DE102016219606B4

DE102016219606B4 - Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016219606B4
Application number: DE102016219606.5A
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Momose
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2036-10-11
Also published as: CN107010068A; CN107010068B; JP6233608B2; US20170101087A1; JP2017075536A; DE102016219606A1; US10118609B2

Abstract

Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit:
einem Radumfangsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel (62) zum Erfassen einer Radumfangsgeschwindigkeit;
einem Mittel (121) zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse, um aufgrund einer Einkopplung von einer Straßenoberfläche (RS) eine in einer Nickrichtung eines Fahrzeugaufbaus (2) zu erzeugende Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage der Radumfangsgeschwindigkeit zu berechnen;
einem Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel (122) zum Berechnen einer Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zum Unterdrücken der geschätzten Schwingung der gefederten Masse;
einem Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittel (130) zum Berechnen einer Soll-Antriebskraft, die durch Addieren der Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu einer in Abhängigkeit von einer von dem Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung einzustellenden, von einem Fahrer angeforderten Antriebskraft ermittelt wird;
einem Antriebskraftregelungsmittel (50) zum Regeln einer an einem Rad in Übereinstimmung mit der Soll-Antriebskraft zu erzeugenden Antriebskraft;
einem Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel (124, 125) zum Berechnen eines Fehleranzeigewerts, der einen Betrag eines Fehlers repräsentiert, der in einer Schätzung der Schwingung der gefederten Masse enthalten ist und durch eine Änderung einer Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugt wird, auf der Grundlage der vom Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung; und
einem Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel (123, 126) zum Verringern der zu der von dem Fahrer angeforderten Antriebskraft zu addierenden Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft, in einem Fall, wenn der Fehleranzeigewertgroß ist, im Vergleich zu einem Fall, wenn der Fehleranzeigewert klein ist
wobei:
das Mittel (121) zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse ausgelegt ist, um eine Nickrate des Fahrzeugaufbaus (2) als die Schwingung der gefederten Masse zu berechnen;
das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel (122) ausgelegt ist, um auf der Grundlage der berechneten Nickrate die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft proportional zu einem Betrag der Nickrate zu berechnen; und
das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel (123, 126) ausgelegt ist, um zu verhindern, dass die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu der Soll-Antriebskraft addiert wird, wenn der Fehleranzeigewert größer als der Schwellenwert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass:
das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel (124, 125) ausgelegt ist, um einen Wert zu integrieren, der die von dem Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung repräsentiert, und dadurch einen Wert zu berechnen, der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, und um eine durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugte Nickrate des Fahrzeugaufbaus (2) auf der Grundlage eines Werts, der der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, als den Fehleranzeigewert zu berechnen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die ausgelegt ist, um an Rädern zu erzeugende Antriebskräfte so zu regeln, dass eine Schwingung einer gefederten Masse unterdrückt wird.
Eine Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse zur Regelung von an Rädern zu erzeugenden Antriebskräften ist bekannt, um dadurch eine Schwingung eines Fahrzeugaufbaus, insbesondere eine Schwingung der gefederten Masse, zu unterdrücken. Zum Beispiel wird in einer in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2012-47553 A vorgeschlagenen Vorrichtung die Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage einer Änderung einer durch einen Radumfangsgeschwindigkeitssensor erfassten Radumfangsgeschwindigkeit geschätzt, und ein Drehmoment eines Motors, der eine Fahrantriebsquelle eines Elektrofahrzeugs ist, wird so berechnet, dass die Schwingung der gefederten Masse unterdrückt wird.
Jedoch wird die Änderung der durch den Radumfangsgeschwindigkeitssensor erfassten Radumfangsgeschwindigkeit nicht nur durch Unregelmäßigkeiten einer Straßenoberfläche, sondern auch durch eine Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit verursacht. In diesem Fall verringert sich eine Schätzgenauigkeit der durch die Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche erzeugten Schwingung der gefederten Masse, und es kann im Gegenteil eine ungeeignete Antriebskraftregelung durchgeführt werden.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei ferner auf die US 2015 / 0046034 A1 verwiesen, die als nächstliegender Stand der Technik erachtet wird und in der eine Fahrzeugregelungsvorrichtung und ein Fahrzeugregelungsverfahren („vehicle control device, and vehicle control method“) offenbart sind.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das oben genannte Problem zu lösen, und es ist ihre Aufgabe, die Ausführung einer ungeeigneten Antriebskraftregelung in einer Antriebskraft-Regelungsvorrichtung zu verhindern, die ausgelegt ist, um eine auf der Grundlage von Radumfangsgeschwindigkeiten geschätzte Schwingung einer gefederten Masse zu unterdrücken.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2 bzw. 3 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Unteranspruch definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, dass das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel so ausgelegt ist, dass es verhindert, dass die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu der Soll-Antriebskraft addiert wird, wenn der Fehleranzeigewert über einem Schwellenwert liegt. Alternativ ist es vorteilhaft, dass das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel so ausgelegt ist, dass es die zu der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft zu addierende Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft so korrigiert, dass die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft mit zunehmendem Fehleranzeigewert abnimmt.
Die Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Regelung der an dem Rad zu erzeugenden Antriebskraft, und zwar derart, dass die in der Nickrichtung des Fahrzeugaufbaus erzeugte Schwingung der gefederten Masse, das heißt eine Nickschwingung, unterdrückt werden kann, und umfasst das Radumfangsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel, das Mittel zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse, das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel, das Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittel, das Antriebskraftregelungsmittel, das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel und das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel.
Das Radumfangsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel ist ausgelegt, um die Radumfangsgeschwindigkeit zu erfassen. Zum Beispiel ist das Radumfangsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel ein Radumfangsgeschwindigkeitssensor mit einem Sensorhauptkörperabschnitt, der auf einer Fahrzeugaufbauseite befestigt ist, und einem Rotorabschnitt, der auf einer Radseite befestigt ist, und ist ausgelegt, um die Radumfangsgeschwindigkeit auf der Grundlage einer Änderung einer Relativposition in einer Drehrichtung des Rotorabschnitts bezüglich des Sensorhauptkörperabschnitts zu erfassen. Wenn das Rad eine Einkopplung von der Straßenoberfläche aufnimmt, ändert sich die Radumfangsgeschwindigkeit. Somit schätzt das Mittel zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse die aufgrund der Einkopplung von der Straßenoberfläche in der Nickrichtung des Fahrzeugaufbaus erzeugte Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage die Radumfangsgeschwindigkeit.
Das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel ist ausgelegt, um die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zum Unterdrücken der geschätzten Schwingung der gefederten Masse zu berechnen. Zum Beispiel ist das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel ausgelegt, um die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu berechnen, die in eine Richtung einer Beschleunigung des Fahrzeugs wirkt, wenn der Fahrzeugaufbau eine Nickbewegung in einer Frontabwärtsrichtung durchführt, und umgekehrt, um die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu berechnen, die in eine Richtung einer Beschleunigung des Fahrzeugs wirkt, wenn der Fahrzeugaufbau eine Nickbewegung in einer Frontabwärtsrichtung durchführt.
Das Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittel ist ausgelegt, um die durch Addieren der Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft, die in Abhängigkeit von der vom Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung eingestellt wird, ermittelte Soll-Antriebskraft zu berechnen. Das Antriebskraftregelungsmittel ist ausgelegt, um die an dem Rad zu erzeugende Antriebskraft in Übereinstimmung mit der Soll-Antriebskraft zu regeln. Auf diese Weise wird die Schwingung in der Nickrichtung des Fahrzeugaufbaus unterdrückt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zum Schätzen der in der Nickrichtung des Fahrzeugaufbaus aufgrund der Einkopplung von der Straßenoberfläche erzeugten Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage die Radumfangsgeschwindigkeiten , wenn die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit schwankt, eine durch die Schwankung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit verursachte Komponente der Radumfangsgeschwindigkeit überlagert, so dass die Schätzung der Schwingung der gefederten Masse durch das Mittel zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse ungenau werden kann.
Somit ist das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel ausgelegt, um auf der Grundlage der vom Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung den Fehleranzeigewert, der den Betrag des Fehlers repräsentiert, der bei der Schätzung der Schwingung der gefederten Masse auftritt und durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugt wird, zu berechnen. Die vom Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung kann zum Beispiel durch eine vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnet werden, die auf der Grundlage eines Beschleunigerbetätigungsbetrags berechnet wird. Wenn die vom Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung stabil ist, ist die Änderung in der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit klein, und der bei der Schätzung der Schwingung der gefederten Masse auftretende Fehler somit klein. Umgekehrt ist, wenn sich die vom Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung stark ändert, die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit groß und der bei der Schätzung der Schwingung der gefederten Masse auftretende Fehler somit groß.
Das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel ist ausgelegt, um die zu der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft zu addierende Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft auf der Grundlage der Fehleranzeigewert in einem Fall zu verringern, in dem der Fehleranzeigewert groß ist im Vergleich zu einem Fall, in dem der Fehleranzeigewert klein ist. Zum Beispiel verhindert das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel, wenn der Fehleranzeigewert größer als der Schwellenwert ist, dass die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu der Soll-Antriebskraft addiert wird. Alternativ korrigiert das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel die zu der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft zu addierende Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft so, dass die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft mit zunehmendem Fehleranzeigewert abnimmt. Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung in der Antriebskraft-Regelungsvorrichtung, die ausgelegt ist, um die auf der Grundlage der Radumfangsgeschwindigkeiten geschätzte Schwingung der gefederten Masse zu unterdrücken, die Ausführung einer ungeeigneten Antriebskraftregelung verhindert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft, deren Betrag proportional zu der durch das Mittel zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse berechneten Nickrate des Fahrzeugaufbaus ist, berechnet, so dass die Nickschwingung des Fahrzeugaufbaus in geeigneter Weise verhindert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel ausgelegt, um einen Wert zu integrierender die von dem Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung repräsentiert, und dadurch einen Wert zu berechnen, der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, und um eine durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugte Nickrate des Fahrzeugaufbaus auf der Grundlage eines Werts, der der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, als den Fehleranzeigewert zu berechnen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Nickrate als der Fehleranzeigewert verwendet. Somit kann der in der Schätzung der Schwingung der gefederten Masse enthaltene Fehler in geeigneter Weise geschätzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Fehleranzeigewert durch Multiplizieren des Betrags der Änderungskomponente des Werts, der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, mit der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung, die mit zunehmender Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit abnimmt, berechnet. Der Grund für diese Einstellung der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung ist der, dass das Verhältnis der Nickschwingungskomponente zur Schwingung des Fahrzeugaufbaus mit zunehmender Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit abnimmt. Dadurch kann der Fehleranzeigewert berechnet werden, während gleichzeitig eine Rechenlast verringert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Mittel zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse ausgelegt, um die Nickrate des Fahrzeugaufbaus als die Schwingung der gefederten Masse zu berechnen. Das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel umfasst das erste Niveau-Erfassungsmittel, das zweite Niveau-Erfassungsmittel und das SN-Verhältnis-Berechnungsmittel. Das erste Niveau-Erfassungsmittel ist ausgelegt, um das Niveau der durch das Mittel zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse berechneten Nickrate zu erfassen. Das zweite Niveau-Erfassungsmittel ist ausgelegt, um den Wert zu integrieren, der die vom Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung repräsentiert, und dadurch den Wert zu berechnen, der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, um auf der Grundlage des berechneten Werts, der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, die durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugte Nickrate des Fahrzeugaufbaus zu berechnen, und um das Niveau der berechneten Nickrate zu erfassen. Als die Niveaus der zwei Nickraten können zum Beispiel Werte verwendet werden, die durch Hüllkurvengleichrichtungs-Erfassungssignale der jeweiligen Nickraten repräsentiert sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das SN-Verhältnis-Berechnungsmittel ausgelegt, um auf der Grundlage des ersten Werts, der das Niveau der durch das erste Niveau-Erfassungsmittel erfassten Nickrate repräsentiert, und des zweiten Werts, der das Niveau der durch das zweite Niveau-Erfassungsmittel erfassten Nickrate repräsentiert, das SN-Verhältnis zu berechnen. Das S/N-Verhältnis wird durch Dividieren des durch Subtraktion des zweiten Werts von dem ersten Wert ermittelten Werts durch den zweiten Wert ermittelt.
