DE4428351A1 - Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes und Verfahren zum Steuern der Laufeigenschaften eines Fahrzeuges - Google Patents
Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes und Verfahren zum Steuern der Laufeigenschaften eines FahrzeugesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschät
zen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, der durch einen Fahrer angegeben
wird, und ein Verfahren zum Steuern der Laufeigenschaften bzw. der
Laufcharakteristik eines Fahrzeuges, um selbiges an den Fahrzeugma
növrierzustand anzupassen, welcher durch das zuvor erwähnte Abschätz
verfahren und die Vorrichtung abgeschätzt wurde.
Ein Fahrzeug ist mit verschiedenen Vorrichtungen zur Verbesserung der
Fahrstabilität, Manövrierfähigkeit, des Fahrkomforts des Fahrzeuges usw.
ausgestattet.
Zum Beispiel ist ein Fahrzeug mit einer elektronischen Steuerungsein
richtung für die Kraftstoffzufuhr, um die Kraftstoffmenge optimal zu
steuern, welche dem Motor gemäß dem Fahrzeuglaufzustand zugeführt
wird, welcher durch eine Fahrzeuggeschwindigkeit, den Öffnungsgrad eines
Gaspedals usw. dargestellt ist, einem Automatikgetriebe bzw. einer auto
matischen Übertragung zum Auswählen eines Optimums der Gangschalt
position für den aktuellen Fahrzeuglaufzustand und einem Antiblockiersy
stem (ABS) bzw. Antirutschsystem zum Bereitstellen einer optimalen
Bremskraft versehen. Das Fahrzeug ist des weiteren mit einem Traktions
steuersystem zum Sichern eines optimalen Schlupfverhältnisses der An
triebsräder, einem Vierradlenksystem zum Lenken von Hinterrädern im
Falle des Einschlagens der Vorderräder, einem Aktivaufhängungssystem
zum variablen Ändern der Aufhängungscharakteristika und einer elek
trischen Servolenkung zum variablen Einstellen der Lenkkraft ausgestattet.
Das mit den zuvor genannten Systemen versehene Fahrzeug weist hohe
Manövrierfähigkeit und Laufstabilität auf und genügt in großem Maße
den von einem Fahrzeug benötigten Leistungsanforderungen.
Unabhängig davon variieren die Fahrfähigkeit und die Neigung beim
Fahren von einer Person zu einer anderen; deshalb variieren die von
einem Fahrzeug benötigten Laufeigenschaften von einem zum anderen
Fahrer. Darüber hinaus benötigt ein Fahrer nicht permanent dieselben
Fahrzeuglaufeigenschaften. Zum Beispiel können die durch denselben
Fahrer benötigten Fahrzeuglaufeigenschaften in Abhängigkeit davon
variieren, ob der Fahrer in einem Stadtgebiet oder einem bergigen
Gebiet fährt, oder sie können von Tag zu Tag variieren.
Andererseits werden in konventioneller Weise die an dem Fahrzeug zum
Steuern der Fahrzeuglaufeigenschaften montierten Systeme gemäß dem
Fahrzeugfahrzustand betrieben, welcher durch physikalische Größen, wie
z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Öffnungsgrad des Gaspedals
bzw. der Beschleunigungsvorrichtung angegeben ist. Das erschwert es
manchmal, die von den individuellen Fahrern benötigten Fahrzeuglauf
eigenschaften zu erzielen.
Eine Vorrichtung zum Erkennen des Fahrzeugfahrzustandes ist z. B. auch
durch die ungeprüfte japanische Patentpublikation Nr. 2-267030 bekannt,
welche der US-Patentanmeldung Nr. 5182710 und der EP-Anmeldung Nr.
391387 entspricht. Bei dieser Erfindung wird der Fahrzustand auf der
Basis der Frequenzverteilung einer Vielzahl von Antriebsparametern
einschließlich des Öffnungsgrades eines Drosselventils und der Motor
drehzahl bestimmt. Mit anderen Worten, auf der Basis einer Vielzahl
von Fahrparametern wird eine Faktorenanalyse ausgeführt, um den Fahr
zustand, wie z. B. Fahren im Stau, Fahren in Stadtgebieten, Fahren bei
hoher Geschwindigkeit und sportliches Fahren zu erkennen und zu
bestimmen. Auf der Basis des Ergebnisses der Erkennung wird eine
optimale Fahrzeugsteuerung ausgeführt.
Bei diesem allgemeinen bekannten Beispiel beinhalten die auf der Fre
quenzverteilung basierenden Parameter jedoch nur Mittelwerte. Das führt
zu einer unzureichenden Zuverlässigkeit des Ergebnisses bei der Be
stimmung des Fahrzustandes. Darüber hinaus wird der Fahrzustand
(sportliches Fahren) auf demselben Niveau wie die Verkehrsbedingungen
bestimmt; deshalb ist es schwierig, einen richtigen Fahrzustand, d. h. die
Absicht eines Fahrers, in Reaktion auf Änderungen der Verkehrsbedin
gungen zu bestimmen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bestim
men des Fahrzeugmanövrierzustandes und eine Vorrichtung zum Bestim
men eines Manövrierzustandes eines Fahrzeuges zu schaffen, welcher
vorgegeben oder von einem Fahrer beabsichtigt ist, wobei es schwierig
ist, den Manövrierzustand durch physikalische Größen einschließlich der
Fahrzeuggeschwindigkeit direkt anzugeben.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Steuern der Fahrzeuglaufeigenschaften und eine Vorrichtung zum Steuern
der Fahrzeuglaufeigenschaften so vorzusehen, daß sie optimal für den
Fahrzeugmanövrierzustand sind, welcher mittels des zuvor erwähnten
Abschätzverfahrens und der Abschätzvorrichtung abgeschätzt worden ist,
wodurch die Fahrzeugfahrt an einen Fahrzeuggesamtzustand angepaßt
werden kann, welcher den durch den Fahrer beabsichtigten Fahrzeug
manövrierzustand und die Straßenverkehrsbedingungen einschließt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ver
fahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes geschaffen,
welches einen Erfassungsschritt für Fahrparameter zum Erfassen einer
Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern, einen Frequenzanalyseschritt zum
Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrzeug
fahrparametern und einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand zum
Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes einschließt, der durch einen
Fahrer gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalysen beabsichtigt ist.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß: der Erfassungsschritt
für die Fahrparameter eine Bestimmung einer Frequenzverteilung jedes
der Fahrzeugfahrparameter und eine Bestimmung einer Vielzahl von
Typen von Analysewerten für jeden der Fahrzeugfahrparameter ein
schließt, wobei die Vielzahl von Typen von Analysewerten die Frequenz
verteilung kennzeichnet; und wobei der Abschätzschritt für den Ma
növrierzustand ein Ausgeben eines Ausgabeparameters einschließt, der
kennzeichnend für den Fahrzeugmanövrierzustand gemäß einer gewichte
ten Gesamtsumme von Eingabeparametern unter Verwendung der Viel
zahl von Typen von Analysewerten für jeden der Fahrzeugfahrparameter
als die Eingabeparameter ist.
Gemäß diesem Abschätzverfahren ist es möglich, einen Fahrzeugma
növrierzustand, wie z. B. die Sportlichkeit des Fahrers beim Fahren des
Fahrzeuges einzuschätzen, was schwierig direkt in Abhängigkeit von der
Fahrzeuggeschwindigkeit oder anderer physikalischer Größen angegeben
werden kann.
Vorzugsweise schließt der Frequenzanalyseschritt ein Bestimmen eines
Mittelwertes und ein Variieren der Frequenzverteilung für jeden der
Fahrzeugfahrparameter als die Vielzahl von Typen von Analysewerten
ein.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der
Fahrzeugmanövrierzustand gut bzw. zuverlässig abgeschätzt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes bereitge
stellt, welches einen Erfassungsschritt von Fahrparametern zum Erfassen
einer Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern, einen Frequenzanalyseschritt
zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl der Fahr
zeugfahrparameter und einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand
zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes einschließt, welcher
von einem Fahrer gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalysen be
absichtigt ist.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß: das Verfahren des
weiteren einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand zum
Ausgeben von mindestens einem abgeschätzten Wert einschließt, welcher
für den Straßenverkehrszustand kennzeichnend ist, unter welchem ein
Fahrzeug fährt; der Frequenzanalyseschritt ein Bestimmen einer Frequenz
verteilung von jedem der Fahrzeugfahrparameter und ein Bestimmen von
mindestens einem Analysewert von jedem der Fahrzeugfahrparameter
einschließt, wobei zumindest ein Analysewert die Frequenzverteilung
kennzeichnet; und der Abschätzschritt für den Manövrierzustand ein
Ausgeben eines Ausgabeparameters, welcher kennzeichnend für den
Fahrzeugmanövrierzustand ist, und zwar gemäß einer gewichteten Gesamt
summe von Eingabeparametern, unter Verwendung des zumindestens
einen abgeschätzten Wertes einschließt, welcher kennzeichnend für den
Straßenverkehrszustand und den zumindestens einen Analysewert für
jeden der Fahrzeugfahrparameter als diese Eingabeparameter ist.
Dieses Abschätzverfahren ermöglicht es, einen Fahrzeugmanövrierzustand,
welcher von einem Fahrer beabsichtigt ist, abzuschätzen, wobei der
Zustand schwierig direkt durch die Fahrzeuggeschwindigkeit oder andere
physikalische Größen gekennzeichnet werden kann. Des weiteren werden
beim Abschätzen des Fahrzeugmanövrierzustandes Einflüsse, die durch
Straßenverkehrszustände auf den Fahrzeugmanövrierzustand ausgeübt
werden, berücksichtigt. Das ermöglicht es, daß ein weiteres zuverlässiges
Abschätzergebnis erhalten wird.
Vorzugsweise schließt der Frequenzanalyseschritt ein Bestimmen eines
Mittelwertes und eine Varianz der Frequenzverteilung für jeden der
Fahrzeugfahrparameter als den zumindest einen Analysewert ein. Der
Schritt zum Abschätzen des Straßenverkehrszustandes schließt ein Ausge
ben des zumindest einen abgeschätzten Wertes gemäß den erfaßten
Werten der Parameter des Fahrzeugfahrzustandes und einer Vielzahl von
vorherbestimmten Fuzzy-Regeln bzw. Unschärferegeln oder ein Kennfeld
ein. Der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand schließt in
alternativer Weise ein Ausgeben eines Stadtgebietsgrades und eines
Fahrbahnverstopfungsgrades bzw. -staugrades als den zumindest einen
abgeschätzten Wert gemäß einer Durchschnittsgeschwindigkeit und einem
Fahrzeitverhältnis ein. Des weiteren schließt der Abschätzschritt für den
Straßenverkehrszustand in alternativer Weise ein Ausgeben eines Fahr
bahn-Bergigkeitsgrades als den zumindest einen abgeschätzten Wert
gemäß einer durchschnittlichen Seitenbeschleunigung ein.
Gemäß diesen bevorzugten Ausführungsbeispielen kann ein Fahrzeug
manövrierzustand zuverlässig abgeschätzt werden, oder ein Straßenver
kehrszustand kann genau bestimmt werden. Das erlaubt eine genaue
Bestimmung des Fahrzeugmanövrierzustandes.
Bei dem ersten und dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
schließt der Erfassungsschritt für die Fahrparameter vorzugsweise das
Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Öffnungsgrades eines
Gaspedals bzw. einer Beschleunigungsvorrichtung und einer Längsfahr
zeugbeschleunigung als die Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern ein. Der
Frequenzanalyseschritt schließt ein Bestimmen der Frequenzverteilung
durch Ändern der Wichtung eines erfaßten Wertes von jedem der Fahr
zeugfahrparameter in Abhängigkeit von einem Gebiet ein, in welches der
erfaßte Wert fällt. Der Abschätzschritt für den Manövrierzustand schließt
ein Bestimmen des Ausgabeparameters durch Liefern der Eingabeparame
ter an ein neurales Netzwerk ein. Der Manövrierschritt schließt in
alternativer Weise ein Bestimmen der gewichteten Gesamtsumme der
Eingabeparameter ein, so daß der Ausgabeparameter einen Grad von
Fahrsportlichkeit des Fahrers kennzeichnet.
Gemäß diesen bevorzugten Ausführungsbeispielen kann der Fahrzeug
manövrierzustand zuverlässig abgeschätzt werden, oder die Abschätzung
des Fahrzeugmanövrierzustandes kann relativ leicht vorgenommen werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ver
fahren zum Steuern von Fahrzeuglaufeigenschaften bereitgestellt, welches
einen Erfassungsschritt für Fahrparameter zum Erfassen einer Vielzahl
von Fahrzeugfahrparametern, einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen
einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrzeugfahrparame
tern, einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand zum Abschätzen
eines Fahrzeugmanövrierzustandes, welcher durch einen Fahrer gemäß
den Ergebnissen der Frequenzanalyse beabsichtigt ist, und einen Schritt
des Steuerns der Eigenschaften zum variablen Steuern von Laufeigen
schaften eines Fahrzeugs durch variables Steuern von Betriebscharakteri
stiken einer an dem Fahrzeug montierten Vorrichtung gemäß dem Fahr
zeugmanövrierzustand einschließt.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß: der Frequenzanalyse
schritt das Bestimmen einer Frequenzverteilung von jedem der Fahrzeug
fahrparameter und das Bestimmen einer Vielzahl von Typen von Analy
sewerten für jeden der Fahrzeugfahrparameter einschließt, wobei die
Vielzahl von Typen von Analysewerten die Frequenzverteilung kenn
zeichnet; und der Abschätzschritt für den Manövrierzustand das Ausgeben
eines Ausgabeparameters, welcher den Fahrzeugmanövrierzustand kenn
zeichnet, gemäß einer gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern
unter Verwendung der Vielzahl von Typen von Analysewerten für jeden
der Fahrzeugfahrparameter als die Eingabeparameter einschließt.
Gemäß diesem Steuerverfahren kann die Fahrzeuglaufcharakteristik
gesteuert werden, um einen abgeschätzten Fahrzeugmanövrierzustand zu
treffen. Dadurch kann die Fahrzeugfahrt an den Fahrzeuggesamtfahr
zustand einschließlich des Fahrzeugmanövrierzustandes, welcher durch den
Fahrer beabsichtigt ist, oder die Straßenverkehrsbedingungen angepaßt
werden.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ver
fahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik geschaffen, welches
einen Erfassungsschritt für Fahrparameter zum Erfassen einer Vielzahl
von Fahrzeugfahrparametern, einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen
einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrzeugfahrparameter,
einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand zum Abschätzen eines
Fahrzeugmanövrierzustandes, welcher durch einen Fahrer beabsichtigt ist,
und zwar gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalysen, und einen
Schritt des Steuerns der Eigenschaften zum variablen Steuern der Lauf
eigenschaften eines Fahrzeuges durch variables Steuern der Betriebseigen
schaften einer Vorrichtung, welche an dem Fahrzeug montiert ist, gemäß
dem Fahrzeugmanövrierzustand einschließt.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß: das Verfahren des
weiteren einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand zum
Ausgeben von mindestens einem abgeschätzten Wert einschließt, welcher
für den Straßenverkehrszustand kennzeichnend ist, unter welchem das
Fahrzeug fährt; der Frequenzanalyseschritt, das Bestimmen einer Fre
quenzverteilung von jedem der Fahrzeugfahrparameter und das Bestim
men von zumindest einem Analysewert für jeden der Fahrzeugfahrpara
meter einschließt, wobei der zumindest eine Analysewert die Frequenzver
teilung kennzeichnet; und der Abschätzschritt für den Manövrierzustand
ein Ausgeben eines Ausgabeparameters einschließt, welcher für den
Fahrzeugmanövrierzustand kennzeichnend ist, und zwar gemäß einer
gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern unter Verwendung von
dem zumindest einen abgeschätzten Wert des Straßenverkehrszustandes
und dem zumindest einen Analysewert für jeden der Fahrzeugfahrparame
ter als die Eingabeparameter.
Gemäß diesem Steuerverfahren können die Fahrzeuglaufeigenschaften
bzw. kann die Fahrzeuglaufcharakteristik gesteuert werden, um den
abgeschätzten Fahrzeugmanövrierzustand zu treffen bzw. ihm zu ent
sprechen, und darüber hinaus kann eine von einem individuellen Fahrer
benötigte Fahrzeuglaufcharakteristik in Antwort auf Änderungen von
Straßenverkehrszuständen erzielt werden.
Bei den dritten und vierten Aspekten schließt der Schritt zum Steuern
der Eigenschaften vorzugsweise ein variables Steuern von Betriebscharak
teristiken einer Hinterradlenkvorrichtung ein, welche als die Vorrichtung
dient, die an dem Fahrzeug montiert ist, und welche einen Hinterrad-
Soll-Lenkwinkel durch Multiplizieren eines erfaßten Wertes eines Vor
derrad-Lenkzustandes oder eines erfaßten Wertes eines Fahrzeugverhal
tens mit einem Koeffizienten setzt, und zwar durch variables Steuern des
Koeffizienten gemäß den Ausgabeparametern. In alternativer Weise
schließt der Schritt zum Steuern der Charakteristik ein variables Steuern
einer Lenkreaktionskraft über der Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik
einer Servolenkeinheit gemäß dem Ausgabeparameter ein. Die Servolenk
einheit dient als die Vorrichtung, die an dem Fahrzeug montiert ist, und
ändert eine Lenkreaktionskraft gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit. In
alternativer Weise schließt der Schritt zum Steuern der Charakteristik ein
variables Setzen eines Geschwindigkeitsänderungskennfeldes gemäß dem
Ausgabeparameter ein. Das Kennfeld basiert auf der Fahrzeuggeschwin
digkeit und dem Drosselöffnungsgrad und ist an einem Automatikgetriebe
vorgesehen, welches als die Vorrichtung dient, die an dem Fahrzeug
montiert ist. Des weiteren schließt in alternativer Weise der Schritt zum
Steuern der Charakteristik ein variables Steuern einer Betriebscharakteri
stik einer Traktionssteuereinheit ein, welche als die Vorrichtung dient,
die an dem Fahrzeug montiert ist, und welche eine Motorausgabe auf
ein Soll-Antriebsdrehmoment auf der Basis eines Einschlagzustandes des
Fahrzeuges beschränkt und welche auch eine Variationsgröße eines Soll-
Antriebsdrehmomentes auf eine vorbestimmte Größe durch variables
Steuern der vorbestimmten Größe gemäß dem Ausgabeparameter be
schränkt. Des weiteren schließt der Steuerschritt für die bzw. der Charak
teristik ein Schalten des Steuerns einer Dämpfungskraft oder einer
Federkonstante einer Aufhängungseinheit gemäß dem Ausgabeparameter
ein. Die Aufhängungseinheit ist von dem Typ, welcher eine variable
Dämpfungskraft oder eine variable Federkonstante aufweist, und dient als
die Vorrichtung, die an dem Fahrzeug montiert ist.
Gemäß diesen bevorzugten Ausführungsbeispielen können die Hinterrad-
Lenkcharakteristika der Hinterrad-Lenkvorrichtung, die Servocharakteristik
der Servolenkeinheit, das Schaltgefühl des automatischen Getriebes, die
Betriebscharakteristik der Traktionssteuereinheit oder die Aufhängungsein
heit so gesteuert werden, daß sie an einen abgeschätzten Fahrzeugma
növrierzustand und Straßenverkehrszustände angepaßt werden können.
Diese und weitere Ziele und Vorteile werden leichter verständlich aus
der nachfolgend aufgeführten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbei
spiele unter Bezug auf die folgenden Zeichnungen.
Die Erfindung wird aus der hier nachfolgend aufgeführten detaillierten
Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Figuren deutlich, welche
nur veranschaulichend ist und nicht zur Beschränkung der vorliegenden
Erfindung angesehen werden soll. Es zeigen:
Fig. 1 eine konzeptionelle Ansicht, die den Ablauf zur Bestimmung
eines Verkehrszustandes bei einem Verfahren zur Abschätzung
des Fahrzeugmanövrierzustandes nach einem ersten Ausführungs
beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine konzeptionelle Ansicht, die einen Ablauf zur Bestimmung
des Fahrzeugmanövrierzustandes in dem Ausführungsbeispiel
zeigt;
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Steuerungsvorrichtung
und Sensoren zum Verwirklichen des Abschätzverfahrens gemäß
dem Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 4 ein Flußdiagramm einer Berechnungsroutine für das Fahrzeit
verhältnis, welche durch die in Fig. 3 gezeigte Steuerungsvor
richtung ausgeführt wird;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das eine Berechnungsroutine für die Durch
schnittsgeschwindigkeit zeigt, welche durch die Steuerungsein
richtung ausgeführt wird;
Fig. 6 ein Flußdiagramm, das eine Berechnungsroutine, welche durch
die Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird, für die durchschnitt
liche seitliche Beschleunigung zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm, das Zusammengehörigkeitsfunktionen zeigt, wel
che mehrwertige Mengen bzw. Fuzzy-Gruppen definieren, die
von dem Fahrzeitverhältnis abhängen;
Fig. 8 ein Diagramm, das Zusammengehörigkeitsfunktionen zeigt, wel
che Fuzzy-Gruppen definieren, die von der Durchschnittsge
schwindigkeit abhängen;
Fig. 9 ein Diagramm, das ein Beispiel der Berechnung des Konformi
tätsgrades eines tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses bezüglich der
entsprechenden Fuzzy-Gruppen für das Fahrzeitverhältnis zeigt;
Fig. 10 ein Diagramm, das ein Beispiel der Berechnung der Konformi
tätsgrades einer tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit be
züglich einer betreffenden Fuzzy-Gruppe für die Durchschnitts
geschwindigkeit zeigt;
Fig. 11 ein Diagramm, das ein Kennfeld der durchschnittlichen seitlichen
Beschleunigung über dem Fahrbahnwertigkeitsgrad veranschau
licht;
Fig. 12 ein Flußdiagramm einer durch die Steuerungsvorrichtung von
Fig. 3 verwirklichten Frequenzanalyseroutine;
Fig. 13 ein Diagramm, das ein Feld zeigt, welches eine Verteilung von
Eingabedaten darstellt, die einer Frequenzanalyse unterliegen;
Fig. 14 ein konzeptionelles Diagramm, welches verarbeitete Elemente
15 zeigt, die ein neurales Netzwerk aufbauen;
Fig. 15 ein konzeptionelles Diagramm des neuralen Netzwerkes, das aus
den verarbeitenden Elementen, welche in Fig. 14 gezeigt sind,
aufgebaut ist;
Fig. 16 ein Flußdiagramm, das eine Berechnungsroutine für die Sport
lichkeit zeigt, welche durch die Steuerungsroutine von Fig. 3
ausgeführt wird;
Fig. 17 eine konzeptionelle Ansicht, die ein Abschätzverfahren für einen
Fahrzeugmanövrierzustand (Straßenverkehrszustand) gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 18 ein schematisches Diagramm, das einen Hauptteil eines Vierrad
lenksystems zeigt, das an einem Fahrzeug montiert ist, auf
welches ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik
gemäß den dritten bis sechsten Ausführungsbeispielen der vor
liegenden Erfindung angewendet wird;
Fig. 19 ein funktionelles Blockdiagramm, das die Konfiguration der
Steuerungsvorrichtung von Fig. 18 zeigt, wobei die Konfiguration
von einer Vierrad-Lenkfunktion abhängig ist;
Fig. 20 ein funktionelles Blockdiagramm, welches die Erfassungseinheit
von Fig. 19 für den Fahrbahnoberflächenwert µ im Detail zeigt;
Fig. 21 ein funktionelles Blockdiagramm, das die Details eines Teiles
der Konfiguration der Steuerungsvorrichtung von Fig. 19 für den
Lenkventilbetrieb zeigt, wobei der Teil abhängig ist von der
Berechnungsfunktion für den Hinterradlenkwinkel;
Fig. 22 ein funktionales Blockdiagramm, das den Rest der Konfiguration
der Steuerungsvorrichtung für den Lenkventilbetrieb zeigt;
Fig. 23 ein Diagramm, das ein Kennfeld zeigt, das zur Berechnung
eines Pseudo-Lenkradwinkels R′H auf der Basis eines Lenkrad
winkels RH verwendet wird;
Fig. 24 ein Diagramm, das ein Kennfeld zeigt, welches zur Berechnung
eines In-Phase-Koeffizienten K1 auf der Basis der Fahrzeug
geschwindigkeit V und zum Korrigieren des In-Phase-Koeffizien
ten K1 entsprechend dem Fahrbahnoberflächenwert µ verwendet
wird;
Fig. 25 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Fahrbahnober
flächenwert µ und der Geschwindigkeit V1 zeigt, bei der der
In-Phase-Koeffizient K1 steigt;
Fig. 26 ein Diagramm, das ein Kennfeld zeigt, das zur Berechnung
eines Gierratenanstiegs K4 auf der Basis der Fahrzeuggeschwin
digkeit V und zum Korrigieren des Gierratenanstiegs K4 ent
sprechend dem Fahrbahnoberflächenwert µ verwendet wird;
Fig. 27 ein Diagramm, das ein Kennfeld zeigt, das zur Berechnung
einer Zeitkonstante τ erster Ordnung der Verzögerung auf der
Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit V verwendet wird;
Fig. 28 ein Diagramm, das eine Korrektur einer Charakteristik der
Fahrzeuggeschwindigkeit über der In-Phase-Lenkgröße zeigt,
welche gemäß einer Erhöhung der Sportlichkeit bewirkt wird;
Fig. 29 ein Diagramm, das eine Korrektur einer Charakteristik der
Fahrzeuggeschwindigkeit über der Antiphase-Lenkgröße zeigt,
welche gemäß einer Erhöhung der Sportlichkeit bewirkt wird;
Fig. 30 ein Diagramm, das eine Auswahl einer Charakteristik des Gier
ratenanstiegs über der Gierraten-Phasenverzögerung zeigt, welche
entsprechend der Sportlichkeit bewirkt wird;
Fig. 31 ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen Fahrzeuggeschwindig
keit und In-Phase-Koeffizient zeigt;
Fig. 32 ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen Fahrzeuggeschwindig
keit und Antiphase-Koeffizient zeigt;
Fig. 33 ein schematisches Diagramm der Konfiguration einer an einem
Fahrzeug montierten Servolenkeinheit, auf die ein Steuerver
fahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem siebten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
Fig. 34 ein Diagramm, das eine Charakteristik der Fahrzeuggeschwindig
keit über dem elektrischen Strom zeigt (niedriger Stadtgebiets
grad, niedrige Sportlichkeit);
Fig. 35 ein Diagramm, das eine Charakteristik der Fahrzeuggeschwindig
keit über dem elektrischen Strom zeigt (erhöhter Stadtgebiets
grad);
Fig. 36 ein Diagramm, das eine Charakteristik der Fahrzeuggeschwindig
keit über dem elektrischen Strom zeigt (Sportlichkeit);
Fig. 37 ein schematisches Diagramm der Konfiguration einer Steuerungs
vorrichtung für die Drehzahländerung eines an einem Fahrzeug
montierten automatischen Getriebes, auf welche ein Steuerver
fahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem achten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
Fig. 38 ein schematisches Diagramm einer Konfiguration, welches einen
Teil eines Getriebezuges in einer in Fig. 37 gezeigten Getriebe
übertragung zeigt;
Fig. 39 eine Kupplung, die in Fig. 37 gezeigt ist;
Fig. 40 ein schematisches Diagramm einer Konfiguration, welches einen
Teil eines Hydraulikkreislaufes zum Betreiben der in den Fig.
