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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Gierbewegungssteuer/regeleinrichtung für ein Fahrzeug.
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Herkömmlicherweise ist eine Antiblockierbremse als eine
Steuer/regeleinrichtung zuln Steuern/Regeln einer Gierbewegung
des Fahrzeugs bekannt. Die Antiblockierbremse ist jedoch
priinär auf das Steuern/Regeln eines Bremsverhaltens gerichtet,
und bezüglich eines Bewegungsverhaltens dient sie einfach
dazu, eine Verringerung der Seitenwiderstandskraft von Reifen
zu verhindern.
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In der JP-A-191875/85 ist ein Fahrzeuglenksteuerverfahren
beschrieben, worin eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs auf der
Grundlage von erfaßten Werten des Lenkwinkels und der
Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird. Diese berechnete
Querbeschleunigung wird mit einer erfaßten Querbeschleunigung
verglichen. Das sich ergebende Abweichungssignal wird in eine
Steuereinrichtung zum Steuern/Regeln des Lenkwinkels der
Hinterräder eines Fahrzeugs mit einer Vierradlenkung
eingegeben. Anstelle der Querbeschleunigung kann ein Gierbetrag auf
der Grundlage des erfaßten Lenkwinkels und der
Fahrzeuggeschwindigkeit
berechnet werden.
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In der JP-A-113710/85 ist ein Automobilkurvenbewegungssensor
beschrieben, welcher die Zentripetalbeschleunigung auf der
Grundlage der Differenz zwischen den
Umdrehungsgeschwindigkeiten der rechten und linken sich drehenden Räder des Fahrzeugs
berechnet. Die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs wird zur
exakten Bestimmung von Fahrzeugfahrparametern verwendet.
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Die US-PS 4,679,808 offenbart ein
Fahrzeugbewegungsabschätzungssystem, in welchem ein momentaner Gierbetrag erfaßt wird
und in welchem ferner ein abgeschätzter Wert für die
Fahrzeugbewegung gemäß dem Lenkradwinkel und der
Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung mathematischer Operationen gemäß einem
vorbestimmten Fahrzeugmodell bestimmt wird. Der momentane
Gierbetrag wird mit einem somit abgeschätzten Gierbetrag
verglichen. Gemäß einem Ergebnis des Vergleichs wird ein
Fahrzeugcharakterisierungsparameter, wie z. B. eine
Kurvenkraft, eingestellt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
insbesondere bezüglich eines einfachen Aufbaus und einer besseren
Leistungsfähigkeit verbesserte
Gierbewegungssteuer/regeleinrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen.
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Diese Aufgabe wird durch eine
Gierbewegungssteuer/regeleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Anspruch 1
gelöst.
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Gemäß der Erfindung umfaßt die
Gierbewegungssteuer/regeleinrichtung einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels
eines Lenkrads, wobei das Referenzgierbetragserzeugungsmittel
den Referenzgierbetrag in Antwort auf eine Ausgabe von dem
Lenkwinkelsensor erzeugt. Zum Erzeugen des Referenzgierbetrags
ist es daher nur erforderlich, einen Lenkwinkelsensor
vorzusehen.
Zum Verbessern der Genauigkeit der Bestimmung des
Referenzgierbetrags ist das Referenzgierbetragserzeugungsmittel
zum Erzeugen des Referenzgierbetrags in Antwort auf eine
Ausgabe von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ausgebildet
(in Kombination mit der Ausgabe von dem Lenkwinkelsensor).
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Erfindungungsgemäß ist das Referenzgierbetragserzeugungsmittel
zum Erzeugen des Referenzgierbetrags in Antwort auf eine
Entwicklung einer Ausgabe des Lenkwinkelsensors ausgebildet.
Auf diese Art und Weise wird der Veränderungsbetrag des
Lenkwinkels beim Bestimmen des Referenzgierbetrags in Betracht
gezogen.
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Wenn, z.B. bei einem Vorderradantriebsfahrzeug, die Tendenz
eines Übersteuerns auftritt, kann eine
Gierbewegungssteuereinrichtung, welche nur auf der Grundlage einer Abweichung
zwischen einem erfaßten Gierbetrag und einem berechneten
Referenzgierbetrag arbeitet, unerwünschenswerterweise in einen
Übersteuer-Zustand gebracht werden. Um eine
Gierbewegungssteuer/regeleinrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, welche zum
Steuern/Regeln der Gierbewegung gemäß einer Lenkcharakteristik
ausgebildet ist, wenn ein Gierbetrag des Fahrzeugs sich von
einem gewünschten Wert weg bewegt hat, ist ein
Lenkcharakteristikbestimmungsmittel vorgesehen zum Bestimmen einer
Lenkcharakteristik des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem
Referenzgierbetragserzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem
Gierbetragserfassungsmittel, wobei das
Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittel zum Ändern einer
Steuer/Regelcharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels in
Antwort auf eine Ausgabe von dem
Lenkcharakteristikbestimmungsmittel ausgebildet ist.