Somit ist das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel ausgelegt, um den Fehleranzeigewert, der dem SN-Verhältnis entspricht, durch diese Berechnung des SN-Verhältnisses zu ermitteln. In diesem Fall kann der Fehler so geschätzt werden, dass er umso Größer wird, je kleiner der Fehleranzeige- (das SN-Verhältnis-) Wert wird. Dadurch kann gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Betrag des Fehlers, der bei der durch das Mittel zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse berechneten Nickrate auftritt, in geeigneterer Weise geschätzt werden.

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugs, in dem eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
2 ist ein funktionales Blockdiagramm einer Soll-Antriebskraft-Berechnungseinheit.
3A und 3B sind Diagramme zum Darstellen eines dynamischen Modells der Fahrzeugkinetik.
4A und 4B sind Diagramme zum Darstellen eine Einflussbetrags einer Nickbewegung um den Schwerpunkt eines Fahrzeugaufbaus, die ein Element ist, das eine Radumfangsgeschwindigkeit beeinflusst.
5 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Einflussbetrags einer Aufhängungsgeometrie, die ein Element ist, das die Radumfangsgeschwindigkeit beeinflusst.
6A und 6B sind Diagramme zum Darstellen eines Einflussbetrags einer Radrollradiusänderung, die ein Element ist, das die Radumfangsgeschwindigkeit beeinflusst.
7 ist ein Diagramm zum Darstellen einer Funktion einer ersten Einheit zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse in Form von Regelungsblöcken.
8 ist ein funktionales Blockdiagramm zum Darstellen eines Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittels gemäß einer ersten modifizierten Ausführungsform.
9 ist eine Wellenformkennlinie zum Zeigen eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals einer ersten Niveau-Erfassungseinheit.
10 ist eine Wellenformkennlinie zum Zeigen eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals einer zweiten Niveau-Erfassungseinheit.
11 ist eine Wellenformkennlinie zum Zeigen von Hüllkurvengleichrichtungs-Erfassungssignalen, die einer SN-Verhältnis-Berechnungseinheit zugeführt werden.
12 ist eine Kennlinie zum Zeigen eines Übergangs eines SN-Verhältnisses.
13 ist ein funktionales Blockdiagramm zum Darstellen einer zweiten Einheit zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse gemäß einer zweiten modifizierten Ausführungsform.

Nachfolgend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung einer Konfiguration eines Fahrzeugs, in dem eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
Das Fahrzeug 1 umfasst ein linkes Vorderrad 10FL, ein rechtes Vorderrad 10FR, ein linkes Hinterrad 10RL und ein rechtes Hinterrad 10RR. Das linke Vorderrad 10FL, das rechte Vorderrad 10FR, das linke Hinterrad 10RL und das rechte Hinterrad 10RR sind über unabhängige Aufhängungen 20FL, 20FR, 20RL bzw. 20RR an einem Fahrzeugaufbau 2 aufgehängt.
Die Aufhängungen 20FL, 20FR, 20RL und 20RR umfassen Aufhängungsarme (Verbindungsmechanismen) zur Verbindung des Fahrzeugaufbaus 2 mit den Rädern 10FL, 10FR, 10RL bzw. 10RR, Aufhängungsfedern zum Stützen von Lasten in der vertikalen Richtung und zum Absorbieren von Stößen, und Stoßdämpfer zum Dämpfen von Schwingungen einer gefederten Masse (Fahrzeugaufbau 2). Eine wohl bekannte Einzelradaufhängung wie etwa eine Wishbone-Aufhängung oder eine Federbein-Aufhängung können als die Aufhängungen 20FL, 20FR, 20RL und 20RR verwendet werden.
Nachfolgend sind, wenn es sich um kein bestimmtes der jeweiligen Räder 10FL, 10FR, 10RL und 10RR und/oder keine bestimmte der jeweiligen Aufhängungen 20FL, 20FR, 20RL und 20RR handelt, die Räder und die Aufhängungen zusammenfassend als Rad 10 bzw. Aufhängung 20 bezeichnet. Ferner sind die Räder 10FL und 10FR als Vorderräder 10F bezeichnet, und die Räder 10RL und 10RR sind als Hinterräder10R bezeichnet. Ferner sind die Aufhängungen 20FL und 20FR als vordere Aufhängungen 20F bezeichnet, und die Aufhängungen 20RL und 20RR sind als hintere Aufhängungen 20R bezeichnet.
Das Fahrzeug 1 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Fahrzeug mit Heckantrieb und umfasst einen Motor 30 als Fahrantriebsquelle. Als der Motor 30 kann ein Gasmotor, ein Dieselmotor oder dergleichen verwendet werden. Das Fahrzeug 1 kann ein Elektrofahrzeug mit einem Elektromotor statt des Motors als der Fahrantriebsquelle, ein Hybridfahrzeug mit einer Kombination aus dem Motor und dem Elektromotor oder dergleichen sein. Ferner ist das Fahrzeug 1 nicht auf ein Fahrzeug mit Heckantrieb beschränkt, sondern kann auch ein Fahrzeug mit Frontantrieb oder ein Fahrzeug mit Allradantrieb sein.
Nachfolgend ist eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit dem Motor 30 als der Fahrantriebsquelle beschrieben, jedoch kann in dieser Beschreibung der Ausdruck Motor 30 durch den Ausdruck Fahrantriebsquelle ersetzt werden. Ferner kann ein den Motor 30 betreffender Sensor, ein durch den Sensor erfasster Sensorwert, ein Aktor zum Betreiben des Motors und dergleichen durch die Ausdrücke ein die Fahrantriebsquelle statt den Motor 30 betreffenden Sensor, ein durch den die Fahrantriebsquelle betreffenden Sensor erfasster Sensorwert und ein Aktor zum Betreiben der Fahrantriebsquelle ersetzt werden.
Ein Antriebsmoment des Motors 30 wird über ein Getriebe 31 auf eine Gelenkwelle 32 übertragen. Das Drehmoment der Gelenkwelle 32 wird über eine Differentialvorrichtung 33 und Antriebswellen 34L und 34R auf die Hinterräder10RL und 10RR übertragen.
Der Motor 30 ist mit einer elektrischen Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (ECU) 50 verbunden. Die ECU 50 umfasst einen Mikrocomputer als eine Hauptkomponente. In dieser Beschreibung umfasst der Mikrocomputer eine CPU und Speichervorrichtungen, z. B. einen ROM und einen RAM.
Mit der ECU 50 sind eine Gaspedalsensor 61, Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62FL, 62FR, 62RL und 62RR und eine Motorzustandssensor 63 verbunden. Der Gaspedalsensor 61 ist ausgelegt, um einen Beschleunigerbetätigungsbetrag, der ein Betrag einer Niederdrückbetätigung ist, und einer Zurücknahmebetätigung des Gaspedals durch den Fahrer ist, zu erfassen, und ein Erfassungssignal, das den Beschleunigerbetätigungsbetrag repräsentiert, an die ECU 50 auszugeben. Die Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62FL, 62FR, 62RL und 62RR sind an den Rädern 10FL, 10FR, 10RL bzw. 10RR angeordnet und sind ausgelegt, um die jeweiligen Radumfangsgeschwindigkeiten zu erfassen und Erfassungssignale, die die jeweiligen Radumfangsgeschwindigkeiten repräsentieren, an die ECU 50 auszugeben. Die vier Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62FL, 62FR, 62RL und 62RR sind nachfolgend zusammenfassend als Radumfangsgeschwindigkeitssensor 62 bezeichnet.
Der Radumfangsgeschwindigkeitssensor 62 umfasst zum Beispiel einen Sensorhauptkörperabschnitt, der auf einer Fahrzeugaufbauseite (Träger zum drehbaren Stützen des Rades) befestigt ist, und einen Rotorabschnitt, der an dem Rad 10 befestigt ist und ausgelegt ist, um sich gemeinsam mit dem Rad 10 zu drehen (magnetischer Rotor gemäß dieser Ausführungsform), die nicht dargestellt sind. Der Radumfangsgeschwindigkeitssensor 62 verwendet den Sensorhauptkörperabschnitt, um eine Änderung eines durch magnetische Pole (N- und S-Pol), die auf einem Umfang des Rotorabschnitts angeordnet sind, erzeugtes Magnetfeld zu erfassen. Der Radumfangsgeschwindigkeitssensor 62 ist ausgelegt, um eine Änderung einer Relativposition (Relativwinkel) in einer Drehrichtung des Rotorabschnitts bezüglich des Sensorhauptkörperabschnitts auf der Grundlage der Änderung des Magnetfelds zu erfassen und dadurch die Drehzahl (Radwinkelgeschwindigkeit) des Rads 10 auf der Grundlage eines Änderungsbetrags des Relativwinkels pro Zeiteinheit zu erfassen. Die Radumfangsgeschwindigkeit (m/s) wird durch Multiplizieren der Radwinkelgeschwindigkeit (rad/s) mit dem Reifenabrollradius ermittelt. Daher sind die Radumfangsgeschwindigkeit und die Radwinkelgeschwindigkeit zueinander proportional, so dass nachfolgend der Ausdruck der Radumfangsgeschwindigkeit die Radwinkelgeschwindigkeit implizieren kann.
Der Motorzustandssensor 63 umfasst mehrere Sensoren, um Zustände des Motors 30 und des Getriebes 31 zu erfassen und um jeweils Erfassungssignale, die erfasste Erfassungswerte repräsentieren, an die ECU 50 auszugeben. Zum Beispiel ist der Motorzustandssensor 63 ist ausgelegt, um eine Motordrehzahl, eine Kühlmitteltemperatur, eine Ansauglufttemperatur, einen Ansaugluftdruck, den Atmosphärendruck, einen Drosselöffnungsgrad, eine Schaltgetriebeposition und dergleichen zu erfassen.
Die ECU 50 ist ausgelegt, um Aktoren (nicht gezeigt) auf der Grundlage der von diesen Sensoren ausgegebenen Erfassungssignale zu betätigen und dadurch das Antriebsmoment des Motors 30 einzustellen.
Das Fahrzeug 1 umfasst eine Lenkvorrichtung zum Einstellen eines Lenkwinkels von gelenkten Rädern, und eine Bremsvorrichtung zum Erzeugen von Reibungsbremskräften an den Rädern. Jedoch betreffen die Lenkvorrichtung und die Bremsvorrichtung nicht direkt die vorliegende Erfindung, so dass sie in dieser Beschreibung und den Zeichnungen nicht beschrieben sind.
