DE19528992A1

DE19528992A1 - Bewegungszustandsregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Rädern

Info

Publication number: DE19528992A1
Application number: DE19528992A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Hirano
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1995-08-07
Publication date: 1996-02-15
Also published as: JPH0848256A; US5745862A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bewegungszustandssteue rungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Rädern, die entwickelt ist, um einen Bewegungszustands-Steuerungsmechanismus, wie etwa einen Vierrad-Steuerungsmechanismus, einen hydraulischen Brems kraft-Verteilungs-Mechanismus oder ähnliches zu steuern, und betrifft insbesondere eine Bewegungszustandssteuerungsvorrich tung, die in der Lage ist, sich einem Bewegungszustand des Fahrzeugs anzunähern, während es querdynamisch einem idealen Zustand zustrebt.

In der offengelegten japanischen Patentschrift Nr. 60(1985)- 161255 ist eine Bewegungszustandssteuerungsvorrichtung dieser Art offenbart, wobei dort eine Giergeschwindigkeit oder eine Quer-Beschleunigung als eine Bewegungszustandsvariable des Fahrzeugs erfaßt wird und mit einem Feedback-Ziel multipliziert wird, um ein Feedback-Steuerungs-Ausmaß zu bestimmen, so daß ein Hinterrad-Steuerungsmechanismus in Übereinstimmung mit dem Feedback-Steuerungs-Ausmaß betätigt wird, um ein Paar von Hin terrädern zu steuern, wodurch der Bewegungszustand des Fahr zeugs stabilisiert wird.

Bei einer solchen herkömmlichen Bewegungszustandssteuerungsvor richtung wird das Feedback-Ziel in Übereinstimmung mit einer Fahr-Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Stärke des Seitenwin des, einer Wetter-Bedingung, einem Straßenoberflächen-Zustand, etc. mittels Versuch und Fehler (trial and error) variiert. Es ist deshalb schwierig ein optimales Feedback-Ziel in der Bewe gungs-Dynamik zu bestimmen. Da bei einer herkömmlichen Steuer vorrichtung die Tatsache nicht in Betracht gezogen wird, daß verschiedene Arten von Parametern des Fahrzeugs durch eine Änderung eines Last-Zustandes des Fahrzeugs, durch eine säkulare Änderung der Reifen, etc. verändert werden, ist es schwierig den Bewegungszustand des Fahrzeugs in einem optimalen Zustand konstant zu halten. Da die Einflüsse einer Nullpunkt- Verschiebung und einer hochfrequenten Störung eines Sensors zur Erfassung des Bewegungszustands des Fahrzeugs nicht berücksich tigt werden, wird unerwarteterweise ein Fehler in die Steuerung des Bewegungszustands des Fahrzeugs aufgenommen.

Es ist daher eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ei ne Bewegungszustandssteuerungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, den Bewegungszustand des Fahrzeugs in einem opti malen Zustand konstant zu halten, sogar wenn unterschiedliche Arten von Parametern des Fahrzeugs verändert werden, und die in der Lage ist, eine optimale Steuerung des Bewegungszustands des Fahrzeugs zu bewirken, ohne jeden Einfluß der Nullpunkt- Verschiebung und der hochfrequenten Störung (Rauschen) des Sen sors.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe er reicht, indem eine Bewegungszustandssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Rädern vorgesehen wird, die ein Steuerungssy stem zur Steuerung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs um faßt, das Erfassungsmittel aufweist, um eine Bewegungszustands variable des Fahrzeugs zu erfassen, Feststellungsmittel auf weist, um eine Ziel-Bewegungszustandsvariable des Fahrzeugs zu bestimmen, Berechnungsmittel aufweist, um ein Feedback- Steuerungs-Ausmaß zu berechnen, indem eine Differenz zwischen der erfaßten Bewegungszustandsvariablen und der Ziel-Bewegungs zustandsvariablen mit einem Feedback-Ziel mit einer vorbestimm ten Frequenz-Charakteristik multipliziert wird, und Steue rungsmittel aufweist, um das Steuerungssystem des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem berechneten Feedback-Steuerungs-Ausmaß zu steuern, um die Bewegungszustandsvariable des Fahrzeugs identisch mit der Ziel-Bewegungszustandsvariablen einzustellen.