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Die Steuerung der Gierbewegung kann daher gemäß einer
Lenkcharakteristik geändert werden. Wenn z.B. selbst bei einem
Vorderradantriebsfahrzeug die Tendenz eines Übersteuerns
auftritt,
ist es möglich, zu verhindern, daß das Fahrzeug in eine
unerwünschte Richtung giert
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Das Gierbewegungskorrekturmittel kann eine
Antriebsradausgangsdrehmomentsteuer/regeleinrichtung umfassen, insbesondere
eine Motorausgangskraftsteuer/regeleinrichtung. Das
Gierbewegungskorrekturmittel kann jedoch ferner eine Einrichtung zum
Steuern/Regeln eines Lenkwinkels von gelenkten Rädem
umfassen, vorzugsweise als Teil eines Vierradlenkungssteuermittels.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine
Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung vorgesehen. Diese
Lenkcharakeristikunterscheidungseinrichtung umfaßt das
Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen eines
Referenzgierbetrags, das Gierbetragserfassungsmittel zum Erfassen
eines Gierbetrags und ein Lenkcharakteristikbestimmungsmittel
zum Bestimmen einer Lenkcharakteristik des Fahrzeugs gemäß
einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel und
einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel. Eine
derartige Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung kann als
ein Sensor für ein Übersteuern oder Untersteuern eines
Fahrzeugs verwendet werden. Ein derartiger Sensor kann z.B. in
Verbindung mit einer Vierradlenkungseinrichtung mit Steuerung
des Lenkwinkels verwendet werden, um stabile Fahrzustände
sicherzustellen. Ein derartiger Sensor kann ferner in einer
Vierradantriebseinrichtung mit Steuerung des variablen
Verteilungsverhältnisses verwendet werden, um stabile
Fahrzustände sicherzustellen.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden mit Bezug
auf die Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer ersten
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des in Fig. 1 dargestellten
Gierbetragserfassungsmittels;
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Fig. 3 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer zweiten
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 4 ist ein Graph, welcher eine beispielhafte
Ausgabecharakteristik der in Fig. 3 gezeigten
Konstantenauswahlschaltung zeigt;
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Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Ausgabecharakteristik des
Steuer/regelcharakteristikkorrekturmittels, wie es
in Fig. 3 dargestellt ist; und
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Fig. 6 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer dritten
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Mit Bezug auf Fig. 1 sind linke und rechte Hinterräder Wrl und
Wrr als Mitlaufräder in einem Vorderradantriebsfahrzeug
jeweils mit unabhängigen Drehzahlsensoren Sl und Sr versehen,
und Ausgangssignale von den Drehzahlsensoren Sl und Sr, welche
ungefähre Grundgeschwindigkeiten von sowohl der linken als
auch der rechten Fahrzeugseite wiedergeben, werden in ein
Gierbetragserfassungsmittel 1a eingegeben. Eine Ausgabe von
dem Gierbetragserfassungsmittel 1a wird in ein
Referenzgierbetragserzeugungsmittel 2a eingegeben und wird ferner in ein
Subtrahiermittel 3a eingegeben. Ein Lenkrad H ist mit einem
Lenkwinkelsensor Ss versehen, und eine Ausgabe von dem
Lenkwinkelsensor Ss wird in das
Referenzgierbetragserzeugungsmittel
2a eingegeben. Eine Ausgabe von dem
Referenzgierbetragserzeugungsmittel 2a wird in das Subtrahiermittel 3a
eingegeben, und eine Ausgabe von dem Subtrahiermittel 3a wird in
einen nicht-invertierenden Eingangsanschluß eines
Vergleichsglieds 5a eingegeben. Andererseits wird ein Referenzwert von
einer Referenzschaltung 4a in einen invertierenden
Eingangsanschluß des Vergleichsglieds 5a eingegeben. Eine Ausgabe von
dem Vergleichsglied 5a wird in eine
Antriebsradausgangsdrehmomentsteuer/regeleinrichtung 6a eingegeben, z.B. eine
Motorausgangskraftsteuer/regeleinrichtung als das
Gierbewegungskorrekturmittel.
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Mit Bezug auf Fig. 2 umfaßt das Cierbetragserfassungsmittel 1a
eine Subtrahierschaltung 7a, eine Multiplizierschaltung 8a und
ein Filter 9a. Die Subtrahierschaltung 7a erfaßt eine
Differenz r zwischen Raddrehzahlen Vr und Vl (r=Vr-Vl), welche
durch die Drehzahlsensoren Sr und Sl erfaßt werden, und die
Multiplizierschaltung 8a multipliziert die Differenz r mit
einer bestimmten Proportionalkonstante d, um einen
Näherungswert y' eines Gierbetrags (Gierrate) zu erhalten. Die
Proportionalkonstante d beschreibt eine Spurweite zwischen den
Hinterrädem Wrl und Wrr, welche z.B. d=1 ist. Das Filter 9a
dient zum Beseitigen des Einflusses von Schwingungen einer
Fahrzeugaufhängung auf die Raddrehzahlen Vl und Vr und ist ein
rekursives Filter. Da die Fluktuation der Raddrehzahlen Vl und
Vr aufgrund der Resonanz einer Radschwingung und einer
Aufhängungsschwingung während des Fahrens auf einer unebenen Straße
ungefähr 10 Hz ist, und ein Frequenzbereich des Gierbetrags,
welcher zur Steuerung einer Fahrzeugbewegung anwendbar ist, 0-
2 Hz ist, dient das Filter 9a dazu, den Näherungswert y' des
Gierbetrags mit einem Frequenzbereich von 2 Hz oder mehr,
welcher als ein Verringerungsbereich verwendet wird, zu filtern.
