DE4428351C2 - Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeugfahrzustandes und Verfahren zum Steuern der Laufeigenschaften eines Fahrzeuges - Google Patents
Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeugfahrzustandes und Verfahren zum Steuern der Laufeigenschaften eines FahrzeugesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschätzen
eines Fahrzeugfahrzustandes, der durch einen Fahrer angegeben wird, und
ein Verfahren zum Steuern der Laufeigenschaften bzw. der
Laufcharakteristik eines Fahrzeuges, um selbiges an den
Fahrzeugfahrzustand anzupassen, welcher durch das zuvor erwähnte
Bestimmungsverfahren und die Vorrichtung bestimmt 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
Steuerungseinrichtung 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 automatischen Übertragung zum Auswählen eines Optimums der
Gangschaltposition für den aktuellen Fahrzeuglaufzustand und einem
Antiblockiersystem (ABS) bzw. Antirutschsystem zum Bereitstellen einer
optimalen Bremskraft versehen. Das Fahrzeug ist des weiteren mit einem
Traktionssteuersystem zum Sichern eines optimalen Schlupfverhältnisses
der Antriebsräder, einem Vierräderlenksystem zum Lenken von Hinterrädern
im Falle des Einschlagens der Vorderräder, einem Aktivaufhängungssystem
zum variablen Ändern der Aufhängungscharakteristika und eine elektrischen
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
Fahrzeuglaufeigenschaften zu erzielen.
Eine Vorrichtung zum Erkennen des Fahrzeugfahrzustandes ist z. B. auch
durch die ungeprüfte japanische Patentpublikation JP 2-267030 A bekannt,
welche der US-Patentanmeldung US 5182710 A und der EP-Anmeldung EP 391387 A2
entspricht. Bei dieser Erfindung wird der Fahrzustand auf der
Basis der Frequenzverteilung einer Vielzahl von Antriebsparametern
einschließlich des Öffnungsgrades eines Drosselventils und der
Motordrehzahl bestimmt. Mit anderen Worten, auf der Basis einer Vielzahl
von Fahrparametern wird eine Faktorenanalyse ausgeführt, um den
Fahrzustand, 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
Frequenzverteilung basierenden Parameter jedoch nur Mittelwerte. Das führt
zu einer unzureichenden Zuverlässigkeit des Ergebnisses bei der
Bestimmung des Fahrzeugzustandes. 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
Verkehrsbedingungen zu bestimmen.
Aus den Druckschriften DE 42 09 150 A1, DE 38 43 060 A1,
EP 0 375 155 A1 und JP 3-25032 A ist bereits eine
Vorrichtung zur Bestimmung des Fahrverhaltens des Fahrers
bekannt, wobei auch die Straßenverhältnisse zur Bestimmung
desselben herangezogen werden.
Aus der DE 39 22 051 A1 und der US 5 152 192 A sind
Steuervorrichtungen bekannt, bei denen Fahrzeugaggregate
abhängig von dem ermittelten Fahrverhalten angesteuert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bestimmen
des Fahrzeugfahrzustandes eines Fahrzeuges zu schaffen, welcher
vorgegeben oder von einem Fahrer beabsichtigt ist
und ein Verfahren zum Steuern der Fahrzeuglaufcharakteristik so
vorzusehen, daß sie optimal für den Fahrzeugfahrzustand sind, welcher
mittels des zuvor erwähnten Bestimmungsverfahrens bestimmt worden ist,
wodurch die Fahrzeugfahrt an einen Fahrzeuggesamtzustand angepaßt
werden kann, welcher den durch den Fahrer beabsichtigten
Fahrzeugfahrzustand und die Straßenverkehrsbedingungen einschließt.
Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 bzw. 6 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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 Bestimmung des
Fahrzeugfahrzustandes nach einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine konzeptionelle Ansicht, die einen Ablauf zur Bestimmung des
Fahrzeugfahrzustandes in dem Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Steuerungsvorrichtung
und Sensoren zum Verwirklichen des Bestimmungsverfahrens gemäß dem
Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 4 ein Flußdiagramm einer Berechnungsroutine für das
Fahrzeitverhältnis, welche durch die in Fig. 3 gezeigte Steuerungsvorrichtung
ausgeführt wird;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das eine Berechnungsroutine für die
Durchschnittsgeschwindigkeit zeigt, welche durch die Steuerungseinrichtung
ausgeführt wird;
Fig. 6 ein Flußdiagramm, das eine Berechnungsroutine, welche durch die
Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird, für die durchschnittliche seitliche
Beschleunigung zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm, das Zusammengehörigkeitsfunktionen zeigt, welche
mehrwertige Mengen bzw. Fuzzy-Gruppen definieren, die von dem
Fahrzeitverhältnis abhängen;
Fig. 8 in Diagramm, das Zusammengehörigkeitsfunktionen zeigt,
welche Fuzzy-Gruppen definieren, die von der
Durchschnittsgeschwindigkeit abhängen;
Fig. 9 ein Diagramm, das ein Beispiel der Berechnung des
Konformitätsgrades eines tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses
bezüglich der entsprechenden Fuzzy-Gruppen für das
Fahrzeitverhältnis zeigt;
Fig. 10 ein Diagramm, das ein Beispiel der Berechnung der
Konformitätsgrades einer tatsächlichen
Durchschnittsgeschwindigkeit bezüglich einer betreffenden
Fuzzy-Gruppe für die Durchschnittsgeschwindigkeit zeigt;
Fig. 11 ein Diagramm, das ein Kennfeld der durchschnittlichen
seitlichen Beschleunigung über dem Fahrbahnwertigkeitsgrad
veranschaulicht;
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
zeigt, die ein neuronales Netzwerk aufbauen;
Fig. 15 ein konzeptionelles Diagramm des neuronalen Netzwerkes, das
aus den verarbeitenden Elementen, welche in Fig. 14 gezeigt sind, aufgebaut
ist;
Fig. 16 ein Flußdiagramm, das eine Berechnungsroutine für die
Sportlichkeit zeigt, welche durch die Steuerungsroutine von Fig. 3 ausgeführt
wird;
Fig. 17 eine konzeptionelle Ansicht, die ein Bestimmungsverfahren für
einen Fahrzeugfahrzustand (Straßenverkehrszustand) gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 18 ein schematisches Diagramm, das einen Hauptteil eines
Vierradlenksystems 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 θ'H auf der Basis eines Lenkrad
winkels θH 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
Steuerungsvorrichtung für die Motorleistung zeigt, die an einem Fahrzeug
montiert ist, auf die ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik
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
Fahrzeuggeschwindigkeit, seitlicher Soll-Beschleunigung und Längs-Soll-
Beschleunigung zeigt;
Fig. 54 ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen seitlicher
Beschleunigung und Lastdrehmoment zeigt;
Fig. 55 ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen Motordrehzahl,
benötigtem Antriebsdrehmoment und Gaspedalbetätigungsgrad 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 Steuerverfahren
für die Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem zehnten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
Ein Bestimmungsverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß ein Fahrzeugfahrzustand,
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
Durchschnittsgeschwindigkeit, ein Fahrzeitverhältnis (ein Verhältnis der
Fahrzeit zur Gesamtzeit einschließlich der Fahrzeugfahrzeit und der
Fahrzeugstoppzeit) und eine durchschnittliche seitliche Beschleunigung als
Fahrzeugfahrzustandsparameter aus der Fahrgeschwindigkeit und dem
Lenkradwinkel bestimmt. Des Weiteren werden ein Stadtgebietsgrad, eine
Straßenüberfüllungs- 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 Betätigungsgrad eines Gaspedal, die Fahrzeuggeschwindigkeit und der
Lenkradwinkel, welche den Fahrzeugfahrzustand 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 Fahrzeuggeschwindigkeit,
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 Fahrzeugparameters kennzeichnen, an ein
neuronales Netzwerk zugeführt. Das neuronale Netzwerk bestimmt eine
gewichtete Gesamtsumme dieser Parameter, wodurch ein
Ausgabeparameter bestimmt wird, der kennzeichnend für den
Fahrzeugmanövrierzustand ist, der von dem Fahrer beabsichtigt ist, z. B. die
Sportlichkeit des Fahrers beim Fahren des Fahrzeuges.
Ein Fahrzeug, auf das das Bestimmungsverfahren gemäß diesem
Ausführungsbeispiel 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 neuronalen Netzwerk-Funktion, einen verschiedene
Steuerprogramme 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
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 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 zu bestimmen.
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
Fahrzeitverhältnisses in Intervallen von zwei Sekunden.