38 und 39 gezeigten Kupplung zeigt;
Fig. 41 ein Flußdiagramm einer Schaltsteuerroutine;
Fig. 42 ein Flußdiagramm einer Berechnungsroutine für einen Befehls
schaltzustand SHIFTO;
Fig. 43 ein Schaltkennfeld für einen Haltemodus einer zweiten Ge
schwindigkeit bzw. einer zweiten Drehzahl;
Fig. 44 ein Kennfeld für Stadtstraßen zum Berechnen eines Schaltweg-
Bewegungskoeffizienten KM auf der Basis einer Beziehung zwi
schen Sportlichkeit und Anstieg;
Fig. 45 ein Kennfeld für Autobahnen zum Berechnen eines Schaltweg-
Bewegungskoeffizienten KM auf der Basis einer Beziehung
zwischen Sportlichkeit und Neigung;
Fig. 46 ein Kennfeld für Fahrbahn-Bergigkeit zum Berechnen eines
Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM auf der Basis einer Bezie
hung zwischen Sportlichkeit und Neigung;
Fig. 47 ein Schaltkennfeld, welches einige Hochschaltlinien zeigt;
Fig. 48 ein Schaltkennfeld, welches einige Herunterschaltlinien zeigt;
Fig. 49 ein Schaltkennfeld, das eine sich bewegende Hochschaltlinie
zeigt;
Fig. 50 ein Schaltkennfeld, das eine sich bewegende Herunterschaltlinie
zeigt;
Fig. 51 ein schematisches Diagramm, das einen Hauptteil einer Steue
rungsvorrichtung für die Motorleistung zeigt, die an einem Fahr
zeug montiert ist, auf die ein Steuerverfahren für die Fahrzeug
laufcharakteristik gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung angewendet ist;
Fig. 52 ein Blockdiagramm einer Drehmoment-Berechnungseinheit
(TCL);
Fig. 53 ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen Fahrzeuggeschwindig
keit, seitlicher Soll-Beschleunigung und Längs-Soll-Beschleunigung
zeigt;
Fig. 54 ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen seitlicher Beschleuni
gung und Lastdrehmoment zeigt;
Fig. 55 ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen Motordrehzahl,
benötigtem Antriebsdrehmoment und Gaspedal- bzw. Beschleuni
geröffnungsgrad zeigt;
Fig. 56 ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen Sportlichkeit und
Kappungsgröße zeigt; und
Fig. 57 ein schematisches Diagramm einer Konfiguration einer an einem
Fahrzeug montierten Aufhängungseinheit, auf die ein Steuerver
fahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem zehnten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
Ein Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, ein
Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik und Vorrichtun
gen zum Ausführen dieser Verfahren werden nun unter Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ein Abschätzverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß ein Fahrzeugmanövrierzu
stand, welcher von einem Fahrer vorgegeben wird, entsprechend einem
Straßenverkehrszustand und physikalischen Größen abgeschätzt werden
kann, die für den Fahrzeugfahrzustand kennzeichnend sind, wobei der
Straßenverkehrszustand auf der Basis von Fahrzeugfahrzustandsparametern
bestimmt wird.
Genauer ausgedrückt, wie in Fig. 1 gezeigt, werden eine Durchschnitts
geschwindigkeit, ein Fahrzeitverhältnis (ein Verhältnis der Fahrzeit zur
Gesamtzeit einschließlich der Fahrzeugfahrzeit und der Fahrzeugstoppzeit)
und eine durchschnittliche seitliche Beschleunigung als Fahrzeugfahrzu
standsparameter aus der Fahrgeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel
bestimmt. Des weiteren werden ein Stadtgebietsgrad, ein Straßenüber
füllungs- bzw. Straßenstaugrad und ein Fahrbahn-Bergigkeits-Grad als
Parameter erfaßt, die für den Straßenverkehrszustand kennzeichnend sind,
und zwar durch Fuzzy- bzw. Unschärfelogik auf der Basis der Parameter
des Fahrzeugfahrzustandes.
Andererseits werden, wie in Fig. 2 gezeigt, physikalische Größen, wie z. B.
der Öffnungsgrad eines Gaspedals bzw. eines Beschleunigers, die Fahr
zeuggeschwindigkeit und der Lenkradwinkel, welche den Fahrzeugfahr
zustand darstellen, erfaßt. Dann wird die Längsbeschleunigung aus der
Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine arithmetische Operation bestimmt,
und die seitliche Beschleunigung wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit
und dem Lenkradwinkel durch eine arithmetische Operation bestimmt.
Des weiteren wird die Frequenzverteilung von jeder der Größen Fahr
zeuggeschwindigkeit, Öffnungsgrad des Gaspedals, Längsbeschleunigung
und Seitenbeschleunigung, welche die Fahrzeugfahrparameter sind, durch
eine Frequenzanalyse bestimmt. Dann werden der Mittelwert und die
Varianz bzw. die Variation jeder Frequenzverteilung als Parameter
bestimmt, welche die Frequenzverteilung charakterisieren.
Des weiteren werden die für den Straßenverkehrszustand repräsentativen
Parameter (Stadtgebietsgrad, Straßenverkehrstauzustand und Fahrbahn-
Bergigkeits-Grad) und die Parameter (der Mittelwert und die Varianz),
welche die Frequenzverteilung jedes Fahrzeugfahrparameters kennzeich
nen, an ein neurales Netzwerk zugeführt. Das neurale Netzwerk bestimmt
eine gewichtete Gesamtsumme dieser Parameter, wodurch ein Ausgabepa
rameter bestimmt wird, der kennzeichnend für den Fahrzeugmanövrierzu
stand ist, der von dem Fahrer beabsichtigt ist, z. B. die Sportlichkeit des
Fahrers beim 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 mit einer Fuzzy-Logikfunktion
und einer neuralen Netzwerk-Funktion, einen verschiedene Steuerprogram
me und verschiedene Daten speichernden Speicher und I/O-Schaltungen
(Eingabe-/Ausgabe-Schaltungen) auf. Mit der Steuerungsvorrichtung 15
sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26, ein Lenkradwinkelsensor 16
und ein Sensor 28 für den Drosselöffnungsgrad verbunden.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 empfängt ein Fahrzeugge
schwindigkeitssignal von dem Sensor 26, ein Lenkradwinkelsignal von dem
Sensor 16 und ein Drosselöffnungsgrad-Signal von dem Sensor 28 und
führt verschiedene später noch zu diskutierende Routinen aus, um die
Sportlichkeit des Fahrers abzuschätzen.
Während das Fahrzeug in einem Fahrbetriebszustand ist (einschließlich
des Fahrzustandes und des Fahrstopp-Zustandes), z. B. nachdem der
Motor gestartet ist, implementiert der Prozessor der Steuerungsvorrichtung
15 wiederholt die Routine zum Berechnen des in Fig. 4 gezeigten Fahr
zeitverhältnisses in Intervallen von zwei Sekunden.
In jedem Ausführzyklus der Berechnungsroutine empfängt der Prozessor
ein Fahrzeugsignal vel, das kennzeichnend für eine tatsächliche Fahrzeug
geschwindigkeit ist, von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 und
bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit vel eine vorbestimmte Fahr
zeuggeschwindigkeit (z. B. 10 km/Stunde) (Schritt S1) übersteigt. Wenn
das Bestimmungsergebnis bejahend ist bzw. zutrifft, dann wird "1" zu
einem Zählwert r-time eines Fahrzeitzählers (nicht gezeigt) addiert, der
in der Steuervorrichtung 15 eingebaut ist (Schritt S2). Wenn auf der
anderen Seite das Bestimmungsergebnis im Schritt S1 negativ ist, dann
wird "1" zu einem Zählwert s-time eines Fahrstoppzeit-Zählers (nicht
gezeigt) addiert (Schritt S3).
In einem Schritt S4, der dem Schritt S2 oder S3 folgt, wird bestimmt, ob
die Summe des Wertes r-time des Fahrzeitzählers und des Wertes s-time
des Fahrstoppzeit-Zählers gleich einem Wert "200" ist. Wenn das Bestim
mungsergebnis negativ ist, wird ein Wert, der durch Dividieren des
Fahrzeitzählerwertes r-time durch die Summe des Wertes und des Fahr
stoppzeit-Zählerwertes s-time mit einem Wert "100" multipliziert, um das
Fahrzeitverhältnis (%) zu berechnen (Schritt S5).
Wenn auf der anderen Seite das Bestimmungsergebnis von Schritt S4
bejahend ist, dann wird ein Wert, der gleich dem Produkt des Fahr
zeitzählerwertes r-time und eines Wertes "0,95" ist, in dem Fahrzeitzähler
rückgesetzt. Außerdem wird ein Wert, der gleich dem Produkt des
Fahrstoppzeit-Zählerwertes s-time und des Wertes "0,95" ist, in dem
Fahrstoppzeit-Zähler rückgesetzt (Schritt S6), und das Fahrzeitverhältnis
wird im 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 an verstrichen sind, seit
der Motor gestartet wurde. Danach werden die Zählerwerte jedes Mal
rückgesetzt, wenn 20 Sekunden verstreichen. Das ermöglicht es, das
Fahrzeitverhältnis zu berechnen, welches den Fahrzeugfahrzustand vor der
vorliegenden Zeit reflektiert, und zwar selbst mittels Zählern mit relativ
kleinen Kapazitäten.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt wiederholt in Inter
vallen von zwei Sekunden eine Berechnungsroutine für die Durchschnitts
geschwindigkeit aus, wie in Fig. 5 gezeigt.
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 von einem Flag f_1m "1" ist, was anzeigt,
daß ein Durchschnittsgeschwindigkeits-Berechnungszeitpunkt erreicht ist
(Schritt S12). Das Flag f_1m nimmt einen Wert "1" bei jedem Einminu
ten-Zyklus. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S12 negativ ist,
dann wird das Verarbeiten in dem gegenwärtigen bzw. aktuellen Zyklus
beendet.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S12 in 1 Minute, seit die
Routine gestartet wurde, bejahend wird, wird "1" zu einem Index jj
addiert, um den Index jj zu aktualisieren, eine Durchschnittsgeschwindig
keit vxave wird berechnet durch Dividieren eines kumulativen Geschwin
digkeits-Registerwertes vxsum[jj], welcher dem aktualisierten Index jj
entspricht, durch "150", und der Registerwert vxsum[jj] wird auf "0"
rückgesetzt (Schritt S13). Als nächstes wird eine Bestimmung vorgenom
men, ob der aktualisierte Index jj "5" ist (Schritt S14). Wenn das Bestim
mungsergebnis negativ ist, wird dann das Verarbeiten in dem gegen
wärtigen Zyklus beendet.
Danach wird der Index jj jede Minute aktualisiert, und die Durchschnitts
geschwindigkeit vxave wird aus dem kumulativen Geschwindigkeits-Regi
sterwert vxsum[jj] bestimmt, der dem aktualisierten Index jj entspricht.
Des weiteren wird der Index jj alle 5 Minuten auf "0" rückgesetzt
(Schritt S15).
Somit wird die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit vx zu jedem der fünf
kumulativen Geschwindigkeits-Registerwerte vxsum[i] alle 2 Sekunden
addiert, und die Durchschnittsgeschwindigkeit vxave wird jede Minute
entsprechend dem gespeicherten Wert vxsum[jj] eines entsprechenden der
fünf kumulativen Geschwindigkeitsregister berechnet, wobei der gespei
cherte Wert einen Gesamtwert der Fahrzeuggeschwindigkeiten zeigt, die
150 mal (5 Minuten lang) erfaßt wurden.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt wiederholt eine in Fig.
6 gezeigte Berechnungsroutine für die durchschnittliche seitliche Beschleu
nigung, z. B. in Intervallen von 2 Sekunden, aus.
In jedem Routineausführzyklus liest der Prozessor ein Ausgabesignal des
Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 26, welches für eine Fahrzeuggeschwindig
keit vx kennzeichnend ist, sowie ein Ausgabesignal des Lenkradwinkelsen
sors 16, welches kennzeichnend für einen Lenkradwinkel steera ist, und
bestimmt einen vorbestimmten Lenkradwinkel gygain, was eine seitliche
Beschleunigung von 1 (G) ergibt und was als die Funktion der Fahrzeug
geschwindigkeit vx gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit vx unter Bezug
nahme auf ein Kennfeld (nicht gezeigt) dargestellt ist. Dann berechnet
der Prozessor eine seitliche Beschleunigung gy durch Dividieren des
Lenkradwinkels steera durch den vorbestimmten Lenkradwinkel gygain
und addiert die seitliche Beschleunigung gy zu einem gespeicherten Wert
gysum[i] (i = 1 bis 5) von jedem der fünf kumulativen Seitenbeschleu
nigungsregister, die in die Steuerungsvorrichtung 15 einbezogen sind
(Schritt S21). Der Prozessor bestimmt dann, ob der Wert eines Flags f_8
"1" ist, was anzeigt, daß der Berechnungszeitpunkt für die durchschnitt
liche seitliche Beschleunigung erreicht ist (Schritt S22). Dieses Flag f_8s
nimmt den Wert "1" bei 8-sekündigen Intervallen an. Wenn das Bestim
mungsergebnis in Schritt S22 negativ ist, dann wird das Verfahren in
dem gegenwärtigen Zyklus beendet.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S22 in 8 Sekunden, seit die
Routine gestartet wurde, bejahend wird, wird "1" zu dem Index jj addiert,
um den Index jj zu aktualisieren, eine durchschnittliche seitliche Be
schleunigung gyave wird berechnet durch Dividieren eines kumulativen
Seitenbeschleunigungs-Registerwertes gysum[jj], was dem aktualisierten
Index jj entspricht, durch "20", und der nächste Registerwert gysum[jj]
wird auf "0" rückgesetzt (Schritt S23). Als nächstes wird eine Bestimmung
vorgenommen, ob der aktualisierte Index jj "5" ist (Schritt S24). Wenn
das Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird die Verarbeitung in dem
gegenwärtigen Zyklus beendet.
Danach wird der Index jj alle 8 Sekunden aktualisiert, und die durch
schnittliche seitliche Beschleunigung gyave wird bestimmt aus dem kumu
lativen Seitenbeschleunigungs-Registerwert gysum[jj], der dem aktualisier
ten Index jj entspricht. Des weiteren wird der Index jj alle 40 Sekunden
auf "0" rückgesetzt (Schritt S25).
Somit wird die berechnete seitliche Beschleunigung gy zu jedem der fünf
kumulativen Seitenbeschleunigungs-Registerwerten gysum[i] alle 2 Sekun
den addiert, und die seitliche Durchschnittsbeschleunigung gyave wird alle
8 Sekunden entsprechend dem gespeicherten Wert gysum[jj] eines ent
sprechenden der fünf kumulativen Seitenbeschleunigungs-Register berech
net, wobei der gespeicherte Wert seitliche Gesamtbeschleunigungen zeigt,
die 20 mal (40 Sekunden lang) berechnet wurden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden ein Stadtgebietsfahr
modus, ein Straßenstau-Fahrmodus, ein Fahrbahn-Bergigkeits-Fahrmodus
als Fahrzeugfahrmoden, die mit einer Abschätzung eines Fahrzeugma
növrierzustandes verbunden sind, der durch einen Fahrer vorgegeben
wird, zur Bestimmung ausgewählt. In dieser Hinsicht ist das vorliegende
Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß es einen Stadtgebietsgrad, einen
Straßenstaugrad und einen Fahrbahn-Bergigkeitsgrad bestimmt.
Der Stadtgebiets- und der Fahrbahnstaugrad werden durch Fuzzy-Logik
bestimmt. In Verbindung mit der Fuzzy-Logik werden Zugehörigkeits
funktionen (Fig. 7 und Fig. 8), welche repräsentativ für Fuzzy-Unter
gruppen im Betrachtungsgebiet (Trägergruppe) für das Fahrzeitverhältnis
und die Durchschnittsgeschwindigkeit sind, und neun Fuzzy-Regeln, die in
Tabelle 1 gezeigt sind, zuvor festgelegt und in dem Speicher der Steue
rungsvorrichtung 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 Stadt
gebiet durchgeführt wird, und daß die Durchschnittsgeschwindigkeit
niedrig ist und das Fahrzeitverhältnis niedrig ist, wenn auf einer ver
stopften Straße ein Fahren realisiert wird.
In Fig. 7 sind die Symbole S, M und B Kennzeichnungen, die Fuzzy-
Gruppen in der Trägergruppe darstellen, die von dem Fahrzeitverhältnis
abhängen. Die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe S definiert,
wird bestimmt, so daß der Konformitätsgrad oder die Adaption für ein
Fahrzeitverhältnis, das von 0% bis 20% reicht, "1" ist,
und die Adaption sich von "1" auf "0" verringert, wenn sich das Fahrzeit
verhältnis von 20% auf 40% erhöht. Des weiteren wird die Zugehörig
keitsfunktion, welche die Fuzzy-Gruppe M definiert, aufgestellt, so daß
die Adaption sich von "0" auf "1" erhöht, wenn sich das Fahrzeitverhält
nis von 20% auf 40% erhöht, die Adaption bleibt bei "1", während das
Fahrzeitverhältnis innerhalb eines Bereiches von 40 bis 65% bleibt, und
die Adaption verringert sich von "1" auf "0", wenn das Fahrzeitverhältnis
sich von 65 auf 85% erhöht. Die Zugehörigkeitsfunktion, welche die
Fuzzy-Gruppe B definiert, wird so aufgestellt, daß die Adaption sich von
"0" auf "1" erhöht, wenn das Fahrzeitverhältnis sich 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 für die
Durchschnittsgeschwindigkeit von 0 km/Stunde auf 10 km/Stunde "1" ist,
und die Adaption sich von "1" auf "0" verringert, wenn die Durchschnitts
geschwindigkeit sich von 10 km/Stunde auf 20 km/Stunde erhöht.
Gleichermaßen wird die Zugehörigkeitsfunktion, welche die Fuzzy-Gruppe
M definiert, so aufgestellt, daß die Adaption sich von "0" auf "1" erhöht,
wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit sich von 10 km/Stunde auf 20
km/Stunde erhöht, die Adaption "1" für die Durchschnittsgeschwindigkeit
von 20 km/Stunde bis 40 km/Stunde ist und sich die Adaption von "1"
auf "0" verringert, wenn sich die Durchschnittsgeschwindigkeit von 40
km/Stunde auf 60 km/Stunde erhöht. Die Zugehörigkeitsfunktion, die die
Fuzzy-Gruppe B definiert, wird so aufgestellt, 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 "1" ist, wenn die
Durchschnittsgeschwindigkeit 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 ersten bis neunten
Regeln, wobei das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit
entsprechend der in Fig. 4 und 5 gezeigten Berechnungsroutinen be
stimmt werden. Dann berechnet der Prozessor den Stadtgebietsgrad und
den Straßenstaugrad gemäß den nachfolgenden Berechnungsformeln:
Stadtgebietsgrad [city] = Σ (adap[i] × r_city[i]/adap[i]
(i = 1 bis 9)
Straßenstaugrad [jam] = Σ (adap[i] × r_jam[i]/adap[i] (i = 1 bis 9).
Straßenstaugrad [jam] = Σ (adap[i] × r_jam[i]/adap[i] (i = 1 bis 9).
Genauer ausgedrückt bestimmt der Prozessor die Adaption des tatsächli
chen Fahrzeitverhältnisses an jenes 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 den Fig. 9 und 10 gezeigt, wird in
dem Fall, daß das tatsächliche Fahrzeitverhältnis 30% ist und die tat
sächliche Durchschnittsgeschwindigkeit 10 km/Stunde ist, ein Wert "0,5"
als die Adaption des tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses 30% an die
Fuzzy-Gruppe S für das Fahrzeitverhältnis bestimmt, und ein Wert "1"
wird als die Adaption der tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit 10
km/Stunde an die Fuzzy-Gruppe S für die Durchschnittsgeschwindigkeit
bestimmt. Deshalb ist die Adaption adapt[1] einer Kombination des
tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses 30% und der tatsächlichen Durch
schnittsgeschwindigkeit 10 km/Stunde an die erste Regel "0,5".
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 greift dann auf ein im
Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichertes Kennfeld einer
durchschnittlichen Seitenbeschleunigung über einem Fahrbahn-Bergigkeits
grad zu und berechnet den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad gemäß der durch
schnittlichen Seitenbeschleunigung, die in der Routine von Fig. 6 be
stimmt wird. Wie beispielhaft in Fig. 11 gezeigt, wird das Kennfeld so
festgelegt, daß der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad "0" ist, während die durch
schnittliche 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 0,1 G auf 0,4 G erhöht, und
der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad wird "100", wenn die durchschnittliche
Seitenbeschleunigung 0,4 G oder höher ist. Das Kennfeldfestlegen wird
durchgeführt auf der Basis der Tatsache, daß der Integralwert der seitli
chen Beschleunigung sich erhöht, wenn ein Fahren auf einer bergigen
Fahrbahn ausgeführt wird.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt eine Frequenzanalyse
von jeder der Größen Fahrzeuggeschwindigkeit, Längsbeschleunigung und
des Öffnungsgrades der Beschleunigungsvorrichtung bzw. des Gaspedals in
Intervallen von zum Beispiel 200 ms aus, um die Mittelwerte und Va
rianzen der jeweiligen physikalischen Größen zu bestimmen. Fig. 12 zeigt
die Frequenzanalyseroutine für die Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Fre
quenzanalyseroutinen (nicht gezeigt) für die anderen Größen als die
Fahrzeuggeschwindigkeit sind in derselben Art wie diese Routine kon
figuriert.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit als der Frequenzanalyseparameter wird durch
das Ausgangssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 darge
stellt, und dessen Ausgabebereich ist auf z. B. 0 bis 100 km/Stunde
festgelegt.
Gemäß der nachfolgend gezeigten Formel wird der Öffnungsgrad des
Gaspedals bzw. der Beschleunigungsvorrichtung tps(%) auf der Basis des
Ausgabesignals eines Drosselöffnungsgradsensors 28 berechnet, wobei
dessen Eingabebereich von 0 bis 100% ist.
tps = (tdata - tpsoff)/(tpson - tpsoff) × 100
wobei das Symbol tdata die gegenwärtige Ausgabe des Drosselöffnungs
gradsensors anzeigt, das Symbol tpsoff die Ausgabe des Drosselöffnungs
gradsensors anzeigt, wenn das Gaspedal bzw. die Beschleunigungsvor
richtung AUS ist, und das Symbol tpson die Ausgabe des Drosselöff
nungsgradsensors anzeigt, wenn die Gasgebvorrichtung bzw. die Beschleu
nigungsvorrichtung bzw. das Gaspedal vollständig offen ist.