Der Filter 9a erzeugt eine Ausgabe yn, welche gemäß dem
folgenden Ausdruck (1) berechnet wird.
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yn = α&sub2;*n-1 + α&sub2;*yn-2 + α&sub3;*yn-3
+ β&sub1;*y'n + β&sub2;*y'n-1 + β&sub3;*y'n-2 ... (1)
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wobei α&sub1; ... α&sub3; und β&sub1; ... β&sub3; Konstanten sind, welche durch ein
experimentelles Ergebnis bestimmt werden, und die Indizes n,
n-1 und n-2 für einen momentanen Wert, einen vorhergehenden
Wert etc. in jedem Zyklus stehen, in welchem die
Filterungsberechnung wiederholt wird.
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Das Referenzgierbetragserzeugungsmittel 2a dient zum Berechnen
eines Referenzgierbetrags (Referenzgierrate) Yb, welcher
momentan gewünscht ist, entsprechend der Entwicklung eines
Lenkwinkeis δ (δn-1, δn-2), welcher durch den Lenkwinkelsensor Ss
erhalten wird, und der Entwicklung des Gierbetrags y (yn-1,
yn-2), welcher durch das Gierbetragserfassungsmittel 1a erfaßt
wird. Der Referenzgierbetrag yb wird gemäß dem folgenden
Ausdruck (2) berechnet.
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wobei a&sub1;, a&sub2;, b&sub1; und b&sub2; für Parameter stehen, welche sich mit
einer Fahrzeuggeschwindigkeit ändern, und sie sind bereits
vorher in einem Plan wie folgt gegeben:
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a&sub1; = -1,4 - +1,8
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a&sub2; = +0,5 - +0,8
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b&sub1; = +0,01 - -0,0008
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b&sub2; = +0,009 - +0,001
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Das Subtrahiermittel 3a berechnet einen Absolutwert yb - Yn
einer Differenz zwischen dem Referenzgierbetrag yb und dem
Gierbetrag y. Das heißt, ein Schlupf zwischen dem momentan
gewünschten Gierbetrag yb und dem momentanen Gierbetrag yn wird
berechnet, und der Schlupf wird durch das Vergleichsglied 5a
mit einem Referenzwert Δy, welcher durch die Referenzschaltung
4a gesetzt wird, verglichen. Dann wird eine Motorausgangskraft
durch die Motorausgangskraftsteuer/regeleinrichtung 6a gemäß
dem Ergebnis des Vergleichs gesteuert. Ferner wird zunächst
der Referenzwert y in Antwort auf die Fahrzeuggeschwindigkeit
bestimmt. Im Betrieb wird der Gierbetrag y des Fahrzeugs durch
multiplizieren der Differenz (Vr- Vl) der Raddrehzahlen
zwischen linken und rechten Mitlaufrädem Wrl und Wrr mit der
Proportionalkonstante d und darauffolgendes Filtern des
Produkts zum Beseitigen des Einflusses der Fahrzeugaufhängung
erhalten. Somit kann in der praktischen Anwendung der
Gierbetrag y leicht und ohne Probleme erhalten werden.
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Dann wird die Differenz zwischen dem, wie oben erhaltenen,
Gierbetrag y und dem Referenzgierbetrag yb, welcher als ein
momentan gewünschter Wert gemäß der Entwicklung des
Lenkwinkels δ und des Gierbetrags y berechnet wird, mit dem
Referenzwert y verglichen, wodurch frühzeitg erkannt wird, daß das
Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gieren wird. Somit
kann die Gierbewegung gesteuert werden.
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Z.B. tritt bei einem Vorderradantriebsfahrzeug, wenn eine
übermäßige Antriebskraft ausgeübt wird, während das Fahrzeug
gelenkt wird, die Tendenz des Untersteuerns auf. Als ein
Ergebnis daraus arbeitet die Motorausgangskraftsteuereinrichtung
6a in Antwort auf die Ausgabe von dem Vergleichsglied 5a, um
die Motorausgangskraft zu verringern, wenn erfaßt wird, daß
das Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gegiert hat. In
Antwort auf die Verringerung der Motorausgangskraft wird eine
Antriebskraft der Antriebsräder verringert, und stattdessen
wird eine beschränkte Seitenkraft der Antriebsräder erhöht,
wodurch das oben erwähnte Untersteuern verhindert wird.
Andererseits tritt im Fall eines Hinterradantriebsfahrzeugs die
Tendenz eines Übersteuerns auf, wenn eine übermäßige
Antriebskraft ausgeübt wird. Das Übersteuern kann jedoch durch
Verringern der Antriebskraft in der gleichen Art und Weise, wie in
dem Fall des Vorderradantriebsfahrzeugs, verhindert werden.
Somit wird, wenn der tatsächliche Gierbetrag y sich dem
Referenzgierbetrag yb durch Verringern der Motorausgangskraft
angenähert hat, d.h. wenn der Absolutwert yb - yn kleiner als der
Referenzwert Δy wird, die Verringerung der Motorausgangskraft
aufgegeben, und eine normale Ausgangskraftsteuerung wird
wieder aufgenommen. Wie oben beschrieben, wird durch
Steuern/Regeln der Motorausgangskraft der tatsächliche Gierbetrag
y derart gesteuert, daß er nahe dem Referenzgierbetrag yb ist,
und wird an einen Gierbetrag des Fahrzeugs gemäß dem Wunsch
eines Fahrers angepaßt.