Nachfolgend ist eine von der ECU 50 ausgeführten Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse beschrieben. Wenn durch Unregelmäßigkeiten einer Straßenoberfläche und dergleichen während der Fahrt des Fahrzeugs 1 eine Störung auf die Räder 10 wirkt, wird die Störung über die Aufhängungen 20 auf den Fahrzeugaufbau 2 übertragen. Dadurch schwingt der Fahrzeugaufbau 2 mit einer Frequenz in der Nähe einer Resonanzfrequenz der gefederten Masse (z. B. 1,5 Hz). Diese Schwingung des Fahrzeugaufbaus 2 ist als Schwingung der gefederten Masse bezeichnet. Die Schwingung der gefederten Masse umfasst eine vertikale Komponente (z-Komponente) am Schwerpunkt des Fahrzeugs (nachfolgend als Auf-und-ab-Schwingung bezeichnet) und eine Komponente in einer Nickrichtung (θ-Richtung) um eine Querachse, die durch den Schwerpunkt des Fahrzeugs führt (nachfolgend als Nickschwingung bezeichnet).
Für die Nickschwingung kann eine Kraft an dem Fahrzeugaufbau 2 in eine Richtung erzeugt werden, in der die Nickschwingung unterdrückt wird, indem sie das Antriebsmoment (die an den Rädern erzeugten Antriebskräfte) des Motors 30 synchron mit der Nickschwingung ändert. Somit ist die ECU 50 so ausgelegt, dass sie einen Wert, der durch Addieren einer Nickunterdrückungs-Antriebskraft, die eine Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zum Unterdrücken der Nickschwingung ist, zu einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft gewonnen wird, auf eine Soll-Antriebskraft einstellt. Die ECU 50 regelt dann das Antriebsmoment des Motors 30 so, dass die Räder 10 die Soll-Antriebskraft erzeugen. Die vom Fahrer angeforderte Antriebskraft repräsentiert eine Kraft, die von dem Fahrer benötigt wird, um das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Nickunterdrückungs-Antriebskraft auf der Grundlage der durch die Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62 erfassten Radumfangsgeschwindigkeiten berechnet. Jedoch kann, wie es weiter unten beschrieben ist, wenn die Radumfangsgeschwindigkeit eine Schwankungskomponente der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit enthält, die Nickunterdrückungs-Antriebskraft nicht in geeigneter Weise berechnet werden. Daher berechnet die ECU 50, wenn die Nickunterdrückungs-Antriebskraft berechnet wird, einen Fehleranzeigewert, der den Betrag des Fehlers repräsentiert, der bei der Schätzung der Schwingung der gefederten Masse auftritt und durch eine Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugt wird, und hebt die Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse unter Verwendung die Nickunterdrückungs-Antriebskraft auf oder korrigiert den Regelungsbetrag der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage des Fehleranzeigewerts.
2 ist eine Darstellung von funktionalen Blöcken eines Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittels 100 zum Berechnen der Soll-Antriebskraft. Die jeweiligen Blöcke des Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittels 100 sind durch die CPU des Mikrocomputers implementiert, der in der ECU 50 angeordnet ist, die in dem ROM gespeicherte Anweisungen (Programme) ausführt.
Das Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittel 100 umfasst eine Einheit 110 zum Berechnen einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft, eine Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse, und eine Additionseinheit 130. Die Einheit 110 zum Berechnen einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft ist ausgelegt, um die vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Grundlage des durch den Gaspedalsensor 61 erfassten Beschleunigerbetätigungsbetrags, der die vom Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung repräsentiert, zu berechnen. Zum Beispiel speichert die Einheit 110 zum Berechnen einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft eine Karte der vom Fahrer angeforderten Antriebskräfte, um eine vom Fahrer angeforderte Antriebskraft, die mit zunehmendem Beschleunigerbetätigungsbetrag zunimmt, einzustellen und ist ausgelegt, um diese Karte der vom Fahrer angeforderten Antriebskräfte zu verwenden, um die vom Fahrer angeforderte Antriebskraft einzustellen.
Die Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse ist ausgelegt, um die Nickunterdrückungs-Antriebskraft zu berechnen, die die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zum Unterdrücken der Nickschwingung des Fahrzeugaufbaus 2 ist. Die durch die Einheit 110 zum Berechnen einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnete, vom Fahrer angeforderte Antriebskraft und die durch die Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse berechnete Nickunterdrückungs-Antriebskraft werden der Additionseinheit 130 zugeführt, und die Additionseinheit 130 stellt die Summe aus der Nickunterdrückungs-Antriebskraft und der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft auf die Soll-Antriebskraft ein.
Nachfolgend ist die Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse beschrieben. Die Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse umfasst eine erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse, eine Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122, eine Einstelleinheit 123, eine Integrationseinheit 124, eine zweite Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse und eine Bestimmungseinheit 126.
Die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ist ausgelegt, um auf der Grundlage der durch die Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62 erfassten Radumfangsgeschwindigkeiten (Änderungen der Radumfangsgeschwindigkeiten) die in dem Fahrzeugaufbau 2 in der Nickrichtung aufgrund der Einkopplungen von der Straßenoberfläche erzeugte Schwingung der gefederten Masse (Nickschwingung) zu schätzen. Die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ist ausgelegt, um die Nickrate, die eine Ableitung dθ/dt eines Nickwinkels θ des Fahrzeugaufbaus ist, als einen Wert, der die Schwingung der gefederten Masse repräsentiert, zu berechnen. Ein Berechnungsverfahren für die Nickrate ist weiter unten ausführlich beschrieben.
Die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122 ist ausgelegt, um die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft, die eine Antriebskraft ist, die in eine Richtung wirkt, in der die Nickrate verringert wird, auf der Grundlage der durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse berechneten Nickrate zu berechnen. Die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft wird auf einen Betrag proportional zur durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse berechnet Nickrate eingestellt. Zum Beispiel berechnet die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122, in einem Fall, in dem die Nickrate als ein positiver Wert repräsentiert ist, d. h. wenn der Nickwinkel in einer Abwärtsrichtung der Front des Fahrzeugaufbaus 2 zunimmt, und die Nickrate als ein negativer Wert repräsentiert ist, d. h. wenn der Nickwinkel in einer Aufwärtsrichtung der Front des Fahrzeugaufbaus 2 abnimmt, die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft durch Multiplizieren der Nickrate mit einer positiven Verstärkung α.
Somit wird, wenn der Fahrzeugaufbau 2 in der Abwärtsrichtung der Front nickt, die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft in Richtung einer Beschleunigung des Fahrzeugs berechnet. Dadurch kann ein Nickmoment auf den Fahrzeugaufbau 2 ausgeübt werden, so dass der Fahrzeugaufbau 2 in der Aufwärtsrichtung der Front nickt, und die Nickrate des Fahrzeugaufbaus 2 kann verringert werden, das heißt die Nickschwingung kann verhindert werden. Ebenso wird, wenn der Fahrzeugaufbau 2 in der Aufwärtsrichtung der Front nickt, die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft in Richtung einer Verzögerung des Fahrzeugs berechnet. Dadurch kann ein Nickmoment auf den Fahrzeugaufbau 2 ausgeübt werden, so dass der Fahrzeugaufbau 2 eine Nickbewegung in der Abwärtsrichtung der Front ausführt. Das oben genannte Nickmoment wird mit einem Betrag erzeugt, der proportional zu der Verstärkung α ist, so dass eine Verstärkung α, die die Nickschwingung minimal unterdrückt, im Voraus eingestellt wird.
Die Einstelleinheit 123 ist ein Schalter zum Unterbrechen der durch die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122 berechneten Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft und stoppt die Ausgabe der Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu der Additionseinheit 130, während ein Unterbrechungsbefehl von der Bestimmungseinheit 126 ausgegeben wird, die weiter unten beschrieben ist. Die Ausgabe der Einstelleinheit 123 entspricht der Ausgabe der Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse (insbesondere die Nickunterdrückungs-Antriebskraft). Somit ist, wenn der Unterbrechungsbefehl von der Bestimmungseinheit 126 ausgegeben wird, die Nickunterdrückungs-Antriebskraft null, und die Soll-Antriebskraft ist gleich der vom Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung. Dadurch ist die Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse vorübergehend gestoppt. Ferner gibt die Einstelleinheit 123, wenn der Unterbrechungsbefehl nicht von der Bestimmungseinheit 126 ausgegeben wird, die durch die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122 berechnete Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft als die Nickunterdrückungs-Antriebskraft aus. Somit ist die Soll-Antriebskraft die Summe aus der Nickunterdrückungs-Antriebskraft (Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft) und der vom Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung. Auf diese Weise ist die Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse implementiert.
Die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ist ausgelegt, um die Nickrate des Fahrzeugaufbaus 2 auf der Grundlage der Radumfangsgeschwindigkeiten zu berechnen, und die Nickrate wird unter der Annahme berechnet, dass die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit konstant ist, wie es weiter unten beschrieben ist. Somit wird, wenn die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit schwankt, eine durch die Schwankung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit verursachte Komponente den Radumfangsgeschwindigkeiten überlagert, so dass keine geeignete Nickrate berechnet werde kann. Somit sind, um die Stärke eines Rauschens (Fehlers) zu schätzen, das in der Schätzung der Schwingung der gefederten Masse enthalten ist und durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugt wird, die Integrationseinheit 124 und die zweite Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse in der Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse angeordnet. Ferner ist auch die Bestimmungseinheit 126, die ausgelegt ist, um den Unterbrechungsbefehl an die Einstelleinheit 123 auszugeben, wenn das in der Schätzung der Schwingung der gefederten Masse enthaltene Rauschen stärker als ein Schwellenwert ist, in der Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse angeordnet.
Nachfolgend ist die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ausführlich beschrieben. Die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ist ausgelegt, um eine vorbestimmt inverse Matrix auf die durch die Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62 erfassten Radumfangsgeschwindigkeiten anzuwenden und dadurch Schätzwerte der Straßenoberflächeneinkopplungen auf die Räder 10 zu schätzen, und um eine Matrix eines Modells der Fahrzeugkinetik auf die berechneten Schätzwerte der Straßenoberflächeneinkopplungen anzuwenden und dadurch einen Schätzwert eines Fahrzeugaufbauzustandsbetrags zu berechnen. Hier ist die vorbestimmte inverse Matrix eine inverse Matrix aus einem Produkt einer Matrix eines Modells der Fahrzeugkinetik, die ein dynamisches Modell der Kinetik des Fahrzeugs repräsentiert, und einer Matrix eines Modells von Einflusselementen auf die Radumfangsgeschwindigkeit, die ein Modell von Einflusselementen auf die Radumfangsgeschwindigkeit, die Elemente enthält, die die Radumfangsgeschwindigkeiten beeinflussen, repräsentiert.
Nachfolgend ist zuerst ein dynamisches Modell der Fahrzeugkinetik beschrieben. 3A und 3B sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels des dynamischen Modells der Fahrzeugkinetik des Fahrzeugs, das in der ersten Einheit zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse verwendet wird.