Der Prozessor tastet auch die Ausgabe des Fahrzeugsensors 26 in Inter
vallen von z. B. 100 ms ab und berechnet eine Längsbeschleunigung gx
(Einheit: G) gemäß der nachfolgend gezeigten Formel. Der Eingabebe
reich 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) angibt, und das Symbol vx0 die Fahrzeuggeschwindigkeit
(km/Stunde) 100 ms zuvor angibt.
Der Prozessor liest des weiteren das Ausgangssignal von dem Fahrzeug
sensor 26, das repräsentativ für die Fahrzeuggeschwindigkeit vx ist, und
das Ausgabesignal von dem Lenkradwinkelsensor 16, welches repräsentativ
für den Lenkradwinkel steera ist. Als nächstes nimmt der Prozessor
Bezug auf ein nicht gezeigtes Kennfeld, um einen vorbestimmten Lenk
radwinkel gygain zu bestimmen, der als die Funktion der Fahrzeugge
schwindigkeit vx dargestellt ist und welcher die seitliche Beschleunigung
von 1(G) gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit vx ergibt. Dann berechnet
der Prozessor die seitliche Beschleunigung gy (G) durch Dividieren des
Lenkradwinkels steera durch den vorbestimmten Lenkradwinkel gygain,
wie in der nachfolgend gezeigten Formel angegeben ist.
Der Eingabebereich der seitlichen Beschleunigung 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 Dividieren des
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals vel in zehn gleiche Teile in dem Ein
gabebereich von 0 bis 100 km/Stunde (Schritt S31) erhalten wird, als
den Frequenzanalyseparameter (Eingabedaten). Des weiteren bestimmt
der Prozessor, ob der Wert dat größer als "10" ist (Schritt S32). Wenn
das Bestimmungsergebnis bejahend ist, setzt der Prozessor den Wert dat
auf "10" in einem Schritt S33 zurück, bevor er zu einem Schritt S34
geht. Auf der anderen Seite bewegt sich, wenn das Bestimmungsergebnis
in Schritt S32 nicht negativ ist, dann der Prozessor sofort von Schritt S32
zu Schritt S34. In Schritt S34, wie in Fig. 13 gezeigt, wird "1" zu einer
Elementnummer hist[dat] eines entsprechenden von zehn Feldern addiert,
welche die Verteilung der Eingabedaten darstellen (die Elementnummer
des Feldes auf der Seite des Maximalwertes ist 0 in Fig. 13).
In einem Schritt S35 bestimmt der Prozessor, ob der in Schritt S31
bestimmte Wert dat kleiner als "3" ist. Wenn das Bestimmungsergebnis
bejahend ist, dann addiert der Prozessor "1" zu der Elementnummer
hist[dat] eines entsprechenden der zehn Felder, welche die Verteilung der
Eingabedaten darstellen (die Elementnummer des Feldes auf der Seite
des Maximalwertes ist 0 in Fig. 13), in einem Schritt S36 in derselben
Art wie in Schritt S34, bevor der Prozessor zum Schritt S37 geht. Auf
der anderen Seite geht, wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S35
negativ ist, dann der Prozessor sofort vom Schritt S35 zu Schritt S37.
Im nächsten Schritt S37 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 zu bestimmen (die Fahrzeuggeschwindigkeit in diesem Fall)
(Schritt S38).
Der Prozessor bestimmt dann, ob der Mittelwert ave größer als "100" ist
(Schritt S39). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann setzt er
den Mittelwert ave auf "100" in einem Schritt S40 zurück, bevor er zu
einem Schritt S41 geht. Auf der anderen Seite geht, wenn das Bestim
mungsergebnis in Schritt S39 negativ ist, dann der Prozessor sofort von
Schritt S39 zu Schritt S41. Mit anderen Worten, der Mittelwert ave der
Eingabedaten ist auf einen Wert von bis zu "100" begrenzt.
In Schritt S41 bestimmt der Prozessor für jedes Feld das Produkt der
Feldelementnummer hist[i] und einen quadrierten Wert von ((i-1)-
(ave/10)), welcher erhalten wird durch Subtrahieren eines Wertes, 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 Divi
dieren der Gesamtsumme "sum2" durch die Gesamtsumme "num" der
Elementnummern erhalten worden ist, durch einen Wert "5", um eine
Varianz var der Eingabedaten (Schritt S42) zu berechnen. Als nächstes
bestimmt der Prozessor, ob die Varianz var der Eingabedaten größer als
"100" ist (Schritt S43). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann
setzt er die Varianz var auf "100" in einem Schritt S44 zurück, bevor er
zu einem Schritt S45 geht, während er direkt von Schritt S41 zu Schritt
S45 geht, wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S43 negativ ist. Mit
anderen Worten, der Wert der Varianz var der Eingabedaten ist auf
einen Wert von bis zu "100" begrenzt.
In Schritt S45 bestimmt der Prozessor, ob die Gesamtsumme "num" der
Elementnummern größer als "128" ist. Wenn das Bestimmungsergebnis
negativ ist, dann beendet der Prozessor das Verarbeiten in dem gegen
wärtigen Zyklus. Wenn auf der anderen Seite 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 Elementnummer hist[i] durch einen Wert "15/16" erhalten wird
(Schritt S46), bevor er das Verarbeiten in dem gegenwärtigen Zyklus
beendet. Mit anderen Worten, der Prozessor verringert die Elementnum
mer jedes Feldes, indem es mit "15/16" multipliziert wird, wenn die
Elementnummer "num" der Verteilung "128" übersteigt. Danach wird das
Verarbeiten, das in Fig. 12 gezeigt ist, wiederholt, um periodisch den
Mittelwert und die Varianz der Fahrzeuggeschwindigkeit vel zu bestim
men, die die Eingabedaten sind.
Die Mittelwerte und Varianzen der Eingabedaten, d. h. der Öffnungsgrad
des Gaspedals, die Längsbeschleunigung und die seitliche Beschleunigung
werden in derselben Art und Weise 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 einen Fahrer vorgegebenen oder beabsichtig
ten Fahrzeugmanövrierzustand. In diesem Ausführungsbeispiel werden der
Stadtgebietsgrad, der Straßenstaugrad und der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad,
die durch die zuvor erwähnte Fuzzy-Logik bestimmt worden sind, einem
neuralen Netzwerk neben den Mittelwerten und Varianzen der Fahrzeug
geschwindigkeit, des Gaspedalöffnungsgrades, der Längsbeschleunigung und
der seitlichen Beschleunigung als der Fahrzeugmanövrierzustand zugeführt,
die aus der zuvor erwähnten Frequenzanalyse, der durch den Fahrer
vorgegeben ist, bestimmt worden sind, um so die Fahrsportlichkeit des
Fahrers zu bestimmen.
Konzeptionell ist das neurale Netzwerk aus Verarbeitungselementen (PE),
die in Fig. 14 gezeigt sind, aufgebaut, die untereinander in einer kom
plizierten Art verbunden sind, wie es in Fig. 15 dargestellt 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
konvertiert, und eine sich daraus ergebende Ausgabe y[i] wird von den
PE ausgesendet.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 14 und 15 weist das in diesem Aus
führungsbeispiel verwendete neurale Netzwerk eine verborgene Schicht
152 auf, die zwischen einer Eingabeschicht 151 und einer Ausgabeschicht
153 angeordnet ist. Die Eingabeschicht 151 besteht aus elf PE, die
verborgene Schicht 152 besteht aus sechs PE, und die Ausgabeschicht
153 besteht aus einem PE. Die Übertragungsfunktion f von PE wird
definiert durch f(x) = x. Die Wichtung w[j][i] in der Kopplung zwischen
den PE wird im Verlaufe eines Lernprozesses festgelegt. Das neurale
Netzwerk der vorliegenden Erfindung hat eine zusätzliche Eingabe 154,
welche eine Vorspannung bzw. eine Gitterspannung (bias) genannt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Funktion des neuralen Netzwer
kes durch die Steuerungsvorrichtung 15 ausgeführt.
Um die neurale Netzwerkfunktion zu verwirklichen, führt der Prozessor
der Steuerungsvorrichtung 15 periodisch eine Sportlichkeits-Berechnungs
routine aus, die in Fig. 16 gezeigt ist, und zwar unter Verwendung, als
die Eingabedaten, von jeweiligen Mittelwerten und Varianzen der Fahr
zeuggeschwindigkeit, des Gaspedalöffnungsgrades, der Längsbeschleunigung
und der seitlichen Beschleunigung zusammen mit dem Stadtgebietsgrad,
dem Straßenstaugrad und dem Fahrbahn-Bergigkeitsgrad (von dem alle
den Ausgabebereich von 0 bis 100 aufweisen).
In der in Fig. 16 gezeigten Routine subtrahiert der Prozessor "100" von
dem Produkt aus 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, welche die
Bereichsumwandlung durchlaufen haben (Schritt S51).
Der Prozessor bestimmt dann eine Gesamtsumme "drive" der Produkte
der Stücke der Eingabedaten din[i] und der Gewichtskoeffizienten
nmap[i+1], die für alle Eingabedaten din[i] bestimmt worden sind, die
die Bereichsumwandlung durchlaufen haben. Des weiteren bestimmt der
Prozessor ein ähnliches Produkt (nmap[1]*100) für die Vorspannung
(bias). Der Prozessor addiert des weiteren das Produkt (nmap[1]*100),
das von der Vorspannung abhängt, zu der Gesamtsumme "drive", die von
den Eingabedaten abhängt, wodurch die Ausgabe "drive" bestimmt wird,
welche die Sportlichkeit darstellt (Schritt S52).
Der Prozessor addiert "100" zu der Sportlichkeitsausgabe "drive", die
durch "10 000" dividiert worden ist, dividiert das Ergebnis der Addition
durch "2" und wandelt in Sportlichkeits-Ausgabebereich von "-1 000 000 bis
1 000 000" 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 repräsentativ für
die Sportlichkeit des Fahrers ist, als der Fahrzeugmanövrierzustand be
stimmt. Gemäß Testfahrergebnissen stimmte der abgeschätzte Wert der
durch die Ausgabe "drive" gekennzeichneten Sportlichkeit des Fahrers
gut mit der Sportlichkeit überein, die ausgewertet und durch den Test
fahrer selbst berichtet wurde. Das wird so interpretiert, daß der durch
den Fahrer vorgegebene oder beabsichtigte Fahrzeugmanövrierzustand, der
schwierig durch physikalische Größen wie z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit
ausgewertet werden kann, auf der Basis der Mittelwerte und Varianzen
der physikalischen Größen bewertet wurde, durch die die Frequenzver
teilungen der jeweiligen physikalischen Größen gekennzeichnet sind, und
daß der Straßenverkehrszustand bei der Bewertung des Fahrzeugma
növrierzustandes berücksichtigt wurde.
Das Nachfolgende beschreibt ein Abschätzverfahren gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (was hier nachfolgend als
der zweite Abschätzverfahren bezeichnet wird).
Das zweite Abschätzverfahren ist ähnlich dem Abschätzverfahren des
ersten Ausführungsbeispiels (das hier nachfolgend als das erste Abschätz
verfahren bezeichnet wird) dahingehend, daß der durch den Fahrer
beabsichtigte Fahrzeugmanövrierzustand gemäß dem Straßenverkehrs
zustand abgeschätzt wird, der auf der Basis der Fahrzeugfahrzustands
parameter und der physikalischen Größen bestimmt wird, die repräsenta
tiv für den Fahrzeugfahrzustand sind, es unterscheidet sich jedoch von
dem ersten Abschätzverfahren dahingehend, daß das Verfahren auch auf
ein Fahrzeug angewendet werden kann, das mit keinem Lenkradwinkel
sensor versehen ist.
Wie in Fig. 17 gezeigt, können die Durchschnittsgeschwindigkeit und das
Fahrzeitverhältnis als die Fahrzeugfahrzustandsparameter aus der Fahr
zeuggeschwindigkeit bestimmt werden. Bei diesem Abschätzverfahren wird
kein Lenkradwinkelsensor verwendet. Deshalb wird die durchschnittliche
Seitenbeschleunigung, die aus dem Lenkradwinkel und der Fahrzeug
geschwindigkeit bestimmt werden kann, nicht berechnet.
Der Stadtgebietsgrad und der Straßenverkehrsstaugrad, die als die Para
meter zum Anzeigen des Straßenverkehrszustandes dienen, werden durch
Fuzzy-Logik auf der Basis von diesen Fahrzeugfahrzustandsparametern
erfaßt. Da die durchschnittliche Seitenbeschleunigung nicht als ein Fahr
zeugfahrzustandsparameter berechnet wird, wird bei diesem Abschätzver
fahren der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad, der als ein Parameter zum Anzei
gen des Straßenverkehrszustandes dient, nicht erfaßt.
Anstelle dessen werden physikalische Größen, die kennzeichnend für den
Fahrzeugfahrzustand sind, wie z. B. der Gaspedalöffnungsgrad und die
Fahrzeuggeschwindigkeit, erfaßt, und des weiteren wird die Längsbe
schleunigung aus der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Außerdem
werden die Frequenzverteilungen der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Gaspe
dalöffnungsgrades und die Längsbeschleunigung, welche als die Fahrzeug
fahrparameter dienen, durch Frequenzanalyse bestimmt. Dann werden die
Mittelwerte und Varianzen der Frequenzverteilungen als die Parameter
bestimmt, die die Frequenzverteilungen charakterisieren. Bei diesem
Abschätzverfahren wird die seitliche Beschleunigung, die aus der Fahr
zeuggeschwindigkeit und dem Lenkgradwinkel erhaltbar ist, nicht be
stimmt.
Des weiteren werden die Parameter (der Stadtgebietsgrad und der Fahr
bahnstaugrad), welche den Straßenverkehrszustand darstellen, und die
Parameter (die Mittelwerte und Varianzen), welche die Frequenzver
teilungen der jeweiligen Fahrzeugfahrparameter charakterisieren, an ein
neurales Netzwerk geliefert. In dem neuralen Netzwerk wird eine gewich
tete Gesamtsumme dieser Parameter bestimmt, womit ein Ausgabepara
meter bestimmt wird, wie z. B. die Fahrsportlichkeit des Fahrers, welche
den durch den Fahrer vorgegebenen oder beabsichtigten Fahrzeugma
növrierzustand kennzeichnet.
Die Anzahl von Eingabedaten bei dem zweiten Abschätzverfahren ist
acht, während die in dem ersten Abschätzverfahren elf ist. Ein Aus
gabeparameter, der äquivalent der Sportlichkeit ist, die in dem ersten
Abschätzverfahren erhalten wird, kann auch in dem zweiten Abschätzver
fahren durch Restrukturieren der Wichtungen der Parameter in dem
neuralen Netzwerk erhalten werden. Somit kann der Fahrzeugmanövrier
zustand abgeschätzt werden, selbst wenn das Fahrzeug mit keinem Lenk
radwinkelsensor versehen ist.
Das Nachfolgende beschreibt ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglauf
charakteristik gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
Dieses Ausführungsbeispiel soll die Fahrzeuglaufcharakteristik steuern, um
sie an den abgeschätzten Fahrzeugmanövrierzustand (Sportlichkeit), z. B.
durch das Abschätzverfahren des obenbeschriebenen ersten Ausführungs
beispiels anzupassen. Das Verfahren zum Abschätzen der Sportlichkeit ist
identisch dem des zuvor erwähnten Abschätzverfahrens; deshalb wird die
Erklärung der Ausrüstungskonfiguration für diesen Zweck weggelassen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Beschreibung für einen Personen
kraftwagen angegeben, das mit einem Vierrad-Lenksystem als die Vor
richtung zum Steuern der Fahrzeuglaufcharakteristik versehen ist.
Bezugnehmend auf Fig. 18 sind die rechten und linken Vorderräder 1L,
1R des PKW′s mit einem Vorderradservosystem 2 über Zugstangen 3
verbunden. Dieses System 2, das das Vierrad-Lenksystem im Zusammen
wirken mit verschiedenen später noch zu diskutierenden Elementen
darstellt, weist einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus (nicht gezeigt),
der durch ein Lenkrad 4 betätigt wird, und eine Vorderrad-Lenkbetä
tigungseinrichtung (nicht gezeigt) auf, die mit dem Zahnstangen- und
Ritzelmechanismus verbunden ist und einen Hydraulikzylinder aufweist.
Die Vorderrad-Lenkbetätigungseinrichtung ist mit einer Hydraulikpumpe
7 einer Pumpeneinheit 6 über ein Vorderradlenkventil 5 verbunden, das
durch das Lenkrad 4 betätigt wird. Die Pumpeneinheit 6 ist ein Typ
einer Doppelpumpe, die durch einen Motor 8 angetrieben wird, und die
andere Hydraulikpumpe 9 ist mit einer Hinterrad-Lenkbetätigungsein
richtung 11 über ein Hinterrad-Lenkventil 10 verbunden.
Die Hinterrad-Betätigungseinrichtung 11, die auch einen Hydraulikzylinder
aufweist, weist eine Kolbenstange auf, die mit dem rechten und dem
linken Hinterrad 13L, 13R über Zugstangen 12 verbunden ist. In Fig. 18
bezeichnet Bezugsziffer 14 einen Behältertank.
Die Vorderrad-Lenkbetätigungseinrichtung wird gemäß der Lenkrichtung
durch das Hydrauliköl betätigt, welches von der Hydraulikpumpe 7 über
das Vorderrad-Lenkventil 5 zu dem Zeitpunkt zugeführt wird, wenn das
Lenkrad betätigt wird, während der Betrieb der Hinterrad-Betätigungsein
richtung 11 durch eine Steuerungsvorrichtung gesteuert wird. Genauer
ausgedrückt, wenn das Lenkrad 4 betätigt wird, liefert die Steurungsvor
richtung 15 ein Betriebssteuersignal SR an das Hinterrad-Lenkventil 10,
welches für den Fahrzeugfahrzustand geeignet ist, wodurch das Hydrauli
köl gesteuert bzw. geregelt wird, das von der Hydraulikpumpe 9 der Hin
terrad-Lenkbetätigungseinrichtung 11 über das Ventil 10 zugeführt wird.
Die Hinterrad-Betätigungseinrichtung 11, die auch einen Hydraulikzylinder
aufweist, weist eine Kolbenstange auf, die mit dem rechten und dem
linken Hinterrad 13L, 13R über Zugstangen 12 verbunden ist. In Fig. 18
bezeichnet Bezugsziffer 14 einen Behältertank.
Bezüglich der Steuerung des Betriebes der Hinterrad-Lenkbetätigungsein
richtung, die oben diskutiert wurde, ist die Steuerungsvorrichtung 15
elektrisch mit diversen Sensoren und Meßgeräten verbunden. Speziell
werden der Steuerungsvorrichtung 15 die Fahrzeuggeschwindigkeit V
(entsprechend dem zuvor erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeitssignal vx)
von dem betreffenden Meßgerät, Sensorsignale, die kennzeichnend für die
Betriebszustände der verschiedenen Vorrichtungen sind, Sensorsignale, die
kennzeichnend für den Lenkradwinkel RH (entsprechend dem zuvor er
wähnten Lenkradwinkel steera) von einem Lenkradwinkelsensor 16 und
ein Sensorsignal, das kennzeichnend für den Servodruck ist (der Arbeits
druck des Servosystems 2 und der Vorderrad-Lenkbetätigungseinrichtung)
zugeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Differenz zwischen
den Drücken PL, PR der rechten und linken Druckkammern (nicht
gezeigt) der Vorderrad-Lenkbetätigungseinrichtung, welche durch ein Paar
Drucksensoren 18, 19 erfaßt wird, als der Servodruck bestimmt. Des
weiteren wird ein Gierratensensor 60 zum Erfassen der tatsächlichen
Gierrate (die Geschwindigkeit der Selbstrotation um den Schwerpunkt des
Fahrzeugkörpers) des Fahrzeuges mit der Steuerungsvorrichtung 15 ver
bunden, um ein Signal, das kennzeichnend für die tatsächliche Gierrate
Y ist, von dem Sensor 60 an die Steuerungsvorrichtung 15 zu liefern. In
Fig. 18 bezeichnet Bezugsziffer 17 einen Hinterrad-Lenkwinkelsensor zum
Erfassen eines tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkels δRa.
Wie in Fig. 19 gezeigt, ist die Steuerungsvorrichtung 15 funktional mit
einer Eingabeeinheit 30 zum Empfangen von Daten von dem Lenkrad-
Winkelsensor 16, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26, dem Gierra
tensensor 60, dem Meßgerät und dem Hinterrad-Lenkwinkelsensor 17;
einem A/D-Wandler 31 zum Empfangen von Signalen von den Drucksen
soren 18, 19; einer Modusbestimmungseinheit 32 zum Bestimmen des
Fahrmodus des Fahrzeuges gemäß den von der Eingabeeinheit 30 zu
geführten Daten; und einer Erfassungseinheit 33 für den Fahrbahnober
flächenwert µ zum Berechnen eines Fahrbahnoberflächen-Reibungskoeffi
zienten versehen, d. h. der Fahrbahnoberfläche, in Übereinstimmung mit
den von der Eingabeeinheit 30 und dem A/D-Wandler 31 empfangenen
Daten. Die Steuerungsvorrichtung 15 ist des weiteren mit einer Steuer
einheit für den Lenkwinkelbetrieb zum Berechnen eines Betriebssteuersi
gnals SR für das Hinterrad-Lenkventil 10 gemäß den Daten versehen, die
von der Eingabeeinheit 30, der Modusbestimmungseinheit 32 und der
Erfassungseinheit 33 für den Fahrbahnoberflächenwert µ empfangen
werden, sowie mit einer Ausgabeeinheit 35 zum Ausgeben des Betriebs
steuersignals SR, das durch die Steuereinheit 34 berechnet wird, an das
Hinterrad-Lenkventil 10.
Die Modusbestimmungseinheit 32 hat eine Funktion zum Auswählen
eines Lenkmodus der Hinterräder (z. B. Stopp der Steuerung, Steuerung
für große Lenkwinkel der Hinterräder oder Phasensteuerung der Hinter
räder) gemäß dem Lenkradwinkel H, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und
den von dem Meßgerät der Eingabeeinheit 30 zugeführten Daten. Die
Erfassungseinheit 33 für die Fahrbahnoberfläche µ hat eine Funktion
zum Erfassen der Fahrbahnoberfläche µ aus dem Lenkradwinkel H, der
Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Drücken PL, PR.
Wie in Fig. 20 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 einen Servodruck P ausgerüstet. Der Servodruck P von der
Subtraktionseinheit 22 geht durch einen Phasenkompensationsfilter 21, um
Rauschen zu eliminieren und um den Phasenvorlauf des Servodruckes P
bezüglich des Lenkradwinkels RH während einer Lenkübergangsperiode
des Lenkrades zu kompensieren, bevor er der Berechnungseinheit 20 für
den Fahrbahnoberflächenwert µ zugeführt wird. Der Berechnungseinheit
20 werden der Lenkradwinkel RH, der durch den Lenkradwinkelsensor 16
erfaßt wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Fahrzeug
geschwindigkeitssensor 26 erfaßt wird, zugeführt. Die Berechnungseinheit
20 für den Fahrbahnoberflächenwert µ berechnet den Fahrbahnober
flächenwert µ aus dem Servodruck P, 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, wird die oben
angegebene Formel aus der Tatsache abgeleitet, daß der Servodruck P,
der etwa proportional der Seitenführungskraft ist, proportional dem Druck
eines Seitenrutschwinkels und dem Fahrbahnoberflächenwert ist, und daß
der Seitenrutschwinkel als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit V
des Lenkradwinkels RH und des Fahrbahnoberflächenwertes µ dargestellt
ist.
Der Fahrbahnoberflächenwert µ, der durch die Berechnungseinheit 20 für
den Fahrbahnoberflächenwert µ berechnet wird, wird von einem µ-Varia
tionsbegrenzer 23 an einen Stabilisierungsfilter 24 ausgesendet, wenn
dessen Änderungsrate innerhalb eines vorbestimmten Bereiches verbleibt,
und der Fahrbahnoberflächenwert 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, die Fahrzeuggeschwindigkeit
V und die tatsächliche Gierrate Y, die durch die Drucksensoren 18, 19,
den Lenkradwinkelsensor 16, den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26
(Meßgerät) bzw. den Gierratensensor 60 bestimmt werden, werden in die
Steuerungsvorrichtung 15 eingelesen.