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Im Falle des Hinterradantriebsfahrzeugs kann die Differenz der
Raddrehzahlen zwischen den Mitlaufrädern, welche bei der
Berechnung des Gierbetrags y zu verwenden ist, eine
Drehzahldifferenz zwischen rechten und linken Vorderrädem sein, welche
ebenso als gelenkte Räder dienen.
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Die Verringerung der Motorausgangskraft durch die
Motorsteuer/regeleinrichtung 6a wird z.B. durch Betätigen einer
Ansaugdrosselventilsteuer/regeleinrichtung erreicht, welche durch
einen Impuismotor o. dgl. in einer Ventilschließrichtung
betätigt wird, durch Verringern oder Unterbrechen eines dem
Motor zugeführten Kraftstoffs durch eine
Kraftstoffsteuer/regeleinrichtung, durch Unterbrechen oder Verzögerung
eines Zündzeitpunkts durch einen Motorzündungseinrichtung oder
durch Verringern eines Turboladedrucks durch eine
Turboladedrucksteuer/regeleinrichtung zum Steuern/Regeln einer dem
Motor zuzuführenden Ansaugluft.
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Wie oben beschrieben umfaßt die Einrichtung der vorliegenden
Erfindung gemäß dem ersten Aspekt ein
Gierbetragserfassungsmittel zum Erfassen eines Gierbetrags des Fahrzeugs, einen
Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels eines
Lenkrads, ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen
eines Referenzgierbetrags gemäß einer Ausgabe von dem
Lenkwinkelsensor sowie ein Gierbewegungskorrekturmittel zum
Steuern/Regeln einer Gierbewegung des Fahrzeugs gemäß einer
Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel und einer
Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel. Daher ist es
möglich, zu erkennen, daß das Fahrzeug in einer unerwünschten
Richtung gieren wird, und die Gierbewegung zu steuern/regeln.
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Die Einrichtung der vorliegenden Erfindung ist gemäß dem
zweiten Aspekt dadurch gekennzeichnet, daß das
Referenzgierbetragserzeugungsmittel den Referenzgierbetrag zusätzlich zum
Vorsehen des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung gemäß
der Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel und dem
Lenkwinkelsensor erzeugt. Daher ist es möglich, die Gierbewegung
zusätzlich zum ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
präziser zu steuern/regeln.
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Die vorliegende Erfindung umfaßt gemäß einem weiteren Aspekt
Geschwindigkeitssensoren jeweils zum individuellen Erfassen
der Grundgeschwindigkeit der rechten Seite eines Fahrzeugs und
derjenigen der linken Seite des Fahrzeugs,
Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel zum Berechnen der Differenz
zwischen den jeweiligen erfaßten Werten der
Geschwindigkeitsdetektoren sowie Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel zum
Berechnen der Differenz zwischen den jeweiligen
Erfassungswerten der Drehzahlsensoren zum Bestimmen eines Gierbetrags auf
der Basis der Differenz zwischen den Grundgeschwindigkeiten
der rechten und linken Seiten des Fahrzeugs. Daher ist es
möglich, eine Gierbewegung mit einem einfachen Aufbau zu
erfassen.
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Die Einrichtung der vorliegenden Erfindung ist gemäß einem
weiteren Aspekt dadurch gekennzeichnet, daß
Geschwindigkeitsdetektoren jeweils zum individuellen Erfassen der
Grundgeschwindigkeit der rechten Seite eines Fahrzeugs und derjenigen
der linken Seite des Fahrzeugs vorgesehen sind, sowie
Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel zum Berechnen der
Differenz zwischen den jeweiligen Erfassungswerten der
Geschwindigkeitsdetektoren, und ein mit dem
Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel verbundenes Filter zum Filtern von
Frequenzkomponenten über einer vorbestimmten Frequenz aus der
Ausgabe des Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel, um
einen Gierbetrag zu bestimmen. Dementsprechend ist es möglich,
eine verbesserte Gierbetragserfassungseinrichtung vorzusehen,
welche in der Lage, ist den Gierbetrag eines Fahrzeugs,
ungeachtet von Vibrationen der Aufhängung, mit hoher Genauigkeit
zu erfassen.
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Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform das System des
Bestimmens des Referenzgierbetrags auf der Grundlage einer
Entwicklung des Gierbetrags und einer Entwicklung des
Lenkwinkeis verwendet, kann der Referenzgierbetrag nur mit der
Entwicklung des Gierbetrags bestimmt werden.
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Wie oben beschrieben, umfaßt die Einrichtung der vorliegenden
Erfindung ein Gierbetragserfassungsmittel zum Erfassen eines
Gierbetrags des Fahrzeugs, ein
Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen des Referenzgierbetrags auf der Grundlage
einer Entwicklung des Gierbetrags sowie ein
Gierbewegungskorrekturmittel zum Steuern/Regeln einer Gierbewegung des
Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem
Referenzgierbetragerzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem
Gierbetragserfassungsmittel. Daher ist es möglich, zu erkennen, daß das
Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gieren wird, und die
Gierbewegung zu steuern/regeln.