In jedem Ausführzyklus der Berechnungsroutine empfängt der Prozessor ein
Fahrzeugsignal vel, das kennzeichnend für eine tatsächliche
Fahrzeuggeschwindigkeit ist, von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26
und bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit vel eine vorbestimmte
Fahrzeuggeschwindigkeit (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 angezeigt) addiert, der in der
Steuervorrichtung 15 eingebaut ist (Schritt S2). Wenn das
Bestimmungsergebnis im Schritt S1 negativ ist, dann wird "1" zu einem
Zählwert s-time eines Fahrstopp-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
Bestimmungsergebnis negativ ist, wird ein Wert, der durch Dividieren des
Fahrzeitzählerwertes r-time durch die Summe des Wertes und des
Fahrstoppzeit-Zählerwertes s-time mit einem Wert "100" multipliziert, um das
Fahrzeitverhältnis (%) zu berechnen (Schritt S5).
Wenn das Bestimmungsergebnis von Schritt S4 bejahend ist, dann wird ein
Wert, der gleich dem Produkt des Fahrzeugzeitzählerwertes r-time und eines
Wertes "0,95" ist, in dem Fahrzeitzähler rückgesetzt. Außerdem wird ein
Wert, der gleich dem Produkt des Fahrstopp-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 zweit 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 ermöglichet es, das
Fahrzeitverhältnis zu berechnen, welches den Fahrzeugfahrzustand vor der
vorliegenden Zeit wiederspiegelt, und zwar selbst mittels Zählern mit relativ
kleinen Kapazitäten.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt wiederholt in Intervallen
von zwei Sekunden eine Berechnungsroutine für die
Durchschnittsgeschwindigkeit aus, wie in Fig. 5 gezeigt.
In jedem Routineausführzyklus liest der Prozessor
Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten 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 den Wert "1" bei jedem Einminuten-Zyklus ein.
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 Durchschnittsgeschwindigkeit vxave wird
berechnet durch Dividieren eines kumulativen Geschwindigkeits-
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 vorgenommen, ob der aktualisierte
Index jj "5" ist (Schritt S14). Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, wird
dann das Verarbeiten in dem gegenwärtigen Zyklus beendet.
Danach wird der Index jj jede Minute aktualisiert, und die
Durchschnittsgeschwindigkeit vxave wird aus dem kumulativen
Geschwindigkeits-Registerwert 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 kennzeichend 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 Bestimmungsergebnis
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] = Σadap[i] × r_city[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 5 für das Fahrzeitverhältnis bestimmt, und ein Wert "1"
wird als die Adaption der tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit 10 km/Stunde
an die Fuzzy-Gruppe 5 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-Bergigkeitsgrad
zu und berechnet den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad gemäß der
durchschnittlichen Seitenbeschleunigung, die in der Routine von Fig. 6
bestimmt wird. Wie beispielhaft in Fig. 11 gezeigt, wird das Kennfeld so
festgelegt, daß der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad "0" ist, während die
durchschnittliche Seitenbeschleunigung von 0 G bis etwa 0,1 G reicht, der
Fahrbahn-Bergigkeitsgrad sich von "0" auf "100" erhöht, wenn sich die
durchschnittliche Seitenbeschleunigung von 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 seitlichen
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
Betätigungsgrades des Gaspedals in Intervallen von zum Beispiel 200 ms
aus, um die Mittelwerte und Varianzen der jeweiligen physikalischen Größen
zu bestimmen. Fig. 12 zeigt die Frequenzanalyseroutine für die
Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Frequenzanalyseroutinen (nicht angezeigt) für
die anderen Größen als die Fahrzeuggeschwindigkeit sind in derselben Art
wie diese Routine konfiguriert.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit als der Frequenzanalyseparameter wird durch
das Ausgangssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26
dargestellt, und dessen Ausgabebereich ist auf z. B. 0 bis 100 km/stunde
festgelegt.
Gemäß der nachfolgend gezeigten Formel wird der Betätigungsgrad des
Gaspedals 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 aktuelle Ausgabe des
Drosselöffnungsgradsensors anzeigt, das Symbol tpsoff die Ausgabe des
Drosselöffnungsgradsensors anzeigt, wenn das Gaspedal AUS ist, und das
Symbol tpson die Ausgabe des Drosselöffnungsgradsensors anzeigt, wenn
das Gaspedal vollständig durchgetreten ist.
Der Prozessor tastet auch die Ausgabe des Fahrzeugsensors 26 in
Intervallen von z. B. 100 ms ab und berechnet eine Längsbeschleunigung gx
(Einheit: G) gemäß der nachfolgend gezeigten Formel. Der Eingabebereich
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
Fahrzeugsensor 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
Lenkradwinkel
gygain zu bestimmen, der als die Funktion der
Fahrzeuggeschwindigkeit 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
Eingabebereich 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. Wenn
das Bestimmungsergebnis in Schritt S32 nicht negativ ist, geht 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 entprechenden 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. Wenn das
Bestimmungsergebnis im Schritt S35 negativ ist, dann geht der Prozessor
sofort von 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 Eingabedaten 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. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S39 negativ ist,
dann geht 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 bestimmte der Prozessor für jedes Feld das Produkt der
Feldelementnummer hist[i] und einen quadrierten Wert von ((i - 1) - (ave/10),
welcher durch Subtrahieren eines Wertes erhalten wird, der durch Dividieren
des Mittelwertes ave durch "10" erhalten wird, von einem Wert "i - 1". Als
nächstes berechnet er eine Gesamtsumme "sum2' der Produkte. Der
Prozessor dividiert dann einen Wert, der durch
Dividieren der Gesamtsumme "sum2" durch die Gesamtsumme "num" der
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 gleich "128" ist. Wenn das Bestimmungsergebnis negativ
ist, dann beendet der Prozessor das Verarbeiten in dem gegenwärtigen
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 Elementnummer jedes Feldes, in dem 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 bestimmen, die die Eingabedaten sind.
Die Mittelwerte und Varianzen der Eingabedaten, d. h. der Betätigungsgrad
des Gaspedals, die Längsbeschleunigung und die seitliche Beschleunigung
werden in derselben Art und Weise bestimmt.
Wenn der Fahrer seine Fahrsportlichkeit erhöht, erhöhen sich die Mittelwerte
und Varianzen der jeweiligen Eingabedaten. Der Mittelwert der
Fahrzeuggeschwindigkeit ist jedoch in großem Maße von dem
Straßenverkehrszustand abhängig.
Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt durch seine
neuronale Netzwerkfunktion den durch einen Fahrer vorgegebenen oder
beabsichtigten Fahrzeugfahrzustand. In diesem Ausführungsbeispiel werden
der Stadtgebietsgrad, der Straßenstaugrad und der Fahrbahn-
Bergigkeitsgrad, die durch die zuvor erwähnte Fuzzy-Logik bestimmt worden
sind, einem neuronalen Netzwerk neben den Mittelwerten und Varianzen der
Fahrzeuggeschwindigkeit, 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 neuronale Netzwerk aus Verarbeitungselementen (PE),
die in Fig. 14 gezeigt sind, aufgebaut, die untereinander in einer
komplizierten 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
Ausführungsbeispiel verwendete neuronale 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 Verlauf eines
Lernprozesses festgelegt. Das neuronale 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 neuronalen
Netzwerkes durch die Steuerungsvorrichtung 15 ausgeführt.
Um die neuronale Netzwerkfunktion zu verwirklichen, führt der Prozessor der
Steuerungsvorrichtung 15 periodisch eine Sportlichkeits-Berechnungsroutine
aus, die in Fig. 16 gezeigt ist, und zwar unter Verwendung, als die
Eingabedaten, von jeweiligen Mittelwerten und Varianzen der
Fahrzeuggeschwindigkeit, des Gaspedalbetätigungsgrades, 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 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
"10000" dividiert worden ist, dividiert das Ergebnis der Addition durch "2" und
wandelt in Sportlichkeits-Ausgabebereich von "-1000000 bis 1000000" auf "0
bis 100" (Schritt S53), wodurch die Berechnung der Sportlichkeit in einem
Berechnungszyklus beendet wird.
In der oben erwähnten Art wird die Ausgabe "drive", die repräsentativ für die
Sportlichkeit des Fahrers ist, als der Fahrzeugfahrzustand bestimmt. Gemäß
Testfahrerergebnissen stimmte der abgeschätzte Wert der durch die
Ausgabe "drive" gekennzeichneten Sportlichkeit des Fahrers gut mit der
Sportlichkeit überein, die ausgewertet und durch den Testfahrer selbst
berichtet wurde. Das wird so interpretiert, daß der durch den Fahrer
vorgegebene oder beabsichtigte Fahrzeugfahrzustand, 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 Frequenzverteilungen der jeweiligen
physikalischen Größen gekennzeichnet sind, und daß der
Straßenverkehrszustand bei der Bewertung des Fahrzeugfahrzustandes
berücksichtigt wurde.
Das Nachfolgende beschreibt ein Bestimmungsverfahren gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (was hier
nachfolgend als das zweite Bestimmungsverfahren bezeichnet wird).
