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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung
für ein Kraftrad. Insbesondere betrifft die Erfindung eine
Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung für ein Kraftrad,
welche den Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers auf der Basis
der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels zum Zeitpunkt einer
Kurvenfahrt erhält.
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Ein
Beispiel der Steuer/Regeleinrichtungen für ein Kraftrad
ist eine Steuer/Regeleinrichtung zur Steuerung/Regelung der optischen
Achse oder dgl. auf der Basis des Neigungswinkels des Fahrzeugkörpers,
welcher durch ein Mittel zur Berechnung des Neigungswinkels berechnet
wird, mit welchem das Kraftrad ausgestattet ist. Beispielsweise
ist eine Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung für ein Kraftrad in
der ungeprüften
japanischen
Patentanmeldungspublikation Nr. Hei 5-208635 offenbart.
Die offenbarte Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung ist an einem Kraftrad
angebracht, welches mit relativ breiten Reifen ausgestattet ist,
bei denen der Kontaktpunkt zwischen dem Reifen und dem Boden in
der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers in Reaktion auf
die Schräglage (Kippen in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers)
verschoben wird. Die Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung erfasst
die Beschleunigung in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers
unter Verwendung eines Beschleunigungssensors. Der Neigungswinkel
wird erfasst, indem die so erfasste Beschleunigung entsprechend
einer im Voraus erstellten Beschleunigungs- und Neigungswinkelkorrespondenztabelle überprüft
wird.
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In
dem in der ungeprüften
japanischen
Patentanmeldungspublikation Nr. Hei 5-208635 offenbarten
Kraftrad wird der Neigungswinkel nur auf der Basis der Beschleunigung
in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers erhalten. Diese
Prozedur hat jedoch ihre eigenen Nachteile. Beispielsweise einen Fall
annehmend, bei dem das Fahrzeug, welches eine Kurve nach rechts
ge macht hat, rasch eine Kurve nach links macht. In diesem Fall zeigt
die Beschleunigung in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers
einen hohen Wert, selbst wenn das Kraftrad in einer aufrechten Position
ist. Dies führt zu einer fehlerhaften Bestimmung, dass
sich das Kraftrad neigt. Insbesondere können die Änderungen
des Neigungswinkels möglicherweise zu jedem Zeitpunkt eine
Berechnung mit einer geringeren Genauigkeit zur Folge haben.
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Im Übrigen
ist es gut bekannt, dass der Neigungswinkel als eine Funktion erhältlich
ist mit drei unbekannten Variablen: Lenkwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeit
und Kurvenradius. Hier ist es schwer, einen präzisen Kurvenradius
zu erhalten, während das Kraftrad fährt. Was folglich
verlangt ist, ist eine sehr genaue Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung, welche
eine vereinfachte Prozedur einer Rechenoperation verwendet und welche
mit einem weiten Bereich von Fahrzuständen zurechtkommen
kann.
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Dann
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung für
ein Kraftrad bereitzustellen, welche in der Lage ist, den Neigungswinkel
des Fahrzeugkörpers durch eine vereinfachte Rechenoperationsprozedur
zu berechnen.
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher zu dem Zweck vorgesehen
ist, die oben erwähnten Probleme zu lösen, zeichnet
sich dadurch aus, dass er umfasst: ein Kurvenradius-Berechnungsmittel
zur Berechnung des Kurvenradius entsprechend dem von dem Lenkwinkelsensor
erfassten Lenkwinkel. Die Berechnung basiert auf tatsächlich
gemessenen Werten von einem Lenkwinkel und einem Kurvenradius. Die
Beziehung zwischen dem Lenkwinkel und dem Kurvenradius wurde im
Voraus bestimmt. Zusätzlich zeichnet sich der erste Aspekt
dadurch aus, dass er ein Neigungswinkel-Berechnungsmittel umfasst
zum Erhalt des Neigungswinkels des Fahrzeugkörpers bei
der stationären Kurvenfahrt. Die Berechnung basiert auf
dem von dem Kurvenradius-Berechnungsmittel berechneten Kurvenradius
und auf der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Ein
zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, dass das Kurvenradius-Berechnungsmittel ein Kennfeld und/oder
eine Funktion von einem Lenkwinkel vs. einem Kurvenradius umfasst.
