DE4428311A1 - Verfahren zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes und Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik - Google Patents
Verfahren zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes und Verfahren zum Steuern einer FahrzeuglaufcharakteristikInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschät
zen eines Straßenverkehrszustandes und auf ein Verfahren zum Steuern
einer Laufcharakteristik eines Fahrzeuges, um selbige an den Straßen
verkehrszustand anzupassen, welcher durch das zuvor erwähnte Abschätz
verfahren und die -vorrichtung abgeschätzt wurde.
Ein Fahrzeug ist mit verschiedenen Vorrichtungen ausgestattet, um die
Fahrstabilität, Manövrierfähigkeit, den Fahrkomfort des Fahrzeuges usw.
zu verbessern.
Z. B. ist ein Fahrzeug mit einer elektronischen Steuervorrichtung für die
Kraftstoffzufuhr zum optimalen Steuern der Menge an Kraftstoff, die
einem Motor zugeführt wird, gemäß dem Fahrzeuglaufzustand zu steuern,
der durch eine Fahrzeuggeschwindigkeit, den Öffnungsgrad eines Gaspe
dals usw. darstellt ist, einem Automatikgetriebe zum Auswählen eines
Gangschaltoptimums für den aktuellen Fahrzeuglaufzustand und einem
Antiblockiersystem (ABS) zum Bereitstellen einer optimalen Bremskraft
versehen. Das Fahrzeug ist des weiteren mit einem Traktionssteuersystem
zum Sichern eines optimalen Schlupfverhältnisses der Antriebsräder,
einem Vierrad-Lenksystem zum Steuern von Hinterrädern in dem Fall
des Einschlagens der Vorderräder, einem aktiven Aufhängungssystem zum
variablen Ändern der Aufhängungscharakteristiken und einem elektrischen
Servosystem zum variablen Einstellen der Lenkkraft ausgestattet.
Das Fahrzeug, welches mit den zuvor erwähnten Systemen ausgestattet
ist, weist eine hohe Manövierfähigkeit und Laufstabilität auf und erfüllt
in großem Maße die von einem Fahrzeug benötigten Leistungsparameter.
Ein Steuerverfahren zum Abschätzen eines Fahrzustandes eines Fahr
zeuges und zum Steuern verschiedener Vorrichtungen, um so an den
abgeschätzten Fahrzustand angepaßt werden zu können (Straßenverkehrs
zustand), damit diese Vorrichtungen vollständig ihre Leistungsparameter
zeigen können, ist in konventioneller Weise bekanntgeworden. Als Para
meter, aus denen der Fahrzustand abgeschätzt wird, dienen ein Abstand
zwischen Fahrzeugen, eine Zeitperiode, die seit dem Moment verstrichen
ist, seit das Fahrzeug zu fahren beginnt, bis zu dem Moment, wenn das
Fahrzeug aufhört zu fahren, eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit usw.
(siehe z. B. die japanische vorläufige Patentveröffentlichung No. 1-119440).
Es wird jedoch eine teure Vorrichtung, wie z. B. ein Ultraschallwellensen
sor in dem Fall benötigt, daß der Fahrzustand (Straßenverkehrszustand)
auf der Basis eines Abstandes zwischen Fahrzeugen eingeschätzt wird.
Wenn die Einschätzung über den Fahrzustand auf der Basis einer Zeit
periode vorgenommen wird, die seit dem Start der Fahrzeugfahrt ver
strichen ist, bis zum Anhalten der Fahrzeugfahrt, tritt eine kleine Ände
rung eines Ausgabewertes auf, selbst wenn sich der Fahrzeuglaufzustand
ändert, so daß die Genauigkeit einer Abschätzung niedrig ist. Des weite
ren ist die Reaktion bzw. die Antwort auf ein Umschalten zwischen
Fahrzuständen, z. B. einem Umschalten von einem Zustand, bei dem das
Fahrzeug in einem Stadtgebiet fährt, auf einen Zustand, in welchem das
Fahrzeug in einem Wohngebiet fährt, schwach. Darüber hinaus ist es
schwierig, den Fahrzustand auf der Basis einer Maximalgeschwindigkeit
genau zu bestimmen, da die Maximalgeschwindigkeit zwischen individuel
lem Fahren variiert.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abschätzverfahren für
den Straßenverkehrszustand und eine Vorrichtung zum genauen Abschät
zen eines Straßenverkehrszustandes bereitzustellen, auf denen der tatsäch
liche Fahrzustand basiert.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerverfahren
für die Fahrzeuglaufcharakteristik und eine Vorrichtung zum Steuern
einer Fahrzeuglaufcharakteristik bereitzustellen, welche an den Straßen
verkehrszustand anpaßbar sind, der durch das zuvor erwähnte Abschätz
verfahren und die -vorrichtung abgeschätzt wurde, wodurch die Fahrzeug
fahrt an einen Gesamtfahrzeugfahrzustand angepaßt werden kann, der
den Straßenverkehrszustand einschließt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ab
schätzverfahren für den Straßenverkehrszustand zum Abschätzen eines
Straßenverkehrszustandes auf der Basis eines Fahrzustandes eines Fahr
zeuges geschaffen. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch: einen
Erfassungsschritt für das Fahrzeitverhältnis zum Berechnen eines Fahrzeit
verhältnisses des Fahrzeuges; einen Erfassungsschritt für die Durch
schnittsgeschwindigkeit zum Berechnen einer Durchschnittsgeschwindigkeit
eines Fahrzeuges; und einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrs
zustand zum Abschätzen des Straßenverkehrszustandes auf der Basis des
Fahrzeitverhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit.
Dieses Verfahren ermöglicht es, einen Straßenverkehrszustand genau
abzuschätzen, auf dem ein tatsächlicher Fahrzustand basiert. Außerdem
können Einflüsse von Unterschieden zwischen individuellen Fahrern beim
Manövrieren eines Fahrzeuges auf die Abschätzung eines Straßenverkehrs
zustandes reduziert werden. Darüber hinaus können die Berechnung des
Fahrzeitverhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit leicht durch
Verwendung z. B. eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors und eines Zeitge
bers ausgeführt werden. Das macht es unnötig, teure Sensoren usw. zu
verwenden, so daß das Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes bei
niedrigen Kosten realisiert werden kann.
Vorzugsweise schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand
ein Abschätzen eines Stadtgebietsgrades als den Straßenverkehrszustand
ein. Noch bevorzugter schließt der Abschätzschritt für den Straßenver
kehrszustand ein Bestimmen ein, daß der Stadtgebietsgrad hoch ist,
wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit auf
einem niedrigen oder mittleren Niveau sind. In alternativer Weise
schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Ausführen
von Fuzzy-Logik auf den Stadtgebietsgrad auf der Basis einer Vielzahl
von Fuzzy-Regeln ein, wobei die Vielzahl von Fuzzy-Regeln eine Fuzzy-
Regel einschließt, durch die der Stadtgebietsgrad als hoch bestimmt wird,
wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit auf
einem niedrigen Niveau sind, und eine Fuzzy-Regel, durch die der
Stadtgebietsgrad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis und
die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem mittleren Niveau sind.
Vorzugsweise schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand
ein Abschätzen eines Autobahngrades auf der Basis eines Wertes ein,
der durch Subtrahieren eines Stadtgebietsgrades von einem Maximalwert
des Stadtgebietsgrades erhalten wird, wobei der Maximalwert auf einen
vorbestimmten Wert begrenzt ist.
Vorzugsweise schließt der Abschätzschritt fuhr den Straßenverkehr ein
Abschätzen eines Straßenstaugrades als den Straßenverkehrszustand ein.
Insbesondere schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehr ein
Bestimmen ein, daß der Straßenstaugrad hoch ist, wenn das Fahrzeit
verhältnis oder die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen
Niveau sind. In alternativer Weise schließt der Abschätzschritt für den
Straßenverkehr ein Ausführen einer Fuzzy-Logik mit dem Straßenstaugrad
auf der Basis einer Vielzahl von Fuzzy-Regeln ein, wobei die Vielzahl
von Fuzzy-Regeln eine Fuzzy-Regel einschließt, durch die der Straßen
staugrad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis auf einem
niedrigen Niveau ist, und eine Fuzzy-Regel, durch die der Straßenstau
grad als hoch bestimmt wird, wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit auf
einem niedrigen Niveau ist.
Vorzugsweise weist das Abschätzverfahren des weiteren einen Erfassungs
schritt für eine durchschnittliche Seitenbeschleunigung zum Berechnen
einer durchschnittlichen Seitenbeschleunigung und einen Abschätzschritt
für einen Fahrbahn-Bergigkeitsgrad zum Bestimmen eines Fahrbahn-
Bergigkeitsgrades auf der Basis der durchschnittlichen Seitenbeschleuni
gung ein. Der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand schließt ein
Abschätzen eines Stadtgebietsgrades und/oder eines Fahrbahnstaugrades
ein. Insbesondere schließt der Abschätzschritt für den Fahrbahn-Bergig
keitsgrad ein Bestimmen des Fahrbahn-Bergigkeitsgrades auf der Basis
eines Kennfeldes mit einer Charakteristik ein, in welcher der Fahrbahn-
Bergigkeitsgrad bei einer Erhöhung der durchschnittlichen Seitenbeschleu
nigung ansteigt.
Gemäß den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung ist es möglich, verschiedene Straßenverkehrszustände einschließ
lich eines Bergigkeitsgrades, eines Autobahngrades usw. abzuschätzen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Steuerverfahren für eine Fahrzeuglaufcharakteristik geschaffen, bei der
eine Laufcharakteristik eines Fahrzeuges variabel durch ein variables
Steuern einer Betriebscharakteristik einer an dem Fahrzeug montierten
Vorrichtung gesteuert wird. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch:
einen Erfassungsschritt für das Fahrzeitverhältnis zum Berechnen eines
Fahrzeitverhältnisses des Fahrzeuges; einen Erfassungsschritt für die
Durchschnittsgeschwindigkeit zum Berechnen einer Durchschnittsgeschwin
digkeit des Fahrzeuges, einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrs
zustand zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes auf der Basis des
Fahrzeitverhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit; und einen
Steuerschritt für die Charakteristik zum variablen Steuern der Betriebs
charakteristik der an dem Fahrzeug montierten Vorrichtung gemäß dem
Straßenverkehrszustand.
Vorzugsweise weist der Steuerschritt für die Charakteristik ein variables
Steuern einer Betriebscharakteristik einer Hinterrad-Lenkvorrichtung auf,
welche als die Vorrichtung dient, die an dem Fahrzeug montiert ist, und
welche einen Hinterrad-Lenkwinkel durch Multiplizieren eines erfaßten
Wertes eines Vorderrad-Lenkzustandes oder eines erfaßten Wertes eines
Fahrzeugverhaltens mit einem Koeffizienten setzt, und zwar durch varia
bles Steuern des Koeffizienten gemäß dem Straßenverkehrszustand. In
alternativer Weise weist der Steuerschritt der Charakteristik ein variables
Steuern einer Charakteristik der Lenkreaktionskraft über der Fahrzeug
geschwindigkeit einer Servoeinheit gemäß dem Straßenverkehrszustand auf,
wobei die Servoeinheit als die Vorrichtung dient, die an dem Fahrzeug
montiert ist, und eine Lenkreaktionskraft gemäß der Fahrzeuggeschwin
digkeit ändert. In alternativer Weise schließt der Steuerschritt für die
Charakteristik ein variables Setzen eines Geschwindigkeitsänderungskenn
feldes gemäß dem Straßenverkehrszustand ein, wobei das Kennfeld auf
einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Drosselöffnungsgrad basiert und
mit einem Automatikgetriebe versehen ist, das als die Vorrichtung dient,
die an dem Fahrzeug montiert ist. Des weiteren schließt in alternativer
Weise der Steuerschritt für die Charakteristik ein variables Steuern einer
Charakteristik des Gaspedal- bzw. Beschleunigerbetriebes über der Motor
leistung für eine Steuereinheit für die Motorleistung gemäß dem Straßen
verkehrszustand ein, wobei die Steuereinheit für die Motorleistung als die
Vorrichtung dient, die an dem Fahrzeug montiert ist.
Das Verfahren gemäß dem zuvor erwähnten zweiten Aspekt der vor
liegenden Erfindung ermöglicht es, die Fahrzeuglaufcharakteristik so zu
steuern, daß sie an das abgeschätzte Ergebnis des Straßenverkehrszustan
des angepaßt ist. Außerdem wird eine für einen individuellen Fahrer
benötigte Fahrzeuglaufcharakteristik bei verschiedenen Straßenverkehrs
zuständen erstellt. Das erlaubt es, daß die Fahrzeugfahrt für einen
Gesamtfahrzeugfahrzustand geeignet ist, welcher einen Straßenverkehrs
zustand einschließt. Darüber hinaus ermöglicht es das Verfahren gemäß
den zuvor erwähnten bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung, die Hinterrad-Lenkcharakteristik der Hinterrad-Lenkvorrichtung,
der Lenkkraftcharakteristik der Servoeinheit, des Schaltgefühls des Auto
matikgetriebes oder der Betriebscharakteristik der Steuereinheit für die
Motorleistung zu steuern, um so an den Straßenverkehrszustand angepaßt
werden zu können.
Diese und andere Ziele und Vorteile werden leichter aus einem Ver
ständnis der bevorzugten Ausführungsbeispiele deutlich, die nachfolgend
unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben sind.
Die Erfindung wird vollkommen klar aus der detaillierten Beschreibung,
die hier nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
angegeben ist, die veranschaulichend angegeben ist und nicht die vor
liegende Erfindung begrenzen soll, in welcher:
Fig. 1 eine konzeptionelle Ansicht ist, die eine Bestimmungsprozedur
für einen Straßenverkehrszustand bei einem Abschätzverfahren für den
Straßenverkehrszustand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine konzeptionelle Ansicht ist, die eine Bestimmungsprozedur
für einen Fahrzeugmanövrierzustand in diesem Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm ist, welches eine Steuerungs
vorrichtung und Sensoren zum Verwirklichen des Abschätzverfahrens
gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 4 ein Flußdiagramm für eine Berechnungsroutine für das Fahrzeit
verhältnis zeigt, das durch die Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird, die
in Fig. 3 gezeigt ist;
Fig. 5 ein Flußdiagramm ist, das eine Berechnungsroutine für die Durch
schnittsgeschwindigkeit zeigt, welche durch die Steuerungsvorrichtung
ausgeführt wird;
Fig. 6 ein Flußdiagramm ist, das eine Berechnungsroutine für die
durchschnittliche Seitenbeschleunigung ist, die durch die Steuerungsvor
richtung ausgeführt wird;
Fig. 7 ein Diagramm ist, das Zugehörigkeitsfunktionen anzeigt, die
Fuzzy-Gruppen definieren, die von dem Fahrzeitverhältnis abhängen;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das Zugehörigkeitsfunktionen kennzeichnet, die
Fuzzy-Gruppen definieren, die von einer mittleren Geschwindigkeit ab
hängen;
Fig. 9 ein Diagramm ist, das ein Beispiel der Berechnung des Kon
formitätsgrades eines tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses bezüglich ent
sprechender Fuzzy-Gruppen für das Fahrzeitverhältnis zeigt;
Fig. 10 ein Diagramm ist, das ein Beispiel der Berechnung des Kon
formitätsgrades einer tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit bezüglich
einer entsprechenden Fuzzy-Gruppe für die Durchschnittsgeschwindigkeit
zeigt;
Fig. 11 ein Diagramm ist, das ein Kennfeld für eine durchschnittliche
Seitenbeschleunigung über einem Fahrbahn-Bergigkeitsgrad veranschaulicht;
Fig. 12 ein Flußdiagramm einer Frequenz einer Analyseroutine ist, die
durch die Steuerungsvorrichtung von Fig. 3 verwirklicht wird;
Fig. 13 ein Diagramm ist, das ein Feld zeigt, welches eine Verteilung
von Eingabedaten darstellt, die einer Frequenzanalyse unterliegen;
Fig. 14 ein konzeptionelles Diagramm ist, das Verarbeitungselemente
zeigt, die ein neurales Netzwerk ausmachen;
Fig. 15 ein konzeptionelles Diagramm des neuralen Netzwerkes ist, das
aus den in Fig. 14 gezeigten Verarbeitungselementen aufgebaut ist;
Fig. 16 ein Flußdiagramm ist, das eine Berechnungsroutine für die
Sportlichkeit zeigt, die durch die Steuerungsvorrichtung von Fig. 3 ausge
führt wird;
Fig. 17 ein schematisches Diagramm ist, das einen Hauptteil eines
Vierrad-Lenksystems zeigt, das an einem Fahrzeug montiert ist, auf
welches ein Steuerverfahren für die Fahrzeitlaufcharakteristik gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewen
det wird;
Fig. 18 ein funktionelles Blockdiagramm ist, das die Konfiguration der
Steuerungsvorrichtung von Fig. 17 zeigt, wobei die Konfiguration auf eine
Vierrad-Lenkfunktion bezogen ist;
Fig. 19 ein funktionelles Blockdiagramm ist, das im Detail die Kon
figuration einer Erfassungseinheit von Fig. 18 für den Fahrbahnober
flächenwert µ zeigt;
Fig. 20 ein Kennfeld ist, das eine Beziehung zwischen Fahrzeug
geschwindigkeit und In-Phase-Koeffizient zeigt;
Fig. 21 ein Kennfeld ist, das eine Beziehung zwischen Fahrzeuggeschwin
digkeit und Antiphase-Koeffizient zeigt;
Fig. 22 ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Servoeinheit ist,
die an einem Fahrzeug montiert ist, auf die ein Steuerverfahren für die
Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung angewendet ist;
Fig. 23 ein Diagramm ist, das eine Charakteristik der Fahrzeuggeschwin
digkeit über dem elektrischen Strom zeigt;
Fig. 24 ein Diagramm ist, das eine Charakteristik für die Fahrzeug
geschwindigkeit über dem Stadtgebietsgrad über dem elektrischen Strom
zeigt;
Fig. 25 ein Diagramm ist, das eine Charakteristik der Fahrzeuggeschwin
digkeit über Sportlichkeit über elektrischen Strom zeigt;
Fig. 26 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Steuerungs
vorrichtung für die Geschwindigkeitsänderung eines Automatikgetriebes,
das an einem Fahrzeug montiert ist, auf das ein Steuerverfahren für die
Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung angewendet ist;
Fig. 27 ein schematisches Konfigurationsdiagramm ist, welches einen Teil
eines Getrieberadzuges in einer in Fig. 26 gezeigten Getriebeübertragung
zeigt;
Fig. 28 eine Kupplung zeigt, die in Fig. 26 gezeigt ist;
Fig. 29 ein schematisches Konfigurationsdiagramm ist, das einen Teil
eines Hydraulikkreises zum Betätigen der in den Fig. 27 und 28 gezeig
ten Kupplung zeigt;
Fig. 30 ein Flußdiagramm einer Schaltsteuerroutine ist;
Fig. 31 ein Flußdiagramm einer Berechnungsroutine für eine Befehls
schaltstufe SHIFT0 ist;
Fig. 32 ein Schaltkennfeld für einen zweiten Gang-Haltemodus ist;
Fig. 33 ein Diagramm ist, das ein Kennfeld für die Sportlichkeit über
der Neigung über dem Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM, das zum
Fahrzeugfahren auf einer Stadtstraße angewendet wird, zeigt;
Fig. 34 ein Diagramm ist, das ein Kennfeld für die Sportlichkeit über
der Neigung über den Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM zeigt, der
für ein Fahren eines Fahrzeuges auf einer Autobahn verwendet wird;
Fig. 35 ein Diagramm ist, das ein Kennfeld für die Sportlichkeit über
der Neigung über dem Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM zeigt,
welches für ein Fahren des Fahrzeuges auf einer bergigen Straße
angewendet wird;
Fig. 36 ein Diagramm ist, das ein Schaltkennfeld zeigt, das mit Hoch
schaltlinien 2-3 verbunden ist;
Fig. 37 ein Diagramm ist, das ein Schaltkennfeld zeigt, das mit Her
unterschaltlinien 2-1 verbunden ist;
Fig. 38 ein Diagramm ist, das eine Hochschaltbewegungslinie zeigt;
Fig. 39 ein Diagramm ist, das eine Herunterschaltbewegungslinie zeigt;
Fig. 40 ein schematisches Diagramm ist, das einen Hauptteil einer
Steuerungsvorrichtung für die Motorleistung zeigt, welche an einem
Fahrzeug montiert ist, auf das ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglauf
charakteristik gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung angewendet ist;
Fig. 41 ein Blockdiagramm einer Drehmomentberechnungseinheit ist
(TCL);
Fig. 42 ein Kennfeld ist für eine Motordrehzahl über einem benötigten
Antriebsdrehmoment über einem Beschleunigungsöffnungsgrad; und
Fig. 43 ein Kennfeld für eine Fahrzeuggeschwindigkeit über einem
Erhöhungs-/Verringerungskoeffizienten ist.
