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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bestimmungsvorrichtung,
die verwendet wird, um eine Antischleudersteuerung auszuführen,
die darin Unterstützung leistet, ein Schleudern bzw. Rutschen
eines Fahrzeugs zu verhindern.
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Ein
Fahrzeugsteuersystem wurde vorgeschlagen, das einen Winkelgeschwindigkeitssensor und
einen Fehlfunktionssensor zum Erfassen eines abnormen Zustandes
des Winkelgeschwindigkeitssensors aufweist. Beispielsweise offenbart
die
JP-A-2004-294335 ein
Fahrzeugsteuersystem mit einem Trägheitssensor und einer
Steuereinrichtung. Der Trägheitssensor weist einen Winkelgeschwindigkeitssensor
zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs und einen Beschleunigungssensor zum
Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeugs auf. Die Steuereinrichtung
führt eine Bremssteuerung entsprechend von erfasster Winkelgeschwindigkeit
und Beschleunigung aus.
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Der
Trägheitssensor weist ferner eine Bestimmungsschaltung
auf, die eine Frequenzkomponente der erfassten Beschleunigung mit
einem vorbestimmten Schwellwert vergleicht. Wenn die Frequenzkomponente
größer als der Schwellwert ist, bestimmt die Bestimmungsschaltung,
dass die erfasste Winkelgeschwindigkeit abnorm ist und gibt diese
ein Diagnosesignal zur Steuereinrichtung aus.
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Bei
der Aufnahme des Diagnosesignals bestimmt die Steuereinrichtung,
dass die erfasste Winkelgeschwindigkeit ungültig ist, und
führt diese keine Bremssteuerung unter Verwendung der erfassten Winkelgeschwindigkeit
aus. Sofern nicht die Steuereinrichtung das Diagnosesignal aufnimmt,
bestimmt die Steuereinrichtung, dass die erfasste Winkelgeschwindigkeit
gültig ist und führt diese die Bremssteuerung
unter Verwendung der erfassten Winkelgeschwindigkeit aus.
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Gemäß Vorbeschreibung
bestimmt die Bestimmungsschaltung bei dem Fahrzeugsteuersystem,
dass die Winkelgeschwindigkeit abnorm ist, wenn die Frequenzkomponente
der Beschleunigung größer als der Schwellwert
ist. Zusammenfassend kann ausgesagt werden, dass die Bestimmungsschaltung
auf der Grundlage der erfassten Beschleunigung bestimmt, ob die
Winkelgeschwindigkeit normal oder abnorm ist. Jedoch kann es beispielsweise, wenn
eine Fehlfunktion beim Winkelgeschwindigkeitssensor auftritt, die
Winkelgeschwindigkeit abnorm werden, trotzdem die Frequenzkomponente der
Beschleunigung geringer als der Schwellwert ist. Selbst in einem
solchen Fall bestimmt die Steuereinrichtung, dass die Winkelgeschwindigkeit
gültig ist, da die Bestimmungsschaltung das Diagnosesignal nicht
ausgibt. Im Ergebnis kann die Steuereinrichtung die Bremssteuerung
unter Verwendung der abnormen Winkelgeschwindigkeit ausführen.
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Im
Hinblick auf das vorstehend beschriebene Problem ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Bestimmungsvorrichtung vorzusehen,
mit der genau bestimmbar ist, ob eine Ausgabe eines Winkelgeschwindigkeitssensors
für die Verwendung bei der Fahrzeugsteuerung gültig
ist.
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Entsprechend
eines Aspekts der vorliegenden Erfindung weist eine Bestimmungsvorrichtung für
ein Fahrzeug eine Signalverarbeitungseinrichtung einschließlich
eines Winkelgeschwindigkeitsschwellwertverzeichnisses, einer Winkelgeschwindigkeitseingabeeinrichtung,
einer Beschleunigungseingabeeinrichtung und einer Bestimmungseinrichtung auf.
Das Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis stellt eine Beziehung
zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Winkelgeschwindigkeitsschwellwert,
der sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, dar. Die
Winkelgeschwindigkeitseingabeeinrichtung nimmt ein Winkelgeschwindigkeitssignal,
das eine Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigt, von einer
Winkelgeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit
auf. Die Beschleunigungseingabeeinrichtung nimmt ein Beschleunigungssignal,
das eine Längs- und Querkomponente eine Beschleunigung
des Fahrzeugs anzeigt, von einer Beschleunigungserfassungseinrichtung
zum Erfassen der Beschleunigung auf. Die Bestimmungseinrichtung
berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit durch ein Integrieren der
Längsbeschleunigungskomponente über eine vorbestimmte
Zeitdauer. Die Bestimmungseinrichtung bestimmt auf der Grundlage
des Schwellwertverzeichnisses, ob die erfasste Winkelgeschwindigkeit
größer als der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert,
der der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, ist. Die
Signalverarbeitungseinrichtung bestimmt, dass die erfasste Winkelgeschwindigkeit
gültig ist, wenn die erfasste Winkelgeschwindigkeit gleich
dem entsprechenden Winkelgeschwindigkeitsschwellwert oder kleiner
als dieser ist. Die Signalverarbeitungseinrichtung bestimmt, dass
die erfasste Winkelgeschwindigkeit ungültig ist, wenn die
erfasste Winkelgeschwindigkeit größer als der
entsprechende Winkelgeschwindigkeitsschwellwert ist.
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Entsprechend
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Bestimmungsvorrichtung
für ein Fahrzeug eine Antischleudersteuerungseinrichtung
einschließlich einer Beschleunigungseingabeeinrichtung,
einer Lenkwinkeleingabeeinrichtung, einer Fahrzeuggeschwindigkeitseingabeeinrichtung,
einem Winkelgeschwindigkeitsschwellwertverzeichnis, einer Berechnungseinrichtung
und einer Bestimmungseinrichtung auf. Die Beschleunigungseingabeeinrichtung
nimmt ein Beschleunigungssignal, das eine Längs- und Querkomponente
einer Beschleunigung des Fahrzeugs anzeigt, von einer Beschleunigungserfassungseinrichtung
zum Erfassen der Beschleunigung auf. Die Lenkwinkeleingabeeinrichtung
nimmt ein Lenkwinkelsignal, das einen Lenkwinkel eines Lenkrades
des Fahrzeugs anzeigt, von einer Lenkwinkelerfassungseinrichtung
zum Erfassen des Lenkwinkels auf. Die Fahrzeuggeschwindigkeitseingabeeinrichtung
nimmt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das eine Geschwindigkeit
des Fahrzeugs anzeigt, von einer Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum
Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit auf. Das Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis stellt
eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Winkelgeschwindigkeitsschwellwert,
der sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, dar. Die
Berechnungseinrichtung berechnet eine Winkelgeschwindigkeit des
Fahrzeugs unter Verwendung des Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Querbeschleunigungskomponente. Die Bestimmungseinrichtung
bestimmt auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses, ob die Winkelgeschwindigkeit
größer als der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert,
der der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, ist. Die Antischleudersteuereinrichtung
bestimmt, dass die Winkelgeschwindigkeit gültig ist, wenn
die Winkelgeschwindigkeit gleich dem entsprechenden Winkelgeschwindigkeits schwellwert
oder kleiner als dieser ist. Die Antischleuder-Steuereinrichtung
bestimmt, dass die Winkelgeschwindigkeit ungültig ist,
wenn die Winkelgeschwindigkeit größer als der
entsprechende Winkelgeschwindigkeitsschwellwert ist. Die Antischleuder-Steuereinrichtung
führt die Antischleuder-Steuerung unter Verwendung der
Winkelgeschwindigkeit aus, wenn die Winkelgeschwindigkeit gültig
ist. Die Antischleuder-Steuereinrichtung wird außer Betrieb gesetzt,
um die Antischleuder-Steuerung unter Verwendung der erfassten Winkelgeschwindigkeit
auszuführen, wenn die Winkelgeschwindigkeit ungültig ist.