Das Kennfeld und die Funktion haben im Voraus die Beziehung zwischen
dem Lenkwinkel und dem Kurvenradius bestimmt. Zusätzlich
zeichnet sich der zweite Aspekt dadurch aus, dass der Kurvenradius
erhalten wird, indem entweder das Kennfeld durchsucht wird oder
die Funktion verwendet wird, und unter Verwendung des von dem Neigungswinkelsensor
erfassten Neigungswinkel.
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Ein
dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, dass das Neigungswinkel-Berechnungsmittel entweder ein Kennfeld
oder eine Funktion von einer Fahrzeuggeschwindigkeit vs. einem Neigungswinkel
umfasst. Das Kennfeld und die Funktion haben die Beziehung zwischen
dem Kurvenradius, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Neigungswinkel
des Fahrzeugkörpers bestimmt. Zusätzlich wird
der Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers erhalten, indem
entweder das Kennfeld durchsucht wird oder die Funktion verwendet
wird, und unter Verwendung sowohl des von dem Kurvenradius-Berechnungsmittel
berechneten Kurvenradius als auch der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Ein
vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, dass eine Lenkwinkeländerung-Bestimmungseinheit umfasst
ist zur Bestimmung, ob die Änderung des Lenkwinkels gleich oder
größer als ein vorbestimmter Wert ist. Ebenso umfasst
ist ein Übergangsneigungswinkel-Berechnungsmittel zur Berechnung
des Neigungswinkels des Fahrzeugkörpers bei einer transienten
Kurvenfahrt bzw. Übergangskurvenfahrt. Die Berechnung erfolgt,
wenn die Lenkwinkeländerung-Bestimmungseinheit bestimmt,
dass die Änderung des Lenkwinkels gleich oder größer
als der vorbestimmte Wert ist. Der von dem Neigungswinkel-Berechnungsmittel
berechnete Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers bei einer
stationären Kurvenfahrt wird auf der Basis des Lenkwinkels,
der Änderung des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit
korrigiert.
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Ein
fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, dass ferner eine Lenkwinkeländerung-Bestimmungseinheit
umfasst ist zur Bestimmung, ob die Änderung des Lenkwinkels
gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Ebenso umfasst ist ein Beschleunigungssensor zur Erfassung der in
der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers erzeugten Beschleunigung.
Die Erfassung erfolgt, wenn die Lenkwinkeländerung-Bestimmungseinheit
bestimmt, dass die Änderung des Lenkwinkels kleiner als
ein vorbestimmter Wert ist. Darüber hinaus zeichnet sich
der vierte Aspekt dadurch aus, dass ferner ein Beschleunigungsberechnungsmittel
umfasst ist zur Berechnung der in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers
erzeugten Beschleunigung auf der Basis des von dem Kurvenradius-Berechnungsmittel
berechneten Kurvenradius und auf der Basis der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit. Darüber hinaus zeichnet
sich der vierte Aspekt dadurch aus, dass ferner ein Korrigierter-Übergangsneigungswinkel-Berechnungsmittel
umfasst ist zur Berechnung des Neigungswinkels des Fahrzeugkörpers
bei einer Übergangskurvenfahrt. Der von dem Neigungswinkel-Berechnungsmittel
berechnete Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers bei einer
stationären Kurvenfahrt wird auf der Basis der Differenz
zwischen der von dem Beschleunigungsberechnungsmittel berechneten
Beschleunigung und der von dem Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigung korrigiert.
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Gemäß dem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Kurvenradius auf
der Basis des Lenkwinkels abgeschätzt und der Neigungswinkel des
Fahrzeugkörpers bei der stationären Kurvenfahrt wird
auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Kurvenradius erhalten.
Obwohl der Lenkwinkel und die Fahrzeuggeschwindigkeit eingegeben
werden, wird der Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers berechnet
als ein Ergebnis unter Verwendung des Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit
und des Kurvenradius als Faktoren. Dies ermöglicht es,
den Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers mit hoher Genauigkeit
zu erfassen. Zusätzlich werden sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit
als auch der Lenkwinkel unter Verwendung eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors
und eines Lenkwinkelsensors erfasst, welche beide für ein
gewöhnliches Kraftrad vorgesehen sind. Folglich ist selbst
das herkömmliche System ausreichend zur Anpassung an den
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung geeignet.