Ein Verfahren zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes, ein
Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik und eine Vor
richtung zum Ausführen dieser Verfahren wird nun unter Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ein Abschätzverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß ein Straßenverkehrszustand
gemäß den Fahrzeugfahrzustandsparametern abgeschätzt wird, und daß
ein Fahrzeugmanövrierzustand abgeschätzt wird, der durch einen Fahrer
vorgegeben ist, und zwar auf der Basis des so bestimmten Straßenver
kehrszustandes und der physikalischen Größen, die kennzeichnend für den
Fahrzeugfahrzustand sind.
Spezieller ausgedrückt werden, wie in Fig. 1 gezeigt, eine Durchschnitts
geschwindigkeit, ein Fahrzeitverhältnis (ein Verhältnis der Fahrzeit zur
Gesamtzeit einschließlich der Fahrzeugfahrzeit und der Fahrzeugstoppzeit
zur Gesamtzeit einschließlich der Fahrzeugfahrzeit und der Fahrzeug
stoppzeit) und eine durchschnittliche Seitenbeschleunigung bestimmt als
die Fahrzeugfahrzustandsparameter aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und
dem Lenkradwinkel. Des weiteren werden ein Stadtgebietsgrad, ein
Straßenüberfüllungsgrad und ein Fahrbahn-Bergigkeitsgrad erfaßt als
Parameter, die kennzeichnend für den Straßenverkehrszustand sind, und
zwar durch Fuzzy-Logik auf der Basis der Fahrzeugfahrzustandsparameter.
Andererseits werden, wie in Fig. 2 gezeigt, physikalische Größen, wie z. B.
der Öffnungsgrad einer Beschleunigungsvorrichtung bzw. des Gaspedals,
die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lenkradwinkel, welche den Fahr
zeugfahrzustand darstellen, erfaßt. Dann wird die Längsbeschleunigung
aus der Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine arithmetische Operation
bestimmt, und die Seitenbeschleunigung wird aus der Fahrzeuggeschwin
digkeit und dem Lenkradwinkel durch eine arithmetische Operation be
stimmt. Des weiteren wird die Frequenzverteilung für jeden der Parame
terfahrzeuggeschwindigkeit, Öffnungsgrad des Gaspedals bzw. der Be
schleunigungsvorrichtung, Längsbeschleunigung und Seitenbeschleunigung,
welche die Fahrzeugfahrparameter sind, durch eine Frequenzanalyse
bestimmt. Dann werden der Mittelwert und die Varianz für jede Fre
quenzverteilung als Parameter bestimmt, die die Frequenzverteilung
bezeichnen.
Des weiteren werden die für den Straßenverkehrszustand repräsentativen
Parameter (Stadtgebietsgrad, Fahrbahnverkehrsverstopfungsgrad und Fahr
bahn-Bergigkeitsgrad) und die Parameter (der Mittelwert und die Va
rianz), welche die Frequenzverteilung von jedem Fahrzeugfahrparameter
kennzeichnen, einem neuralen Netzwerk zugeführt. Das neurale Netzwerk
bestimmt eine gewichtete Gesamtsumme dieser Parameter, wodurch ein
Ausgangsparameter bestimmt wird, der kennzeichnend für den durch den
Fahrer beabsichtigten Fahrzeugmanövrierzustand ist, z. B. die Sportlichkeit
des Fahrers zum Fahren des Fahrzeuges.
Ein Fahrzeug, auf das das Abschätzverfahren gemäß diesem Ausführungs
beispiel angewendet wird, ist mit einer Steuerungsvorrichtung 15 versehen,
wie in Fig. 3 gezeigt. Obwohl die Darstellung weggelassen ist, weist die
Steuerungsvorrichtung 15 einen Prozessor, der eine Fuzzy-Logikfunktion
und eine neurale Netzwerkfunktion aufweist, einen Speicher zum Spei
chern von verschiedenen Steuerprogrammen und verschiedenen Daten und
I/O-Schaltungen (Eingabe/Ausgabeschaltungen) auf. Verbunden mit der
Steuerungsvorrichtung 15 sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26, ein
Lenkradwinkelsensor 16 und ein Drosselöffnungsgradsensor 28.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 empfängt ein Fahrzeugfahr
geschwindigkeitssignal von dem Sensor 26, ein Lenkradwinkelsignal von
dem Sensor 16 und ein Drosselöffnungssignal von dem Sensor 28 und
führt verschiedene später zu diskutierende Routinen aus, um die Sport
lichkeit des Fahrers abzuschätzen.
Während das Fahrzeug in einem angetriebenen bzw. in einem Fahr
zustand ist (einschließlich des Fahrzustandes und des Fahrstoppzustandes),
z. B. nachdem der Motor gestartet ist, verwirklicht der Prozessor der
Steuerungsvorrichtung 15 wiederholt die Routine zum Berechnen des
Fahrzeitverhältnisses, was in Fig. 4 gezeigt ist, in Intervallen von zwei
Sekunden.
Bei jedem Ausführzyklus für die Berechnungsroutine empfängt der Pro
zessor ein Fahrzeugsignal "vel", das kennzeichnend für eine tatsächliche
Fahrzeuggeschwindigkeit ist, von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26
und bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit "vel" eine vorbestimmte
Fahrzeuggeschwindigkeit übersteigt (z. B. 10 km/Stunde) (Schritt S1).
Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann wird "1" zu einem
Zählwert "rtime" des Fahrzeitzählers addiert (nicht gezeigt), der in die
Steuerungsvorrichtung 15 eingebaut ist (Schritt S2). Andererseits wird,
wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt St negativ ist, dann "1" einem
Zählwert "stime" eines Fahrstoppzeitzählers (nicht gezeigt) addiert (Schritt
S3).
In einem Schritt S4, der dem Schritt S2 oder S3 folgt, wird bestimmt, ob
die Summe des Wertes "rtime" des Fahrzeitzählers und des Wertes
"stime" des Fahrstoppzeitzählers gleich einem Wert "200" ist. Wenn das
Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird ein Wert, der durch Dividie
ren des Fahrzeitzählerwertes "rtime" durch die Summe des Wertes und
des Fahrstoppzeitzählerwertes "stime" erhalten, mit einem Wert "100"
multipliziert, um das Fahrzeitverhältnis "ratio" (%) zu berechnen (Schritt
S5).
Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis des Schrittes S4 bejahend ist,
dann wird ein Wert, der gleich dem Produkt des Fahrzeitzählerwertes
"rtime" und eines Wertes "0,95" in dem Fahrzeitzähler rückgesetzt. Außer
dem wird ein Wert, der gleich dem Produkt des Fahrstoppzeitzählerwer
tes "stime" und des Wertes "0,95" ist, in dem Fahrstoppzeitzähler rückge
setzt (Schritt S6), und das Fahrzeitverhältnis "ratio" wird in Schritt S5
berechnet.
Mit anderen Worten, die zwei Zählerwerte werden rückgesetzt, wenn 400
Sekunden, was äquivalent dem Wert "200" ist und während derer das
Fahrzeug angetrieben worden ist, von der Zeit verstrichen sind, als der
Motor gestartet wurde. Danach werden die Zählerwerte jedesmal rückge
setzt, wenn 20 Sekunden verstrichen sind. Das ermöglicht es, das Fahr
zeitverhältnis, welches den Fahrzeugfahrzustand vor der vorliegenden
Zeit reflektiert, selbst mittels eines Zählers mit relativ kleinen Kapazitä
ten zu berechnen.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt wiederholt eine in Fig.
5 gezeigte Berechnungsroutine für die Durchschnittsgeschwindigkeit in
Intervallen von z. B. 2 Sekunden aus.
In jedem Routineausführzyklus liest der Prozessor Fahrzeuggeschwindig
keitsdaten "vx" von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 und addiert
die Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" zu jedem der gespeicherten Werte
vxsum[i] (i = 1 bis 5) von fünf kumulativen Geschwindigkeitsregistern,
die in die Steuerungsvorrichtung 15 einbezogen sind (Schritt S11). Dann
bestimmt der Prozessor, ob der Wert eines Flags f_1m "1" ist, was
anzeigt, daß der Berechnungszeitpunkt für die Durchschnittsgeschwindig
keit erreicht ist (Schritt S12). Das Flag f_1m nimmt einen Wert "1" bei
einem einminütigen Zyklus an. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt
S12 negativ ist, dann wird das Verarbeiten in dem gegenwärtigen Zyklus
beendet.
Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S12 bejahend in 1 Minute
wird, seit die Routine gestartet wurde, wird zu einem Index "jj" "1"
addiert, um den Index "jj" zu aktualisieren, wird eine Durchschnittsge
schwindigkeit "vxave" durch Dividieren eines kumulativen Geschwindig
keits-Registerwertes vxsum[jj], welche dem aktualisierten Index "jj"
entspricht, durch "150" berechnet, und der Registerwert vxsum[jj] wird auf
"0" rückgesetzt (Schritt S13). Als nächstes wird eine Bestimmung vor
genommen, ob der aktualisierte Index "jj" "5" ist (Schritt S14). Wenn das
Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird die Verarbeitung in dem
gegenwärtigen Zyklus beendet.
Danach wird der Index "jj" jede Minute aktualisiert, und die Durch
schnittsgeschwindigkeit "vxave" wird aus dem kumulativen Geschwindig
keits-Registerwert vxsum[jj] bestimmt, welcher dem aktualisierten Index
"jj" entspricht. Des weiteren wird der Index "jj" auf "0" alle 5 Minuten
rückgesetzt (Schritt S15).
Somit wird die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" jedem der fünf
kumulativen Geschwindigkeits-Registerwerte vxsum[i] alle 2 Sekunden
addiert, und die Durchschnittsgeschwindigkeit "vxave" wird jede Minute
gemäß dem gespeicherten Wert vxsum[jj] des entsprechenden der fünf
kumulativen Geschwindigkeitsregister berechnet, wobei der gespeicherte
Wert eine gesamte der Fahrzeuggeschwindigkeiten zeigt, die 150 mal (5
Minuten lang) erfaßt wurde.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt eine in Fig. 6 gezeigte
Berechnungsroutine für eine durchschnittliche Seitenbeschleunigung in
Intervallen von z. B. 2 Sekunden aus.
In jedem Routineausführzyklus liest der Prozessor ein Ausgabesignal des
Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 26, das kennzeichnend für eine Fahrzeug
geschwindigkeit "vx" ist, und ein Ausgabesignal von dem Lenkradwinkel
sensor 16, das kennzeichnend für einen Lenkradwinkel "steera" ist, und
bestimmt einen vorbestimmten Lenkradwinkel "gygain", was eine 1 (G)-
Seitenbeschleunigung ergibt und was als die Funktion der Fahrzeugge
schwindigkeit "vx" gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" unter Bezug
auf ein Kennfeld (nicht gezeigt) dargestellt ist. Dann berechnet der
Prozessor eine Seitenbeschleunigung "gy" durch Dividieren des Lenkrad
winkels "steera" durch einen vorbestimmten Lenkradwinkel "gygain" und
addiert die Seitenbeschleunigung "gy" zu einem gespeicherten Wert
gysum[i] (i = 1 bis 5) jedes der fünf kumulativen Seitenbeschleunigungs
register, die in die Steuerungsvorrichtung 15 einbezogen sind (Schritt
S21). Der Prozessor bestimmt dann, ob der Wert eines Flags f_8s "1" ist,
was anzeigt, daß der Berechnungszeitpunkt für die durchschnittliche
Seitenbeschleunigung erreicht ist (Schritt S22). Dieses Flag f_8s nimmt
den Wert "1" alle 8-Sekundenintervallen an. Wenn das Bestimmungs
ergebnis in Schritt S22 negativ ist, dann wird das Verarbeiten in dem
vorliegenden Zyklus beendet.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S22 bejahend in 8 Sekunden
wird, seit die Routine gestartet wurde, wird "1" zu dem Index "jj" addiert,
um den Index "jj" zu aktualisieren, wird eine durchschnittliche Seiten
beschleunigung "gyave" durch Dividieren eines kumulativen Seitenbeschleu
nigungs-Registerwertes gysum[jj], welcher einem aktualisierten Index "jj"
entspricht, durch "20" berechnet, und der Registerwert gysum[jj] wird auf
"0" rückgesetzt (Schritt S23). Als nächstes wird eine Bestimmung vor
genommen, ob der aktualisierte Index "jj" "5" ist (Schritt S24). Wenn das
Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird das Verarbeiten in dem
vorliegenden Zyklus beendet.
Danach wird der Index "jj" alle 8 Sekunden aktualisiert, und die durch
schnittliche Seitenbeschleunigung "gyave" wird aus dem kumulativen
Seitenbeschleunigungsregisterwert gysum[jj] bestimmt, der dem aktualisier
ten Index "jj" entspricht. Des weiteren wird der Index "jj" auf "0" alle 40
Sekunden rückgesetzt (Schritt S25).
Somit wird die berechnete Seitenbeschleunigung "gy" zu jedem der fünf
kumulativen Seitenbeschleunigungs-Registerwerte gysum[i] alle 2 Sekunden
addiert, und die Durchschnittsseitenbeschleunigung "gyave" wird alle 8
Sekunden gemäß dem gespeicherten Wert gysum[jj] von einem entspre
chenden der fünf kumulativen Seitenbeschleunigungs-Registern berechnet,
wobei der gespeicherte Wert eine gesamte Seitenbeschleunigung zeigt,
welche 20 mal berechnet wurde (40 Sekunden lang).
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden ein Stadtgebietsfahr
modus, ein Fahrbahnstaufahrmodus und ein Fahrbahn-Bergigkeitsfahr
modus als Fahrzeugfahrmoden, die mit der Abschätzung des Fahrzeug
manövrierzustandes verbunden sind, welcher durch einen Fahrer vor
gegeben wird, als zu bestimmende Ziele ausgewählt. In dieser Hinsicht
ist das vorliegende Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß ein Stadtgebiets
grad, ein Straßenstaugrad und ein Fahrbahn-Bergigkeitsgrad bestimmt
werden. Der Stadtgebietsgrad und der Fahrbahnstaugrad werden durch
Fuzzy-Logik bestimmt. In Verbindung mit der Fuzzy-Logik werden Zu
gehörigkeitsfunktionen (Fig. 7 und Fig. 8), die repräsentativ für Fuzzy-
Untergruppen in dem Untersuchungsraum (Trägergruppe) für das Fahr
zeugverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit sind, und neun Fuzzy-
Regeln, die in Tabelle 1 gezeigt sind, zuvor festgelegt und in dem
Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert. Das Festlegen der
Fuzzy-Regeln, die in Tabelle 1 angegeben sind, basiert auf der Tatsache,
daß die Durchschnittsgeschwindigkeit niedrig ist und das Fahrzeitverhältnis
mittelgroß ist, wenn ein Fahren in einem Stadtgebiet durchgeführt wird,
und daß die Durchschnittsgeschwindigkeit niedrig und das Fahrzeitverhält
nis niedrig ist, wenn ein Fahren auf einer verstopften Straße durchgeführt
wird.
In Fig. 7 sind die Symbole S, M und B Kennzeichnungen, die Fuzzy-
Gruppen in der Trägergruppe repräsentieren, die von dem Fahrzeitver
hältnis abhängig sind. Die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe
S definiert, wird so bestimmt, daß der Konformitätsgrad oder die Adap
tion "1" für ein Fahrzeitverhältnis ist, das von 0% bis 20% reicht, und
die Adaption verringert sich von "1" auf "0", wenn sich das Fahrzeit
verhältnis von 20% auf 40% erhöht. Des weiteren wird die Zugehörig
keitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe M definiert, so aufgestellt, daß sich
die Adaption von "0" auf "1" erhöht, wenn sich das Fahrzeitverhältnis von
20% auf 40% erhöht, die Adaption bleibt bei "1", während das Fahrzeit
verhältnis innerhalb eines Bereiches von 40% bis 65% bleibt, und die
Adaption verringert sich von "1" auf "0", wenn sich das Fahrzeitverhältnis
von 65% auf 85% erhöht. Die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-
Gruppe B definiert, wird so erstellt, daß sich die Adaption von "0" auf
"1" erhöht, wenn sich das Fahrzeitverhältnis von 65% auf 85% erhöht,
und die Adaption bleibt bei "1", wenn das Fahrzeitverhältnis 85% oder
höher ist.
Bezugnehmend auf Fig. 8 wird die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-
Gruppe S in der Trägergruppe definiert, die von der Durchschnittsge
schwindigkeit abhängig ist, so aufgestellt, daß die Adaption "1" für die
Durchschnittsgeschwindigkeit von 0 km/Stunde bis 10 km/Stunde ist, und
die Adaption verringert sich von "1" auf "0", wenn sich die Durchschnitts
geschwindigkeit von 10 km/Stunde auf 20 km/Stunde erhöht. In ähnlicher
Weise wird die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe M definiert,
so erstellt, daß sich die Adaption von "0" auf "1" erhöht, wenn sich die
Durchschnittsgeschwindigkeit von 10 km/Stunde auf 20 km/Stunde erhöht,
die Adaption ist "1" für die Durchschnittsgeschwindigkeit von 20 km/-
Stunde bis 40 km/Stunde, und die Adaption verringert sich von "1" auf
"0", wenn sich die Durchschnittsgeschwindigkeit von 40 km/Stunde auf 60
km/Stunde erhöht. Die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe B
definiert, wird so erstellt, daß sich die Adaption von "0" auf "1" erhöht,
wenn sich die Durchschnittsgeschwindigkeit von 40 km/Stunde auf 60
km/Stunde erhöht, und die Adaption wird "1", wenn die Durchschnitts
geschwindigkeit 60 km/Stunde oder höher ist.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt eine Adaption
adap[i] einer Kombination des Fahrzeitverhältnisses (%) und der Durch
schnittsgeschwindigkeit (km/Stunde) für jede der 1.-ten bis 9.-ten Regeln,
wobei das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit gemäß
den in Fig. 4 und 5 gezeigten Berechnungsroutinen bestimmt werden.