Das zweite Bestimmungsverfahren ist ähnlich dem Bestimmungsverfahren
des ersten Ausführungsbeispiels (das hier nachfolgend als das erste
Abschätzverfahren bezeichnet wird) dahingehend, daß der durch den Fahrer
beabsichtigte Fahrzeugfahrzustand gemäß dem Straßenverkehrszustand
abgeschätzt wird, der auf der Basis der Fahrzeugfahrzustandsparameter und
der physikalischen Größen bestimmt wird, die repräsentativ für den
Fahrzeugfahrzustand sind, es unterscheidet sich jedoch von dem ersten
Bestimmungsverfahren dahingehend, daß das Verfahren auch auf ein
Fahrzeug angewendet werden kann, das mit keinem Lenkradwinkelsensor
versehen ist.
Wie in Fig. 17 gezeigt, können die Durchschnittsgeschwindigkeit und das
Fahrzeitverhältnis als die Fahrzeugfahrzustandsparameter aus der
Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden. Bei diesem
Bestimmungsverfahren wird kein Lenkradwinkelsensor verwendet. Deshalb
wird die durchschnittliche Seitenbeschleunigung, die aus dem Lenkradwinkel
und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden kann, nicht berechnet.
Der Stadtgebietsgrad und der Straßenverkehrsstaugrad, die als die
Parameter zum Anzeigen des Straßenverkehrszustandes dienen, werden
durch Fuzzy-Logik auf der Basis von diesen
Fahrzeugfahrzustandsparametern erfaßt. Da die durchschnittliche
Seitenbeschleunigung nicht als ein Fahrzeugfahrzustandsparameter
berechnet wird, wird bei diesem Abschätzverfahren der Fahrbahn-
Bergigkeitsgrad, der als ein Parameter zum Anzeigen des
Straßenverkehrszustandes dient, nicht erfaßt.
Anstelle dessen werden physikalische Größen, die kennzeichnend für den
Fahrzeugfahrzustand sind, wie z. B. der Gaspedalbetätigungsgrad und die
Fahrzeuggeschwindigkeit, erfaßt, und des weiteren wird die
Längsbeschleunigung aus der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
Außerdem
werden die Frequenzverteilungen der Fahrzeuggeschwindigkeit, des
Gaspedalbetätigungsgrades und die Längsbeschleunigung, welche als die
Fahrzeugfahrparameter dienen, durch Frequenzanalyse bestimmt. Dann
werden die Mittelwerte und Varianzen der Frequenzverteilungen als die
Parameter bestimmt, die die Frequenzverteilungen charakterisieren. Bei
diesem Bestimmungsverfahren wird die seitliche Beschleunigung, die aus
der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkgradwinkel erhaltbar ist, nicht
bestimmt.
Des Weiteren werden die Parameter (der Stadtgebietsgrad und der
Fahrbahnstaugrad), welche den Straßenverkehrszustand darstellen, und die
Parameter (die Mittelwerte und Varianzen), welche die Frequenzverteilungen
der jeweiligen Fahrzeugfahrparameter charakterisieren, an ein neuronales
Netzwerk geliefert. In dem neuronalen Netzwerk wird eine gewichtete
Gesamtsumme dieser Parameter bestimmt, womit ein Ausgabeparameter
bestimmt wird, wie z. B. die Fahrsportlichkeit des Fahrers, welche den durch
den Fahrer vorgegebenen oder beabsichtigten Fahrzeugfahrzustand
kennzeichnet.
Die Anzahl von Eingabedaten bei dem zweiten Bestimmungsverfahren ist
acht, während die in dem ersten Abschätzverfahren elf ist. Ein
Ausgabeparameter, der äquivalent der Sportlichkeit ist, die in dem ersten
Abschätzverfahren erhalten wird, kann auch in dem zweiten
Bestimmungsverfahren erhalten wird, kann auch in dem zweiten
Bestimmungsverfahren durch Restrukturieren der Wichtungen der Parameter
in dem neuralen Netzwerk erhalten werden. Somit kann der
Fahrzeugfahrzustand abgeschätzt werden, selbst wenn das Fahrzeug mit
keinem Lenkradwinkelsensor versehen ist.
Das Nachfolgende beschreibt ein Steuerverfahren für die
Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung.
Dieses Ausführungsbeispiel soll die Fahrzeuglaufcharakteristik steuern, um
sie an den abgeschätzten Fahrzeugfahrzustand (Sportlichkeit), z. B. durch
das Bestimmungsverfahren des oben beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiels anzupassen. Das Verfahren zum Bestimmen der
Sportlichkeit ist identisch dem des zuvor erwähnten Bestimmungsverfahrens;
deshalb wird die Erklärung der Ausrüstungskonfiguration für diesen Zweck
weggelassen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Beschreibung für einen
Personenkraftwagen angegeben, das mit einem Vierrad-Lenksystem als die
Vorrichtung 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
Zusammenwirken mit verschiedenen später noch zu diskutierenden
Elementen darstelle, weist einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus
(nicht gezeigt), der durch ein Lenkrad 4 betätigt wird, und eine Vorderrad-
Lenkbetätigungseinrichtung (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-Lenkbetätigungseinrichtung 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 Hinterread-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 θH (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 θH während einer Lenkübergangsperiode
des Lenkrades zu kompensieren, bevor er der Berechnungseinheit 20 für
den Fahrbahnoberflächenwert µ zugeführt wird. Der Berechnungseinheit
20 werden der Lenkradwinkel θH, 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 θH und der
Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß der nachfolgend gezeigten Formel:
P/θH = 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 θH 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 θH, 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 θH
und dessen Änderungstrend. Wenn das Lenkrad 4 gedreht wird, dann
wird des weiteren bestimmt, ob der Absolutwert des Lenkradwinkels θH
ein vorbestimmter Wert θ1 (z. B. 10°) oder größer ist. Wenn das Lenkrad
4 ungedreht gehalten wird oder wenn der Lenkradwinkel θH nicht den
vorbestimmten Wert θ1 erreicht hat, dann wird die Prozedur, die dem
Lesen der Sensorausgaben folgt, wiederholt. Wenn der Lenkwinkel θH
der vorbestimmte Wert θ1 oder größer ist und der Servodruck ΔP
wesentlich angehoben worden ist, dann wird das Verhältnis (ΔP/θH) des
Servodruckes ΔP zum Lenkradwinkel θH bestimmt.
Als nächstes wird bestimmt, ob das Vorzeichen von ΔP/θH positiv ist
oder nicht, um zu bestimmen, ob die Richtung des Servodruckes ΔP
identisch mit der des Lenkradwinkels θH 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 θH infolge des Filterns, und die dem Lesen des
Sensorausgaben folgenden Prozedur wird wiederholt. Wenn andererseits
das Vorzeichen von ΔP/θH 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/θH berechnet. Des weiteren wird
eine Bestimmung vorgenommen, ob eine Änderungsrate (Differentialwert)
dµ/dt des berechneten Fahrbahnoberflächenwertes µ ein vorbestimmter
Wert (Δµm z. B. 0,2 u/Sekunde) oder geringer ist. Wenn das
Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird die dem Lesen der
Sensorausgaben folgende Prozedur ausgeführt. Wenn auf der anderen Seite
das Bestimmungsergebnis positiv ist, dann wird das Filtern zum Stabilisieren
des Wertes der Fahrbahnoberfläche u ausgeführt, um eine plötzliche
Änderung des Fahrbahnoberflächenwertes u zu verhindern, bevor der
Fahrbahnoberflächenwert u 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
Hinterradphasensteuerung durch die Modusbestimmungseinheit 32
ausgewählt wird, dann berechnet die Steuereinheit 34 den Hinterrad-
Lenkwinkel δR gemäß dem Fahrbahnoberflächenwert u, dem Lenkradwinkel
0H 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 funktionell mit
einer Berechnungseinheit 40 für einen Pseudo-Lenkradwinkel und
verschiedene später zu diskutierende Elemente ausgestattet. In der
Berechnungseinheit 40 wird ein Pseudolenkradwinkel 0'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-0H-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 neuronale Netzwerk dient. Die
Ausgabe "drive" wird in derselben Art wie die des ersten
Ausführungsbeispiels, 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
insbesondere 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 Sportlichkeit
erhöht, wie in Fig. 28 gezeigt.
Des Weiteren wird bei einer Multipliziereinheit 44 der Pseudo-Lenkradwinkel
0'H mit einem Wert (K1/) multipliziert, der durch Dividieren des korrigierten
In-Phase-Koeffizienten K1 durch ein Lenkgetriebeverhältnis p erhalten wird,
um dadurch einen In-Phase-Lenkwinkel δ1 (= K1 θ'H/p) zu berechnen,
welcher als ein erster Hinterrad-Soll-Lenkwinkel in einem Mittel- bis
Hochgeschwindigkeitsbereich dient.
Andererseits wird in bezug auf die Berechnung des Antihase- bzw.
