2) des Fahrzeugs (10) zu erzeugen ist, unter Verwendung des Sollgiermoments (M_y), das von der Sollgiermomentberechnungseinrichtung berechnet wird; und eine Vorwärts-/Rückwärtskraftausübungseinrichtung zum Ausüben der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCL), die von der Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung berechnet wird, auf die linke Radseite des Fahrzeugs (10) und zum Ausüben der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCR), die von der Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung berechnet wird, auf die rechte Radseite des Fahrzeugs (10); und eine Betätigungsrichtungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Betätigungsrichtung des Lenkrads (13), das von dem Fahrer betätigt wird, wobei in einem Zustand, in dem das Fahrzeug (10) in einem Drehzustand durch eine Verzögerungsbremskraft, die auf die vorderen/hinteren linken/rechten Räder (FW1, FW2, RW1, RW2) ausgeübt wird, verzögert wird, wenn die Verzögerungsbremskraft, die auf die rechte Radseite oder die linke Radseite, die einer Drehaußenradseite des Fahrzeugs (10) in dem Drehzustand entspricht, ausgeübt wird, kleiner als die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft oder die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCL), die der Drehaußenradseite des Fahrzeugs (10) in dem Drehzustand entspricht, zum Erzeugen des Sollgiermoments (M_y), das von der Sollgiermomentberechnungseinrichtung berechnet wird, ist, die Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung eine Differenz zwischen der Verzögerungsbremskraft und der rechtsradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCR) oder der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCL), die der Drehaußenradseite des Fahrzeugs (10) entspricht, zu der linksradseitigen Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCL) oder der rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCR), die einer Drehinnenradseite des Fahrzeugs (10) in dem Drehzustand entspricht, addiert, um eine Summe als eine endgültige linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xL) oder rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xR), die der Drehinnenradseite des Fahrzeugs (10) entspricht, zu berechnen, und wenn sich eine erzeugte Richtung einer Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug (10) entsprechend der Betätigungsrichtung des Lenkrads (13), die von der Betätigungsrichtungserfassungseinrichtung erfasst wird, erzeugt wird, und eine erzeugte Richtung einer Bewegungszustandsgröße, die an dem Fahrzeug (10) durch die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCL) und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCR) erzeugt wird, voneinander unterscheiden, die Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCL) und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCR) als „0” berechnet.
Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung (S) nach Anspruch 1, wobei die Sollgiermomentberechnungseinrichtung das berechnete Sollgiermoment (M_y) auf „0” einstellt, wenn sich die Betätigungsrichtung des Lenkrads (13), die von der Betätigungsrichtungserfassungseinrichtung erfasst wird, und eine erzeugte Richtung des berechneten Sollgiermoments (M_y) voneinander unterscheiden; und die Vorwärts-/Rückwärtskraftberechnungseinrichtung unter Verwendung des Sollgiermoments (M_y), das von der Sollgiermomentberechnungseinrichtung auf „0” eingestellt wird, die linksradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCL) und die rechtsradseitige Vorwärts-/Rückwärtskraft (F_xCR) als „0” berechnet.