Bei einer praktischen Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung wird vorzugsweise bestimmt, daß das Feedback-Ziel in einem Bereich mit einer niedrigen Frequenz und einer hohen Frequenz verringert wird.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bewegungszustandssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Rä dern vorgesehen, die ein Steuerungssystem zur Steuerung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs umfaßt, das Erfassungsmittel aufweist, um eine Bewegungszustandsvariable des Fahrzeugs zu erfassen, das Feststellungsmittel aufweist, um eine Ziel- Bewegungszustandsvariable des Fahrzeugs zu bestimmen, das Be rechnungsmittel aufweist, um ein Feedback-Steuerungs-Ausmaß zu berechnen, indem mehrere Differenzen zwischen der erfaßten Be wegungszustandsvariablen und der Ziel-Bewegungszustandsvariab len gewichtet werden, und zwar nach jedem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne und indem die gewichteten Differenzen aufaddiert werden, und das Steuerungsmittel aufweist, um das Steuerungssystem des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem be rechneten Feedback-Steuerungs-Ausmaß zu steuern, um die Bewe gungszustandsvariable des Fahrzeugs identisch mit der Ziel- Bewegungszustandsvariablen einzustellen.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfin dung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bestimmten bevorzugten Ausführungsformen davon besser verständ lich, wenn sie zusammen mit den zugehörigen Zeichnungen be trachtet wird, in denen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Steuerungsmodells eines Fahrzeugs mit Rädern zeigt;

Fig. 2 ein äquivalentes Blockdiagramm des Steuerungsmo dells zeigt, das in der Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 3 eine Funktion zeigt, in der eine Zielkurve einer Übertragungs-Funktion dargestellt ist, um eine robuste Stabili tät des Fahrzeugs sicherzustellen Richtung;

Fig. 4 eine Funktion zeigt, in der eine Zielkurve einer Übertragungsfunktion dargestellt ist, um eine Steuerungs- Empfindlichkeit sicherzustellen, unabhängig von einer Null punkt-Verschiebung eines Sensors und von hochfrequenten Störun gen;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit Rädern dargestellt;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Hinterrad-Steuerungs-Kon troll-Programms zeigt, daß von einem Mikrocomputer ausgeführt wird, der in der Fig. 5 dargestellt ist;

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Modells mit zwei Freiheits graden zeigt, wobei ein Beobachter einer primären Dimension ge schätzt wird;

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Quer-Rutschwinkel-Erfas sungs-Programms zeigt, daß von dem Computer ausgeführt wird, der in der Fig. 5 dargestellt ist; und

Fig. 9 ein Flußdiagramm einer Modifikation des Hinterrad- Steuerungs-Kontroll-Programms nach der Fig. 6 zeigt.

Im folgenden wird die der vorliegenden Erfindung zugrundelie gende fundamentale Steuerungs-Theorie zum besseren Verständnis beschrieben werden.

Für den Fall, daß eine Giergeschwindigkeit γ und ein Quer- Rutschwinkel β als Bewegungszustandsvariablen eines Fahrzeugs mit Rädern in einer horizontalen Ebene angepaßt sind, und zwar während des Lenkens, und daß ein Paar von Hinterrädern gesteu ert wird, um die Bewegungszustandsvariablen in einen optimalen Zustand zu regeln, werden der Quer-Rutschwinkel β, die Gierge schwindigkeit γ, eine Fahr-Geschwindigkeit V, ein Vorderrad- Steuerwinkel δf und ein Hinterrad-Steuerwinkel δr in einem Mo dell mit zwei Freiheitsgraden durch die folgenden Gleichungen der Bewegung des Fahrzeugs dargestellt.

In den Gleichungen (4) und (5) bezeichnet "M" das Gewicht des Fahrzeugs, "Iz" ein Gier-Trägheits-Moment des Fahrzeugs, "a_f" einen horizontalen Abstand von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu einer Vorderrad-Achse, "a_r" einen horizontalen Abstand von dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu einer Hinterrad-Achse, "c_f" eine Seitenführungskraft der Vorderräder, und "c_r" eine Seitenfüh rungskraft der Hinterräder. Diese Parameter werden alle als ein feststehender Wert an dem Fahrzeug mit Rädern verarbeitet.