Dann berechnet der Prozessor den Stadtgebietsgrad und den Fahrbahn
verstopfungsgrad bzw. Fahrbahnstaugrad gemäß den folgenden Berech
nungsformeln:
Stadtstraßengrad [city] = E(adap[i]×r_city[i] adap[i]
(i = 1 bis 9)
Fahrbahnstaugrad [jam] = E(adap[i]×r_jam[i] adap[i] (i = 1 bis 9)
Fahrbahnstaugrad [jam] = E(adap[i]×r_jam[i] adap[i] (i = 1 bis 9)
Spezieller ausgedrückt, bestimmt der Prozessor die Adaption des tatsächli
chen Fahrzeitverhältnisses an die der Fuzzy-Gruppen S, M und B, die
von dem Fahrzeitverhältnis abhängen, welches der i′ten Regel entspricht.
Dann bestimmt der Prozessor die Adaption der tatsächlichen Durch
schnittsgeschwindigkeit an die der Fuzzy-Gruppen S, M und B, die von
der Durchschnittsgeschwindigkeit abhängen, welche der i′ten Regel ent
spricht. Von den zwei Adaptionen wird die kleinere als die Adaption
adapt[i] für die Kombination des tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses und
der tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit für die i′te Regel genom
men.
Bezüglich der ersten Regel, wie in Fig. 9 und 10 gezeigt, wird in dem
Fall, daß das tatsächliche Fahrzeitverhältnis 30% ist und daß die tatsäch
liche Durchschnittsgeschwindigkeit 10 km/Stunde ist, ein Wert "0,5" als
die Adaption des tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses 30% an die Fuzzy-
Gruppe S des Fahrzeitverhältnisses bestimmt, und ein Wert "1" wird als
die Adaption der tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit 10 km/-
Stunde an die Fuzzy-Gruppe S der Durchschnittsgeschwindigkeit bestimmt.
Deshalb ist die Adaption adapt[1] einer Kombination des tatsächlichen
Fahrzeitverhältnisses 30% und der tatsächlichen Durchschnittsgeschwindig
keit 10 km/Stunde an die erste Regel "0,5".
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 nimmt dann Bezug auf ein
in dem Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichertes Kennfeld für
die durchschnittliche Seitenbeschleunigung über dem Fahrbahn-Bergigkeits
grad und berechnet den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad gemäß der durch
schnittlichen Seitenbeschleunigung, die in der Routine von Fig. 6 be
stimmt wird. Als beispielhaft ist in Fig. 11 gezeigt, daß das Kennfeld so
festgelegt wird, daß der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad "0" ist, während die
durchschnittliche Seitenbeschleunigung von 0 G bis etwa 0,1 G reicht,
der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad sich von "0" auf "100" erhöht, wenn sich die
durchschnittliche Seitenbeschleunigung von etwa 1,0 G auf 0,4 G erhöht,
und der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad "100" wird, wenn die durchschnittliche
Seitenbeschleunigung 0,4 G oder größer ist. Das Kennfeldfestlegen wird
ausgeführt auf der Basis der Tatsache, daß der Integralwert der Seiten
beschleunigung sich erhöht, wenn ein Fahren auf einer bergigen Straße
durchgeführt wird.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt eine Frequenzanalyse
von jeweils der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Längsbeschleunigung, der
Seitenbeschleunigung und des Öffnungsgrades des Gaspedals bei Inter
vallen von z. B. 200 ms aus, um die Mittelwerte und Varianzen der
jeweiligen physikalischen Größen zu bestimmen. Fig. 12 zeigt die Fre
quenzanalyseroutine für die Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Frequenzanaly
seroutinen (nicht gezeigt) für die anderen Größen als die Fahrzeugge
schwindigkeit sind in derselben Art wie die dieser Routine aufgebaut.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit als der Frequenzanalyseparameter ist durch
das Ausgangssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 darge
stellt, und dessen Eingabebereich ist z. B. auf 0 bis 100 km/Stunde
festgelegt.
Gemäß der nachfolgend gezeigten Formel wird der Öffnungsgrad des
Gaspedals tps (%) berechnet auf der Basis des Ausgabesignals eines
Drosselgradsensors 28, dessen Eingabebereich von 0 bis 100% ist.
tps = (tdata-tpsoff)/(tpson-tpsoff)×100
wobei das Symbol "tdata" die vorliegende Ausgabe des Drosselöffnungs
gradsensors anzeigt, das Symbol "tpsoff" die Ausgabe des Drosselöffnungs
gradsensors anzeigt, wenn die Beschleunigungsvorrichtung bzw. das Gaspe
dal AUS ist, und das Symbol "tpson" die Ausgabe des Drosselöffnungs
gradsensors anzeigt, wenn die Beschleunigungsvorrichtung vollständig offen
ist.
Der Prozessor greift auch die Ausgabe des Fahrzeugsensors 26 in
Intervallen von z. B. 100 ms ab und berechnet eine Längsbeschleunigung
"gx" (Einheit: G) gemäß der nachfolgend gezeigten Formel. Der Ein
gabebereich der Längsbeschleunigung ist z. B. 0 bis 0,3 G.
gx = (vx-vx0)×10/(3.6×9.8)
wobei das Symbol "vx" die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit (km(Stunde) anzeigt und das Symbol "vx0" die Fahrzeuggeschwindigkeit (km/Stunde) vor 100 ms anzeigt.
wobei das Symbol "vx" die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit (km(Stunde) anzeigt und das Symbol "vx0" die Fahrzeuggeschwindigkeit (km/Stunde) vor 100 ms anzeigt.
Der Prozessor liest des weiteren das Ausgabesignal von dem Fahrzeug
sensor 26, das repräsentativ für die Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" ist, und
das Ausgabesignal von dem Lenkradwinkelsensor 16, das repräsentativ für
den Lenkradwinkel "steera" ist. Als nächstes nimmt der Prozessor Bezug
auf ein nicht gezeigtes Kennfeld, um einen vorbestimmten Lenkradwinkel
"gygain" zu bestimmen, welcher als die Funktion der Fahrzeuggeschwin
digkeit "vx" dargestellt wird und welcher die Seitenbeschleunigung von 1
(G) ergibt, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit "vx". Dann berechnet der
Prozessor die Seitenbeschleunigung "gy" (G) durch Dividieren des Lenk
radwinkels "steera" durch den vorbestimmten Lenkradwinkel "gygain", wie
es in der nachfolgend gezeigten Formel gezeigt ist. Der Eingabebereich
der Seitenbeschleunigung ist z. B. 0 bis 0,5 G.
gy = steera gygain
Bezugnehmend auf Fig. 12 bestimmt der Prozessor einen Wert "dat"
durch Addieren von "1" zu einem Wert (vel/10), welcher durch Dividie
ren des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals "vel" in zehn gleiche Teile
erhalten wird, des Eingabebereiches von 0 bis 100 km/Stunde (Schritt
531) als der Frequenzanalyseparameter (Eingabedaten). Des weiteren
bestimmt der Prozessor, ob der Wert "dat" größer als "10" ist (Schritt
532). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, setzt der Prozessor
den Wert "dat" auf "10" in Schritt S33 zurück, bevor er zu Schritt S34
geht. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S32 negativ
ist, dann geht der Prozessor sofort vom Schritt S32 zum Schritt S34. In
Schritt S34, wie in Fig. 13 gezeigt, wird "1" zu einer Elementzahl hist[da
t] eines entsprechenden von zehn Feldern addiert, welches die Verteilung
der Eingabedaten darstellt (die Elementnummer des Feldes an der
Maximalwertseite ist 0 in Fig. 13).
In Schritt S35 bestimmt der Prozessor die Gesamtsumme "num" der
Elementnummern der ersten bis zehnten Felder und bestimmt auch die
Gesamtsumme "sum" der Produkte der Elementnummer und eines Wertes
"i-1", welcher bezüglich jedes Feldes (i′tes Feld ) bestimmt worden ist.
Der Prozessor dividiert die Gesamtsumme "sum" des Produktes durch die
Gesamtsumme "num" der Elementnummern und dividiert des weiteren
das Ergebnis durch einen Wert "10", um den Mittelwert "ave" der Ein
gabedaten (die Fahrzeitgeschwindigkeit in diesem Fall) zu bestimmen
(Schritt S36).
Der Prozessor bestimmt dann, ob der Mittelwert "ave" größer als "100"
ist (Schritt S37). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann setzt
er den Mittelwert "ave" auf "100" in einem Schritt S38, bevor er zu
Schritt S39 schreitet. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in
Schritt S37 negativ ist, dann geht der Prozessor sofort von Schritt S37 zu
Schritt S39. Mit anderen Worten, der Mittelwert "ave" der Eingabedaten
ist auf einen Wert von bis zu "100" begrenzt.
In Schritt S39 bestimmt der Prozessor für jedes Feld das Produkt der
Feldelementnummer hist[i] und eines quadrierten Wertes von ((i-1)-
(ave/10)), was durch Subtrahieren eines Wertes erhalten wird, der durch
Dividieren des Mittelwertes "ave" durch "10" erhalten wird, von einem
Wert "i-1". Als nächstes berechnet er eine Gesamtsumme "sum2" der
Produkte. Der Prozessor dividiert dann einen Wert, der durch Dividieren
der Gesamtsumme "sum2" durch die Gesamtsumme "num" der Element
nummern erhalten worden ist, durch einen Wert "5", um eine Varianz
"var" der Eingabedaten zu berechnen (Schritt S40). Dann bestimmt der
Prozessor, ob die Varianz "var" der Eingabedaten größer als "100" ist
(Schritt S41). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann setzt er
die Varianz "var" auf "100" in Schritt S42 zurück, bevor er zu Schritt S43
geht, während er direkt von Schritt S41 zu Schritt S43 geht, wenn das
Bestimmungsergebnis in Schritt S41 negativ ist. Mit anderen Worten, der
Wert der Varianz "var" der Eingabedaten ist auf einen Wert von bis zu
"100" begrenzt.
In Schritt S43 bestimmt der Prozessor, ob die Gesamtsumme "num" der
Elementnummern größer als "256" ist. Wenn das Bestimmungsergebnis
negativ ist, dann beendet der Prozessor das Verarbeiten in dem gegen
wärtigen Zyklus. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis bejahend
ist, setzt der Prozessor die Elementnummer hist[i] von jedem der ersten
bis zehnten Felder auf einen Wert, der durch Multiplizieren der Ele
mentnummer hist[i] durch einen Wert "15/16" erhalten wurde (Schritt
S44), bevor er das Verarbeiten in dem vorliegenden Zyklus beendet. Mit
anderen Worten, der Prozessor verringert die Elementnummer jedes
Feldes, indem es mit "15/16" multipliziert wird, wenn die Elementnum
mer "num" der Verteilung "256" übersteigt. Danach wird das Verarbeiten,
das in Fig. 12 gezeigt ist, wiederholt, um periodisch den Mittelwert und
die Varianz der Fahrzeuggeschwindigkeit "vel" zu bestimmen, welche die
Eingabedaten sind.
Die Mittelwerte und die Varianzen der anderen Eingabedaten, d. h. des
Öffnungsgrades des Gaspedals, der Längsbeschleunigung und der Seiten
beschleunigung werden in derselben Art bestimmt.
Wenn der Fahrer seine Fahrsportlichkeit erhöht, erhöhen sich die Mittel
werte und Varianzen der jeweiligen Eingabedaten. Der Mittelwert der
Fahrzeuggeschwindigkeit ist jedoch in großem Maße von dem Straßen
verkehrszustand abhängig.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt durch seine neurale
Netzwerkfunktion den durch den Fahrer angegebenen oder beabsichtigten
Fahrzeugmanövrierzustand. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden der
Stadtstraßengrad, der Fahrbahnstaugrad und der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad,
die durch die zuvor erwähnte Fuzzy-Logik bestimmt worden sind, an ein
neurales Netzwerk geliefert, und zwar zusätzlich zu den Mittelwerten und
Varianzen der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Gaspedalöffnungsgrades, der
Längsbeschleunigung und der Seitenbeschleunigung, die von der zuvor
erwähnten Frequenzanalyse bestimmt worden sind, um so die Fahrsport
lichkeit des Fahrers zu bestimmen, und zwar als den durch den Fahrer
angegebenen Fahrzeugmanövrierzustand.
Konzeptionell ist das neurale Netzwerk aus Prozeßelementen (PE), die
in Fig. 14 gezeigt sind, aufgebaut, die untereinander in einer komplizier
ten Art verbunden sind, wie es in Fig. 15 veranschaulicht ist. Jedes PE
empfängt die Gesamtsumme von vielen Eingaben x[i], wobei jedes mit
der Wichtung w[j][i] von jeder der Eingaben multipliziert wird. In jedem
PE wird die Gesamtsumme durch eine gewisse Übertragungsfunktion "f"
umgewandelt, und eine daraus folgende Ausgabe y[i] wird von dem PE
ausgesendet.
Bezugnehmend auf die Fig. 14 und 15 weist das neurale Netzwerk, das
bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, eine verdeckte Schicht 152
auf, die zwischen einer Eingabeschicht 151 und einer Ausgabeschicht
153 angeordnet ist. Die Eingabeschicht 151 besteht aus elf PE, die
verdeckte Schicht 152 besteht aus sechs PE, und die Ausgabeschicht 153
besteht aus einem PE. Die Übertragungsfunktion "f" von PE ist definiert
durch f(x) = x. Die Wichtung w[j][i] in der Kopplung zwischen der PE
wird im Verlaufe des Lernprozesses festgelegt. Das neurale Netzwerk des
vorliegenden Ausführungsbeispiels hat eine zusätzliche Eingabe 154, die
eine Vorspannung bzw. ein Vorspanngatter (bias) genannt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Funktion des neuralen Netz
werks durch die Steuerungsvorrichtung 15 ausgeführt.
Um die neurale Netzwerkfunktion zu verwirklichen, führt der Prozessor
der Steuerungsvorrichtung 15 periodisch eine Berechnungsroutine aus für
die Sportlichkeit, die in Fig. 16 gezeigt ist, unter Verwendung als die
Eingabedaten von jeweiligen Mittelwerten und Varianzen der Fahrzeugge
schwindigkeit, des Gaspedalöffnungsgrades, der Längsbeschleunigung und
der Seitenbeschleunigung zusammen mit dem Stadtgebietsgrad, dem
Straßenstaugrad und dem Fahrbahn-Bergigkeitsgrad (wobei alle einen
Ausgabebereich von 0 bis 100 aufweisen).
In der in Fig. 16 gezeigten Routine subtrahiert der Prozessor "100" von
dem Produkt der Eingabedaten dd[i] und "2", um den Bereich für elf
Eingabedaten dd[i] (i = 1 bis 11) von "0 bis 100" auf "-100 bis 100"
umzuwandeln, wodurch Eingabedaten din[i] erhalten werden, die die
Bereichsumwandlung durchlaufen haben (Schritt S51).
Der Prozessor bestimmt dann eine Gesamtsumme "drive" der Produkte
der Stücke von Eingabedaten din[i] und Wichtungskoeffizienten
nmap[i + 1], die für alle Eingabedaten din[i], die die Bereichsumwandlung
durchlaufen haben, bestimmt worden sind. Des weiteren bestimmt der
Prozessor ein ähnliches Produkt (nmap[1]*100) mit dem Vorspanngitter.
Der Prozessor addiert des weiteren das Produkt (nmap[1]*100), das von
der Vorspannung abhängig ist, zu der Gesamtsumme "drive", die von
den Eingabedaten abhängig ist, wodurch die Ausgabe "drive", die die
Sportlichkeit darstellt, bestimmt wird (Schritt S52).
Der Prozessor addiert "100" zu der Sportlichkeitsausgabe "drive", die
durch "10000" dividiert worden ist, dividiert das Ergebnis der Addition
durch "2" und wandelt den Sportlichkeitsausgabebereich von "-1000000 bis
1000000" auf "0 bis 100" (Schritt S53), wodurch die Berechnung der
Sportlichkeit in einem Berechnungszyklus beendet wird.
In der obenerwähnten Art wird die Ausgabe "drive", die kennzeichnend
für die Sportlichkeit des Fahrers ist, als der Fahrzeugmanövrierzustand
bestimmt. Gemäß den Testfahrergebnissen stimmte der abgeschätzte Wert
der Sportlichkeit des Fahrers, welcher durch die Ausgabe "drive" gekenn
zeichnet ist, gut mit der durch den Testfahrer selbst bewerteten und
berichteten Sportlichkeit überein. Das wird so interpretiert, daß der
Fahrzeugmanövrierzustand, der durch den Fahrer angegeben oder be
absichtigt ist, was schwierig durch physikalische Größen wie z. B. Fahr
zeuggeschwindigkeit zu bewerten ist, auf der Basis der Mittelwerte und
Varianzen der physikalischen Größe ausgewertet bzw. bewertet wurde,
durch welche die Frequenzverteilungen der jeweiligen physikalischen
Größen gekennzeichnet sind, und daß der Straßenverkehrszustand bei der
Bewertung des Fahrzeugmanövrierzustandes berücksichtigt wurde.
Nachfolgend wird ein Steuerverfahren für eine Fahrzeuglaufcharakteristik
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist dafür vorgesehen, daß es die Fahrzeuglauf
charakteristik so steuert, daß sie an den abgeschätzten Straßenverkehrs
zustand angepaßt wird, z. B. durch das Abschätzverfahren des ersten
Ausführungsbeispiels, das oben beschrieben wurde. Die Prozedur zum
Abschätzen des Straßenverkehrszustandes ist identisch zu der des zuvor
erwähnten Abschätzverfahrens; deshalb wird die Erklärung für die Aus
rüstungskonfiguration für diesen Zweck weggelassen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Beschreibung für einen PKW
gegeben, der mit einem Vierrad-Lenksystem als die Vorrichtung für ein
variables Steuern der Fahrzeuglaufcharakteristika versehen ist.
Bezugnehmend auf Fig. 17 sind die rechten und linken Vorderräder 1L,
1R des PKWs mit einem Vorderradservosystem 2 über Zugstangen 3
gekoppelt. Dieses System 2, das das Vierrad-Lenksystem darstellt, weist
im Zusammenwirken mit verschiedenen später zu diskutierenden Elemen
ten einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus (nicht gezeigt), der durch
ein Lenkrad 4 betätigt wird, und eine Vorderrad-Lenkbetätigungsein
richtung (nicht gezeigt) auf, die mit dem Zahnstangen- und Ritzelmecha
nismus gekoppelt ist und einen hydraulischen Zylinder hat.