Dann wird der Servodruck ΔP (= PR - PL) berechnet, und das Ergebnis
wird einem Filtern unterzogen, um den Phasenvorlauf des Servodruckes
ΔP bei der Lenkübergangsperiode des Lenkrades 4 zu eliminieren. Als
nächstes wird eine Bestimmung vorgenommen, ob das Lenkrad 4 gedreht
wird oder nicht gedreht wird gemäß der Größe des Lenkradwinkels RH
und dessen Änderungstrend. Wenn das Lenkrad 4 gedreht wird, dann
wird des weiteren bestimmt, ob der Absolutwert des Lenkradwinkels RH
ein vorbestimmter Wert R1 (z. B. 10°) oder größer ist. Wenn das Lenkrad
4 ungedreht gehalten wird oder wenn der Lenkradwinkel RH nicht den
vorbestimmten Wert R1 erreicht hat, dann wird die Prozedur, die dem
Lesen der Sensorausgaben folgt, wiederholt. Wenn der Lenkwinkel RH
der vorbestimmte Wert R1 oder größer ist und der Servodruck ΔP
wesentlich angehoben worden ist, dann wird das Verhältnis (ΔP/RH) des
Servodruckes ΔP zum 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 mit der des Lenkradwinkels RH ist, um so genau den Fahr
bahnoberflächenwert µ durch Eliminieren von Einflüssen zu berechnen,
die durch die Trägheit der Vorderräder und ähnliches ausgeübt werden.
Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird bestimmt, daß die
Phasenumwandlung stattgefunden hat zwischen dem Servodruck ΔP und
dem Lenkradwinkel RH infolge des Filterns, und die dem Lesen des
Sensorausgaben folgenden 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
ausgelesen, 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//Sekunden) oder geringer ist. Wenn das Bestim
mungsergebnis negativ ist, dann wird die dem Lesen der Sensorausgaben
folgende Prozedur ausgeführt. Wenn auf der anderen Seite das Bestim
mungsergebnis positiv ist, dann wird das Filtern zum Stabilisieren des
Wertes der Fahrbahnoberfläche µ ausgeführt, um eine plötzliche Ände
rung des Fahrbahnoberflächenwertes µ zu verhindern, bevor der Fahr
bahnoberflächenwert µ der Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb
zugeführt ist.
Die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb berechnet das Steuersignal
SR für den Hinterrad-Lenkwinkelbetrieb gemäß den Ausgabedaten, die
von der Modusbestimmungseinheit 32 und der Erfassungseinheit 33 für
den Fahrbahnoberflächenwert µ empfangen wurden; wenn die Hinter
radphasensteuerung durch die Modusbestimmungseinheit 32 ausgewählt
wird, dann berechnet die Steuereinheit 34 den Hinterrad-Lenkwinkel δR
gemäß dem Fahrbahnoberflächenwert µ, dem Lenkradwinkel RH und der
Fahrzeuggeschwindigkeit V. Die Steuereinheit 34 ist wie in den Fig. 21
und 22 bezüglich ihrer Berechnungsfunktion für den Hinterrad-Lenkwinkel
konfiguriert.
Die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb ist insbesondere funktio
nell mit einer Berechnungseinheit 40 für einen Pseudo-Lenkradwinkel und
verschiedene später zu diskutierende Elemente ausgestattet. In der Be
rechnungseinheit 40 wird ein Pseudolenkradwinkel R′H, welcher eine
Totzone in einem neutralen Abschnitt aufweist, wobei die Zone einem
Montagefehler (z. B. 5°) des Lenkradwinkelsensors entspricht, berechnet
unter Verwendung eines in Fig. 23 gezeigten Kennfeldes gemäß dem
Lenkradwinkel-RH-Signal, das von dem Lenkradwinkelsensor 16 zugeführt
wird.
In einer Berechnungseinheit 41 für einen In-Phase-Koeffizienten wird der
In-Phase-Koeffizient K1, der an eine Fahrbahn mit hohem µ angepaßt
ist, gemäß dem Signal der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, die von
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 über den Filter 42 und einem
Kennfeld zugeführt wird, das in einem Speicher (nicht gezeigt) gespei
chert ist, welches in der Steuereinheit 34 eingebaut ist, und welches
einer Charakteristik für die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem In-Phase-
Koeffizienten entspricht, wie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 24
angezeigt. Der In-Phase-Koeffizient K1, der das Verhältnis des Vorder
rad-Lenkwinkels zu dem Hinterrad-Lenkwinkel darstellt, nimmt einen
Wert ein, der mit einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V in
einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich von einer vorbestimmten Fahrzeug
geschwindigkeit V1 (z. B. 60 km/Stunde) oder höher ansteigt.
Der durch die Berechnungseinheit 41 berechnete In-Phase-Koeffizient K1
wird durch eine Korrektureinheit 43 für den In-Phase-Koeffizienten
korrigiert, wie durch eine unterbrochene Linie in Fig. 24 gezeigt, und
zwar gemäß dem durch die Erfassungseinheit 33 für den Fahrbahnober
flächenwert µ erfaßten Fahrbahnoberflächenwert µ. Insbesondere wird der
In-Phase-Koeffizient K1 so korrigiert, daß der In-Phase-Koeffizient K1
einen größeren Wert einnimmt als sich der Fahrbahnoberflächenwert µ
verringert. In anderen Worten, die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird so
korrigiert, daß eine Geschwindigkeit V1, bei der der In-Phase-Koeffizient
K1 anfängt anzusteigen, sich verringert, wenn der Fahrbahnoberflächen
wert µ sich verringert (Fig. 24). Im Ergebnis wird der In-Phase-Koeffi
zient K1, der dem tatsächlichen Fahrbahnoberflächenzustand und der
Fahrzeuggeschwindigkeit angepaßt ist, bestimmt.
Die Korrektureinheit 43 für den In-Phase-Koeffizienten empfängt die
Ausgabe "drive", die kennzeichnend für die Sportlichkeit des Fahrers ist,
von der Steuerungsvorrichtung 15, die als das neurale Netzwerk dient.
Die Ausgabe "drive" wird in derselben Art wie die des ersten Ausfüh
rungsbeispiels, das oben beschrieben wurde, berechnet, und die Erklärung
der Berechnungsprozedur wird deshalb weggelassen. Die Korrektureinheit
40 für den In-Phase-Koeffizienten korrigiert den In-Phase-Koeffizienten
K1, so daß der In-Phase-Koeffizient K1 einen kleineren Wert insbeson
dere auf einer bergigen Fahrbahn annimmt, wenn die Sportlichkeit des
Fahrers, die durch die Ausgabe "drive" gekennzeichnet ist, ansteigt. Im
Ergebnis verringert sich die In-Phase-Lenkgröße, wenn sich die Sportlich
keit erhöht, wie in Fig. 28 gezeigt.
Des weiteren wird bei einer Multipliziereinheit 44 der Pseudo-Lenkrad
winkel R′H mit einem Wert (K1/) multipliziert, der durch Dividieren des
korrigierten In-Phase-Koeffizienten K1 durch ein Lenkgetriebeverhältnis ρ
erhalten wird, um dadurch einen In-Phase-Lenkwinkel δ1 (= K1·
R′H/ρ) zu berechnen, welcher als ein erster Hinterrad-Soll-Lenkwinkel in
einem Mittel- bis Hochgeschwindigkeitsbereich dient.
Andererseits wird in bezug auf die Berechnung des Antiphase- bzw.
Außerphase-Lenkwinkels 2 als dem ersten Hinterrad-Soll-Lenkwinkel in
einem Niedriggeschwindigkeitsbereich das Signal der Fahrzeuggeschwindig
keit V einer Berechnungseinheit 45 für einen Antiphase-Koeffizienten
über den Filter 42 zugeführt. Das Signal des Fahrbahnoberflächenwertes
µ wird auch der Korrektureinheit 46 für den Antiphase-Koeffizienten
zugeführt, und das Signal des Pseudo-Lenkradwinkels R′H wird einer
Differentialberechnungseinheit 47 zugeführt.
In der Berechnungseinheit 45 wird ein Antiphase-Koeffizient K2, der
an eine Fahrbahn mit hohem µ angepaßt ist, gemäß eines nicht gezeigten
Kennfeldes berechnet. Der Antiphase-Koeffizient K2 wird so festgelegt,
daß er einen Maximalwert einnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
V einen relativ niedrigen Wert einnimmt (z. B. 30 km/Stunde), während er
einen kleineren Wert annimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V von
30 km/Stunde abweicht.
Die Korrektureinheit 46 korrigiert den Antiphase-Koeffizienten K2, so
daß der Antiphase-Koeffizient K2 einen größeren Wert annimmt, wenn
sich der Fahrbahnoberflächenwert µ verringert. Die Korrektureinheit 46
empfängt eine Ausgabe "drive" von der Steuerungsvorrichtung 15, was die
Sportlichkeit des Fahrers anzeigt. Die Korrektureinheit 46 korrigiert den
Antiphase-Koeffizienten K2, so daß der Antiphase-Koeffizient K2 einen
größeren Wert insbesondere auf einer bergigen Fahrbahn annimmt, wenn
die durch die Ausgabe "drive" angezeigte Sportlichkeit des Fahrers an
steigt. Im Ergebnis erhöht sich die Antiphase-Lenkgröße, wenn sich die
Sportlichkeit erhöht, wie in Fig. 29 gezeigt.
Des weiteren differentiert die Differentialberechnungseinheit 47 den
Pseudo-Lenkradwinkel RH. Die Multipliziereinheit 48 multipliziert einen
Wert (K2/ρ), welcher durch Dividieren des Antiphase-Koeffizienten K2
durch das Lenkgetriebeverhältnis ρ erhalten wird, mit einem Differenz
wert ΔR′H des Pseudo-Lenkradwinkels, wodurch ein Antiphase-Lenkwinkel
δ2 bestimmt wird. Ein Begrenzer 49, der den Antiphase-Lenkwinkel 62
empfängt, gibt einen Eingabewert aus, wenn der Absolutwert des Anti
phase-Lenkwinkels δ2 ein vorbestimmter Wert (z. B. 0,03°) oder größer
ist, während er einen Wert von 0° ausgibt, wenn der Eingabewert kleiner
als der vorbestimmte Wert ist.
Bezüglich der Rückkopplungssteuerung für die Gierrate ist die Steue
rungsvorrichtung 34 für den Lenkventilbetrieb mit einer Berechnungsein
heit 50 für den Gierratenanstieg, welche das Signal der Fahrzeugge
schwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 über den
Filter 42 erhält, und verschiedenen später zu diskutierenden Elementen
ausgestattet (Fig. 22). Die Berechnungseinheit 50 berechnet einen Gierra
tenanstieg K4, der an eine Fahrbahn mit hohem µ angepaßt ist (µ = 1),
und zwar gemäß einem Signal der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Der
Anstieg K4 wird durch eine Korrektureinheit 51 für die Gierrate kor
rigiert, so daß er einen kleineren Wert annimmt, wenn sich der Fahr
bahnoberflächenwert µ verringert (Fig. 26). Die Korrektureinheit 51
empfängt von der Steuerungsvorrichtung 15 eine Ausgabe "drive" des
neuralen Netzwerkes. Die Korrektureinheit 51 korrigiert den Anstieg K4,
so daß der Gierratenanstieg K4 ansteigt, wenn die Sportlichkeit, die
durch die Ausgabe "drive" angezeigt wird, ansteigt (siehe Fig. 30).
Außerdem berechnet eine Zeitkonstanten-Berechnungseinheit 52 eine
Zeitkonstante τ einer Verzögerung erster Ordnung, die dem Signal der
Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht, welches durch den Filter 42
zugeführt wird, gemäß einer in Fig. 27 gezeigten Charakteristik der
Fahrzeuggeschwindigkeit über der Zeitkonstante τ einer Verzögerung
erster Ordnung. Die Zeitkonstante τ nimmt einen Wert an, der sich
graduell verringert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Die
Zeitkonstantenberechnungseinheit 52 empfängt auch die Ausgabe "drive"
des neuralen Netzwerkes von der Steuerungsvorrichtung 15. Die Zeitkon
stantenberechnungseinheit 52 setzt die Zeitkonstante τ auf einen kleine
ren Wert als die Sportlichkeit des Fahrers sich erhöht, die durch die
Ausgabe "drive" angegeben ist. Im Ergebnis verringert sich die Gierra
tenphasenverzögerung, wenn sich die Sportlichkeit erhöht, wie in Fi 99549 00070 552 001000280000000200012000285919943800040 0002004428351 00004 99430g. 30
gezeigt, wodurch dem PKW die Betriebscharakteristiken eines sportlichen
Autos verliehen werden.
Eine Berechnungseinheit 53 für die Verzögerung erster Ordnung führt
eine Berechnung einer Verzögerung erster Ordnung mit dem Pseudo-
Lenkradwinkel R′H unter Verwendung der Zeitkonstante τ erster Ord
nung aus, um die Antwortverzögerung des Autokörpers bezüglich der
Betätigung des Lenkrades 4 anzunähern. In einer Multipliziereinheit 54
wird ein Wert (K4/ρ), der durch Dividieren des korrigierten Gierraten
anstiegs K4 durch das Lenkgetriebeverhältnis ρ erhalten wird, mit dem
Pseudo-Lenkradwinkel R′H multipliziert, welcher die Berechnung der
Verzögerung erster Ordnung durchlaufen hat, wodurch eine Giersollrate
Y* ( = K4/(1+τS) R′H/ρ) bestimmt wird.
Dann wird in einer Subtrahiereinheit 55 die Giersollrate Y* von einem
tatsächlichen Gierratensignal Y subtrahiert, das von einem Gierratensen
sor 60 empfangen wird. Eine Multipliziereinheit 56 multipliziert eine
Differenz (Y - Y*) zwischen der tatsächlichen Gierrate und der Soll-
Gierrate durch einen Rückkopplungskoeffizienten K3, wodurch ein Gierra
ten-Rückkopplungslenkwinkel δ3 bestimmt wird (= K3 · (Y - Y*)).
In einer Subtrahiereinheit 57 wird ein Antiphase-Lenkwinkel δ2 von einer
Summe des In-Phase-Lenkwinkels δ1 und dem Gierraten-Rückkopplungs-
Lenkwinkel δ3 subtrahiert, womit ein Hinterrad-Lenkwinkel δR als ein
zweiter Hinterrad-Soll-Lenkwinkel berechnet wird.
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 worden ist, an das Hinterrad-Lenkventil 10 über die Ausgabe
einheit 35. Das bewirkt, daß das Ventil 10 und die Hinterrad-Lenkbetäti
gungseinrichtung 11 so betätigt werden, daß die tatsächlichen Lenkwinkel
der Hinterräder 13L und 13R mit dem Hinterrad-Lenkwinkel δR über
einstimmen.
Wie oben beschrieben, ermöglicht es das Verfahren dieses Ausführungs
beispiels, die Laufcharakteristik eines Fahrzeuges als einen Fahrzeug
manövrierzustand durch Steuern der In-Phase-Lenkgröße, der Antiphase-
Lenkgröße, des Gierratenanstiegs und der Gierratenphasenverzögerung
gemäß der Ausgabe "drive" des neuralen Netzwerkes einzustellen, welche
kennzeichnend für die Sportlichkeit des Fahrers beim Fahren ist. Im
Ergebnis wird das Fahrzeug mit der Charakteristik eines sportlichen
Autos versehen, wenn die Fahrsportlichkeit des Fahrers ansteigt, während
es die Charakteristik eines Luxus-Autos erhält, wenn die Sportlichkeit
sinkt und zum gemächlichem Fahren übergegangen wird.
Ein Steuerverfahren für die Fahrzeitlaufcharakteristik gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun be
schrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel und die fünften und sechsten Ausführungsbei
spiele, welche später diskutiert werden, weisen dieselbe Grundkonfigura
tion mit dem Vierrad-Lenksystem gemäß dem obenbeschriebenen dritten
Ausführungsbeispiel auf, es wird jedoch auf ein Vierrad-Lenksystem
angewendet, welches durch ein unterschiedliches Verfahren gesteuert wird.
Die Erklärung der Konfiguration, die für das dritte Ausführungsbeispiel
und die vierten bis sechsten Ausführungsbeispiele gleich sind, wird wegge
lassen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel berechnet die Steuereinheit 34 für den
Lenkventilbetrieb das Steuersignal SR für den Hinterrad-Lenkventilbetrieb
gemäß den von der Eingabeeinheit 30 und der Bestimmungseinheit 32
empfangenen Ausgabedaten, und zwar wie beim dritten Ausführungsbei
spiel. Die Steuereinheit 34 berechnet den Hinterrad-Lenkwinkel δR auf
der Basis eines Fahrbahnoberflächenwertes µ, des Lenkradwinkels RH
und der Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß der allgemein bekannten
Berechnungsformel, wenn die Modusbestimmungseinheit 32 die Hinter
rad-Phasensteuerung auswählt:
δR = K1 · δF + K3 · (Y - Y*)
wobei die Symbole K1, K3, δF, Y und Y* den In-Phase-Koeffizienten,
den Rückkopplungs-Koeffizienten, den Vorderrad-Lenkwinkel, die tatsäch
liche Gierrate bzw. die Giersollrate.
In der obigen Berechnungsformel kann die Fahrzeuglaufcharakteristik auf
die des Luxus-Autos oder des sportlichen Autos durch Ändern des In-
Phase-Koeffizienten K1 und des Rückkopplungs-Koeffizienten K3 (FB-
Koeffizient in Tabelle 2) entsprechend den Steuerregeln, welche in
Tabelle 2 gezeigt sind, geändert werden. Spezieller ausgedrückt, schafft
ein Erhöhen des In-Phase-Koeffizienten K1 ohne Änderung des Rück
kopplungs-Koeffizienten K3 die Luxus-Autocharakteristik, während ein
Erhöhen des Rückkopplungs-Koeffizienten K3 und Verringern des In-
Phase-Koeffizienten K1 die Charakteristik für das sportliche Auto schafft.
Die Steuerungsvorrichtung 15 berechnet den In-Phase-Koeffizienten K1
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß dem Kennfeld,
welche der durch die durchgezogene Linie in Fig. 31 gezeigten Charak
teristik für die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem In-Phase-Koeffizienten
entspricht und welches in dem Speicher zuvor gespeichert wird. Der In-
Phase-Koeffizient K1, der das Verhältnis des Hinterrad-Lenkwinkels zu
dem Vorderrad-Lenkwinkel kennzeichnet, nimmt einen Wert an, der sich
erhöht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Fahrzeuggeschwindig
keitsbereich einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. 60 km/
Stunde) oder höher ansteigt.
Ein beispielhaft gemäß Tabelle 3 gezeigtes Kennfeld wird zuvor in dem
Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert. Das Kennfeld hat eine
optimale Erhöhungs-/Verringerungsgeschwindigkeit V1 und einen Rück
kopplungs-Koeffizienten K3, welche so festgelegt werden, daß sie zu
Straßenverkehrszuständen und einem Fahrzeugmanövrierzustand (Sportlich
keit) passen.
Ein Autobahngrad kann nicht aus dem zuvor erwähnten Abschätzver
fahren bestimmt werden, der Autobahngrad ist in diesem Fall jedoch als
der Wert definiert, der durch Subtrahieren des Stadtstraßengrades von
"100" erhalten wird.
Wie in Tabelle 3 gezeigt, wird der Straßenverkehrszustand in vier Grup
pen klassifiziert, nämlich Autobahn, bergige Straße, Stadtstraße und
verstopfte Straße. Aus den vier Verkehrszuständen wird der geeignete als
der aktuelle Verkehrszustand ausgewählt. Der Manövrierzustand wird in
drei Niveaus klassifiziert, nämlich gemächlich, durchschnittlich und sport
lich, was den Sportlichkeits-"drive"-Bereichen von "0 bis 29", "30 bis 79"
bzw. "80 bis 100" entspricht. In anderen Worten, der aktuelle Manövrier
zustand wird gemäß der Sportlichkeit "drive" bestimmt.
Der In-Phase-Koeffizient K1 wird korrigiert, wie durch die gestrichelten
Linien in Fig. 31 gezeigt ist, gemäß der Erhöhungs-/Verringerungsge
schwindigkeit V1, welche gemäß dem zuvor erwähnten Kennfeld ausgele
sen wird. Genauer ausgedrückt, wird der In-Phase-Koeffizient K1 so
korrigiert, daß der In-Phase-Koeffizient K1 einen größeren Wert an
nimmt, wenn die Erhöhungs-/Verringerungsgeschwindigkeit V1 einen
positiven Wert annimmt. Mit anderen Worten, die charakteristische Linie
des Kennfeldes wird so bewegt, daß ein Anstieg der Stadtgeschwindigkeit
"60 - V1" des In-Phase-Koeffizienten K1 sich verringert, wenn der Erhö
hungs-/Verringerungskoeffizient einen positiven Wert annimmt. Im Ergeb
nis kann der In-Phase-Koeffizient K1, der an den Fahrbahnverkehrs
zustand, den Fahrzeugmanövrierzustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit
angepaßt ist, bestimmt werden.
Darüber hinaus können aus dem zuvor erwähnten Kennfeld der Rück
kopplungs-Koeffizient K3, der für den Fahrbahnverkehrszustand geeignet
ist, der Fahrzeugmanövrierzustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit
bestimmt werden.
Die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb gibt das Betriebssteuersi
gnal SR an, welches der Differenz zwischen dem Hinterrad-Soll-Lenkwin
kel δR, welcher oben berechnet wurde, und einem tatsächlichen Hinter
rad-Lenkwinkel δRa entspricht, der von dem Hinterrad-Lenkwinkelsensor
17 empfangen wird, an das Hinterrad-Lenkventil 10 über die Ausgabeein
heit 35 aus. Das bewirkt, daß die Hinterrad-Lenkbetätigungseinrichtung
11 arbeitet, um den tatsächlichen Lenkwinkel der Hinterräder 13L und
13R sich an den Hinterrad-Lenkwinkel R anpassen zu lassen.
Gemäß dem zuvor erwähnten Vierrad-Lenksystem, wie in Tabelle 4
gezeigt, können die Lenkcharakteristika, die zu jedem Straßenverkehrs
zustand und Fahrzeugmanöverzustand passen, erzielt werden, was zu
einem verbesserten Fahrgefühl zu der Zeit führt, wenn die Hinterräder
gelenkt werden.
Nachfolgend wird ein Steuerverfahren für eine Fahrzeuglaufcharakteristik
gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel und einem sechsten Ausführungsbeispiel,
welches später diskutiert wird, sind einige der Eingaben und Ausgaben,
die sich auf das obenbeschriebene dritte Ausführungsbeispiel beziehen,
entbehrlich, und deshalb können unnötige Eingabe-/ und Ausgabesensoren
oder ähnliches weggelassen werden.
Die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb bei diesem Ausführungs
beispiel ist der in dem dritten Ausführungsbeispiel dahingehend ähnlich,
daß das Steuersignal SR für den Hinterrad-Lenkventilbetrieb berechnet
wird, es ist jedoch dahingehend verschieden, daß sie den Hinterrad-
Lenkwinkel δR gemäß der nachfolgenden allgemein bekannten Berech
nungsformel auf der Basis des Lenkradwinkels RH usw. berechnet.
δR = K1 · δF - K2 · (dδF/dt)
wo die Symbole K1, K2, δF und dδF/dt den In-Phase-Koeffizienten, den
Antiphase-Koeffizienten, den Vorderrad-Lenkwinkel bzw. die Lenkwinkel
geschwindigkeit der Vorderräder bezeichnet.
Bei der obigen Berechnungsformel können die Fahrzeugcharakteristika auf
jene eines Luxus-Autos oder eines sportlichen Autos geändert werden,
und zwar durch Ändern des In-Phase-Koeffizienten K1 und des Antipha
se-Koeffizienten K2 gemäß der in Tabelle 5 gezeigten Steuerregel. Spe
zieller ausgedrückt, ein Erhöhen des In-Phase-Koeffizienten K1 und ein
Verringern des Antiphase-Koeffizienten K2 schaffen die Luxus-Fahrzeug
charakteristika, während ein Verringern des In-Phase-Koeffizienten K1
und ein Erhöhen des Antiphase-Koeffizienten K2 die sportlichen Fahr
zeugcharakteristiken schaffen.
Die Steuerungsvorrichtung 15 berechnet den In-Phase-Koeffizienten K1,
der der Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß dem Kennfeld (dasselbe wie
das in dem dritten Ausführungsbeispiel) entspricht, welches der durch die
durchgezogene Linie in Fig. 31 gezeigten Charakteristik für die Fahr
zeuggeschwindigkeit über dem In-Phase-Koeffizienten entspricht und
welcher in dem Speicher zuvor gespeichert wird.
Die Steuerungsvorrichtung 15 berechnet den Antiphase-Koeffizienten K1,
der der Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß dem Kennfeld entspricht,
welches der durch die durchgezogene Linie in Fig. 32 gekennzeichneten
Charakteristik für die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Antiphase-
Koeffizienten entspricht und welcher in dem Speicher zuvor gespeichert
wird. Der Antiphase-Koeffizient K2 nimmt einen Wert an, der sich
erhöht oder verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem
vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich ansteigt (z. B. ein Fahr
zeuggeschwindigkeitsbereich von 30 km/Stunde bis 125 km/Stunde).
Ein beispielhaft in Tabelle 6 gezeigtes Kennfeld wird zuvor in dem
Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert. Das Kennfeld weist
eine optimale Erhöhungs-/Verringerungsgeschwindigkeit V1 und einen
Erhöhungs-/Verringerungskoeffizienten auf, der so festgelegt worden ist,
daß er zu einem Straßenverkehrszustand (z. B. verstopfte Straße) und
einem Fahrzeugmanövrierstatus (Sportlichkeit) paßt.