Die Gleichungen (1) und (3) werden wie unten beschrieben umfor muliert.

dx/dt = Ax + Ex + Eδ_f + Cδ_r (6)

In der Gleichung (6) werden "E" und "C" durch die folgenden Gleichungen (7) und (8) dargestellt.

Angenommen, daß sich eine Ziel-Geschwindigkeit γd und ein Ziel- Quer-Rutschwinkel βd einer primären Retardation einer Steue rungs-Eingabe nähert, so werden die Ziel-Giergeschwindigkeit γd und der Quer-Rutschwinkel βd durch die folgenden Gleichungen (9) und (10) definiert.

In den Gleichungen (9) und (10) bezeichnen "β₀, γ₀" jeweils feststehende Ziele des Quer-Rutschwinkels β und der Gierge schwindigkeit γ mit Bezug zu einer Steuerungs-Eingabe bzw. Lenk-Eingabe, und zwar in einem Zustand, in dem die Hinterräder nicht gelenkt werden, bezeichnen "_b, _r" jeweils das Verhältnis des Quer-Rutschwinkels β und der Giergeschwindigkeit γ zu den feststehenden Zielen βo, γ₀, und zwar in einem Zustand, in dem die Hinterräder gelenkt werden. "τ_b τ_r" bezeichnen jeweils ei ne primäre Retardations-Konstante des Quer-Rutschwinkels β und der Giergeschwindigkeit γ, sowie "s" einen Laplace-Operator be zeichnet.

Angenommen, daß die Zustandsvariable x mit der Ziel-Zustands variablen xd übereinstimmt, dann ist die folgende Gleichung (11) erfüllt.

d(xd)/dt = A(xd) + Eδ_f + C(δ_r + δ_rc) (11)

In der Gleichung (11) bezeichnet "δ_rc" einen Feedback-Hinterrad- Lenkwinkel zur Korrektur einer Abweichung e von einem Gleich gewichts-Zustand, in dem die Gleichung "x = xd" erfüllt ist. Eine Gleichung der Bewegung mit Bezug zu der Abweichung "e = xd-x" wird wie unten beschrieben auf der Basis der Gleichungen (6) und (11) erhalten.

de/dt = Ae + Cδ_rc (12)

Dementsprechend wird eine Hinterrad-Lenk-Steuerungs-Regel für eine erwünschte dynamische Charakteristik definiert, indem der Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel Cδ_rc berechnet wird, um die Abwei chung e mit einer dynamischen Charakteristik auf Null zu brin gen.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Fahrzeug-Steuerungs-Modell dar gestellt, daß der Gleichung der Bewegung (12) entspricht. In dem Fahrzeug-Steuerungs-Modell stellt ein Abschnitt, der durch eine gestrichelte Linie umgrenzt ist ein Fahrzeug mit Rädern dar, das gesteuert werden soll, P(s) ist eine Übertragungsfunk tion des Feedback-Hinterrad-Lenkwinkels Cδ_rc relativ zu der Ab weichung e in einem Zustand, in dem sich die Parameter des Fahrzeugs nicht verändern oder sich die Parameter-Matrix A, C der Gleichung (12) nicht verändert, Δ(s) ist eine Übertragungs funktion, die die Veränderung der Fahrzeug-Parameter darstellt, die durch ein Lade-Gewicht des Fahrzeugs, eine säkulare Änderung der Reifen, etc. verursacht wird, und F(s) ist eine Über tragungsfunktion der Abweichung e relativ zu dem Feedback- Hinterrad-Lenkwinkel Cδ_rc.

Wenn sich die Parameter-Matrix A, C des Fahrzeugs mit Rädern verändert, so wird eine H-∞-SteuerungsTheorie, die in der Lage ist eine robuste Stabilität sicherzustellen oder ein µ- Synthese-Verfahren, welches in der Lage ist, theoretisch eine robuste Steuerungs-Charakteristik sicherzustellen, angepaßt, um ein Feedback-Ziel F(s) mit einer vorbestimmten Frequenz- Charakteristik zu erhalten, wie es durch die folgende Gleichung (13) dargestellt ist, und um den Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel Cδ_rc zu berechnen, wie er durch die folgende Gleichung (14) dar gestellt ist. D.h., daß es möglich ist, das Feedback-Ziel F(s) und den Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel Cδ_rc unter Berücksichti gung der Übertragungsfunktion Δ(s) nach den Fig. 1 und 2 zu berechnen.