Die Vorderrad-Lenkbetätigungseinrichtung ist mit einer Hydraulikpumpe
7 einer Pumpeneinheit 6 über ein Vorderrad-Lenkventil 5 verbunden, das
durch das Lenkrad 4 betätigt wird. Die Pumpeneinheit 6 ist von einem
Doppelpumpentyp, welcher durch einen Motor 8 angetrieben wird, und
die andere Hydraulikpumpe 9 ist mit einer Hinterrad-Lenkbetätigungsein
richtung 11 über ein Hinterrad-Lenkventil 10 verbunden.
Bei der Hinterrad-Betätigungseinrichtung 11, die auch einen Hydraulik
zylinder aufweist, ist eine Kolbenstange davon mit den rechten und den
linken Hinterrädern 13L, 13R über Zugstangen 12 verbunden. In Fig. 17
bezeichnet Bezugsziffer 14 einen Behältertank.
Die Vorderrad-Lenkbetätigungseinrichtung wird gemäß der Lenkrichtung
durch das Hydrauliköl betätigt, das von der Hydraulikpumpe 7 über das
Vorderrad-Lenkventil 5 zu der Zeit zugeführt wird, wenn das Lenkrad 4
betätigt wird, während der Betrieb der Hinterrad-Lenkbetätigungsein
richtung 11 durch eine Steuerungsvorrichtung 15 gesteuert wird. Spezifi
scher ausgedrückt liefert, wenn das Lenkrad 4 betätigt wird, liefert die
Steuerungsvorrichtung 15 ein Betriebssteuersignal SR, das für den Fahr
zeugfahrzustand geeignet ist, an das Hinterrad-Lenkventil 10, wodurch das
Hydrauliköl gesteuert wird, das von der Hydraulikpumpe 9 zu der Hin
terrad-Lenkbetätigungseinrichtung 11 über das Ventil 10 zugeführt wird.
Bezüglich der Steuerung des Betriebes der oben diskutierten Hinterrad-
Lenkbetätigungseinrichtung ist die Steuerungsvorrichtung 15 elektrisch mit
diversen Sensoren und Meßgeräten verbunden. Speziell werden zu der
Steuerungsvorrichtung 15 die Fahrzeuggeschwindigkeit V (die dem zuvor
erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeitssignal "vx" entspricht) von dem betref
fenden Meßgerät Sensorsignale, die kennzeichnend für die Betriebszustän
de verschiedener Vorrichtungen sind, Sensorsignale, die kennzeichnend
für den Lenkradwinkel RH sind (die dem zuvor erwähnten Lenkradwinkel
"steera" entspricht), von einem Lenkradwinkelsensor 16 und ein Sensorsi
gnal zugeführt, das kennzeichnend für den Servodruck ist (der Arbeits
druck des Servosystems 2 und der Vorderrad-Lenkbetätigungseinrichtung).
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Differenz zwischen den Drücken
PL, PR der rechten und linken Druckkammern (nicht gezeigt) der
Vorderrad-Lenkbetätigungseinrichtung, die durch ein paar Drucksensoren
18, 19 erfaßt werden, als der Servodruck bestimmt.
Wie in Fig. 18 funktionell gezeigt, ist die Steuerungsvorrichtung 15 mit
einer Eingabeeinheit 30 zum Empfangen von Daten von dem Lenkrad
winkelsensor 16, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26, dem Meßgerät
und dem Hinterradlenkradwinkelsensor 17; einem A/D-Wandler 31 zum
Empfangen von Signalen von Drucksensoren 18, 19; einer Modusbestim
mungseinheit 32 zum Bestimmen des Fahrmodus des Fahrzeuges gemäß
den Daten, die von der Eingabeeinheit 30 geliefert werden; und einer
Erfassungseinheit 33 für den Fahrbahnoberflächenwert µ zum Berechnen
eines Fahrbahnoberflächen-Reibkoeffizienten, d. h. dem Fahrbahnober
flächenwert µ versehen, gemäß den Daten, die von der Eingabeeinheit
30 und dem A/D-Wandler 31 empfangen werden. Die Steuerungsvor
richtung 15 ist des weiteren mit einer Steuereinheit 34 für den Lenkven
tilbetrieb zum Berechnen eines Betriebssteuersignals SR für das Hinter
rad-Lenkventil 10 gemäß den Daten, die von der Eingabeeinheit 30, der
Modusbestimmungseinheit 32 und der Erfassungseinheit 33 für den
fahrbaren Oberflächenwert µ empfangen wurden; und einer Ausgabeein
heit 35 zum Ausgeben des Betriebssteuersignals SR, das durch die
Steuereinheit 34 berechnet wird, an das Hinterrad-Lenkventil 10 versehen.
Die Modusbestimmungseinheit 32 hat eine Funktion zum Auswählen des
Lenkmodus der Hinterräder (z. B. Ende der Steuerung, große Lenkwinkel
steuerung der Hinterräder oder Phasensteuerung der Hinterräder) gemäß
den Lenkradwinkel RH, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Daten,
die von dem Meßgerät der Eingabeeinheit 30 geliefert werden. Die
Erfassungseinheit 33 für den fahrbaren Oberflächenwert µ hat eine
Funktion zum Erfassen des fahrbaren Oberflächenwertes µ aus dem
Lenkradwinkel RH, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Drücken PL,
PR.
Wie in Fig. 19 gezeigt, ist die Erfassungseinheit 33 für den Fahrbahn
oberflächenwert µ mit einer Subtraktionseinheit 22 zum Berechnen der
Differenz zwischen den Drücken PL und PR von den Drucksensoren 18
und 19 als einem Servodruck ΔP ausgestattet. Der Servodruck ΔP von
der Subtrahiereinheit 22 geht durch einen Phasenkompensationsfilter 21
zum Eliminieren von Rauschen und zum Kompensieren des Voreilens
der Phase des Servodruckes ΔP bezüglich des Lenkradwinkels RH wäh
rend einer Lenkübergangsperiode des Lenkrades 4, bevor es der Berech
nungseinheit 20 für den Fahrbahnoberflächenwert µ zugeführt wird.
Zugeführt zu der Berechnungseinheit 20 werden der Lenkradwinkel RH,
der durch den Lenkradwinkelsensor 16 erfaßt wird, und die Fahrzeug
geschwindigkeit V die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26
erfaßt wird. Die Berechnungseinheit 20 für den Fahrbahnoberflächenwert
µ berechnet den Fahrbahnoberflächenwert µ aus dem Servodruck ΔP
dem Lenkradwinkel RH und der Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß der
nachfolgend gezeigten Formel:
P/RH = µ·C1·V2/(µ + C2·V2)
wobei C1 und C2 Konstanten bezeichnen.
Obwohl eine detaillierte Erklärung weggelassen wird, ist die oben angege
bene Formel von der Tatsache abgeleitet, daß der Servodruck ΔP der
nahezu proportional der Seitenführungskraft ist, proportional dem Produkt
eines Seitenrutschwinkels und dem Fahrbahnoberflächenwert µ ist, und
daß der Seitenrutschwinkel als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit
V des Lenkradwinkels RH und des Fahrbahnoberflächenwertes µ darge
stellt wird.
Der Fahrbahnoberflächenwert µ, der durch die Berechnungseinheit 20 für
den Fahrbahnoberflächenwert µ berechnet wird, wird von einem -µ-
Variationsbegrenzer 23 zu einem stabilisierenden Filter 24 ausgesendet,
wenn deren Änderungsrate innerhalb eines vorbestimmten Bereiches
bleibt, und der Oberflächenfahrbahnwert µ wird durch den Filter 24
stabilisiert.
Der Betrieb der Steuerungsvorrichtung 15, die als die Erfassungseinheit
33 für den Fahrbahnoberflächenwert µ dient, wird nun kurz beschrieben.
Die Drücke PL, PR, der Lenkradwinkel RH und die Fahrzeuggeschwin
digkeit V die durch die Drucksensoren 18, 19 erfaßt werden, der Lenk
radwinkelsensor 16 bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 (Meßge
rät) werden in die Steuerungsvorrichtung 15 eingelesen.
Dann wird der Servodruck ΔP ( = PR-PL) berechnet, und das Ergeb
nis wird einem Filtern unterzogen, um das Phasenvoreilen des Servo
druckes ΔP in der Lenkübergangsperiode des Lenkrades 4 zu eliminieren.
Als nächstes wird eine Bestimmung vorgenommen, ob das Lenkrad 4
gedreht oder nicht gedreht wird, entsprechend der Größe des Lenkrad
winkels RH und deren Änderungstrend. Wenn das Lenkrad 4 gedreht
wird, dann wird des weiteren bestimmt, ob der Absolutwert des Lenkrad
winkels RH ein vorbestimmter Wert R1 (z. B. 10°) oder größer ist. Wenn
das Lenkrad 4 ungedreht gehalten worden ist oder wenn der Lenkrad
winkel RH den vorbestimmten Wert R1 nicht erreicht hat, dann wird die
dem Lesen der Sensorausgaben folgende Prozedur wiederholt. Wenn der
Lenkwinkel RH der vorbestimmte Wert R1 oder höher ist und der Servo
druck ΔP wesentlich angehoben worden ist, dann wird das Verhältnis
(ΔP/RH) des Servodruckes ΔP zu dem Lenkradwinkel RH bestimmt.
Als nächstes wird bestimmt, ob das Vorzeichen von ΔP/RH positiv ist
oder nicht, um zu bestimmen, ob die Richtung des Servodruckes ΔP
identisch zu der des Lenkradwinkels RH ist, um so den Oberflächenfahr
bahnwert µ genau zu berechnen durch Eliminieren von Einflüssen, die
durch die Trägheit der Vorderräder und ähnliches ausgeübt werden.
Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird bestimmt, daß eine
Phaseninversion zwischen dem Servodruck ΔP und dem Lenkradwinkel
RH infolge des Filterns stattgefunden hat, und die dem Lesen der Sen
sorausgaben folgende Prozedur wird wiederholt. Wenn andererseits das
Vorzeichen von ΔP/RH positiv ist, dann wird ein Koeffizient Kµ, der
durch die nachfolgende Formel dargestellt wird, aus einem Kennfeld
gelesen, das in einem Speicher (nicht gezeigt) der Berechnungseinheit 20
für den Fahrbahnoberflächenwert µ gespeichert ist.
Kµ = 1 + C2·V2/(C1·V2)
Dann wird der Fahrbahnoberflächenwert µ durch Multiplizieren des
Koeffizienten Kµ mit einem Wert ΔP/RH berechnet. Des weiteren wird
eine Bestimmung vorgenommen, ob eine Änderungsrate (Differentialwert)
dµ/dt des berechneten Fahrbahnoberflächenwertes µ ein vorbestimmter
Wert Δµ (z. B. 0,2 µ/s) oder kleiner ist. Wenn das Bestimmungsergebnis
negativ ist, dann wird die dem Lesen der Sensorausgaben folgende
Prozedur ausgeführt. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis positiv
ist, dann wird das Filtern zum Stabilisieren des Wertes der Fahrbahn
oberfläche µ ausgeführt, um eine plötzliche Änderung des Fahrbahnober
flächenwertes µ zu verhindern, bevor der Fahrbahnoberflächenwert µ der
Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb zugeführt wird.
Die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb berechnet das Steuersignal
SR für den Hinterrad-Lenkventilbetrieb gemäß den Ausgabedaten, die
von der Modusbestimmungseinheit 32 und der Erfassungseinheit 33 für
den Fahrbahnoberflächenwert µ erhalten werden; wenn die Hinterradpha
sensteuerung durch die Modusbestimmungseinheit 32 ausgewählt wird,
dann berechnet die Steuereinheit 34 den Hinterrad-Lenkwinkel δR
gemäß der nachfolgenden allgemein bekannten Berechnungsformel auf der
Basis des Lenkradwinkels RH usw.
δR = K1·δF-K2·(dδF/dt)
wobei die Symbole K1, K2, δF und dδF/dt den Inphase-Koeffizienten,
den Antiphase-Koeffizienten, den Vorradrad-Lenkwinkel bzw. die Lenk
winkelgeschwindigkeit der Vorderräder anzeigen.
Die Steuerungsvorrichtung 15 berechnet den Inphase-Koeffizienten K1
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß dem Kennfeld,
welches der durch die durchgezogene Linie in Fig. 20 gezeichneten
Charakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeit über den Inphase-Koeffizienten
entspricht und welches in dem Speicher zuvor gespeichert ist. Der Inpha
se-Koeffizient K1, der das Verhältnis des Hinterrad-Lenkwinkels zu dem
Vorderrad-Lenkwinkel darstellt, nimmt einen Wert an, der sich mit einer
Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem Fahrzeuggeschwindig
keitsbereich von einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit V1 (z. B. 60
km/h) oder höher ansteigt.
Die Steuerungsvorrichtung 15 berechnet den Antiphase-Koeffizienten K2
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß dem Kennfeld, das
der durch angezeigte Charakteristik für die Fahrzeuggeschwindigkeit über
dem Antiphase-Koeffizienten entspricht, die durch die durchgezogene
Linie in Fig. 20 gezeigt ist, und welches in dem Speicher zuvor gespei
chert ist. Der Antiphase-Koeffizient K2 nimmt einen Wert an, der sich
erhöht oder verringert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem
vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich erhöht (z. B. einem Fahr
zeuggeschwindigkeitsbereich von 30 km/h bis 125 km/h).
Ein Kennfeld, das beispielhaft in Tabelle 2 gezeigt ist, wird zuvor in
dem Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert. Das Kennfeld hat
eine optimale Erhöhungs-/Verringerungsgeschwindigkeit V1 und einen
Erhöhungs-/Verringerungskoeffizienten a, die so festgelegt worden sind,
daß sie zu einem Straßenverkehrszustand (z. B. eine verstopfte Straße)
und einem Fahrzeugmanövrierzustand (Sportlichkeit), welche durch den
Fahrer vorgegeben ist, paßt.
In dem Kennfeld der Tabelle 2 ist der Straßenverkehrszustand in vier
Gruppen unterteilt, nämlich Autobahn, bergige Straße, Stadtstraße und
verstopfte Straße. Ein geeigneter dieser vier Verkehrszustände wird als
der Verkehrszustand zu der vorliegenden Zeit ausgewählt.
Der In-Phase-Koeffizient K1 wird korrigiert, wie durch die gestrichelten
Linien von Fig. 20 gezeigt, gemäß der Erhöhungs-/Verringerungsgeschwin
digkeit V1, die gemäß dem Kennfeld von Tabelle 2 ausgelesen wird.
Spezifischer ausgedrückt, der In-Phase-Koeffizient K1 wird so korrigiert,
daß der Koeffizient K1 einen größeren Wert annimmt, wenn die Erhö
hungs-/Verringerungsgeschwindigkeit V1 einen positiven Wert annimmt.
Mit anderen Worten, die charakteristische Linie des Kennfeldes wird so
bewegt, daß eine Anstiegsstartgeschwindigkeit "60-V1" des In-Phase-
Koeffizienten K1 sich verringert, wenn der Erhöhungs-/Verringerungs
koeffizient einen positiven Wert annimmt. Im Ergebnis kann der In-
Phase-Koeffizient K1, der an den Straßenverkehrszustand, den Fahrzeug
manövrierzustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit angepaßt ist, bestimmt
werden.
Der Antiphase-Koeffizient K2 wird korrigiert, wie durch die gestrichelten
Linien von Fig. 21 gezeigt, gemäß dem Erhöhungs-/Verringerungskoeffi
zienten a, der gemäß dem Kennfeld von Tabelle 2 ausgelesen wird.
Spezifischer ausgedrückt, der Antiphase-Koeffizient K2 wird so korrigiert,
daß der Antiphase-Koeffizient K2 einen größeren Wert annimmt, wenn
der Erhöhungs-/Verringerungskoeffizient einen Wert annimmt, der größer
als "1" ist. Mit anderen Worten, die charakteristische Linie wird multipli
ziert mit a und dementsprechend gemäß dem bestimmten Erhöhungs-
/Verringerungskoeffizienten a bewegt. Im Ergebnis kann ein Antiphase-
Koeffizient K2, der für den Straßenverkehrszustand, den Fahrzeugma
növrierzustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit geeignet ist, bestimmt
werden.
Wenn z. B. der Straßenverkehrszustand als eine bergige Straße bestimmt
wird, wird die Erhöhungs-/Verringerungsgeschwindigkeit V1 auf "-10"
gesetzt, und der Erhöhungs-/Verringerungskoeffizient α wird auf "1,5"
gesetzt. Dann wird gemäß der zuvor erwähnten Formel der Hinterrad-
Lenkwinkel δR auf der Basis dieser Koeffizienten, des Vorderrad-Lenk
winkels δF und der Vorderrad-Lenkwinkelgeschwindigkeit dδF/dt be
stimmt.
Wenn der Hinterrad-Lenkwinkel δR wie oben beschrieben berechnet
worden ist, sendet die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb das
Betriebssteuersignal SR, das auf der Basis des Hinterrad-Lenkwinkels δR
berechnet wurde, an das Hinterrad-Lenkventil 10 über die Ausgabeeinheit
35. Das bewirkt, daß das Ventil 10 und die Hinterrad-Lenkbetätigungs
einrichtung 11 so betrieben werden, daß die tatsächlichen Lenkwinkel der
Hinterräder 13L und 13R mit dem Hinterrad-Lenkwinkel δR überein
stimmen.
Wie oben beschrieben, ist bei dem Vierrad-Lenksystem des zweiten
Ausführungsbeispiels eine Bestimmung auf der Basis des Manövrierzustan
des (Sportlichkeit "drive"), der durch das zuvor erwähnte Abschätzver
fahren erhalten werden kann, unnötig. Das eliminiert die Notwendigkeit
des Festlegens der Erhöhungs-/Verringerungsgeschwindigkeit V1 und des
Erhöhungs-/Verringerungskoeffizienten α für jeden Straßenverkehrszustand,
welcher in Abhängigkeit von der Sportlichkeit variiert, und was einen
derartigen Vorteil erzeugt, daß die Kapazität des Speichers der Steue
rungsvorrichtung 15 reduziert werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Erhöhungs-/Verringerungs
geschwindigkeit V1 geändert werden, wenn die Stadtgebietsstraße oder
die verstopfte Straße bestimmt wird. Des weiteren kann die Erhöhungs-
/Verringerungsgeschwindigkeit V1 oder der Koeffizient α variabel gemäß
dem Stadtgebietsgrad oder dem Straßenstaugrad gesteuert werden.
Das zuvor erwähnte Vierrad-Lenksystem ist dahingehend vorteilhaft, daß
die Lenkcharakteristik, die an den Straßenverkehrszustand angepaßt ist,
erzielt werden kann, wodurch das Fahrgefühl zu der Zeit des Hinter
radlenkens verbessert wird.
Nachfolgend wird ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel und die später beschriebenen vierten bis
fünften Ausführungsbeispiele sind dafür beabsichtigt, daß sie die Fahr
zeuglaufcharakteristik so steuern, daß selbige an den Straßenverkehrs
zustand und den Fahrzeugmanövrierzustand (Sportlichkeit) angepaßt
werden können, die durch das Abschätzverfahren von z. B. dem ersten
Ausführungsbeispiel abgeschätzt werden. Die Prozedur zum Abschätzen
des Straßenverkehrszustandes und der Sportlichkeit ist identisch zu der
des obenbeschriebenen Abschätzverfahrens; deshalb wird die Erklärung
über die Konfiguration der Ausrüstung dafür weggelassen.