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Mit Bezug auf Fig. 3, welche eine erste bevorzugte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, sind linke und
rechte Mitlaufräder Wl und Wr eines Fahrzeugs jeweils mit
unabhängigen Drehzahlsensoren 1l und 1r versehen, und
Raddrehzahlen
Vl und Vr, welche durch die Drehzahlsensoren 1l und 1r
erfaßt werden, werden in ein Gierbetragserfassungsmittel 2 und
in einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 eingegeben. Ein
Lenkrad H ist mit einem Lenkwinkelsensor 4 versehen. Ein
Lenkwinkel δ, welcher durch den Lenkwinkelsensor 4 erfaßt wird,
eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vv, welche durch den
Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 erhalten wird, und eine Entwicklung
eines Gierbetrags y, welcher durch das
Gierbetragserfassungsmittel 2 erhalten wird, werden in ein
Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5 eingegeben. Der durch das
Gierbetragserfassungsmittel 2 erhaltene Gierbetrag y und ein von dem
Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5 erzeugter Referenzgierbetrag yb
werden in ein Gierbetragskorrekturmittel 6 eingegeben. Eine
Abweichung Dr (= y - yb) zwischen dem Gierbetrag y und dem
Referenzgierbetrag yb wird in dem Gierbetragskorrekturmittel 6
erhalten. Die Abweichung Dr und der Referenzgierbetrag yb
werden in ein Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 eingegeben.
Das Ergebnis der Bestimmung durch das
Lenkcharakteristikbestimmungsmittel, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 und der Lenkwinkel δ von dem
Lenkwinkelsensor 4 werden in ein
Steuer/regelcharakteristikkorrekturmittel 8 eingegeben. Ferner ist
das Fahrzeug mit einem Schalter 9 zum Auswählen eines
Ausgangsspannungspegels auf einen hohen Pegel oder einen niederen
Pegel gemäß dem Zustand, in welchem die Antriebsräder die
Vorderräder oder die Hinterräder sind, versehen. Eine Ausgabe
von dem Schalter 9 wird in eine
Antriebsradbestimmungsschaltung 10 eingegeben, und das Ergebnis der Bestimmung
durch die Antriebsradbestimmungsschaltung 10 wird in das
-Steuer/regelcharakteristikkorrekturmittel 8 eingegeben. Das
Steuer/regelcharakteristikkorrekturmittel 8 gibt ein Signal,
welches sich mit jedem Eingangssignal verändert, zum
Gierbetragskorrekturmittel 6 aus.
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Das Gierbetragserfassungsmittel 2 umfaßt eine
Subtrahierschaltung
11, eine Multiplizierschaltung 12 ein Filter 13, eine
Entwicklungsspeicherschaltung 14 zum Speichern einer
Ausgabeentwicklung der Multiplizierschaltung 12 und eine
Entwicklungsspeicherschaltung 15 zum Speichern einer
Ausgabeentwicklung des Filters 13. Die Subtrahierschaltung 11 sieht eine
Differenz r zwischen den Raddrehzahlen Vl und Vr (r = Vr -
Vl), welche durch die Drehzahlsensoren 1l und 1r erfaßt
werden, vor, und die Multiplizierschaltung 12 multipliziert die
Differenz r mit einer bestimmten Proportionalkonstante d, um
einen Näherungswert y' ( = r * d) des Gierbetrags (Gierrate)zu
erhalten. Die Proportionikonstante d ist z.B. eine Spurweite
zwischen den Mitlaufrädem Wl und Wr, welche z.B. d = 1 ist.
Das Filter 13 dient zum Beseitigen des Einflusses von
Schwingungen einer Fahrzeugaufhängung auf die Raddrehzahlen Vl und
Vr und ist ein rekursives Filter. Da die Fluktuation der
Raddrehzahlen Vl und Vr aufgrund der Resonanz der
Radschwingung und der Aufhängungsschwingung während des Fahrens auf
einer unebenen Straße ungefähr 10 Hz ist, und ein
Frequenzbereich des Gierbetrags, welcher zur Steuerung einer
Fahrzeugbewegung anwendbar ist, 0 - 2 Hz ist, dient das Filter 13
dazu, den Näherungswert y' des Gierbetrags in einem
Frequenzbereich von 2 Hz oder mehr zu filtern, welcher als ein
Verringerungsbereich verwendet wird. Das Filter 13 erzeugt eine
Ausgabe yn, welche gemäß dem folgenden Ausdruck (1) berechnet
wird.
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yn = α&sub1;*yn-1 + α&sub2;*yn-2 + α&sub3;*yn-3
+ β&sub1;*y'n + β&sub2;*y'n-1 + β&sub3;*y'n-2 ... (1),
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wobei α&sub1; ... α&sub2; und β&sub1; ... β&sub3; Konstanten sind, welche durch ein
experimentelles Ergebnis bestimmt werden, und die Indizes n,
n-1 und n-3 für einen momentanen Wert, einen vorhergehenden
Wert etc. in jedem Durchlauf stehen, in welchem die Berechnung
zum Filtern wiederholt wird. Ein letzter Wert, ein vorletzter
Wert usw. des Näherungswert y' des Gierbetrags werden von der
Entwicklungsspeicherschaltung 14 in das Filter 13 eingegeben,
während ein letzter Wert, ein vorletzter Wert usw. des
Gierbetrags y von der Entwicklungsspeicherschaltung 15 in das Filter
13 eingegeben werden.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 dient zum Ausgeben der
Fahrzeuggeschwindigkeit Vv gemäß den Raddrehzahlen Vl und Vr,
welche durch die Drehzahlsensoren 1l und 1r erfaßt werden. Zum
Beispiel wird der größere Wert der beiden Raddrehzahlen Vl und
Vr als die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ausgeben.