In dem Kennfeld von Tabelle 6, genauso wie in Tabelle 3, wird der
Straßenverkehrszustand in vier Gruppen eingeteilt, nämlich, Autobahn,
bergige Straße, Stadtstraße und verstopfte Straße, und der Fahrzeug
manövrierzustand wird in drei Ebenen klassifiziert, nämlich gemächlich,
mittel und sportlich.
Der In-Phase-Koeffizient K1 wird korrigiert, wie es durch die gestrichel
ten Linien von Fig. 31 gezeigt ist, und zwar gemäß der Erhöhungs-
/Verringerungsgeschwindigkeit V1, die gemäß dem Kennfeld von Tabelle
6 ausgelesen wird, wie im Fall des vierten Ausführungsbeispiels. Dieses
bestimmt den In-Phase-Koeffizienten K1 als geeignet für den Straßen
verkehrszustand, den Fahrzeugmanövrierzustand und die Fahrzeugge
schwindigkeit.
Der Antiphase-Koeffizient K2 wird korrigiert, wie es durch die gestri
chelten Linien von Fig. 32 gezeigt ist, und zwar gemäß dem Erhöhungs-
/Verringerungskoeffizienten , der gemäß dem Kennfeld von Tabelle 6
ausgelesen wird. Spezifisch ausgedrückt, der Antiphase-Koeffizient K2 wird
so korrigiert, daß der Antiphase-Koeffizient K2 einen größeren Wert
annimmt, wenn der Erhöhungs-/Verringerungskoeffizient einen Wert
größer als "1" annimmt. In anderen Worten, die charakteristische Linie
wird multipliziert mit α und dementsprechend gemäß dem bestimmten
Erhöhungs-/Verringerungskoeffizienten bewegt. Im Ergebnis können ein
Anti-Phase-Koeffizient K2, der für den Straßenverkehrszustand, den
Fahrzeugmanövrierzustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit geeignet ist,
bestimmt werden.
Danach gibt die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb das Betriebs
steuersignal SR an, das der Differenz zwischen dem Hinterrad-Soll-Lenk
winkel δR, das oben berechnet wurde, und dem tatsächlichen Hinterrad-
Lenkwinkel δRa entspricht, das von dem Hinterrad-Lenkwinkelsensor 17
erhalten wurde, an das Hinterrad-Lenkventil 10 aus. Das bewirkt, daß
die Hinterrad-Lenkbetätigungseinrichtung 11 arbeitet, um zu veranlassen,
daß sich der tatsächliche Lenkwinkel der Hinterräder 13L und 13R an
den Hinterrad-Lenkwinkel δR anpaßt.
Demgemäß können die Lenkcharakteristika, die an jeden Straßenverkehrs
zustand und Fahrzeugmanövrierzustand angepaßt sind, auch in dem
Vierrad-Lenksystem des fünften Ausführungsbeispiels in derselben Art wie
bei dem vierten Ausführungsbeispiel erzielt werden, was zu einem verbes
serten Fahrgefühl führt, wenn die Hinterräder gelenkt werden.
Nachfolgend wird ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik
gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel berechnet die Steuereinheit 34 für den
Lenkventilbetrieb den Hinterrad-Lenkwinkel δR gemäß dem Lenkradwin
kel RH und die Gierrate Y gemäß der nachfolgenden bekannten arith
metischen Formel:
wR = aδF + bγ (a < 0)
wo δF und δR den Vorderrad-Lenkwinkel bzw. den Hinterrad-Lenkwin
kel kennzeichnen, γ die Gierwinkelgeschwindigkeit bezeichnet und a und
b Koeffizienten bezeichnen.
Als der erste Koeffizient a wird eine Konstante verwendet, die z. B. auf
-0,048 festgesetzt wird. Der erste Koeffizient a wird zuvor in dem Spei
cher (nicht gezeigt) gespeichert, der in der Steuerungsvorrichtung 15
eingebaut ist, welche als die Steuereinheit 34 dient. Die Erklärung zu
dem Berechnungsverfahren des ersten Koeffizienten a wird weggelassen,
da es allgemein bekannt ist.
Der zweite Koeffizient b wird auf einen Wert festgelegt, der den zen
troiden Schlupfwinkel unterdrückt, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt,
und welcher in dem Speicher gespeichert wird. Der zweite Koeffizient b
nimmt einen positiven Wert an, um die Stabilität des Fahrzeuges gegen
eine Störung zu verbessern, einschließlich Seitenwind und unebene Punkte
auf einer Fahrbahnoberfläche, die auf das Fahrzeug wirken.
In der obigen Formel können die Fahrzeugcharakteristika auf jene des
Luxus-Autos oder sportlichen Autos durch Ändern des zweiten Koeffizien
ten b gemäß der Steuerregel, die in Tabelle 7 gezeigt ist, geändert
werden. Genauer ausgedrückt, ein Erhöhen des zweiten Koeffizienten b
schafft die Luxus-Charakteristiken, während ein Verringern des zweiten
Koeffizienten b die sportlichen Fahrzeugcharakteristiken schafft.
Ein beispielhaft in Tabelle 8 gezeigtes Kennfeld wird im voraus in dem
Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert. Das Kennfeld stellt
festgelegte optimale Erhöhungs-/Verringerungsniveaus des zweiten Koeffi
zienten b für jeden Straßenverkehrszustand (z. B. verstopfte Straße) und
den Manövrierzustand des Fahrers (Sportlichkeit) bereit.
In dem Kennfeld von Tabelle 8 ist der Straßenverkehrszustand in vier
Gruppen unterteilt, nämlich die Autobahn, die bergige Straße, die Stadt
straße und die verstopfte Straße, und der Manövrierzustand ist in drei
Niveaus unterteilt, nämlich gemächlich bzw. zurückhaltend, Durchschnitt
bzw. mittel und sportlich, wie im Fall von Tabelle 3.
Der zweite Koeffizient b wird gemäß dem zuvor genannten Kennfeld
korrigiert. Zum Beispiel wird der zweite Koeffizient b auf "leichte Ver
ringerung" gesetzt, wenn durch das zuvor erwähnte Abschätzverfahren
abgeschätzt wird, daß der Fahrbahnverkehrszustand Autobahn ist und der
Manövrierzustand (Sportlichkeit) des Fahrers "sportlich" ist. In Tabelle 8
bezieht sich "leichte Verringerung" auf das Erhöhungs-/Verringerungs
niveau in der Mitte zwischen "Durchschnitt" und "Verringerung".
Danach gibt die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb das Betriebs
steuersignal SR aus, das der Differenz zwischen dem Hinterrad-Soll-
Lenkwinkel δR, der oben berechnet wurde, und dem tatsächlichen Hin
terrad-Lenkwinkel δRa entspricht. Das bewirkt, daß die Hinterrad-Lenk
betätigungseinrichtung 11 arbeitet, um zu veranlassen, daß der tatsächli
che Lenkwinkel der Hinterräder 13L und 13R sich dem Hinterrad-Lenk
winkel δR anpaßt.
Demgemäß, wie in Tabelle 4 gezeigt, können die Lenkcharakteristika, die
jeweils dem Straßenverkehrszustand und dem Manövrierzustand angepaßt
sind, auch bei dem Vierrad-Lenksystem des sechsten Ausführungsbeispiels
in der gleichen Art und Weise wie bei dem vierten und dem fünften
Ausführungsbeispiel erreicht werden, was zu einem verbesserten Fahr
gefühl führt, wenn die Hinterräder gelenkt werden.
Nachfolgend wird ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik
gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel und die später aufgeführten achten bis zehn
ten Ausführungsbeispiele sollen die Fahrzeuglaufcharakteristik steuern, um
selbige an den Fahrzeugmanövrierzustand (Sportlichkeit) anzupassen, der
durch das Abschätzverfahren z. B. des ersten Ausführungsbeispiels abge
schätzt wurde.
Die Prozedur zum Abschätzen der Sportlichkeit ist identisch der des
obenbeschriebenen ersten Abschätzverfahrens; deshalb wird die Erklärung
der 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. 33 sind dieselben Teile wie die beim dritten Ausführungs
beispiel mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Bezugnehmend auf Fig. 33 ist in der Servoeinheit ein Vorderrad 1R mit
einer Kolbenstange 2a in einem Antriebszylinder 2 über einen Gelenk
arm 3 gekoppelt. Speziell ausgedrückt ist der Antriebszylinder 2 aus
einem Hydraulikzylinder mit einer Doppelstange aufgebaut, und die
andere Kolbenstange 2a des Antriebszylinders 2 ist mit dem anderen
Vorderrad 1L über einen Gelenkarm 3 gekoppelt.
Der Antriebszylinder 2 ist mit einer Öldruckzufuhrquelle 6 über einen
Hydraulikkreis verbunden. In diesem Fall ist die Öldruckzufuhrquelle 6
mit einer Hydraulikpumpe 7 ausgestattet, die durch einen Motor 8 des
PKW angetrieben wird. Die Hydraulikpumpe 7 gibt das Hydrauliköl
durch deren Ausgabeöffnung ab, welches von einem Behältertank 14
hochgepumpt worden ist. Der Hydraulikkreis hat eine Zufuhrleitung 101,
die sich von der Abgabeöffnung der Hydraulikpumpe 7 erstreckt, und die
stromabwärtige Seite der Versorgungsleitung 101 von einem Richtungs
steuerventil 5 ist in zwei Verzweigungsleitungen 102 aufgeteilt. Diese
Verzweigungsleitungen 102 sind jeweils mit zwei Druckkammern der
Antriebszylinder 2 verbunden.
Das Richtungssteuerventil 5 besteht aus einem 3,4-Richtungssteuerventil
(4-Anschluß-/3-Positionsrichtungssteuerventil, das tatsächlich ein Rotations
ventil ist) mit einem Begrenzer; die Versorgungsleitung 101 und die
Verzweigungsleitungen 102 sind mit drei der vier Anschlüsse verbunden,
wobei der verbleibende Anschluß mit dem Behältertank 14 über eine
Rückführleitung 103 verbunden ist. Obwohl das Schalten des Richtungs
steuerventils 5 im Detail nicht dargestellt ist, wird es durch Betätigen des
Lenkrades 4 bewirkt. Die Strömungsrichtung des von der Hydraulikpumpe
7 an den Antriebszylinder 2 zugeführten Hydrauliköls wird gemäß der
Betriebsrichtung 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, wie
allgemein bekannt, wird die Kolbenstange 2a des Antriebszylinders durch
eine Zahnstange und ein Ritzel 104 betätigt, die beim Betrieb des
Lenkrades 4 ineinandergreifen. Zu diesem Moment wird der Betriebs
zylinder 2 auch betätigt, was einen leichten Betrieb des Lenkrades 4
erlaubt. Wenn das Lenkrad 4 nicht in Betrieb ist, ist das Richtungs
steuerventil 5 in der neutralen Position, was bewirkt, daß die zwei
Druckkammern des Antriebszylinders 2 mit der Seite niedrigeren Druc
kes, d. h. mit dem Behältertank 14 über das Richtungssteuerventil 5
verbunden werden. In Fig. 33 ist die Zahnstange der Zahnstange und
des Ritzels 104 so angedeutet, daß deren Achse um 90 Grad verschieden
ist.
Die Lenkkraftsteuerungseinrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist des
weiteren mit einer Lenkkraftänderungseinheit 105 zum Ändern der
Lenkkraft (Tastrückkopplung) des Lenkrades 4 versehen.
Die Lenkkraftänderungseinheit 105 ist an einem Kupplungsabschnitt, der
zwischen einer Eingangswelle 4a, durch die die Drehung des Lenkrades
4 eingeleitet wird, und eine Ausgangswelle 104a angeordnet ist, welche
integral mit der Ritzelradseite der Zahnstange und des Ritzels 104
verbunden ist, vorgesehen. Diese Einheit 105 wird durch das Hydrauliköl
betätigt, das von der Hydraulikpumpe 7 zugeführt wird. Die Eingangs
welle 4a und die Ausgangswelle 104a sind relativ drehbar innerhalb eines
vorbestimmten Bereiches; die Richtungsschaltung des Richtungssteuerven
tils 5 wird durch die Differenz im Drehwinkel zwischen der Eingangs
welle 4a und der Ausgangswelle 104a ausgeführt.
Die Lenkkraftänderungseinheit 105 ist mit einer Vielzahl von Kolben
versehen, die hydraulisch in Richtung auf die Ausgangswelle 104a gleiten,
obwohl keine detaillierte Veranschaulichung angegeben ist. Diese Kolben
drücken die Eingangswelle 4a nach Erhalt eines Öldruckes, wodurch die
relative Rotation der Eingangswelle 4a und der Ausgangswelle 104a
unterdrückt werden. Wenn die Kraft der Kolben, die die Eingangswelle
4a drücken, groß ist, verringert sich die relative Rotation der Eingangs
welle 4a und der Ausgangswelle 104a, womit der Betrieb des Richtungs
steuerventils 5 unterdrückt wird. Im Ergebnis steigt die Lenkkraft (Tast
rückkopplung) des Lenkrades 4 (fühlt sich stärker an). Wenn die Kraft
der Kolben, die die Eingangswelle 4a drücken, klein ist, steigt die relati
ve Rotation der Eingangswelle 4a und der Ausgangswelle 104a, was
einen leichten Betrieb des Richtungssteuerventils 5 erlaubt. Im Ergebnis
sinkt die Lenkkraft (Tastrückkopplung) des Lenkrades 4 (es fühlt sich
leichter an). Die Lenkkraft des Lenkrades 4 kann kontinuierlich durch
ein kontinuierliches Ändern der Kraft der Kolben geändert werden, die
die Eingangswelle 4a drücken.
Bezüglich des Hydrauliksystems der Lenkkraftänderungseinheit 105 ist
eine Zweigleitung 106 mit dem Öldruckversorgungsanschluß der Lenk
kraftänderungseinheit 105 verbunden, welche sich von einem Mittelpunkt
der Versorgungsleitung 101 erstreckt, die die Hydraulikpumpe 7 und das
Richtungssteuerventil 5 verbindet. Bei einem gewissen Mittelpunkt der
Verzweigungsleitung 106 ist ein elektromagnetisches Drucksteuerventil 107
vorgesehen, und durch dieses Drucksteuerventil 107 wird das Hydrauliköl,
das von der Hydraulikpumpe 7 ausgestoßen wird, der Lenkkraftände
rungseinheit 105 zugeführt. Das Hydrauliköl, das der Lenkkraftänderungs
einheit 105 zugeführt wird, strömt in die Druckkammer eines Kolbens
und wird in die Rückführleitung 103 über eine Leitung 108 durch eine
Öffnung (nicht gezeigt) ausgegeben.
Der Arbeitsöldruck, der der Lenkkraftänderungseinheit 105 zugeführt
wird, d. h. der Druck, der auf die Kolben angelegt wird, wird gemäß dem
Wert des elektrischen Stromes eingestellt, der einem Magneten 107a des
Drucksteuerventils 107 zugeführt wird, welches elektrisch mit der Steue
rungsvorrichtung 15 zum Steuern des Wertes für den Strom, der dem
Magneten 107a zugeführt wird, verbunden ist. Somit wird das Druck
steuerventil 107 durch die Größe des Stromes gesteuert, der an dem
Magneten 107a zugeführt wird. Ein EIN- oder AUS-Schalten des elek
trischen Stromes, der dem Magneten 107a zugeführt wird, kann jedoch
anforderungsgesteuert sein.
Somit kann die Lenkkraft des Lenkrades 4 durch Steuern des Wertes
des Stromes, der dem Magneten 107a des Drucksteuerventils 107 zu
geführt wird, gesteuert werden.
Wenn der Wert des dem Magneten 107a zugeführten Stromes maximal
ist, ist das Drucksteuerventil 107 geschlossen, und kein Arbeitsöldruck
wird der Lenkkraft- bzw. Servoänderungseinheit 105 zugeführt, wodurch
die Eingangswelle 4a und die Ausgangswelle 104a ohne Widerstand
relativ rotieren 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 der Wert des dem Magneten 107a zugeführten Stromes sich
verringert, erhöht sich der Öffnungsgrad des Drucksteuerventils, und der
Arbeitsöldruck, der der Lenkkraft-Änderungseinheit 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 Antriebszylin
ders 2 wird dementsprechend unterdrückt, was zu einer hohen Kraft
führt, die benötigt wird zum Lenken des Lenkrades 4.
Die Steuerungsvorrichtung 15 empfängt als Eingabeparameter die Fahr
zeuggeschwindigkeit V (entsprechend dem zuvor erwähnten Fahrzeug
geschwindigkeitssignal vx) von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 und
die Informationen über den Straßenverkehrszustand (entsprechend dem
zuvor erwähnten Stadtgebietsgrad r_city, usw.) und die Information über
den Manövrierzustand (entsprechend der zuvor erwähnten Sportlichkeit
"drive"), die durch das zuvor beschriebene Abschätzverfahren erhalten
wird. Auf der Basis dieser Eingabeparameter berechnet die Steuerungs
vorrichtung 15 den Wert des Stromes, der an den Magneten 107a des
Drucksteuerventils 107 zuzuführen ist.
Die gewünschte (ideale) Lenkradcharakteristik des Lenkrades 4 für jeden
Straßenverkehrszustand und Manövrierzustand ist in Tabelle 9 gezeigt.
Entsprechend Tabelle 9 ist eine niedrigere zum Lenken benötigte Kraft
bevorzugt, wenn der Straßenverkehrszustand eine Stadtstraße ist und der
Manövrierzustand, d. h. die Sportlichkeit, niedrig ist, während eine gering
fügig zum Lenken benötigte höhere Kraft bevorzugt ist, wenn die Sport
lichkeit hoch ist. Wenn des weiteren der Straßenverkehrszustand eine
Autobahn ist und die Sportlichkeit niedrig ist, ist eine geringfügig höhere
zum Lenken benötigte Kraft bevorzugt, während eine höhere zum Len
ken benötigte Kraft bevorzugt ist, wenn die Sportlichkeit hoch ist. Wenn
der Straßenverkehrszustand eine verstopfte Straße ist, sollte die Lenkkraft
unabhängig von der Sportlichkeit niedrig sein. Wenn darüber hinaus der
Straßenverkehrszustand eine bergige Straße ist und die Sportlichkeit
niedrig ist, sollte die Lenkkraft niedrig sein, und wenn die Sportlichkeit
hoch ist, sollte die Lenkkraft hoch sein.
Der Autobahngrad als der Straßenverkehrszustand wird nicht von den
obenbeschriebenen Abschätzverfahren abgeschätzt, der Autobahngrad kann
jedoch als der definiert werden, der einen Wert annimmt, der exakt das
Gegenteil von dem Stadtstraßengrad ist. Wenn der Stadtstraßengrad klein
ist, nimmt somit der Autobahngrad einen großen Wert an, und wenn der
Stadtstraßengrad groß ist, nimmt der Autobahngrad einen kleinen Wert
an.
Das in Fig. 34 gezeigte Kennfeld der Charakteristik der Fahrzeugge
schwindigkeit über dem Strom wird in dem Speicher der Steuerungsein
heit 15 im voraus gespeichert. Die Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt
einen Strom-Sollwert, der für die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend
dem Kennfeld geeignet ist und liefert die Ströme an den Magneten 107a
entsprechend dem Strom-Sollwert. Das Kennfeld der Charakteristik wird
auf der Basis eines Falles erstellt, bei welchem der Stadtstraßengrad
minimal ist (der Autobahngrad ist hoch) und das Niveau der Sportlich
keit minimal ist.
Bis zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit von z. B. 20 km/Stunde nimmt der
Strom-Sollwert einen Maximalwert an (z. B. 1 A). Wenn die Fahrzeug
geschwindigkeit im Bereich von z. B. 20 bis 70 km/Stunde ist, verringert
sich der Strom-Sollwert auf eine feste Rate von dem Maximalwert, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit sich erhöht. Wenn die Fahrzeuggeschwindig
keit z. B. 70 km/Stunde übersteigt, bleibt der Strom-Sollwert auf einem
festen Stromwert (z. B. 0,55 A), was etwa die Hälfte des Maximalwertes
ist. Der dem Magneten zugeführte Strom nimmt in Abhängigkeit von
dem Standard des Magneten einen unterschiedlichen Wert an.
Die Steuerungsvorrichtung 15 korrigiert die elektrische Stromcharakteristik
gemäß den Änderungen des Straßenverkehrszustandes und des Manövrier
zustandes. Genauer ausgedrückt, korrigiert die Steuerungsvorrichtung 15
die Stromcharakteristik, wie es durch die unterbrochene Linie in Fig. 35
gezeigt ist, gemäß einem eingetretenen Stadtstraßengrad (r_city). In an
anderen Worten, der Strom-Sollwert der Stromcharakteristik wird so
korrigiert, daß der Strom-Sollwert sich erhöht, wenn der Stadtstraßengrad
sich erhöht. Im Ergebnis fällt die Lenkkraft des Lenkrades 4 (fühlt sich
leichter an), wenn der Stadtstraßengrad sich erhöht. Auf der anderen
Seite setzt die Steuerungsvorrichtung 15 den Strom-Sollwert auf den
Maximalwert (z. B. 1 A), unabhängig von dem Manövrierzustand, wenn sie
insbesondere den Straßenstaugrad als die Information über den Straßen
verkehrszustand empfängt. Das ergibt eine extrem leichte Lenkkraft des
Lenkrades 4, was eine optimale Lenkcharakteristik zum Fahren bei
verstopfter Straße schafft.
Die Steuerungsvorrichtung 15 korrigiert die durch die unterbrochene
Linie in Fig. 36 gezeigte Charakteristik gemäß der Sportlichkeit "drive",
die sie empfängt. Speziell ausgedrückt, 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 einem tatsächlichen Fahrzeug offenbarten, daß
der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad als innerhalb des Stadtstraßengrades und
des Autobahngrades 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 Stromes steuert, der
dem Magneten des Drucksteuerventils zugeführt wird, welches der Steuer
parameter der Servosteuervorrichtung ist, und zwar entsprechend dem
Stadtstraßengrad und ähnlichem, was als der Straßenverkehrszustand
dient. Das ermöglicht es, die Lenkkraftcharakteristik des Lenkrades
gemäß dem Stadtstraßengrad und ähnlichem einzustellen. Im Ergebnis ist
das Fahrzeug mit der Lenkcharakteristik des Lenkrades versehen, welche
zu dem vorliegenden Straßenverkehrszustand paßt.
Außerdem wird der Wert des Stromes, der dem Magneten des Druck
steuerventils zugeführt wird, welches der Steuerparameter der Servosteue
rungseinrichtung ist, gemäß der Ausgabe "drive" des neuralen Netzwerkes
gesteuert, die kennzeichnend für die Sportlichkeit als der Manövrierzu
stand ist, der durch den Fahrer beabsichtigt ist. Das ermöglicht es, die
Lenkkraftcharakteristik des Lenkrades gemäß der Sportlichkeit einzustel
len. Im Ergebnis ist, wenn die Sportlichkeit des Fahrers beim Fahren
sich erhöht, das Fahrzeug mit der Lenkcharakteristik eines sportlichen
Autos versehen, während es mit der Lenkcharakteristik eines Luxus-Autos
versehen ist, wenn sich die Sportlichkeit verringert und auf einen ge
mächlichen Betrieb übergegangen wird.
Es wird nun ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß
einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist auf einen PKW angewendet, welcher mit
einer Steuerungsvorrichtung für die Geschwindigkeitsänderung eines
Fahrzeugautomatikgetriebes als die Vorrichtung zum Steuern der Fahr
zeuglaufcharakteristik ausgestattet.
Fig. 37 zeigt die schematische Konfiguration des Automatikgetriebes des
PKW′s gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung bezeichnet
Ziffer 201 einen Verbrennungsmotor, wobei die Leistung des Motors 201
an Antriebsräder (nicht gezeigt) über das Automatikgetriebe 202 über
tragen wird. Das Automatikgetriebe 202 weist einen Drehmomentwandler
204, eine Getriebeübertragung 203, einen Hydraulikkreis 205, eine Steue
rungsvorrichtung 15 usw. auf. Die Getriebeübertragung 203 ist z. B. mit
einem Zahnradzug von vier Stufen bzw. Gängen vorwärts und einer Stufe
bzw. einem Gang rückwärts und vielen Kraftschlußeinrichtungen für die
Geschwindigkeitsänderung zum Ändern des Getriebeverhältnisses des
Getriebezuges ausgestattet, um dadurch einen Geschwindigkeitsänderungs
betrieb zu bewirken. Die Kraftschlußeinrichtungen für die Geschwindig
keitsänderung sind z. B. hydraulische Kupplungen oder hydraulische Brem
sen.
Fig. 38 zeigt einen Teil der Konfiguration der Getriebeübertragung 203.