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Die
vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter
Berücksichtigung der beiliegenden Zeichnungen deutlich.
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In
den Zeichnungen sind:
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1 ein
Blockschaltbild, das eine Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung entsprechend
einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
darstellt,
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2 ein
Schaubild, das ein Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis
darstellt, das in einem Mikroprozessor der Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung
von 1 gespeichert ist,
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3A ein
Schaubild, das eine Situation darstellt, in der ein Fahrzeug um
eine Kurve fährt und 3B ein
Schaubild, das das Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis
darstellt,
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4 ein
Schaubild, das ein Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis
darstellt, das in einem Mikroprozessor einer Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung
entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung gespeichert ist,
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5 ein
Schaubild, das ein Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis
darstellt, das in einem Mikroprozessor einer Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung
entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung gespeichert ist,
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6 ein
Blockschaltbild, das eine Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung entsprechend
einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
darstellt,
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7 ein
Blockschaltbild, das eine Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung entsprechend
einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung darstellt,
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8 ein
Blockschaltbild, das eine Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung entsprechend
einem siebenten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
darstellt,
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9 ein
Blockschaltbild, das eine Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung entsprechend
einer Abwandlung der Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung von 1 darstellt,
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10 ein
Blockschaltbild, das eine Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung entsprechend
einer Abwandlung der Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung von 6 darstellt,
und
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11 ein
Blockschaltbild, das eine Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung entsprechend
einer Abwandlung der Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung von 7 darstellt.
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(1. Ausführungsbeispiel)
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Unter
Bezugnahme auf 1 weist eine Fahrzeugverhaltenssteuereinrichtung
entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung
eine Sensoreinheit 10 und eine elektronische Steuereinheit
(ECU) 20 auf. Die Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung befindet
sich an einem Fahrzeug und erfasst einen Schleuder-(d. h. einen Schlupf-
oder Gleit-)Zustand des Fahrzeugs, um die Antischleuder-Steuerung
auszuführen, die Unterstützung leistet, um das
Schleudern des Fahrzeugs zu verhindern. Die Sensoreinheit 10 erfasst
physikalische Größen, die mit einer Geschwindigkeit
(oder eine Schnelligkeit) und einem Drehen (oder einer Rotation)
des Fahrzeugs in Zusammenhang stehen. Die Sensoreinheit 10 weist
einen Winkelgeschwindigkeitssensor 11, einen Beschleunigungssensor 12,
einen Mikroprozessor 13 und einen Kommunikationstreiber 14 auf.
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Der
Winkelgeschwindigkeitssensor 11 wird verwendet, um eine
Winkelgeschwindigkeit zu messen, die sich aus einem Drehen des Fahrzeugs
ergibt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Winkelgeschwindigkeitssensor 11 als
ein Sensor vom Vibrationstyp gestaltet, der ein Gewicht aufweist
und die aufgebrachte Winkelgeschwindigkeit misst, indem die Vibrationen
des Gewichts erfasst werden. Genauer gesagt vibriert im Normalzustand
das Gewicht in eine erste Richtung, wodurch eine erste Vibration
er zeugt wird. Wenn die Winkelgeschwindigkeit auf das in die erste
Richtung vibrierende Gewicht aufgebracht wird, wird eine Corioliskraft
auf das Gewicht ausgeübt. Die Corioliskraft bewirkt, dass
das Gewicht in eine zweite Richtung vibriert, die zur ersten Richtung
senkrecht verläuft, so dass das Gewicht eine zweite Vibration
erzeugen kann. Eine piezoelektrische Vorrichtung erfasst die zweite
Vibration und wandelt die erfasste zweite Vibration in ein elektrisches
Signal um. Das elektrische Signal wird als ein Winkelgeschwindigkeitssignal
zum Mikroprozessor 13 übertragen.
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Der
Beschleunigungssensor 12 wird verwendet, um die Beschleunigung
des Fahrzeugs zumessen. Genauer gesagt erlangt der Beschleunigungssensor 12 einen
kombinierten Wert der Längs- und Querbeschleunigungskomponente
des Fahrzeugs. Die Längsbeschleunigungskomponente ist eine
Beschleunigung des Fahrzeugs in eine Vorn-Hinten-Richtung des Fahrzeugs
und die Querbeschleunigungskomponente ist eine Beschleunigung des Fahrzeugs
in eine Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs senkrecht zur Vorn-Hinten-Richtung
des Fahrzeugs.
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Im
ersten Ausführungsbeispiel ist der Beschleunigungssensor 12 so
konfiguriert, dass dieser die aufgebrachte Beschleunigung misst,
indem eine Kapazitätsänderung erfasst wird. Beispielsweise weist
der Beschleunigungssensor 12 ein Siliziumsubstrat mit beweglichen
und festen Elektroden bzw. einer beweglichen und einer festen Elektrode
auf, die angeordnet sind, um eine bekannte kammförmige Struktur
auszubilden. Eine Kapazität zwischen der beweglichen und
festen Elektrode ändert sich entsprechend der aufgebrachten
Beschleunigung. Die Kapazitätsänderung wird als
ein Beschleunigungssignal zum Mikroprozessor 13 übertragen.
Das Beschleunigungssignal enthält eine Längs-
und Querbeschleunigungskomponente des Fahrzeugs.
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Der
Winkelgeschwindigkeitssensor 11 kann als ein Sensor gestaltet
sein, der sich vom Sensor vom Vibrationstyp unterscheidet. Beispielsweise kann
der Winkelgeschwindigkeitssensor 11 als ein Sensor vom
Stimmgabeltyp gestaltet sein.
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Der
Beschleunigungssensor 12 kann als ein Sensor gestaltet
sein, der sich vom Sensor vom Kapazitätsänderungstyp
unterscheidet. Beispielsweise kann der Beschleunigungssensor 12 als
ein Piezowiderstandssensor gestaltet sein, der gestaltet ist, um die
aufgebrachte Beschleunigung zu messen, indem eine Änderung
des elektrischen Widerstandes, die durch den piezoresistiven Effekt
erzeugt wird, erfasst wird. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 11 und
der Beschleunigungssensor 12 können beispielsweise durch
Verfahren des mikroelektromechanischen Systems (MEMS) hergestellt
werden. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 11 kann als eine
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung einer beanspruchten Erfindung
dienen und der Beschleunigungssensor 12 kann als eine Beschleunigungserfassungseinrichtung
der beanspruchten Erfindung dienen.
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Der
Mikroprozessor 13 führt zahlreiche Verarbeitungsvorgänge
bei dem Winkelgeschwindigkeitssignal und dem Beschleunigungssignal,
die vom Winkelgeschwindigkeitssensor 11 bzw. dem Beschleunigungssensor 12 aufgenommen
wurden, aus. Beispielsweise nimmt der Mikroprozessor 13 einen A/D-Umwandlungsvorgang,
einen Berechnungsvorgang und einen Verstärkungsvorgang
bei den aufgenommenen Signalen vor. Die durch den Mikroprozessor 13 verarbeiteten
Signale werden zu einer externen Schaltung übertragen.
