DE112022003447T5 - Fahrzeugsteuergerät und Fahrzeugsteuerungssystem - Google Patents

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Atsushi Taguchi
Ryusuke Hirao
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Abstract

Eine ECU weist einen Lagestabilitäts-Steuerabschnitt, der konfiguriert ist, um entsprechend einer eingetragenen Änderung der Lage des Fahrzeugs einen Befehlswert zum Steuern des Aktuators zu bestimmen, einen Fahrkomfort-Steuerabschnitt, der konfiguriert ist, um entsprechend einer eingetragenen gefederten Vibration des Fahrzeugs einen Befehlswert zum Steuern des Aktuators zu bestimmen, und einen Befehlswert-Berechnungsabschnitt auf, der konfiguriert ist, um einen an den variablen Dämpfer gerichteten Befehlswert basierend sowohl auf den Befehlswerten des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts als auch des Fahrkomfort-Steuerabschnitts zu bestimmen. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt priorisiert den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts, wenn ein Wert, der die Änderung der Lage des Fahrzeugs angibt, größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, und ein Wert, der eine gefederte Vibration in dem gefederten Resonanzfrequenzband angibt, größer als ein vorgegebener Wert ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeugsteuergerät und ein Fahrzeugsteuerungssystem, die konfiguriert sind, einen Aktuator zu steuern, der eine Kraft zur Unterdrückung einer Relativverschiebung zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad ändert.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • PTL 1 offenbart ein Steuergerät, das ein Schwebegefühl unterdrückt, indem es die Schwingungskonvergenz beschleunigt, wenn eine große Vibration bzw. Schwingung eingetragen wird, während es eine Verschlechterung des Fahrkomforts als Reaktion auf eine hochfrequente Einleitung von einer Fahrbahnoberfläche mit Hilfe einer Steuerungs-Totzone verhindert. Patentliteratur 1 offenbart ferner, dass das Steuergerät die Verschlechterung der Vibrationsdämpfungsleistung in einem Anfangsstadium des Auftretens eines vertikalen Fahrzeugverhaltens aufgrund der Bereitstellung der Steuerungs-Totzone verbessert, wodurch das vertikale Fahrzeugverhalten mit einer ausreichend hohen Dämpfungskraft selbst gegen ein großes vertikales Fahrzeugverhalten unterdrückt wird, wie etwa ein Verhalten, das auftritt, während das Fahrzeug auf einer gewellten Fahrbahnoberfläche fährt, und somit die Lagestabilität ohne Beeinträchtigung des Fahrkomforts gewährleistet wird, wenn das Fahrzeug normal fährt.
  • ENTGEGENHALTUNGEN
  • PATENTLITERATUR
  • PTL 1: japanische Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 2000-168329
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Gemäß des in PTL 1 offenbarten Steuergeräts liegt der Eintrag von der Fahrbahnoberfläche jedoch in einem vorgegebenen Bereich und eine Änderung der Lage des Fahrzeugs liegt ebenfalls in einem vorgegebenen Bereich, wenn das Fahrzeug zum Beispiel auf der welligen Fahrbahnoberfläche gewendet, gebremst oder gefahren wird. Falls zu diesem Zeitpunkt die Lagestabilitätssteuerung ausgewählt wird, kann sich die Vibrationsdämpfungsleistung verringern.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeugsteuergerät und ein Fahrzeugsteuerungssystem bereitzustellen, die in der Lage sind, sowohl den Fahrkomfort eines Fahrzeugs als auch die Lagestabilität zu erzielen und die Vibrationsdämpfungsleistung zu erhöhen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugsteuergerät konfiguriert, einen Aktuator zu steuern, der zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Der Aktuator ist konfiguriert, eine Kraft zum Unterdrücken einer Relativverschiebung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad zu ändern. Das Fahrzeugsteuergerät weist einen Lagestabilitäts-Steuerabschnitt, der konfiguriert ist, entsprechend einer eingetragenen Änderung einer Lage des Fahrzeugs einen Befehlswert zum Steuern des Aktuators zu bestimmen; einen Fahrkomfort-Steuerabschnitt, der konfiguriert ist, um entsprechend einer eingetragenen gefederten Vibration des Fahrzeugs einen Befehlswert zum Steuern des Aktuators zu bestimmen; und einen Befehlswert-Berechnungsabschnitt auf, der konfiguriert ist, um einen an den Aktuator gerichteten Befehlswert sowohl basierend auf den Befehlswerten des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts als auch des Fahrkomfort-Steuerabschnitts zu bestimmen. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt priorisiert den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts, wenn ein Wert, der die Änderung der Lage des Fahrzeugs angibt, größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, und ein Wert, der eine gefederte Vibration in einem gefederten Resonanzfrequenzband angibt, größer als ein vorgegebener Wert ist.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrzeugsteuerungssystem einen Krafterzeugungsmechanismus, der konfiguriert ist, um eine Kraft zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad eines Fahrzeugs einzustellen, einen Abschnitt zum Detektieren eines gefederten Zustands, der konfiguriert ist, um eine gefederte Vibration zu detektieren oder zu schätzen, einen Fahrzeuglage-Detektionsabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Änderung der gefederten Lage zu detektieren oder zu schätzen, und einen Controller auf, der konfiguriert ist, um eine Steuerung durchzuführen, um die durch den Krafterzeugungsmechanismus zu erzeugende Kraft abzuschwächen, wenn ein Wert, der die Änderung der gefederten Lage angibt, und ein Wert, der eine gefederte Vibration in einem gefederten Resonanzfrequenzband angibt, von kleineren Zuständen in Zustände übergehen, die größer sind als jeweilige vorgegebene Werte.
  • Gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung können sowohl der Fahrkomfort des Fahrzeugs als auch die Lagestabilität erreicht und die Vibrationsdämpfungsleistung verbessert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 veranschaulicht eine Gesamtkonfiguration, die ein vierrädriges Kraftfahrzeug anzeigt, in dem Motorsteuergeräte (ECUs) gemäß erfindungsgemäßen Ausführungsformen eingesetzt werden.
    • 2 veranschaulicht schematisch einen Stoßdämpfer, der an dem in 1 dargestellten Kraftfahrzeug montiert ist.
    • 3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ECU gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 4 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Fahrzeug-Modells in der ECU veranschaulicht.
    • 5 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitts in der ECU veranschaulicht.
    • 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines in 3 dargestellten Anti-Dive/Squat-Steuerabschnitts veranschaulicht.
    • 7 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines in 3 dargestellten Anti-Wank-Steuerabschnitt veranschaulicht.
    • 8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines in 3 dargestellten Welligkeitsbestimmungsabschnitts veranschaulicht.
    • 9 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines in 3 dargestellten Gierbestimmungsabschnitt veranschaulicht.
    • 10 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines in 3 dargestellten Korrekturabschnitts veranschaulicht.
    • 11 veranschaulicht Kennlinien, die Änderungen einer Querbeschleunigung, eines Stromwertes, einer Wankgeschwindigkeit und einer gefederten Beschleunigung über die Zeit in Bezug auf die erste Ausführungsform und ein Vergleichsbeispiel veranschaulichen.
    • 12 veranschaulicht Kennlinien, die die Frequenzcharakteristik einer PSD der gefederten Beschleunigung in Bezug auf die erste Ausführungsform und das Vergleichsbeispiel veranschaulichen.
    • 13 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ECU gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 14 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ECU gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In der nachstehenden Beschreibung werden Fahrzeugsteuergeräte und Fahrzeugsteuerungssysteme gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei ein Beispiel angeführt wird, bei dem sie beispielsweise auf ein vierrädriges Kraftfahrzeug angewendet werden.
  • Die 1 bis 10 stellen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In den 1 und 2 bildet eine Fahrzeugkarosserie 1 eine Hauptstruktur des Fahrzeugs. Unter der Fahrzeugkarosserie 1 sind beispielsweise ein linkes und ein rechtes Vorderrad sowie ein linkes und ein rechtes Hinterrad (nachfolgend zusammenfassend als Räder 2 bezeichnet) vorgesehen. Diese Räder 2 weisen jeweils einen Reifen 3 auf. Der Reifen 3 fungiert als Feder, die feine Unebenheiten der Fahrbahn abfedert. Die Fahrzeugkarosserie 1 und die Räder 2 bilden das Fahrzeug.
  • Eine Aufhängungsvorrichtung 4 ist derart vorgesehen, dass sie zwischen der Fahrzeugkarosserie 1 und dem Rad 2 angeordnet ist. Die Aufhängungsvorrichtung 4 weist eine Aufhängungsfeder 5 (im Folgenden als Feder 5 bezeichnet) und einen Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft (im Folgenden als variabler Dämpfer 6 bezeichnet) auf, welcher derart vorgesehen ist, dass er parallel zu der Feder 5 angeordnet ist und zwischen der Fahrzeugkarosserie 1 und dem Rad 2 angeordnet ist.
  • Der variable Dämpfer 6 der Aufhängungsvorrichtung 4 ist ein Aktuator, der zwischen der Fahrzeugkarosserie 1 und dem Rad 2 des Fahrzeugs vorgesehen und derart konfiguriert ist, dass er eine Kraft zum Unterdrücken einer Relativverschiebung zwischen der Fahrzeugkarosserie 1 und dem Rad 2 verändert. Darüber hinaus ist der variable Dämpfer 6 auch ein Krafterzeugungsmechanismus, der konfiguriert ist, um eine Kraft zwischen der Fahrzeugkarosserie 1 und dem Rad 2 des Fahrzeugs einzustellen.
  • Der variable Dämpfer 6 ist unter Verwendung eines dämpfungskraftverstellbaren hydraulischen Stoßdämpfers aufgebaut. Wie in 2 dargestellt, ist der variable Dämpfer 6 mit einem Aktuator variabler Dämpfungskraft 7 ausgestattet, der durch ein Dämpfkraft-Einstellventil oder dergleichen verkörpert wird, um die Charakteristik einer erzeugten Dämpfkraft (d.h. eine Dämpfkraftcharakteristik) kontinuierlich bzw. stufenlos von einer harten Charakteristik (einer hohen Charakteristik) zu einer weichen Charakteristik (einer niedrigen Charakteristik) einzustellen. Der Aktuator variabler Dämpfungskraft 7 ist ein Dämpfungskrafteinstellabschnitt, in dem die Dämpfungskraft in Abhängigkeit von einem zugeführten Strom (einem Ansteuerstrom) eingestellt wird.