Ein erstes treibendes Getrieberad 231 und ein zweites treibendes Getrie
berad 232 sind drehbar um die Eingangswelle 203a angeordnet. Des
weiteren sind Hydraulikkupplungen 233 und 234, die als die Kraftschluß
einrichtungen für die Geschwindigkeits- bzw. Drehzahländerung dienen, an
der Eingangswelle 203a zwischen dem ersten treibenden Getrieberad 231
und dem zweiten treibenden Getrieberad 232 befestigt. Die treibenden
Getrieberäder 231 und 232 rotieren mit der Eingangswelle 203a als ein
Stück, wenn sie in Eingriff mit den Kupplungen 233 und 234 sind. Eine
Zwischenübertragungswelle 235, die parallel zu der Eingangswelle 203a
angeordnet ist, ist mit einer Antriebsachse über ein Endreduktionsgetrie
be, nicht gezeigt, gekoppelt. An der Zwischenübertragungswelle 235 sind
ein erstes getriebenes Zahnrad 236 und ein zweites getriebenes Zahnrad
237 befestigt. Diese getriebenen Zahnräder 236 und 237 kämmen mit
den treibenden Zahnrädern 231 und 232.
Wenn die Kupplung 231 im Eingriff mit dem ersten treibenden Getriebe
rad 231 ist, wird somit die Umdrehung der Eingangswelle 203a an die
Kupplung 233, das erste treibende Getrieberad 231, das erste getriebene
Getrieberad 236 und die Zwischenübertragungswelle 235 übertragen. Das
erstellt bzw. liefert z. B. die erste Drehzahl bzw. Geschwindigkeit. Wenn
die Kupplung 234 mit dem zweiten treibenden Getrieberad 232 im
Eingriff ist, wird die Übertragung der Eingangswelle 203a an die Kupp
lung 234, das zweite treibende Getrieberad 232, das zweite getriebene
Getrieberad 237 und die Zwischenübertragungswelle 235 übertragen,
womit die zweite Drehzahl festgelegt wird. Das Automatikgetriebe 2
schaltet die erste Drehzahl auf die zweite Drehzahl hoch durch Inein
griffbringen der Kupplung 234 an der Seite des zweiten Ganges, während
die Kupplung 233 auf der Seite des ersten Ganges außer Eingriff ge
bracht wird. Im Gegensatz dazu schaltet das Automatikgetriebe 202 die
zweite Drehzahl auf die erste Drehzahl herunter durch Ineingriffbringen
der Kupplung 233, während die Kupplung 234 außer Eingriff gebracht
wird.
Die Kupplungen 233 und 234 sind hydraulische Mehrfachscheibenkupp
lungen. Fig. 39 zeigt den Querschnitt der Kupplung 233; die Kupplung
233 hat viele reibmäßig bzw. kraftschlüssig einander berührende Scheiben
250. Wenn Hydrauliköl von einem Ölweg 214, der 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 Kupplungs
scheiben reibmäßig miteinander in Eingriff gebracht werden. Der Rei
beingriff der Kupplungsscheiben 250 wird freigegeben, wenn der Kolben
252 gedrückt wird und durch eine Rückholfeder 253 zurückbewegt wird,
während Hydrauliköl in den Ölweg 214 über den Anschluß 251 ausgege
ben wird.
Der Eingriff der Kupplung 233 kann vollständig freigegeben werden,
indem die Kupplungsscheiben 250 in einer Standby-Position davon ge
bracht werden. In der Standby-Position werden Spiele zwischen den
Kupplungsscheiben 250 zum Verhindern geschaffen, daß das sogenannte
Schleifdrehmoment auftritt. Zum Ineingriffbringen der Kupplung 233 ist
es deshalb notwendig, diese Spiele zu entfernen. Um es etwas klarer
auszudrücken, müssen die Kupplungsscheiben 250 um einen Tothub in
Richtung auf eine Position bewegt werden, bei der die zuvor erwähnten
Spiele fast auf Null gebracht sind, was unmittelbar neben der Position
ist, bei der der Kraftschlußeingriff auftritt. Die Zeit zum Entfernen der
Spiele wird benötigt. Auf der anderen Seite tritt bei der in Eingriff
befindlichen Kupplung 233 das obenerwähnte Schleifdrehmoment während
eines kleinen Zeitbereiches auf, nachdem die Kupplungsscheiben 250
beginnen, sich zu trennen; deshalb wird eine Öldruckfreigabezeit als eine
Leerlaufzeit benötigt, die sich dem Beginn des Ausgebens des Hydraulik
öls von der Kupplung 233 anschließt, bis der Eingriff der Kupplung 233
vollständig freigegeben ist.
Die Kupplung 234, die dieselbe Konfiguration wie die der Kupplung 233
hat, benötigt eine vorbestimmte Spielentfernungszeit zu der Zeit des
Eingriffs und eine vorbestimmte Öldruckentfernungszeit zu der Zeit des
Außereingriffszustandes.
Der Hydraulikkreis 205 weist Arbeitsmagnetventile (die hier nachfolgend
einfach als Magnetventile bezeichnet werden) auf, welche den zuvor
erwähnten Kraftschlußeinrichtungen für die individuelle Gangänderung
entsprechen. Er betreibt die Kraftschlußeinrichtungen für die individuelle
Gangänderung, d. h. die Kupplungen und Bremsen unabhängig vonein
ander. Die Magnetventile betreiben die Kupplungen und Bremsen in der
gleichen Art; deshalb wird die Beschreibung für die Magnetventile zum
Betätigen der Kupplung 233 unter Bezug auf Fig. 40 gegeben, die Er
klärung der anderen Magnetventile wird weggelassen.
Fig. 40 zeigt einen Teil des Hydraulikkreises 205, welcher mit einem
Magnetventil 211 zum Zuführen von Öldruck an die Hydraulikkupplung
233 ausgerüstet ist. Das Magnetventil 211 ist ein normal geschlossenes
Zweipositionsschaltventil 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 Regulierventil o. ä.,
das nicht gezeigt ist, ist an einem gewissen Mittelpunkt des ersten
Ölweges 213 vorgesehen, so daß ein Hydraulikdruck (Leitungsdruck), 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 213 erstreckt, und verbunden mit
einem dritten Anschluß 211c ist ein dritter Ölweg 215, der sich zu einem
Öltank erstreckt, der nicht veranschaulicht 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 Durchgangsbereich
des Begrenzers 217, der in dem dritten Ölweg 215 vorgesehen ist. Des
weiteren ist ein Sammler 218 mit einem gewissen Mittelpunkt des zwei
ten 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. einem 50-Hz-Steuerzyklus, durch die Steue
rungsvorrichtung 15 gesteuert. Während ein Magnet 211e des Magnetven
tils 211 unerregt bleibt, wird ein Ventilkörper 211f durch eine Rückholfe
der 211g gedrückt, um eine Kommunikation zwischen dem ersten An
schluß 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 gegen die Federkraft 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 Eingangsseite der Steuerungsvorrichtung 15
sind verschiedene Sensoren, wie z. B. ein Nt-Sensor 221, ein No-Sensor 22
und ein Rt-Sensor 223. Der Nt-Sensor 221 ist ein Turbinendrehzahlsensor
zum Erfassen der Drehzahl Nt der Turbine des Drehmomentwandlers
204 (d. h. der Eingangswelle der Getriebegangänderungseinrichtung 203).
Der No-Sensor 222 (der dem zuvor erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeits
sensor 22 entspricht) ist ein Drehzahlsensor für das Übertragungsan
triebsgetriebe zum Erfassen der Drehzahl No des Übertragungsantriebs
getriebes, das nicht gezeigt ist. Die Steuerungsvorrichtung 15 berechnet
die Fahrzeuggeschwindigkeit V (die der zuvor erwähnten Fahrzeugge
schwindigkeit vx entspricht) gemäß der Drehzahl No. Der Rt-Sensor 223
(der dem zuvor erwähnten Drosselöffnungsgradsensor 23 entspricht) ist
ein Drosselventil-Öffnungsgradsensor zum Erfassen des Ventilöffnungs
grades Rt eines Drosselventils, das an einem gewissen Mittelpunkt eines
Einlaßdurchganges (nicht dargestellt) des Motors 201 angeordnet ist.
Diese Sensoren 221 bis 223 liefern erfaßte Signale an die Steuerungsvor
richtung 15 zu vorbestimmten Intervallen.
Zur Steuerungsvorrichtung 15 werden des weiteren der Straßenverkehrs
zustand und die Parameter (z. B. Straßenstaugrad r_jam, Stadtstraßengrad
r_city, Autobahngrad r_high, Fahrbahn-Bergigkeitsgrad r_mount und
Sportlichkeitsfahrt) zugeführt, die für den durch den Fahrer beabsichtig
ten Manövrierzustand kennzeichnend sind, die gemäß dem zuvor be
schriebenen Abschätzverfahren berechnet werden.
Eine Prozedur zum Festlegen einer optimalen Befehlsschaltstufe gemäß
den empfangenen Erfassungssignalen und Parametern und zum Ausführen
einer Schaltänderung gemäß der Befehlsschaltstufe wird zuvor in dem
Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert. Die Steuerungsvor
richtung 15 bewirkt, daß eine an der Seite angekoppelte Kupplung, z. B.
die Kupplung 233, außer Eingriff gebracht wird und eine an der Seite
freigegebene Kupplung, z. B. die Kupplung 234, in Eingriff gebracht wird,
um dadurch die Schaltänderung in dem Automatikgetriebe 202 durch
wiederholtes Ausführen der Schaltänderungsprozedur zu vorbestimmten
Zeitintervallen auszuführen.
Nachfolgend wird die Prozedur zum Ausführen der Schaltänderung unter
Bezug auf die Flußdiagramme beschrieben, die in den Fig. 41 und 42
gezeigt sind.
Als erstes berechnet in einem Schritt S60 die Steuerungsvorrichtung 15
die Fahrzeuggeschwindigkeit V aus der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindig
keitssensors (No-Sensor 22) und den Drosselöffnungsgrad Rt aus der
Ausgabe des Drosselöffnungsgradssensors (Rt-Sensor 23). Dann liest in
einem 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 Fahrbahnzustandsparameter
sind, die gemäß dem zuvor erwähnten Abschätzverfahren berechnet
werden. Als nächstes berechnet sie die Werte der ausgelesenen Ein
gabewerte in dem Bereich von "0 bis 100" in die Werte in dem Bereich
von "0 bis 10" um. Die Steuerungsvorrichtung 15 liest auch die Sportlich
keit "drive", die der Manövrierzustandsparameter ist, der von dem Ab
schätzverfahren 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 aus dem zuvor erwähnten Abschätz
verfahren berechnet, es kann jedoch angenommen werden, daß er einen
Wert annimmt, der exakt entgegengesetzt von dem des Stadtstraßengrades
r_city ist. Somit kann der Autobahngrad r_high als ein Wert definiert
werden, der durch Subtrahieren des Wertes des Stadtstraßengrades 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 Leistungssignal von einem Beschleunigungssensor (nicht gezeigt). Die
Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt dann, ob der erhaltene Staustraßen
grad r_jam ein Maximalwert MAX ist, z. B. "10" (Schritt S66). Wenn das
Bestimmungsergebnis bejahend ist, bestimmt dann die Steuerungsvor
richtung, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als eine vorbestimmte
Fahrzeuggeschwindigkeit V0 ist (z. B. 40 km/Stunde) (Schritt S68). Wenn
das Bestimmungsergebnis bejahend ist, setzt die Steuerungsvorrichtung
eine Schaltbefehlvariable SHIFTO auf "2" (Schritt S70), und führt die
Schaltänderung gemäß einem Schaltkennfeld zum Halten des zweiten
Ganges aus.
Das Schaltkennfeld zum Halten des zweiten Ganges hat einen breiteren
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, in dem der zweite Gang beibehalten
wird, und zwar durch Bewegen eines Teils der 2-3 Hochschaltlinie in
Richtung auf die Seite höherer Geschwindigkeit, wobei keine 2-1 Her
unterschaltlinie vorgesehen ist. Demgemäß wird, wenn der Straßenver
kehrszustand das Fahren auf einer verstopften Straße mit einer Fahr
zeuggeschwindigkeit von 40 km/Stunde ist, das Gangänderungsgetriebe im
zweiten Gang gemäß dem Schaltkennfeld zum Halten des zweiten Gan
ges gehalten. In diesem Zustand, bei dem der zweite Gang gehalten
wird, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit "0" wird und somit das
Fahrzeug zeitweilig anhält, der Zustand des zweiten Ganges beibehalten.
Deshalb wird, selbst wenn häufig Anhalten und Starten wiederholt wer
den, ein sanfter Start gesichert, der frei von einem Gangänderungsstoß
ist, und ein zuverlässiges Motorabbremsen kann zur Zeit der Verzöge
rung durchgeführt werden.
Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S66 negativ ist,
dann wird ein Schaltmuster-Bewegungsmodus 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, führt dann die Steuerungsvorrichtung 15 einen Schritt S74 aus,
der später diskutiert wird. Wenn das Bestimmungsergebnis des Schrittes
S68 negativ ist, d. h. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 40 km/Stunde
oder höher ist, selbst wenn die Fahrbahn als verstopft bestimmt wird,
dann wird der Haltemodus für den zweiten Gang außer Eingriff gebracht
und es wird in den Schaltmuster-Bewegungsmodus eingetreten. Die
Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt einen Schaltweg-Bewegungskoeffizienten
KM aus der Beziehung der Sportlichkeit "drive" und der Fahrbahnneigung
(RS) gemäß dem Kennzeichen für das Stadtgebiet, das in Fig. 44 gezeigt
ist (Schritt S74). Der Bereich des 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 in Fig. 45 gezeigten Autobahnkennfeld
(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 in Fig. 46 gezeigten Kennfeld für eine bergige
Straße (Schritt S80).
Der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM, der in den obenangeführten
Schritten bestimmt wird, nimmt einen großen Wert an, wenn die Auf
wärtsfahrbahnneigung RS groß ist und die Sportlichkeit "drive", welche
kennzeichnend für den Manövrierzustand des Fahrers ist, groß ist. Der
Wert, der durch den Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM angenommen
wird, erhöht sich in der Größenordnung der Autobahn, Stadtstraße und
bergigen Straße, welche die Straßenverkehrszustände kennzeichnen.
Nach Schritt S74 wird der Schritt S78 oder der Schritt S80 ausgeführt,
und die Steuerungsvorrichtung 15 verwirklicht eine Berechnungsroutine für
eine Befehlsschaltstufe SHIFTO in Schritt S82.
Die Prozedur zum Verwirklichen der Berechnungsroutine für die Befehls
schaltstufe SHIFTO wird nun gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 42
unter Bezug auf die Fig. 47 und 48 beschrieben. Beim Erklären der
Ausführprozedur ist die vorliegende Schaltstufe im zweiten Gang (Be
fehlsschaltstufe SHIFTO = 2).
Zwei Typen von grundlegenden Schaltkennfeldern sind in dem Speicher
der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert; eine Vielzahl von Hochschalt
kennfeldern, die für die Hochschaltwege von 1-2, 2-3 bzw. 3-4 klassifiziert
sind, und eine Vielzahl von Herunterschaltkennfeldern, die für die
Herunterschaltwege von 4-3, 3-2 bzw. 2-1 klassifiziert sind. Jeder Schalt
weg hat zwei Typen von grundlegenden Schaltmustern, nämlich ein
mildes Muster zum Ausführen einer sanften Schaltänderung und ein
sportliches Muster zum Ausführen einer agilen Schaltänderung. Fig. 47
zeigt nur den Hochschaltweg von 2-3, während Fig. 48 nur den Her
unterschaltweg von 2-1 zeigt. Das gleiche trifft für die anderen Schalt
wege zu, und deren Erklärung wird weggelassen.
In der Berechnungsroutine für die Befehlsschaltstufe werden Einschätz
fahrzeuggeschwindigkeiten (NOU, NOD von dem Drosselöffnungsgrad Rt
und dem erhaltenen Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM erhalten, und
die Befehlsschaltstufe SHIFTO wird aus den Abschätzfahrzeuggeschwindig
keiten bestimmt.
Als erstes bestimmt die Steuerungsvorrichtung 15 einen Fahrzeuggeschwin
digkeitswert NOUS, der einem tatsächlichen Drosselöffnungsgrad Rt′ ent
spricht, aus dem sportlichen Muster des Hochschaltweges, wie in Fig. 47
gezeigt (Schritt S84), und bestimmt einen Fahrzeuggeschwindigkeitswert
NOUM, der dem tatsächlichen Drosselöffnungsgrad Rt′ entspricht, aus
dem milden Muster des Hochschaltweges (Schritt S86). Des weiteren
bestimmt sie die Hochschaltdrehzahl NOU durch Ersetzen des Schaltweg-
Bewegungskoeffizienten KM, des Fahrzeuggeschwindigkeitswertes NOUS
und des Fahrzeuggeschwindigkeitswertes NOUM für die nachfolgende
Berechnungsformel, um dadurch die Hochschaltdrehzahl NOU zu erhalten
(Schritt S88):
NOU = NOUM + KM · (NOUS - NOUM)
Der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM reicht von 0 bis 1,0; deshalb
liegt die Hochschaltdrehzahl NOU, die aus dieser Berechnungsformel
erhalten wird, zwischen dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUM und
dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUS.
Wenn z. B. der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM "0" ist, wird der
Hochschaltgang NOU bzw. die Hochschaltgeschwindigkeit bzw. die Hoch
schaltdrehzahl gleich dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUM. Mit
anderen Worten, der Hochschaltweg wird das milde Muster. Wenn der
Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM "1,0" ist, dann wird die Hochschaltge
schwindigkeit NOU gleich dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUS. Mit
anderen Worten, 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 Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUS.
Nimmt man an, daß der Drosselöffnungsgrad Rt willkürlich mit einem
festen Schaltbewegungskoeffizienten KM geändert wird, wird eine ange
nommene Hochschaltlinie erhalten, die durch eine gestrichelte Linie in
Fig. 47 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 gezeigt ist, von dem milden Muster zu dem
sportlichen Muster in Fig. 49.
Die Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt dann einen Fahrzeuggeschwindig
keitswert NODS, der dem tatsächlichen Öffnungsgrad Rt′ entspricht, aus
der Herunterschaltlinie des sportlichen Musters, das in Fig. 48 gezeigt ist
(Schritt S90) und bestimmt den Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUDM,
der dem tatsächlichen Öffnungsgrad Rt′ entspricht, aus dem Herunter
schaltweg 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 nachfolgende
Berechnungsformel, um die Herunterschaltgeschwindigkeit NOD zu erhal
ten (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, die 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 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 Schaltbewegungskoeffizienten KM geändert wird, so wird eine
angenommene Herunterschaltlinie erhalten, die durch eine gestrichelte
Linie in Fig. 48 gekennzeichnet ist. Das bedeutet, daß die Herunter
schaltlinie gemäß dem Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM korrigiert
wird. Wenn der Wert des Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM sich von
0 auf 1,0 ändert, bewegt sich die Herunterschaltlinie nach rechts, wie es
durch die unterbrochenen Linien gezeigt ist, von dem milden Muster zu
dem sportlichen Muster in Fig. 50.
Dann bestimmt in einem Schritt S96 die Steuerungsvorrichtung 15, ob
die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V die von dem Fahrzeugge
schwindigkeitssensor gelesen wird, größer ist als die Hochschaltgeschwin
digkeit NOU, die in Schritt S88 bestimmt ist. Wenn das Bestimmungs
ergebnis bejahend ist, dann addiert die Steuerungsvorrichtung "1" zu dem
Wert der Befehlsschaltstufe SHIFTO (Schritt S98). Im Ergebnis führt die
Steuerungsvorrichtung 15 ein Hochschalten gemäß dem Wert der Befehls
schaltstufe SHIFTO aus. In dem Fall dieses Ausführungsbeispiels ändert
sich die Befehlsschaltstufe SHIFTO von 2 auf 3; deshalb wird das Hoch
schalten von 2-3 verwirklicht.
Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S96 negativ ist,
dann bestimmt die Steuerungsvorrichtung 15, ob die tatsächliche Fahr
zeuggeschwindigkeit V kleiner als die Herunterschaltgeschwindigkeit
NOD ist, die in Schritt S94 bestimmt wird (Schritt S100). Wenn das
Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann subtrahiert die Steuerungsvor
richtung "1" von dem Wert der Befehlsschaltstufe SHIFTO (Schritt S102).
Im Ergebnis führt die Steuerungsvorrichtung 15 ein Herunterschalten aus.
In dem Fall dieses Ausführungsbeispiels ändert sich die Befehlsschaltstufe
SHIFTO von 2 auf 1; deshalb wird die Herunterschaltung von 2-1 ver
wirklicht.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S100 negativ ist, wird die
Routine zum Berechnen der Befehlsschaltstufe SHIFTO beendet, wobei
der Wert der Befehlsschaltstufe SHIFTO ungeändert bleibt.
Wie oben erklärt, wird gemäß der Steuerungsvorrichtung für die Ge
schwindigkeitsänderung des Kraftfahrzeugautomatikgetriebes gemäß der
vorliegenden Erfindung der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM gemäß
den Straßenverkehrszuständen und dem Fahrzeugmanövrierzustand (Sport
lichkeit "drive") bestimmt, welche durch das zuvor erwähnte Abschätzver
fahren und die Fahrbahnneigung RS erhalten wird, dann wird das Schalt
kennfeld erhalten, in welchem die Hochschaltlinie und die Herunter
schaltlinie bewegt werden (korrigiert) gemäß dem Schaltweg-Bewegungs
koeffizienten KM. Auf der Basis des Schaltkennfeldes wird die Befehls
schaltstufe SHIFTO bestimmt, um die Schaltänderung auszuführen. Das
ermöglicht es, daß ein Schaltgefühl am besten für jeden Straßenverkehrs
zustand und jeden Fahrzeugmanövrierzustand geeignet ist.
Wenn z. B. eine starke Neigung einer bergigen Straße sportlich befahren
wird, werden sowohl die Hochschaltlinie als auch die Herunterschaltlinie
des Schaltkennfeldes zu dem sportlichen Muster bewegt, um agile Schalt
änderungen bereitzustellen. Das Ergebnis ist ein sportliches Schalten.
Wenn im Gegensatz dazu eine flache Autobahn gemächlich befahren
wird, werden sowohl die Hochschaltlinie als auch die Herunterschaltlinie
des Schaltkennfeldes zu dem milden Muster bewegt, um sanfte Schalt
änderungen zu gewährleisten. Das Ergebnis ist ein gemächliches bzw.
langsames Schalten.
Nachfolgend wird ein Steuerverfahren für eine Fahrzeuglaufcharakteristik
gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist auf einen PKW angewandt, der mit einer
Steuerungseinrichtung für die Motorleistung (Traktionssteuerungsvorrich
tung) ausgestattet ist, als die Vorrichtung zum Steuern der Fahrzeuglauf
charakteristik.
Bezugnehmend auf Fig. 51 ist an einem gewissen Mittelpunkt einer
Einlaßleitung 301, die mit der Brennkammer (nicht gezeigt) des Fahr
zeugmotors verbunden ist, ein Drosselkörper 304 vorgesehen, der darin
ein Drosselventil 303 aufnimmt, welches den Öffnungsgrad (effektive
Querschnittsfläche) des Einlaßdurchganges 302 ändert, der durch die
Einlaßleitung 301 gebildet ist, um dadurch die Menge an Einlaßluft zu
regeln, die in die Brennkammer eingeführt wird.
Das Drosselventil 303 hat eine Drosselwelle, die daran drehbar an dem
Drosselkörper 304 gelagert ist, so daß die Drosselwelle gemäß der Größe
des Drückens eines Gaspedals 305 gedreht wird. Die Rotation der
Drosselwelle dreht das Drosselventil 303 in der Öffnungsrichtung. Das
Motorantriebsmoment erhöht sich gemäß dem Öffnungsgrad des Drossel
ventils 303.
Das Drosselventil 303 wird auch durch eine Betätigungseinrichtung 306
betrieben, die in dem Drosselkörper 304 zusätzlich zum Betrieb des
Gaspedals 305 vorgesehen ist. Das Drosselventil 303 öffnet sich jedoch
nicht, wenn nicht das Gaspedal 305 heruntergedrückt wird. Speziell
ausgedrückt, entspricht der Öffnungsgrad des Drosselventils 303 Eins-zu-
Eins der Größe des Niederdrückens des Gaspedals 305, wenn die Betäti
gungseinrichtung 306 nicht in Betrieb ist. Wenn die Betätigungseinrich
tung 306 betrieben wird, ist das Drosselventil 303 geschlossen, unabhängig
von der Größe des Drückens des Gaspedals 305, was einen Zustand
produziert, in welchem das Motorantriebsmoment zwangsläufig reduziert
wird. Das Antriebsmoment des Motors kann wie gewünscht eingestellt
werden durch Regeln des Betriebes der Betätigungseinrichtung 306 in der
obenbeschriebenen Art, wodurch der Öffnungsgrad des Drosselventils 303
geändert wird, unabhängig von der Größe des Herunterdrückens des
Gaspedals 305.