F(s) = [F1(s) F2(s)] (13)

Cδ_rc = F(s)e = F1(s) (βd - β) + F2(s) (γd - γ) (14)

Im folgenden wird ein Verfahren zur Bestimmung der Übertra gungsfunktionen F(s), F1(s) und F2(s) beschrieben werden. Bei diesem Bestimmungs-Verfahren werden die Übertragungsfunktionen P(s), Wt(s) und Ws(s) wie folgt bestimmt: Die Übertragungsfunk tion P(s) wird durch unterschiedliche Arten von Parametern des Fahrzeugs mit Rädern in einem Zustand bestimmt, in dem sich die Parameter nicht ändern.

Die Übertragungsfunktion Wt(s) wird in Übereinstimmung mit ei ner Frequenz gewichtet, wobei die robuste Stabilität berück sichtigt wird. Zu der Bestimmung der Übertragungsfunktion Wt(s) wird angenommen, daß sich die Parameter des Fahrzeugs mit Rä dern infolge des geladenen Gewichtes des Fahrzeugs, der säkula ren Änderung der Reifen, etc. verändert haben. Unter einer sol chen Annahme werden verschiedene Ziele in Übereinstimmung mit der Veränderung der Parameter erzeugt, wie es durch die gestri chelten Linien in der Fig. 3 gezeigt ist, und es wird eine Zielkurve über allen verschiedenen Zielen als die Übertragungs funktion Wt(s) erhalten, wie es durch die durchgezogene Linie in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Übertragungsfunktion Ws(s) wird in Übereinstimmung mit einer Frequenz zur Bewirkung einer erwünschten Steuerungs-Empfindlichkeit gewichtet, unabhängig von einer Nullpunkt-Verschiebung und hochfrequenten Störungen des Sensors zur Erfassung des Wert-Rutschwinkels β und der Giergeschwindigkeit γ. Zur Bestimmung der Übertragungsfunktion Ws(s) wird eine Zielkurve als die Übertragungsfunktion Ws(s) erzeugt, wie es durch die durchgezogene Linie in der Fig. 4 gezeigt ist. Die Zielkurve wird in Bereichen mit niedriger und hoher Frequenz mit einem niedrigen Wert bestimmt, um die Ein flüsse zu beseitigen, die durch die Nullpunkt-Verschiebung und die hochfrequenten Störungen des Sensors verursacht werden. Ba sierend auf den Übertragungsfunktionen P(s), Wt(s), Ws(s) wer den die Übertragungsfunktionen F(s), F1(s) und F2(s) mittels der H-∞-Steuerungs-Theorie oder des µ-Synthese-Verfahrens er halten. Somit wird der Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel Cδ_rc auf der Basis der Übertragungsfunktionen F(s), F1(s) und F2(s) be rechnet, so daß die Hinterräder mit dem berechneten Lenkwinkel Cδ_rc gelenkt werden, um die robuste Stabilität sicherzustellen, und zwar gegen die Veränderung von verschiedenen Parametern des Fahrzeugs, die durch das geladene Gewicht des Fahrzeugs, die säkulare Änderung der Reifen, etc. verursacht wird, und um eine optimale Steuerungs-Charakteristik sicherzustellen, unabhängig von der Nullpunkt-Verschiebung und hochfrequenten Störungen des Sensors.

In dem Fall, daß ein Mikrocomputer angepaßt ist, um den Ziel- Quer-Rutschwinkel βd, die Ziel-Giergeschwindigkeit γd und den Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel Cδ_rc zu berechnen, ist es notwen dig, daß die Gleichungen (9) und (14) jeweils in ein diskretes System konvertiert werden. Die Gleichung (9) wird wie im fol genden beschrieben in ein diskretes System konvertiert.

βd[n] = g₁₀β₀[n] + g₁₁β₀[n-1] + h₁βd[n-1] (15)

γd[n] = g₂₀γ₀[n] + g₂₁γ₀[n-1] + h₂γd[n-1] (16)

In den Gleichungen (15) und (16) werden "g₁₀, g₁₁, h₁, g₂₀, g₂₁ und h₂" jeweils durch die folgenden Ausdrücke dargestellt.