Dieses Ausführungsbeispiel wird auf einen PKW angewendet, der mit
einer Servoeinheit ausgestattet ist, die in der Lage ist, die Lenkkraft
eines Lenkrades zu steuern und die als eine Vorrichtung zum Steuern
der Fahrzeuglaufcharakteristik dient. In der nachfolgenden Beschreibung
und in Fig. 22 tragen dieselben Teile wie die beim zweiten Ausführungs
beispiel die gleichen Bezugsziffern.
Bezugnehmend auf Fig. 22 ist bei der Servoeinheit ein Vorderrad 1R mit
einer Kolbenstange 2a in einem Antriebszylinder 2 über einen Gelenk
arm 3 verbunden. Speziell ausgedrückt, weist der Antriebszylinder 2 einen
Doppelstangenhydraulikzylinder auf, und die andere Kolbenstange 2a des
Antriebszylinders 2 ist mit dem anderen Vorderrad 1L über einen Ge
lenkarm 3 gekoppelt.
Der Antriebszylinder 2 ist mit einer Öldruckversorgungsquelle 6 über
einen Hydraulikkreis verbunden. In diesem Fall ist die Öldruckversor
gungsquelle 6 mit einer Hydraulikpumpe 7 ausgestattet, die durch einen
Motor 8 des PKWs angetrieben wird. Die Hydraulikpumpe 7 fördert das
Hydrauliköl, das von einem Behältertank 14 durch deren Ausgabean
schluß hochgepumpt worden ist. Der Hydraulikkreis hat eine Versor
gungsleitung 101, die sich von dem Ausgabeanschluß der Hydraulikpumpe
7 erstreckt, und die stromabwärtige Seite der Versorgungsleitung 101 von
einem Richtungssteuerventil 5 ist in zwei Zweigleitungen 102 aufgeteilt.
Diese Zweigleitungen 102 sind jeweils mit zwei Druckkammern der
Antriebszylinder 2 verbunden.
Das Richtungssteuerventil 5 besteht aus einem 4,3-Richtungssteuerventil
(4-Anschluß-3-Positions-Richtungssteuerventil) (was tatsächlich ein Rota
tionsventil ist) mit einem Begrenzer; verbunden mit drei von vier An
schlüssen sind die Versorgungsleitung 101 und die Zweigleitungen 102,
wobei der verbleibende Anschluß mit dem Behältertank 14 über eine
Rückführleitung 103 verbunden ist. Obwohl der Schaltbetrieb des Rich
tungssteuerventils 5 nicht im Detail dargestellt ist, wird er durch Betäti
gen des Lenkrades 4 verwirklicht. Die Strömungsrichtung des Hydraulik
öls, das von der Hydraulikpumpe zu dem Antriebszylinder 2 geliefert
wird, wird gemäß der Betätigungsrichtung des Lenkrades 4 gesteuert.
Wenn das Lenkrad 4 gelenkt wird, wird somit der Antriebszylinder 2
gemäß der Lenkrichtung betätigt, wodurch die Lenkkraft des Lenkrades
4 unterstützt wird. Speziell ausgedrückt, wie es im allgemeinen bekannt
ist, wird die Kolbenstange 2a des Antriebszylinders 2 durch eine Zahn
stange und ein Ritzel 104 betätigt, die mit dem Betrieb des Lenkrades
4 verbunden sind. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Antriebszylinder
2 betätigt, wodurch ein leichter Betrieb des Lenkrades 4 erlaubt wird.
Wenn das Lenkrad 4 nicht betätigt wird, ist das Richtungssteuerventil 5
in der neutralen Position, was bewirkt, daß die zwei Druckkammern des
Antriebszylinders 2 mit der Seite des niedrigeren Druckes verbunden
werden, d. h. mit dem Behältertank 14 über das Richtungssteuerventil 5.
In Fig. 22 ist die Zahnstange der Zahnstangen- und Ritzeleinheit 104 so
angedeutet, daß deren Achse um 90 Grad verschieden ist.
Die Servosteuereinrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist des weiteren
mit einer Lenkkraftänderungseinheit 105 zum Ändern der Lenkkraft
(Tastrückführung) des Lenkrades 4 versehen.
Die Lenkkraftänderungseinheit 105 ist mit einem Verbindungsabschnitt
versehen, der zwischen einer Eingangswelle 4a, durch welche die Dre
hung des Lenkrades 4 eingeleitet wird, und einer Ausgangswelle 104a
angeordnet, welche integral mit der Seite des Ritzelrades der Zahnstan
gen- und Ritzeleinheit 104 verbunden ist. Diese Einheit 105 wird durch
das Hydrauliköl betätigt, das von der Hydraulikpumpe 7 geliefert wird.
Die Eingangswelle 4a und die Ausgangswelle 104a sind jeweils innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches drehbar; das Richtungsschalten des Rich
tungssteuerventils 5 wird durch die Differenz im Drehwinkel zwischen der
Eingangswelle 4a und der Ausgangswelle 104a ausgeführt.
Die Lenkkraftänderungseinheit 105 ist mit einer Vielzahl von Kolben
ausgestattet, die hydraulisch in Richtung auf die Ausgabewelle 104a
gleiten, obwohl keine detaillierte Darstellung angegeben ist. Diese Kolben
drücken die Eingangswelle 4a bei Erhalt eines Öldruckes, wodurch die
relative Rotation der Eingangswelle 4a und der Ausgangswelle 104a
unterdrückt ward. Wenn die Kraft der Kolben, die die Eingangswelle 4a
drücken, groß ist, verringert sich die relative Rotation der Eingangswelle
4a und der Ausgangswelle 104a, wodurch der Betrieb des Richtungs
steuerventils 5 unterdrückt wird. Im Ergebnis erhöht sich die Lenkkraft
(Tastrückkopplung) des Lenkrades 4 (fühlt sich schwerer an). Wenn die
Kraft der Kolben, die die Eingangswelle 4a drücken, klein ist, erhöht
sich die relative Rotation der Eingangswelle 4a und der Ausgangswelle
104a, was einen leichten Betrieb des Richtungssteuerventils 5 zuläßt. Im
Ergebnis verringert sich die Lenkkraft (Tastrückkopplung) des Lenkrades
4 (fühlt sich leichter an). Die Lenkkraft des Lenkrades 4 kann kon
tinuierlich durch kontinuierliches Ändern der Kraft der Kolben geändert
werden, die die Eingangswelle 4a drücken.
Im Hinblick auf eine Hydrauliksystem der Lenkkraftänderungseinheit 105
ist mit dem Öldruckversorgungsanschluß der Lenkkraftänderungseinheit
105 eine Zweigleitung 106 verbunden, die sich von einem gewissen
Mittelpunkt der Versorgungsleitung 101 erstreckt, welche die Hydrau
likpumpe 7 und das Richtungssteuerventil 5 verbindet. Ah einem gewis
sen Mittelpunkt der Zweigleitung 106 ist ein elektromagnetisches Druck
steuerventil 107 vorgesehen, und durch dieses Drucksteuerventil 107 wird
das Hydrauliköl, das von der Hydraulikpumpe 7 geliefert wird, an die
Lenkkraftänderungseinheit 105 geliefert. Das Hydrauliköl, das zu der
Lenkkraftänderungseinheit 105 geliefert wird, strömt in die Druckkammer
eines Kolbens und wird in die Rückführleitung 103 über eine Leitung
108 durch eine Öffnung (nicht gezeigt) gefördert.
Der Öldruck, der zu der Lenkkraftänderungseinheit 105 geliefert wird,
d. h. der Öldruck, der an den Kolben angelegt wird, wird gemäß dem
Wert des elektrischen Stromes eingestellt, der einem Magneten 107a des
Drucksteuerventils 107 zugeführt wird, das elektrisch mit der Steuerungs
einrichtung 15 zum Steuern des Wertes des Stromes, der dem Magneten
107 zugeführt wird, verbunden ist. Somit wird das Drucksteuerventil 107
durch die Größe des Stromes gesteuert, der dem Magneten 107a zu
geführt wird. Ein EIN-Schalten oder AUS-Schalten des elektrischen
Stromes, der dem Magneten 107a zugeführt wird, kann jedoch arbeits
gesteuert sein.
Somit kann die Lenkkraft des Lenkrades 4 durch Steuern des Wertes
des elektrischen Stromes gesteuert werden, der dem Magneten 107a des
Drucksteuerventils 107 zugeführt wird.
Wenn der Wert des dem Magneten 107a zugeführten Stromes maximal
ist, wird das Drucksteuerventil 107 geschlossen, und kein Arbeitsöldruck
wird der Lenkkraftänderungseinheit 105 zugeführt, wodurch sich die
Eingangswelle 4a und die Ausgangswelle 104a relativ ohne Widerstand
drehen können. Im Ergebnis arbeitet das Richtungssteuerventil 5 normal,
und der Antriebszylinder arbeitet auch normal, was zu einer niedrigen
Kraft führt, die zum Lenken des Lenkrades 4 benötigt wird. Wenn sich
der Wert des dem Magneten 107a zugeführten Stromes verringert, erhöht
sich der Öffnungsgrad des Drucksteuerventils, und der Arbeitsöldruck, der
der Lenkkraftänderungseinheit 105 zugeführt wird, erhöht sich, was die
relative Rotation der Eingangswelle 4a und der Ausgangswelle 104a
unterdrückt. Im Ergebnis wird der Betrieb des Richtungssteuerventils 5
unterdrückt, und der Betrieb des Antriebszylinders 2 wird demgemäß
unterdrückt, was zu einer hohen Kraft führt, die zum Lenken des Lenk
rades 4 benötigt wird.
Die Steuerungsvorrichtung 15 empfängt als Eingabeparameter die Fahr
zeuggeschwindigkeit V (die dem zuvor erwähnten Fahrzeuggeschwindig
keitssignal "vx" entspricht) von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26,
und die Informationen über den Straßenverkehrszustand, (der dem zuvor
erwähnten Stadtgebietsgrad r_city usw. entspricht) und die Informationen
über den Manövrierzustand (der der zuvor erwähnten Sportlichkeit "drive"
entspricht), der durch das zuvor erwähnte Abschätzenverfahren erhalten
wird. Auf der Basis der Eingabeparameter berechnet die Steuerungsein
richtung 15 den Wert des dem Magneten 107a des Drucksteuerventils
107 zugeführten Stromes.
Die gewünschte (ideale) Lenkkraftcharakteristik des Lenkrades 4 für
jeden Straßenverkehrszustand und Manövrierzustand sind in Tabelle 3
gezeigt. Gemäß Tabelle 3 ist eine niedrigere Kraft, die zum Lenken
benötigt wird, bevorzugt, wenn der Straßenverkehrszustand eine Stadt
straße ist und der Manövrierzustand, d. h. die Sportlichkeit, niedrig ist,
während eine geringfügig höhere Kraft, die zum Lenken benötigt wird,
bevorzugt ist, wenn die Sportlichkeit hoch ist. Wenn der Straßenverkehrs
zustand eine Autobahn ist und die Spritzigkeit niedrig ist, ist des weite
ren eine geringfügig höhere Kraft, die zum Lenken erforderlich ist,
bevorzugt, während eine höhere Kraft, die zum Lenken benötigt wird,
und bevorzugt ist, wenn die Sportlichkeit hoch ist. Wenn der Straßen
verkehrszustand eine verstopfte Straße ist, sollte die Lenkkraft unabhängig
von der Sportlichkeit niedrig sein. Darüber hinaus sollte, wenn der
Straßenverkehrszustand eine bergige Straße ist und die Sportlichkeit
niedrig ist, die Lenkkraft niedrig sein, und wenn die Sportlichkeit hoch
ist, sollte die Lenkkraft hoch sein.
Der Autobahngrad als der Straßenverkehrszustand wird nicht mit dem
obenbeschriebenen Abschätzverfahren abgeschätzt, der Autobahngrad kann
jedoch als einer definiert werden, der einen Wert annimmt, der exakt
entgegengesetzt von dem Stadtstraßengrad ist. Wenn der Stadtstraßengrad
klein ist, nimmt der Autobahngrad somit einen großen Wert ein, und
wenn der Stadtstraßengrad groß ist, nimmt der Autobahngrad einen
kleinen Wert ein.
In diesem Fall ist der maximal abgeschätzte Wert des Stadtstraßengrades
"10", der Autobahngrad wird aus der folgenden Formel berechnet.
(Autobahngrad) = 10 - (Stadtstraßengrad)
Das in Fig. 23 gezeigte Charakteristikkennfeld der Fahrzeuggeschwindig
keit über dem Strom ist in dem Speicher der Steuerungsvorrichtung 15
im voraus gespeichert. Die Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt einen
Strom-Sollwert, der für die Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß dem Kennfeld
geeignet ist, und liefert elektrischen Strom an den Magneten 107a gemäß
dem Strom-Sollwert. Das Kennfeld der Charakteristik ist erstellt auf der
Basis eines Falles, bei dem der Stadtstraßengrad minimal ist (der Auto
bahngrad ist hoch) und das Niveau der Sportlichkeit minimal ist.
Bis zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit von z. B. 20 km/Stunde nimmt der
Strom-Sollwert einen Maximalwert ein (z. B. 1 A). Wenn die Fahrzeug
geschwindigkeit in dem Bereich von z. B. 20 bis 70 km/Stunde ist, ver
ringert sich der Strom-Sollwert auf eine feste Rate von dem Maximal
wert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Wenn die Fahrzeug
geschwindigkeit z. B. 70 km/Stunde übersteigt, bleibt der Strom-Sollwert
auf einem festen Stromwert (z. B. 0,55 A), was ungefähr die Hälfte des
Maximalwertes ist. Der dem Magneten zugeführte Strom nimmt einen
unterschiedlichen Wert in Abhängigkeit von dem Standard des Magneten
ein.
Die Steuerungsvorrichtung 15 korrigiert die Charakteristik des elektrischen
Stromes gemäß den Änderungen des Straßenverkehrszustandes und des
Manövrierzustandes. Spezifischer ausgedrückt, korrigiert die Steuervor
richtung 15 die Stromcharakteristik, wie es durch die unterbrochene Linie
in Fig. 24 gezeigt ist, gemäß einem Eintritt in den Stadtgebietsgrad
(r_city). Mit anderen Worten, der Strom-Sollwert der Stromcharakteristik
wird so korrigiert, daß der Strom-Sollwert sich erhöht, wenn sich der
Stadtgebietsgrad erhöht. Im Ergebnis verringert sich die Lenkkraft des
Lenkrades 4 (fühlt sich leichter an), wenn sich der Stadtgebietsgrad
erhöht. Andererseits setzt die Steuerungsvorrichtung 15 den Strom-Soll
wert auf einen Maximalwert, z. B. 1 A, unabhängig von dem Manövrierzu
stand, wenn sie besonders den Straßenstaugrad als die Information über
den Straßenverkehrszustand empfängt. Das ergibt eine extrem leichte
Lenkkraft des Lenkrades 4, was eine optimale Lenkcharakteristik zum
Fahren auf der verstopften Straße schafft.
Die Steuerungsvorrichtung 15 korrigiert die Stromcharakteristik, wie es
durch die unterbrochene Linie in Fig. 25 gezeigt ist, gemäß der Sport
lichkeit "drive", die sie empfängt. Insbesondere wird der Strom-Sollwert
der Stromcharakteristik so korrigiert, daß der Strom-Sollwert einen
kleineren Wert annimmt, wenn sich die Sportlichkeit "drive" erhöht. Im
Ergebnis erhöht sich die Lenkkraft des Lenkrades 4 (fühlt sich schwerer
an).
Ergebnisse von Tests mit tatsächlichen Fahrzeugen zeigten, daß der
Fahrbahn-Bergigkeitsgrad als in der Mitte zwischen dem Stadtstraßengrad
und dem Autobahngrad liegend betrachtet werden kann; deshalb wurde
entschieden, daß der Parameter zum Korrigieren der Stromcharakteristik
nur auf den Stadtstraßengrad (r_city) angewendet werden sollte.
Wie oben beschrieben, ist die Servosteuerungsvorrichtung dieses Aus
führungsbeispiels so ausgelegt, daß sie den Wert des dem Magneten
zugeführten Stromes des Drucksteuerventils, welcher der Steuerparameter
für die Servosteuerungsvorrichtung ist, gemäß dem Stadtstraßengrad u. a.
variabel steuert, welcher als der Straßenverkehrszustand dient. Das
ermöglicht es, die Lenkkraftcharakteristik des Lenkrades gemäß dem
Stadtstraßengrad u.ä. variabel einzustellen. Im Ergebnis ist das Fahrzeug
mit der Lenkcharakteristik des Lenkrades versehen, welches zu dem
Straßenverkehrszustand paßt.
Des weiteren wird der Wert des dem Magneten zugeführten Stromes des
Drucksteuerventils, welcher der Steuerparameter der Servosteuervorrich
tung ist, variabel gemäß der neuralen Netzwerkausgabe "drive" gesteuert,
die kennzeichnend für die Sportlichkeit als der Manövrierzustand ist, der
durch den Fahrer beabsichtigt ist. Das ermöglicht es, die Lenkkraftcha
rakteristik des Lenkrades gemäß der Sportlichkeit variabel einzustellen.
Im Ergebnis wird, wenn sich die Sportlichkeit des Fahrers beim Fahren
erhöht, das Fahrzeug mit der Lenkcharakteristik eines sportlichen Autos
versehen, während es mit der Lenkcharakteristik eines Luxus-Autos
versehen wird, wenn die Sportlichkeit sich verringert und zu einem
gemächlichen Betrieb übergegangen wird.
Ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun be
schrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel wird auf einen PKW angewendet, der mit
einer Steuerungsvorrichtung für eine Geschwindigkeitsänderung bzw. eine
Gangänderung eines Fahrzeugautomatikgetriebes als die Vorrichtung zum
Steuern der Fahrzeuglaufcharakteristik ausgestattet ist.
Fig. 26 zeigt die schematische Konfiguration des Automatikgetriebes des
PKWs gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung bezeichnet
Ziffer 201 eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Leistung des
Motors 201 zu den Antriebsrädern (nicht gezeigt) über das Automatikge
triebe 202 übertragen wird. Das Automatikgetriebe 202 schließt einen
Drehmomentwandler 204, eine Getriebeübertragung 203, einen Hydraulik
kreis 205, eine Steuerungsvorrichtung 15 usw. ein. Die Getriebeüber
tragung 203 ist z. B. mit einem Getriebezug von vier Vorwärtsstufen und
einer Rückwärtsstufe bzw. vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang
sowie vielen Kraftschlußeinrichtungen für eine Geschwindigkeitsänderung
bzw. eine Gangänderung zum Ändern des Getriebeverhältnisses des
Getrieberadzuges versehen, um dadurch einen Geschwindigkeitsänderungs
betrieb zu erwirken. Die Kraftschlußeinrichtungen für die Geschwindig
keitsänderung sind z. B. Hydraulikkupplungen oder hydraulische Bremsen.
Fig. 27 zeigt einen Teil der Konfiguration der Getriebeübertragung 203.