Außerphase-Lenkwinkels 2 als dem ersten Hinterrad-Soll-Lenkwinkel in
einem Niedriggeschwindigkeitsbereich das Signal der
Fahrzeuggeschwindigkeit V einer Berechnungseinheit 45 für einen
Antiphase-Koeffizienten über den Filter 42 zugeführt. Das Signal des
Fahrbahnoberflächenwertes u wird auch der Korrektureinheit 46 für den
Antiphase-Koeffizienten zugeführt, und das Signal des Pseudo-
Lenkradwinkels θ'H wird einer Differentialberechnungseinheit 47 zugeführt.
In der Berechnungseinheit 45 wird ein Antiphase-Koeffizient K2, der an eine
Fahrbahn mit hohem u 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 θ'H. 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 Δθ'H des Pseudo-Lenkradwinkels, wodurch ein Antiphase-Lenkwinkel
δ2 bestimmt wird. Ein Begrenzer 49, der den Antiphase-Lenkwinkel δ2
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 Fahrzeuggeschwindigkeit
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 Fig. 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 θ'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 θ'H multipliziert, welcher die Berechnung der
Verzögerung erster Ordnung durchlaufen hat, wodurch eine Giersollrate
Y* (= K4/(1 + τS)θ'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
übereinstimmen.
Wie oben beschrieben, ermöglicht es das Verfahren dieses
Ausführungsbeispiels, die Laufcharakteristik eines Fahrzeuges als einen
Fahrzeugfahrzustand durch Steuern der In-Phase-Lenkgröße, der Antiphase-
Lenkgröße, des Gierratenanstiegs und der Gierratenphasenverzögerung
gemäß der Ausgabe "drive" des neuronalen 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 beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel und die fünften und sechsten
Ausführungsbeispiel, welche später diskutierte werden, weisen dieselbe
Grundkonfiguration mit dem Vierrad-Lenksystem gemäß dem oben
beschriebenen 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 weggelassen.
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 θH
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
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich 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
Rückkopplungs-Koeffizienten K3, welche so festgelegt werden, daß sie zu
Straßenverkehrszuständen und einem Fahrzeugfahrzustand (Sportlichkeit)
passen.
Ein Autobahngrad kann nicht aus dem zuvor erwähnten
Bestimmungsverfahren 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 Gruppen
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 sportlich, was den
Sportlichkeits-"drive"-Bereichen von "0 bis 29", "30 bis 79" bzw. "80 bis 100"
entspricht. In anderen Worte, der aktuelle Fahrzustand 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-/Verringerungsgeschwindigkeit
V1, welche gemäß dem zuvor erwähnten Kennfeld ausgelesen wird.
Genauer ausgedrückt, wird der In-Phase-Koeffizient K1 so korrigiert, daß der
In-Phase-Koeffizient K1 einen größeren Wert annimmt, wenn die Erhöhungs-
/Verringerungsgeschwindigkeit V1 einen positiven Wert annimmt. Mit
anderen Worte, die charakteristische Linie des Kennfeldes wird so bewegt,
daß ein Anstieg der Stadtgeschwindigkeit "60 - V1" des In-Phase-
Koeffizienten K1 sich verringert, wenn der Erhöhungs-
/Verringerungskoeffizient einen positiven Wert annimmt. Im Ergebnis kann
der In-Phase-Koeffizient K1, der an den Fahrbahnverkehrszustand, den
Fahrzeugfahrzustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit angepaßt ist,
bestimmt werden.
Darüber hinaus können aus dem zuvor erwähnten Kennfeld der
Rückkopplungs-Koeffizienten K3, der für den Fahrbahnverkehrszustand
geeignet ist, der Fahrzeugfahrzustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit
bestimmt werden.
Die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb gibt das Betriebssteuersignal
SR an, welches der Differenz zwischen dem Hinterrad-Soll-Lenkwinkel δR,
welcher oben berechnet wurde, und einem tatsächlichen Hinterrad-
Lenkwinkel . . . . . Ra entspricht, der von dem Hinterrad-Lenkwinkelsensor 17
empfangen wird, an das Hinterrad-Lenkventil 10 über die Ausgabeeinheit
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 Straßenverkehrszustand und
Fahrzeugfahrzustand 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 oben beschriebene 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 θH 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
Fahrzeugfahrstatus (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 Fahrzeugfahrzustand wird in
drei Ebenen klassifiziert, nämlich gemächlich, mittel und sportlich.
Der In-Phase-Koeffizient K1 wird korrigiert, wie es durch die gestrichelten 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 Straßenverkehrszustand, den
Fahrzeugfahrzustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Der Antiphase-Koeffizient K2 wird korrigiert, wie es durch die gestrichelten Linien
von Fig. 32 gezeigt ist, und zwar gemäß dem Erhöhungs-
/Verringerungskoeffizienten, der gemäß dem Kennfeld von Tabelle 6 ausgelesen
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 Fahrzeugfahrzustand
und die Fahrzeuggeschwindigkeit geeignet ist, bestimmt werden.
Danach gibt die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb das
Betriebssteuersignal SR an, das der Differenz zwischen dem Hinterrad-Soll-
Lenkwinkel . . . R, das oben berechnet wurde, und dem tatsächlichen Hinterrad-
Lenkwinkel . . . Ra 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 . . . R anpaßt.
Demgemäß können die Lenkcharakteristika, die an jedem
Straßenverkehrszustand und Fahrzeugfahrzustand angepaßt sind, auch in dem
Vierrad-Lenksystem des fünften Ausführungsbeispiels in derselben Art wie bei
dem vierten Ausführungsbeispiel erzielt werden, was zu einem verbesserten
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 . . . R gemäß dem Lenkradwinkel θH
und die Gierrate Y gemäß der nachfolgenden bekannten arithmetischen Formel:
δR = aδF + bγ (a < 0)
wo δF und . . . R den Vorderrad-Lenkwinkel bzw. den Hinterrad-Lenkwinkel
kennzeichnen, γ die Gierwinkelgeschwindigkeit bezeichnet und a und b
Koeffizienten bezeichnen.
Als der erste Koeffizienten a wird eine Konstante verwendet, die z. B. auf -0,048
festgesetzt wird. Der erste Koeffizient a wird zuvor in dem Speicher (nicht
angezeigt) 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 Koeffizienten b für jeden
Straßenverkehrszustand (z. B. verstopfte Straße) und den Zustand des Fahrers
(Sportlichkeit) bereit.
In dem Kennfeld von Tabelle 8 ist der Straßenverkehrszustand in vier Gruppen
unterteilt, nämlich die Autobahn, die bergige Straße, die Stadtstraße und die
verstopfte Straße, und der Zustand ist in drei Niveaus unterteilt, nämlich
gem 80341 00070 552 001000280000000200012000285918023000040 0002004428351 00004 80222ächlich 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 Verringerung" gesetzt,
wenn durch das zuvor erwähnte Bestimmungsverfahren
abgeschätzt wird, daß der Fahrbahnverkehrszustand Autobahn ist und der
Zustand (Sportlichkeit) des Fahrers "sportlich" ist. In Tabelle 8 bezieht sich
"leichte Verringerung" auf das Erhöhungs-/Verringerungsniveau in der Mitte
zwischen "Durchschnitt" und "Verringerung" und "Verringerung".
Danach gibt die Steuereinheit 34 für den Lenkventilbetrieb das
Betriebssteuersignal SR aus, das der Differenz zwischen dem Hinterrad-Soll-
Lenkwinkel . . . . R, der oben berechnet wurde, und dem tatsächlichen Hinterrad-
Lenkwinkel . . . . . Ra entspricht. Das bewirkt, daß die Hinterrad-
Lenkbestätigungseinrichtung 11 arbeitet, um zu veranlassen, daß der
tatsächliche Lenkwinkel der Hinterräder 13L und 13R sich dem Hinterrad-
Lenkwinkel . . . R anpaßt.
Demgemäß, wie in Tabelle 4 gezeigt, können die Lenkcharakteristika, die jeweils
dem Straßenverkehrszustand und dem Fahrzustand 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 Fahrgefühl führt, wenn die Hinterräder
gelenkt werden.