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Das Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5 umfaßt eine
Konstantenauswahischaltung 16, eine Entwicklungsspeicherschaltung 17
und eine arithmetische Schaltung 18. Die
Konstantenauswahlschaltung 16 dient zum Auswählen von Konstanten a&sub1;, a&sub2;, b&sub1; und
b&sub2;, welche bei der Berechnung in der arithmetischen Schaltung
18 gemäß der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3
erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vv zu verwenden sind. Die
Konstanten a&sub1;, a&sub2;, b&sub1; und b&sub2; sind, wie z.B. in Fig. 4
dargestellt, festgelegt, und sie werden in die arithmetische
Schaltung 18 gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit eingegeben. Die
Entwicklungsspeicherschaltung 17 ist dazu geeignet, die
Entwicklung des Lenkwinkels δ, welcher durch den Lenkwinkelsensor 4
erfaßt wird, in die arithmetische Schaltung 18 einzugeben. Die
arithmetische Schaltung 18 dient zum Berechnen eines
Referenzgierbetrags yb, welcher momentan gewünscht wird, entsprechend
der Entwicklung des Gierbetrags y von der
Entwicklungsspeicherschaltung 15 in dem
Gierbetragserfassungsmittel 2 und der Entwicklung des Lenkwinkels δ von der
Entwicklungsspeicherschaltung 17. Der Referenzgierbetrag yb wird
gemäß dem folgenden Ausdruck (2) berechnet.
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yb = -a&sub1;*yn-1 - a&sub2;*yn-2 + b&sub1;*δn-1 + b&sub2;*δn-2 ... (2)
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Das Gierbetragskorrekturmittel 6 umfaßt eine
Abweichungsberechnungsschaltung
19 zum Vorsehen von Dr (= y - yb) zwischen
dem Gierbetrag y, welcher durch das
Gierbetragserfassungsmittel 2 erhalten wird, und dem Referenzgierbetrag y', welcher
durch das Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5 erhalten wird,
sowie eine Absolutwerterzeugungsschaltung 20 zum Erzeugen
eines Absolutwerts der Abweichung Dr, erste und zweite
Vergleichsglieder 21 und 22 zum Empfangen einer Ausgabe von der
Absolutwerterzeugungsschaltung 20 an den jeweiligen
invertierenden Anschlüssen und eine
Antriebsradausgangsdrehmomentsteuer/regelschaltung 23, welche mit den jeweiligen
Ausgangsanschlüssen der ersten und zweiten Vergleichsglieder
21 und 22 verbunden ist. Die
Antriebsradausgangsdrehmomentsteuer/regeischaltung 23 dient z.B. zum Steuern/Regeln des
einem Motor zuzuführenden Kraftstoffs. Wenn die Ausgabe von
dem ersten Vergleichsglied 21 auf einem niederen Pegel ist,
wird die zuzuführende Kraftstoffmenge verringert, um das
Kraftstoffgemisch mager zu machen, während dann, wenn die
Ausgabe des zweiten Vergleichsglieds 22 auf einem niederen
Pegel ist, die Kraftstoff zufuhr unterbrochen wird.
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Das Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 empfängt den
Referenzgierbetrag yb von dem Referenzgierbetragerzeugungsmittel 5
und die Abweichung Dr von der Abweichungsberechnungsschaltung
19 und bestimmt entsprechend den Eingaben Dr und yb eine
Lenkcharakteristik. Das heißt, das in der Tabelle 1 unten gezeigte
Kriterium wird vorher in dem
Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 festgelegt.
Tabelle 1
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In Tabelle 1 steht das Symbol O für Übersteuern, und das
Symbol U steht für Untersteuern. Das Ergebnis der Bestimmung
gemäß der Tabelle 1 wird von dem
Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 ausgegeben.
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Das Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittel 8 empfängt die
Fahrzeuggeschwindigkeit Vv von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3, den Lenkwinkel δ von dem Lenkwinkelsensor 4, das
dem Bestimmungsergebnis der Antriebsradbestimmungsschaltung 10
entsprechende Signal und das dem Bestimmungsergebnis der
Lenkcharakteristikbestimmungsschaltung 7 entsprechende Signal.
Gemäß diesen Eingangssignalen erzeugt das
Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittel 8 Signale an einem
Ausgangsanschluß C, welcher mit einem nicht-invertierenden
Anschluß des ersten Vergleichsglieds 21 verbunden ist, und an
einem Ausgangsanschluß D, welcher mit einem
nicht-invertierenden Anschluß des zweiten Vergleichsglieds 22 verbunden ist.
Wenn das Fahrzeug ein Vorderradantriebsfahrzeug ist und der
Lenkwinkel δ relativ klein ist, wird der Ausgangswert des
Ausgangsanschlusses C des
Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittels 8 z.B. wie durch eine
in Fig. 5 gezeigte durchgezogene Linie gesetzt, und der
Ausgangswert des Ausgangsanschlusses D wird z.B. wie durch eine
in Fig. 5 dargestellte unterbrochene Linie gesetzt, gemäß der
Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und dem Bestimmungsergebnis des
Lenkcharakteristikbestimmungsmittels 70 Wenn das Fahrzeug ein
Hinterradantriebsfahrzeug ist, werden Werte, welche sich von
denjenigen der Fig. 5 unterscheiden, gesetzt, und wenn der
Lenkwinkel relativ groß ist, werden die Ausgangswerte der
Ausgangsanschlüsse C und D derart gesetzt, daß sie kleiner als
die in Fig. 5 gezeigten sind.