Ein erstes treibendes Zahnrad 231 und ein zweites treibendes Zahnrad
232 sind drehbar um die Eingangswelle 203a angeordnet. Des weiteren
sind Hydraulikkupplungen 233 und 234, die als die Kraftschlußeinrichtung
für die Geschwindigkeits- bzw. Drehzahländerung dienen, an der Ein
gangswelle 203a zwischen dem ersten treibenden Zahnrad 231 und dem
zweiten treibenden Zahnrad 232 befestigt. Die treibenden Zahnräder 231
und 232 drehen sich mit der Eingangswelle 203a als ein Stück, wenn sie
im Eingriff mit den Kupplungen 233 und 234 sind. Eine Zwischenüber
tragungswelle 235, die parallel zu der Eingangswelle 203a angeordnet ist,
ist mit einer treibenden Achse über ein Endreduktionsgetriebe, das nicht
gezeigt ist, gekoppelt. Befestigt an der Zwischenübertragungswelle 235
sind ein erstes getriebenes Zahnrad 236 und ein zweites getriebenes
Zahnrad 237. Diese getriebenen Zahnräder 236 und 237 kämmen mit
den treibenden Zahnräder 231 und 232.
Wenn die Kupplung 233 in Eingriff mit dem ersten treibenden Zahnrad
231 ist, wird somit die Umdrehung der Eingangswelle 203a an die
Kupplung 233, das erste treibende Zahnrad 231, das erste getriebene
Zahnrad 236 und die Zwischenübertragungswelle 235 übertragen. Das
erstellt z. B. die erste Drehzahl bzw. den ersten Gang. Wenn die Kupp
lung 234 im Eingriff mit dem zweiten treibenden Zahnrad 232 ist, wird
die Umdrehung der Eingangswelle 203a an die Kupplung 234, das zweite
treibende Zahnrad 232, das zweite getriebene Zahnrad 237 und die
Zwischenübertragungswelle 235 übertragen, wodurch die zweite Drehzahl
bzw. der zweite Gang etabliert wird. Das Automatikgetriebe 2 schaltet
den ersten Gang auf den zweiten Gang hoch durch In-Eingriff-Bringen
der Kupplung 234 auf der Seite des zweiten Ganges, während die Kupp
lun 43115 00070 552 001000280000000200012000285914300400040 0002004428311 00004 42996g 233 auf der Seite des ersten Ganges außer Eingriff gebracht wird.
Folglich schaltet das Automatikgetriebe 202 den zweiten Gang auf den
ersten Gang herunter durch in Eingriff bringen der Kupplung 233,
während die Kupplung 234 außer Eingriff gebracht wird.
Die Kupplungen 233 und 234 sind hydraulische Mehrscheibenkupplungen.
Fig. 28 zeigt den Querschnitt der Kupplung 233; die Kupplung 233 hat
viele Kupplungsscheiben 250. Wenn Hydrauliköl von einem Ölweg 214,
was später diskutiert wird, zu der Kupplung 233 über einen Anschluß
251 zugeführt wird, wird ein Kolben 252 nach vorn bewegt, um zu
bewirken, daß alle Kupplungsscheiben miteinander reibschlüssig sind. Der
Kraftschlußeingriff der Kupplungsscheibe 250 wird freigegeben, wenn der
Kolben 252 gedrückt wird und durch eine Rückholfeder 253 zurückbe
wegt, während das Öl in den Ölweg 214 über den Anschluß 251 geför
dert wird.
Der Eingriff der Kupplung 233 kann vollständig freigegeben werden, in
dem die Kupplungsscheiben 250 in ihre Standby-Position gebracht werden.
In der Standby-Position sind Spiele zwischen den Kupplungsscheiben 250
vorgesehen, um zu verhindern, daß ein sogenanntes Schleifdrehmoment
auftritt. Um die Kupplung 233 in Eingriff zu bringen, ist es deshalb
notwendig, das Spiel zu beseitigen. Spezifisch ausgedrückt, müssen die
Kupplungsscheiben 250 um einen Tothub in Richtung auf eine Position
bewegt werden, bei der die zuvor erwähnten Spiele fast zu Null gemacht
werden, was unmittelbar neben der Position ist, bei der ein Kraftschluß
stattfindet. Die Zeit zum Entfernen der Spiele wird benötigt. Auf der
anderen Seite tritt bei in Eingriff befindlicher Kupplung 233 das oben
erwähnte Schleifdrehmoment während einer kurzen Zeit auf, nachdem die
Kupplungsscheiben 250 beginnen, sich zu trennen; deshalb wird eine
Öldruckfreigabezeit als eine Leerlaufzeit benötigt, die den Beginn des
Ausgebens des Hydrauliköls von der Kupplung 233 folgt, bis der Eingriff
der Kupplung 233 vollständig gelöst ist.
Die Kupplung 234, die die selbe Konfiguration wie die der Kupplung
233 hat, benötigt eine vorbestimmte Spielentfernungszeit zu der Zeit
eines Eingriffs und eine vorbestimmte Öldruckentfernungszeit zu der Zeit
des Außereingriffszustandes.
Der Hydraulikkreis 205 hat Arbeitsmagnetventile (hier nachfolgend
einfach als Magnetventile bezeichnet), welche den zuvor erwähnten
individuellen Kraftschlußeinrichtungen für die Geschwindigkeitsänderung
entsprechen. Er betätigt die individuellen Kraftschlußeinrichtungen für die
Geschwindigkeitsänderungen, d. h. die Kupplungen und Bremsen unabhän
gig voneinander. Die Magnetventile betätigen die Kupplungen und Brem
sen in derselben Art; deshalb wird die Beschreibung für das Magnetventil
zum Betätigen der Kupplung 233 unter Bezug auf Fig. 29 gegeben, die
Erklärung der anderen Magnetventile wird weggelassen.
Fig. 29 zeigt einen Teil des Hydraulikkreises 205, der mit einem Magnet
ventil 211 zum Versorgen der Hydraulikkupplung 233 mit Öldruck ausge
stattet ist. Das Magnetventil 211 ist ein normal geschlossenes, Zweiposi
tionsschaltventil und hat Anschlüsse 211a bis 211c an drei Punkten.
Verbunden mit einem ersten Anschluß 211a ist ein erster Ölweg 213, der
sich zu einer Ölpumpe (nicht gezeigt) erstreckt. Ein Regelventil oder
ähnliches, das nicht gezeigt ist, ist an einem gewissen Mittelpunkt eines
ersten Ölweges 213 vorgesehen, so daß ein Hydraulikdruck (Leitungs
druck), der auf ein vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, zugeführt wird.
Verbunden mit einem zweiten Anschluß 211b ist ein zweiter Ölweg 214,
der sich zu der Hydraulikkupplung 233 erstreckt, und verbunden mit
einem dritten Anschluß 211c ist ein dritter Ölweg 215, der sich zu einem
Öltank erstreckt, der nicht dargestellt ist. An gewissen Mittelpunkten
dieser zweiten und dritten Ölwege 214 und 215 sind Begrenzer 216
bzw. 217 vorgesehen. Der Durchgangsbereich des Begrenzers 216, der in
dem zweiten Ölweg 214 vorgesehen ist, ist größer als der des Durch
gangsbereiches des Begrenzers 217, der in dem dritten Ölweg 215 vor
gesehen ist. Des weiteren ist ein Sammler 218 mit einem gewissen
Mittelpunkt des zweiten Ölweges 214 zwischen der Kupplung 233 und
dem Begrenzer 216 verbunden.
Das Magnetventil 211, das elektrisch mit der Steuerungsvorrichtung 15
verbunden ist, wird auf der Basis eines Arbeitsverhältnisses bei einem
vorbestimmten Zyklus, z. B. eines 50 Hz-Steuerzyklus durch die Steue
rungsvorrichtung 15 gesteuert. Während ein Magnet 211e des Magnetven
tils 211 entaktiviert bleibt, wird ein Ventilkörper 211f durch eine Rück
holfeder 211g gedrückt, um eine Kommunikation zwischen dem ersten
Anschluß 211a und dem zweiten Anschluß 211b zu verhindern und um
eine Kommunikation zwischen dem zweiten Anschluß 211b und dem
dritten Anschluß 211c zuzulassen. Im Gegensatz dazu hebt, während der
Magnet 211e aktiviert bleibt, der Ventilkörper 211f sich gegen die Feder
kraft der Rückholfeder 211g an, um eine Kommunikation zwischen dem
ersten Anschluß 211a und dem zweiten Anschluß 211b zuzulassen und
um eine Kommunikation zwischen dem zweiten Anschluß 211b und dem
dritten Anschluß 211c zu verhindern.
Elektrisch verbunden mit der Einlaßseite der Steuerungsvorrichtung 15
sind verschiedene Sensoren, wie z. B. ein Nt-Sensor 221, ein No-Sensor
222 und ein Rt-Sensor 223. Der Nt-Sensor 221 ist ein Turbinendrehzahl
sensor zum Erfassen der Drehzahl Nt der Turbine des Drehmoment
wandlers 204 (d. h. in der Eingangswelle der Getriebegangänderungsvor
richtung 203). Der No-Sensor 222 (der dem zuvor erwähnten Fahrzeug
geschwindigkeitssensor 22 entspricht) ist ein Drehzahlsensor für das
Übertragungsantriebsgetriebe zum Erfassen einer Drehzahl No des Über
tragungsantriebsgetriebes, das nicht gezeigt ist. Die Steuerungsvorrichtung
15 berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit V (die der zuvor erwähnten
Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" entspricht) gemäß der Drehzahl No. Der Rt-
Sensor 223 (der dem zuvor erwähnten Drosselöffnungsgradsensor 23
entspricht) ist ein Drosselventilöffnungsgradsensor zum Erfassen des
Ventilöffnungsgrades Rt eines Drosselventils, das an einem gewissen
Mittelpunkt des Einlaßdurchganges (nicht veranschaulicht) des Motors 201
angeordnet ist. Diese Sensoren 221 bis 223 liefern erfaßte Signale an die
Steuerungsvorrichtung 15 zu vorbestimmten Intervallen.
Des weiteren werden an die Steuerungsvorrichtung 15 der Straßenver
kehrszustand und die Parameter (z. B. Straßenstaugrad "r_jam", Stadt
straßengrad "r_city", Autobahngrad "r_high", Fahrbahn-Bergigkeitsgrad
r_mount" und Sportlichkeit "drive") geliefert, welche für den durch den
Fahrer beabsichtigten Manövrierzustand kennzeichnend sind, welche
berechnet werden gemäß dem Abschätzverfahren, das zuvor beschrieben
wurde.
Eine Prozedur zum Bestimmen einer optimalen Befehlsschaltstufe gemäß
der empfangenen Erfassungssignale und Parameter und zum Ausführen
einer Schaltänderung gemäß der Befehlsschaltstufe wird zuvor in dem
Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert. Die Steuerungsvor
richtung 15 bewirkt, daß eine koppelseitige Kupplung, z. B. die Kupplung 233,
außer Eingriff gebracht wird, und eine freigabeseitige Kupplung, z. B.
die Kupplung 234 in Eingriff gebracht wird, um dadurch die Schaltände
rung in dem Automatikgetriebe 202 durch wiederholtes Ausführen der
Schaltänderungsprozedur zu vorbestimmten Intervallen auszuführen.
Nachfolgend wird die Prozedur zum Ausführen der Schaltänderung unter
Bezug auf die in Fig. 41 und 42 gezeigten Flußdiagramme beschrieben.
Zunächst berechnet in Schritt S60 die Steuerungsvorrichtung 15 die
Fahrzeuggeschwindigkeit V aus der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindig
keitssensors (No-Sensor 22) und den Drosselöffnungsgrad Rt von der
Ausgabe des Drosselöffnungsgradsensors (Rt-Sensor 23). Dann liest in
Schritt S62 die Steuerungsvorrichtung 15 den Straßenstaugrad r_jam, den
Stadtstraßengrad r_city, den Autobahngrad r_high und den Fahrbahn-
Bergigkeitsgrad r_mount, welche die Straßenzustandsparameter sind, die
gemäß dem zuvor erwähnten Abschützverfahrens berechnet werden. Als
nächstes wandelt sie die Werte der gelesenen Eingabewerte in dem
Bereich von "0 bis 100" in die Werte in dem Bereich von "0 bis 10" um.
Die Steuerungsvorrichtung 15 liest auch die Sportlichkeit "drive", welche
der Manövrierzustandparameter ist, der von dem Abschützverfahren
berechnet wird, und wandelt die gelesenen Eingabewerte in den Bereich
von "0 bis 100" in die Werte in dem Bereich von "0 bis 10" um.
Der Autobahngrad r_high wird nicht durch das zuvor erwähnte Ab
schützverfahren berechnet, es kann jedoch angenommen werden, daß er
einen Wert annimmt, der exakt entgegengesetzt von dem des Stadtstra
ßengrades r_city ist. Somit kann der Autobahngrad r_high als ein Wert
definiert werden, der durch Subtrahieren des Wertes des Stadtstraßen
grades r_city von "10" erhalten wird.
In einem Schritt S64 berechnet die Steuerungsvorrichtung 15 eine Stra
ßenneigung RS gemäß dem Ausgabesignal von einem Neigungssensor, der
an dem Fahrzeug montiert ist, oder gemäß einer Motorleistung und dem
Ausgabesignal von einem Beschleunigungssensor (nicht gezeigt). Die
Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt dann, ob der erhaltene Straßenstau
grad r_jam ein Maximalwert MAX ist, z. B. "10" (Schritt S66). Wenn das
Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann bestimmt die Steuerungsvor
richtung, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner ist als eine vorbe
stimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V0 (z. B. 40 km/h) (Schritt S68). Wenn
das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann setzt die Steuerungsvor
richtung eine Schaltbefehlsvariable SHIFT0 auf "2" (Schritt S70) und
führt die Schaltänderung gemäß einem vorbestimmten Schaltkennfeld zum
Halten der zweiten Geschwindigkeit bzw. des zweiten Ganges aus.
Das Schaltkennfeld zum Halten der zweiten Drehzahl hat einen breiteren
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, in dem die zweite Drehzahl beibehalten
wird, durch Bewegen eines Teils der 2-3 Hochschaltlinie in Richtung
auf die Seite höherer Drehzahl, wobei keine 2-1 Herunterschaltlinie vor
gesehen ist. Wenn demgemäß der Straßenverkehrszustand das Fahren auf
einer verstopfen Straße bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 40 km/h
ist, wird das Drehzahländerungsgetriebe gemäß dem Schaltkennfeld im
zweiten Gang zum Halten der zweiten Drehzahl gehalten. In diesem
Zustand, bei dem die zweite Drehzahl gehalten wird, selbst wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit "0" wird und somit das Fahrzeug zeitweilig
anhält, wird der zweite Drehzahlzustand beibehalten. Selbst wenn Stop
und Start häufig wiederholt werden, wird deshalb ein sanfter Start ge
währleistet, der frei von einem Drehzahländerungsstoß ist, und es wird
zugelassen, daß ein zuverlässiges Motorbremsen zum Zeitpunkt der
Verzögerung ausgeführt wird.
Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S66 negativ ist,
dann wird ein Schaltmusterbewegungsmodus aufgestellt. Die Steuerungs
vorrichtung 15 bestimmt, ob der Stadtstraßengrad r_city der Maximalwert
MAX ist, z. B. "10" (Schritt S72). Wenn das Bestimmungsergebnis beja
hend ist, dann führt die Steuerungsvorrichtung 15 einen Schritt S74 aus,
der später diskutiert wird. Wenn das Bestimmungsergebnis von Schritt
S68 negativ ist, d. h. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 40 km/h oder
höher ist, selbst wenn die Fahrbahn als verstopft bestimmt wird, dann
wird der zweite Drehzahlhaltemodus freigegeben, und es wird in den
Schaltmusterbewegungsmodus eingetreten. Die Steuerungsvorrichtung 15
bestimmt einen Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM aus der Beziehung
zwischen der Sportlichkeit "drive" und der Fahrbahnneigung (RS) gemäß
dem Kennfeld für das Stadtgebiet, das in Fig. 33 gezeigt ist (S74). Der
Bereich für den Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM ist z. B. 0 bis 1,0.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S72 negativ ist, dann bestimmt
die Steuerungsvorrichtung 15, ob der Autobahngrad r_high der Maximal
wert "10" ist (Schritt S76). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist,
dann erhält die Steuerungsvorrichtung den Schaltweg-Bewegungskoeffizien
ten KM aus der Beziehung zwischen der Sportlichkeit "drive" und der
Fahrbahnneigung RS gemäß dem Kennfeld für Autobahn, das in Fig. 34
gezeigt ist (Schritt S78).
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S76 negativ ist, dann erhält
die Steuerungsvorrichtung 15 den Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM
aus der Beziehung zwischen der Sportlichkeit "drive" und der Fahrbahn
neigung RS gemäß dem Kennfeld für eine bergige Straße, das in Fig. 35
gezeigt ist (Schritt S80).
Der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM, der in den oben aufgeführten
Schritten bestimmt wird, nimmt einen großen Wert an, wenn der An
stiegsgrad der Straßenneigung RS groß ist und die Sportlichkeit "drive",
die kennzeichnend für den Manövrierzustand des Fahrers ist, groß ist.
Der Wert, der durch den Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM angenom
men wird, erhöht sich in der Reihenfolge von der Autobahn, der Stadt
straße und der bergigen Straße, welche die Straßenverkehrszustände
anzeigen.
Nachdem der Schritt S74, S78 oder S80 ausgeführt ist, verwirklicht die
Steuerungsvorrichtung 15 eine Berechnungsroutine für eine Befehlsschalt
stufe SHIFT0 in Schritt S82.
Die Prozedur zum Verwirklichen der Berechnungsroutine für die Befehls
schaltstufe SHIFT0 wird nun gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 42
unter Bezug auf die Fig. 36 und 37 beschrieben. Für die Erklärung der
Ausführprozedur ist die vorliegende Schaltstufe in dem zweiten Gang
(Befehlsschaltstufe SHIFT0 = 2).
Gespeichert in dem Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 sind zwei
Typen von grundlegenden Schaltkennfeldern; eine Vielzahl von Hoch
schaltkennfeldern, die nach den Hochschaltlinien von 1-2, 2-3 bzw. 3-4
klassifiziert sind und eine Vielzahl von Herunterschaltkennfeldern, die für
die Herunterschaltlinien von 4-3, 3-2 bzw. 2-1 klassifiziert sind. Jeder
Schaltweg bzw. jede Schaltlinie hat zwei Arten von grundlegenden Schalt
mustern, nämlich ein mildes Muster zum Ausführen einer sanften Schalt
änderung und ein sportliches Muster zum Ausführen einer agilen Schalt
änderung. Fig. 36 zeigt nur den Hochschaltweg von 2-3, während Fig. 37
nur den Herunterschaltweg von 2-1 zeigt. Das gleiche trifft für die
anderen Schaltwege zu, und die Erklärung darüber wird deshalb wegge
lassen.
In der Berechnungsroutine für die Befehlsschaltstufe werden Einschätz
fahrzeuggeschwindigkeiten (NOU, NOD) aus dem Drosselöffnungsgrad Rt
und dem erhaltenen Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM erhalten, und
die Befehlsschaltstufe SHIFT0 wird aus den Einschätzfahrzeuggeschwindig
keiten bestimmt.
Als erstes bestimmt die Steuerungsvorrichtung 15 einen Fahrzeugge
schwindigkeitswert NOUS, der einem tatsächlichen Drosselöffnungsgrad Rt′
von dem sportlichen Muster der Hochschaltlinie entspricht, wie es in Fig.