Die Auf-und-ab-Schwingung (Schwingung in der Auf-und-ab-Richtung) des Schwerpunkts Cg des Fahrzeugaufbaus 2 in der Vertikalrichtung (z-Richtung) und die Nickschwingung (Schwingung in einer Nickrichtung) des Fahrzeugaufbaus 2 in einer Nickrichtung (θ-Richtung) um den Schwerpunkt sind so definiert, wie es in 3A gezeigt ist. Dieses Modell ist ein Zwei-Räder-Modell unter Verwendung des Vorderrads 10F und des Hinterrads 10R, um die Räder zu repräsentieren. Die Formelzeichen z_wf und z_wr repräsentieren Straßenoberflächeneinkopplungen von einer Straßenoberfläche RS auf das Vorderrad 10F und das Hinterrad 10R und sind insbesondere Auslenkungen der Straßenoberfläche RS in der z-Richtung.
Wie es in 3B gezeigt ist, geht das dynamische Modell der Fahrzeugkinetik in der Auf-und-ab-Richtung oder der Nickrichtung des Fahrzeugaufbaus 2 zum Beispiel davon aus, dass der Fahrzeugaufbau 2 ein starrer Körper S mit einer Masse M_b und einem Trägheitsmoment I_p ist, und der starre Körper S durch eine Vorderradaufhängung 20F, die einen Elastizitätsmodul ksf und einen Dämpfungsfaktor c_sf besitzt, und eine Hinterradaufhängung 20R, die einen Elastizitätsmodul ksr und einen Dämpfungsfaktor c_sr (Modell der Schwingung der gefederten Masse des Fahrzeugaufbaus 2) besitzt, gestützt wird. Das Formelzeichen r bezeichnet den Radius des Rads. Das Formelzeichen h bezeichnet die Höhe des Schwerpunkts Cg über der Straßenoberfläche. Die Formelzeichen L_f und L_r bezeichnen Abstände vom Schwerpunkt Cg zu einer Vorderachse bzw. einer Hinterachse. Das Formelzeichen T bezeichnet ein auf das Hinterrad ausgeübtes Antriebsmoment. In diesem Fall kann eine Bewegungsgleichung in der Auf-und-ab-Richtung (dynamisch-kinetisches Modell in der Auf-und-ab-Richtung) und eine Bewegungsgleichung in der Nickrichtung (dynamisch-kinetisches Modell in der Nickrichtung) des Schwerpunkts Cg des Fahrzeugaufbaus 2 durch den Ausdruck 1 beschrieben werden. $\begin{array}{l} M_{b} {\ddot{z}}_{b} & = 2 F_{z f} + 2 F_{z r} \\ I_{p} {\ddot{θ}}_{p} & = - 2 F_{z f} L_{f} + 2 F_{z r} L_{r} \\ F_{z f} & = k_{s f} z_{s f} + c_{s f} {\dot{z}}_{s f} \\ F_{z r} & = k_{s r} z_{s r} + c_{s r} {\dot{z}}_{s r} \end{array}$
In Ausdruck (1) bezeichnet z_b die Koordinate in der z-Richtung des Schwerpunkts Cg, z_sf und z_sr bezeichnen die Koordinaten in der z-Richtung der Mittelpunkte der Räder 10F bzw. 10R, und F_zf und F_zr bezeichnen Kräfte, die von der Straßenoberfläche auf die Räder 10F bzw. 10R wirken. Das Formelzeichen θ_p bezeichnet einen Nickwinkel des Fahrzeugaufbaus 2 um den Schwerpunkt. Die Formelzeichen z_sf, z_sr, z_bf und z_br können durch Ausdruck (2) beschrieben werden. Die Formelzeichen z_bf und z_br sind Koordinaten von Linien an der Vorderachse bzw. der Hinterachse, die durch den Schwerpunkt Cg führen und parallel zu der Längsrichtung des Fahrzeugs 1 sind. $\begin{array}{l} z_{s f} & = z_{w f} - z_{b f} \\ z_{s r} & = z_{w r} - z_{b r} \\ z_{b f} & = z_{b} - θ_{p} L_{f} \\ z_{b r} & = z_{b} + θ_{p} L_{r} \end{array}$
Hier können die Nickrate dθ/dt, die der Fahrzeugaufbauzustandsbetrag ist, und die Zustandsvariable F_zf, F_zr, dz_sf/dt und dz_sr/dt durch Verwenden von z_wf , z_wr und einer vorbestimmten Matrix A(t) repräsentiert werden, und die Laplace-Transformation dieses Ausdrucks kann durch den Ausdruck (3) beschrieben werden. Hier ist s=jω. $(\begin{array}{l} θ \\ F_{z f} \\ F_{z r} \\ z_{s f} \\ z_{s r} \end{array}) = A (s) (\begin{matrix} z_{w f} \\ z_{w r} \end{matrix})$
Eine Matrix A(s) ist eine 5×2-Matrix. Die Matrix A(s) kann als Ausdruck (6) unter Verwendung von T_f und T_r gemäß Ausdruck (4) und den Matrizen A1, B1, C1, D1, E1 und F1 gemäß Ausdruck (5) repräsentiert sein. Werte dθ/dt, dz_sf/dt und dz_sr/dt werden durch die Laplace-Transformation zu θs, z_sfs bzw. z_srs transformiert, und in Ausdruck (4) ist s in der Matrix A(s) enthalten. Die Matrix A(s) ist nachfolgend als Matrix A abgekürzt. $\begin{matrix} T_{f} & = k_{s f} + c_{s f} s \\ T_{r} & = k_{s r} + c_{s r} s \end{matrix}$
$\begin{matrix} A 1 = [- 2 T_{f} L_{f} + 2 T_{r} L_{r} 2 T_{r} L_{r} I_{p} s^{2} + 2 T_{f} L_{f}^{2} + 2 T_{r} L_{r}^{2}], & C 1 = [\begin{matrix} - T_{f} & T_{f} L_{f} \\ - T_{r} & - T_{r} L_{r} \end{matrix}], & E 1 = [\begin{matrix} - 1 & L_{f} \\ - 1 & - L_{r} \end{matrix}], \\ B 1 = [\begin{matrix} - 2 T_{f} L_{f} & 2 T_{r} L_{r} \end{matrix}], & D 1 = [\begin{matrix} T_{f} \\ T_{r} \end{matrix}], & F 1 = [\begin{matrix} 1 \\ 1 \end{matrix}] \end{matrix}$
$A (s) = [\begin{matrix} A 1^{T} B 1 \\ C 1 A 1^{T} B 1 + D 1 \\ E 1 A 1^{T} B 1 + F 1 \end{matrix}]$
Die Matrix A ist eine Matrix eines Modells der Fahrzeugkinetik, die das dynamische Modell der Fahrzeugkinetik repräsentiert, und kann auf die Straßenoberflächeneinkopplungen angewendet werden, um der Fahrzeugaufbauzustandsbetrag (siehe Ausdruck (3)) zu berechnen.
Nachfolgend ist das Modell von Einflusselementen auf die Radumfangsgeschwindigkeit beschrieben. Der Radumfangsgeschwindigkeitssensor 62 umfasst den Sensorhauptkörperabschnitt, der an der Fahrzeugaufbau 2 (Träger, der ausgelegt ist, um das Rad drehend zu stützen), befestigt ist, und den Rotorabschnitt, der an dem Rad 10 befestigt und ausgelegt ist, um sich mit dem Rad 10 zu drehen (zum Beispiel ein magnetischer Rotor), die weithin bekannt und somit nicht gezeigt sind. Der Radumfangsgeschwindigkeitssensor 62 ist ausgelegt, um die Radumfangsgeschwindigkeit auf der Grundlage der Änderung der Relativposition (des Relativwinkels) in der Drehrichtung des Rotorabschnitts bezüglich des Sensorhauptkörperabschnitts zu erfassen. Somit ändert sich, wenn der Fahrzeugaufbau 2 um den Schwerpunkt nickt, die Relativposition in der Drehrichtung zwischen dem Sensorhauptkörperabschnitt und dem Rotorabschnitt. Ferner wird, wenn sich eine vertikale Position des Rads 10 bezüglich des Fahrzeugaufbaus 2 ändert, das Rad 10 durch die Aufhängungsgeometrie in eine Längsrichtung bewegt (das Rad 10 wird durch einen Aufhängungsverbindungsmechanismus geschwenkt, so dass sich das Rad 10 in der Längsrichtung bewegt) und die Relativposition in der Drehrichtung zwischen dem Sensorhauptkörperabschnitt und dem Rotorabschnitt geändert. Ferner ändert sich, wenn sich eine vertikale Last, die auf das Rad 10 wirkt, ändert, ein Radius einer dynamischen Last eines Reifens und somit die Drehzahl des Rads.
Somit sind als Elemente, die die Radumfangsgeschwindigkeit beeinflussen (Elemente die die Radumfangsgeschwindigkeit ändern), drei Radumfangsgeschwindigkeits-Beeinflussungselemente denkbar, insbesondere

1. ein Einfluss der Nickbewegung um den Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus,
2. ein Einfluss der Aufhängungsgeometrie, und
3. ein Einfluss der Radrollradiusänderung.

Nachfolgend ist ein Modell für einen Fall beschrieben, der diese drei Radumfangsgeschwindigkeits-Beeinflussungselemente umfasst.
4A und 4B sind Diagramme zum Darstellen eines Einflussbetrags der Nickbewegung um den Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus, die das Element ist, das die Radumfangsgeschwindigkeit beeinflusst. Wie es in 4A und 4B gezeigt ist, wird, wenn der Fahrzeugaufbau um den Schwerpunkt nickt und zwei durch die Nickbewegung erzeugte Drehwinkel, das heißt ein Drehwinkel des Trägers, an dem der Sensorhauptkörperabschnitt des Radumfangsgeschwindigkeitssensors befestigt ist, und ein Drehwinkel des Rads 10, der durch die Längsbewegung des Rads 10 verursacht ist, mit θ bzw. θ_w bezeichnet sind, der Einflussbetrag der Nickbewegung um den Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus auf die Radwinkelgeschwindigkeit durch den Ausdruck (7) als eine Winkelgeschwindigkeit ω_body approximiert. $\begin{array}{l} ω_{b o d y} = - ({\dot{θ}}_{w} + \dot{θ}) \\ = - (\frac{h - r}{r} \dot{θ} + \dot{θ}) = - \frac{h}{r} \dot{θ} \end{array}$
5 ist ein Diagramm zum Darstellen des Einflussbetrags der Aufhängungsgeometrie, die das Element ist, das die Radumfangsgeschwindigkeit beeinflusst. Das Bezugszeichen O bezeichnet eine momentane Mitte der Aufhängung 20 in einer Seitenansicht des Fahrzeugs. Das Bezugszeichen L bezeichnet einen Abstand von der momentanen Mitte O zur Mitte des Rads 10. Der Drehwinkel des Trägers und der Drehwinkel des Rads 10, verursacht durch die Längsbewegung des Rads 10, wenn sich das Rad 10 von einer Position, wo ein äußerer Rand mit einer durchgezogenen Linie gekennzeichnet ist, zu einer Position, wo der äußere Rand mit einer gestrichelten Linie bezeichnet ist, bewegt, sind mit θ bzw. θ_wbezeichnet. Hier sind eine translatorische Komponente (Komponente in der Längsrichtung des Fahrzeugs) und eine rotatorische Komponente des Einflussbetrags der Aufhängungsgeometrie als Winkelgeschwindigkeiten ω_sust bzw. ω_susb gemäß Ausdruck (8a) approximiert. In Ausdruck (8) ist tanθ_t gleich tanθ_w, und dzs/dt ist eine Geschwindigkeit der Mitte Rads 10 in der z-Richtung. Der Einflussbetrag der Aufhängungsgeometrie ist als eine Winkelgeschwindigkeit ω_sus approximiert, die gemäß Ausdruck (8b) die Summe aus ω_sust und ω_susb ist. Hier ist θ_b ein Bremsnickausgleichswinkel (anti-dive angle) oder eine Anfahrnickausgleiswinkel (anti-lift angle). $ω_{s u s t} = \frac{tan θ_{t}}{r} {\dot{z}}_{s}, ω_{s u s b} = \frac{1}{L} {\dot{z}}_{s}$
$ω_{s u s} = ω_{s u s t} + ω_{s u s b} = \frac{{\dot{z}}_{s}}{r} (tan θ_{t} + \frac{r}{L}) = \frac{tan θ_{b}}{r} {\dot{z}}_{s}$
6A und 6B sind Diagramme zum Darstellen des Einflussbetrags der Radrollradiusänderung, die das Element ist, das die Radumfangsgeschwindigkeit beeinflusst. Das Formelzeichen V von 6A ist eine Drehzahl des Rads 10, wenn die Straßenoberfläche RS flach ist, r ist der Rollradius, und ω ist eine Winkelgeschwindigkeit. Das Formelzeichen F_z0 ist eine Kraft, die durch das Rad 10 von der Straßenoberfläche RS aufgenommen wird. Hier, wie es in 6B gezeigt ist, ändert sich, wenn sich bei einer Welle in der Straßenoberfläche RS Fzo zu F_z0+δF_z0 ändert, ω zu ω+δω, und der Rollradius r des Rads 10 ändert sich zu r-δr, wobei V als konstant betrachtet wird.