In den Gleichungen (17) bis (22) bezeichnet "T" eine berechnete Zeitspanne. Die Gleichung (14) wird wie im folgenden beschrie ben in ein diskretes System konvertiert.

wobei k jeweils der Grad der Übertragungsfunktionen F1(s) und F2(s) ist.

In der Gleichung (23) sind die Koeffizienten f₁₀, f₁₁, . . . , f_1k, f₂₀, f₂₁, . . . , f_2k, g₁, g₂, . . . , g_k jeweils als Koeffizient in den folgenden Gleichungen (24) und (25) definiert, wobei die Über tragungsfunktionen F1(s) und F2(s) jeweils in ein diskretes Sy stem mittels einer Z-Transformation oder einer Tustin- Transformation konvertiert werden.

In den Gleichungen (24) und (25) stellt "z" einen Retardati ons-Operator dar, der eine Retardation in dem diskreten System anzeigt.

Im folgenden wird eine praktische Ausführungsform eines Hinter rad-Lenk-Steuerungssystems beschrieben werden, welches auf der oben erwähnten Steuerungs-Theorie basiert. In der Fig. 5 ist ein vierrad-gelenktes Fahrzeug dargestellt, welches mit einem Lenkrad 11 zum Lenken eines Paares von lenkbaren Vorderrädern FW1 und FW2 und mit einem elektrisch betätigten Stellglied 12 zum Lenken eines Paares von lenkbaren Hinterrädern RW1 und RW2 ausgerüstet ist. Das Stellglied 12 ist antriebsmäßig mit einer Übertragungsstange 13 verbunden, deren entgegengesetzten Enden mit den Hinterrädern RW1 und RW2 betriebsmäßig verbunden sind. Das Stellglied 12 wird unter der Steuerung einer elektrischen Steuervorrichtung 20 aktiviert, um die Übertragungsstange 13 in einer axialen Richtung anzutreiben, wodurch die Hinterräder RW1 und RW2 gelenkt werden.

Die elektrische Steuervorrichtung 20 umfaßt einen Mikrocomputer 25, der mit einem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor 21 verbunden ist, um eine Fahr-Geschwindigkeit V des Fahrzeugs zu erfassen, der mit einem Vorderrad-Lenkwinkel-Sensor 22 zur Erfassung ei nes Lenkwinkels δf der Vorderräder FW1 und FW2 verbunden ist, der mit einem Hinterrad-Lenkwinkel-Sensor 23 zur Erfassung ei nes Lenkwinkels δr der Hinterräder RW1 und RW2 verbunden ist, und der mit einem Giergeschwindigkeits-Sensor 24 zur Erfassung einer Giergeschwindigkeit γ als eine Bewegungszustandsvariable des Fahrzeugs verbunden ist. Der Computer 25 speichert ein Hin terrad-Lenk-Steuerprogramm, das in einem Flußdiagramm in der Fig. 6 dargestellt ist und speichert ein Quer-Rutschwinkel- Erfassungs-Programm, welches in einem Flußdiagramm in der Fig. 8 dargestellt ist. Somit ist der Computer 25 programmiert, die Steuerprogramme wiederholt nach jedem Verstreichen einer vorbe stimmten Zeitspanne T auszuführen, wobei T identisch mit der Berechnungs-Zeitdauer oder dem oben beschriebenen Zyklus ist. Zusätzlich ist der Computer 25 mit einem Antriebskreis 26 ver bunden, der vorgesehen ist, um das Stellglied 12 in Antwort auf ein elektrisches Steuersignal von dem Computer 25 zu aktivie ren, um die Hinterräder RW1 und RW2 zu lenken.