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Der
Mikroprozessor weist eine Winkelgeschwindigkeits-Gültigkeits-Bestimmungseinrichtung auf,
die bestimmt, ob das aufgenommene Winkelgeschwindigkeitssignal für
die Verwendung bei der Antischleuder-Steuerung gültig ist.
Das Bestimmungsergebnis wird als ein Bestimmungssignal zu einer
externen Schaltungsanordnung übertragen. Genauer gesagt
hat der Mikroprozessor 13 ein Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis
und bestimmt die Gültigkeitsbestimmungseinrichtung auf
der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses, ob das aufgenommene
Winkelgeschwindigkeitssignal für die Verwendung bei der
Antischleuder-Steuerung gültig oder ungültig ist.
Das Schwellwertverzeichnis wird später detailliert beschrieben.
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Der
Mikroprozessor 13 weist ferner eine Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinrichtung zum
Berechnen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf, indem die Längsbeschleunigungskomponente über
eine vorbestimmte Zeitdauer integriert wird. Die Gültigkeitsbestimmungseinrichtung
verwendet die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit, um die Gültigkeit
des aufgenommen Winkelgeschwindigkeitssignals zu bestim men. Der
Mikroprozessor 13 kann als eine Signalverarbeitungseinrichtung
der beanspruchten Erfindung dienen.
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Der
Kommunikationstreiber 14 nimmt das Winkelgeschwindigkeitssignal,
das Beschleunigungssignal und das Bestimmungssignal von dem Mikroprozessor 13 auf
und übermittelt die aufgenommenen Signale zu der ECU 20 beispielsweise über ein
Lokalnetz (LAN) im Fahrzeug. Daher kann der Kommunikationstreiber 14 die
serielle Kommunikation beispielsweise entsprechend eines Protokolls
eines Steuereinrichtungs-Bereichs-Netzes (CAN) ausführen.
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Der
Winkelgeschwindigkeitssensor 11, der Beschleunigungssensor 12,
der Mikroprozessor 13 und der Kommunikationstreiber 14 sind
an einer Leiterplatte montiert und die Leiterplatte ist in einem
Gehäuse untergebracht. Die Sensoreinheit 10 ist
am Fahrzeug durch Befestigen des Gehäuses am Fahrzeug montiert.
Nach der Montage der Sensoreinheit 10 am Fahrzeug wird
die Sensoreinheit 10 mit der ECU 20 über
das LAN im Fahrzeug verbunden.
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Die
ECU 20 weist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU),
einen Nur-Lesespeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM)
und ähnliches auf. Die ECU 20 führt ein
im ROM gespeichertes Programm aus. Das Programm bewirkt, dass die
ECU 20 auf der Grundlage des Winkelgeschwindigkeitssignals,
des Beschleunigungssignals und des Bestimmungssignals, das von dem
Mikroprozessor 13 aufgenommen wurde, bestimmt, ob das Fahrzeug schleudert.
Wenn das Bestimmungssignal anzeigt, dass das Winkelgeschwindigkeitssignal
gültig ist, verwendet die ECU 20 das Winkelgeschwindigkeitssignal
für die Antischleuder-Steuerung. Im umgekehrten Fall verwendet,
wenn das Bestimmungssignal anzeigt, dass das Winkelgeschwindigkeitssignal ungültig
ist, die ECU 20 nicht das Winkelgeschwindigkeitssignal
für die Antischleuder-Steuerung.
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In
einem Fall, in dem das Winkelgeschwindigkeitssignal gültig
ist, nimmt die ECU 20 ein Lenkwinkelsignal auf, das einen
momentanen Lenkwinkel eines Lenkrades des Fahrzeugs anzeigt. Die
ECU 20 nimmt das Lenkwinkelsignal von einem Lenkwinkelsensor
(nicht gezeigt) zum Messen des momentanen Lenkwinkels auf. Dieser
Typ von Lenkwinkelsensor befindet sich im Allgemeinen am Fahrzeug
als Standardausrüstung. Die ECU 20 berechnet eine
Sollrichtung D (siehe 3) der Fahrt
des Fahrzeugs auf der Grundlage des Winkelgeschwindigkeitssignals,
des Beschleunigungssignals und des Lenkwinkelsignals. Die ECU 20 vergleicht
den momentanen Lenkwinkel mit einem Solllenkwinkel, der dem Fahrzeug
eine Bewegung in die Sollrichtung D gestattet. Auf der Grundlage
des Vergleichsergebnisses bestimmt die ECU 20, ob das Fahrzeug
schleudert. Wenn die ECU 20 bestimmt, dass das Fahrzeug
schleudert, überträgt die ECU 20 ein
Befehlssignal zu einem Bremssystem (nicht gezeigt) wie z. B. einem
Antiblockiersystem (ABS), einem Antischlupfregelsystem (TCS) und/oder ähnlichem.
Entsprechend dem Befehlssignal moduliert das Bremssystem die Bremskraft,
die auf die Reifenräder des Fahrzeugs wirkt, so dass das Fahrzeug
in die Sollrichtung D fahren kann.
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Im
Gegensatz dazu bestimmt in einem Fall, in dem das Winkelgeschwindigkeitssignal
ungültig ist, die ECU 20, dass eine Fehlfunktion
des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 vorliegt. Daher verwendet
die ECU 20 nicht das Winkelgeschwindigkeitssignal für
die Antischleuder-Steuerung. Die ECU 20 kann als eine Schleudersteuereinrichtung
der beanspruchten Erfindung dienen.
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Gemäß Vorbeschreibung
hat der Mikroprozessor 13 das Geschwindigkeitsschwellwertsverzeichnis.
Das Schwellwertverzeichnis wird nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Wie es in 2 gezeigt ist, besteht das Schwellwertverzeichnis
aus gültigen und ungültigen Bereichen für die
Winkelgeschwindigkeit. Die gültigen und ungültigen
Bereiche für die Winkelgeschwindigkeit sind durch die grafische
Darstellung eines Winkelgeschwindigkeitsschwellwertes bezüglich
der Fahrzeuggeschwindigkeit getrennt. Der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
ist eine Winkelgeschwindigkeit, die ein Rutschen bzw. Schleudern
des Fahrzeugs verhindern kann. Genauer gesagt wird, wenn die Winkelgeschwindigkeit
eines Fahrzeugs, das mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt,
unterhalb eines Winkelgeschwindigkeitsschwellwerts, der der bestimmten
Geschwindigkeit entspricht, ist, abgesichert, dass ein Schleudern
des Fahrzeugs verhindert werden kann. D. h., dass, wenn ein durch
die Winkelgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs
dargestellter Punkt innerhalb des gültigen Bereichs für
die Winkelgeschwindigkeit liegt, das Fahrzeug am Schleudern ge hindert
werden kann. Beispielsweise ist der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
zweimal größer als die Winkelgeschwindigkeit, bei
der das Fahrzeug tatsächlich mit dem Schleudern beginnt.