Die Prozedur zum Bestimmen der Sportlichkeit ist identisch der des oben
beschriebenen ersten Bestimmungsverfahrens: 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 Ausführungsbeispiel 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 Gelenkarm 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 1 L 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
Richtungssteuerventil 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 Lenkkraftsteuerungsseinrichtung 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 er
Eingangswelle 4a und der Ausgangswelle 104a unterdrückt. Im Ergebnis wird
der Betrieb des Richtungssteuerventils 5 unterdrückt, und der Betrieb des
Antriebszylinders 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
Fahrzeuggeschwindigkeit V (entsprechend dem zuvor erwähnten
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal vx) von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
26 und die Informationen über den Straßenverkehrszustand (entsprechend dem
zuvor erwähnten Stadtgebietsgrad r_city, usw.) und die Informationen über den
Fahrzustand (entsprechend der zuvor erwähnten Sportlichkeit "drive"), die durch
das zuvor beschriebene Bestimmungsverfahren erhalten wird. Auf der Basis
dieser Eingabeparameter berechnet die Steuerungsvorrichtung 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 Fahrzustand ist in Tabelle 9 gezeigt. Entsprechend
Tabelle 9 ist eine niedrigere zum Lenken benötigte Kraft bevorzugt, wenn der
Straßenverkehrszustand eine Stadtstraße ist und der Fahrzustand, d. h. die
Sportlichkeit, niedrig ist, während eine geringfügig zum Lenken benötigte höhere
Kraft bevorzugt ist, wenn die Sportlichkeit 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 Lenken 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 oben
beschriebenen Bestimmungsverfahren 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 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 Fahrzeuggeschwindigkeit
über dem Strom wird in dem Speicher der Steuerungseinheit 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 Sportlichkeit 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 Fahrzeuggeschwindigkeit 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 Fahrzeuggeschwindigkeit 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 Fahrzustandes.
Genauer ausgedrückt, korrigiert die Steuerungsvorrichtung 15 die
Stromcharakteristik, wie es durch die unterbrochene Linie in Fig. 35 gezeigt ist,
gemäß einem eingetretenen Stadtstraßengrad (r_citiy). In 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
Fahrzustand, wenn sie insbesondere den Straßenstaugrad als die Information
über den Straßenverkehrszustand 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
Ausführungsbeispiels so ausgelegt, daß Sie den Wert des Stromes steuert, der
dem Magneten des Drucksteuerventils zugeführt wird, welches der
Steuerparameter 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
Drucksteuerventils zugeführt, welches der Steuerparameter der
Servosteuerungseinrichtung ist, gemäß der Ausgabe "drive" des neuronalen
Netzwerkes gesteuert, die kennzeichnend für die Sportlichkeit als der Zustand
ist, der durch den Fahrer beabsichtigt ist. Das ermöglicht es, die
Lenkkraftcharakteristik des Lenkrades gemäß der Sportlichkeit einzustellen. 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 gemächlichen 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 ist.
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 θt-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
sesnsor 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 θt-Sensor 223
(der dem zuvor erwähnten Drosselöffnungsgradsensor 23 entspricht) ist
ein Drosselventil-Öffnungsgradsensor zum Erfassen des Ventilöffnungs
grades θt 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
Steuerungssvorrichtung 15 zu vorbestimmten Intervallen.
Zur Steuerungsvorrichtung 15 werden des Weiteren der Straßenverkehrszustand
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 beabsichtigten Fahrzustand
kennzeichnend sind, die gemäß dem zuvor beschriebenen
Bestimmungsverfahren bererchnet weren.
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 Steuerungsvorrichtung 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
Fahrzeuggeschwindigkeitssensors (No-Sensor 22) und den Drosselöffnungsgrad
θt aus der Ausgabe des Drosselöffnungsgradsensors (θt-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 Eingabewerte in dem Bereich von "0 bis 100" in die Werte in dem Bereich von "0 bis 10" um. Die Steuerungsvorrichtung 15 liest auch die Sportlichkeit "drive", die der Fahrzustandsparameter ist, der von dem Bestimmungsverfahren 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.
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 Eingabewerte in dem Bereich von "0 bis 100" in die Werte in dem Bereich von "0 bis 10" um. Die Steuerungsvorrichtung 15 liest auch die Sportlichkeit "drive", die der Fahrzustandsparameter ist, der von dem Bestimmungsverfahren 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
Bestimmungsverfahren berechnet, es kann jedoch angenommen werden, daß er
einen Wert annimmt, der 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
Straßenneigung RS gemäß dem Ausgabesignal von einem Neigungssensor, der
an dem Fahrzeug montiert ist, oder gemäß einer Motorleistung und dem
Leistungssignal von einem Beschleunigungssensor (nicht angezeigt). Die
Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt dann, ob der erhaltene Staustraßengrad
r_jam eine Maximalwert MAX ist, z. B. "10" (Schritt S66). Wenn das
Bestimmungsergebnis bejahend ist, bestimmt dann die Steuerungsvorrichtung,
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 SHIFT0 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 Maximalwert "10" ist
(Schritt S76). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann erhält die
Steuerungsvorrichtung den Schaltweg-Bewegungskoeffizienten 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 Fahrbahnneigung RS
gemäß dem in Fig. 46 gezeigten Kennfeld für eine bergige Straße (Schritt S80).
Der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM, der in den oben angeführten Schritten
bestimmt wird, nimmt einen großen Wert an, wenn die Aufwärtsfahrbahnneigung
RS groß ist und die Sportlichkeit "drive", welche kennzeichnend für den Zsutand
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 SHIFT0 in Schritt S82.
Die Prozedur zum Verwirklichen der Berechnungsroutine für die
Befehlsschaltstufe SHIFT0 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 (Befehlsschaltstufe SHIFT0 = 2).
Zwei Typen von grundlegenden Schaltkennfeldern sind in dem Speicher der
Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert; eine Vielzahl von Hochschaltkennfeldern,
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 Schaltweg 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 Herunterschaltweg von 2-1 zeigt. Das gleiche trifft für die anderen
Schaltwege zu, und deren Erklärung wird weggelassen.
In der Berechnungsroutine für die Befehlsschaltstufe werden
Einschätzfahrzeuggeschwindigkeiten (NOU, NOD von dem Drosselöffnungsgrad
θt und dem erhaltenen Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM erhalten, und die
Befehlsschaltstufe SHIFT0 wird aus den bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeiten
bestimmt.
Als erstes bestimmt die Steuerungsvorrichtung 15 einen Fahrzeuggeschwin
digkeitswert NOUS, der einem tatsächlichen Drosselöffnungsgrad θt' ent
spricht, aus dem sportlichen Muster des Hochschaltweges, wie in Fig. 47
gezeigt (Schritt S84), und bestimmt einen Fahrzeuggeschwindigkeitswert
NOUM, der dem tatsächlichen Drosselöffnungsgrad θt' 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 θt 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 θt' entspricht, aus
der Herunterschaltlinie des sportlichen Musters, das in Fig. 48 gezeigt ist
(Schritt S90) und bestimmt den Fahrzeuggeschwindigkeitswert NOUDM,
der dem tatsächlichen Öffnungsgrad θt' 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 θt 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 SHIFT0 (Schritt S98). Im Ergebnis führt die
Steuerungsvorrichtung 15 ein Hochschalten gemäß dem Wert der Befehls
schaltstufe SHIFT0 aus. In dem Fall dieses Ausführungsbeispiels ändert
sich die Befehlsschaltstufe SHIFT0 von 2 auf 3; deshalb wird das Hochschalten
von 2-3 verwirklicht.
Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S96 negativ ist, dann
bestimmt die Steuerungsvorrichtung 15, ob die tatsächliche
Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als die Herunterschaltgeschwindigkeit NOD
ist, die in Schritt S94 bestimmt wird (Schritt S100). Wenn das
Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann subtrahiert die Steuerungsvorrichtung
"1" von dem Wert der Befehlsschaltstufe SHIFT0 (Schritt S100). Wenn das
Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann subtrahiert die Steuerungsvorrichtung
"1" von dem Wert der Befehlsschaltstufe SHIFT0 (Schritt S102). Im Ergebnis
führt die Steuerungsvorrichtung 15 ein Herunterschalten aus. In dem Fall dieses
Ausführungsbeispiels ändert sich die Befehlschaltstufe SHIFT0 von 2 auf 1;
deshalb wird die Herunterschaltung von 2-1 verwirklicht.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S100 negativ ist, wird die Routine
zum Berechnen der Befehlsschaltstufe SHIFT0 beendet, wobei der Wert der
Befehlsschaltstufe SHIFT0 ungeändert bleibt.