Im Betrieb beginnt der Computer 25 im Schritt 100 das in der Fig. 6 gezeigte Steuerprogramm auszuführen. In dem Schritt 102 liest der Computer 25 elektrische Signale von den Sensoren 21, 22 und 24 aus, die jeweils eine Fahrzeug-Geschwindigkeit V, ei nen Vorderrad-Lenkwinkel δf und eine Giergeschwindigkeit γ an zeigen. Im folgenden führt der Computer 25 im Schritt 104 die Berechnung der Gleichung (10) aus, wobei die Eingangs-Fahrzeug- Geschwindigkeit V und vorbestimmte Parameter M, Iz, a_f, a_r, c_f, c_r des Fahrzeugs verwendet werden, um jeweils feststehende Zie le β₀, γ₀ eines Quer-Rutschwinkels β und der Giergeschwindigkeit γ des Fahrzeugs zu erhalten. In dem folgenden Schritt 106 er neuert der Computer 25 die vorherigen Daten β₀[n-1], γ₀[n-1], die jeweils die früheren feststehenden Ziele β₀, γ₀ vor der Zeitspanne T anzeigen auf die aktuellen Daten β₀[n], γ₀[n], die das augenblickliche feststehende Ziel β₀, γ₀ anzeigen, und er neuert die aktuellen Daten β₀[n], γ₀[n] für die berechneten feststehenden Ziele β₀, γ₀. Die vorherigen und die aktuellen Daten werden jeweils als ein Anfangswert durch eine Initiali sierung zu Beginn festgelegt (nicht dargestellt).

Nach der Ausführung des Schrittes 106 führt der Computer 25 in dem Schritt 108 die Berechnung der Gleichungen (17) bis (22) durch, wobei die vorbestimmten Koeffizienten b, τb, r, τr, T verwendet werden, um die Koeffizienten "g₁₀, g₁₁, h₁, g₂₀, g₂₁ und h₂" zu erhalten. Wenn das Programm zu dem Schritt 110 weiter schreitet, erneuert der Computer 25 eine Zeitreihe von Daten βd[n-k], . . . , βd[n-1], die jeweils einen Ziel-Quer- Rutschwinkel βd nach jedem Verstreichen der Zeitspanne T von der vorherigen Zeitspanne kT aus anzeigen auf eine Zeitreihe von Daten βd[n-k+1], . . . , βd[n] nach dem Verstreichen der Zeit spanne T und er erneuert eine Zeitreihe von Daten γd[n-k], . . . , γd[n-1], die jeweils eine Ziel-Giergeschwindigkeit γd nach jedem Verstreichen der Zeitspanne T von der vorherigen Zeit spanne kT aus anzeigen auf eine Zeitreihe von Daten γd[n-k+1], . . . , γd[n] nach dem Verstreichen der Zeitspanne T. Nach der Ausführung des Schrittes 110 führt der Computer 25 den Schritt 112 aus, um die Gleichungen (15) und (16) zu berechnen, wobei die berechneten Koeffizienten "g₁₀, g₁₁, h₁, g₂₀, g₂₁ und h₂" und die erneuerten Daten β₀[n-1], γ₀[n-1], β₀[n], γ₀[n], βd[n-1], γd[n-1] verwendet werden, und den aktuellen Ziel-Quer- Rutschwinkel βd[n] und die aktuelle Giergeschwindigkeit γd[n] zu erhalten. Dann führt der Computer 25 in dem Schritt 114 das Quer-Rutschwinkel-Erfassungs-Programm nach der Fig. 8 aus, um den aktuellen Quer-Rutschwinkel β*[n] als einen Quer- Rutschwinkel β* zu setzen.

Wenn das Programm zu dem Schritt 116 weiterschreitet, erneuert der Computer 25 eine Zeitreihe von Daten β[n-k], . . . , β[n-1], die jeweils einen Quer-Rutschwinkel β nach jedem Verstreichen der Zeitspanne T von der vorherigen Zeitspanne kT aus anzeigen auf eine Zeitreihe von Daten β[n-k+1], . . . , β[n] nach dem Ver streichen der Zeitspanne T und setzt die Zeitreihe-Daten β[n], die den aktuell erfaßten Quer-Rutschwinkel β anzeigen als den Quer-Rutschwinkel β*. Im folgenden erneuert in dem Schritt 116 der Computer 25 eine Zeitreihe von Daten γ[n-k], . . . , γ[n-1], die jeweils eine erfaßte Giergeschwindigkeit γ nach jedem Ver streichen der Zeitspanne T von der vorherigen Zeitspanne kT aus anzeigen auf eine Zeitreihe von Daten γ[n-k+1], . . . , γ[n] nach dem Verstreichen der Zeitspanne T und setzt die Zeitreihe-Daten γ[n], die die aktuell erfaßte Giergeschwindigkeit γ anzeigen als die Giergeschwindigkeit. In dem folgenden Schritt 118 er neuert der Computer 25 eine Zeitreihe von Daten δ_rc[n-k], . . . , δ_rc[n-1], die jeweils einen erfaßten Feedback-Hinterrad- Lenkwinkel δ_rc nach jedem Verstreichen der Zeitspanne T von der vorherigen Zeitspanne kT aus anzeigen auf eine Zeitreihe von Daten δ_rc[n-k+1], . . . , δ_rc[n] nach dem Verstreichen der Zeitspan ne T. Die Zeitreihe von Daten wird als ein vorbestimmter An fangswert durch eine Initialisierung festgelegt (nicht darge stellt).