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Im Betrieb wird der Gierbetrag y des Fahrzeugs durch
Multiplizieren der Differenz (Vr - Vl) der Raddrehzahlen zwischen den
linken und rechten Mitlaufrädem Wl und Wr mit der
Proportionalkonstante
d und darauffolgendes Filtern des Produkts
mittels des Filters 13 erhalten, um dadurch den Einfluß der
Fahrzeugaufhängung zu beseitigen. Somit kann der Gierbetrag y in
der praktischen Anwendung leicht und ohne Probleme erhalten
werden.
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Wenn der Absolutwert der Abweichung Dr zwischen dem wie oben
erhaltenen Gierbetrag y und dem Referenzgierbetrag yb, welcher
als ein momentan gewünschter Wert gemäß der Entwicklung des
Lenkwinkels δ und der Entwicklung des Gierbetrags y berechnet
wird, die Ausgangswerte an den Anschlüssen C und D des
-Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittels 8 überschreitet,
dient das Antriebsradausgangsdrehmomentsteuer/regelmittel 23
dazu, frühzeitig zu erkennen, daß das Fahrzeug in einer
unerwünschten Richtung gieren wird, und die Gierbewegung zu
steuern/regeln.
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Wenn z.B. bei einem Vorderradantriebsfahrzeug eine übermäßige
Antriebskraft ausgeübt wird, während das Fahrzeug gelenkt
wird, tritt die Tendenz des Untersteuerns auf. Als Ergebnis
daraus, arbeitet die
Antriebsradausgangsdrehmomentsteuer/regelschaltung 23 in Antwort auf die Ausgaben von den
ersten und zweiten Vergleichsgliedern 21 und 22, um eine
Motorausgangskraft zu verringern, wenn erfaßt wird, daß das
Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gegiert hat. In
Antwort auf die Verringerung der Motorausgangskraft wird eine
Antriebskraft der Antriebsräder verringert, und anstelle davon
wird eine begrenzte Seitenkraft der Antriebsräder erhöht,
wodurch das oben erwähnte Untersteuern verhindert wird.
Andererseits tritt bei einem Hinterradantriebsfahrzeug die Tendenz
des Übersteuerns auf, wenn eine übermäßige Antriebskraft
ausgeübt wird. Das Übersteuern kann jedoch durch Verringern
der Antriebskraft in der gleichen Weise, wie bei dem
Vorderradantriebsfahrzeug verhindert werden. Somit wird, wenn der
tatsächliche Gierbetrag y sich dem Referenzgierbetrag yb durch
Verringern der Motorausgangskraft angenähert hat, die
Verringerung der Motorausgangskraft aufgegeben, und eine normale
Motorausgangskraftsteuerung wird wieder aufgenommen.
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Ferner sind die Ausgangswerte der Ausgangsanschlüsse C und D
des Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittels 8 entsprechend
dem Ergebnis der Bestimmung durch das
Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 derart gesetzt, daß sie
unterschiedlich sind. Wenn z.B. die Tendenz des Übersteuerns
bei einem Vorderradantriebsfahrzeug auftritt, kann eine
Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden, um dem Fahrzeugrumpf
Stabilität zu geben, bevor das Fahrzeug in einen Übersteuer-
Zustand kommt, da der Ausgangswert des Ausgangsanschlusses D
derart gesetzt ist, daß er kleiner ist als der Ausgangswert
des Ausgangsanschlusses C. Ferner wird sowohl im
Übersteuerals auch um Untersteuer-Zustand die Ausgabe von dem ersten
Vergleichsgiied 21 ein niederer Pegel, bevor die Ausgabe von
dem zweiten Vergleichsglied 22 ein niederer Pegel wird, und
dementsprechend arbeitet die
Antriebsradausgangsdrehmomentsteuer/regelschaltung zum Abmagern des dem Motor zuzuführenden
Kraftstoffgemisches, wodurch die Antriebskraft allmählich
verringert wird. In dieser Art und Weise ist es durch
allmähliches Verringern der Antriebskraft möglich, das Auftreten
eines Übersteuerns zu vermeiden.
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Wenn der Lenkwinkel δ bei niederen Fahrzeuggeschwindigkeiten
groß ist, wird die Lenkcharakteristik des Fahrzeugs
nicht-linear; der von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5
erzeugte Referenzgierbetrag yb ist jedoch linear. Daher wird die
Abweichung zwischen dem Referenzgierbetrag yb und dem
Gierbetrag y groß. Da jedoch die Ausgangswerte von dem
Steuer/regelcharakteristikkorrekturmittel zu den ersten und
zweiten Vergleichsgliedern 21 und 22 derart gesetzt sind, daß sie
klein werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv zunimmt, ist
es möglich, ein Übersteuern bei niederer
Fahrzeuggeschwindigkeit
zu verhindern, und ebenso ein Untersteuern
bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit zu verhindern.