Wie oben erklärt, wird gemäß der Steuerungsvorrichtung für die
Geschwindigkeitsänderung des Kraftfahrzeugautomatikgetriebes gemäß der
vorliegenden Erfindung der Schaltweg-Bewegungskoeffizient KM gemäß den
Straßenverkehrszuständen und dem Fahrzeugfahrzustand (Sportlichkeit "drive")
bestimmt, welche durch das zuvor erwähnte Bestimmungsfahren und die
Fahrbahnneigung RS erhalten wird, dann wird das Schaltkennfeld erhalten, in
welchem die Hochschaltlinie und die Herunterschaltlinie bewegt werden
(korrigiert) gemäß dem Schaltweg-Bewegungskoeffizienten KM. Auf der Basis
des Schaltkennfeldes wird die Befehlsschaltstufe SHIFT0 bestimmt, um die
Schaltänderung auszuführen. Das ermöglicht es, daß ein Schaltgefühl am besten
für jeden Straßenverkehrszustand und jeden Fahrzeugfahrzustand 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 Drosselventils
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 der Betätigung des
Gaspedals 305, wenn die Bestätigungseinrichtung 306 nicht in Betrieb ist. Wenn
die Betätigungseinrichtung 306 nicht in Betrieb ist. Wenn die
Betätigungseinrichtung 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 oben
beschriebenen 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 Steuerungsvorrichtung
15 gesteuert. Die Steuerungsvorrichtung 15 steuert den Betrieb der
Betätigungseinrichtung 306 gemäß dem Ausgabesignal, das sie von einer
Drehmomentberechnungseinheit (hier nachfolgend als TCL bezeichnet) 307
empfangen hat, welche ein Soll-Antriebsdrehmoment des Motors berechnet. Im
tatsächlichen Gebrauch führt die Steuerungsvorrichtung 15 eine
Arbeitssteuerung über den 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 GY0 aus der nachfolgend angegebenen Formel gemäß den empfan
genen Parametern. Die berechnete seitliche Soll-Beschleunigung GY0 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 von extremen Untersteuern schützt, gemäß der
seitlichen Soll-Beschleunigung GYO. Genauer ausgedrückt liest die
Berechnungseinheit 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 Korrektureinheit 301, die einen Korrekturgrößenparameter für eine
Fahrbahnneigung aus einer Berechnungseinheit 311 für die Korrekturgröße der
Fahrbahnneigung erhält, korrigiert die Längs-Soll-Beschleunigung Gxo gemäß
dem gerade erwähnten Parameter und gibt das Ergebnis an eine
Drehmomentumwandlungseinheit 312 aus. Die Berechnungseinheit 311 für die
Korrekturgröße für die Fahrbahnneigung berechnet den
Korrekturgrößenparameter der Fahrbahnneigung gemäß der
Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Fahrbahnneigungsdaten. Somit empfängt
die Drehmomentumwandlungseinheit 312 die Längs-Soll-Beschleunigung Gxo,
die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der berücksichtigten Fahrbahnneigung
korrigiert worden ist.
Die Drehmomentumwandlungseinheit 312 berechnet zuerst ein
Bezugsantriebsdrehmoment TB aus der nachfolgenden Formel gemäß der
empfangenen Längs-Soll-Beschleunigung Gxo:
TB = (Gxo.Wb.r*TL)/(pm.pd.pT)
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 θA 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 Fahrzustand ist, der durch das zuvor erwähnte
Bestimmungsverfahren bestimmt wurde. Die berechnete Kappungsgröße Tk wird
and die Kappungseinheit 313 für die Drehmomentvariation 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
Drehmomentvariation korrigiert wird, wird an eine Steuereinheit 315 für den
Drosselöffnungsgrad in der Steuerungsvorrichtung 15 ausgegeben. Die
Steuereinheit 315 steuert den Betrieb der zuvor erwähnten
Betätigungseinrichtung 306 gemäß dem Soll-Antriebsdrehmoment Toc.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Motorleistungssteuerung, die an
die Sportlichkeit angepaßt ist, erzielt werden, wodurch ein sportliches
Kurvenverfahren des Fahrzeuges ermöglicht wird.
Ein Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik gemäß einem zehnten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
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-Schaltbvetätigungseinrichtung 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 ausgelegt
sein, daß sie gemäß der Information ausgewählt werden können, die durch die
zuvor erwähnte Bestimmungseinrichtung zugeführt wird, wie es später diskutiert
wird.
Die Laufaufhängung 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 verbunden 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-Magnetventil 424, ein
Rückschlagventil 425 und ein Magnetventil 427 für ein rechtes Hinterrad
zugeführt werden. Die Luft kann auch zu der Luftfederkammer 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 der 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 Druckschalter
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
Straßenverkehrszustände und die Fahrzustände erhält, die durch das zuvor
beschriebene Bestimmungsverfahren 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 Steuerungsvorrichtung 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 Bestimmungsverfahren 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 Fahrzustand ist, wird in drei Niveaus unterteilt, nämlich gemächlich,
durchschnittlich und sportlich.
Wenn der Fahrzustand sportlich ist, setzt die Steuerungsvorrichtung 15 den
Modus auf den Sportmodus. Die Steuerungsvorrichtung 15 setzt den Modus auf
den Sportmodus auch, wenn der Fahrzustand durchschnittlich ist und der
Straßenverkehrszustand die bergige Straße ist. In anderen Fällen setzt die
Steuerungsvorrichtung 15 den Modus auf den Automodus.
Gemäß der oben beschriebenen Aufhängungseinheit kann die Dämpfungskraft
der Luftaufhängungen auf ein optimales Niveau gemäß dem
Straßenverkehrszustand und dem Zustand des Fahrers gesetzt werden, wodurch
ein guter Fahrkomfort während der gesamten Fahrt realisiert wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern kann in verschiedenen Arten modifiziert werden.
Z. B. werden in den Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den
Abschätzverfahren die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Öffnungsgrad der
Drosselklappe und die Längsbeschleunigung und die Seitenbeschleunigung 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
neuronale Netzwerk eingegeben werden sollen. Es ist jedoch nicht wesentlich,
alle diese Parameter zum Ausführen 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 bestimtm,
das ist jedoch nicht zwingend.
In den auf das Steuerverfahren für die Fahrzeuglaufcharakteristik bezogenen
Ausführungsbeispielen wird die gewichtete Gesamtsumme der Parameter,
welche Parameter der Steuerungsvorrichtung 15 zugeführt werden, die als das
neuronale Netzwerk dient, als die Ausgabeparameter aus dem neuronalen
Netzwerk bestimmt, so daß die neuronale 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 neuronalen Netzwerk ausgesetzt werden.
Des Weiteren kann die Steuerungsvorrichtung 15 in jeder Steuervorrichtung
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.
Suspensionseinheit. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf ein
Fahrzeug angewendet werden, das mit verschiedenen Vorrichtungen
ausgestattet ist, die die Fahrzeuglaufcharakteristik variabel einstellen können, die
verschieden von den oben genannten Vorrichtungen sind.
Fahrzeuggeschwindigkeit
Lenkwinkel
Fahrzeitverhältnis
Durchschnittsgeschwindigkeit
Durchschnittliche Seitenbeschleunigung
Fuzzy-Logik
Adaption
Daten
Adaption
Daten
Straßenverkehrszustand
Stadtgebietsgrad
Straßenstaugrad
Fahrbahn-Bergigkeitsgrad
Lenkwinkel
Fahrzeitverhältnis
Durchschnittsgeschwindigkeit
Durchschnittliche Seitenbeschleunigung
Fuzzy-Logik
Adaption
Daten
Adaption
Daten
Straßenverkehrszustand
Stadtgebietsgrad
Straßenstaugrad
Fahrbahn-Bergigkeitsgrad
Gaspedal-Betätigung
Fahrzeuggeschwindigkeit
Lenkwinkel
Längsbeschleunigung
Seitenbeschleunigung
Frequenzanalyse
Fahrzeuggeschwindigkeit, Längsbeschleunigung, Seitenbeschleunigung
Gaspedal-Niederdrückung
Frequenz
Daten
Straßenverkehrszustand
Neuronales Netzwerk
Fahrerverhalten
Sportlichkeit
Fahrzeuggeschwindigkeit
Lenkwinkel
Längsbeschleunigung
Seitenbeschleunigung
Frequenzanalyse
Fahrzeuggeschwindigkeit, Längsbeschleunigung, Seitenbeschleunigung
Gaspedal-Niederdrückung
Frequenz
Daten
Straßenverkehrszustand
Neuronales Netzwerk
Fahrerverhalten
Sportlichkeit
Steuerungsvorrichtung