Nach der Ausführung des Schrittes 118 führt der Computer 25 in dem Schritt 120 die Berechnung der Gleichung (23) aus, wobei die Zeitreihen von Daten, die in den Schritten 110, 112, 116, 118 erneuert wurden und die Koeffizienten benutzt werden, die durch die Gleichungen (24) und (25) definiert werden, um den aktuellen Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel δ_rc[n] zu erhalten. Dann legt der Computer 25 in dem Schritt 122 ein elektrisches Steu ersignal an den Antriebskreis 26 an, welches den Hinterrad- Lenkwinkel δ_rc[n] anzeigt und beendet im Schritt 124 die Ausfüh rung des Hinterrad-Lenk-Steuerprogramms. Wenn das elektrische Steuersignal an den Antriebskreis 26 angelegt wird, aktiviert dieser das Stellglied 12, so daß die Hinterräder RW1 und RW2 mit dem Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel δ_rc[n] gelenkt werden.

Wie es aus der obigen Beschreibung zu verstehen ist, wird die Giergeschwindigkeit γ durch den Giergeschwindigkeits-Sensor 24 als eine der Bewegungszustandsvariablen des Fahrzeugs in einer horizontalen Ebene während des Lenkens erfaßt, sowie der Quer- Rutschwinkel β als die andere Bewegungszustandsvariable des Fahrzeugs durch den Geschwindigkeits-Sensor 21, den Vorderrad- Lenkwinkel-Sensor 22, den Hinterrad-Lenkwinkel-Sensor 23, den Giergeschwindigkeit-Sensor 24 und die Ausführung des Steuerpro gramms nach der Fig. 8 erfaßt wird. Zusätzlich werden der Ziel-Quer-Rutschwinkel βd und die Giergeschwindigkeit γd als eine Ziel-Bewegungszustandsvariable durch Ausführung des Schrittes 112 bestimmt. Dann werden der Ziel-Quer-Rutschwinkel βd und die Giergeschwindigkeit γd und die Abweichung zwischen dem erfaßten Quer-Rutschwinkel β und der Giergeschwindigkeit γ in dem Schritt 120 mit dem Feedback-Ziel multipliziert, um den Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel δ_rc zu erhalten, so daß die Hin terräder RW1 und RW2 durch Ausführung des Schrittes 122 mit dem Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel δc gelenkt werden. Dies ist nütz lich, um eine robuste Stabilität des Fahrzeugs gegen eine Ver änderung verschiedener Parameter sicherzustellen, die durch das geladene Gewicht des Fahrzeugs, die säkulare Änderung der Rei fen, etc. verursacht wird, und um eine erwünschte Steuerungs- Charakteristik sicherzustellen, unabhängig von der Nullpunkt- Verschiebung und hochfrequenten Störungen der Sensoren. Im Er gebnis kann der Bewegungszustand des Fahrzeugs in der horizon talen Ebene während des Lenkens zu dem Ziel-Bewegungszustand geregelt werden.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Erfassung eines Quer- Rutschwinkels β bei der oben beschriebenen Ausführungsform be schrieben werden. Bei diesem Erfassungs-Verfahren ist die Be ziehung zwischen dem Quer-Rutschwinkel β, der Giergeschwindig keit γ, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V, dem Vorderrad- Lenkwinkel δ_f und dem Hinterrad-Lenkwinkel δ_r durch die Glei chung der Bewegung des Fahrzeugs nach den Gleichungen (1) bis (5) definiert. Da die Giergeschwindigkeit γ durch einen Winkel- Beschleunigungs-Sensor auf eine relativ einfache Art und Weise gemessen werden kann, wird die Giergeschwindigkeit γ als eine beobachtbare Bewegungszustandsvariable eingestellt. Anderer seits wird der Quer-Rutschwinkel β als eine nicht beobachtbare Bewegungszustandsvariable eingestellt, da die Messung des Quer- Rutschwinkels β im allgemeinen schwierig ist. Aus diesem Grund, angenommen, daß ein Beobachter zur Schätzung bzw. Berechnung des Quer-Rutschwinkels β mit der Giergeschwindigkeit γ als eine Referenz-Eingabe versehen wird, wird eine Ausgabe-Gleichung des Beobachters durch die folgenden Gleichungen (26) und (27) dar gestellt.