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Gemäß dem
zweiten und dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der
Kurvenradius erhalten werden, indem auf den Lenkwinkel Bezug genommen
wird und der Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers kann auf
der Basis des Kurvenradius und der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten
werden. Zu diesem Zweck kann das Kennfeld oder die Funktion verwendet
werden.
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Gemäß dem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Bestimmung darüber,
ob die Kurvenfahrt, welche im Moment andauert, eine Übergangskurvenfahrt
ist, bei der sich der Lenkwinkel verändert, bestimmt werden,
indem die Änderung des Lenkwinkels mit dem vorbestimmten
Wert verglichen wird. Zusätzlich kann in dem Fall einer Übergangskurvenfahrt
der Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers gemäß der Änderung
des Lenkwinkels korrigiert werden, sogar nachdem einmal der Neigungswinkel bei
der Übergangskurvenfahrt berechnet wurde.
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Gemäß dem
fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in einem
Fall einer Übergangskurvenfahrt mit einer kleinen Änderung
des Lenkwinkels der Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers
bei der stationären Kurvenfahrt korrigiert werden, ungeachtet
des Lenkwinkels, gemäß der Änderung bei
der Beschleunigung in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers.
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in welchen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, welches die Funktionen von Hauptabschnitten einer
Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Systemkonfigurationsdiagramm der Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist;
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3 ein
allgemeines Flussdiagramm ist, welches die Gesamtoperation der Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung
zeigt;
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4 ein
Diagramm ist, welches ein Kennfeldbeispiel von "Lenkwinkel vs. Kurvenradius"
zeigt;
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5 ein
Diagramm ist, welches ein Kennfeldbeispiel von "Fahrzeuggeschwindigkeit
vs. Neigungswinkel" zeigt; und
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6 ein
Flussdiagramm ist, welches eine Operation der Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung
zeigt.
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 2 ist ein
Systemkonfigurationsdiagramm einer Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In 2 umfasst eine Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung 1 eine
Neigungswinkel-ECU 2 (nachfolgend einfach als eine ECU 2 bezeichnet),
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 und einen Lenkwinkelsensor 4.
Zusätzlich umfasst die Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung 1 einen
Sensor 5 für eine Beschleunigung in der Breitenrichtung
des Kraftrads, welcher ein Querrichtungsbeschleunigungssensor 5 ist
(nachfolgend einfach als ein Quer-G-Sensor 5 bezeichnet).
Bereits bekannte Sensoren werden als der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3,
der Lenkwinkelsensor 4 und der Quer-G-Sensor 5 verwendet.
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Die
ECU 2 umfasst einen Eingangskreis 21, einen A/D-Wandler 22,
einen Mikrocomputer 23 (nachfolgend einfach als eine CPU 23 bezeichnet) und
Speichereinrichtungen, wie z. B. ein ROM 24 und ein RAM 25.
Der Eingangskreis 21 umfasst einen Filterkreis, um die
Hochfrequenzkomponente aus den erfassten Signalen für die
Fahrzeuggeschwindigkeit v, den Lenkwinkel θs und die Beschleunigung
in der Fahrzeugbreitenrichtung g (nachfolgend einfach als die Querbeschleunigung
g bezeichnet) zu entfernen.
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Die
CPU 23 führt Rechenoperationen durch, um den Neigungswinkel
des Kraftrads abzuschätzen. Zu diesem Zweck verwendet die
CPU 23 die erfassten Signale für die Fahrzeuggeschwindigkeit
v, welche durch den Eingangskreis 21 eingegeben werden, für
den Lenkwinkel θs und für die Querbeschleunigung
g. Zusätzlich verwendet die CPU 23 Programme und
Daten, welche in der ROM 24 und in der RAM 25 gespeichert
sind.
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Die
Rechenoperationsprozedur für den Neigungswinkel des Kraftrads
gemäß dieser Ausführungsform wird unter
Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 3 beschrieben.
Als Erstes wird im Schritt S1 vor der Rechenoperation durch die
ECU 2 ein Kennfeld "Lenkwinkel vs. Kurvenradius" vorbereitet,
indem der jedem Lenkwinkel θs entsprechende Kurvenradius
rs tatsächlich gemessen wird. Das so vorbereitete Kennfeld
wird dann in dem ROM 24 gespeichert. Im Schritt S2 wird
ein Kennfeld "Fahrzeuggeschwindigkeit vs. Neigungswinkel" durch
eine Rechenoperation der Beziehung zwischen dem Neigungswinkel θbs
und der Fahrzeuggeschwindigkeit v vorbereitet, welche unter Verwendung
eines Parameters von dem Kurvenradius rs erhalten wird. Das so vorbereitete
Kennfeld wird dann in dem ROM 24 gespeichert. Im Schritt
S3 wird das Kennfeld "Fahrzeuggeschwindigkeit vs. Neigungswinkel"
unter Verwendung der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 erfassten
Fahrzeuggeschwindigkeit v durchsucht und so wird der Neigungswinkel θbs
erhalten.