  • Der Aktuator variabler Dämpfungskraft 7 muss nicht notwendigerweise derart konfiguriert sein, dass er die Dämpfungskraftcharakteristik kontinuierlich einstellt, sondern kann derart konfiguriert sein, dass er die Dämpfungskraft in mehreren Schritten, beispielsweise in zwei oder mehr Schritten, einstellen kann. Ferner kann der variable Dämpfer 6 ein Dämpfer vom Druckregelungstyp oder ein Dämpfer vom Durchflussregelungstyp sein.
  • Ein CAN 8 (Controller Area Network) ist ein serieller Kommunikationsabschnitt, der an der Fahrzeugkarosserie 1 montiert ist. Der CAN 8 führt eine fahrzeuginterne Multiplex-Kommunikation zwischen einer großen Anzahl von elektronischen Geräten, die am Fahrzeug montiert sind, und einer ECU 21 durch. Der CAN 8 überträgt Fahrzeugbetriebsinformationen unter Verwendung eines CAN-Signals, das aus einem seriellen Signal gebildet ist. In diesem Fall umfassen die über den CAN 8 übertragenen Fahrzeugbetriebsinformation zum Beispiel eine Gierrate, einen Lenkwinkel, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Längsbeschleunigung, einen Bremshydraulikdruck und ein Motordrehmoment.
  • Ein Sensor für gefederte Beschleunigung 9 ist an der Fahrzeugkarosserie 1 vorgesehen und detektiert eine vertikale Vibrationsbeschleunigung auf der Seite der Fahrzeugkarosserie 1, die sich auf einer gefederten Seite befindet. Der Sensor für gefederte Beschleunigung 9 stellt eine Einheit zum Detektieren eines gefederten Zustands dar, die eine gefederte Vibration detektiert. Die Einheit zum Detektieren eines gefederten Zustands ist nicht auf den Detektor beschränkt, der die gefederte Vibration detektiert, und kann beispielsweise eine Einheit sein, die basierend auf der im CAN-Signal enthaltenen Fahrzeugbetriebsinformationen die gefederte Vibration schätzt.
  • An der Fahrzeugkarosserie 1 sind zum Beispiel insgesamt drei Sensoren für gefederte Beschleunigung 9 vorgesehen. In diesem Fall sind die Sensoren für gefederte Beschleunigung 9 beispielsweise an Positionen an der Fahrzeugkarosserie 1 montiert, die sich in der Nähe der oberen Endseiten der linken und rechten vorderradseitigen variablen Dämpfer 6 befinden, und auch an der Fahrzeugkarosserie 1 an einer Zwischenposition zwischen dem linken bzw. rechten Hinterrad montiert. Die Sensoren für gefederte Beschleunigung 9 detektierten jeweils die vertikale Vibrationsbeschleunigung an der Seite der Fahrzeugkarosserie 1, die sich auf der gefederten Seite befindet, und geben ein entsprechendes Detektionssignal an die ECU 21 aus.
  • Ein Sensor für ungefederte Beschleunigung 10 ist auf der Seite des Rades 2 des Fahrzeugs angebracht. Insgesamt sind zwei Sensoren für ungefederte Beschleunigung 10 am Fahrzeug angebracht. Genauer sind die Sensoren für ungefederte Beschleunigung 10 beispielsweise am rechten Vorderrad und am linken Vorderrad des Fahrzeugs angebracht. Die Sensoren für ungefederte Beschleunigung 10 detektieren jeweils eine vertikale Vibrationsbeschleunigung auf der Seite des Rades 2, das sich auf einer ungefederten Seite befindet, und geben ein entsprechendes Detektionssignal an die ECU 21 aus.
  • Die ECU 21 stellt ein Fahrzeugsteuergerät dar, das die Aufhängungsvorrichtung 4 steuert. Die ECU 21 steuert den variablen Dämpfer 6, der die Kraft zur Unterdrückung der Relativverschiebung zwischen der Fahrzeugkarosserie 1 und dem Rad 2 verändert. Die ECU 21 ist ein Controller, der die von dem variablen Dämpfer 6 zu erzeugende Kraft (den Krafterzeugungsmechanismus) steuert. Die ECU 21 führt eine Steuerung durch, um die durch den variablen Dämpfer 6 (den Krafterzeugungsmechanismus) zu erzeugende Kraft abzuschwächen, wenn eine Änderung in einer gefederten Lage und eine gefederte Vibration im gefederten Resonanzfrequenzband von kleineren Zuständen in Zustände übergehen, die größer sind als jeweilige vorgegebene Werte.
  • Die ECU 21 weist einen Prozessor 22 auf, der als Steuerabschnitt dient. Der Prozessor 22 wird z.B. durch einen Mikrocomputer realisiert. Die ECU 21 enthält einen Speicherabschnitt (nicht dargestellt), der mit einem ROM, einem RAM, einem nichtflüchtigen Speicher oder dergleichen realisiert ist. Der Prozessor 22 steuert die Dämpfungskraft des variablen Dämpfers 6 durch Ausführen eines im Speicherabschnitt gespeicherten Programms.
  • Wie in 2 dargestellt, ist die Eingangsseite der ECU 21 mit dem CAN 8, dem Sensor für gefederte Beschleunigung 9, dem Sensor für ungefederte Beschleunigung 10 und dergleichen verbunden, und ihre Ausgangsseite ist mit dem Aktuator variabler Dämpfungskraft 7 des variablen Dämpfers 6 und dergleichen verbunden. Der Prozessor 22 liest die Fahrzeugbetriebsinformationen vom CAN 8 über serielle Kommunikation ein. Der Prozessor 22 liest einen Wert des Sensors für gefederte Beschleunigung (eine gefederte Beschleunigung) basierend auf dem Detektionssignal des Sensors für gefederte Beschleunigung 9 ein. Der Prozessor 22 liest einen Wert des Sensors für ungefederte Beschleunigung (eine ungefederte Beschleunigung) basierend auf dem Detektionssignal des Sensors für ungefederte Beschleunigung 10 ein.
  • Wie in 4 und 5 dargestellt, beinhaltet die ECU 21 ein Fahrzeug-Modell 23 und einen Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24. Das Fahrzeug-Modell 23 schätzt eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs. Der Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24 berechnet ein Fahrzeugverhalten wie eine gefederte Geschwindigkeit und eine Relativgeschwindigkeit. Ferner weist die ECU 21 einen Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25, einen Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26, einen Wellen/Gier-Index-Berechnungsabschnitt 30 und einen Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 auf, die im Folgenden beschrieben werden (vgl. 3).
  • Wie in 4 dargestellt, stellt das Fahrzeug-Modell 23 eine Fahrzeuglage-Detektionseinheit dar, die die Änderung der gefederten Lage schätzt. Das Fahrzeug-Modell 23 schätzt die Querbeschleunigung des Fahrzeugs auf Grundlage von Informationen, die vom CAN 8 (den Fahrzeugbetriebsinformationen) eingegeben werden. Genauer schätzt das Fahrzeug-Modell 23 die Querbeschleunigung des Fahrzeugs auf Grundlage des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit und gibt eine geschätzte Querbeschleunigung aus. Die Fahrzeuglage-Detektionseinheit ist nicht auf das Fahrzeug-Modell 23 beschränkt, das die Änderung der gefederten Lage schätzt, sondern kann auch ein Detektor sein, der die Änderung der gefederten Lage detektiert (z. B. die Querbeschleunigung oder ähnliches).
  • Wie in 5 dargestellt, berechnet der Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24 das Fahrzeugverhalten basierend auf der der gefederten Beschleunigung, die vom Sensor für gefederte Beschleunigung 9 eingegeben wurde und der ungefederten Beschleunigung, die vom Sensor für ungefederte Beschleunigung 10 eingegeben wurde. Der Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24 beinhaltet einen Subtrahierer 24A und Integratoren 24B und 24C. Die gefederte Beschleunigung und die ungefederte Beschleunigung werden in den Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24 eingegeben. Der Subtrahierer 24A subtrahiert die ungefederte Beschleunigung von der gefederten Beschleunigung, wodurch eine relative Beschleunigung berechnet wird, die eine Differenz zwischen beiden ist. Der Integrator 24B integriert die gefederte Beschleunigung und errechnet so die gefederte Geschwindigkeit. Der Integrator 24C integriert die relative Beschleunigung, wodurch die Relativgeschwindigkeit berechnet wird. Der Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24 gibt die gefederte Geschwindigkeit und die Relativgeschwindigkeit aus.
  • In der ersten Ausführungsform erfasst der Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24 die Relativgeschwindigkeit basierend auf der gefederten Beschleunigung und der ungefederten Beschleunigung. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die Aufhängungsvorrichtung 4 an jedem Rad mit einem Hubsensor ausgestattet ist, die Relativgeschwindigkeit auf Grundlage eines von dem Hubsensor detektierten Wertes erfasst werden. Alternativ kann die Relativgeschwindigkeit basierend auf der über den CAN 8 (Fahrzeugbetriebsinformationen) eingetragenen Informationen geschätzt werden.
  • Wie in 3 dargestellt, gibt der Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25 einen Fahrkomfortsteuerbefehl zur Verbesserung des Fahrkomforts des Fahrzeugs aus. Der Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25 steuert den variablen Dämpfer 6 in gemäß der eingetragenen gefederten Vibration des Fahrzeugs. So sind beispielsweise die gefederte Geschwindigkeit und die Relativgeschwindigkeit in der gefederten Vibration des Fahrzeugs enthalten. Die gefederte Vibration des Fahrzeugs kann direkt von einem Sensor oder ähnlichem detektiert oder z. B. basierend auf der gefederten Beschleunigung geschätzt werden. Der Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25 erfasst die gefederte Geschwindigkeit und die Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Seite und der ungefederten Seite (eine Kolbengeschwindigkeit) von dem Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24. Der Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25 gibt den Fahrkomfortsteuerbefehl basierend auf der gefederten Geschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit jedes Rads aus. Zu diesem Zeitpunkt wird beispielsweise ein Steuerbefehlswert (ein Stromwert), der als Befehlssignal für einen Strom an den Aktuator variabler Dämpfungskraft 7 dient, als Fahrkomfortsteuerbefehl ausgegeben. Der Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25 gibt den Steuerbefehlswert zur Reduzierung der gefederten Vertikalvibration unter Verwendung der gefederten Geschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit aus, beispielsweise auf Grundlage des Skyhook-Steuergesetzes.