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Wie
es 2 entnommen werden kann, ändert sich
der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert mit der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Gemäß Vorbeschreibung kann die Fahrzeuggeschwindigkeit
durch das Integrieren der Längsbeschleunigungskomponente, die
durch den Beschleunigungssensor 12 gemessen wird, berechnet
werden. Alternativ dazu kann die Fahrzeuggeschwindigkeit durch einen
Radgeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt), einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
(nicht gezeigt) oder ähnliches direkt gemessen werden.
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Der
Winkelgeschwindigkeitsschwellwert ändert sich nicht-linear
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass die grafische Darstellung
des Schwellwertes die Form einer konvexen Kurve haben kann. Genauer
gesagt erhöht sich der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
mit einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit in einem
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich von Null zu einem vorbestimmten
Wert. Der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert erreicht seinen Spitzenwert,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den vorbestimmten Wert erreicht.
Dann verringert sich der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert mit der Erhöhung
der Fahrzeuggeschwindigkeit im Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich oberhalb
des vorbestimmten Wertes.
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Die
Form der in 2 gezeigten grafischen Darstellung
des Schwellwertes wird aus den folgenden Gründen bestimmt.
Beispielsweise ist es gefährlich, wenn ein Fahrzeug um
eine scharfe Kurve mit einem geringen Krümmungsradius mit
hoher Geschwindigkeit biegt. Wenn das Fahrzeug um eine solche scharfe
Kurve mit hoher Geschwindigkeit biegt, wird die Winkelgeschwindigkeit
des Fahrzeugs groß. Daher ist es vorzuziehen, dass der
Winkelgeschwindigkeitsschwellwert auf einen kleinen Wert gesetzt wird,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Wenn das Fahrzeug um
eine solche scharfe Kurve mit geringer Geschwindigkeit biegt, ist
die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs klein. Daher kann der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
auf einen kleinen Wert gesetzt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
gering ist.
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3A stellt
eine Situation dar, in der ein Fahrzeug 30 mit einer Masse
M um eine Linkskurve mit einem Krümmungsradius von R biegt.
Wenn das Fahrzeug 30 um die Kurve mit einer Geschwindigkeit V
biegt, nimmt das Fahrzeug 30 eine Winkelgeschwindigkeit Ω,
eine Querbeschleunigung G und eine Corioliskraft F auf. Die Querbeschleunigung
G wird als ein Parameter zur Bestimmung des Winkelgeschwindigkeitsschwellwertes
verwendet. Wie es in 3B gezeigt ist, wird, wenn die
Querbeschleunigung G größer ist (G1 < G2 < G3), der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
größer.
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Gemäß Vorbeschreibung
besteht das in 2 gezeigte Schwellwertverzeichnis
aus dem gültigen und ungültigen Bereich für
die Winkelgeschwindigkeit, die durch die grafische Darstellung des Winkelgeschwindigkeitsschwellwertes
bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit getrennt sind. Der
gültige Bereich für die Winkelgeschwindigkeit
befindet sich unterhalb der grafischen Darstellung für
den Schwellwert und der ungültige Bereich für
die Winkelgeschwindigkeit befindet sich oberhalb der grafischen Darstellung
für den Schwellwert.
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Wenn
sich der Punkt, der durch die durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 11 gemessene Winkelgeschwindigkeit
und durch die durch den Mikroprozessor 13 berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit
dargestellt ist, innerhalb des gültigen Bereiches für
die Winkelgeschwindigkeit befindet, bestimmt der Mikroprozessor 13,
dass das vom Winkelgeschwindigkeitssensor 11 aufgenommene
Winkelgeschwindigkeitssignal für die Verwendung bei der
Antischleuder-Steuerung gültig ist. Wenn das Winkelgeschwindigkeitssignal
als gültig bestimmt wird, überträgt der Mikroprozessor 13 das
Bestimmungssignal, das anzeigt, dass das Winkelgeschwindigkeitssignal
gültig ist, über den Kommunikationstreiber 14 zur
ECU 20.
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Im
Gegensatz dazu bestimmt, wenn der Punkt, der durch die gemessene
Winkelgeschwindigkeit und die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt
ist, außerhalb des gültigen Bereiches für die
Winkelgeschwindigkeit liegt (d. h. innerhalb des ungültigen
Bereiches für die Winkelgeschwindigkeit), der Mikroprozessor 13,
dass das Winkelgeschwindigkeitssignal ungültig ist. Wenn
das Winkelgeschwindigkeitssignal als ungültig bestimmt
wird, überträgt der Mikroprozessor 13 das
Bestimmungssignal, das an zeigt, dass die Winkelgeschwindigkeit ungültig
ist, über den Kommunikationstreiber 14 zur ECU 20.
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Beispielsweise
kann das in 2 gezeigte Schwellwertverzeichnis
wie folgt geschaffen werden. Die in 1 gezeigte
Sensoreinheit 10 wird hergestellt und an einem herkömmlichen
(d. h. typischen, allgemeinen) Fahrzeug montiert. Zu diesem Zeitpunkt
weist die Sensoreinheit 10 kein Schwellwertverzeichnis
auf.
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Dann
werden die Winkelgeschwindigkeitsdaten durch ein Antreiben des Fahrzeugs,
das mit der Sensoreinheit 10 versehen ist, in unterschiedlicher Weise
gesammelt. Beispielsweise können die Winkelgeschwindigkeitsdaten
durch das Antreiben des Fahrzeugs mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, durch
das Bewirken eines Schleuderns des Fahrzeugs und durch das Bewirken,
dass das Fahrzeug in Kurven mit unterschiedlichen Krümmungsradien fährt,
gesammelt werden.
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Dann
wird der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert auf der Grundlage der
gesammelten Winkelgeschwindigkeitsdaten berechnet. Beispielsweise
ist im Hinblick auf die Fahrzeugssicherheit der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
zweimal größer als die Winkelgeschwindigkeit,
bei der das Fahrzeug tatsächlich mit dem Schleudern beginnt.
Auf diese Weise wird der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert für
jede Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, so dass die grafische Darstellung
des Winkelgeschwindigkeitsschwellwertes bezüglich des Fahrzeugs
ausgebildet werden kann. Somit kann das in 2 gezeigte
Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis geschaffen werden.
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Das
Schwellwertverzeichnis wird im Mikroprozessor 13 gespeichert,
wenn die Sensoreinheit 10 hergestellt wird. Somit kann
die Sensoreinheit 10 mit dem Schwellwertverzeichnis abgeschlossen
werden. Dann werden die Sensoreinheit 10 und die ECU 20 miteinander
verbunden, so dass die Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung, die in 1 gezeigt
ist, abgeschlossen werden kann.
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Die
in 1 gezeigte Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung
arbeitet wie folgt. Wenn ein Zündschalter eines Fahrzeugs,
das mit der Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung ausgerüstet
ist, eingeschaltet wird, wird elektrische Energie der Fahrzeugverhal tensteuereinrichtung
zugeführt, so dass die Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung
betrieben werden kann. Während der Fahrt des Fahrzeugs
werden die Winkelgeschwindigkeit und die Beschleunigung des Fahrzeugs
durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 11 bzw. den Beschleunigungssensor 12 gemessen. Die
gemessene Winkelgeschwindigkeit wird als das Winkelgeschwindigkeitssignal
zum Mikroprozessor 13 übertragen. In ähnlicher
Weise wird die gemessene Beschleunigung als das Beschleunigungssignal zum
Mikroprozessor 13 übertragen.