Hier ist Ausdruck (9a) für ω erfüllt. Ferner ist der Einflussbetrag der Radrollradiusänderung als eine Winkelgeschwindigkeit ω_tire gemäß Ausdruck (9b) approximiert. In Ausdruck (9b) ist dftire eine differentielle Änderung von Fzo, und k_t ist der Elastizitätsmodul des Rads 10. Ferner ist η ein Verhältnis eines Gradienten, der die Last des Rollradius des Rads 10 betrifft, bezüglich eines Gradienten, der die Last eines Radius einer statischen Last des Rads 10 betrifft. $ω = \frac{V}{r}, \frac{\partial ω}{\partial r} = - \frac{V}{r^{2}}$
$\begin{matrix} ω_{t i r e} = - \frac{V}{r^{2}} d r = - \frac{V}{r^{2}} \frac{d r}{d f_{t i r e}} d f_{t i r e} \\ = - \frac{V}{r^{2}} \frac{- η}{k_{t}} d f_{t i r e} = \frac{V η}{k_{t} r^{2}} d f_{t i r e} \end{matrix}$
Unter Berücksichtigung des Modells, das die oben genannten drei Einflussbeträge umfasst, die die Radwinkelgeschwindigkeit beeinflussen, wird die Radwinkelgeschwindigkeit ω gemäß Ausdruck (10) auf der Grundlage der Ausdrücke (7), (8b) und (9b) repräsentiert. $ω = a_{1} F_{z} + a_{2} \dot{θ} + a_{3} {\dot{z}}_{s}$
In Ausdruck (10) sind die Koeffizienten a₁, a₂ und a₃ für das Vorderrad 10F und das Hinterrad 10R verschieden. Diese Koeffizienten sind in einer Reihe für Fr in Tabelle 1 für die Radwinkelgeschwindigkeit ω_f des Vorderrads 10F und in einer Reihe Rr in Tabelle 1 für die Radwinkelgeschwindigkeit ω_r des Hinterrads 10R repräsentiert. Suffixe „f“ und „r“ repräsentieren Parameter für das Vorderrad 10F bzw. das Hinterrad 10R. Ferner bezeichnet R_w den Rollradius des Rads. Ferner bezeichnet θ_r einen Anfahrnickausgleiswinkel, und θ_f bezeichnet einen Bremsnickausgleichswinkel. [Tabelle 1]

a₁ a₂ a₃

Fr Vη_f/K_tfR_wf ² -h/R_wf tanθ_f/R_wf

Rr Vη_r/K_trR_wr ² -h/R_wr tanθ_r/R_wr
Somit sind die Radwinkelgeschwindigkeiten ω_f und ω_r Laplace-Transformierte gemäß Ausdruck (11). Ausdruck (11) kann ferner mit Hilfe einer Matrix wie in Ausdruck (12) dargestellt werden, die eine 2×5 Matrix B(s) ist (nachfolgend als Matrix B abgekürzt). $\begin{matrix} ω_{f} = a_{1 f} F_{z f} + a_{2 f} \dot{θ} + a_{3 f} {\dot{z}}_{s f} = a_{1 f} F_{z f} + a_{2 f} θ s + a_{3 f} z_{s f} s \\ ω_{r} = a_{1 r} F_{z r} + a_{2 r} \dot{θ} + a_{3 r} {\dot{z}}_{s r} = a_{1 r} F_{z r} + a_{2 r} θ s + a_{3 r} z_{s r} s \end{matrix}$
$(\begin{matrix} ω_{f} \\ ω_{r} \end{matrix}) = [\begin{array}{l} a_{2 f} s & a_{1 f} & 0 & a_{3 f} s & 0 \\ a_{2 r} s & 0 & a_{1 r} & 0 & a_{3 r} s \end{array}] (\begin{array}{l} θ \\ F_{z f} \\ F_{z r} \\ z_{s f} \\ z_{s r} \end{array}) = B (s) (\begin{array}{l} θ \\ F_{z f} \\ F_{z r} \\ z_{s f} \\ z_{s r} \end{array})$
Die Matrix B ist eine Matrix eines Modells von Einflusselementen auf die Radumfangsgeschwindigkeit, die das Modell von Einflusselementen auf die Radumfangsgeschwindigkeit repräsentiert, und kann auf den Fahrzeugaufbauzustandsbetrag angewendet werden, um die Radwinkelgeschwindigkeit zu berechnen.
Somit ist gemäß Ausdruck (13) ein Vektor mit den das Radwinkelgeschwindigkeiten ω_f und ω_r als Komponenten durch Verwendung des Ausdrucks (3) und des Ausdrucks (12) als ein Ergebnis der Anwendung einer Matrix AB, die ein Produkt aus der Matrix B und der Matrix A ist, auf die Straßenoberflächeneinkopplung (Multiplikation der Straßenoberflächeneinkopplung mit der Matrix AB) repräsentiert. Ferner ist gemäß Ausdruck (14) ein Vektor mit den Straßenoberflächeneinkopplungen z_wf und z_wr als Komponenten als ein Ergebnis einer Anwendung einer Matrix (BA)^-1, die die inverse Matrix der Matrix BA ist, auf die Radwinkelgeschwindigkeiten repräsentiert (Multiplikation der Radwinkelgeschwindigkeiten mit der Matrix (BA)^-1). Ferner wird gemäß Ausdruck (15) ein Vektor mit θ, der der Fahrzeugaufbauzustandsbetrag ist, und den Zustandsvariablen F_zf, F_zr, z_sf und z_sr als Komponenten durch sequentielle Anwendung der Matrix (BA)^-1 und der Matrix A auf die Radwinkelgeschwindigkeiten ermittelt (Multiplizieren der Radwinkelgeschwindigkeiten sequentiell mit der Matrix (BA)^-1 und der Matrix A). $(\begin{matrix} ω_{f} \\ ω_{r} \end{matrix}) = B A (\begin{matrix} z_{w f} \\ z_{w r} \end{matrix})$
$(\begin{matrix} z_{w f} \\ z_{w r} \end{matrix}) = {(B A)}^{- 1} (\begin{matrix} ω_{f} \\ ω_{r} \end{matrix})$
$(\begin{array}{l} θ \\ F_{z f} \\ F_{z r} \\ z_{s f} \\ z_{s r} \end{array}) = A {(B A)}^{- 1} (\begin{matrix} ω_{f} \\ ω_{r} \end{matrix})$
Somit wird zum Beispiel dθ/dt (Laplace-Transformierte von θs) in Übereinstimmung mit Ausdruck (16) ermittelt. $\begin{array}{l} \dot{θ} = θ s \\ = A (1, :) (\begin{matrix} z_{w f} \\ z_{w r} \end{matrix}) \\ = A (1, :) {(B A)}^{- 1} (\begin{matrix} ω_{f} \\ ω_{r} \end{matrix}) \end{array}$
7 ist ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Funktion der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse in Form von Regelungsblöcken. Wie es in 7 gezeigt ist, umfasst die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse einen Straßenoberflächeneinkopplungs-Berechnungsabschnitt 121a und einen Fahrzeugaufbauzustandsbetrags-Berechnungsabschnitt 121b. Der Straßenoberflächeneinkopplungs-Berechnungsabschnitt 121a ist ausgelegt, um den Vektor mit den Radwinkelgeschwindigkeiten ω_f und ω_r als den Komponenten mit der inversen Matrix (BA)^-1 zu multiplizieren und dadurch Schätzwerte der Straßenoberflächeneinkopplungen z_wf und z_wr zu berechnen. Das Fahrzeugaufbauzustandsbetrags-Berechnungsabschnitt 121b ist ausgelegt, um einen Vektor mit den Schätzwerten der Straßenoberflächeneinkopplungen z_wf und z_wr als den Komponenten mit der Matrix A zu multiplizieren und dadurch einen Schätzwert eines Vektors x mit θ, F_zf, F_zr, z_sf und z_sr als Komponenten zu berechnen. Ein Schätzwert der Nickrate dθ/dt wird berechnet, indem der Schätzwert des Vektors x einer Laplace-Transformation unterzogen wird. Als die Radwinkelgeschwindigkeiten ω_f und ω_r können ein durch die Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62FL und 62FR für das linke bzw. das rechte Vorderrad erfasster Mittelwert der Radwinkelgeschwindigkeiten und ein durch die Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62RL und 62RR für das linke bzw. das rechte Hinterrad erfasster Mittelwert der Radwinkelgeschwindigkeiten verwendet werden.
Die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ist ausgelegt, um die drei Radumfangsgeschwindigkeits-Beeinflussungselemente einzugeben und dadurch die Nickrate zu berechnen, wodurch die Nickrate sehr genau geschätzt werden kann.
Wie es oben beschrieben, wird die durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse berechnete Nickrate der Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122 zugeführt. Die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122 ist ausgelegt, um die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft (Antriebskraft mit dem Betrag des Produkts aus der Nickrate und der Verstärkung a) zu berechnen, die die Antriebskraft ist, die in eine Richtung wirkt, in der die Nickrate verringert wird. Diese Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft wird über die Einstelleinheit 123 der Additionseinheit 130 zugeführt und durch die Additionseinheit 130 zu der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft addiert. Auf diese Weise wird die Soll-Antriebskraft berechnet und die Nickschwingung des Fahrzeugaufbaus 2 verhindert.