Der Betrieb der Betätigungseinrichtung 306 wird durch die Steuerungsvor
richtung 15 gesteuert. Die Steuerungsvorrichtung 15 steuert den Betrieb
der Betätigungseinrichtung 306 gemäß dem Ausgabesignal, das sie von
einer Drehmomentberechnungseinheit (hier nachfolgend als TCL bezeich
net) 307 empfangen hat, welche ein Soll-Antriebsdrehmoment des Motors
berechnet. Im tatsächlichen Gebrauch führt die Steuerungsvorrichtung 15
eine Arbeitssteuerung über ein Drehmomentsteuerungs-Magnetventil (nicht
gezeigt) aus, welches den Betrieb der Betätigungseinrichtung 306 steuert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn die seitliche Beschleunigung,
die bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges auftritt, einen vorbestimmten
Wert übersteigt, das Motorantriebsmoment verringert, um zu verhindern,
daß das Fahrzeug von dem Kurvenweg abweicht. Das Soll-Antriebsdreh
moment des Motors zum Ausführen der Steuerung wird durch die TCL
307 berechnet, und das Motorantriebsmoment wird nach Notwendigkeit
verringert.
Nachfolgend wird der Prozeß erklärt, der durch die TCL 307 angenom
men wird, um das Soll-Antriebsdrehmoment zu berechnen, wobei auf das
Blockdiagramm von Fig. 52 Bezug genommen wird.
Die TCL 307 ist mit einer Berechnungseinheit 308 für eine seitliche Soll-
Beschleunigung zum Berechnen der seitlichen Soll-Beschleunigung ausge
stattet. Die Berechnungseinheit 308 für die seitliche Soll-Beschleunigung
empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindig
keitssensor 26 und den Lenkwinkel der Vorderräder von dem Lenkwin
kelsensor als die Parameter und berechnet eine seitliche Soll-Beschleuni
gung GYO aus der nachfolgend angegebenen Formel gemäß den empfan
genen Parametern. Die berechnete seitliche Soll-Beschleunigung GYO wird
an eine Berechnungseinheit 309 für eine Längs-Soll-Beschleunigung
zugeführt.
GYO = δ/(ω(A + (1/V2)))
wobei ω den Radstand des Fahrzeuges kennzeichnet, und A ist ein
Stabilitätsfaktor des Fahrzeuges, der von der Konfiguration der Aufhän
gungseinheit, den Charakteristiken der Reifen, den Straßenoberflächenzu
ständen o. ä. abhängt.
Die Berechnungseinheit 309 für die Längs-Soll-Beschleunigung setzt die
Längsbeschleunigung des Fahrzeuges, d. h. eine Längs-Soll-Beschleunigung
Gxo, welche das Fahrzeug vor extremem Untersteuern schützt, gemäß der
seitlichen Soll-Beschleunigung GYO. Genauer ausgedrückt liest die Be
rechnungseinheit 309 für die Längs-Soll-Beschleunigung die Längs-Soll-
Beschleunigung Gxo aus dem Kennfeld von Fig. 53, das zuvor in der
TCL 307 gespeichert wurde, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V und
der empfangenen seitlichen Soll-Beschleunigung GYO und gibt die Längs-
Soll-Beschleunigung Gxo an eine Korrektureinheit 310 aus.
Die Korrektoreinheit 310, die einen Korrekturgrößenparameter für eine
Fahrbahnneigung aus einer Berechnungseinheit 311 für die Korrektur
größe der Fahrbahnneigung erhält, korrigiert die Längs-Soll-Beschleuni
gung Gxo gemäß dem gerade erwähnten Parameter und gibt das Ergeb
nis an eine Drehmomentumwandlungseinheit 312 aus. Die Berechnungs
einheit 311 für die Korrekturgröße für die Fahrbahnneigung berechnet
den Korrekturgrößenparameter der Fahrbahnneigung gemäß der Fahrzeug
geschwindigkeit V und den Fahrbahnneigungsdaten. Somit empfängt die
Drehmomentumwandlungseinheit 312 die Längs-Soll-Beschleunigung Gxo,
die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der berücksichtigten Fahrbahn
neigung korrigiert worden ist.
Die Drehmomentumwandlungseinheit 312 berechnet zuerst ein Bezugs
antriebsdrehmoment TB aus der nachfolgenden Formel gemäß der emp
fangenen Längs-Soll-Beschleunigung Gxo:
TB = (Gxo · Wb · r* TL)/(ρm · ρd · ρT)
wobei TL ein Fahrbahnlastdrehmoment ist, welches der Widerstand der
Fahrbahnoberfläche ist, die als eine Funktion der seitlichen Beschleuni
gung GL des Fahrzeuges bestimmt wird und die aus dem Kennfeld von
Fig. 55 erhalten wird. Das Symbol Wb ist ein Fahrzeuggewicht, r ist ein
Radradius, ρm ist ein Drehzahländerungsverhältnis in dem Getriebe, ρd
ist ein Endreduktionsverhältnis und ρT ist ein Drehmomentumwandlungs
verhältnis.
Die Drehmomentumwandlungseinheit 312 berechnet ein Soll-Antriebs
drehmoment Toc aus der nachfolgend angegebenen Formel gemäß dem
Bezugsantriebsdrehmoment TB.
Toc = α · TB + (1 - α) Td
wobei Td ein benötigtes Antriebsdrehmoment kennzeichnet. Das Antriebs
drehmoment Td, das von dem Fahrer benötigt wird, wird aus dem
Kennfeld von Fig. 55 bestimmt, das in der TCL gespeichert ist, gemäß
einer Motordrehzahl NE, die durch einen Kurbelwinkelsensor erfaßt wird,
und einen Gaspedalöffnungsgrad RA bzw. einen Beschleunigeröffnungs
grad, der durch einen Gaspedalöffnungsgradsensor erfaßt wird. Das
Symbol α kennzeichnet einen Gewichtskoeffizienten, der empirisch durch
Kurvenfahren des Fahrzeuges während des Fahrens bestimmt wird; er
wird auf einen Wert von z. B. etwa 0,6 für eine Fahrbahn mit einem
hohen µ gesetzt.
Wenn eine Erhöhung oder Verringerung des Soll-Antriebsdrehmomentes
Toc des Motors, welches bei Intervallen von vorbestimmten Zyklen
gesetzt wird, extrem groß ist, bewirkt dann die Beschleunigung oder
Verzögerung des Fahrzeuges einen Stoß, was zu einem verschlechterten
Fahrkomfort führt. Deshalb ist es notwendig, das Erhöhen oder Ver
ringern des Soll-Antriebsdrehmomentes Toc zu beschränken, wenn die
Erhöhung oder Verringerung des Soll-Antriebsdrehmomentes Toc des
Motors so groß wird, daß es den Fahrkomfort des Fahrzeuges verschlech
tert.
Das Soll-Antriebsdrehmoment Toc, das wie oben beschrieben bestimmt
wurde, wird an eine Kappungseinheit 313 für die Drehmomentvariation
ausgegeben, um so die Erhöhung oder Verringerung des Soll-Antriebs
drehmomentes zu beschränken.
Wenn der Absolutwert |ΔT| der Differenz zwischen einem Soll-Antriebs
drehmoment Toc(n), der in dem vorliegenden Zyklus berechnet wurde,
und einem Soll-Antriebsdrehmoment Toc (n-1), das in dem nachfolgenden
Zyklus berechnet wurde, kleiner ist als eine vorbestimmte Kappungsgröße
Tk, dann wird in der Kappungseinheit 313 für die Drehmomentvariation
das Soll-Antriebsdrehmoment Toc(n), das zu diesem Zeitpunkt berechnet
wurde, so angenommen wie es ist. Wenn ein Wert T, der durch Sub
trahieren des Soll-Antriebsdrehmomentes Toc(n-1) erhalten wird, welcher
zuvor berechnet wurde, von dem Soll-Antriebsdrehmoment Toc(n), wel
cher zu diesem Zeitpunkt berechnet worden ist, kleiner als eine erste
negative Kappungsgröße Tk ist, d. h. wenn es notwendig ist, das Soll-
Antriebsdrehmoment Toc schnell zu verringern, dann wird das Soll-An
triebsdrehmoment Toc, das zu diesem Zeitpunkt berechnet wurde, gemäß
der nachfolgenden Formel gesetzt:
Toc(n) = Toc(n-1) - Tk
Mit anderen Worten, die Verringerung bezüglich des Soll-Antriebsdreh
momentes Toc(n), das zuvor berechnet wurde, wird durch die zuvor
erwähnte Kappungsgröße Tk beschränkt, um einen Verzögerungsstoß
auszugleichen, der durch die Verringerung des Motorantriebsdrehmomen
tes bewirkt wird.
Wenn im Gegensatz dazu der Wert T durch Subtrahieren des Soll-
Antriebsdrehmomentes Toc(n-1), welches zuvor berechnet wurde, von dem
Soll-Antriebsdrehmoment Toc(n), welches zu diesem Zeitpunkt berechnet
wurde, die Kappungsgröße Tk oder größer ist, d. h. wenn es notwendig
ist, das Soll-Antriebsdrehmoment Toc schnell zu erhöhen, dann wird die
Kappungsgröße Tk zu dem Soll-Antriebsdrehmoment Toc(n-1) addiert, so
daß das Soll-Antriebsdrehmoment Toc(n) für diesen Zeitpunkt aus der
nachfolgenden Formel bestimmt wird:
Toc(n) = Toc(n-1) + Tk
Wenn der Wert T, der durch Subtrahieren des Soll-Antriebsdrehmomen
tes Toc(n-1), der zuvor berechnet wurde, von dem Soll-Antriebsdrehmo
ment Toc(n), der zu diesem Zeitpunkt berechnet wurde, die Kappungs
größe Tk übersteigt, dann wird somit die Erhöhung bezüglich des zuvor
berechneten Soll-Antriebsdrehmomentes Toc(n-1) durch die Kappungs
größe Tk beschränkt, um einen Beschleunigungsstoß zu minimieren, der
durch eine Erhöhung des Motorantriebsdrehmomentes bewirkt wird. Das
ermöglicht es, eine Beschleunigungscharakteristik zu erhalten, die besser
als eine konventionelle ist, und zwar zu der Zeit, wenn der Fahrer das
Gaspedal herunterdrückt.
Die Kappungseinheit 313 für die Drehmomentvariation empfängt die
Kappungsgröße von der Berechnungseinheit 314 für die Kappungsgröße.
Diese Einheit 314 berechnet die Kappungsgröße Tk aus dem in Fig. 56
gekennzeichneten Kennfeld, das in der TCL 307 zuvor gespeichert ist,
gemäß der Sportlichkeit "drive", die der Manövrierzustand ist, der durch
das zuvor erwähnte Abschätzverfahren bestimmt wurde. Die berechnete
Kappungsgröße Tk wird an die Kappungseinheit 313 für die Drehmo
mentvariation ausgegeben.
Somit wird in der Kappungseinheit 313 für die Drehmomentvariation das
Soll-Antriebsdrehmoment Toc gemäß der Kappungsgröße Tk beschränkt,
die gemäß der Sportlichkeit "drive" des Fahrers berechnet wird. Das Soll-
Antriebsdrehmoment Toc, das in der Kappungseinheit 313 für die Dreh
momentvariation korrigiert wird, wird an eine Steuereinheit 315 für den
Drosselöffnungsgrad in der Steuerungsvorrichtung 15 ausgegeben. Die
Steuereinheit 315 steuert den Betrieb der zuvor erwähnten Betätigungs
einrichtung 306 gemäß dem Soll-Antriebsdrehmoment Toc.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Motorleistungssteuerung, die
an die Sportlichkeit angepaßt ist, erzielt werden, wodurch ein sportliches
Kurvenfahren des Fahrzeuges ermöglicht wird.
Ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem
zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun be
schrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist auf einen PKW angewendet, der mit einer
Aufhängungseinheit ausgestattet ist, welche zu einer variablen Steuerung
der Dämpfungskraft in der Lage ist und welche als eine Vorrichtung
zum variablen Steuern der Fahrzeuglaufcharakteristik dient.
Fig. 57 zeigt eine Fahrzeugaufhängungseinheit. Die Luftaufhängungen für
die Vorderräder und die Hinterräder sind durch die Bezugsziffern FS1,
FS2, RS1 und RS2 bezeichnet. Alle Luftaufhängungen weisen etwa
dieselbe Struktur auf; deshalb zeigt die Zeichnung speziell die Struktur
nur einer Luftaufhängung RS1 des rechten Hinterrades.
Da die Luftaufhängungen im allgemeinen bekannt sind, wird nur eine
kurze Erklärung zu deren Struktur gegeben. Die Luftaufhängung RS1 ist
mit einem Stoßdämpfer 401 des Stützstrebentyps versehen, welcher einen
Zylinder 402, einen Kolben 403, eine Kolbenstange 404 und ein Dämp
fungskraft-Schaltventil 405 aufweist. Der Steuerbetrieb des Dämpfungs
kraft-Schaltventils 405 wird durch eine Dämpfungskraft-Schaltbetätigungs
einrichtung 405h ausgeführt. Durch diesen steuernden Betrieb wird die
Querschnittsfläche des Ventildurchganges, der eine erste Dämpfungskam
mer 406a und eine zweite Dämpfungskammer 406b verbindet, geändert,
wodurch die Dämpfungskraft in Schritten geändert wird. In dem Fall
dieses Ausführungsbeispiels weist der Stoßdämpfer 401 drei Niveaus einer
Dämpfungskraft auf, nämlich weich, mittel und hart. Der Antrieb der
Dämpfungskraft-Schaltbetätigungseinrichtung 405a wird durch die Steue
rungsvorrichtung 15 gesteuert. In Fig. 57 bezeichnen Bezugsziffern 409a
und 409b Federsitze, und Bezugsziffer 410 bezeichnet eine Schraubenfe
der.
In Verbindung mit der Auswahl der Dämpfungskraft weist die Steue
rungsvorrichtung 15 zwei Moden auf, nämlich einen Automodus und
einen Sportmodus. Wenn die Steuerungsvorrichtung 15 in dem Automo
dus ist, kann die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers 401 in geeigneter
Weise in den obenerwähnten drei Schritten geändert werden. Wenn die
Steuerungsvorrichtung 15 in dem Sportmodus ist, wird die Dämpfungskraft
des Stoßdämpfers 401 auf "hart" gesetzt. Diese Moden können durch
einen Umschaltschalter ausgewählt werden, sie können jedoch so ausge
legt sein, daß sie gemäß der Information ausgewählt werden können, die
durch die zuvor erwähnte Abschätzeinrichtung zugeführt wird, wie es
später diskutiert wird.
Die Luftaufhängung RS1 ist mit einer Luftfederkammer 407 an dem
oberen Teil des Stoßdämpfers 401 ausgestattet, dessen einer Teil durch
Faltenbälge 408 definiert ist. Die Luftfederkammer 407 kann wahlweise
mit einer pneumatischen Quellenseite oder mit einer atmosphärischen
Seite durch einen inneren Durchgang 404a der Kolbenstange 404 ver
bunden sein; deshalb kann die Federkonstante durch Zuführen oder
Ausgeben der Luft im Innern geändert werden.
Um es genau auszudrücken, kann die Luft in dem Hochdruckbehälter
415a, die ein Teil der pneumatischen Quelle ist, zu der Luftfederkammer
407 über ein Strömungssteuerventil 419, ein Hinterradluftzufuhr-Magnet
ventil 424, ein Rückschlagventil 425 und ein Magnetventil 427 für ein
rechtes Hinterrad zugeführt werden. Die Luft kann auch zu der Luftfe
derkammer der Luftaufhängung RS2 an dem hinteren linken Rad durch
das Rückschlagventil 425 über ein Magnetventil 426 für das linke Hinter
rad zugeführt werden. Die Luft kann auch zu den Luftfederkammern der
Luftaufhängungen FS1 und FS2 der rechten und linken Vorderräder
durch das Strömungssteuerventil 419 über ein Luftzufuhrmagnetventil 420
an der Vorderradseite, ein Rückschlagventil 421 und Magnetventile 423
und 422 zugeführt werden.
Es gibt zwei Routen zum Ausgeben von Luft von den Luftaufhängungen
RS1 und RS2 der rechten und linken Hinterräder; eine Route führt die
ausgegebene Luft von den Luftaufhängungen RS1 und RS2 von den
rechten und linken Hinterrädern zu einem Niederdruckbehälter 415b über
entsprechende Hinterrad-Magnetventile 427 und 426, ein gemeinsames
Hinterrad-Ausstoßventil 431 und ein verbleibendes Druckventil 432; die
andere Route gibt die ausgegebene Luft an die Atmosphäre frei durch
das Hinterrad-Ausstoßventil 431 über einen Trockner 413 an ein Aus
stoßventil 430 und einen Luftreiniger 412. In ähnlicher Weise gibt es
zwei Routen für die Luft, die aus den Luftaufhängungen FS1 und FS2
der rechten und linken Vorderräder ausgegeben wird; eine Route führt
die ausgegebene Luft von den Luftaufhängungen FS1 und FS2 der
rechten und linken Vorderräder zu dem Niederdruckbehälter 415b über
entsprechende Vorderrad-Magnetventile 423 und 422, ein gemeinsames
Vorderrad-Ausstoßventil 428 und ein verbleibendes Druckventil 429
zurück; die andere Route gibt die ausgestoßene Luft an die Atmosphäre
durch das Vorderrad-Ausstoßventil 428 über den Trockner 413, das
Ausstoßventil 430 und den Lufttrockner 412 frei.
In Fig. 57 bezeichnet die Bezugsziffer 445 ein Kompressorrelais zum
Antreiben eines Kompressors 411. Bezugsziffer 446 bezeichnet einen
Druckschalter, der so angepaßt ist, daß er EIN-geschaltet werden kann,
wenn der Druck des Hochdruckbehälters 415a sich auf einen vorbestimm
ten Wert oder darunter verringert. Die Ausgabesignale von dem Kom
pressorrelais 445 und dem Druckschalter 446 werden der Steuerungsvor
richtung 15 zugeführt, die den Antrieb des Kompressors 411 gemäß
dieser Ausgabesignale steuert. Spezieller ausgedrückt betätigt, wenn der
Druckschalter 446 EIN-geschaltet ist, die Steuerungsvorrichtung 15 den
Kompressor 411, um komprimierte Luft dem Hochdruckbehälter 415a
über den Trockner 413 zuzuführen. Somit wird der Druck des Hoch
druckbehälters 415a auf einem vorbestimmten Wert oder darüber gehal
ten. Der Druck des Niederdruckbehälters 415b wird auch durch einen
Druckschalter 418 überwacht. Wenn der Druck des Niederdruckbehälters
415b einen vorbestimmten Wert übersteigt, was bewirkt, daß der Druck
schalter 418 EIN-geschaltet wird, wird ein Kompressor 416 durch ein
Kompressorrelais 417 betätigt.
In Fig. 57 sind die Routen zum Zuführen der komprimierten Luft von
dem Hochdruckbehälter 415a zu den Luftaufhängungen durch durch
gezogene Linienpfeile gekennzeichnet, während die Routen für das
Ausgeben der Luft von den Luftaufhängungen durch gestrichelte Linien
pfeile gekennzeichnet sind.
Zu der Steuerungsvorrichtung 15 sind verschiedene Sensoren zusätzlich zu
den zuvor erwähnten Druckschaltern und Kompressorrelais verbunden.
Derartige Sensoren weisen einen Anzeiger 440 zum Anzeigen eines
Öldruckes, einen Lenkradwinkelsensor 441 zum Erfassen des Lenkradwin
kels des Lenkrades 4, einen Drosselöffnungsgradsensor 444 zum Erfassen
des Öffnungsgrades des Motordrosselventils, d. h. des Öffnungsgrades der
Drossel, einen Motorgeschwindigkeitssensor 438, der in einen Geschwin
digkeitsmesser zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit eingebaut ist,
einen Seitenbeschleunigungssensor 439, z. B. eines Differenzübertragertyps
zum Erfassen der seitlichen Beschleunigung, die auf den Fahrzeugkörper
angelegt wird, und einen Motordrehzahlsensor 447 zum Erfassen der
Motordrehzahl auf.
Die Steuerungsvorrichtung 15 hat Funktionen zum Ändern der zuvor
erwähnten Dämpfungskraft der Luftaufhängungen und der Federkonstan
ten der Luftfedern, um eine Steuerung zu bewirken, mittels der ein
Rollen des Fahrzeugkörpers, das verursacht wird, wenn das Fahrzeug um
die Kurve fährt, minimiert wird, und zwar in Reaktion auf die Signale,
die von den zuvor erwähnten Sensoren empfangen werden. Für eine
Standardfahrbahnoberfläche, d. h. eine flache Fahrbahnoberfläche, werden
die Dämpfungskräfte der Luftaufhängungen auf "weich" gestellt, und die
Federkonstante der Luftfedern wird auf einen vorbestimmten Wert
festgelegt.
Die Steuerungsvorrichtung 15, die die Informationen über die Straßen
verkehrszustände und die Manövrierzustände erhält, die durch das zuvor
beschriebene Abschätzverfahren bestimmt werden, bewirkt ein Umschalten
zwischen dem Automodus und dem Sportmodus gemäß den erhaltenen
Informationen.
Das in Tabelle 10 gezeigte Kennfeld der Charakteristiken wird in dem
Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 zuvor gespeichert. Die Steuerungs
vorrichtung 15 wählt den Modus gemäß diesem Kennfeld aus.
Aus dem Stadtstraßengrad, dem Staustraßengrad und dem Fahrbahn-
Bergigkeitsgrad (0 bis 100%), welche als die Straßenverkehrszustände
gemäß dem zuvor erwähnten Abschätzverfahren berechnet wurden, und
den Autobahngraden, die durch Subtrahieren des Stadtstraßengrades von
"100" erhalten werden, wird derjenige, der den größten Wert hat, als ein
optimaler Straßenverkehrszustand ausgewählt. Die Sportlichkeit, die
kennzeichnend für den Manövrierzustand ist, wird in drei Niveaus unter
teilt, nämlich gemächlich, durchschnittlich und sportlich.
Wenn der Manövrierzustand sportlich ist, setzt die Steuerungsvorrichtung
15 den Modus auf den Sportmodus. Die Steuerungsvorrichtung 15 setzt
den Modus auf den Sportmodus auch, wenn der Fahrzustand durch
schnittlich ist und der Straßenverkehrszustand die bergige Straße ist. In
anderen Fällen setzt die Steuerungsvorrichtung 15 den Modus auf den
Automodus.
Gemäß der obenbeschriebenen Aufhängungseinheit kann die Dämpfungs
kraft der Luftaufhängungen auf ein optimales Niveau gemäß dem Stra
ßenverkehrszustand und dem Manövrierzustand des Fahrers gesetzt
werden, wodurch ein guter Fahrkomfort während der gesamten Fahrt
realisiert wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbei
spiele beschränkt, sondern kann in verschiedenen Arten modifiziert
werden.
Z.B. werden in den Ausführungsbeispielen in Verbindung mit dem Ab
schätzverfahren die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Öffnungsgrad der Be
schleunigungseinrichtung und die Längsbeschleunigung und die Seiten
beschleunigung als die Parameter verwendet, für die eine Erfassung der
Frequenzverteilungen (Frequenzanalysen) ausgeführt werden soll, und die
Mittelwerte und Varianzen der Frequenzverteilungen werden als die
Parameter verwendet, die in das neurale Netzwerk eingegeben werden
sollen. Es ist jedoch nicht wesentlich, alle diese Parameter zum Aus
führen des Abschätzverfahrens der vorliegenden Erfindung zu verwenden.
Andere Parameter können verwendet werden.
Bei den Ausführungsbeispielen werden die Parameter, die kennzeichnend
für den Straßenverkehrszustand sind, unter Verwendung der Fuzzy-Logik
bestimmt, das ist jedoch nicht zwingend.
In den auf das Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik bezoge
nen Ausführungsbeispielen wird die gewichtete Gesamtsumme der Para
meter, welche Parameter der Steuerungsvorrichtung 15 zugeführt werden,
die als das neurale Netzwerk dient, als die Ausgabeparameter aus dem
neuralen Netzwerk bestimmt, so daß die neurale Netzwerkfunktion durch
die Steuerungsvorrichtung 15 leicht bewerkstelligt werden kann. Die
Ausgabeparameter können jedoch auch in alternativer Weise bestimmt
werden, indem die gewichtete Gesamtsumme der Eingabeparameter einer
nichtlinearen Konversion in dem neuralen Netzwerk ausgesetzt werden.
Des weiteren kann die Steuerungsvorrichtung 15 in jeder Steuervorrich
tung vorgesehen sein.
Darüber hinaus sind in den Ausführungsbeispielen Erklärungen für Fälle
angegeben worden, bei denen die Fahrzeuglaufcharakteristik gesteuert
wird durch Einstellen der Betriebscharakteristik der Vierrad-Lenkeinheit
(Hinterrad-Lenkeinheit), der Servoeinheit, des Automatikgetriebes, der
Traktionssteuerungsvorrichtung oder dessen Aufhängungs- bzw. Suspen
sionseinheit. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf ein Fahr
zeug angewendet werden, das mit verschiedenen Vorrichtungen ausgestat
tet ist, die die Fahrzeuglaufcharakteristik variabel einstellen können, die
verschieden von den obengenannten Vorrichtungen sind.