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Das
Winkelgeschwindigkeitssignal und das Beschleunigungssignal werden
durch den Mikroprozessor 13 verarbeitet. Beispielsweise
nimmt der Mikroprozessor 13 die A/D-Umwandlung, den Berechnungsvorgang,
den Verstärkungsvorgang bei den Signalen vor. Ferner berechnet
der Mikroprozessor 13 die Fahrzeuggeschwindigkeit durch
das Integrieren der Längsbeschleunigungskomponente der
Beschleunigung für die vorbestimmte Zeitdauer. Der Mikroprozessor 13 bestimmt,
ob der Punkt, der durch die Winkelgeschwindigkeit und die Fahrzeuggeschwindigkeit
dargestellt ist, innerhalb des gültigen Bereiches für
die Winkelgeschwindigkeit des in 2 gezeigten
Schwellwertverzeichnisses liegt. Dann gibt der Mikroprozessor 13 das
Bestimmungssignal, der das Bestimmungsergebnis anzeigt, aus. D.
h., dass das Bestimmungssignal die Gültigkeit des Winkelgeschwindigkeitssignals
anzeigt.
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Der
Mikroprozessor 13 überträgt das Winkelgeschwindigkeitssignal,
das Beschleunigungssignal und das Bestimmungssignal zur ECU 20 über
den Kommunikationstreiber 14. Wenn das Bestimmungssignal
anzeigt, dass das Winkelgeschwindigkeitssignal ungültig
ist, setzt die ECU 20 die Überwachung des von
der Sensoreinheit 10 aufgenommenen Bestimmungssignals fort.
Im Gegensatz dazu bestimmt, wenn das Bestimmungssignal anzeigt,
dass das Winkelgeschwindigkeitssignal gültig ist, die ECU 20,
ob das Fahrzeug schleudert.
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Dann
nimmt, wenn die ECU 20 bestimmt, dass das Fahrzeug schleudert,
die ECU 20 die Antischleuder-Steuerung vor. Genauer gesagt überträgt die
ECU 20 das Befehlssignal zum Bremssystem. Entsprechend
dem Befehlssignal moduliert das Bremssystem die Bremskraft, die
auf die Reifenräder wirkt, wodurch ein Schleudern bzw.
Rutschen des Fahrzeugs verhindert wird. Im Gegensatz dazu setzt, wenn
die ECU 20 be stimmt, dass das Fahrzeug nicht schleudert,
die ECU 20 die Überwachung des Bestimmungssignals,
das von der Sensoreinheit 10 aufgenommen wurde, fort.
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Darüber
hinaus kann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sich von einer ersten
Geschwindigkeit zu einer zweiten Geschwindigkeit, beispielsweise
im Ergebnis einer ABS-Steuerung verringert, die Winkelgeschwindigkeit,
die einen Winkelgeschwindigkeitsschwellwert überschreitet,
der der ersten Geschwindigkeit entspricht, kleiner als ein Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
werden, der der zweiten Geschwindigkeit entspricht. In einem solchen
Fall wechselt das Winkelgeschwindigkeitssignal von ungültig
auf gültig, so dass die ECU 20 die Antischleuder-Steuerung
ausführen kann.
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Gemäß Vorbeschreibung
bestimmt entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel die
Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung die Gültigkeit des Winkelgeschwindigkeitssignals,
das vom Winkelgeschwindigkeitssensor 11 ausgegeben wurde,
auf der Grundlage des Winkelgeschwindigkeitsschwellwertes, der sich
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
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Selbst
wenn eine Fehlfunktion des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 auftritt
und dieser in unrichtiger Weise ein Winkelgeschwindigkeitssignal ausgibt,
das eine große Winkelgeschwindigkeit anzeigt, trotzdem
das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit um eine Ecke fährt,
kann der Mikroprozessor 13 auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses
bestimmen, dass das Winkelgeschwindigkeitssignal ungültig
ist. Der Grund dafür liegt darin, dass der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert,
der einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, auf einen
kleinen Wert eingestellt ist. Daher kann, selbst wenn eine Fehlfunktion
des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 auftritt, der Mikroprozessor 13 verhindern,
dass die ECU 20 in unrichtiger Weise die Antischleuder-Steuerung
ausführt.
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Entsprechend
dem ersten Ausführungsbeispiel ändert sich der
Winkelgeschwindigkeitsschwellwert mit der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Daher kann unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit die ECU 20 daran
gehindert werden, die Antischleuder-Steuerung in unrichtiger Weise
auszuführen.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 stellt
ein Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis entsprechend dem zweiten
Ausführungsbeispiel dar. Ein Unterschied zwischen dem ersten
und zweiten Ausführungsbeispiel besteht in Folgendem.
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Bei
dem Schwellwertverzeichnis entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ändert
sich, wie es in 2 gezeigt ist, der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit über den gesamten Geschwindigkeitsbereich,
so dass die grafische Darstellung des Winkelgeschwindigkeitsschwellwertes
bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Form wie einer
konvexen Kurve haben kann.
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Bei
dem Schwellwertverzeichnis entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel ändert
sich, wie es in 4 gezeigt ist, der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit nur in einem begrenzten Geschwindigkeitsbereich. Genauer
gesagt erhöht sich der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
mit einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit in einem
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich von Null auf einen vorbestimmten
Wert. Der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert bleibt in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
oberhalb des vorbestimmten Wertes konstant. D. h., dass sich der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit nur in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich ändert.
Der gültige Bereich für die Winkelgeschwindigkeit
befindet sich unterhalb der grafischen Darstellung für
den Schwellwert und der ungültige Bereich für
die Winkelgeschwindigkeit befindet sich oberhalb der grafischen
Darstellung für den Schwellwert.
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Beispielsweise
kann das in 4 gezeigte Schwellwertverzeichnis
effektiv für ein Fahrzeug verwendet werden, das mit niedriger
Geschwindigkeit fährt. Auf diese Weise kann das Schwellwertverzeichnis
entsprechend der Verwendung des Fahrzeugs geändert werden.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 stellt
ein Winkelgeschwindigkeits-Schwellwertverzeichnis entsprechend dem
dritten Ausführungsbeispiel dar. Ein Unterschied zwischen
dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel liegt in Folgendem.
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Bei
dem Schwellwertverzeichnis entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel ändert
sich, wie es in 4 gezeigt ist, der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit nur in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich.
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Bei
dem Schwellwertverzeichnis entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel ändert
sich, wie es in 5 gezeigt ist, der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit nur in einem hohen Geschwindigkeitsbereich.
Genauer gesagt bleibt der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert in einem
Geschwindigkeitsbereich von Null bis zu einem vorbestimmten Wert
konstant. Der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert verringert sich mit
einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
oberhalb des vorbestimmten Wertes. Daher ändert sich der Winkelgeschwindigkeitsschwellwert
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit nur in einem hohen Geschwindigkeitsbereich.
Der gültige Bereich für die Winkelgeschwindigkeit
befindet sich unterhalb der grafischen Darstellung für
den Schwellwert und der ungültige Bereich für
die Winkelgeschwindigkeit befindet sich oberhalb der grafischen
Darstellung für den Schwellwert.
-
Beispielsweise
kann das Schwellwertverzeichnis, das in 5 gezeigt
ist, für ein Fahrzeug, das bei hoher Geschwindigkeit fährt,
effektiv verwendet werden. Auf diese Weise kann das Schwellwertverzeichnis
entsprechend der Verwendung des Fahrzeuges geändert werden.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Ein
viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Ein Unterschied zwischen den vorhergehenden Ausführungsbeispielen und
dem vierten Ausführungsbeispiel liegt in Folgendem.