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Der
gemäß der oben beschriebenen Prozedur erhaltene
Neigungswinkel θbs ist ein stationärer Neigungswinkel,
welcher ein Wert ist, der durch einen Re chenvorgang für
den Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers bei einer stationären
Kurvenfahrt erhalten wird, wobei sich sein Lenkwinkel θs
und der Kurvenradius rs kaum verändern. Wenn das Kraftrad den
Kurvenradius rs verändert, um sich an den Bogenlauf der
Straße anzupassen, verändert sich der Lenkwinkel θs.
Folglich müssen im Fall des Übergangszeitpunkts,
d. h. wenn der Lenkwinkel θs sich in einem großen
Ausmaß verändert, der Kurvenradius rs und der
Neigungswinkel θs des Fahrzeugkörpers gemäß der
nachfolgend beschriebenen Prozedur korrigiert werden.
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4 ist
ein Diagramm, welches ein Kennfeldbeispiel "Neigungswinkel vs. Kurvenradius"
zeigt. In diesem Kennfeld stellt die durchgezogene Linie den Fall
einer Rechtskurve dar, während die gestrichelte Linie den
Fall einer Linkskurve darstellt. Der Lenkwinkel θs liegt
auf der horizontalen Achse, während der Kurvenradius rs
auf der vertikalen Achse liegt. Es gibt zwischen verschiedenen Typen
von Kraftradfahrzeugen Unterschiede im Kurvenradius rs. Beispielsweise
sind der Achsabstand und das Körpergewicht einige der Faktoren,
welche die oben erwähnten Unterschiede erzeugen. Folglich
wird ein Kennfeld für jeden der verschiedenen Typen von Fahrzeugen
vorbereitet, indem die Beziehung zwischen dem geschätzten
Kurvenradius rs(m) und dem Lenkwinkel θs (Grad) gemessen
wird. 4 zeigt einen beispielhaften Fall, bei dem das
Kraftrad mit einer annähernd konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit v
mit einem festen Kurvenradius rs fahren gelassen wird. Beispielsweise
wird bei einem bestimmten Fahrzeug der Lenkwinkel θs mehrere
Male gemessen, während das Kraftrad einen Kurs mit einem 20-Meter-Kurvenradius
bei einer Geschwindigkeit von 20 km/h bis 40 km/h fahren gelassen
wird. Der Mittelwert dieser Lenkwinkel θs wird zu dem Lenkwinkel θs
für den 20-Meter-Kurvenradius gemacht. In gleicher Weise
wird der Lenkwinkel θs mehrere Male gemessen, während
das Kraftrad Fahrkurse mit jeweiligen Kurvenradien von 30-m, 50-m
und 70-m bei einer Geschwindigkeit von 20 km/h bis 40 km/h fahren
gelassen wird. Die Mittelwerte der jeweiligen Lenkwinkel θs
werden zu den Lenkwinkeln θs für die 30-m, 50-m
und 70-m – Kurvenradien gemacht. Das Kennfeld "Lenkwinkel
vs. Kurvenradius" wird mittels der gemessenen mehrfachen Werte von
dem Kurvenradius rs wie auch mittels Ergänzungen vorbereitet.
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Es
ist anzumerken, dass der Kurvenradius zwischen der Rechtskurve und
der Linkskurve verschieden ist. Die Kennfelder müssen sowohl
für die Rechtskurve als auch die Linkskurve durch eine
tatsächliche Messung vorbereitet werden.