Aus den obenbeschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung modifiziert wer
den kann, wie es die Fachleute, ohne vom Geist und Umfang der vor
liegenden Erfindung abzuweichen, erkennen, welche lediglich durch die
beigefügten Ansprüche definiert sein soll. Alle derartigen Modifikationen,
wie sie für einen Durchschnittsfachmann naheliegend sein würden, sollen
nicht als ein Abweichen von dem geistigen Umfang der Erfindung be
trachtet werden und sollten innerhalb des Umfanges der Erfindung
einbezogen werden, wie sie lediglich durch die beigefügten Ansprüche
definiert ist.
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
Fahrzeuggeschwindigkeit
Gaspedal-Niederdrückung
Fahrzeitverhältnis
Durchschnittsgeschwindigkeit
Längsbeschleunigung
Frequenzanalyse
Fahrzeuggeschwindigkeit, Längsbeschleunigung
Gaspedal-Niederdrückung
Frequenz
Daten
Fuzzy-Logik
Adaption
Daten
Neurales Netzwerk (8 Eingaben)
Straßenverkehrszustand
Stadtgebietsgrad
Straßenstaugrad
Manövrierzustand des Fahrers
Sportlichkeit
Fahrzeuggeschwindigkeit
Gaspedal-Niederdrückung
Fahrzeitverhältnis
Durchschnittsgeschwindigkeit
Längsbeschleunigung
Frequenzanalyse
Fahrzeuggeschwindigkeit, Längsbeschleunigung
Gaspedal-Niederdrückung
Frequenz
Daten
Fuzzy-Logik
Adaption
Daten
Neurales Netzwerk (8 Eingaben)
Straßenverkehrszustand
Stadtgebietsgrad
Straßenstaugrad
Manövrierzustand des Fahrers
Sportlichkeit
Fig. 18
60 Gierratensensor
15 Steuerungsvorrichtung
8 Motor
Meßgerät
26 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
60 Gierratensensor
15 Steuerungsvorrichtung
8 Motor
Meßgerät
26 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
Fig. 19
Meßgerät
30 Eingabeeinheit
31 A/D-Wandler
32 Modusbestimmungseinheit
33 Bestimmungseinheit für den Fahrbahnoberflächenwert µ
34 Steuerungseinheit für den Lenkventilbetrieb
35 Ausgabeeinheit
Meßgerät
30 Eingabeeinheit
31 A/D-Wandler
32 Modusbestimmungseinheit
33 Bestimmungseinheit für den Fahrbahnoberflächenwert µ
34 Steuerungseinheit für den Lenkventilbetrieb
35 Ausgabeeinheit
Fig. 20
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. 21
42 Filter
40 R′H-Berechnungseinheit
41 K1-Berechnungseinheit
45 K2 Berechnungseinheit
47 Differentialberechnungseinheit
43 K1-Berechnungseinheit
46 K2-Berechnungseinheit
49 Begrenzungseinheit
42 Filter
40 R′H-Berechnungseinheit
41 K1-Berechnungseinheit
45 K2 Berechnungseinheit
47 Differentialberechnungseinheit
43 K1-Berechnungseinheit
46 K2-Berechnungseinheit
49 Begrenzungseinheit
Fig. 22
52 τ-Berechnungseinheit
50 K4-Berechnungseinheit
51 K4-Korrektureinheit
52 τ-Berechnungseinheit
50 K4-Berechnungseinheit
51 K4-Korrektureinheit
Fig. 23
Pseudo-Lenkradwinkel
Lenkradwinkel
Pseudo-Lenkradwinkel
Lenkradwinkel
Fig. 24
In-Phase-Koeffizient K1
Niedriges µ Hohes µ
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
In-Phase-Koeffizient K1
Niedriges µ Hohes µ
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Fig. 25
Fahrbahnoberflächenwert µ
Fahrbahnoberflächenwert µ
Fig. 26
Gierratenanstieg
Hohes µ
Niedriges µ
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Gierratenanstieg
Hohes µ
Niedriges µ
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Fig. 27
Zeitkonstante τ erster Verzögerungsordnung (s)
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Zeitkonstante τ erster Verzögerungsordnung (s)
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Fig. 28
In-Phase-Lenkgröße
Sportliches Fahren
Grundcharakteristik
Fahrzeuggeschwindigkeit
In-Phase-Lenkgröße
Sportliches Fahren
Grundcharakteristik
Fahrzeuggeschwindigkeit
Fig. 29
Antiphase-Lenkgröße
Sportliches Fahren
Grundcharakteristik
Fahrzeuggeschwindigkeit
Antiphase-Lenkgröße
Sportliches Fahren
Grundcharakteristik
Fahrzeuggeschwindigkeit
Fig. 30
Gierratenphasenverzögerung
Groß
Sportliches Auto
Luxusauto
Gierratenanstieg
Niedrig
Gierratenphasenverzögerung
Groß
Sportliches Auto
Luxusauto
Gierratenanstieg
Niedrig
Fig. 31
In-Phase-Koeffizient K1
Erhöhung Verringerung
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
In-Phase-Koeffizient K1
Erhöhung Verringerung
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 32
Antiphase-Koeffizient K2
Erhöhung
Verringerung
x α
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Antiphase-Koeffizient K2
Erhöhung
Verringerung
x α
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 33
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. 34
Strom-Sollwert (A)
Stadtgebietsgrad Niedrig
Sportlichkeit Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Strom-Sollwert (A)
Stadtgebietsgrad Niedrig
Sportlichkeit Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 35
Strom-Soll-Wert (A)
Stadtgebietsgrad Hoch
Stadtgebietsgrad Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Strom-Soll-Wert (A)
Stadtgebietsgrad Hoch
Stadtgebietsgrad Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 36
Strom-Soll-Wert (A)
Sportlichkeit Niedrig
Sportlichkeit Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Strom-Soll-Wert (A)
Sportlichkeit Niedrig
Sportlichkeit Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Fig. 37
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. 39
Zum Magnetventil 211
Zum Magnetventil 211
Fig. 40
15 Steuerungsvorrichtung
Leitungsdruck
15 Steuerungsvorrichtung
Leitungsdruck
Fig. 41
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 Kennfeld für Stadtstraße
S78 Bestimme KM aus Kennfeld für Autobahn
S80 Bestimme KM aus Kennfeld für bergige Straße
S82 Bestimme SHIFTO
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 Kennfeld für Stadtstraße
S78 Bestimme KM aus Kennfeld für Autobahn
S80 Bestimme KM aus Kennfeld für bergige Straße
S82 Bestimme SHIFTO
Fig. 42
Berechnungsroutine für SHIFTO
Berechnungsroutine für SHIFTO
Fig. 43
Drosselöffnung (%)
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung (%)
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fig. 44
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Fig. 45
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Fig. 46
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig Hoch
Sportlichkeit "drive"
Fig. 47
Drosselöffnung Rt
2 → 1 Hochschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung Rt
2 → 1 Hochschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fig. 48
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. 49
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fig. 50
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fig. 51
15 Steuerungsvorrichtung
Verbrennungskammer
15 Steuerungsvorrichtung
Verbrennungskammer
Fig. 52
308 Berechnungseinheit für seitliche Soll-Beschleunigung
309 Berechnungseinheit für Längsbeschleunigung
311 Korrekturgröße für Fahrbahnneigung
Fahrbahnneigung
312 Drehmoment-Umwandlungseinheit
Sportlichkeit "drive"
313 Kappungseinheit für Drehmomentvariation
314 Berechnungseinheit für Kappungsgröße
315 Steuereinheit für Drosselöffnung
15 Steuerungsvorrichtung
308 Berechnungseinheit für seitliche Soll-Beschleunigung
309 Berechnungseinheit für Längsbeschleunigung
311 Korrekturgröße für Fahrbahnneigung
Fahrbahnneigung
312 Drehmoment-Umwandlungseinheit
Sportlichkeit "drive"
313 Kappungseinheit für Drehmomentvariation
314 Berechnungseinheit für Kappungsgröße
315 Steuereinheit für Drosselöffnung
15 Steuerungsvorrichtung
Fig. 53
Seitliche Beschleunigung
Steuerung-verbotenes Gebiet
Fahrzeuggeschwindigkeit (V) (km/h)
Seitliche Beschleunigung
Steuerung-verbotenes Gebiet
Fahrzeuggeschwindigkeit (V) (km/h)
Fig. 54
Lastdrehmoment TL
Seitliche Beschleunigung GV
Lastdrehmoment TL
Seitliche Beschleunigung GV
Fig. 55
Benötigtes Antriebsdrehmoment Td
Motordrehzahl NE
Benötigtes Antriebsdrehmoment Td
Motordrehzahl NE
Fig. 56
Kappungsgröße TK
Groß ← - - → Klein
Niedrig ← - - → Hoch
Sportlichkeit "drive"
Kappungsgröße TK
Groß ← - - → Klein
Niedrig ← - - → Hoch
Sportlichkeit "drive"
Fig. 57
15 Steuerungsvorrichtung
15 Steuerungsvorrichtung
Claims (18)
1. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, das
aufweist:
einen Erfassungsschritt für einen Antriebsparameter zum Erfassen einer Vielzahl von Fahrzeugantriebsparametern (vel, tps, gx, gy),
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrzeugantriebsparametern, und
einen Abschätzschritt für einen Manövrierzustand zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, der durch einen Fahrer gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalyse beabsichtigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß:
der Erfassungsschritt für die Antriebsparameter (S31 bis S46) ein Bestimmen einer Frequenzverteilung von jedem der Fahrzeugantriebs parameter einschließt und ein Bestimmen einer Vielzahl von Typen von Analysewerten (ave, var) für jeden der Fahrzeugantriebsparameter, wobei die Vielzahl von Typen von Analysewerten die Frequenzverteilung kenn zeichnen; und
der Abschätzschritt für den Manövrierzustand (S51 bis S53) ein Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive) einschließt, der kennzeichnend für den Fahrzeugmanövrierzustand ist, gemäß einer gewichteten Gesamt summe von Eingabeparametern unter Verwendung der Vielzahl von Typen von Analysewerten für jeden der Fahrzeugantriebsparameter als die Eingabeparameter.
einen Erfassungsschritt für einen Antriebsparameter zum Erfassen einer Vielzahl von Fahrzeugantriebsparametern (vel, tps, gx, gy),
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrzeugantriebsparametern, und
einen Abschätzschritt für einen Manövrierzustand zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, der durch einen Fahrer gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalyse beabsichtigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß:
der Erfassungsschritt für die Antriebsparameter (S31 bis S46) ein Bestimmen einer Frequenzverteilung von jedem der Fahrzeugantriebs parameter einschließt und ein Bestimmen einer Vielzahl von Typen von Analysewerten (ave, var) für jeden der Fahrzeugantriebsparameter, wobei die Vielzahl von Typen von Analysewerten die Frequenzverteilung kenn zeichnen; und
der Abschätzschritt für den Manövrierzustand (S51 bis S53) ein Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive) einschließt, der kennzeichnend für den Fahrzeugmanövrierzustand ist, gemäß einer gewichteten Gesamt summe von Eingabeparametern unter Verwendung der Vielzahl von Typen von Analysewerten für jeden der Fahrzeugantriebsparameter als die Eingabeparameter.
2. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes nach
Anspruch 1, wobei der Frequenzanalyseschritt ein Bestimmen eines
Mittelwertes (ave) und einer Varianz (var) der Frequenzverteilung für
jeden der Fahrzeugantriebsparameter als die Vielzahl von Typen von
Analysewerten einschließt.
3. Verfahren zum Einschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, wel
ches aufweist:
einen Erfassungsschritt für Fahrparameter zum Erfassen einer Viel zahl von Fahrzeugfahrparametern (vel, tps, gx, gy),
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern, und
einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, der von einem Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalysen,
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Verfahren des weiteren einen Abschätzschritt für den Straßen verkehrszustand zum Ausgeben von zumindest einem Abschätzwert ([city], [jam]) aufweist, welcher kennzeichnend für einen Straßenverkehrszustand ist, unter welchem ein Fahrzeug fährt;
wobei der Frequenzanalyseschritt (S31 bis S46) ein Bestimmen einer Frequenzverteilung für jeden der Fahrzeugfahrparameter und ein Bestim men von zumindest einem Analysewert (ave, var) von jedem der Fahr zeugfahrparameter einschließt, wobei der zumindest eine Analysewert die Frequenzverteilung kennzeichnet; und
der Abschätzschritt für den Manövrierzustand (S51 bis S53) ein Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive), der kennzeichnend für den Fahrzeugmanövrierzustand ist, gemäß einer gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern einschließt, und zwar unter Verwendung des zumindest einen abgeschätzten Wertes, der kennzeichnend für den Stra ßenverkehrszustand ist, und des zumindestens einen Analysewertes für jeden der Fahrzeugfahrparameter als die Eingabeparameter.
einen Erfassungsschritt für Fahrparameter zum Erfassen einer Viel zahl von Fahrzeugfahrparametern (vel, tps, gx, gy),
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern, und
einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, der von einem Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalysen,
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Verfahren des weiteren einen Abschätzschritt für den Straßen verkehrszustand zum Ausgeben von zumindest einem Abschätzwert ([city], [jam]) aufweist, welcher kennzeichnend für einen Straßenverkehrszustand ist, unter welchem ein Fahrzeug fährt;
wobei der Frequenzanalyseschritt (S31 bis S46) ein Bestimmen einer Frequenzverteilung für jeden der Fahrzeugfahrparameter und ein Bestim men von zumindest einem Analysewert (ave, var) von jedem der Fahr zeugfahrparameter einschließt, wobei der zumindest eine Analysewert die Frequenzverteilung kennzeichnet; und
der Abschätzschritt für den Manövrierzustand (S51 bis S53) ein Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive), der kennzeichnend für den Fahrzeugmanövrierzustand ist, gemäß einer gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern einschließt, und zwar unter Verwendung des zumindest einen abgeschätzten Wertes, der kennzeichnend für den Stra ßenverkehrszustand ist, und des zumindestens einen Analysewertes für jeden der Fahrzeugfahrparameter als die Eingabeparameter.
4. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes nach
Anspruch 3, bei welchem der Frequenzanalyseschritt ein Bestimmen eines
Mittelwertes (ave) und einer Varianz (var) der Frequenzverteilung von
jedem der Fahrzeugparameter als den zumindest einen Analysewert
einschließt.
5. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes nach
Anspruch 3, bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrs
zustand ein Ausgeben des zumindest einen abgeschätzten Wertes gemäß
den erfaßten Werten (vxave, ratio, gyave) von Fahrzeugfahrzustandspara
metern und einer Vielzahl von vorbestimmten Fuzzy-Regeln oder eines
Kennfeldes einschließt.
6. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes nach
Anspruch 3, bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrs
zustand ein Ausgeben eines Stadtstraßengrades ([city]) und eines Straßen
staugrades ([jam]) als den zumindest einen abgeschätzten Wert gemäß
einer Durchschnittsgeschwindigkeit (vxave) und einem Fahrzeitverhältnis
(ratio) einschließt.
7. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes nach
Anspruch 3, bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrs
zustand ein Ausgeben eines Fahrbahn-Bergigkeitsgrades als den zumindest
einen abgeschätzten Wert gemäß einer seitlichen Durchschnittsbeschleuni
gung (gyave) einschließt.
8. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes nach
Anspruch 1 oder 3, bei welchem der Erfassungsschritt für die Fahrpara
meter ein Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (vel), eines Öffnungs
grades (tps) einer Beschleunigungseinrichtung und einer Fahrzeuglängs
beschleunigung (gx) als die Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern ein
schließt.
9. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes nach
Anspruch 1 oder 3, bei welchem der Frequenzanalyseschritt ein Bestim
men der Frequenzverteilung durch Ändern der Wichtung eines ausgewähl
ten Wertes von jedem der Fahrzeugfahrparameter in Abhängigkeit von
einem Gebiet, in das der erfaßte Wert fällt, einschließt.
10. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes nach
Anspruch 1 oder 3, bei welchem der Abschätzschritt für den Manövrier
zustand ein Bestimmen des Ausgabeparameters durch Liefern der Ein
gabeparameter an ein neurales Netzwerk einschließt.
11. Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes nach
Anspruch 1 oder 3, bei welchem der Manövrierschritt ein Bestimmen der
gewichteten Gesamtsumme der Eingabeparameter einschließt, so daß der
Ausgabeparameter einen Grad der Fahrsportlichkeit des Fahrers kenn
zeichnet.
12. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik, welches
einschließt:
einen Erfassungsschritt für Fahrparameter zum Erfassen einer Viel zahl von Fahrzeugfahrparametern (vel, tps, gx, gy),
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse auf jeder der Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern,
einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, der durch einen Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalyse, und
einen Steuerschritt für die Charakteristik für ein variables Steuern einer Laufcharakteristik eines Fahrzeugs durch variables Steuern einer Betriebscharakteristik einer Vorrichtung, die an dem Fahrzeug montiert ist, gemäß dem Fahrzeugmanövrierzustand,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Frequenzanalyseschritt (SA31 bis S46) ein Bestimmen einer Frequenz verteilung von jedem der Fahrzeugfahrparameter und ein Bestimmen einer Vielzahl von Typen von Analysewerten (ave, var) für jeden der Fahrzeugfahrparameter einschließt, wobei die Vielzahl von Typen des Analysewertes die Frequenzverteilung kennzeichnet; und
der Abschätzschritt für den Manövrierzustand (S51 bis S53) ein Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive) einschließt, welcher kenn zeichnend für den Fahrzeugmanövrierzustand ist, gemäß einer gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern unter Verwendung der Vielzahl von Typen von Analysewerten für jeden der Fahrzeugfahrparameter als die Eingabeparameter.
einen Erfassungsschritt für Fahrparameter zum Erfassen einer Viel zahl von Fahrzeugfahrparametern (vel, tps, gx, gy),
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse auf jeder der Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern,
einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, der durch einen Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalyse, und
einen Steuerschritt für die Charakteristik für ein variables Steuern einer Laufcharakteristik eines Fahrzeugs durch variables Steuern einer Betriebscharakteristik einer Vorrichtung, die an dem Fahrzeug montiert ist, gemäß dem Fahrzeugmanövrierzustand,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Frequenzanalyseschritt (SA31 bis S46) ein Bestimmen einer Frequenz verteilung von jedem der Fahrzeugfahrparameter und ein Bestimmen einer Vielzahl von Typen von Analysewerten (ave, var) für jeden der Fahrzeugfahrparameter einschließt, wobei die Vielzahl von Typen des Analysewertes die Frequenzverteilung kennzeichnet; und
der Abschätzschritt für den Manövrierzustand (S51 bis S53) ein Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive) einschließt, welcher kenn zeichnend für den Fahrzeugmanövrierzustand ist, gemäß einer gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern unter Verwendung der Vielzahl von Typen von Analysewerten für jeden der Fahrzeugfahrparameter als die Eingabeparameter.
13. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik, welches
aufweist:
einen Erfassungsschritt für die Fahrparameter zum Erfassen einer Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern (vel, tps, gx, gy),
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern,
einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, der durch einen Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalyse, und
einen Steuerschritt für die Charakteristik zum variablen Steuern einer Laufcharakteristik eines Fahrzeuges durch variables Steuern einer Be triebscharakteristik einer Vorrichtung, die an dem Fahrzeug montiert ist, gemäß dem Fahrzeugmanövrierzustand,
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Verfahren des weiteren einen Abschätzschritt für den Straßen verkehrszustand zum Ausgeben von zumindest einem abgeschätzten Wert ([city], [jam]) aufweist, welcher kennzeichnend für den Straßenverkehrs zustand ist, unter welchem das Fahrzeug fährt;
der Frequenzanalyseschritt (S31 bis S46) ein Bestimmen einer Fre quenzverteilung von jedem der Fahrzeugfahrparameter und ein Bestim men von zumindest einem Analysewert (ave, var) für jeden der Fahr zeugfahrparameter aufweist, wobei der zumindest eine Analysewert die Frequenzverteilung kennzeichnet; und
der Abschätzschritt für den Manövrierzustand (S51 bis S53) ein Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive) einschließt, der kennzeichnend für den Fahrzeugmanövrierzustand ist, gemäß einer gewichteten Gesamt summe von Eingabeparametern unter Verwendung des zumindestens einen abgeschätzten Wertes des Straßenverkehrszustandes und des zumin destens einen Analysewertes für jeden der Fahrzeugparameter als die Eingabeparameter.
einen Erfassungsschritt für die Fahrparameter zum Erfassen einer Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern (vel, tps, gx, gy),
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrzeugfahrparametern,
einen Abschätzschritt für den Manövrierzustand zum Abschätzen eines Fahrzeugmanövrierzustandes, der durch einen Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalyse, und
einen Steuerschritt für die Charakteristik zum variablen Steuern einer Laufcharakteristik eines Fahrzeuges durch variables Steuern einer Be triebscharakteristik einer Vorrichtung, die an dem Fahrzeug montiert ist, gemäß dem Fahrzeugmanövrierzustand,
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Verfahren des weiteren einen Abschätzschritt für den Straßen verkehrszustand zum Ausgeben von zumindest einem abgeschätzten Wert ([city], [jam]) aufweist, welcher kennzeichnend für den Straßenverkehrs zustand ist, unter welchem das Fahrzeug fährt;
der Frequenzanalyseschritt (S31 bis S46) ein Bestimmen einer Fre quenzverteilung von jedem der Fahrzeugfahrparameter und ein Bestim men von zumindest einem Analysewert (ave, var) für jeden der Fahr zeugfahrparameter aufweist, wobei der zumindest eine Analysewert die Frequenzverteilung kennzeichnet; und
der Abschätzschritt für den Manövrierzustand (S51 bis S53) ein Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive) einschließt, der kennzeichnend für den Fahrzeugmanövrierzustand ist, gemäß einer gewichteten Gesamt summe von Eingabeparametern unter Verwendung des zumindestens einen abgeschätzten Wertes des Straßenverkehrszustandes und des zumin destens einen Analysewertes für jeden der Fahrzeugparameter als die Eingabeparameter.
14. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik nach An
spruch 12 oder 13, bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik
ein variables Steuern einer Betriebscharakteristik einer Hinterrad-Lenkvor
richtung einschließt, welche als die Vorrichtung dient, die an dem Fahr
zeug montiert ist, und welche einen Hinterrad-Soll-Lenkwinkel durch
Multiplizieren eines erfaßten Wertes eines Vorderrad-Lenkzustandes oder
eines erfaßten Wertes eines Fahrzeugverhaltens mit einem Koeffizienten
setzt, und zwar durch variables Steuern des Koeffizienten gemäß dem
Ausgabeparameter.
15. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeuglaufzustandes nach Anspruch
12 oder 13, bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik ein
variables Steuern einer Charakteristik für die Lenkreaktionskraft über der
Fahrzeuggeschwindigkeit einer Servoeinheit gemäß den Ausgabeparame
tern einschließt, wobei die Servoeinheit als die Vorrichtung dient, die an
dem Fahrzeug montiert ist und eine Lenkreaktionskraft gemäß der
Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
16. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik nach An
spruch 12 oder 13, bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik
ein variables Setzen eines Geschwindigkeitsänderungskennfeldes gemäß
dem Ausgabeparameter einschließt, wobei das Kennfeld auf der Fahr
zeuggeschwindigkeit und dem Drosselöffnungsgrad basiert und für ein
Automatikgetriebe vorgesehen ist, welches als die Vorrichtung dient, die
an dem Fahrzeug montiert ist.
17. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik nach An
spruch 12 oder 13, wobei der Steuerschritt für die Charakteristik ein
variables Steuern einer Betriebscharakteristik einer Traktionssteuereinheit
einschließt, welche als die Vorrichtung dient, die an dem Fahrzeug
montiert ist und welche eine Motorleistung auf ein Soll-Antriebsdrehmo
ment beschränkt, welches auf einem Kurvenfahrtzustand des Fahrzeuges
basiert, und welche auch eine Variationsgröße des Soll-Antriebsdrehmo
mentes auf eine vorbestimmte Größe durch variables Steuern der vor
bestimmten Größe gemäß dem Ausgabeparameter begrenzt.
18. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik nach An
spruch 12 oder 13, bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik
ein schaltendes Steuern einer Dämpfungskraft oder einer Federkonstante
einer Aufhängungseinheit gemäß dem Ausgabeparameter einschließt,
wobei die Aufhängungseinheit vom Typ einer variablen Dämpfungskraft
oder einer variablen Federkonstante ist und als die Vorrichtung dient,
die an dem Fahrzeug montiert ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19818893 | 1993-08-10 | ||
JP35180493A JP3357159B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-12-29 | 車両運転操作状態の推定方法および車両運転特性制御方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4428351A1 true DE4428351A1 (de) | 1995-02-23 |
DE4428351C2 DE4428351C2 (de) | 2003-11-20 |
Family
ID=26510827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4428351A Expired - Fee Related DE4428351C2 (de) | 1993-08-10 | 1994-08-10 | Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeugfahrzustandes und Verfahren zum Steuern der Laufeigenschaften eines Fahrzeuges |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP3357159B2 (de) |
KR (1) | KR970009794B1 (de) |
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