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Bei
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wurde die Fahrzeuggeschwindigkeit
durch das Integrieren der Längsbeschleunigungskomponente,
die durch den Beschleunigungssensor 12 gemessen wurde,
berechnet.
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Bei
dem wie in 6 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel
wird die Fahrzeuggeschwindigkeit durch den Radgeschwindigkeitssensor 40 direkt
gemessen. Der Radgeschwindigkeitssensor 40 ist an jedem
Rad des Fahrzeugs montiert und erfasst eine Rotationsgeschwindigkeit
des Rades. Beispielsweise weist der Radgeschwindigkeitssensor 40 einen
Magneten auf und befindet sich dieser gegenüber Zähnen eines
Zahnrades, das sich mit dem Rad dreht. Der Radgeschwindigkeitssensor 40 erzeugt
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, indem die elektromagnetische
Induktion, die in den Magneten als Ergebnis der Rotation des Zahnrades
auftritt, erfasst wird. Der Radgeschwindigkeitssensor 40 gibt
das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zum Mikroprozessor 13 aus. Der
Mikroprozessor 13 hat eine Fahrzeuggeschwindigkeitssignaleingabeeinrichtung zur
Aufnahme des Fahrzeugsgeschwindigkeitssignals vom Radgeschwindigkeitssensor 40.
Der Mikroprozessor 13 wandelt das aufgenommene Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
in die Fahrzeuggeschwindigkeit um. Somit kann der Mikroprozessor 13 die
Gültigkeit des Winkelgeschwindigkeitssignals auf der Grundlage
des Schwellwertverzeichnisses unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit,
die durch den Radgeschwindigkeitssensor 40 direkt gemessen wird,
bestimmen.
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Die
Fahrzeuggeschwindigkeit kann durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
(nicht gezeigt) statt des Radgeschwindigkeitssensors 40 oder
zusätzlich zu diesem direkt gemessen werden. Beispielsweise
erzeugt der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal,
indem die Anzahl der Drehungen einer Getriebeabtriebswelle gezählt
wird. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gibt das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zum
Mikroprozessor 13 aus. Der Radgeschwindigkeitssensor 40 und
der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor können als eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung
der vorliegenden Erfindung dienen.
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Gemäß Vorbeschreibung
bestimmt entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel der
Mikroprozessor 13 die Gültigkeit des Winkelgeschwindigkeitssignals
auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses unter Verwendung
der direkt gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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Ein
fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Ein Unterschied zwischen den vorhergehenden Ausführungsbeispielen und
dem fünften Ausführungsbeispiel besteht in Folgendem.
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In
den vorherigen Ausführungsbeispielen wird die Winkelgeschwindigkeit
des Fahrzeugs durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 11,
der sich in der Sensoreinheit 10 befindet, direkt gemessen.
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Beim
fünften Ausführungsbeispiel kann die Winkelgeschwindigkeit
unter Verwendung eines Lenkwinkelsignals, das von einem Lenkradsensor 50 ausgegeben
wird, gemessen werden. Der Lenkradsensor 50 befindet sich
im Allgemeinen am Fahrzeug als Standardausrüstung. Der
Lenkradsensor 50 erfasst einen Lenkwinkel eines Lenkrades
des Fahrzeugs und gibt das Lenkradsignal, das den erfassten Lenkwinkel
anzeigt, zum Mikroprozessor 13 aus. Der Mikroprozessor 13 hat
eine Lenkwinkelsignaleingabeeinrichtung zur Aufnahme des Lenkradsignals
vom Lenkradsensor 50. Der Mikroprozessor 13 berechnet die
Winkelgeschwindigkeit unter Verwendung des Lenkwinkels, der durch
den Lenkradsensor 50 gemessen wurde, der Fahrzeuggeschwindigkeit,
die durch den Radgeschwindigkeitssensor 40 gemessen wurde,
und der Querbeschleunigungskomponente, die durch den Beschleunigungssensor 12 gemessen wurde.
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Beispielsweise
berechnet der Mikroprozessor 13 die Winkelgeschwindigkeit
auf der Grundlage eines Berechnungsprinzips, das in den japanischen Dokumenten „Vehicle
Motion Performance" herausgegeben durch Shinichirou Horiuchi, und
in "Development of Estimation Method of Vehicle Side Slip Angle",
die durch Toyota Central R&D
Labs, Inc. herausgegeben wurde, beschrieben sind. Eine Zusammenfassung
des Berechnungsprinzips wird nachstehend gegeben.
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Die
Gleichung (1) sagt aus, dass die Querkraft, die auf das Fahrzeug
wirkt, gleich einer Masse des Fahrzeugs, multipliziert mit einer
Querbeschleunigungskomponente des Fahrzeugs ist. Genauer gesagt
stellt in der Gleichung (1) M die Masse des Fahrzeugs dar, dv/dt
die Ableitung einer Querkomponente der Fahrzeuggeschwindigkeit V,
u eine Längskomponente der Fahrzeuggeschwindigkeit V, Ω eine
Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs um seine Vertikalachse (d. h.
Gierrate), Ff die Querkraft auf einen vorderen Reifen des Fahrzeugs
und Fr die Querkraft auf einen hinteren Reifen des Fahrzeugs.
-
Die
Gleichung (2) sagt aus, dass das Moment um die Gravitation des Fahrzeugs,
das durch die externe Kraft, die auf das Fahrzeug wirkt, verursacht
wird, gleich dem Trägheitsmoment, multipliziert mit der
Winkelgeschwindigkeit Ω ist. Genauer gesagt stellt in Gleichung
(2) Lf einen Abstand zwischen dem vorderen Reifen und dem Gravitationszentrum
des Fahrzeugs dar, Lr einen Abstand zwischen dem hinteren Reifen
und dem Gravitationszentrum des Fahrzeugs, I das Trägheitsmoment
und dΩ/dt die Ableitung der Winkelgeschwindigkeit Ω des
Fahrzeugs dar.
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Wie
aus Gleichung (1) hervorgeht, wird die Querbeschleunigungskomponente
des Fahrzeugs als die Summe der Ableitung dv/dt der Quergeschwindigkeit
und der zentripetalen Beschleunigung uΩ dargestellt. Die
Winkelgeschwindigkeit Ω und ein Fahrzeugschleuderwinkel β können
wie folgt aus Gleichung (1), (2) berechnet werden, indem angenommen
wird, dass ein Fahrzeuglenkwinkel δ konstant ist.
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In
den vorstehenden Gleichungen gilt L = Lf + Lr. Hier sind Kf, Kr
eine jeweilige Proportionalitätskonstante, die als „Abbiegeleistung"
bezeichnet wird und stellen diese jeweils ein Verhältnis
einer Abbiegekraft (d. h. des Griffes bzw. der Haftung auf einer Straße)
bezüglich des Fahrzeugschleuderwinkels β dar.
Die Abbiegekraft erhöht sich mit einer Erhöhung des
Fahrzeugschleuderwinkels β.
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Zusammenfassend
kann gesagt werden, dass die Winkelgeschwindigkeit Ω von
der Abbiegeleistung (d. h. der Querhaftung), der Fahrzeuggeschwindigkeit
V (d. h. der Querbeschleunigungskomponente G) und dem Lenkwinkel δ abhängt.