36 gezeigt ist (Schritt S84), und bestimmt einen Fahrzeuggeschwindigkeits
wert NOUM, der dem tatsächlichen Drosselöffnungsgrad Rt′ von dem
milden Muster der Hochschaltlinie entspricht (Schritt S86). Des weiteren
bestimmt sie die Hochschaltgeschwindigkeit NOU durch Ersetzen des
Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM, des Fahrzeuggeschwindigkeitswertes
NOUS und des Fahrzeuggeschwindigkeitswertes NOUM für die nachfol
gende Berechnungsformel (Schritt S88):
NOU = NOUM + KM·(NOUS - NOUM)
Der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM reicht von 0 bis 1,0; deshalb
liegt die Hochschaltgeschwindigkeit NOU, die aus dieser Berechnungs
formel erhalten wird, zwischen dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUM
und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUS.
Wenn z. B. der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM "0" ist, wird die
Hochschaltgeschwindigkeit NOU gleich dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert
NOUM. In anderen Worten, die Hochschaltlinie bzw. der Hochschaltweg
wird das milde Muster. Wenn der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM
"1,0" ist, dann wird die Hochschaltgeschwindigkeit NOU gleich dem
Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUS. Mit anderen Worten, die Hoch
schaltlinie bzw. der Hochschaltweg wird das sportliche Muster. Wenn
darüber hinaus der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM sich von 0 auf
1,0 ändert, ändert sich die Hochschaltgeschwindigkeit NOU zwischen
dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUM und dem Fahrzeuggeschwindig
keitswert NOUS.
Nimmt man an, daß der Drosselöffnungsgrad Rt willkürlich mit einem
festen Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM geändert wird, wird eine
angenommene Hochschaltlinie erhalten, die durch eine gepunktete Linie
in Fig. 36 gekennzeichnet ist. Das bedeutet, daß die Hochschaltlinie
gemäß dem Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM korrigiert wird. Wenn
der Wert des Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM sich von 0 auf 1,0
ändert, bewegt sich die Hochschaltlinie nach rechts, wie es durch die
unterbrochenen Linien von dem milden Muster gezeigt ist, zu dem
sportlichen Muster in Fig. 38.
Die Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt dann einen Fahrzeuggeschwindig
keitswert NODS, der dem tatsächlichen Drosselöffnungsgrad Rt′ entspricht,
von der Herunterschaltlinie des sportlichen Musters, das in Fig. 37
gezeigt ist (Schritt S90), und bestimmt den Fahrzeuggeschwindigkeitswert
NODM, der dem tatsächlichen Drosselöffnungsgrad Rt′ entspricht, aus der
Herunterschaltlinie des milden Musters (Schritt S92). Des weiteren
bestimmt sie die Herunterschaltgeschwindigkeit NOD durch Ersetzen des
Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM, des Fahrzeuggeschwindigkeitswertes
NODS und des Fahrzeuggeschwindigkeitswertes NODS für die folgende
Berechnungsformel (Schritt S94):
NOD = NODM + KM·(NODS - NODM)
Der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM reicht von 0 bis 1,0; deshalb
liegt die Herunterschaltgeschwindigkeit NOD, die aus dieser Berechnungs
formel erhalten wird, zwischen dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NODM
und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NODS.
Wenn z. B. der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM "0" ist, wird die
Herunterschaltgeschwindigkeit NOD gleich dem Fahrzeuggeschwindigkeits
wert NODM. Mit anderen Worten, der Herunterschaltlinie wird das
milde Muster. Wenn der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM "1,0" ist,
dann wird die Herunterschaltgeschwindigkeit NOD gleich dem Fahrzeug
geschwindigkeitswert NODS. Mit anderen Worten, die Herunterschaltlinie
wird das sportliche Muster. Wenn darüber hinaus der Schaltweg-Bewe
gungskoeffizient KM sich von 0 auf 1,0 ändert, ändert sich die Herunter
schaltgeschwindigkeit NOD zwischen dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert
NODM und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NODS.
Nimmt man an, daß der Drosselöffnungsgrad Rt willkürlich mit einem
festen Schaltbewegungskoeffizient KM geändert wird, wird eine angenom
mene Herunterschaltlinie erhalten, die durch eine gepunktete Linie in
Fig. 37 gekennzeichnet ist. Das bedeutet, daß die Herunterschaltlinie
gemäß dem Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM korrigiert wird. Wenn
sich der Wert des Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM von 0 auf 1,0
ändert, bewegt sich die Herunterschaltlinie bzw. der Herunterschaltweg
nach rechts, wie es durch die unterbrochenen Linien von dem milden
Muster gezeigt ist, zu dem sportlichen Muster in Fig. 39.
Dann bestimmt in Schritt S96 die Steuerungsvorrichtung 15, ob die
tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V die von dem Fahrzeuggeschwin
digkeitssensor gelesen wird, größer ist als die Hochschaltgeschwindigkeit
NOU, die in Schritt S88 bestimmt wird. Wenn das Bestimmungsergebnis
bejahend ist, dann addiert die Steuerungsvorrichtung "1" zu dem Wert
der Befehlsschaltstufe SHIFT0 (Schritt S98). Im Ergebnis führt die
Steuerungsvorrichtung 15 ein Hochschalten aus, gemäß dem Wert der
Befehlsschaltstufe SHIFT0. In diesem Fall dieses Ausführungsbeispiels
ändert sich die Befehlsschaltstufe SHIFT0 von 2 auf 3; deshalb wird die
Hochschaltung von 2-3 verwirklicht.
Wenn auf der anderen Seite das Bestimmungsergebnis in Schritt S96
negativ ist, dann entscheidet die Steuerungsvorrichtung 15, ob die tatsäch
liche Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner ist als die Herunterschaltge
schwindigkeit NOD, die in Schritt S94 bestimmt wird (Schritt S100).
Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann subtrahiert die Steue
rungsvorrichtung "1" von dem Wert der Befehlsschaltstufe SHIFT0 (Schritt
S102). Im Ergebnis führt die Steuerungsvorrichtung 15 ein Herunter
schalten aus. In dem Fall dieses Ausführungsbeispiels ändert sich die
Befehlsschaltstufe SHIFT0 von 2 auf 1; deshalb wird die Herunterschal
tung 2-1 verwirklicht.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S100 negativ ist, wird die
Routine zum Berechnen der Befehlsschaltstufe SHIFT0 beendet, wobei
der Wert der Befehlsschaltstufe SHIFT0 ungeändert bleibt.
Wie oben erklärt wird, wird gemäß der Steuerungsvorrichtung für die
Geschwindigkeitsänderung bzw. die Drehzahländerung des Fahrzeug
automatikgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung der Schaltweg-
Bewegungskoeffizient KM gemäß den Straßenverkehrszuständen und dem
Fahrzeugmanövrierzustand (Sportlichkeit "drive") bestimmt, der durch das
zuvor erwähnte Abschätzverfahren und die Straßenneigung RS erhalten
wird, dann wird das Schaltkennfeld erhalten, in welchem die Hochschaltli
nie und die Herunterschaltlinie bewegt werden (korrigiert) gemäß dem
Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM. Auf der Basis des Schaltkennfeldes
wird die Befehlsschaltstufe SHIFT0 bestimmt, um die Schaltänderung
auszuführen. Das ermöglicht ein Schalten, das sich am besten anfühlt,
das für jeden Straßenverkehrszustand und Fahrzeugmanövrierzustand
geeignet ist.
Wenn z. B. auf einer starken Neigung einer bergigen Straße sportlich
gefahren wird, werden die Hochschaltlinie und die Herunterschaltlinie des
Schaltkennfeldes beide zu dem sportlichen Muster bewegt, um agile
Schaltänderungen zu schaffen. Das Ergebnis ist ein sportliches Schalten.
Wenn im Gegensatz dazu ein gemächliches Fahren auf einer flachen
Autobahn ausgeführt wird, werden sowohl die Hochschaltlinie als auch
die Herunterschaltlinie des Schaltkennfeldes zu dem milden Muster
bewegt, um sanfte Schaltänderungen zu gewährleisten.
Das Ergebnis ist ein gemächliches Schalten.
Nachfolgend wird ein Steuerverfahren für eine Fahrzeuglaufcharakteristik
gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist auf einen PKW angewendet, der mit
einer Steuerungsvorrichtung für die Motorleistung ausgestattet ist, die als
eine Vorrichtung zum Steuern der Fahrzeuglaufcharakteristik dient.
Bezugnehmend auf Fig. 40 ist an einem gewissen Mittelpunkt einer
Einlaßleitung 301, die mit der Verbrennungskammer (nicht gezeigt) des
Fahrzeugmotors verbunden ist, ein Drosselkörper 304 vorgesehen, der
darin ein Drosselventil 303 aufnimmt, welches den Öffnungsgrad (effekti
ve Querschnittsfläche) des Einlaßdurchganges 302 ändert, der durch die
Einlaßleitung 301 gebildet wird, um dadurch die Menge an Einlaßluft zu
regeln, die der Verbrennungskammer zugeführt wird.
Das Drosselventil 303 hat eine Drosselwelle, die drehbar daran an dem
Drosselkörper 304 gelagert ist, so daß die Drosselwelle gemäß der Größe
des Drückens bzw. Niederdrückens eines Gaspedals 305 rotiert wird. Die
Rotation der Drosselwelle dreht das Drosselventil 303 in der Öffnungs
richtung. Das Motorantriebsmoment erhöht sich gemäß dem Öffnungsgrad
des Drosselventils 303.
Das Drosselventil 303 wird auch durch eine Betätigungseinrichtung 306,
die in dem Drosselkörper 304 vorgesehen ist, zusätzlich zu dem Betrieb
durch das Gaspedal 305 betrieben. Das Drosselventil 303 öffnet sich
jedoch nicht, wenn nicht das Gaspedal 305 niedergedrückt wird. Speziell
ausgedrückt, entspricht der Öffnungsgrad des Drosselventils 303 1 : 1 der
Größe der Niederdrückung des Gaspedals 305, wenn die Betätigungsein
richtung 306 nicht in Betrieb ist. Wenn die Betätigungseinrichtung 306
betrieben wird, wird das Drosselventil 303 geschlossen, unabhängig von
der Größe des Niederdrückens des Gaspedals 305, was einen Zustand
erzeugt, bei welchen das Motorantriebsmoment zwangsläufig reduziert
wird. Das Antriebsdrehmoment des Motors kann wie gewünscht einge
stellt werden, und zwar durch Regeln des Betriebes der Betätigungsein
richtung 306 in der oben beschriebenen Art und Weise, wodurch sich
der Öffnungsgrad des Drosselventils 303 ändert, unabhängig von der
Größe des Niederdrückens des Gaspedals 305.
Der Betrieb der Betätigungseinrichtung 306 wird durch die Steuerungsein
richtung 15 gesteuert. Die Steuerungsvorrichtung 15 steuert den Betrieb
der Betätigungseinrichtung 306 gemäß dem Ausgabesignal, das von einer
Drehmomentberechnungseinheit (hier nachfolgend als TCL bezeichnet)
307 empfangen wird, welche ein Sollantriebsmoment des Motors berech
net. Im tatsächlichen Gebrauch führt die Steuerungsvorrichtung 15 eine
Arbeitssteuerung über ein Drehmomentsteuermagnetventil (nicht gezeigt)
aus, welches den Betrieb der Betätigungseinrichtung 306 steuert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn der Straßenverkehrszustand
eine verstopfte Straße ist, das Antriebsdrehmoment des Motors gemäß
der Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, um so einen stabilisierten Fahr
zeuglauf herzustellen. Das Sollantriebsdrehmoment des Motors zum
Ausführen der Steuerung wird durch die TCL 307 berechnet, so daß das
Motorantriebsdrehmoment nach Notwendigkeit verringert wird.
Nachfolgend wird der Prozeß erklärt, der durch die TCL 307 angenom
men wird, um das Sollantriebsdrehmoment Toc zu berechnen, unter
Bezugnahme auf das Blockdiagramm von Fig. 41.
Die TCL 307 ist mit einer Berechnungseinheit 308 für ein gefordertes
Antriebsdrehmoment zum Berechnen eines geforderten Antriebsdrehmo
mentes Te ausgestattet. Diese Berechnungseinheit 308 empfängt als
Parameter eine Gaspedalöffnung von einem Gaspedalöffnungssensor und
eine Motordrehzahl NE von einem Kurbelwinkelsensor. Gemäß diesen
Parametern liest die Einheit 308 ein gefordertes Antriebsdrehmoment Te
aus einem Kennfeld, das in Fig. 42 gezeigt ist und zuvor in der TCL
307 gespeichert wird und liefert das geforderte Antriebsdrehmoment Te
an eine Multipliziereinheit 309.
Die Multipliziereinheit 309 empfängt einen Reduzierkoeffizienten KD
(z. B. 0 < KD z. B.) aus einer Berechnungseinheit 310 für den Redu
zierkoeffizienten und multipliziert das geforderte Antriebsdrehmoment Te
mit dem Reduzierkoeffizienten KD, um dadurch ein Sollantriebsdrehmo
ment Toc zu berechnen, das zu einer Steuerungseinheit 311 für die
Drosselöffnung geliefert wird.
Wenn die Informationen über eine verstopfte Straße aus den Straßen
verkehrszuständen empfangen werden, die durch die zuvor erwähnte
Abschätzmethode abgeschätzt wurden, liest die Berechnungseinheit für
den Reduzierkoeffizienten einen Reduzierkoeffizienten KD gemäß einer
Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Kennfeld, das in Fig. 43 gezeigt ist
und zuvor in der TCL 307 gespeichert wird, und gibt den Reduzierkoef
fizienten KD an die Multipliziereinheit 309.
In dem in Fig. 43 gezeigten Kennfeld nimmt der Reduzierkoeffizient KD
einen Wert von "2/3" für die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von 0 km/h
bis 5 km/h reicht, nimmt einen Wert, der sich graduell erhöht von "2/3"
auf "1" für die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von 5 km/h bis 10 km/h
reicht und nimmt einen Wert von "1" für die Fahrzeuggeschwindigkeit,
die gleich oder größer als 10 km/h ist. Der Wert für den Reduzierkoef
fizenten KD, der in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit vari
iert, kann gemäß die Verschiebung des an dem Fahrzeug montierten
Motors, dem Fahrzeuggewicht usw. geändert werden. Wenn die Fahrzeug
geschwindigkeit 5 km/h ist und der Straßenverkehrszustand eine ver
stopfte Straße ist, dann ist deshalb der Reduzierkoeffizient KD, der aus
dem Kennfeld bestimmt wird, "2/3", so daß das geforderte Antriebs
drehmoment Te in der Multipliziereinheit 309 auf 2/3 mal reduziert wird
und als das Sollantriebsdrehmoment Toc ausgegeben wird.
Die Steuereinheit 311 für die Drosselöffnung liefert der Steuerungsein
richtung 15 ein Steuersignal, das in Abhängigkeit von dem empfangenen
Sollantriebsdrehmoment Toc variiert, so daß die Einleitung/Beendigung
des Betriebes der Betätigungseinrichtung 306 gesteuert wird. Die Steue
rungseinheit 311 für die Drosselöffnung, die ein Einschätzflag F emp
fängt, das von einer Einschätzeinheit 312 für das Einleiten/Beenden
zugeführt wird, überträgt das Steuersignal an die Steuerungsvorrichtung
15, wenn bewirkt wird, daß ein Einleitungsflag in Reaktion auf das
Liefern eines Einschätzflags F gesetzt wird, so daß die Steuerung der
Betätigungseinrichtung 306 in Gang gesetzt wird. Außerdem beendet die
Steuereinheit 311 für die Drosselöffnung die Übertragung des Steuersi
gnals zu der Steuervorrichtung 15, wenn bewirkt wird, daß das Einlei
tungsflag gemäß dem Einschätzflag F rückgesetzt wird, das von der
Einheit 312 für das Einleiten/Beendigen zugeführt wird, so daß die
Steuerung der Betätigungseinrichtung 306 beendet wird.
Die Einheit für das Einleiten/Beendigen, die Sensorsignale von verschie
denen Sensoren empfängt, führt eine Einschätzung auf der Basis dieser
Sensorsignale durch. Speziell ausgedrückt, wenn alle nachfolgend erwähn
ten Bedingungen (a) bis (e) erfüllt sind, bestimmt die Einschätzeinheit
312 für die Einleitung/Beendigung, daß die Betätigungseinrichtungssteue
rung in Gang gesetzt werden soll, und das Einleitungsflag für die Steuer
einheit 311 für die Drosselöffnung wird durch das Einschätzflag F ge
setzt, das zu der Einheit 311 geliefert wird. Das bewirkt, daß die Steuer
einheit 311 für die Drosselöffnung das Steuersignal an die Steuerungsvor
richtung 15 überträgt.
- (a) Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist z. B. 0,5 km/h oder geringer.
- (b) Ein Bremsschalter ist in einem AUS-Zustand.
- (c) Die Gaspedalöffnung ist z. B. 10% oder höher.
- (d) Die Gaspedalöffnungsgeschwindigkeit übersteigt eine vorbe stimmte Geschwindigkeit.
- (e) Die Getriebeschaltposition für die erste Drehzahl ist in dem Getriebe erstellt.
Wenn eine der nachfolgend erwähnten Bedingungen (f) bis (i) erfüllt
ist, nachdem das Einleiten der Steuerung für die Betätigungseinrichtung
306 durch die Einheit für das Einleiten/Beendigen bestimmt ist, dann
bestimmt die Einheit 312, daß die Betätigungseinrichtungssteuerung zu
beenden ist, und das Einleitungsflag wird durch das Einschätzflag F
rückgesetzt, das zu der Steuereinheit 311 für die Drosselöffnung geliefert
wird, so daß die Einheit 311 ein Übertragen des Steuersignals an die
Steuerungsvorrichtung 15 beendet.
- (f) Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist z. B. 15 km/h oder höher.
- (g) Der Bremsschalter ist in einem EIN-Zustand.
- (h) Ein Leerlaufschalter ist in einem EIN-Zustand.
- (i) Die Getriebeschaltposition für die dritte Drehzahl oder eine höhere Drehzahl wird in dem Getriebe erstellt.
Auf der Basis des Sollantriebsdrehmomentes Toc, das in der oben
angegebenen Art berechnet wird, steuert die TCL 307 den Betrieb der
Betätigungseinrichtung 306. Im Ergebnis wird eine Charakteristik der
Beschleunigeröffnung über der Motorleistung sanft, wenn das Fahrzeug
nach vorn intermittierend bei einer extrem niedrigen Geschwindigkeit auf
einer verstopfen Straße läuft. Das ermöglicht es dem Fahrer, das Fahr
zeug sanft zu starten, und erzeugt weitere exzellente Effekte wie z. B. ein
leichter Gaspedalbetrieb auf einer verstopften Straße.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden ersten bis
fünften Ausführungsbeispiele beschränkt, kann jedoch in verschiedenen
Arten modifiziert werden.