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
Lenkradwinkelsensor
Drosselöffnungsgradsensor
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
Lenkradwinkelsensor
Drosselöffnungsgradsensor
Adaption
Fahrzeitverhältnis (%)
Fahrzeitverhältnis (%)
Adaption
Durchschnittsgeschwindigkeit (km/h)
Durchschnittsgeschwindigkeit (km/h)
Adaption
Fahrzeitverhältnis (%)
Fahrzeitverhältnis (%)
Adaption
Durchschnittsgeschwindigkeit (km/h)
Durchschnittsgeschwindigkeit (km/h)
Fahrbahn-Bergigkeitsgrad
Durchschnittliche Seitenbeschleunigung (G)
Durchschnittliche Seitenbeschleunigung (G)
Wichtung
Gesamtsumme
Übertragung
Gesamtsumme
Übertragung
Eingabe
Ausgabe
Ausgabe
Fahrzeuggeschwindigkeit
Fahrzeitverhältnis
Durchschnittsgeschwindigkeit
Längsbeschleunigung
Frequenzanalyse
Fahrzeuggeschwindigkeit, Längsbeschleunigung
Gaspedal-Betätigung
Frequenz
Daten
Fuzzy-Logik
Adaption
Daten
Neuronales Netzwerk (8 Eingaben)
Straßenverkehrszustand
Stadtgebietsgrad
Straßenstaugrad
Fahrerverhalten
Sportlichkeit
Fahrzeitverhältnis
Durchschnittsgeschwindigkeit
Längsbeschleunigung
Frequenzanalyse
Fahrzeuggeschwindigkeit, Längsbeschleunigung
Gaspedal-Betätigung
Frequenz
Daten
Fuzzy-Logik
Adaption
Daten
Neuronales Netzwerk (8 Eingaben)
Straßenverkehrszustand
Stadtgebietsgrad
Straßenstaugrad
Fahrerverhalten
Sportlichkeit
60
Gierratensensor
15
Steuerungsvorrichtung
8
Motor
Meßgerät
Meßgerät
26
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
Meßgerät
30
Eingabeeinheit
31
A/D-Wandler
32
Modusbestimmungseinheit
33
Bestimmungseinheit für den Fahrbahnoberflächenwert µ
34
Steuerungseinheit für den Lenkventilbetrieb
35
Ausgabeeinheit
Druck PR
Druck PL
Lenkradwinkel θH
Fahrzeuggeschwindigkeit V
Druck PL
Lenkradwinkel θH
Fahrzeuggeschwindigkeit V
20
Berechnungseinheit für den Fahrbahnoberflächenwert µ
21
Phasenkompensationsfilter
23
µ-Variationsbegrenzungseinheit
24
Stabilisierender Filter
42
Filter
40
θ'H-Berechnungseinheit
41
K1-Berechnungseinheit
45
K2-Berechnungseinheit
47
Differentialberechnungseinheit
43
K1-Berechnungseinheit
46
K2-Berechnungseinheit
49
Begrenzungseinheit
50
K4-Berechnungseinheit
51
K4-Korrektureinheit
52
τ-Berechnungseinheit
Pseudo-Lenkradwinkel
Lenkradwinkel
Lenkradwinkel
In-Phase-Koeffizient K1
Niedriges µ; Hohes µ
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Niedriges µ; Hohes µ
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Fahrbahnoberflächenwert µ
Gierratenanstieg
Hohes µ
Niedriges µ
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Hohes µ
Niedriges µ
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Zeitkonstante τ erster Verzögerungsordnung (s)
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h)
In-Phase-Lenkgröße
Sportliches Fahren
Grundcharakteristik
Fahrzeuggeschwindigkeit
Sportliches Fahren
Grundcharakteristik
Fahrzeuggeschwindigkeit
Antiphase-Lenkgröße
Sportliches Fahren
Grundcharakteristik
Fahrzeuggeschwindigkeit
Sportliches Fahren
Grundcharakteristik
Fahrzeuggeschwindigkeit
Gierratenphasenverzögerung
Groß
Sportliches Auto
Luxusauto
Gierratenanstieg
Niedrig
Groß
Sportliches Auto
Luxusauto
Gierratenanstieg
Niedrig
In-Phase-Koeffizient K1
Erhöhung; Verringerung
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Erhöhung; Verringerung
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Antiphase-Koeffizient K2
Erhöhung
Verringerung
xα
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Erhöhung
Verringerung
xα
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Stadtgebietsgrad r_city, etc.
Sportlichkeit "drive"
Sportlichkeit "drive"
26
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
15
Steuerungsvorrichtung
8
Motor
Strom-Sollwert (A)
Stadtgebietsgrad: Niedrig
Sportlichkeit: Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Stadtgebietsgrad: Niedrig
Sportlichkeit: Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Strom-Soll Wert (A)
Stadtgebietsgrad: Hoch
Stadtgebietsgrad: Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Stadtgebietsgrad: Hoch
Stadtgebietsgrad: Niedrig
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Strom-Soll-Wert (A)
Sportlichkeit: Niedrig
Sportlichkeit: Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
Sportlichkeit: Niedrig
Sportlichkeit: Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
15
Steuerungsvorrichtung
201
Motor
221
Nt-Sensor
222
No-Sensor
223
θt-Sensor
Zum Magnetventil
211
15
Steuerungsvorrichtung
Leitungsdruck
Leitungsdruck
S60 Berechne V und θt
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 SHIFT0
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 SHIFT0
Berechnungsroutine für SHIFT0
Drosselöffnung (%)
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig; Hoch
Sportlichkeit "drive"
Neigung RS
Flach
Niedrig; Hoch
Sportlichkeit "drive"
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig; Hoch
Sportlichkeit "drive"
Neigung RS
Flach
Niedrig; Hoch
Sportlichkeit "drive"
Nach oben
Neigung RS
Flach
Niedrig; Hoch
Sportlichkeit "drive"
Neigung RS
Flach
Niedrig; Hoch
Sportlichkeit "drive"
Drosselöffnung θt
2 → 1 Hochschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
2 → 1 Hochschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung θt
2 → 1 Herunterschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
2 → 1 Herunterschaltweg
Mildes Muster
Sportliches Muster
Hoch
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Drosselöffnung (%)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
Mildes Muster
Sportliches Muster
Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
15
Steuerungsvorrichtung
Verbrennungskammer
Verbrennungskammer
308
Berechnungseinheit für seitliche Soll-Beschleunigung
309
Berechnungseinheit für Längsbeschleunigung
311
Korrekturgröße für Fahrbahnneigung
Fahrbahnneigung
Fahrbahnneigung
312
Drehmoment-Umwandlungseinheit
Sportlichkeit "drive"
Sportlichkeit "drive"
313
Kappungseinheit für Drehmomentvariation
314
Berechnungseinheit für Kappungsgröße
315
Steuereinheit für Drosselöffnung
15
Steuerungsvorrichtung
Seitliche Beschleunigung
Steuerung-verbotenes Gebiet
Fahrzeuggeschwindigkeit (V) (km/h)
Steuerung-verbotenes Gebiet
Fahrzeuggeschwindigkeit (V) (km/h)
Lastdrehmoment TL
Seitliche Beschleunigung GV
Seitliche Beschleunigung GV
Benötigtes Antriebsdrehmoment Td
Motordrehzahl NE
Motordrehzahl NE
Kappungsgröße TK
Groß ← -; - → Klein
Niedrig ← -; - → Hoch
Sportlichkeit "drive"
Groß ← -; - → Klein
Niedrig ← -; - → Hoch
Sportlichkeit "drive"
15
Steuerungsvorrichtung
Claims (11)
1. Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeugfahrzustandes, welches
aufweist:
einen Erfassungsschritt zum Erfassen einer Vielzahl von Fahrparametern,
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrparametern und
einen Bestimmungsschritt zum Bestimmen eines Fahrzeugfahrzustandes, welcher vom Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalysen, wobei
die Vielzahl von Fahrzeugparametern mindestens eine Geschwindigkeit (vel) mit einschließt, mit welcher ein Fahrzeug fährt, eine auf das Fahrzeug ausgeübte Längsbeschleunigung (gx), eine auf das Fahrzeug ausgeübte Querbeschleunigung (gy), einen Bestätigungsgrad (tps) eines Gaspedals; und wobei
das Verfahren des Weiteren einen Bestimmungsschritt für einen Straßenverkehrszustand zum Ausgeben von mindestens einem Bestimmungswert ([city], [jam]) aufweist, welcher kennzeichnend für den Straßenverkehrszustand ist, unter welchem das Fahrzeug fährt; wobei der Frequenzanalyseschritt (S31-S46) ein Bestimmen einer Frequenzverteilung für jeden der Fahrparameter und ein Bestimmen eines Mittelwertes (ave) und einer Abweichung (var) der Frequenzverteilung von jedem der Fahrparameter einschließt, wobei der Mittelwert und die Abweichung die Frequenzverteilung kennzeichnen und nach einer Fuzzy- Logik angewendet werden; und
einen Bestimmungsschritt für den Fahrzeugfahrzustand (S51-S53) mit einem Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive) welcher kennzeichnend für den Fahrzeugfahrzustand ist, gemäß einer durch ein neuronales Netz gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern, und zwar unter Verwendung des zumindest einen bestimmten Wertes welcher kennzeichnend für den Straßenverkehrszustand ist, und des Mittelwertes und der Abweichung für jeden der Fahrparameter als Eingabeparameter.