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5 ist
ein Diagramm, welches ein Kennfeldbeispiel "Fahrzeuggeschwindigkeit
vs. Neigungswinkel" zeigt, wobei der Kurvenradius als ein Parameter
verwendet wird. Es ist anzumerken, dass 5 die tatsächlich
gemessenen Werte für die Fälle von Rechtskurven
zeigt. Der Neigungswinkel θbs wird gemessen, wenn das mit
einem Neigungswinkelsensor ausgestattete Kraftrad fahren gelassen wird,
wobei seine Fahrzeuggeschwindigkeit v und der Kurvenradius rs bestimmt
werden. Diese Messung wird für jeden Kurvenradius rs durchgeführt, wobei
die Fahrzeuggeschwindigkeit verändert wird. Es ist anzumerken,
dass eine Geradeausfahrt als die Fahrt von einem Kurs mit einem
500-m-Kurvenradius angesehen wird.
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Detailliertere
Beschreibungen werden unter Bezugnahme auf ein in 6 gezeigtes
Flussdiagramm betreffend die Prozedur der Rechenoperation für
den Neigungswinkel unter Verwendung der oben beschriebenen Kennfelder
gegeben. In 6 wird zunächst im
Schritt S11 der Lenkwinkel θs von dem Lenkwinkelsensor 4 gelesen.
Dann wird im Schritt S12 der so erfasste Lenkwinkel θs
dazu verwendet, das Kennfeld "Lenkwinkel vs. Kurvenradius" zu durchsuchen
und so wird der stationäre Kurvenradius rs erhalten. Um
es anders auszudrücken werden Rechenoperationen für
den stationären Kurvenradius rs als eine Funktion des Lenkwinkels θs
durchgeführt. Im Schritt S13 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit
v von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 gelesen. Im
Schritt S14 werden die so erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit und der
stationäre Kurvenradius rs dazu verwendet, das Kennfeld
"Fahrzeuggeschwindigkeit vs. Neigungswinkel" zu durchsuchen und
so wird der stationäre Neigungswinkel θbs erhalten.
Um es anders auszudrücken wer den Rechenoperationen für
den stationären Neigungswinkel θbs als einer Funktion
von der Fahrzeuggeschwindigkeit v und dem stationären Kurvenradius
rs durchgeführt. Es ist anzumerken, dass die Schritte S11
bis S14 in der Prozedur der Rechenoperation für den Neigungswinkel
enthalten sind unter der Annahme, dass das Kraftrad eine stationäre
Kurvenfahrt durchführt.
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Im
Schritt S15 wird die Beschleunigung der stationären Kurvenfahrt
gs (d. h. die Beschleunigung in Querrichtung gs) auf der Basis des
stationären Neigungswinkels θbs und der Fahrzeuggeschwindigkeit
v berechnet.
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Im
Schritt S16 wird die Änderung Δθs des Lenkwinkels θs
(Lenkwinkeldifferenzierung) berechnet. Um es anders auszudrücken,
wird die Differenz zwischen dem Lenkwinkel θs-1, welcher
bei der Erfassung während der vorangehenden Verarbeitung gespeichert
wurde, und dem Lenkwinkel θs, welcher bei der Verarbeitung
zu diesem Zeitpunkt erfasst wurde, berechnet. Im Schritt S17 wird
bestimmt, ob die Änderung Δθs des Lenkwinkels θs
größer als ein vorbestimmter Wert K ist oder nicht.
Wenn die Änderung Δθs größer
als der vorbestimmte Wert K ist, wird angenommen, dass die Kurvenfahrt
nicht stationär, sondern vorübergehend bzw. transient
bzw. instationär ist. Dann geht der Operationsfluss zum
Schritt S18 weiter.
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Im
Schritt S18 wird der Übergangskurvenfahrt-Radius bzw. der Übergangskurvenradius
rd auf der Basis des Lenkwinkels θs und der Änderung Δθs des
Lenkwinkels θs erhalten. Beispielsweise wird zu Beginn
der Stationäre-Kurvenfahrt-Radius bzw. der stationäre
Kurvenradius rs erhalten, indem unter Verwendung des Lenkwinkels θs
auf das Kennfeld "Lenkwinkel vs. Kurvenradius" verwiesen wird. Dann wird
der stationäre Neigungswinkel θbs erhalten, indem
das Kennfeld "Fahrzeuggeschwindigkeit vs. der Neigungswinkel" durchsucht
wird, unter Verwendung des stationären Kurvenradius rs
und der Fahrzeuggeschwindigkeit v. Nachfolgend wird der Übergangskurvenradius
rd erhalten, indem ein Korrekturwert hinzugefügt wird,
welcher im Voraus bestimmt wurde, in Reaktion auf die Änderung Δθs
des Lenkwinkels θs. Beispielsweise wird der Korrekturwert
derart bestimmt, dass es ermöglicht wird, einen größeren
Neigungswinkel zu erfassen, wenn sich der Lenkwinkel θs
in einem großen Ausmaß in der positiven Richtung verändert
(d. h. wenn sich das Kraftrad einer schärferen Kurve nähert).