Die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ist ausgelegt, um die durch die Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche erzeugte Schwingung der gefederten Masse (Nickrate) auf der Grundlage der Änderungen der durch die Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62 erfassten Radumfangsgeschwindigkeiten (den drei Einflussbeträgen, die die Radumfangsgeschwindigkeiten beeinflussen) zu schätzen. In diesem Fall wird die Nickrate auf der Grundlage der Idee berechnet, dass die die Radumfangsgeschwindigkeiten durch die oben erwähnten drei Radumfangsgeschwindigkeits-Beeinflussungselemente geändert werden. Somit wird angenommen, dass die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit konstant ist.
Eine Hauptkomponente der durch den Radumfangsgeschwindigkeitssensor 62 erfassten Radumfangsgeschwindigkeit ist die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit. Somit ist die durch den Radumfangsgeschwindigkeitssensor 62 erfasste Radumfangsgeschwindigkeit eine Summe aus der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit und den oben genannten drei Radumfangsgeschwindigkeits-Beeinflussungselementen. Daher umfasst, wenn sich die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit ändert, wenn die Radumfangsgeschwindigkeit, die die Komponente der Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit enthält, der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse zugeführt wird, um die Nickrate zu berechnen, ein Berechnungsergebnis den durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit verursachten Fehler (Rauschen). Wenn die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft auf der Grundlage der Nickrate berechnet wird, die diesen Fehler enthält, ist die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft nicht geeignet, und die Schwingung der gefederten Masse kann nicht in geeigneter Weise verhindert werden. Zum Beispiel wird selbst dann, wenn die Schwingung der gefederten Masse nicht wirklich erzeugt wird, eine unnötige Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft auf die Räder 10RL und 10RR ausgeübt.
Ferner ist die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ausgelegt, um eine Reihenschaltung eines Hochpassfilters und eines Tiefpassfilters zu verwenden, um die Eingabe der durch die Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62 erfassten Radumfangsgeschwindigkeiten zu filtern und dadurch Radumfangsgeschwindigkeitssignale in dem Resonanzfrequenzband der gefederten Masse zu extrahieren (z. B.0.5 Hz bis 3.5 Hz), und um die gefilterten Radumfangsgeschwindigkeiten für die oben genannte Berechnung zu verwenden. Zum Beispiel lässt das Hochpassfilter ein Frequenzsignal mit einer Frequenz von größer gleich 0,5 Hz passieren, und das Tiefpassfilter lässt ein Frequenzsignal mit einer Frequenz von kleiner gleich 3,5 Hz passieren. Daher wird auch eine Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Änderungskomponente, die in der Radumfangsgeschwindigkeit enthalten ist, herausgefiltert. Wenn das Gaspedal normal betätigt wird, ist eine Signalfrequenz der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit niedriger als das Resonanzfrequenzband der gefederten Masse, und die Änderungskomponente der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit kann durch Filtern entfernt werden. Jedoch wird, wenn der Fahrer das Gaspedal schnell betätigt (z. B. schnell beschleunigt) oder dergleichen, die Signalfrequenz der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erhöht, und die Änderungskomponente der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit kann nicht durch die oben erwähnte Filterung entfernt werden.
Wenn eine genaue Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erfasst werden kann, kann eine Radumfangsgeschwindigkeit, die eine geeignete Schätzung der Schwingung der gefederten Masse ermöglicht, durch Entfernen dieser Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit von der Radumfangsgeschwindigkeit ermittelt werden. Jedoch wird im Allgemeinen die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit auf der Grundlage der Radumfangsgeschwindigkeit berechnet, und die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit kann somit von der Radumfangsgeschwindigkeit getrennt werden.
Somit umfasst die Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse die Integrationseinheit 124 zum Berechnen eines Werts, der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht. Wenn die durch die Einheit 110 zum Berechnen einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnete vom Fahrer angeforderte Antriebskraft der Integrationseinheit 124 zugeführt wird, berechnet die Integrationseinheit 124 einen Wert, der durch Integration der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft ermittelt wird. Die vom Fahrer angeforderte Antriebskraft repräsentiert einen Wert, der durch Multiplizieren einer vom Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung mit der Masse des Fahrzeugs ermittelt wird. Somit kann ein Wert, der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht (nachfolgend als berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit bezeichnet) durch Integration der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft ermittelt werden. Die Integrationseinheit 124 kann ausgelegt sein, um die berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit zu berechnen, indem ferner eine erforderliche, durch eine Bremspedalbetätigung des Fahrers erzeugte Bremskraft berücksichtigt wird. Die berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit umfasst einen bleibenden Fehler (eine Gleichstromkomponente), aber der bleibende Fehler wird durch ein Hochpassfilter abgeschnitten, das in einer Eingangsstufe der zweiten Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse angeordnet ist.
Die Integrationseinheit 124 gibt die berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit an die zweite Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse. Die zweite Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ist die gleiche Berechnungsvorrichtung wie die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse, und ist ausgelegt, um die berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit als einen Eingangswert zu verwenden und das gleiche Berechnungsverfahren wie das der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse zu verwenden und dadurch die Nickrate zu berechnen, die die Stärke der Schwingung der gefederten Masse repräsentiert. Mit anderen Worten, statt der Radwinkelgeschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder, die die Eingangswerte der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse sind, wird die berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit der zweiten Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse als der Eingangswert zugeführt. In diesem Fall ist die zweite Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ausgelegt, um die berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit in die Radwinkelgeschwindigkeit umzuwandeln, und die umgewandelte Radwinkelgeschwindigkeit wird der zweiten Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse als die jeweiligen Radwinkelgeschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder zugeführt. Anschließend berechnet die zweite Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse eine Nickrate mit Hilfe des gleichen Berechnungsverfahrens wie das der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse. Diese durch die zweite Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse berechnete Nickrate ist als Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate bezeichnet.
Die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate wird durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugt und entspricht somit dem Rauschen, das durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit verursacht wird, und ist in der durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse geschätzten Nickrate enthalten. Daher entspricht die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate dem Fehleranzeigewert gemäß der vorliegenden Erfindung. Somit vergleicht die Bestimmungseinheit 126, wenn die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate der Bestimmungseinheit 126 zugeführt wird, die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate mit einem Schwellenwert. Die Bestimmungseinheit 126 gibt den Unterbrechungsbefehl an die Einstelleinheit 123 aus, wenn die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate größer als der Schwellenwert ist. Wenn die Beziehung des Betrags zwischen dem Fehleranzeigewert und dem Schwellenwert in dieser Beschreibung diskutiert wird, wird der Absolutwert des Fehleranzeigewerts verwendet. Ferner ist die Bestimmungseinheit 126 ausgelegt, um, wenn die Bestimmungseinheit 126 bestimmt, dass der Fehleranzeigewert (in diesem Beispiel der Absolutwert der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate) größer als der Schwellenwert ist, das Bestimmungsergebnis während einer vorbestimmten Zeitspanne zu halten. Dadurch kann selbst dann, wenn die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate zwischen der positiven und der negativen Richtung oszilliert, so dass der Fehleranzeigewert vorübergehend kleiner als der Schwellenwert wird, das Bestimmungsergebnis, dass das Rauschen, das in der durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse geschätzten Nickrate enthalten ist, groß ist, aufrechterhalten werden.
Dadurch wird die durch die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122 berechnete Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft nicht als die Nickunterdrückungs-Antriebskraft der Additionseinheit 130 zugeführt. Somit wird die Soll-Antriebskraft gleich der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft. Dadurch wird, wenn das Rauschen, das in der durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse geschätzten Nickrate enthalten ist, stark ist, die Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse unter Verwendung der Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft ist vorübergehend gestoppt.
In der Konfiguration dieser Ausführungsform wird alternativ gewählt, ob die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft addiert wird oder nicht. Doch kann statt dieser Konfiguration eine Konfiguration vorgesehen sein, in der der Betrag der Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft in Abhängigkeit von dem Betrag des Fehlers korrigiert wird, der in diesem Fall den Betrag der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate ist. Zum Beispiel speichert die Bestimmungseinheit 126 eine Korrekturkoeffizientenkarte, in der ein Korrekturkoeffizient K (0≤K≤1), der mit zunehmender Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate abnimmt, eingestellt ist, und ist ausgelegt, um sich auf die Korrekturkoeffizientenkarte zu beziehen, um den Korrekturkoeffizient K in Abhängigkeit von der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate einzustellen und den eingestellten Korrekturkoeffizienten K der Einstelleinheit 123 zuzuführen. Die Einstelleinheit 123 ist ausgelegt, um die durch die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122 berechnete Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft mit dem Korrekturkoeffizient K zu multiplizieren und das Multiplikationsergebnis als die Nickunterdrückungs-Antriebskraft der Additionseinheit 130 zuzuführen.
Mit der oben genannten Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform wird die Nickrate des Fahrzeugaufbaus 2 durch Schätzen durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse unter Verwendung der Matrix eines Modells von Einflusselementen auf die Radumfangsgeschwindigkeit, die das Modell von Einflusselementen auf die Radumfangsgeschwindigkeit repräsentiert, das die drei Radumfangsgeschwindigkeits-Beeinflussungselemente widerspiegelt, die die Radumfangsgeschwindigkeit durch die Straßenoberflächeneinkopplung ändern, berechnet. Daher kann die Nickrate des Fahrzeugaufbaus 2 genau aus den Radumfangsgeschwindigkeiten geschätzt werden. Die geschätzte Berechnung der Nickrate des Fahrzeugaufbaus 2 nimmt an, dass die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit konstant ist. Somit kann, wenn die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit stabil ist, die Soll-Antriebskraft durch Addition der Nickunterdrückungs-Antriebskraft, die der Nickrate entspricht, zu der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft eingestellt werden, wodurch in geeigneter Weise die Nickbewegung des Fahrzeugaufbaus 2 unterdrückt wird.
Hingegen umfasst die geschätzte Berechnung der Nickrate den Fehler, wenn sich die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit ändert. Somit wird die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit durch die Integrationseinheit 124 geschätzt, um den Betrag des durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit verursachten Fehlers zu schätzen, und die durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugte Nickrate (Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate) des Fahrzeugaufbaus 2 wird durch Schätzen durch die zweite Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse berechnet. Die geschätzte Berechnung ist auf die gleiche Weise implementiert wie die geschätzte Berechnung, die von der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse durchgeführt wird. Somit kann der in der durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse geschätzten Nickrate enthaltene Fehler in geeigneter Weise geschätzt werden.
Anschließend, wenn die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate, die den Betrag des Fehlers repräsentiert, größer als der Schwellenwert ist, wird der Unterbrechungsbefehl von der Bestimmungseinheit 126 an die Einstelleinheit 123 ausgegeben, und die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft wird nicht zu der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft addiert. Alternativ wird die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft so korrigiert, dass sie mit zunehmender Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate abnimmt. Somit kann eine ungeeignete Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage des Fehlers verhindert werden.
Ferner wird die Antriebskraft tatsächlich durch das Rad 10 erzeugt, wodurch der Fahrzeugaufbau 2 eine Nickbewegung ausführt, nachdem die vom Fahrer angeforderte Antriebskraft berechnet wurde. Insbesondere führt der Fahrzeugaufbau 2 eine Nickbewegung bezüglich der Berechnung der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft verzögert aus. Jedoch eilt gemäß dieser Ausführungsform die Phase des Ausgangssignals der zweiten Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse der Phase des Ausgangssignals der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse voraus. Daher kann die Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse in geeigneter Weise ausgesetzt werden, oder der Regelungsbetrag der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse kann in geeigneter Weise korrigiert werden, ohne eine Kompensation der Regelverzögerung.