Z. B. werden in dem ersten Ausführungsbeispiel die Fahrzeuggeschwindig
keit, der Gaspedalöffnungsgrad, die Lenkbeschleunigung und die Seiten
beschleunigung als die Parameter verwendet, für die eine Erfassung der
Frequenzverteilungen (Frequenzanalysen) durchzuführen ist, und Mittel
werte und Varianzen der Frequenzverteilungen werden als Parameter
verwendet, die in ein neurales Netzwerk eingegeben werden. Es ist
jedoch nicht notwendig, alle diese Parameter zum Ausführen des Ab
schätzverfahrens der vorliegenden Erfindung zu verwenden. Weitere
Parameter können verwendet werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel werden Parameter, die kennzeichnend für
den Straßenverkehrszustand sind, unter Verwendung der Fuzzy-Logik
bestimmt, das ist jedoch nicht wesentlich.
Bei den Ausführungsbeispielen, die sich auf das Steuerverfahren für die
Fahrzeuglaufcharakteristik beziehen, wird eine gewichtigte Gesamtsumme
der Parameter, die der Steuervorrichtung 15 zugeführt werden, die als
das neurale Netzwerk dient, als ein Ausgabeparameter von dem neuralen
Netzwerk bestimmt, um so die neurale Netzwerkfunktion durch die
Steuerungsvorrichtung 15 leicht zu verwirklichen. Der Ausgabeparameter
kann in alternativer Weise jedoch bestimmt werden durch Unterziehen
der gewichteten Gesamtsumme der Eingabeparameter einer nicht-linearen
Konversion in dem neuralen Netzwerk.
Des weiteren kann die Steuerungsvorrichtung 15 in jeder Steuervorrich
tung vorgesehen sein.
Darüber hinaus sind in den Ausführungsbeispielen Erklärungen für Fälle
gegeben, bei denen die Fahrzeuglaufcharakteristik gesteuert wird, und
zwar durch Einstellen der Betriebscharakteristik einer Vierrad-Lenkeinheit
(Hinterrad-Lenkeinheit), der Servoeinheit, des Automatikgetriebes oder
einer Steuereinheit für die Motorleistung. Die vorliegende Erfindung kann
jedoch auf ein Fahrzeug angewendet werden, das mit verschiedenen
Vorrichtungen, die verschiedenen von den oben genannten Vorrichtungen
sind, ausgestattet sein, die in der Lage zum variablen Einstellen der
Fahrzeuglaufcharakteristik sind.
Aus den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung modifiziert wer
den könnte, wie es ein Fachmann ohne vom Geist und Umfang der
vorliegenden Erfindung abzuweichen, erkennen würde, die lediglich durch
die beigefügten Ansprüche definiert sein sollte. Alle derartigen Modifika
tionen, wie sie für einen Fachmann naheliegend sind, sollten deshalb
nicht als eine Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung be
trachtet werden und sollten innerhalb des Umfanges der Erfindung, wie
sie nur durch die angefügten Ansprüche definiert ist, eingeschlossen sein.
Fig. 1
Fahrzeuggeschwindigkeit
Lenkwinkel
Fahrzeitverhältnis
Durchschnittsgeschwindigkeit
durchschnittliche Seitenbeschleunigung
Fuzzy-Logik
Adaption
Daten
Adaption
Daten
Straßenverkehrszustand
Stadtgebietsgrad
Straßenstaugrad
Fahrbahn-Bergigkeitsgrad
Fahrzeuggeschwindigkeit
Lenkwinkel
Fahrzeitverhältnis
Durchschnittsgeschwindigkeit
durchschnittliche Seitenbeschleunigung
Fuzzy-Logik
Adaption
Daten
Adaption
Daten
Straßenverkehrszustand
Stadtgebietsgrad
Straßenstaugrad
Fahrbahn-Bergigkeitsgrad
Fig. 2
Gaspedal-Niederdrückung
Fahrzeuggeschwindigkeit
Lenkwinkel
Längsbeschleunigung
Seitenbeschleunigung
Frequenzanalyse
Fahrzeuggeschwindigkeit, Längsbeschleunigung, Seitenbeschleunigung
Gaspedal-Niederdrückung
Frequenz
Daten
Straßenverkehrszustand
Neurales Netzwerk
Manövrierzustand des Fahrers
Sportlichkeit
Gaspedal-Niederdrückung
Fahrzeuggeschwindigkeit
Lenkwinkel
Längsbeschleunigung
Seitenbeschleunigung
Frequenzanalyse
Fahrzeuggeschwindigkeit, Längsbeschleunigung, Seitenbeschleunigung
Gaspedal-Niederdrückung
Frequenz
Daten
Straßenverkehrszustand
Neurales Netzwerk
Manövrierzustand des Fahrers
Sportlichkeit
Fig. 3
Steuerungsvorrichtung
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
Lenkradwinkelsensor
Drosselöffnungsgradsensor
Steuerungsvorrichtung
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
Lenkradwinkelsensor
Drosselöffnungsgradsensor
Fig. 7
Adaption
Fahrzeitverhältnis (%)
Adaption
Fahrzeitverhältnis (%)
Fig. 8
Adaption
Durchschnittsgeschwindigkeit (km/h)
Adaption
Durchschnittsgeschwindigkeit (km/h)
Fig. 9
Adaption
Fahrzeitverhältnis (%)
Adaption
Fahrzeitverhältnis (%)
Fig. 10
Adaption
Durchschnittsgeschwindigkeit (km/h)
Adaption
Durchschnittsgeschwindigkeit (km/h)
Fig. 11
Fahrbahn-Bergigkeitsgrad
durchschnittliche Seitenbeschleunigung (G)
Fahrbahn-Bergigkeitsgrad
durchschnittliche Seitenbeschleunigung (G)
Fig. 14
Wichtung
Gesamtsumme
Übertragung
Wichtung
Gesamtsumme
Übertragung
Fig. 15
Eingabe
Ausgabe
Eingabe
Ausgabe
Fig. 17
15 Steuerungsvorrichtung
8 Motor
Meßgerät
26 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
15 Steuerungsvorrichtung
8 Motor
Meßgerät
26 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
Fig. 18
Meßgerät
30 Eingabeeinheit
31 A/D-Wandler
32 Modusbestimmungseinheit
33 Bestimmungseinheit für den Fahrbahnoberflächenwert µ
34 Steuereinheit für den Lenkventilbetrieb
35 Ausgabeeinheit
Meßgerät
30 Eingabeeinheit
31 A/D-Wandler
32 Modusbestimmungseinheit
33 Bestimmungseinheit für den Fahrbahnoberflächenwert µ
34 Steuereinheit für den Lenkventilbetrieb
35 Ausgabeeinheit
Fig. 19
Druck PR
Druck PL
Lenkradwinkel RH
Fahrzeuggeschwindigkeit V
21 Phasenkompensationsfilter
20 Berechnungseinheit für den Fahrbahnoberflächenwert µ
23 µ-Variationsbegrenzungseinheit
24 Stabilisierender Filter
Druck PR
Druck PL
Lenkradwinkel RH
Fahrzeuggeschwindigkeit V
21 Phasenkompensationsfilter
20 Berechnungseinheit für den Fahrbahnoberflächenwert µ
23 µ-Variationsbegrenzungseinheit
24 Stabilisierender Filter
Fig. 20
In-Phase-Koeffizient K1
Erhöhung Verringerung
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
In-Phase-Koeffizient K1
Erhöhung Verringerung
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 21
Antiphase-Koeffizient K2
Erhöhung
Verringerung x a
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Antiphase-Koeffizient K2
Erhöhung
Verringerung x a
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 22
Stadtgebietsgrad r_city, etc.
Sportlichkeit "drive"
26 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
15 Steuerungsvorrichtung
8 Motor
Stadtgebietsgrad r_city, etc.
Sportlichkeit "drive"
26 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
15 Steuerungsvorrichtung
8 Motor
Fig. 23
Strom-Sollwert (A)
Stadtgebietsgrad Niedrig
Sportlichkeit Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Strom-Sollwert (A)
Stadtgebietsgrad Niedrig
Sportlichkeit Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 24
Strom-Sollwert (A)
Stadtgebietsgrad Hoch
Stadtgebietsgrad Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Strom-Sollwert (A)
Stadtgebietsgrad Hoch
Stadtgebietsgrad Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 25
Strom-Sollwert (A)
Sportlichkeit Niedrig
Sportlichkeit Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Strom-Sollwert (A)
Sportlichkeit Niedrig
Sportlichkeit Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 26
201 Motor
15 Steuerungsvorrichtung
221 Nt-Sensor
222 No-Sensor
223 Rt-Sensor
201 Motor
15 Steuerungsvorrichtung
221 Nt-Sensor
222 No-Sensor
223 Rt-Sensor
Fig. 28
Zum Magnetventil 211
Zum Magnetventil 211
Fig. 29
15 Steuerungsvorrichtung
Leitungsdruck
15 Steuerungsvorrichtung
Leitungsdruck
Fig. 30
S60 Berechne V und Rt
S62 Lies
r_jam = 0-10
r_city = 0-10
r_high = 0-10
r_mount = 0-10
drive = 0-10
S64 Berechne RS
S74 Bestimme KM aus dem Kennfeld für Stadtstraße
S78 Bestimme KM aus dem Kennfeld für Autobahn
S80 Bestimme KM aus dem Kennfeld für bergige Straße
S82 Bestimme SHIFT0
S60 Berechne V und Rt
S62 Lies
r_jam = 0-10
r_city = 0-10
r_high = 0-10
r_mount = 0-10
drive = 0-10
S64 Berechne RS
S74 Bestimme KM aus dem Kennfeld für Stadtstraße
S78 Bestimme KM aus dem Kennfeld für Autobahn
S80 Bestimme KM aus dem Kennfeld für bergige Straße
S82 Bestimme SHIFT0
Fig. 31
SHIFT0-Berechnungsroutine
SHIFT0-Berechnungsroutine
Fig. 32
Drosselöffnung (%)
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung (%)
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fig. 33
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Fig. 34
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Fig. 35
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Fig. 36
Drosselöffnung Rt
2 → 3 Hochschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung Rt
2 → 3 Hochschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fig. 37
Drosselöffnung Rt
2 → 1 Herunterschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung Rt
2 → 1 Herunterschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fig. 38
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fig. 39
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fig. 40
15 Steuerungsvorrichtung
Verbrennungskammer
15 Steuerungsvorrichtung
Verbrennungskammer
Fig. 41
308 Berechnungseinheit für das geforderte Antriebsdrehmoment
309 Multipliziereinheit
310 Berechnungseinheit zum Reduzieren des Koeffizienten (Straßen staugrad)
311 Steuereinheit für die Drosselöffnung
312 Abschätzeinheit zum Beginn/zur Beendigung
15 Steuerungsvorrichtung
308 Berechnungseinheit für das geforderte Antriebsdrehmoment
309 Multipliziereinheit
310 Berechnungseinheit zum Reduzieren des Koeffizienten (Straßen staugrad)
311 Steuereinheit für die Drosselöffnung
312 Abschätzeinheit zum Beginn/zur Beendigung
15 Steuerungsvorrichtung
Fig. 42
Gefordertes Antriebsdrehmoment Te
Motordrehzahl Ne
Gefordertes Antriebsdrehmoment Te
Motordrehzahl Ne
Fig. 43
Reduzierender Koeffizient
Fahrzeuggeschwindigkeit.
Reduzierender Koeffizient
Fahrzeuggeschwindigkeit.
Claims (16)
1. Abschätzverfahren für einen Straßenverkehrszustand zum Abschätzen
eines Straßenverkehrszustandes auf der Basis eines Fahrzustandes eines
Fahrzeuges,
gekennzeichnet durch
einen Erfassungsschritt für ein Fahrzeitverhältnis (S1 bis S6) zum Berechnen eines Fahrzeitverhältnisses (ratio) des Fahrzeuges;
einen Erfassungsschritt für die Durchschnittsgeschwindigkeit (S11 bis S15) zum Berechnen einer Durchschnittsgeschwindigkeit (vxave) des Fahrzeuges; und
einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand zum Abschätzen des Straßenverkehrszustandes ([city], [jam]) auf der Basis des Fahrzeit verhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit.
gekennzeichnet durch
einen Erfassungsschritt für ein Fahrzeitverhältnis (S1 bis S6) zum Berechnen eines Fahrzeitverhältnisses (ratio) des Fahrzeuges;
einen Erfassungsschritt für die Durchschnittsgeschwindigkeit (S11 bis S15) zum Berechnen einer Durchschnittsgeschwindigkeit (vxave) des Fahrzeuges; und
einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand zum Abschätzen des Straßenverkehrszustandes ([city], [jam]) auf der Basis des Fahrzeit verhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit.
2. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 1,
bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein
Abschätzen eines Stadtgebietsgrades ([city]) als den Straßenverkehrszu
stand einschließt.
3. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 2,
bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein
Bestimmen einschließt, daß der Stadtgebietsgrad hoch ist, wenn das
Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedri
gen oder mittlerem Niveau sind (S oder M).
4. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 2,
bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein
Ausführen von Fuzzy-Logik für den Stadtgebietsgrad auf der Basis einer
Vielzahl von Fuzzy-Regeln einschließt, wobei die Vielzahl von Fuzzy-
Regeln eine Fuzzy-Regel (Nr. 1) einschließt, durch die der Stadtgebiets
grad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durch
schnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen Niveau (S) sind, und eine
Fuzzy-Regel (Nr. 5), durch die der Stadtgebietsgrad als hoch bestimmt
wird, wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit
auf einem mittleren Niveau (M) sind.
5. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 2,
wobei der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Abschätzen
eines Autobahngrades auf der Basis eines Wertes einschließt, der durch
Subtrahieren des Stadtgebietsgrades von einem Maximalwert des Stadt
gebietsgrades erhalten wird, wobei der Maximalwert auf einen vorbe
stimmten Wert beschränkt ist.
6. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 1,
bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein
Abschätzen eines Straßenstaugrades ([jam]) als den Straßenverkehrszu
stand einschließt.
7. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 6,
bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein
Bestimmen einschließt, das der Straßenstaugrad hoch ist, wenn das
Fahrzeitverhältnis oder die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedri
gen Niveau (S) sind.
8. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 6,
bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein
Ausführen von Fuzzy-Logik für den Straßenstaugrad auf der Basis einer
Vielzahl von Fuzzy-Regeln einschließt, wobei die Vielzahl von Fuzzy-
Regeln eine Fuzzy-Regel (Nr. 1 bis 3) einschließt, durch die der Straßen
staugrad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis auf einem
niedrigen Niveau (S) ist, und eine Fuzzy-Regel (Nr. 1, 4 und 7), durch
die der Straßenstaugrad als hoch bestimmt wird, wenn die Durchschnitts
geschwindigkeit auf einem niedrigen Niveau (S) ist.
9. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 1,
das desweiteren aufweist:
einen Erfassungsschritt für die durchschnittliche Seitenbeschleunigung zur Berechnung einer durchschnittlichen Seitenbeschleunigung (gyave); und
einen Abschätzschritt für den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad zum Bestim men eines Fahrbahn-Bergigkeitsgrades auf der Basis der durchschnitt lichen Seitenbeschleunigung;
wobei der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Ab schätzen eines Stadtgebietsgrades und/oder eines Straßenstaugrades einschließt.
einen Erfassungsschritt für die durchschnittliche Seitenbeschleunigung zur Berechnung einer durchschnittlichen Seitenbeschleunigung (gyave); und
einen Abschätzschritt für den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad zum Bestim men eines Fahrbahn-Bergigkeitsgrades auf der Basis der durchschnitt lichen Seitenbeschleunigung;
wobei der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Ab schätzen eines Stadtgebietsgrades und/oder eines Straßenstaugrades einschließt.
10. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 9,
bei welchem der Abschätzschritt für den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad ein
Bestimmen des Fahrbahn-Bergigkeitsgrades auf der Basis eines Kennfeldes
mit einer Charakteristik einschließt, in welcher sich der Fahrbahn-Bergig
keitsgrad mit einer Erhöhung der durchschnittlichen Seitenbeschleunigung
erhöht.
11. Steuerverfahren für eine Fahrzeuglaufcharakteristik, bei der eine
Laufcharakteristik eines Fahrzeuges variabel gesteuert wird, durch varia
bles Steuern einer Betriebscharakteristik einer Vorrichtung, die an dem
Fahrzeug montiert ist,
gekennzeichnet durch:
gekennzeichnet durch:
einen Erfassungsschritt für ein Fahrzeitverhältnis (S1 bis S6) zum
Berechnen eines Fahrzeitverhältnisses (ratio) des Fahrzeuges;
einen Erfassungsschritt für eine Durchschnittsgeschwindigkeit (S11 bis S15) zum Berechnen einer Durchschnittsgeschwindigkeit (vxave) des Fahrzeuges;
einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes auf der Basis des Fahrzeitverhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit; und
einen Steuerschritt für die Charakteristik zum variablen Steuern der Betriebscharakteristik der Vorrichtung, die an dem Fahrzeug montiert ist, gemäß dem Straßenverkehrszustand.
einen Erfassungsschritt für eine Durchschnittsgeschwindigkeit (S11 bis S15) zum Berechnen einer Durchschnittsgeschwindigkeit (vxave) des Fahrzeuges;
einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes auf der Basis des Fahrzeitverhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit; und
einen Steuerschritt für die Charakteristik zum variablen Steuern der Betriebscharakteristik der Vorrichtung, die an dem Fahrzeug montiert ist, gemäß dem Straßenverkehrszustand.
12. Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik nach Anspruch 11,
bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik ein variables Steuern
einer Betriebscharakteristik einer Hinterrad-Lenkvorrichtung einschließt,
welche als die Vorrichtung dient, die an dem Fahrzeug montiert ist, und
welche einen Hinterrad-Sollenkwinkel durch Multiplizieren eines erfaßten
Wertes eines Vorderrad-Lenkzustandes oder eines erfaßten Wertes eines
Fahrzeugverhaltens mit einem Koeffizienten setzt, und zwar durch varia
bles Steuern des Koeffizienten gemäß dem Straßenverkehrszustand.
13. Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik nach Anspruch 11,
bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik einer Servoeinheit
für eine Lenkreaktionskraft über der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß dem
Straßenverkehrszustand, wobei die Servoeinheit als die Vorrichtung dient,
die an dem Fahrzeug montiert ist und wobei sie eine Lenkreaktionskraft
gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
14. Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik nach Anspruch 11,
wobei der Steuerschritt für die Charakteristik ein variables Setzen eines
Geschwindigkeitsänderungskennfeldes gemäß dem Straßenverkehrszustand
einschließt, wobei das Kennfeld auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit und
einem Drosselöffnungsgrad basiert und wobei ein Automatikgetriebe
vorgesehen ist, das als die Vorrichtung dient, die an dem Fahrzeug
montiert ist.
15. Steuerverfahren für eine Fahrzeuglaufcharakteristik nach Anspruch 11,
bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik ein variables Steuern
einer Gaspedalbetrieb-über-Motorleistungs-Charakteristik der Steuereinheit
für die Motorleistung gemäß dem Straßenverkehrszustand einschließt,
wobei die Steuereinheit für die Motorleistung als die Vorrichtung dient,
die an dem Fahrzeug montiert ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19818893 | 1993-08-10 | ||
JP5-351805 | 1993-12-29 | ||
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DE4428311B4 DE4428311B4 (de) | 2006-10-26 |
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ID=26510828
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