einen Erfassungsschritt zum Erfassen einer Vielzahl von Fahrparametern,
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrparametern und
einen Bestimmungsschritt zum Bestimmen eines Fahrzeugfahrzustandes, welcher vom Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalysen, wobei
die Vielzahl von Fahrzeugparametern mindestens eine Geschwindigkeit (vel) mit einschließt, mit welcher ein Fahrzeug fährt, eine auf das Fahrzeug ausgeübte Längsbeschleunigung (gx), eine auf das Fahrzeug ausgeübte Querbeschleunigung (gy), einen Bestätigungsgrad (tps) eines Gaspedals; und wobei
das Verfahren des Weiteren einen Bestimmungsschritt für einen Straßenverkehrszustand zum Ausgeben von mindestens einem Bestimmungswert ([city], [jam]) aufweist, welcher kennzeichnend für den Straßenverkehrszustand ist, unter welchem das Fahrzeug fährt; wobei der Frequenzanalyseschritt (S31-S46) ein Bestimmen einer Frequenzverteilung für jeden der Fahrparameter und ein Bestimmen eines Mittelwertes (ave) und einer Abweichung (var) der Frequenzverteilung von jedem der Fahrparameter einschließt, wobei der Mittelwert und die Abweichung die Frequenzverteilung kennzeichnen und nach einer Fuzzy- Logik angewendet werden; und
einen Bestimmungsschritt für den Fahrzeugfahrzustand (S51-S53) mit einem Ausgeben eines Ausgabeparameters (drive) welcher kennzeichnend für den Fahrzeugfahrzustand ist, gemäß einer durch ein neuronales Netz gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern, und zwar unter Verwendung des zumindest einen bestimmten Wertes welcher kennzeichnend für den Straßenverkehrszustand ist, und des Mittelwertes und der Abweichung für jeden der Fahrparameter als Eingabeparameter.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Bestimmungsschritt für den
Verkehrszustand ein Ausgeben eines Stadtstraßengrades ([city]) und einer
Verkehrsdichte ([jam]) als den zumindest einen bestimmten Wert gemäß
einer Durchschnittsgeschwindigkeit (vx ave) und einem Fahrzeitverhältnis
(ratio) einschließt.
3. Verfahren
nach Anspruch 1, bei welchem der Bestimmungsschritt für den
Straßenverkehrszustand ein Ausgeben eines Fahrbahn-Bergigkeitsgrades
als den zumindest einen bestimmten Wert gemäß einer seitlichen
Durchschnittsbeschleunigung (gy ave) einschließt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Frequenzanalyseschritt ein
Bestimmen der Frequenzverteilung durch Ändern der Gewichtung eines
ausgewählten Wertes von jedem der Fahrparameter in Abhängigkeit von
einem Gebiet, in welches der erfaßte Wert fällt, einschließt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Bestimmungsschritt ein
Bestimmen der gewichteten Gesamtsumme der Eingabeparameter
einschließt, so daß der Ausgabeparameter einen Grad der Fahrsportlichkeit
des Fahrers kennzeichnet.
6. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik, welches aufweist:
einen Erfassungsschritt für die Fahrparameter zum Erfassen einer Vielzahl von Fahrparametern,
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrparametern,
einen Bestimmungsschritt für den Fahrzeugfahrzustand, welcher durch einen Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalyse, und
einen Steuerschritt für die Charakteristik zum variablen Steuern einer Laufcharakteristik eines Fahrzeugs durch variables Steuern einer Betriebscharakteristik einer Vorrichtung, welche an dem Fahrzeug montiert ist, gemäß dem Fahrzeugfahrzustand, wobei
die Vielzahl von Fahrparametern mindestens eine Geschwindigkeit (vel), mit welcher das Fahrzeug fährt, mit einschließt, eine auf das Fahrzeug ausgeübte Längsbeschleunigung (gx), eine auf das Fahrzeug ausgeübte Querbeschleunigung (gy), einen Betätigungsgrad (tps) eines Gaspedals, und wobei das Verfahren des Weiteren einen Bestimmungsschritt für den Straßenverkehrszustand zum Ausgeben von mindestens einem bestimmten Wert ([city], [jam]) aufweist, welcher kennzeichnend für den Straßenverkehrszustand ist, unter welchem das Fahrzeug fährt;
der Frequenzanalyseschritt (S31-S46) ein Bestimmen einer Frequenzverteilung von jedem der Fahrparameter und ein Bestimmen eines Mittelwertes (ave) und einer Abweichung (var) der Frequenzverteilung für jeden der Fahrzeugfahrparameter aufweist, wobei der Mittelwert und die Abweichung die Frequenzverteilung kennzeichnen und durch eine Fuzzy- Logik ausgewertet werden; und
der Bestimmungsschritt für den Fahrzeugfahrzustand (S51-S53) ein Ausgeben des Ausgabeparameters (drive) einschließt, der kennzeichnend für den Fahrzeugfahrzustand ist, gemäß einer durch ein neuronales Netz gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern unter Verwendung des zumindest einen bestimmten Wertes des Straßenverkehrszustandes und des Mittelwertes und der Abweichung für jeden der Fahrparameter als Eingabeparameter.
einen Erfassungsschritt für die Fahrparameter zum Erfassen einer Vielzahl von Fahrparametern,
einen Frequenzanalyseschritt zum Ausführen einer Frequenzanalyse für jeden der Vielzahl von Fahrparametern,
einen Bestimmungsschritt für den Fahrzeugfahrzustand, welcher durch einen Fahrer beabsichtigt ist, gemäß den Ergebnissen der Frequenzanalyse, und
einen Steuerschritt für die Charakteristik zum variablen Steuern einer Laufcharakteristik eines Fahrzeugs durch variables Steuern einer Betriebscharakteristik einer Vorrichtung, welche an dem Fahrzeug montiert ist, gemäß dem Fahrzeugfahrzustand, wobei
die Vielzahl von Fahrparametern mindestens eine Geschwindigkeit (vel), mit welcher das Fahrzeug fährt, mit einschließt, eine auf das Fahrzeug ausgeübte Längsbeschleunigung (gx), eine auf das Fahrzeug ausgeübte Querbeschleunigung (gy), einen Betätigungsgrad (tps) eines Gaspedals, und wobei das Verfahren des Weiteren einen Bestimmungsschritt für den Straßenverkehrszustand zum Ausgeben von mindestens einem bestimmten Wert ([city], [jam]) aufweist, welcher kennzeichnend für den Straßenverkehrszustand ist, unter welchem das Fahrzeug fährt;
der Frequenzanalyseschritt (S31-S46) ein Bestimmen einer Frequenzverteilung von jedem der Fahrparameter und ein Bestimmen eines Mittelwertes (ave) und einer Abweichung (var) der Frequenzverteilung für jeden der Fahrzeugfahrparameter aufweist, wobei der Mittelwert und die Abweichung die Frequenzverteilung kennzeichnen und durch eine Fuzzy- Logik ausgewertet werden; und
der Bestimmungsschritt für den Fahrzeugfahrzustand (S51-S53) ein Ausgeben des Ausgabeparameters (drive) einschließt, der kennzeichnend für den Fahrzeugfahrzustand ist, gemäß einer durch ein neuronales Netz gewichteten Gesamtsumme von Eingabeparametern unter Verwendung des zumindest einen bestimmten Wertes des Straßenverkehrszustandes und des Mittelwertes und der Abweichung für jeden der Fahrparameter als Eingabeparameter.
7. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik nach Anspruch 6,
bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik durch variables Steuern
einer Betriebscharakteristik eine Hinterrad-Lenkvorrichtung einschließt,
welche als die Vorrichtung dient, welche an dem Fahrzeug montiert ist, und
welche einen Hinterrad-Soll-Lenkwinkel durch Multiplizieren eines erfaßten
Wertes eines Vorderrad-Lenkzustandes oder eines erfaßten Wertes eines
Fahrzeugsverhaltens mit einem Koeffizienten setzt, und zwar durch
variables Steuern des Koeffizienten gemäß dem Ausgabeparameter.
8. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeuglaufzustandes nach Anspruch 6, bei
welchem der Steuerschritt für die Charakteristik ein variables Steuern einer
Charakteristik für die Lenkreaktionskraft über der Fahrzeuggeschwindigkeit
einer Servoeinheit gemäß den Ausgabeparametern einschließt, wobei die
Servoeinheit als die Vorrichtung dient, welche an dem Fahrzeug montiert ist
und eine Lenkreaktionskraft gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
9. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik nach Anspruch 6,
bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik durch variables Setzen
eines Geschwindigkeitsänderungskennfeldes gemäß dem
Ausgabeparameter einschließt, wobei das Kennfeld auf der
Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Drosselöffnungsgrad basiert und für ein
Automatikgetriebe vorgesehen ist, welches als die Vorrichtung dient,
welche an dem Fahrzeug montiert ist.
10. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik nach Anspruch 6,
wobei der Steuerschritt für die Charakteristik ein variables Steuern einer
Betriebscharakteristik einer Traktionssteuereinheit einschließt, welche als
die Vorrichtung dient, welche an dem Fahrzeug montiert ist und welche
eine Motorleistung auf ein Soll-Antriebsdrehmoment beschränkt, welches
auf einem Kurvenfahrzustand des Fahrzeuges basiert, und welche auch
eine Variationsgröße des Soll-Antriebsdrehmomentes auf eine
vorbestimmte Größe durch variables Steuern der vorbestimmten Größe
gemäß dem Ausgabeparameter begrenzt.
11. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik nach Anspruch 6,
bei welchem der Steuerschritt für die Charakteristik ein
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, welche an dem
Fahrzeug montiert ist.
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