<Erste Modifizierte Ausführungsform>
Nachfolgend ist eine modifizierte Ausführungsform der Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse beschrieben. 8 ist funktionales Blockdiagramm zum Darstellen eines Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittels 100', das eine Einheit 120' zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse gemäß der ersten modifizierten Ausführungsform umfasst.
Die Einheit 120' zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse ist so ausgelegt, dass weiterhin eine erste Niveau-Erfassungseinheit 127, eine zweite Niveau-Erfassungseinheit 128 und eine SN-Verhältnis-Berechnungseinheit 129 zu der Einheit 120 zum Berechnen eines Regelungsbetrags der Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse gemäß der oben genannten Ausführungsform hinzugefügt sind.
Die erste Niveau-Erfassungseinheit 127 ist ausgelegt, um eine Hüllkurven zu erfassen, die eine Verarbeitung zum Extrahieren von nur einer Hüllkurve einer Zeitreihe des von der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ausgegebenen Signals (Nickrate) ist. 9 ist eine Kennlinie zum Zeigen von Wellenformen eines Eingangssignals (dicke Linie) und eine Ausgangssignal (dünne Linie) der ersten Niveau-Erfassungseinheit 127. Das Ausgangssignal der ersten Niveau-Erfassungseinheit 127 repräsentiert ein Niveau der Nickrate, das die durch die oben genannten drei Elemente, die die Radumfangsgeschwindigkeiten beeinflussen, erzeugte Nickrate (zu erfassendes notwendiges Signal S) und die durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugte Nickrate (Signal Na, das das Rauschen Bildet) umfasst. Die erste Niveau-Erfassungseinheit 127 ist ausgelegt, um das Hüllkurvengleichrichtungs-Erfassungssignal an die SN-Verhältnis-Berechnungseinheit 129 auszugeben.
Die zweite Niveau-Erfassungseinheit 128 ist ausgelegt, um eine Hüllkurvengleichrichtung durchzuführen, die eine Verarbeitung zum Extrahieren von nur einer Hüllkurve einer Zeitreihe des von der zweiten Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ausgegebenen Signals (Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate) ist. 10 ist eine Kennlinie zum Zeigen von Wellenformen eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals der zweiten Niveau-Erfassungseinheit 128. In diesem Fall ist die Frequenz der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeits-Nickrate niedrig, und das Eingangssignal und das Ausgangssignal sind fast gleich (in 10 als gleich gezeigt). Das Ausgangssignal der zweiten Niveau-Erfassungseinheit 128 repräsentiert ein Niveau der durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugten Nickrate und bildet ein Rauschen Nb für die Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse. Die zweite Niveau-Erfassungseinheit 128 ist ausgelegt, um das Hüllkurvengleichrichtungs-Erfassungssignal an die SN-Verhältnis-Berechnungseinheit 129 auszugeben.
11 ist eine Kennlinie zum Zeigen der der SN-Verhältnis-Berechnungseinheit 129 zugeführten Hüllkurvengleichrichtungs-Erfassungssignale. Die SN-Verhältnis-Berechnungseinheit 129 ist ausgelegt, um das SN-Verhältnis (SN) in Übereinstimmung mit Ausdruck (17) auf der Grundlage des Werts (S+Na) des von der ersten Niveau-Erfassungseinheit 127 eingegebenen Hüllkurvengleichrichtungs-Erfassungssignals und des Werts (Nb) des von der zweiten Niveau-Erfassungseinheit 128 eingegebenen Hüllkurvengleichrichtungs-Erfassungssignals zu berechnen. $SN = (S+Na - Nb) / Nb$
12 ist eine Kennlinie zum Zeigen eines Übergangs des SN-Verhältnisses.
Das SN-Verhältnis (SN) entspricht dem Fehleranzeigewert gemäß der vorliegenden Erfindung. Es kann angenommen werden, dass der Fehler mit abnehmendem SN-Verhältnis (SN) zunimmt. Die SN-Verhältnis-Berechnungseinheit 129 ist ausgelegt, um das berechnete SN-Verhältnis (SN) an die Bestimmungseinheit 126 auszugeben. Die Bestimmungseinheit 126 ist ausgelegt, um das von der SN-Verhältnis-Berechnungseinheit 129 eingegebene SN-Verhältnis mit einem im Voraus eingestellten Schwellenwert zu vergleichen und den Unterbrechungsbefehl an die Einstelleinheit 123 auszugeben, wenn das SN-Verhältnis kleiner als der Schwellenwert ist.
Ferner kann in dieser modifizierten Ausführungsform den Betrag der Nickunterdrückungs-Antriebskraft in Abhängigkeit von dem Betrag des SN-Verhältnisses korrigiert werden. Zum Beispiel speichert die Bestimmungseinheit 126 eine Korrekturkoeffizientenkarte, in der ein Korrekturkoeffizient K (0≤K≤1), der sich mit kleiner werdendem SN-Verhältnis verringert, eingestellt wird, und ist ausgelegt, um zur Einstellung des Korrekturkoeffizient K in Abhängigkeit von dem SN-Verhältnis auf die Korrekturkoeffizientenkarte zurückzugreifen und den eingestellten Korrekturkoeffizient K der Einstelleinheit 123 zuzuführen. Die Einstelleinheit 123 ist ausgelegt, um die durch die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungseinheit 122 berechnete Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft mit dem Korrekturkoeffizient K zu multiplizieren und das Multiplikationsergebnis als die Nickunterdrückungs-Antriebskraft an die Additionseinheit 130 zu liefern.
Gemäß dieser modifizierten Ausführungsform wird der Betrag des Fehlers, der in der durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse geschätzten Nickrate enthalten ist, unter Verwendung des SN-Verhältnisses geschätzt, so dass der Betrag des Fehlers in geeigneterer Weise geschätzt werden kann. Somit kann die Dämpfungsregelung der Schwingung der gefederten Masse in geeigneterer Weise durchgeführt werden.
<Zweite modifizierte Ausführungsform>
Nachfolgend ist eine modifizierte Ausführungsform der zweiten Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse beschrieben. 13 ist ein funktionales Blockdiagramm einer zweiten Einheit 125' zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse gemäß einer zweiten modifizierten Ausführungsform, die statt der zweiten Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse gemäß der obigen Ausführungsform vorgesehen ist. Die zweite Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse gemäß der obigen Ausführungsform verwendet das gleiche Berechnungsverfahren wie das der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse, um die Nickrate zu berechnen, die die Stärke der Schwingung der gefederten Masse repräsentiert. Jedoch hat dieses Berechnungsverfahren eine hohe Rechenlast. Die zweite Einheit 125' zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse gemäß der zweiten modifizierten Ausführungsform hat eine einfache Konfiguration, um so die Rechenlast im Vergleich zu der zweiten Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse (der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse) gemäß der obigen Ausführungsform zu verringern.
Die zweite Einheit 125' zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse umfasst ein Hochpassfilter 1251, eine Verstärkungs-Berechnungseinheit 1252 und eine Multiplikationseinheit 1253. Das Hochpassfilter 1251 ist ein Hochpassfilter, in dem ein Filter mit einer Charakteristik, die zu der des Eingangsfilters, der in der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse (der zweiten Einheit 125 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse) enthalten ist, äquivalent ist, auf einfache Weise implementiert ist. Die Beschleunigungs-/Verzögerungsbetätigung des Fahrers umfasst viele Frequenzkomponenten größer gleich 3.5 Hz. Ferner, was in der zweiten Einheit 125' zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse eventuell notwendig ist, ist der Fehler, der durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit verursacht wird, der in der Schwingung der gefederten Masse enthalten ist, die durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse geschätzt wird. Somit muss nur ein Wert erfasst werden, der den Betrag der Änderungskomponente der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit repräsentiert, und die Phase muss nicht berücksichtigt werden. Wenn die Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage der drei Radumfangsgeschwindigkeits-Beeinflussungselemente geschätzt wird, wie in der Ausführungsform, muss die Phase berücksichtigt werden, und in diesem Fall sind sowohl das Hochpassfilter als auch das Tiefpassfilter notwendig, was zu einer hohen Rechenlast führt. Folglich hat die zweite Einheit 125' zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse die Konfiguration ohne das Tiefpassfilter. Die von der Integrationseinheit 124 gelieferte berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit wird dem Hochpassfilter 1251 zugeführt. Das Hochpassfilter 1251 ist ausgelegt, um Frequenzsignale niedriger als ein unterer Grenzwert (z. B. 0,5 Hz) des Resonanzfrequenzbands der gefederten Masse abzuschneiden und nur die Änderungskomponente der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit passieren zu lassen. Somit ist das Hochpassfilter 1251 ausgelegt, um einen Wert auszugeben, der die Komponente repräsentiert, die einer nicht notwendigen Fahrzeugaufbaugeschwindigkeitsänderung entspricht, die in der Schwingung der gefederten Masse enthalten ist, die durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse geschätzt wird. Das Hochpassfilter 1251 ist ausgelegt, um ein Signal auszugeben, dessen Amplitude sich mit zunehmender Änderung der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erhöht.
Die Verstärkungs-Berechnungseinheit 1252 speichert eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungskarte, in der eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungscharakteristik eingestellt ist, um ein Signal auszugeben, dessen Betrag äquivalent zu dem der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse ist. Diese Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungscharakteristik ist eine Verstärkungscharakteristik für den Fall, dass die Schwingung der gefederten Masse durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage der drei Radumfangsgeschwindigkeits-Beeinflussungselemente geschätzt wird, und ist einfach unter Verwendung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit definiert.
Die durch die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse berechnete Schwingung der gefederten Masse (Nickrate) wird in Abhängigkeit von der Frequenzcharakteristik und der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit bestimmt. Wenn die durch die Integrationseinheit 124 berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit dem oben genannten Hochpassfilter 1251 zugeführt wird, gibt das Hochpassfilter 1251 das Signal aus, das die Änderungskomponente der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit repräsentiert. Die Verstärkung dieser berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit ändert sich stark in Abhängigkeit von der Frequenz. Mit anderen Worten, die berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit hat a flache Frequenzcharakteristik. Daher kann, wenn die Verstärkungscharakteristik, die zu der der ersten Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse äquivalent ist, erreicht werden soll, die Verstärkung in Abhängigkeit von nur der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit eingestellt werden, ohne die Frequenzcharakteristik zu berücksichtigen. Diese Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungskarte ist auf eine Charakteristik eingestellt, die der Verstärkung entspricht, die sich in Abhängigkeit von der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit ändert, wenn die erste Einheit 121 zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse die Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage der drei Radumfangsgeschwindigkeits-Beeinflussungselemente schätzt.