  • In der ersten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass der Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25 den Fahrkomfortsteuerbefehlswert basierend auf der Skyhook-Steuerung ausgibt. Die vorliegende Erfindung ist hierauf nicht beschränkt, und der Fahrkomfort-Steuerabschnitt kann den Fahrkomfortsteuerbefehl beispielsweise basierend auf der bilinearen optimalen Steuerung oder der H ∞-Steuerung ausgeben.
  • Der Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26 gibt einen Lagestabilitätssteuerbefehl zur Verbesserung der Lagestabilität des Fahrzeugs aus. Die vom CAN 8 übertragene Längsbeschleunigung und die vom Fahrzeug-Modell 23 ausgegebene geschätzte Querbeschleunigung werden in den Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26 eingegeben. Der Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26 gibt den Lagestabilitätssteuerbefehl basierend auf der Längsbeschleunigung und der geschätzten Querbeschleunigung aus. Der Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26 steuert den variablen Dämpfer 6 entsprechend einer eingetragenen Änderung der Lage des Fahrzeugs. Der Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26 gibt den Lagestabilitätssteuerbefehl aus, um den variablen Dämpfer 6 auf die harte Charakteristik einzustellen, wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs einen vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet. Die Änderung der Lage des Fahrzeugs erfolgt beispielsweise durch Wenden, Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs. Die Längsbeschleunigung und die geschätzte Querbeschleunigung werden in den Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26 eingegeben. Wie in 3 dargestellt, weist der Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26 einen Anti-Dive/Squat-Steuerabschnitt 27, einen Anti-Wank-Steuerabschnitt 28 und einen Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 29 auf.
  • Der Anti-Dive/Squat-Steuerabschnitt 27 gibt einen Anti-Dive/Squat-Steuerbefehl zur Unterdrückung einer Längsneigung des Fahrzeugs aufgrund einer Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs aus. Die Längsbeschleunigung wird in den Anti-Dive/Squat-Steuerabschnitt 27 eingegeben. Wie in 6 dargestellt, umfasst der Anti-Dive/Squat-Steuerabschnitt 27 einen Differenzierer 27A, einen Front-Gain-Multiplikationsabschnitt 27B, einen Inversionsabschnitt 27C, einen Heck-Gain-Multiplikationsabschnitt 27D, einen Relativgeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt 27E und einen Dämpfungskraftcharakteristik-Verarbeitungsabschnitt 27F.
  • Der Differenzierer 27A berechnet einen Ruck („jerk“) in Längsrichtung des Fahrzeugs (einen Längsruck) durch Differenzierung der Längsbeschleunigung. Der vordere Gain-Multiplikationsabschnitt 27B multipliziert den Längsruck mit einem Front-Gain und gibt eine frontseitige Soll-Dämpfungskraft aus. Der Heck-Gain-Multiplikationsabschnitt 27D multipliziert den Längsruck mit einem Heck-Gain, nachdem der Längsruck durch den Inversionsabschnitt 27C mit „-1“ multipliziert wurde, und gibt eine heckseitige Solldämpfungskraft aus.
  • Wenn beispielsweise der Differenzwert der Längsbeschleunigung (der Längsruck) einen negativen Wert hat, wird ein Dive-Verhalten erwartet, und daher sollte eine Soll-Dämpfungskraft, die eine Kompression des Dämpfers vorbereitet, für die Vorderseite und eine Soll-Dämpfungskraft, die eine Dehnung des Dämpfers vorbereitet, für die Rückseite abgeleitet werden. In Anbetracht dessen multipliziert der Inversionsabschnitt 27C den Längsruck mit „-1“, bevor der Längsruck mit der hinteren Verstärkung (Gain) multipliziert wird. Mit anderen Worten: In diesem Beispiel wird die Ausfahrseite des Dämpfers als positive Seite und die Einfahrseite des Dämpfers als negative Seite angenommen.
  • Der Relativgeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt 27E berechnet eine Relativgeschwindigkeit auf Grundlage des Längsrucks. Der Dämpfungskraftcharakteristik-Verarbeitungsabschnitt 27F beinhaltet beispielsweise ein Dämpfungskraftkennfeld, das die Beziehung zwischen der Soll-Dämpfungskraft und der Relativgeschwindigkeit angibt, und den Befehlswert (den Steuerbefehl), der an den variablen Dämpfer 6 auszugeben ist. Der Dämpfungskraftcharakteristik-Verarbeitungsabschnitt 27F gibt basierend auf der Soll-Dämpfungskraft und der Relativgeschwindigkeit auf der Vorderseite einen Steuerbefehl zur Steuerung des variablen Dämpfers 6 auf der Vorderseite aus. Der Dämpfungskraftcharakteristik-Verarbeitungsabschnitt 27F gibt basierend auf der Soll-Dämpfungskraft und der Relativgeschwindigkeit auf der Rückseite einen Steuerbefehl zur Steuerung des variablen Dämpfers 6 auf der Rückseite aus. Diese Steuerbefehle sind die Anti-Dive/Squat-Steuerbefehl und entsprechen beispielsweise einem Steuerbefehlswert, der als Anweisungssignal für einen Strom an den Aktuator variabler Dämpfungskraft 7 (ein Stromwert) dient.
  • Der Anti-Wank-Steuerabschnitt 28 gibt einen Anti-Wank-Steuerbefehl zur Unterdrückung des Rollverhaltens des Fahrzeugs aus. Die geschätzte Querbeschleunigung wird in den Anti-Wank-Steuerabschnitt 28 eingegeben. Wie in 7 dargestellt, weist der Anti-Wank-Steuerabschnitt 28 einen Differenzierer 28A, einen Linksrad-Gain-Multiplikationsabschnitt 28B, einen Inversionsabschnitt 28C, einen Rechtsrad-Gain-Multiplikationsabschnitt 28D, einen Gain-Multiplikationsabschnitt 28E, einen Nicksteuerungs-Verarbeitungsabschnitt 28F, einen Relativgeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt 28G, einen Addierer 28H und einen Dämpfungskraftcharakteristik-Verarbeitungsabschnitt 28J auf.
  • Der Differenzierer 28A berechnet einen Ruck in der Seitenrichtung (der Links-Rechts-Richtung) des Fahrzeugs (einen Querruck) durch Differenzierung der geschätzten Querbeschleunigung. Der Linksrad-Gain-Multiplikationsabschnitt 28B multipliziert den Querruck mit einer Linksrad-Verstärkung und gibt eine Soll-Dämpfungskraft auf der linken Radseite aus. Der Rechtsrad-Gain-Multiplikationsabschnitt 28D multipliziert den Querruck mit einem Rechtsrad-Gain, nachdem der Querruck durch den Inversionsabschnitt 28C mit „-1“ multipliziert wurde, und gibt eine Soll-Dämpfungskraft auf der rechten Radseite aus.
  • Wenn beispielsweise der Differenzwert der geschätzten Querbeschleunigung (der Querruck) einen positiven Wert hat, wird erwartet, dass die Fahrzeugkarosserie auf der rechten Radseite sinkt, und daher sollte die linke Radseite auf die Ausfahrseite des Dämpfers und die rechte Radseite auf die Einfahrseite des Dämpfers vorbereitet werden. In Anbetracht dessen multipliziert der Inversionsabschnitt 28C den Querruck mit „-1“, bevor der Querruck mit der Verstärkung des rechten Rads multipliziert wird.
  • Der Anti-Wank-Steuerabschnitt 28 erweitert die „Steuerung einer Längsbewegung entsprechend einer Querbewegung“, die ein Grundkonzept des G-Vectoring zur Verbesserung der Fahrbarkeit ist, und steuert entsprechend der Querbewegung eine Nickbewegung. Zu diesem Zweck multipliziert der Gain-Multiplikationsabschnitt 28E den Querruck mit einer Verstärkung. Der Nicksteuerungs-Verarbeitungsabschnitt 28F leitet eine Soll-Dämpfungskraft für die Nicksteuerung ab, die dem erweiterten Konzept des G-Vectoring entspricht, basierend auf dem mit der Verstärkung multiplizierten Querruck.
  • Der Relativgeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt berechnet auf Grundlage des Querruck eine Relativgeschwindigkeit. Der Addierer 28H addiert die linke radseitige Solldämpfungskraft für die Nicksteuerung zu der linken radseitigen Solldämpfungskraft für die Wankunterdrückung und gibt die linke radseitige Solldämpfungskraft für die Steuerung eines Wankens und eines Nickens aus. Der Addierer 28H addiert die rechte radseitige Soll-Dämpfungskraft für die Nicksteuerung zu der rechten radseitigen Soll-Dämpfungskraft für die Wankunterdrückung und gibt die rechte radseitige Soll-Dämpfungskraft für die Steuerung eines Wankens und eines Nickens aus.
  • Der Dämpfungskraftcharakteristik-Verarbeitungsabschnitt 28J enthält beispielsweise ein Dämpfungskraftkennfeld, das die Beziehung zwischen der Soll-Dämpfungskraft und der Relativgeschwindigkeit angibt, sowie den Befehlswert (den Steuerbefehl), der an den variablen Dämpfer 6 auszugeben ist. Der Dämpfungskraftcharakteristik-Verarbeitungsabschnitt 28J gibt einen Steuerbefehl zur Steuerung des variablen Dämpfers 6 auf der linken Radseite basierend auf der Soll-Dämpfungskraft und der Relativgeschwindigkeit auf der linken Radseite aus. Der Dämpfungskraftcharakteristik-Verarbeitungsabschnitt 28J gibt einen Steuerbefehl zur Steuerung des variablen Dämpfers 6 auf der rechten Radseite basierend auf der Soll-Dämpfungskraft und der Relativgeschwindigkeit auf der rechten Radseite aus. Diese Steuerbefehle sind der Anti-Wank-Steuerbefehl und entsprechen beispielsweise einem Steuerbefehlswert, der als Anweisungssignal für einen Strom an den Aktuator variabler Dämpfungskraft 7 (ein Stromwert) dient.
  • Wie in 3 dargestellt, werden der Anti-Dive/Squat-Steuerbefehl und der Anti-Wank-Steuerbefehl in den Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 29 eingegeben. Der Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 29 vergleicht den Anti-Dive/Squat-Steuerbefehl und den Anti-Wank-Steuerbefehl und wählt einen Steuerbefehl mit einem größeren Wert aus. Der Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 29 gibt den ausgewählten Steuerbefehl als den Lagestabilitätssteuerbefehl aus.