Unterdessen ist der Korrekturwert so gesetzt, dass es ermöglicht
wird, einen kleineren Neigungswinkel zu erfassen, wenn der Lenkwinkel θs
sich in einem größeren Ausmaß in der
negativen Richtung verändert (d. h. wenn das Kraftrad als
Ergebnis der Änderung geradliniger fährt).
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Im
Schritt S19 wird der Übergangslenkwinkel θbd auf
der Basis von dem Übergangskurvenradius rd und der Fahrzeuggeschwindigkeit
v berechnet.
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In
einem Fall, in welchem im Schritt S17 eine derartige Bestimmung
gemacht wird, dass die Änderung Δθs des
Lenkwinkels θs kleiner als der vorbestimmte Wert K ist,
geht der Operationsfluss zu dem Schritt S20 weiter. Im Schritt S20
wird der Quer-G-korrigierte Übergangsneigungswinkel θbg berechnet,
indem der geschätzte stationäre Neigungswinkel θbs
unter Verwendung der Beschleunigung in Querrichtung korrigiert wird.
Um es anders auszudrücken, wird der Quer-G-korrigierte Übergangsneigungswinkel θbg
als eine Funktion des stationären Neigungswinkels θbs
und der Differenz zwischen der Beschleunigung in Querrichtung gs,
welche im Schritt S14 berechnet wird, und der Beschleunigung in
Querrichtung g, welche von dem Quer-G-Sensor erfasst wird, berechnet
(die Differenz: gs – g). Es ist nicht zu vergessen, dass
der Lenkwinkelsensor 4 nicht in der Lage ist, den Lenkwinkel θs
mit Exaktheit während einer Übergangskurvenfahrt
zu erfassen, wenn sich der Neigungswinkel θs nur leicht
verändert. Die Beschleunigung in Querrichtung kann jedoch
mit Exaktheit unter Verwendung des Quer-G-Sensors 5 erfasst
werden. Folglich wird der stationäre Neigungswinkel θbs
gemäß der Änderung (gs – g)
der Beschleunigung in Querrichtung korrigiert und so wird der Neigungswinkel
des Fahrzeugkörpers während einer Übergangskurvenfahrt, welche
eine leichte Änderung des Lenkwinkels verursacht, erhalten.
Beispielsweise wird die Funktion dann, wenn die Beschleunigung in
Querrichtung zunimmt, derart bestimmt, dass der berechnete Quer-G-korrigierte Übergangsneigungswinkel θ bg größer
wird. Umgekehrt wird dann, wenn die Beschleunigung in Querrichtung
abnimmt, die Funktion derart bestimmt, dass der berechnete Quer-G-korrigierte Übergangsneigungswinkel θbg
kleiner wird. Ein Fall von einem kleineren Kurvenradius rs und ein Fall
von einer erhöhten Fahrzeuggeschwindigkeit v sind als eine
Bedingung für die Fahrt mit einem großen Neigungswinkel
denkbar. In beiden Fällen wird die Beschleunigung in Querrichtung
größer, sodass es möglich ist, die Übergangskorrektur
durchzuführen, indem die Korrelation zwischen der Beschleunigung
in Querrichtung und dem Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers
beachtet wird.
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Im
Schritt S21 werden die Neigungswinkel θbs, θbd
und θbg, welche jeweils in den Schritten S14, S18 und S19
berechnet werden, gewichtet und so wird der finale Neigungswinkel
des Fahrzeugkörpers als eine Funktion der Neigungswinkel θbs, θbd und θbg
ausgegeben. Es ist bevorzugt, dass die Gewichtung auf den statistischen
Ergebnissen der Fahrumgebung, des Kurvenradius, den Fahrzuständen und
dgl. auf üblichen öffentlichen Straßen
basieren soll.