Wenn das Rad 10 über die Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche fährt, wirkt die Einkopplung von der Straßenoberfläche über die Aufhängungen 20 auf den Fahrzeugaufbau 2, so dass der Fahrzeugaufbau 2 schwingt. Die Schwingung des Fahrzeugaufbaus 2 umfasst eine Nickschwingungskomponente und eine Auf-und-ab-Schwingungskomponente. Ein Verhältnis der Nickschwingungskomponente wird mit abnehmender Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit V größer, und das Verhältnis der Nickschwingungskomponente wird mit größer werdender Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit V kleiner. Der Grund hierfür ist der, dass zum Beispiel, wenn eine Zeitspanne (nachfolgend als Überfahrzeitspanne bezeichnet) von einem Überfahren von Unregelmäßigkeiten mit dem Vorderrad 10F zu einem Überfahren der Unregelmäßigkeiten mit dem Hinterrad 10R lang ist, der Fahrzeugaufbau 2 zur Nickbewegung neigt. Wenn jedoch die Überfahrzeitspanne kurz ist, fährt zu einem Zeitpunkt, zu dem der Fahrzeugaufbau 2 eine Nickbewegung beginnt, das Hinterrad 10R über die Unregelmäßigkeiten, so dass sich die Nickbewegung in eine Auf-und-ab-Schwingungsbewegung ändert. Daher ist gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungskarte der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G so eingestellt, dass er mit zunehmender Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit V abnimmt. In dieser Ausführungsform ist die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G so eingestellt, dass sie mit zunehmender Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit V exponentiell abnimmt.
In diesem Fall wird eine Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit, die in verschiedenen Regelungsvorrichtungen in dem Fahrzeug 1 verwendet wird (das heißt eine von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der ausgelegt ist, um die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit aus den Erfassungswerten der vier Radumfangsgeschwindigkeitssensoren 62, zu berechnen, erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei z. B. eine für einen Geschwindigkeitsmesser verwendete translatorische Geschwindigkeit) als die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit V verwendet. Die Verstärkungs-Berechnungseinheit 1252 ist ausgelegt, um eine Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation über ein Controller Area Network (CAN) (nicht gezeigt) zu ermitteln und die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G in Abhängigkeit von der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit V einzustellen. Die Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit V kann die durch die die Integrationseinheit 124 berechnete Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit sein.
Das Ausgangssignal des Hochpassfilters 1251 und die durch die Verstärkungs-Berechnungseinheit 1252 berechnete Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G werden der Multiplikationseinheit 1253 zugeführt. Die Multiplikationseinheit 1253 multipliziert den Betrag des Ausgangssignals (Betrag der Änderungskomponente der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit) des Hochpassfilters 1251 mit der Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung G und gibt ein Multiplikationsergebnis als den Fehleranzeigewert an die Bestimmungseinheit 126 aus. Die Bestimmungseinheit 126 ist ausgelegt, um den Unterbrechungsbefehl oder den Korrekturkoeffizient K auf der Grundlage des Fehleranzeigewerts an die Einstelleinheit 123 auszugeben.
Mit dieser zweiten modifizierten Ausführungsform kann die Rechenlast der zweiten Einheit 125' zum Schätzen der Schwingung der gefederten Masse verringert werden.
Bisher ist die Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform und modifizierten Ausführungsformen beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannte Ausführungsform und die oben genannten modifizierten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind verschiedene Änderungen innerhalb des Bereichs, der nicht vom Ziel der vorliegenden Erfindung abweicht, möglich.

Claims

Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: einem Radumfangsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel (62) zum Erfassen einer Radumfangsgeschwindigkeit; einem Mittel (121) zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse, um aufgrund einer Einkopplung von einer Straßenoberfläche (RS) eine in einer Nickrichtung eines Fahrzeugaufbaus (2) zu erzeugende Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage der Radumfangsgeschwindigkeit zu berechnen; einem Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel (122) zum Berechnen einer Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zum Unterdrücken der geschätzten Schwingung der gefederten Masse; einem Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittel (130) zum Berechnen einer Soll-Antriebskraft, die durch Addieren der Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu einer in Abhängigkeit von einer von dem Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung einzustellenden, von einem Fahrer angeforderten Antriebskraft ermittelt wird; einem Antriebskraftregelungsmittel (50) zum Regeln einer an einem Rad in Übereinstimmung mit der Soll-Antriebskraft zu erzeugenden Antriebskraft; einem Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel (124, 125) zum Berechnen eines Fehleranzeigewerts, der einen Betrag eines Fehlers repräsentiert, der in einer Schätzung der Schwingung der gefederten Masse enthalten ist und durch eine Änderung einer Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugt wird, auf der Grundlage der vom Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung; und einem Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel (123, 126) zum Verringern der zu der von dem Fahrer angeforderten Antriebskraft zu addierenden Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft, in einem Fall, wenn der Fehleranzeigewertgroß ist, im Vergleich zu einem Fall, wenn der Fehleranzeigewert klein ist wobei: das Mittel (121) zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse ausgelegt ist, um eine Nickrate des Fahrzeugaufbaus (2) als die Schwingung der gefederten Masse zu berechnen; das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel (122) ausgelegt ist, um auf der Grundlage der berechneten Nickrate die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft proportional zu einem Betrag der Nickrate zu berechnen; und das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel (123, 126) ausgelegt ist, um zu verhindern, dass die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu der Soll-Antriebskraft addiert wird, wenn der Fehleranzeigewert größer als der Schwellenwert ist, dadurch gekennzeichnet, dass: das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel (124, 125) ausgelegt ist, um einen Wert zu integrieren, der die von dem Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung repräsentiert, und dadurch einen Wert zu berechnen, der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, und um eine durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugte Nickrate des Fahrzeugaufbaus (2) auf der Grundlage eines Werts, der der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, als den Fehleranzeigewert zu berechnen.
Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: einem Radumfangsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel (62) zum Erfassen einer Radumfangsgeschwindigkeit; einem Mittel (121) zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse, um aufgrund einer Einkopplung von einer Straßenoberfläche (RS) eine in einer Nickrichtung eines Fahrzeugaufbaus (2) zu erzeugende Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage der Radumfangsgeschwindigkeit zu berechnen; einem Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel (122) zum Berechnen einer Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zum Unterdrücken der geschätzten Schwingung der gefederten Masse; einem Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittel (130) zum Berechnen einer Soll-Antriebskraft, die durch Addieren der Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu einer in Abhängigkeit von einer von dem Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung einzustellenden, von einem Fahrer angeforderten Antriebskraft ermittelt wird; einem Antriebskraftregelungsmittel (50) zum Regeln einer an einem Rad in Übereinstimmung mit der Soll-Antriebskraft zu erzeugenden Antriebskraft; einem Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel (124, 125) zum Berechnen eines Fehleranzeigewerts, der einen Betrag eines Fehlers repräsentiert, der in einer Schätzung der Schwingung der gefederten Masse enthalten ist und durch eine Änderung einer Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugt wird, auf der Grundlage der vom Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung; und einem Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel (123, 126) zum Verringern der zu der von dem Fahrer angeforderten Antriebskraft zu addierenden Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft, in einem Fall, wenn der Fehleranzeigewert groß ist, im Vergleich zu einem Fall, wenn der Fehleranzeigewert klein ist wobei: das Mittel (121) zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse ausgelegt ist, um eine Nickrate des Fahrzeugaufbaus (2) als die Schwingung der gefederten Masse zu berechnen; das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel (122) ausgelegt ist, um auf der Grundlage der berechneten Nickrate die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft proportional zu einem Betrag der Nickrate zu berechnen; und das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel (123, 126) ausgelegt ist, um zu verhindern, dass die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu der Soll-Antriebskraft addiert wird, wenn der Fehleranzeigewert größer als der Schwellenwert ist, dadurch gekennzeichnet, dass: das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel (124, 125) ist ausgelegt, um: einen Wert zu integrieren, der die vom Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung repräsentiert, und dadurch einen Wert zu berechnen, der der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht; eine Änderungskomponente eines Werts zu extrahieren, der der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht; und einen Betrag der Änderungskomponente mit einer Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung, die sich mit zunehmender Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit verringert, zu multiplizieren und dadurch den Fehleranzeigewert zu berechnen.
Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: einem Radumfangsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel (62) zum Erfassen einer Radumfangsgeschwindigkeit; einem Mittel (121) zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse, um aufgrund einer Einkopplung von einer Straßenoberfläche (RS) eine in einer Nickrichtung eines Fahrzeugaufbaus (2) zu erzeugende Schwingung der gefederten Masse auf der Grundlage der Radumfangsgeschwindigkeit zu berechnen; einem Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Berechnungsmittel (122) zum Berechnen einer Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zum Unterdrücken der geschätzten Schwingung der gefederten Masse; einem Soll-Antriebskraft-Berechnungsmittel (130) zum Berechnen einer Soll-Antriebskraft, die durch Addieren der Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu einer in Abhängigkeit von einer von dem Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung einzustellenden, von einem Fahrer angeforderten Antriebskraft ermittelt wird; einem Antriebskraftregelungsmittel (50) zum Regeln einer an einem Rad in Übereinstimmung mit der Soll-Antriebskraft zu erzeugenden Antriebskraft; einem Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel (124, 125) zum Berechnen eines Fehleranzeigewerts, der einen Betrag eines Fehlers repräsentiert, der in einer Schätzung der Schwingung der gefederten Masse enthalten ist und durch eine Änderung einer Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugt wird, auf der Grundlage der vom Fahrer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung; einem Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel (123, 126) zum Verringern der zu der von dem Fahrer angeforderten Antriebskraft zu addierenden Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft, in einem Fall, wenn der Fehleranzeigewert groß ist, im Vergleich zu einem Fall, wenn der Fehleranzeigewert klein ist und das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel (123, 126) ausgelegt ist, um zu verhindern, dass die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu der Soll-Antriebskraft addiert wird, wenn der Fehleranzeigewert größer als der Schwellenwert ist, dadurch gekennzeichnet, dass: das Mittel (121) zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse ausgelegt ist, um eine Nickrate des Fahrzeugaufbaus (2) als die Schwingung der gefederten Masse zu berechnen; das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel (124, 125) umfasst: ein erstes Niveau-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Niveaus der durch das Mittel (121) zum Schätzen einer Schwingung einer gefederten Masse berechneten Nickrate; ein zweites Niveau-Erfassungsmittel, um einen Wert zu integrieren, der die vom Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung repräsentiert, und dadurch einen Wert zu berechnen, der der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, um eine durch die Änderung der Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit erzeugte Nickrate des Fahrzeugaufbaus (2) auf der Grundlage eines Werts, der der berechneten Fahrzeugaufbaugeschwindigkeit entspricht, zu berechnen, und um ein Niveau der berechneten Nickrate zu erfassen; und ein SN-Verhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen eines SN-Verhältnisses, das durch Division eines Werts, der durch Subtraktion eines zweiten Werts, der das Niveau der durch das zweite Niveau-Erfassungsmittel erfassten Nickrate repräsentiert, von einem ersten Wert, der das Niveau der durch das erste Niveau-Erfassungsmittel erfassten Nickrate repräsentiert, gewonnen wird, durch den zweiten Wert; das Fehleranzeigewert-Berechnungsmittel (124, 125) ausgelegt ist, um den Fehleranzeigewert, der dem SN-Verhältnis entspricht, zu ermitteln, und der Fehler so geschätzt werden kann, dass er umso größer wird, je kleiner der Fehleranzeigewert wird.
Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft-Einstellmittel (123, 126) ausgelegt ist, um die zu der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft zu addierende Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft zu korrigieren, so dass die Schwingungsunterdrückungs-Antriebskraft mit zunehmendem Fehleranzeigewert abnimmt.