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Ferner neigt, da die Ausgangswerte des
Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittels 8 derart gesetzt sind,
daß sie abnehmen, wenn der Lenkwinkel δ zunimmt, die Ausgabe
des ersten Vergleichsglieds 21 und des zweiten
Vergleichsglieds 22 dazu, ein niederer Pegel zu werden. Daher ist es
möglich, ein Untersteuern aufgrund einer erhöhten
Trägheitskraft der Gierbewegung zu verhindern, wenn das Lenkrad H um
einen großen Winkel gelenkt wird.
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Ferner ist es möglich, eine geeignete Steuerung der
Gierbewegung in Antwort auf eine Lenkcharakteristik vorzusehen, welche
sich in Abhängigkeit davon ändert, ob das Fahrzeug ein
Vorderradantriebsfahrzeug oder ein Hinterradantriebsfahrzeug ist,
da die Ausgangswerte des
Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittels 8 sich in Abhängigkeit davon ändern, ob die
Vorderräder oder die Hinterräder die Antriebsräder sind.
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Ferner dient die Antriebsradausgangsdrehmomentsteuerschaltung
23 zum Auswählen des Steuermodus zum Abmagern des dem Motor
zuzuführenden Kraftstoffgemisches oder des Steuermodus zum
Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zu dem Motor gemäß der
Ausgabe von dem Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittel 8.
Daher kann eine präzisere Steuerung vorgesehen werden, im
Vergleich dazu, wenn lediglich der Steuermodus zum
Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr vorgesehen ist, wodurch
Unbequemlichkeiten aufgrund einer großen Drehmomentdifferenz beseitigt
werden und ein Übersteuern verhindert wird.
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Gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen wird der
Referenzgierbetrag Yb gemäß der Entwicklung des Lenkwinkels und der
Entwicklung des Gierbetrags berechnet. Die Entwicklung des
Gierbetrags wird durch den Referenzgierbetragsfaktor, welcher
im wesentlichen gemäß der Entwicklung des Lenkwinkels
berechnet wird, als eine Korrektur beeinflußt.
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Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, worin Teile, welche der in Fig. 3 gezeigten
bevorzugten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet sind. Eine arithmetische Schaltung 18' in
dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5' berechnet einen
Referenzgierbetrag yb gemäß dem folgenden Ausdruck (3).
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yb = -a&sub1;*ybn-1-a&sub2;*ybn-2+b&sub1;*δn-1+b&sub2;*δn-2 ... (3)
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Das heißt, die Entwicklung des Referenzgierbetrags yb, welcher
durch die arithmetische Schaltung 18' erhalten wird, wird in
einer Entwicklungsspeicherschaltung 25 gespeichert. Die
arithmetische Schaltung 18' empfängt die Entwicklung ybn-1 und ybn-2
des Referenzgierbetrags yb aus der
Entwicklungsspeicherschaltung 25 und die Entwicklung δn-1 und δn-2 des Lenkwinkels δ aus
der Entwicklungsspeicherschaltung 17, um den
Referenzgierbetrag yb zu berechnen.
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Ein Signal von einer Antriebskraftverteilungsschaltung 24 wird
in eine Antriebsradbestimmungsschaltung 10' eingegeben. Die
Antriebskraftverteilungsschaltung 24 dient zum Steuern/Regeln
der Verteilung einer auszuübenden Antriebskraft auf die
Vorderräder und die Hinterräder des Fahrzeugs. Das
Verteilungsverhältnis der Antriebskraft wird durch die
Antriebsradbestimmungsschaltung 10' erfaßt und wird in das
Steuer/Regelcharakteristikkorrekturmittel 8 eingegeben
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Gemäß dieser Ausführungsform kann, da der Referenzgierbetrag yb
gemäß der Entwicklung des Referenzgierbetrags yb berechnet
wird, die lange Entwicklung des Lenkwinkels in der einfachen
Gleichung ausgedrückt werden, da die Entwicklung des
Referenzgierbetrags die Entwicklung des Lenkwinkels umfaßt. Es ist
herausgefunden worden, daß der Referenzgierbetrag durch eine
lange Periode der Entwicklung des Lenkwinkeis erhalten werden
kann; die lange Entwicklung erfordert jedoch eine große Anzahl
an Konstanten (Lenkansprechparameter; b&sub1;, b&sub2; ....). Die lange
Zeit erfordert das Setzen vieler Konstanten. Daher hat die
einfache Gleichung vier Konstanten, um das Setzen ihrer Werte
zu vereinfachen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der
Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 einen Mittelwert der Raddrehzahlen Vl
und Vr der Mitlaufräder Wl und Wr als die
Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ausgeben. Obwohl die oben erwähnten Ausführungsformen
das System des Vergleichens der Abweichung Dr zwischen dem
Referenzgierbetrag yb und dem tatsächlichen Gierbetrag y mit
einem Referenzwert verwenden, kann eine Motorausgangskraft
(z.B. eine Drosselöffnung) im Verhältnis zur Differenz
zwischen der Abweichung Dr und dem Referenzwert gesteuert werden.
Ferner kann, obwohl in den obigen Ausführungsformen der
Referenzgierbetrag aus der Entwicklung (n-1, n-2) beim letzten Mai
und beim vorletzten Mai berechnet wird, der Referenzgierbetrag
aus der Entwicklung (n-1, n-2, n-3,...) in mehreren
vorhergehenden Durchläufen berechnet werden.