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches die Funktionen der ECU 2 zeigt,
welche dazu verwendet wird, den Neigungswinkel gemäß dieser
Ausführungsform zu erfassen. In 1 ist eine
Kurvenradius-Berechnungseinheit 6 vorgesehen, um den stationären
Kurvenradius rs auf der Basis des von dem Lenkwinkelsensor 4 erfassten
Lenkwinkels θs zu berechnen. Der stationäre Kurvenradius
rs kann erhalten werden, indem ein Kennfeld verwendet wird, wie in
dem oben beschriebenen Fall, oder unter Verwendung einer Funktionsformel,
welche auf der Beziehung zwischen dem Kurvenradius rs und dem Lenkwinkel θs
basiert, welche im Voraus durch eine tatsächliche Messung
erhalten wird. Zusätzlich wird die Erfassungsausgabe des
Lenkwinkelsensors 4 in einen Lenkwinkelspeicher 7 eingegeben
und wird als der vorangehend erfasste Lenkwinkel θs-1 gespeichert.
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Eine
stationäre Neigungswinkel-Berechnungseinheit 8 ist
vorgesehen, um den geschätzten stationären Neigungswinkel θbs
auf der Basis des ge schätzten Kurvenradius rs und der von
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit
v zu berechnen. Der geschätzte stationäre Neigungswinkel θbs
kann unter Verwendung eines Kennfelds wie in dem oben beschriebenen
Fall erhalten werden, oder unter Verwendung einer Funktionsformel,
welche auf der Beziehung basiert zwischen dem geschätzten
stationären Neigungswinkel θbs, welcher im Voraus
durch eine tatsächliche Messung erhalten wird, dem stationären
Kurvenradius rs und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Eine
geschätzte Querrichtungsbeschleunigung-Berechnungseinheit 9 ist
vorgesehen, um die Beschleunigung in Querrichtung gs auf der Basis
der Fahrzeuggeschwindigkeit und des stationären Neigungswinkels θbs
abzuschätzen. Eine Differenz-G-Berechnungseinheit 10 ist
vorgesehen, um die Differenz zwischen der von dem Quer-G-Sensor 5 erfassten
Beschleunigung in Querrichtung g und der oben erwähnten
geschätzten Beschleunigung in Querrichtung gs zu berechnen.
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Eine
Korrigierter-Übergangsneigungswinkel-Berechnungseinheit 11 ist
vorgesehen, um den Quer-G-korrigierten-Übergangsneigungswinkel θbg auf
der Basis des stationären Neigungswinkels θbs und
der Differenz zwischen den Beschleunigungen in Querrichtung (gs – g)
zu berechnen.
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Eine
Neigungswinkeländerungsberechnungseinheit 12 ist
vorgesehen, um die Neigungswinkeländerung Δθs
aus der Differenz zwischen dem Lenkwinkel θs, welcher zu
diesem Zeitpunkt erfasst wird, und dem Lenkwinkel θs-1,
welcher zu dem vorangehenden Zeitpunkt erfasst wurde, zu berechnen. Eine Übergangskurvenradiusberechnungseinheit 13 ist
vorgesehen, um den geschätzten Übergangskurvenradius
rd auf der Basis des Lenkwinkels θs und der Änderung Δθs
des Lenkwinkels θs zu berechnen. Eine Übergangsneigungswinkel-Berechnungseinheit 14 ist
vorgesehen, um den Übergangsneigungswinkel θbs
auf der Basis des Übergangskurvenradius rd und der Fahrzeuggeschwindigkeit
v zu berechnen.
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Eine
Neigungswinkeländerungsbestimmungseinheit 15 vergleicht
die Änderung Δθs von dem Lenkwinkel θs
und den vorbestimmten Wert K. Das Ergebnis von diesem Vergleich
wird in die Auswahleinheit 16 eingegeben. Die Auswahleinheit 16 versorgt
die Übergangsneigungswinkel-Berechnungseinheit 14 mit
Energie, wenn die Änderung Δθs des Lenkwinkels θs
größer als der vorbestimmte Wert K ist. Umgekehrt
versorgt die Auswahleinheit 16 die Korrigierter-Übergangsneigungswinkel-Berechnungseinheit 11 mit
Energie, wenn die Änderung Δθs des Lenkwinkels θs
kleiner als der vorbestimmte Wert K ist.
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Eine
Ausgabeeinheit 17 ist vorgesehen, um den stationären
Neigungswinkel θbs, den Übergangsneigungswinkel θbd
und den Quer-G-korrigierten Übergangsneigungswinkel θbg
zu gewichten und das Berechnungsergebnis des Neigungswinkels für den
Fahrzeugkörper auszugeben.