  • Der Wellen/Gier-Index-Berechnungsabschnitt 30 bestimmt, ob eine Vibration auf Grundlage einer vertikal gewellten Fahrbahnoberfläche (im Folgenden als Wellenstraße bezeichnet) oder einer Fahrbahnoberfläche, die eine Gierschwingung hervorruft (im Folgenden als gierende Fahrbahnoberfläche bezeichnet), basierend auf der gefederten Beschleunigung auftritt. Der Wellen/Gier-Index-Berechnungsabschnitt 30 weist einen Welligkeitsbestimmungsabschnitt 31, einen Gierbestimmungsabschnitt 32 und einen Maximalwert-Auswahlabschnitt 33 auf.
  • Wie in 8 dargestellt, weist der Welligkeitsbestimmungsabschnitt 31 einen Bandpassfilter 31A (im Folgenden als BPF 31A bezeichnet) und einen Peak-Wert-Halteabschnitt 31B auf. Der BPF 31A extrahiert eine Vibrationskomponente, die durch die Wellenstraße bei der gefederten Beschleunigung verursacht wird. Genauer gesagt, extrahiert der BPF 31A eine Vibrationskomponente in einem Frequenzband (z.B. 0,5 bis 1,5 Hz), das ungefähr 1 Hz enthält, was charakteristisch für die Welligkeit ist, z.B. unter Frequenzkomponenten, die gleich oder niedriger als 3 Hz sind und in der gefederten Beschleunigung enthalten sind. Wenn die Vibrationskomponente, die die Welligkeit begleitet, aus dem BPF 31A extrahiert wird, hält der Peak-Wert-Halteabschnitt 31B einen Maximalwert davon und gibt ihn als Straßenwelligkeitsindex („undulation road index“) aus.
  • Wie in 9 dargestellt, umfasst der Gierbestimmungsabschnitt 32 einen Bandpassfilter 32A (im Folgenden als BPF 32A bezeichnet) und einen Peak-Wert-Halteabschnitt 32B. Der BPF 32A extrahiert eine Vibrationskomponente, die durch die gierende Fahrbahnoberfläche (eine Gierschwingung) in der gefederten Beschleunigung induziert wird. Genauer gesagt extrahiert der BPF 32A eine Vibrationskomponente in einem Frequenzband der Gierschwingung (z. B. 3 bis 7 Hz), die in der gefederten Beschleunigung enthalten ist. Wenn die Vibrationskomponente, die die Gierschwingung begleitet, aus dem BPF 32A extrahiert wird, hält der Peak-Wert-Halteabschnitt 32B einen Maximalwert davon und gibt ihn als einen Gier-Index („bobbing index“) aus.
  • Wie in 3 dargestellt, vergleicht der Maximalwert-Auswahlabschnitt 33 den vom Welligkeitsbestimmungsabschnitt 31 ausgegebenen Straßenwelligkeitsindex und den vom Gierbestimmungsabschnitt 32 ausgegebenen Gier-Index und wählt einen Index mit einem größeren Wert aus und gibt ihn als Wellen/Gier-Index aus.
  • Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 bestimmt einen Befehlswert, der an den variablen Dämpfer 6 (den Aktuator) gerichtet ist, basierend sowohl auf den Befehlswerten des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 als auch des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25. Wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist und die gefederte Vibration im gefederten Resonanzfrequenzband größer als ein vorgegebener Wert ist, priorisiert der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 beinhaltet einen Korrekturabschnitt 35 und einen Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 36.
  • Der Korrekturabschnitt 35 schwächt den Befehlswert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 (den Lagestabilitätssteuerbefehl) ab, um den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25 (den Fahrkomfortsteuerbefehl) zu priorisieren. Wie in 10 dargestellt, beinhaltet der Korrekturabschnitt 35 eine Umrechnungstabelle 35A und einen Multiplizierer 35B.
  • Die Umrechnungstabelle 35A erlangt einen Ausgabewert, indem sie den Wellen/Gier-Index in einen Wert von 0 bis 1 umrechnet. Ein großer Ausgabewert wird erlangt, wenn der Wellen/Gier-Index klein ist, und ein kleiner Ausgabewert wird erlangt, wenn der Wellen/Gier-Index groß ist. Mit anderen Worten verringert sich der Ausgabewert von 1 auf 0, wenn der Wellen/Gier-Index zunimmt. Der Ausgabewert gibt einen Index für die Korrektur des Lagestabilitätssteuerbefehls an. Der Multiplizierer 35B multipliziert den Lagestabilitätssteuerbefehl mit diesem Ausgabewert und gibt einen korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl aus.
  • Der Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 36 vergleicht den Fahrkomfortsteuerbefehl und den korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl und wählt einen Steuerbefehl mit einem größeren Wert aus. Der Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 36 gibt den ausgewählten Steuerbefehl als finalen Steuerbefehl aus. Genauer wählt der Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 36 einen Hard-Side-Wert aus dem Fahrkomfortsteuerbefehl und dem korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl aus. Zu diesem Zeitpunkt führt der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 die gleiche Verarbeitung in Bezug auf die jeweiligen Steuerbefehle für die vier Räder durch. Ein auf dem finalen Steuerbefehl basierender Ansteuerstrom wird an den Aktuator variabler Dämpfungskraft 7 des variablen Dämpfers 6 geliefert. Infolgedessen wird die Dämpfungskraft des variablen Dämpfers 6 von der ECU 21 gesteuert.
  • Die ECU 21 gemäß der ersten Ausführungsform ist in der oben beschriebenen Weise konfiguriert, und ihr Betrieb wird im Folgenden beschrieben.
  • Wenn eine vertikale Vibration auftritt, z.B. aufgrund von Unebenheiten der Fahrbahn, während das Fahrzeug fährt, werden verschiedene Arten von Fahrzeugbetriebsinformationen, die gefederte Beschleunigung, die ungefederte Beschleunigung etc. von dem CAN 8, dem Sensor für gefederte Beschleunigung 9 und dem Sensor für ungefederte Beschleunigung 10 in die ECU 21 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt berechnet das Fahrzeug-Modell 23 der ECU 21 basierend auf dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit die geschätzte Querbeschleunigung. Ferner berechnet der Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24 basierend auf der gefederten Beschleunigung und der ungefederten Beschleunigung die gefederte Geschwindigkeit und die Relativgeschwindigkeit.
  • Der Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25 der ECU 21 gibt basierend auf der gefederten Geschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit den Fahrkomfortsteuerbefehl zur Verbesserung des Fahrkomforts des Fahrzeugs aus. Der Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26 der ECU 21 gibt den Lagestabilitätssteuerbefehl zur Verbesserung der Lagestabilität des Fahrzeugs basierend auf der geschätzten Querbeschleunigung und der Längsbeschleunigung aus. Zu diesem Zeitpunkt wird als Lagestabilitätssteuerbefehl ein Wert zur Unterdrückung eines Dive/Squat und eines Wankens ausgegeben.
  • Wenn das Fahrzeug beispielsweise plötzlich abgebremst wird, während es auf einer Fahrbahnoberfläche fährt, die mit vertikaler Welligkeit (die Wellenstraße) einhergeht oder einer Fahrbahnoberfläche, die eine Gierschwingung (3 bis 7 Hz) hervorruft (die gierende Fahrbahnoberfläche), erhöht sich die Änderungsrate der Längsbeschleunigung, d.h. der Differenzwert der Längsbeschleunigung am Anti-Dive/Squat-Steuerabschnitt 27. Infolgedessen kann der Anti-Dive/Squat-Steuerbefehl unerwünschterweise bei einem maximalen Befehlswert, der vom System ausgegeben werden kann, groß bleiben, was zu einer Verschlechterung der Vibrationsdämpfungsleistung gegen die Fahrbahnoberflächenwelligkeit oder die Gierschwingung führt. Wenn das Fahrzeug die Spur wechselt, während es auf der gewellten oder der gierenden Fahrbahnoberfläche fährt, erhöht sich die Änderungsrate der geschätzten Querbeschleunigung, d.h. der Differenzwert der geschätzten Querbeschleunigung am Anti-Wank-Steuerabschnitt 28. Infolgedessen kann der Anti-Wank-Steuerbefehl unerwünschterweise bei einem maximalen Befehlswert, der vom System ausgegeben werden kann, groß bleiben, was zu einer Verschlechterung der Vibrationsdämpfungsleistung gegen die Fahrbahnoberflächenwelligkeit oder die Gierschwingung führt.
  • In Anbetracht dessen berechnet die ECU 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Straßenwelligkeitsindex, der angibt, wie stark die Fahrbahnoberfläche gewellt ist, basierend auf der gefederten Beschleunigung durch den Welligkeitsbestimmungsabschnitt 31, und berechnet basierend auf der gefederten Beschleunigung durch den Gierbestimmungsabschnitt 32 den Gier-Index, der ein Gierschwingungsniveau angibt. Danach gibt der Maximalwert-Auswahlabschnitt 33 einen größeren Wert des Straßenwelligkeitsindex und des Gier-Index als Wellen/Gier-Index aus. Der Korrekturabschnitt 35 der ECU 21 korrigiert den Lagestabilitätssteuerbefehl basierend auf dem Wellen/Gier-Index.
  • Dies wird im Folgenden genauer beschrieben. Der Wellen/Gier-Index-Berechnungsabschnitt 30 der ECU 21 berechnet den Straßenwelligkeitsindex und den Gier-Index basierend auf der gefederten Beschleunigung. Der Wellen/Gier-Index-Berechnungsabschnitt 30 wählt einen größeren Wert des Straßenwelligkeitsindex und des Gier-Index aus. Der Wellen/Gier-Index-Berechnungsabschnitt 30 gibt den Auswahlindex als den Wellen/Gier-Index aus.
  • Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 berechnet den an den variablen Dämpfer 6 (den Aktuator) gerichteten Befehlswert basierend auf dem Lagestabilitätssteuerbefehl und dem Fahrkomfortsteuerbefehl. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 beinhaltet den Korrekturabschnitt 35, der den Lagestabilitätssteuerbefehl abschwächt, um den Fahrkomfortsteuerbefehl zu priorisieren. Der Korrekturabschnitt 35 multipliziert den Lagestabilitätssteuerbefehl mit dem Ausgabewert aus der Umrechnungstabelle 35A, die den Wellen/Gier-Index als Eingabe erhält, und gibt den korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl aus. Die Umrechnungstabelle 35A, die den Wellen/Gier-Index als Eingabe empfängt, gibt einen kleineren Wert aus, wenn der Wellen/Gier-Index steigt. Folglich kann selbst dann, wenn der Lagestabilitätssteuerbefehl groß bleibt, weil das Fahrzeug plötzlich gebremst wird oder die Spur wechselt, während es auf einer Fahrbahn mit vertikaler Welligkeit fährt, ein kleiner Wert als korrigierter Lagestabilitätssteuerbefehl erhalten werden.
  • Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 wählt aus dem korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl und dem Fahrkomfortsteuerbefehl einen Steuerbefehl mit einem größeren Wert aus und gibt den ausgewählten Steuerbefehl als finalen Steuerbefehl aus. Daher priorisiert der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 den Fahrkomfortsteuerbefehl über dem Lagestabilitätssteuerbefehl, wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs nicht größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist und die gefederte Vibration im gefederten Resonanzfrequenzband größer als der vorgegebene Wert ist. Infolgedessen kann die Vibrationsdämpfungsleistung gegen die Unebenheiten der Fahrbahn aufrechterhalten werden, selbst wenn der Lagestabilitätssteuerbefehl groß bleibt, weil das Fahrzeug plötzlich gebremst wird oder die Spur wechselt, während es auf einer Fahrbahnoberfläche fährt, die mit vertikaler Welligkeit einhergeht.
  • Als nächstes wird die Vibrationsdämpfungsleistung etc. verglichen, indem eine Fahrzeugsimulation zwischen der Rückkopplungsregelung basierend auf dem konventionellen Skyhook-Steuergesetz als Regelung gemäß einem Vergleichsbeispiel und der Regelung gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, um die von der ECU 21 erzielte Vibrationsdämpfungswirkung zu bestätigen. Die Simulation wird unter der Annahme durchgeführt, dass das Fahrzeug zweimal die Spur wechselt, während es mit 60 km/h auf einer dreieckwellenförmigen Fahrbahnoberfläche fährt, einhergehend mit einer vertikalen, kontinuierlichen Welligkeit mit einer Wellenlänge von 12 m und einem Peak-to-Peak-Wert von 80 mm als Simulationsbedingungen.
  • Die 11 und 12 zeigen ein Ergebnis der Simulation. Wie in 11 dargestellt, ermöglicht die erste Ausführungsform, dass der aktuelle Wert (der Steuerbefehlswert) weniger groß bleibt, während die Wankgeschwindigkeit, die die Lagestabilität angibt, dem Vergleichsbeispiel entspricht. Dementsprechend kann die erste Ausführungsform die Gierschwingung (3 bis 7 Hz) im Vergleich zum Vergleichsbeispiel unterdrücken, wie in 12 dargestellt.
  • Auf diese Weise weist die ECU 21 (das Fahrzeugsteuergerät) gemäß der ersten Ausführungsform den Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26, der den variablen Dämpfer 6 (den Aktuator) gemäß der eingetragenen Änderung der Lage des Fahrzeugs steuert, den Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25, der den variablen Dämpfer 6 gemäß der eingetragenen gefederten Vibration des Fahrzeugs steuert, und den Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34, der den an den variablen Dämpfer 6 gerichteten Befehlswert auf Grundlage sowohl der Befehlswerte des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 als auch des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25 berechnet, auf.
  • Nun führt der Prozessor 22 der ECU 21 eine Steuerung durch, um die durch den variablen Dämpfer 6 zu erzeugende Kraft abzuschwächen, wenn die Änderung der gefederten Lage und der gefederten Vibration im gefederten Resonanzfrequenzband von den kleineren Zuständen in Zustände übergehen, die größer sind als jeweilige vorgegebene Werte. Genauer priorisiert der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34, wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist und die gefederte Vibration im gefederten Resonanzfrequenzband größer als der vorgegebene Wert ist, den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25. Infolgedessen kann der Fahrkomfortsteuerbefehl auch dann priorisiert werden, wenn das Fahrzeug beispielsweise gewendet, gebremst oder auf der welligen Fahrbahnoberfläche gefahren wird, und die Vibrationsdämpfungsleistung kann verbessert werden.
  • Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 beinhaltet ferner den Korrekturabschnitt 35, der den Befehlswert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 abschwächt, um den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25 zu priorisieren. Wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs nicht größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist und die gefederte Vibration in dem gefederten Resonanzfrequenzband größer als der vorgegebene Wert ist, kann der Lagestabilitätssteuerbefehl auf einen kleinen Wert gesetzt werden (ein Soft-Side-Befehl) und der Fahrkomfortsteuerbefehl kann priorisiert werden.
  • In 1, 2 und 13 ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass sie derart konfiguriert ist, dass sie die Fahrkomfortsteuerung und die Lagestabilitätssteuerung in Abhängigkeit von einem Kurven- oder Beschleunigungs-/Verzögerungsniveau zusätzlich zum Wellen/Gier-Index umschaltet. Die zweite Ausführungsform wird beschrieben, wobei ähnliche Komponenten wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und deren Beschreibung entfällt.
  • Eine ECU 41 gemäß der zweiten Ausführungsform ist in etwa ähnlich konfiguriert wie die ECU 21 gemäß der ersten Ausführungsform. Die ECU 41 stellt das Fahrzeugsteuergerät dar, das die Aufhängungsvorrichtung 4 steuert. Die ECU 41 ist ein Controller, der die durch den variablen Dämpfer 6 zu erzeugende Kraft (den Krafterzeugungsmechanismus) steuert. Wie in 2 dargestellt, enthält die ECU 41 einen Prozessor 42, der als Steuerabschnitt dient. Der Prozessor 42 ist z.B. mithilfe eines Mikrocomputers verwirklicht. Der Prozessor 42 steuert die Dämpfungskraft des variablen Dämpfers 6 durch Ausführen eines in einem Speicherabschnitt (nicht dargestellt) gespeicherten Programms. Die Eingangsseite der ECU 41 ist mit dem CAN 8, dem Sensor für gefederte Beschleunigung 9, dem Sensor für ungefederte Beschleunigung 10 etc. verbunden, und die Ausgangsseite davon ist mit dem variablen Dämpfer 6 etc. verbunden.
  • Die ECU 41 beinhaltet das Fahrzeug-Modell 23 und den Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24, ähnlich wie die ECU 21 gemäß der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus beinhaltet die ECU 41 den Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25, den Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26, den Wellen/Gier-Index-Berechnungsabschnitt 30, einen Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex-Berechnungsabschnitt 43 und einen Befehlswert-Berechnungsabschnitt 48 (vgl. 13) .
  • Wie in 13 dargestellt, beinhaltet der Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex-Berechnungsabschnitt 43 einen Wendeindex-Berechnungsabschnitt 44, einen Verzögerungsindex-Berechnungsabschnitt 45, einen Beschleunigungsindex-Berechnungsabschnitt 46 und einen Multiplizierer 47. Der Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex-Berechnungsabschnitt 43 berechnet einen Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex S4.
  • Der Wendeindex-Berechnungsabschnitt 44 berechnet einen Wendeindex S1 entsprechend eines Wendeniveaus auf Grundlage des Lenkwinkels. Der Lenkwinkel wird über den CAN 8 in den Wendeindex-Berechnungsabschnitt 44 eingegeben. Der Wendeindex-Berechnungsabschnitt 44 umfasst einen Absolutwert-Berechnungsabschnitt 44A und eine Umrechnungstabelle 44B. Der Absolutwert-Berechnungsabschnitt 44A erfasst einen Absolutwert des Lenkwinkels. Die Umrechnungstabelle 44B berechnet den Wendeindex S1 durch Umwandlung des Betrags (des Absolutwerts) des Lenkwinkels in einen Wert zwischen 0 und 1. Ein großer Wert (ein Wert nahe 1) wird als der Wendeindex S1 erfasst, wenn der Lenkwinkel einen kleinen absoluten Wert hat, und ein kleiner Wert (ein Wert nahe 0) wird als der Wendeindex S1 erfasst, wenn der Lenkwinkel einen großen Absolutwert hat. Mit anderen Worten, der Wendeindex S1 verringert sich von 1 auf 0, wenn der Absolutwert des Lenkwinkels größer wird.
  • Der Verzögerungsindex-Berechnungsabschnitt 45 berechnet einen Verzögerungsindex S2 entsprechend der Verzögerung des Fahrzeugs auf Grundlage eines Hydraulikbremsdrucks. Der Hydraulikbremsdruck wird über den CAN 8 in den Verzögerungsindex-Berechnungsabschnitt 45 eingegeben. Der Verzögerungsindex-Berechnungsabschnitt 45 enthält eine Umrechnungstabelle. Die Umrechnungstabelle des Verzögerungsindex-Berechnungsabschnitts 45 berechnet durch Umwandlung des Hydraulikbremsdrucks in einen Wert von 0 bis 1 den Verzögerungsindex S2. Ein großer Wert (ein Wert nahe 1) wird als der Verzögerungsindex S2 erfasst, wenn der Hydraulikbremsdruck klein (niedrig) ist, und ein kleiner Wert (ein Wert nahe 0) wird als der Verzögerungsindex S2 erfasst, wenn der Hydraulikbremsdruck größer (hoch) ist. Mit anderen Worten verringert sich der Verzögerungsindex S2 von 1 auf 0, wenn der Hydraulikbremsdruck größer wird.
  • Der Beschleunigungsindex-Berechnungsabschnitt 46 berechnet auf Grundlage eines Motordrehmoments einen Beschleunigungsindex S3 entsprechend der Beschleunigung des Fahrzeugs. Das Motordrehmoment wird über den CAN 8 in den Beschleunigungsindex-Berechnungsabschnitt 46 eingegeben. Der Beschleunigungsindex-Berechnungsabschnitt 46 umfasst einen Differenzierer 46A und eine Umrechnungstabelle 46B. Der Differenzierer 46A berechnet einen Differenzwert des Motordrehmoments durch Differenzieren des Motordrehmoments. Die Umrechnungstabelle 46B berechnet den Beschleunigungsindex S3, indem sie den Differenzwert des Motordrehmoments in einen Wert zwischen 0 und 1 umrechnet. Ein großer Wert (ein Wert nahe 1) wird als Beschleunigungsindex S3 erfasst, wenn der Differenzwert des Motordrehmoments klein ist, und ein kleiner Wert (ein Wert nahe 0) wird als Beschleunigungsindex S3 erfasst, wenn der Differenzwert des Motordrehmoments groß ist. Mit anderen Worten verringert sich der Beschleunigungsindex S3 von 1 auf 0, wenn der Differenzwert des Motordrehmoments steigt.