Wenn die Querhaftung kleiner als die Querbeschleunigungskomponente
G ist, beginnt das Fahrzeug mit dem Abwandern. Daher ist es, wenn
die Querhaftung kleiner als die Querbeschleunigungskomponente G ist,
vorzuziehen, dass die Winkelgeschwindigkeit Ω ungültig
sein soll.
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Gemäß Vorbeschreibung
stellt der Ausdruck „dv/dt + uΩ" von Gleichung
(1) die Querbeschleunigungskomponente G des Fahrzeugs dar und ist
dieser als die Summe der Quergeschwindigkeitsableitung dv/dt und
der zentripetalen Beschleunigung uΩ dargestellt. Die Längsgeschwindigkeitskomponente u
wird wie folgt ausgedrückt: u = R × Ωdaher
ist die zentripetale Beschleunigung uΩ wie folgt ausgedrückt: uΩ = R × Ω2
-
Daher
hängt die Querbeschleunigungskomponente G des Fahrzeugs
von der Fahrzeugsgeschwindigkeit V und dem Krümmungsradius
R ab, der vom Lenkwinkel δ abhängt.
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Da
die Querhaftung von der Reibungskraft zwischen den Reifen und der
Straßenoberfläche abhängt, ändert
sich die Querhaftung aufgrund von Faktoren wie dem Bodenberührungsgebiet
des Reifens (d. h. der Reifengröße und dem Gewicht
der Last auf dem Fahrzeug), einer Reifenviskosität (d.
h. der Reifenweichheit) und eines Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche.
Die Winkelgeschwindigkeit Ω kann aus den Gleichungen (3),
(4), (5) unter Verwendung der Querbeschleunigungskomponente G, die
durch den Beschleunigungssensor 12 gemessen wurde, der
Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Radgeschwindigkeitssensor 40 gemessen wurde,
des Lenkwinkels 6, der durch den Lenkradsensor 50 gemessen
wurde, und der Abbiegeleistung (der Querhaftung) berechnet werden.
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Der
Mikroprozessor 13 speichert die vorstehenden Gleichungen,
die benötigt werden, um die Winkelgeschwindigkeit Ω zu
berechnen. Bei einem solchen Ansatz kann, selbst wenn die Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung
nicht den Winkelgeschwindigkeitssensor 11 aufweist, oder
selbst wenn der Winkelgeschwindigkeitssensor 11 eine Fehlfunktion hat,
die Winkelgeschwindigkeit Ω für jede Fahrzeuggeschwindigkeit
V erhalten werden. Genauer gesagt nimmt der Mikroprozessor 13 die
Signale von dem Beschleunigungssensor 12, dem Radgeschwindigkeitssensor 40 und
dem Lenkradsensor 50 auf und berechnet dieser die Winkelgeschwindigkeit Ω aus den
Gleichungen (3), (4), (5) unter Verwendung der aufgenommen Signale.
Der Mikroprozessor 13 bestimmt die Gültigkeit
der berechneten Winkelgeschwindigkeit Ω und überträgt
das Bestimmungsergebnis zur ECU 20.
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Gemäß Vorbeschreibung
kann entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel
die Winkelgeschwindigkeit Ω unter Verwendung der Ausgabesignale
des Beschleunigungssensors 12, des Radgeschwindigkeitssensors 40 und
des Lenkradsensors 50 berechnet werden. Daher kann, selbst
wenn die Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung keinen Winkelgeschwindigkeitssensor 11 aufweist
oder wenn der Winkelgeschwindigkeitssensor 11 eine Fehlfunktion hat,
die Winkelgeschwindigkeit Ω erhalten werden.
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(Sechstes Ausführungsbeispiel)
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Ein
sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird nachstehend beschrieben. Ein Unterschied zwischen den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen und dem sechsten Ausführungsbeispiel
besteht in Folgendem.
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In
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen hat der, in der
Sensoreinheit 10 enthaltene Mikroprozessor 13 das
Schwellwertverzeichnis und bestimmt dieser die Gültigkeit
des Winkelgeschwindigkeitssignals auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses.
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Im
sechsten Ausführungsbeispiel hat die ECU 20 das
Schwellwertverzeichnis und bestimmt diese die Gültigkeit
des Winkelgeschwindigkeitssignals auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses.
Genauer gesagt nimmt die ECU 20 das Winkelgeschwindigkeitssignal
und das Beschleunigungssignal vom Winkelgeschwindigkeitssensor 11 bzw. dem
Beschleunigungssensor 12 über den Mikroprozessor 13 auf.
Die ECU 20 berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit durch
ein Integrieren der Längsbeschleunigungskomponente und
bestimmt, ob das Winkelgeschwindigkeitssignal gültig oder
ungültig ist, auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses unter
Verwendung der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit. Beispielsweise
kann das in 2 gezeigte Schwellwertverzeichnis
verwendet werden.
-
In
einem Fall, in dem der Radgeschwindigkeitssensor 40 und
der Lenkradsensor 50, die in 6, 7 gezeigt
sind, im sechsten Ausführungsbeispiel verwendet werden,
nimmt die ECU 20 das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und
das Lenkwinkelsignal direkt vom Radgeschwindigkeitssensor 40 und
Lenkradsensor 50 auf. Alternativ dazu kann die ECU 20 das
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und das Lenkwinkelsignal über
den Mikroprozessor 13 aufnehmen.
-
Beispielsweise
kann die ECU 20 eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen,
ob die durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 11 gemessene Winkelgeschwindigkeit
unterhalb des der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Winkelgeschwindigkeits schwellwertes
oder oberhalb von diesem liegt, aufweisen. Alternativ dazu kann
die ECU 20 eine Bestimmungseinrichtung zum Berechnen der Winkelgeschwindigkeit
unter Verwendung des Lenkwinkels, der Lenkgeschwindigkeit und der
Querbeschleunigungskomponente, die vom Mikroprozessor 13 aufgenommen
wurde, und zum Bestimmen, ob die berechnete Winkelgeschwindigkeit
unterhalb des der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Winkeigeschwindigkeitsschwellwertes
oder oberhalb von diesen liegt, aufweisen.
-
Gemäß Vorbeschreibung
hat entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel die ECU 20 das Schwellwertverzeichnis
und bestimmt diese die Gültigkeit des Winkelgeschwindigkeitssignals
auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses. Wenn das Winkelgeschwindigkeitssignal
gültig ist, bestimmt die ECU 20, ob die Antischleuder-Steuerung ausgeführt
wird.
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(Siebentes Ausführungsbeispiel)
-
Ein
siebentes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird nachstehend unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Ein Unterschied zwischen den vorhergehenden Ausführungsbeispielen und
dem siebenten Ausführungsbeispiel besteht in Folgendem.
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In
den vorherigen Ausführungsbeispielen hat die Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung
sowohl die Sensoreinheit 10 als auch die ECU 20 aufgewiesen.
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Im
siebenten Ausführungsbeispiel weist die Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung
nur die ECU 20 auf. Wie es in 8 gezeigt
ist, hat die ECU 20 eine Eingabeeinrichtung zum Aufnehmen
des Beschleunigungssignals, des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und
des Lenkwinkelsignals vom Beschleunigungssensor 12, dem
Radgeschwindigkeitssensor 40 bzw. dem Lenkradsensor 50.