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Die
vorliegende Erfindung wurde soweit gemäß einer
besten Art und Weise zur Umsetzung der Erfindung beschrieben, aber
die soweit erfolgten Beschreibungen sind nicht die einzige Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Verschiedene Modifikationen können
von Fachleuten vorgenommen werden. Während der Kurvenfahrt
eines Kraftrads neigt der Fahrer seitlich seine Fahrhaltung oder
verschiebt seinen Körper seitlich, um das Kippen des Fahrzeugkörpers
zu erreichen. In diesem Fall verändert sich der Lenkwinkel
in Relation zu dem Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers.
Zusätzlich verändert sich die Änderung
des Lenkwinkels in Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit selbst
bei demselben Kurvenradius.
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Um
es anders auszudrücken, ist der Neigungswinkel eine Funktion
mit drei unbekannten Faktoren: dem Lenkwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit
und dem Kurvenradius. Auf der Basis von dieser Korrelation wird
zuerst der Kurvenradius gemäß dem Lenkwinkel erhalten.
Dann wird der Neigungswinkel auf der Basis des so erhaltenen Kurvenradius und
auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten. Der so erhaltene
Neigungswinkel ist der Neigungswinkel bei der stationären
Kurvenfahrt. Somit wird der stationäre Kur venradius für
die Übergangskurvenfahrt unter Verwendung der Änderung
des Lenkwinkels und der Änderung der Beschleunigung in
Querrichtung korrigiert. Diese sind das in dieser Ausführungsform
benötigte Verfahren.
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Wenn
folglich beispielsweise ein sehr präziser Lenkwinkelsensor
verfügbar ist, kann der Quer-G-Sensor entfernt werden.
In diesem Fall kann der Neigungswinkel bei der stationären
Kurvenfahrt unter Verwendung der Lenkwinkeländerung korrigiert werden,
um den Neigungswinkel zu erhalten, welcher allgemein für
die Übergangskurvenfahrt gültig ist.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform wurde die Beziehung
zwischen dem Lenkwinkel und dem Kurvenradius in Voraus bestimmt
und in einem Kennfeld vorbereitet. Dies ist nicht die einzige Form
der vorliegenden Erfindung. Die Beziehung zwischen dem Lenkwinkel
und dem Kurvenradius kann im Voraus als eine Funktionsformel bestimmt werden
und der Kurvenradius kann aus dem Lenkwinkel durch eine Rechenoperation
unter Verwendung der Funktionsformel erhalten werden.
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Zusammenfassend
ist es eine Aufgabe der Erfindung, den Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers bei
einer Kurvenfahrt unter Verwendung weniger Eingangssignale mit Exaktheit
zu erfassen.
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Zur
Lösung ist eine Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung vorgesehen,
welche eine Kurvenradius-Berechnungseinheit 6 umfasst,
um den Kurvenradius rs entsprechend dem Lenkwinkel θs zu
berechnen, auf der Basis eines Kennfelds von tatsächlich
gemessenen Werten, bei denen die Beziehung im Voraus zwischen dem
Lenkwinkel und dem Kurvenradius bestimmt wurde. Die Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung
umfasst auch eine Stationärer-Neigungswinkel-Berechnungseinheit 8,
um den Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers θbs
bei der stationären Kurvenfahrt auf der Basis von dem Kurvenradius
rs und der Fahrzeuggeschwindigkeit v zu erhalten. Die Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung umfasst
auch eine Übergangsneigungswinkel-Berechnungseinheit 14.
Wenn die Änderung des Lenkwinkels Δθs
gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert
K ist, korrigiert die Einheit 14 den Neigungswinkel des
Fahrzeugkörpers θbs unter Verwendung von dem Übergangskurvenradius,
welcher aus dem Neigungswinkel θs und der Änderung Δθs
erhalten wird. Als Ergebnis der Korrektur erhält die Einheit 14 den Übergangsneigungswinkel θbd.
Die Neigungswinkel-Erfassungseinrichtung umfasst auch eine Korrigierter-Übergangsneigungswinkel-Berechnungseinheit 11.
Wenn die Änderung Δθs kleiner als der
vorbestimmte Wert K ist, berechnet die Einheit 11 den Quer-G-korrigierten-Übergangsneigungswinkel
auf der Basis der Änderung der Quer-G.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 5-208635 [0002, 0003]