  • Der Multiplizierer 47 berechnet ein Produkt aus dem Wendeindex S1, dem Verzögerungsindex S2 und dem Beschleunigungsindex S3 und gibt den Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex S4 aus. Daher hat der Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex S4 einen großen Wert (einen Wert nahe 1), wenn alle Werte des Wendeindex S1, des Verzögerungsindex S2 und des Beschleunigungsindex S3 nahe bei 1 liegen. Andererseits hat der Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex S4 einen Wert von 0, wenn der Wendeindex S1 oder der Verzögerungsindex S2 oder der Beschleunigungsindex S3 einen Wert von 0 haben.
  • Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 48 bestimmt den Befehlswert, der an den variablen Dämpfer 6 (den Aktuator) gerichtet ist, auf Grundlage sowohl der Befehlswerte des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 als auch des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25. Wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs nicht größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist und die gefederte Vibration im gefederten Resonanzfrequenzband größer als der vorgegebene Wert ist, priorisiert der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 48 den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 48 bildet den Korrekturabschnitt. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 48 schwächt den Befehlswert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 (den Lagestabilitätssteuerbefehl) ab, um den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25 (den Fahrkomfortsteuerbefehl) zu priorisieren.
  • Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 48 weist eine Umrechnungstabelle 48A, einen Maximalwert-Auswahlabschnitt 48B, einen Subtrahierer 48C, Multiplizierer 48D und 48E und einen Addierer 48F auf. Die Umrechnungstabelle 48A berechnet einen umgerechneten Wellen/Gier-Index S5 durch Umwandlung des Wellen/Gier-Index in einen Wert von 0 bis 1. Ein kleiner Wert wird als der umgewandelte Wellen/Gier-Index S5 erfasst, wenn der Wellen/Gier-Index klein ist, und ein großer Wert wird als der umgewandelte Wellen/Gier-Index S5 erfasst, wenn der Wellen/Gier-Index groß ist. Mit anderen Worten erhöht sich der umgewandelte Wellen/Gier-Index S5 von 0 auf 1, wenn der Wellen/Gier-Index zunimmt. Der Maximalwert-Auswahlabschnitt 48B vergleicht den Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex S4 und den umgerechneten Wellen/Gier-Index S5 und wählt einen Index mit einem größeren Wert aus und gibt das Ergebnis davon als Auswahlindex S6 aus.
  • Der Subtrahierer 48C subtrahiert den Auswahlindex S6 von 1. Der Multiplizierer 48D multipliziert den Lagestabilitätssteuerbefehl mit dem Ausgabewert des Subtrahierers 48C und gibt den korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl aus. Daher hat der korrigierte Lagestabilitätssteuerbefehl einen großen Wert, wenn der Auswahlindex S6 einen Wert nahe 0 hat. Andererseits hat der korrigierte Lagestabilitätssteuerbefehl einen kleinen Wert, wenn der Auswahlindex S6 einen Wert nahe 1 hat.
  • Der Multiplizierer 48E multipliziert den Fahrkomfortsteuerbefehl mit dem Auswahlindex S6 und gibt einen korrigierten Fahrkomfortsteuerbefehl aus. Daher hat der korrigierte Fahrkomfortsteuerbefehl einen kleinen Wert, wenn der Auswahlindex S6 einen Wert nahe 0 hat. Hingegen hat der korrigierte Fahrkomfortsteuerbefehl einen großen Wert, wenn der Auswahlindex S6 einen Wert nahe 1 hat. Der Addierer 48F addiert den korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl und den korrigierten Fahrkomfortsteuerbefehl und gibt das Ergebnis davon als finalen Steuerbefehl aus.
  • Auf diese Weise kann auch die derart konfigurierte zweite Ausführungsform ähnliche vorteilhafte Wirkungen wie die erste Ausführungsform bewirken. Ferner werden bei der zweiten Ausführungsform die Fahrkomfortsteuerung und die Lagestabilitätssteuerung in Abhängigkeit vom Kurven- oder Beschleunigungs-/Verzögerungsniveau und dem Wellen/Gier-Index geschaltet. Zum Beispiel, auch mit einer kleinen Wellen/Gier-Index-Eingabe, wenn das „Wendeniveau niedrig ist, d.h. der absolute Wert der Lenkwinkels klein ist und damit der Abbiegeindex S1 in der Nähe von 1 ist „oder das" Beschleunigungs-/Verzögerungsniveau" niedrig ist, d.h. der Bremshydraulikdruck niedrig ist und das Differential des Motordrehmoments klein ist und damit sowohl der Verzögerungsindex S2 und der Beschleunigungsindex S3 in der Nähe von 1" sind, muss die Stabilität der Karosserielage nicht ein primäres Anliegen bleiben und daher kann es gewünscht sein, die Fahrkomfort-Steuerung zu priorisieren.
  • In diesem Fall hat der Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex S4 einen Wert nahe 1, da er ein Produkt aus dem Wendeindex S1, dem Verzögerungsindex S2 und dem Beschleunigungsindex S3 ist. Der Auswahlindex S6 wird auf einen Index gesetzt, der einen größeren Wert hat, der aus dem Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex S4 und dem umgerechneten Wellen/Gier-Index S5 ausgewählt wird, und hat daher einen Wert nahe 1. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ausgabe des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25 (den Fahrkomfortsteuerbefehl) mit einem Koeffizienten multipliziert, der dem Auswahlindex S6 entspricht und einen Wert nahe 1 hat. Andererseits wird die Ausgabe des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 (der Lagestabilitätssteuerbefehl) mit einem Koeffizienten multipliziert, der ein Wert ist, der durch Subtraktion des Auswahlindex S6 von 1 erhalten wird, und ein Wert nahe 0 ist. Dann werden der Lenkwinkel, der Bremshydraulikdruck und das Motordrehmoment z. B. vom Getriebe aus dem CAN 8 erfasst.
  • Andererseits kann es gewünscht sein, die Lagestabilitätskontrolle zu priorisieren, wenn der Wellen/Gier-Index klein und das Wendeniveau oder das Beschleunigungs-/Verzögerungsniveau hoch ist.
  • In diesem Fall haben der Wendeindex S1, der sich auf den absoluten Wert des Lenkwinkels bezieht, der Verzögerungsindex S2, der sich auf den Hydraulikdruck der Bremse bezieht und der Beschleunigungsindex S3, der sich auf das Differential des Motordrehmoments bezieht, einen Wert nahe 0. Daher hat der Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex S4, der das Ergebnis der Multiplikation dieser drei Indizes ist, einen Wert nahe 0. Außerdem hat der umgewandelte Wellen/Gier-Index S5, der auf dem Wellen/Gier-Index basiert, ebenfalls einen Wert nahe 0, weil der Wellen/Gier-Index klein ist. Der Auswahlindex S6 wird auf einen Index mit einem größeren Wert gesetzt, der aus dem Wende/Beschleunigungs/Verzögerungsindex S4 und dem umgerechneten Wellen/Gier-Index S5 ausgewählt wird, und hat daher einen Wert nahe 0. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ausgabe des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25 (den Fahrkomfortsteuerbefehl) mit einem Koeffizienten multipliziert, der dem Auswahlindex S6 entspricht und einen Wert nahe 0 hat. Andererseits wird die Ausgabe des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 (des Lagestabilitätssteuerbefehls) mit einem Koeffizienten multipliziert, der ein Wert ist, der durch Subtrahieren des Auswahlindex S6 von 1 erhalten wird, und ein Wert nahe 1 ist. Im Ergebnis wird die Lagestabilitätskontrolle gegenüber der Fahrkomfortsteuerung priorisiert.
  • Die 1, 2 und 14 veranschaulichen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dritte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass sie derart konfiguriert ist, dass sie die Lagestabilitätskontrolle aufrechterhält, um die Manövrierstabilität zur Vermeidung von Gefahren in einem Grenzzustand sicherzustellen. Die dritte Ausführungsform wird beschrieben, wobei ähnliche Komponenten wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und deren Beschreibung entfällt.
  • Eine ECU 51 gemäß der dritten Ausführungsform ist in etwa ähnlich aufgebaut wie die ECU 21 gemäß der ersten Ausführungsform. Die ECU 51 stellt das Fahrzeugsteuergerät dar, das die Aufhängungsvorrichtung 4 steuert. Die ECU 51 ist ein Controller, der die durch den variablen Dämpfer 6 zu erzeugende Kraft (den Krafterzeugungsmechanismus) steuert. Die ECU 51 enthält einen Prozessor 52, der als Steuerabschnitt dient. Der Prozessor 52 ist z.B. unter Verwendung eines Mikrocomputers verwirklicht. Der Prozessor 52 steuert die Dämpfungskraft des variablen Dämpfers 6 durch Ausführen eines in einem Speicherabschnitt (nicht dargestellt) gespeicherten Programms. Wie in 2 dargestellt, ist die Eingangsseite der ECU 51 mit dem CAN 8, dem Sensor für gefederte Beschleunigung 9, dem Sensor für ungefederte Beschleunigung 10 und dergleichen verbunden, und die Ausgangsseite davon ist mit dem variablen Dämpfer 6 und dergleichen verbunden.
  • Die ECU 51 beinhaltet das Fahrzeug-Modell 23 und den Fahrzeugverhalten-Berechnungsabschnitt 24, analog zur ECU 21 gemäß der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus beinhaltet die ECU 51 den Fahrkomfort-Steuerabschnitt 25, den Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26, den Wellen/Gier-Index-Berechnungsabschnitt 30, einen Grenzindex-Berechnungsabschnitt 53 und einen Befehlswert-Berechnungsabschnitt 57 (vgl. 14) .
  • Der Grenzindex-Berechnungsabschnitt 53 beinhaltet ein Fahrzeug-Modell 54, einen Subtrahierer 55 und einen Peak-Wert-Halteabschnitt 56. Die Gierrate, der Lenkwinkel und die Fahrzeuggeschwindigkeit werden über den CAN 8 in den Grenzwertberechnungsteil 53 eingegeben. Das Fahrzeug-Modell 54 schätzt das Fahrzeugverhalten auf Grundlage des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Genauer schätzt das Fahrzeug-Modell 54 die Gierrate des Fahrzeugs auf Grundlage des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit und gibt eine geschätzte Gierrate aus. Der Subtrahierer 55 subtrahiert die vom CAN 8 erfasste Gierrate von der geschätzten Gierrate und berechnet so eine Gierratendifferenz, die eine Differenz zwischen den beiden Werten darstellt. Der Peak-Wert-Halteabschnitt 56 hält beispielsweise einen Maximalwert des Absolutwerts der Gierratendifferenz und gibt einen diesem Maximalwert entsprechenden Grenzindex aus. Der Grenzindex-Berechnungsabschnitt 53 gibt den Grenzindex aus.
  • Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 57 bestimmt den Befehlswert, der an den variablen Dämpfer 6 (den Aktuator) gerichtet ist, auf Grundlage sowohl der Befehlswerte des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 als auch des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25. Wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs nicht größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist und die gefederte Vibration im gefederten Resonanzfrequenzband größer als der vorgegebene Wert ist, priorisiert der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 57 den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 57 bildet den Korrekturabschnitt. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 57 schwächt den Befehlswert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 (den Lagestabilitätssteuerbefehl) ab, um den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts 25 (den Fahrkomfortsteuerbefehl) zu priorisieren.
  • Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 57 beinhaltet die Umrechnungstabellen 57A und 57C, die Multiplizierer 57B und 57D und einen Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 57E. Die Umrechnungstabelle 57A berechnet einen Dämpfungskoeffizienten, indem sie den Grenzindex in einen Wert zwischen 0 und 1 umrechnet. Ein großer Wert (ein Wert nahe 1) wird als Dämpfungskoeffizient erfasst, wenn der Grenzindex klein ist, und ein kleiner Wert (ein Wert nahe 0) wird als Dämpfungskoeffizient erfasst, wenn der Grenzindex groß ist. Mit anderen Worten verringert sich der Dämpfungskoeffizient von 1 auf 0, wenn der Grenzindex steigt. Der Multiplizierer 57B berechnet ein Produkt aus dem Dämpfungskoeffizienten und dem Wellen/Gier-Index und gibt einen gedämpften Wellen/Gier-Index S10 aus. Daher hat der gedämpfte Wellen/Gier-Index S10 einen kleinen Wert, wenn der Dämpfungskoeffizient einen Wert nahe 0 hat. Der gedämpfte Wellen/Gier-Index S10 hat einen großen Wert, wenn der Dämpfungskoeffizient einen Wert nahe 1 hat.
  • Die Umrechnungstabelle 57C berechnet einen umgerechneten Index 511, indem sie den gedämpften Wellen/Gier-Index S10 in einen Wert von 0 bis 1 umrechnet. Ein großer Wert (ein Wert nahe 1) wird als der umgerechnete Index S11 erfasst, wenn der gedämpfte Wellen/Gier-Index S10 klein ist, und ein kleiner Wert (ein Wert nahe 0) wird als der umgerechnete Index S11 erfasst, wenn der gedämpfte Wellen/Gier-Index S10 groß ist. Mit anderen Worten, verringert sich der umgerechnete Index S11 von 1 auf 0, wenn der gedämpfte Wellen/Gier-Index S10 zunimmt. Der Multiplizierer 57D multipliziert den Lagestabilitätssteuerbefehl mit dem umgerechneten Index S11 und gibt einen korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl aus. Daher hat der korrigierte Lagestabilitätssteuerbefehl einen kleinen Wert, wenn der umgerechnete Index S11 einen Wert nahe 0 hat. Der korrigierte Lagestabilitätssteuerbefehl hat einen großen Wert, wenn der umgerechnete Index S11 einen Wert nahe 1 hat.
  • Der Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 57E vergleicht den Fahrkomfortsteuerbefehl und den korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl und wählt einen Steuerbefehl mit einem größeren Wert aus. Der Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 57E gibt den ausgewählten Steuerbefehl als den finalen Steuerbefehl aus. Genauer wählt der Steuerbefehl-Auswahlabschnitt 57E einen Hard-Side-Wert aus dem Fahrkomfortsteuerbefehl und dem korrigierten Lagestabilitätssteuerbefehl aus. Zu diesem Zeitpunkt führt der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 34 in Bezug auf die jeweiligen Steuerbefehle für die vier Räder die gleiche Verarbeitung durch. Ein auf dem finalen Steuerbefehl basierender Ansteuerstrom wird an den Aktuator variabler Dämpfungskraft 7 des variablen Dämpfers 6 zugeführt. Im Ergebnis wird die Dämpfungskraft des variablen Dämpfers 6 von der ECU 21 (dem Prozessor 22) gesteuert.
  • Auf diese Weise kann die derart konfigurierte dritte Ausführungsform auch vorteilhafte Wirkungen ähnlich der ersten Ausführungsform bewirken. In der dritten Ausführungsform priorisiert der Befehlswert-Berechnungsabschnitt 57 den Befehlswert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 (den Lagestabilitätssteuerbefehl) unabhängig von der gefederten Vibration, wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs den Wert für die Priorisierung der Lagestabilität überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt wird basierend darauf, ob sich das Fahrzeug in einem Grenzzustand befindet, bestimmt, ob die Änderung der Lage des Fahrzeugs den Wert für die Priorisierung der Lagestabilität erreicht.
  • Ferner nimmt im Grenzzustand eine Differenz (die Gierratendifferenz) zwischen der aus dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung des Fahrzeug-Modells 54 geschätzten Gierrate und der vom CAN 8 gesendeten tatsächlichen Gierrate zu. Daher wird bei der dritten Ausführungsform der Peak-Wert dieser Gierratendifferenz festgehalten und als Grenzindex verwendet. Wenn der Grenzindex groß ist, hat der Dämpfungskoeffizient, der der Ausgabewert der Umrechnungstabelle 57A ist, einen Wert nahe 0, und der gedämpfte Wellen/Gier-Index S10, der das Produkt aus dem Dämpfungskoeffizienten und dem Wellen/Gier-Index ist, hat einen Wert nahe 0. Im Ergebnis gibt die Umrechnungstabelle 57C, die sich auf den gedämpften Wellen/Gier-Index S10 bezieht, einen Wert (den umgerechneten Index S11) aus, der näher bei 1 liegt. Der Lagestabilitätssteuerbefehl wird mit diesem umgerechneten Index S11 multipliziert. Da der umgerechnete Index S11 zu diesem Zeitpunkt nahe bei 1 liegt, wird die Ausgabe des Lagestabilitätssteuerbefehls beibehalten. Daher kann die Lagestabilitätskontrolle priorisiert werden, wenn das Fahrzeug in den Grenzzustand gebracht wird.
  • Befindet sich das Fahrzeug hingegen nicht im Grenzzustand, verringert sich die Differenz (die Gierratendifferenz) zwischen der Gierrate und der geschätzten Gierrate. Zu diesem Zeitpunkt wird 0 als Grenzindex und 1 als Dämpfungskoeffizient erfasst. Daher haben der Wellen/Gier-Index und der gedämpfte Wellen/Gier-Index gleiche Werte, und die Umrechnungstabelle 57C, die sich auf den gedämpften Wellen/Gier-Index S10 bezieht, gibt einen Wert (den umgerechneten Index S11) aus, der näher bei 0 liegt, wenn der Wellen/Gier-Index groß ist. Da der Ausgabewert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts 26 (der Lagestabilitätssteuerbefehl) mit diesem umgerechneten Index S11 multipliziert wird, kann als Lagestabilitätssteuerung ein kleiner Wert erfasst werden, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform. Daher wird die Fahrkomfortsteuerung priorisiert, die die Erregung/Dämpfung entsprechend der Relativgeschwindigkeit bestimmt und den Steuerbefehl berechnet. Infolgedessen wird die Vibrationsdämpfungsleistung verbessert.
  • Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde unter Bezugnahme auf das Beispiel beschrieben, in dem die semiaktive Aufhängung unter Verwendung des variablen Dämpfers 6 vorgesehen ist, welcher der Aktuator (der Krafterzeugungsmechanismus) ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und der Aktuator kann verwendet werden, um eine aktive Aufhängung, die eine vertikale Kraft zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad erzeugt, bereitzustellen. Genauer gesagt wird der Aktuator durch einen elektrischen Aktuator, einen hydraulischen Aktuator oder dergleichen verkörpert, der eine Kraft in Ausfahrrichtung oder Einfahrrichtung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad erzeugt. In diesem Fall, wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs nicht größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist und die erzeugte Kraft des Aktuators gesättigt ist, und die gefederte Vibration in dem gefederten Resonanzfrequenzband größer als der vorgegebene Wert ist, priorisiert der Befehlswert-Berechnungsabschnitt der ECU den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts. Infolgedessen kann der Fahrkomfortsteuerbefehl priorisiert und die Vibrationsdämpfungsleistung verbessert werden, selbst wenn das Fahrzeug z.B. gewendet, gebremst oder auf der Wellenstraße gefahren wird.
  • Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde unter Bezugnahme auf das Beispiel beschrieben, in dem der Aktuator (der Krafterzeugungsmechanismus), der die einstellbare Kraft zwischen der Fahrzeugkarosserie 1 und dem Rad 2 erzeugt, durch den in der Dämpfungskraft einstellbaren variablen Dämpfer 6 verkörpert wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt, und der Aktuator kann zum Beispiel durch eine Luftfederung, einen Stabilisator (eine Bewegungsfederung), eine elektromagnetische Federung oder dergleichen neben dem hydraulischen Stoßdämpfer ausgeführt sein.
  • In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird davon ausgegangen, dass der Lagestabilitäts-Steuerabschnitt 26 den Lagestabilitätssteuerbefehl unter Berücksichtigung sowohl des Anti-Dive/Squat-Steuerbefehls als auch des Anti-Wank-Steuerbefehls ausgibt. Die vorliegende Erfindung ist hierauf nicht beschränkt, und der Lagestabilitäts-Steuerabschnitt kann den Lagestabilitätssteuerbefehl auf Grundlage eines beliebigen Befehls, nämlich des Anti-Dive/Squat-Steuerbefehls oder des Anti-Wank-Steuerbefehls ausgeben. Mit anderen Worten kann der Lagestabilitätssteuerbefehl der Anti-Dive/Squat-Steuerbefehl oder der Anti-Wank-Steuerbefehl sein. Daher kann der Lagestabilitäts-Steuerabschnitt derart konfiguriert sein, dass er weder den Anti-Dive/Squat-Steuerabschnitt noch den Anti-Wank-Steuerabschnitt enthält.
  • Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde unter Bezugnahme auf das Aufhängungssystem, das zusammen mit dem vierrädrigen Automobil verwendet wird, als Beispiel beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann beispielsweise auch auf ein zwei- oder dreirädriges Automobil oder einen Lastwagen, Bus oder dergleichen, der als Servicefahrzeug oder Transportfahrzeug dient, angewendet werden.
  • Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen ist lediglich ein Beispiel, und die in den verschiedenen Ausführungsformen angegebenen Konfigurationen und die Änderungen können teilweise ersetzt oder kombiniert werden.
  • Als nächstes können das Fahrzeugsteuergerät und das Fahrzeugsteuerungssystem, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen beinhaltet sind, beispielsweise die folgenden Konfigurationen aufweisen.
  • In einer ersten Konfiguration ist ein Fahrzeugsteuergerät derart konfiguriert, dass es einen Aktuator steuert, der zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Der Aktuator ist konfiguriert ist, um eine Kraft zum Unterdrücken einer Relativverschiebung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad zu ändern. Das Fahrzeugsteuergerät weist einen Lagestabilitäts-Steuerabschnitt, der konfiguriert ist, um einen Befehlswert zum Steuern des Aktuators entsprechend einer eingetragenen Änderung einer Lage des Fahrzeugs zu bestimmen, einen Fahrkomfort-Steuerabschnitt, der derart konfiguriert ist, dass er einen Befehlswert zum Steuern des Aktuators entsprechend einer eingetragenen gefederten Vibration des Fahrzeugs bestimmt, und einen Befehlswert-Berechnungsabschnitt, der derart konfiguriert ist, dass er einen an den Aktuator gerichteten Befehlswert auf Grundlage sowohl der Befehlswerte des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts als auch des Fahrkomfort-Steuerabschnitts bestimmt, auf. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt priorisiert den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts, wenn ein Wert, der die Änderung der Lage des Fahrzeugs angibt, größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, und ein Wert, der eine gefederte Vibration in einem gefederten Resonanzfrequenzband angibt, größer als ein vorgegebener Wert ist. Aufgrund dieser Konfiguration können der Fahrkomfortsteuerbefehl priorisiert und die Vibrationsdämpfungsleistung verbessert werden, selbst wenn das Fahrzeug z.B. gewendet, gebremst oder auf einer Wellenstraße gefahren wird.
  • In einer zweiten Konfiguration beinhaltet der Befehlswert-Berechnungsabschnitt in der ersten Konfiguration einen Korrekturabschnitt, der derart konfiguriert ist, dass er den Befehlswert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts abschwächt, um den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts zu priorisieren. Aufgrund dieser Konfiguration kann der Lagestabilitätssteuerbefehl auf einen kleinen Wert gesetzt werden und der Fahrkomfortsteuerbefehl kann priorisiert werden, wenn die Änderung der Lage des Fahrzeugs nicht größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist und die gefederte Vibration in dem gefederten Resonanzfrequenzband höher als der vorgegebene Wert ist.
  • Als eine dritte Konfiguration, in der ersten oder zweiten Konfiguration, priorisiert der Befehlswert-Berechnungsabschnitt den Befehlswert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts unabhängig von der gefederten Vibration, wenn der Wert, der die Änderung der Lage des Fahrzeugs angibt, einen Wert zur Priorisierung der Lagestabilität überschreitet. Daher kann die Lagestabilitätskontrolle priorisiert werden, wenn das Fahrzeug in einen Grenzzustand gebracht wird.
  • In einer vierten Konfiguration wird in einer der ersten bis dritten Konfigurationen der Aktuator verwendet, um eine aktive Aufhängung bereitzustellen, die konfiguriert ist, um zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad eine vertikale Kraft zu erzeugen. Der Befehlswert-Berechnungsabschnitt priorisiert den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts, wenn der Wert, der die Änderung der Lage des Fahrzeugs angibt, nicht größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist und die erzeugte Kraft des Aktuators gesättigt ist, und der Wert, der die gefederte Vibration in dem gefederten Resonanzfrequenzband angibt, größer als der vorgegebene Wert ist. Aufgrund dieser Konfiguration können selbst dann, wenn ein Fahrzeug, das eine aktive Aufhängung aufweist, z.B. gewendet, gebremst oder auf einer Wellenstraße gefahren wird, der Fahrkomfortsteuerbefehl priorisiert und die Vibrationsdämpfungsleistung verbessert werden.
  • Gemäß einer fünften Konfiguration weist ein Fahrzeugsteuerungssystem einen Krafterzeugungsmechanismus, der konfiguriert ist, um eine Kraft zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad eines Fahrzeugs einzustellen, einen Abschnitt zum Detektieren eines gefederten Zustands, der konfiguriert ist, um eine gefederte Vibration zu detektieren oder zu schätzen, einen Fahrzeuglage-Detektionsabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Änderung der gefederten Lage zu detektieren oder zu schätzen, und einen Controller auf, der konfiguriert ist, um eine Steuerung durchzuführen, um die durch den Krafterzeugungsmechanismus zu erzeugende Kraft abzuschwächen, wenn ein Wert, der die Änderung der gefederten Lage angibt, und ein Wert, der eine gefederte Vibration in einem gefederten Resonanzfrequenzband angibt, von kleineren Zuständen in Zustände übergehen, die größer sind als jeweilige vorgegebene Werte. Aufgrund dieser Konfiguration kann die Vibrationsdämpfungsleistung verbessert werden, indem die durch den Krafterzeugungsmechanismus zu erzeugende Kraft abgeschwächt wird, selbst wenn das Fahrzeug beispielsweise gewendet, gebremst oder auf einer Wellenstraße gefahren wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und umfasst verschiedene Modifikationen. Zum Beispiel wurden die oben beschriebenen Ausführungsformen ausführlich beschrieben, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf die Konfiguration, die sämtliche der beschriebenen Merkmale umfasst, beschränkt. Ferner kann ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden. Darüber hinaus kann eine Ausführungsform auch mit einer Konfiguration einer anderen Ausführungsform verwirklicht werden, die der Konfiguration dieser Ausführungsform hinzuergänzt wird. Ferner kann jede Ausführungsform auch mit einer anderen Konfiguration implementiert werden, die in Bezug auf einen Teil der Konfiguration dieser Ausführungsform hinzugefügt, gelöscht oder ersetzt wird.
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht gemäß der Pariser Verbandsübereinkunft die Priorität für die am 8. Juli 2021 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 2021-113253 . Der gesamte Offenbarungsgehalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-113253 , die am 8. Juli 2021 eingereicht wurde, einschließlich der Beschreibung, der Ansprüche, der Zeichnungen und der Zusammenfassung, ist durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Schrift aufgenommen.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Fahrzeugkarosserie
    2
    Rad
    4
    Aufhängungsvorrichtung
    6
    variabler Dämpfer (Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft, Aktuator, Krafterzeugungsmechanismus)
    7
    Aktuator variabler Dämpfungskraft
    8
    CAN
    9
    Sensor für gefederte Beschleunigung (Einheit zum Detektieren einer gefederten Beschleunigung)
    10
    Sensor für ungefederte Beschleunigung
    21, 41, 51
    ECU (Fahrzeugsteuergerät, Controller)
    23
    Fahrzeug-Modell (Fahrzeugzustandsdetektionseinheit)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2000168329 [0003]
    • JP 2021113253 [0100]

Claims (5)

  1. Fahrzeugsteuergerät, das konfiguriert ist, einen Aktuator zu steuern, der zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad eines Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei der Aktuator konfiguriert ist, eine Kraft zum Unterdrücken einer Relativverschiebung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad zu verändern, wobei das Fahrzeugsteuergerät aufweist: einen Lagestabilitäts-Steuerabschnitt, der konfiguriert ist, um entsprechend einer eingetragenen Änderung der Lage des Fahrzeugs einen Befehlswert zum Steuern des Aktuators zu bestimmen; einen Fahrkomfort-Steuerabschnitt, der konfiguriert ist, um entsprechend einer eingetragenen gefederten Vibration des Fahrzeugs einen Befehlswert zum Steuern des Aktuators zu bestimmen; und einen Befehlswert-Berechnungsabschnitt, der konfiguriert ist, um einen an den Aktuator gerichteten Befehlswert basierend sowohl auf den Befehlswerten des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts als auch des Fahrkomfort-Steuerabschnitts zu bestimmen, wobei der Befehlswert-Berechnungsabschnitt den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts priorisiert, wenn ein Wert, der die Änderung der Lage des Fahrzeugs angibt, größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, und ein Wert, der eine gefederte Vibration in einem gefederten Resonanzfrequenzband angibt, größer als ein vorgegebener Wert ist.
  2. Fahrzeugsteuergerät nach Anspruch 1, wobei der Befehlswert-Berechnungsabschnitt einen Korrekturabschnitt aufweist, der derart konfiguriert ist, dass er den Befehlswert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts abschwächt, um den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts zu priorisieren.
  3. Fahrzeugsteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Befehlswert-Berechnungsabschnitt den Befehlswert des Lagestabilitäts-Steuerabschnitts ungeachtet der gefederten Vibration priorisiert, wenn der Wert, der die Änderung der Lage des Fahrzeugs angibt, einen Wert zur Priorisierung der Lagestabilität überschreitet.
  4. Fahrzeugsteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aktuator verwendet wird, um eine aktive Aufhängung bereitzustellen, die konfiguriert ist, eine vertikale Kraft zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad zu erzeugen, und wobei der Befehlswert-Berechnungsabschnitt den Befehlswert des Fahrkomfort-Steuerabschnitts priorisiert, wenn der Wert, der die Änderung der Lage des Fahrzeugs angibt, nicht größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist und die erzeugte Kraft des Aktuators gesättigt ist, und der Wert, der die gefederte Vibration in dem gefederten Resonanzfrequenzband angibt, größer als der vorgegebene Wert ist.
  5. Fahrzeugsteuerungssystem, aufweisend: einen Krafterzeugungsmechanismus, der konfiguriert ist, eine Kraft zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad eines Fahrzeugs einzustellen; einen Abschnitt zum Detektieren eines gefederten Zustands, der konfiguriert ist, um eine gefederte Vibration zu detektieren oder zu schätzen; einen Fahrzeuglage-Detektionsabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Änderung der gefederten Lage zu detektieren oder zu schätzen; und einen Controller, der konfiguriert ist, um eine Steuerung durchzuführen, um die durch den Krafterzeugungsmechanismus zu erzeugende Kraft abzuschwächen, wenn ein Wert, der die Änderung der gefederten Lage angibt, und ein Wert, der eine gefederte Vibration in einem gefederten Resonanzfrequenzband angibt, von kleineren Zuständen in Zustände übergehen, die größer sind als jeweilige vorgegebene Werte.
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