Die ECU 20 hat das Schwellwertverzeichnis beispielsweise,
wie es in 2 gezeigt ist. Die ECU 20 hat
eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Winkelgeschwindigkeit
unter Verwendung der aufgenommenen Signale. Die ECU 20 hat
eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Gültigkeit
der berechneten Winkelgeschwindigkeit auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses.
Wenn die Winkelgeschwindigkeit gültig ist, bestimmt die
ECU 20, ob die Antischleuder-Steuerung ausgeführt
werden soll.
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Gemäß Vorbeschreibung
kann entsprechend dem siebenten Ausführungsbeispiel, obwohl die
Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung nicht die Sensoreinheit 10 aufweist,
die ECU 20 die Antischleuder-Steuerung durch Aufnehmen
der Signale von dem Beschleunigungssensor 12, dem Radgeschwindigkeitssensor 40 und
dem Lenkradsensor 50 in geeigneter Weise ausführen.
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Die
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können
in unterschiedlicher Weise abgewandelt werden. In den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen hat der Mikroprozessor 13 oder
die ECU 20 nur ein Winkelgeschwindigkeitsschwellwertverzeichnis.
Alternativ dazu kann zumindest eine der Einrichtungen Mikroprozessor 13 und
ECU 20 eine Vielzahl von unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeitsschwellwertverzeichnissen
in Abhängigkeit von Fahrzeugtyp oder Reifentyp aufweisen.
Beispielsweise kann zumindest eine der Einrichtungen Mikroprozessor 13 und
ECU 20 alle Schwellwertverzeichnisse, die in den 2, 4, 5 gezeigt
sind, haben. In einem solchen Fall kann der Mikroprozessor 13 und
die ECU 20 wählen, welches Schwellwertverzeichnis
verwendet werden soll.
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Im
Fall von 1 weist die Sensoreinheit 10 nur
einen Winkelgeschwindigkeitssensor 11 auf. Alternativ dazu
kann die Sensoreinheit 10 eine Vielzahl von Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 aufweisen. Beispielsweise
kann, wie es in 9 gezeigt ist, die Sensoreinheit 10 zwei
Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 mit unterschiedlichen
Erfassungsbereichen aufweisen. Der Mikroprozessor 13 nimmt
zwei Winkelgeschwindigkeitssignale von zwei Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 auf
und berechnet einen Mittelwert der Winkelgeschwindigkeiten, die
durch die zwei Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 gemessen
wurden. Bei einer solchen Herangehensweise kann die Winkelgeschwindigkeit
des Fahrzeugs genau gemessen werden. Ferner kann, selbst wenn bei einem
der Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 eine Fehlfunktion
auftritt, die Winkelgeschwindigkeit durch den anderen der Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 gemessen
werden. Alternativ dazu können die Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 unterschiedliche
Erfassungsbereiche haben. Bei einer solchen Herangehensweise kann
jeder Win kelgeschwindigkeitssensor 11 einen engeren Erfassungsbereich
haben, so dass die Winkelgeschwindigkeit genauer gemessen werden
kann.
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Im
Fall von 6 weist die Sensoreinheit 10 nur
einen Winkelgeschwindigkeitssensor 11 auf. Alternativ dazu
kann die Sensoreinheit 10 eine Vielzahl von Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 aufweisen. Beispielsweise
kann, wie es in 10 gezeigt ist, die Sensoreinheit 10 zwei
Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 aufweisen. Im Fall von 7 weist
die Sensoreinheit 10 nur einen Winkelgeschwindigkeitssensor 11 auf.
Alternativ dazu kann die Sensoreinheit 10 eine Vielzahl
von Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 aufweisen. Beispielsweise
kann, wie es in 11 gezeigt ist, die Sensoreinheit 10 zwei
Winkelgeschwindigkeitssensoren 11 aufweisen. Im Fall der 9 bis 11 kann
die ECU 20 das Schwellwertverzeichnis haben und die Gültigkeit
des Winkelgeschwindigkeitssignals auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses
bestimmen, wie es im sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben
ist.
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Im
ersten Ausführungsbeispiel nimmt, wenn der Mikroprozessor 13 bestimmt,
dass das Winkelgeschwindigkeitssignal gültig ist, die ECU 20 die
Antischleuder-Steuerung unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeit
vor, die durch das Winkelgeschwindigkeitssignal angezeigt ist. Alternativ
dazu kann, selbst wenn der Mikroprozessor 13 bestimmt,
dass das Winkelgeschwindigkeitssignal gültig ist, die ECU 20 die
Antischleuder-Steuerung nicht ausführen. D. h., dass wenn
der Mikroprozessor 13 bestimmt, dass das Winkelgeschwindigkeitssignal
gültig ist, die ECU 20 zum Anfang bestimmt, ob
die Antischleuder-Steuerung ausgeführt werden soll. Beispielsweise
führt, wenn ein Nutzer des Fahrzeugs die Antischleuder-Steuerung
außer Betrieb setzt, die ECU 20 die Antischleuder-Steuerung
trotz der Tatsache, dass das Winkelbeschleunigungssignal gültig
ist, nicht aus. Auf diese Weise kann die ECU 20 bestimmen, ob
die Antischleuder-Steuerung ausgeführt werden soll.
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Entsprechend
dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel weist
die Fahrzeugverhaltensteuereinrichtung sowohl die Sensoreinheit 10 als
auch die ECU 20 auf und bestimmt die Sensoreinheit 10 die Gültigkeit
des Winkelgeschwindigkeitssignals. Daher kann die Sensoreinheit 10 als
eine Winkelgeschwindigkeitsgültigkeits-Bestimmungseinrichtung
dienen.
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Entsprechend
dem sechsten und siebenten Ausführungsbeispiel bestimmt
die ECU 20 die Gültigkeit des Winkelgeschwindigkeitssignals.
Daher kann die ECU 20 als eine Winkelgeschwindigkeitsgültigkeits-Bestimmungseinrichtung
dienen.
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Diese Änderungen
und Abwandlungen sind so aufzufassen, dass diese im Geltungsbereich
der vorliegenden Erfindung, wie diese durch die beiliegenden Ansprüche
definiert ist, liegen.
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Eine
Fahrzeugverhaltensteuerungseinrichtung weist somit einen Mikroprozessor
und eine Steuereinrichtung zum Ausführen der Antischleuder-Steuerung
eines Fahrzeugs auf. Der Mikroprozessor speichert ein Schwellwertverzeichnis,
das eine Beziehung zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem
Winkelgeschwindigkeitsschwellwert darstellt. Der Mikroprozessor
bestimmt auf der Grundlage des Schwellwertverzeichnisses, ob die
erfasste Winkelgeschwindigkeit unterhalb des der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit
entsprechenden Winkelgeschwindigkeitsschwellwertes liegt. Wenn die
erfasste Winkelgeschwindigkeit gleich dem entsprechenden Winkelgeschwindigkeitsschwellwert oder
kleiner als dieser ist, wird die Steuereinrichtung in Betrieb genommen,
um die Antischleuder-Steuerung unter Verwendung der erfassten Winkelgeschwindigkeit
auszuführen. Im Gegensatz dazu wird, wenn die erfasste
Winkelgeschwindigkeit oberhalb des entsprechenden Winkelgeschwindigkeitsschwellwertes
liegt, die Steuereinrichtung, um die Antischleuder-Steuerung auszuführen,
außer Betrieb genommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-294335
A [0002]