Y = CX (26)

C = [0 1 ] (27)

In dem Fall, daß der gleiche Beobachter der primären Dimension des Bewegungszustandsmodells (Planung), der durch die Gleichun gen (1) bis (5) und (26), (27) dargestellt wird, zusammenge setzt ist, wird das gesamte Modell dargestellt, wie es in der Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Modell wird die Zustands- Gleichung des Beobachters wie folgt dargestellt.

dx*/dt = (A-KC)X* + KY * BU = AX* + BU - KC(X*-X) (28)

wobei X* ein geschätzter Wert von "X" ist, "dx*/dt" ein diffe rentierter Wert des geschätzten Wertes ist, und "K" ein Feed back-Ziel des Beobachters ist. Angenommen, daß ein Pol von "A- KC" durch negative Konstanten p₁ und p₂ definiert ist, so wird "X*" zu "X" konvergieren, wie es bekannt ist. Für den Fall, daß der Pol von "A-KC" durch p₁ und p₂ definiert ist und daß ein Laplace-Operator durch "s" dargestellt wird, wird das Feedback- Ziel K durch die folgenden Gleichungen dargestellt.

|sI - (A-KC)| = (s-p₁) (s-p₂) (29)

wobei "I" eine unitäre Matrix ist.

Da die Elemente "a11"-"a22", "b11"-"b22" der vorstehenden Koeffizienten A und B jeweils eine Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V sind, wie in den Gleichungen (4) und (5) defi niert, wird das Feedback-Ziel K eine Funktion der Fahrzeug- Geschwindigkeit V.

Bei einer praktischen Berechnung ist es notwendig, daß die Gleichung (28) diskret ist. Angenommen, daß eine Steuerungs- Zeitdauer oder ein Berechnungs-Zyklus durch "T" definiert ist, so ist ein diskretes System, welches der Gleichung (1) ent spricht durch die folgende Gleichung (31) repräsentiert.

X[n] = A_dX[n-1] + B_dU[n] (31)

Die Koeffizienten A_d und B_d werden jeweils durch die folgenden Gleichungen (32) und (32) dargestellt.

Wenn die Gleichung (31) auf die Gleichung (28) angewendet wird, so wird die Zustands-Gleichung des Beobachters durch die fol gende Gleichung (34) dargestellt.

X*[n] = E_dX*[n-1] + K_dY[n] + F_dU[n] (34)

wobei die Koeffizienten E_d, K_d und F_d dargestellt werden, wie es im folgenden beschrieben ist.

Bei der Konversion in das diskrete System schwanken "A-KC", "K" und "B" jeweils in den vorstehenden Gleichungen (31) bis (37) als eine Funktion der Fahrzeug-Geschwindigkeit V in Überein stimmung mit dem Verstreichen einer Zeitspanne. Es ist deshalb erforderlich, daß für die Konversion in das diskrete System ei ne bilineare Transformation oder eine Tustin-Transformation eingeführt wird. Bei der bilinearen Transformation wird ein Laplace-Operator "s" durch die folgende Gleichung dargestellt.

wobei "z" ein Retardations-Operator und "z^-dX[n]" mit "X[n-d]" übereinstimmt.

Dann kann die Gleichung (28) durch Einsatz des Laplace- Operators "s" umgeschrieben werden, wie weiter unten beschrieben.

Wenn die obige Gleichung (38) in die Gleichungen (39) und (40) eingesetzt und erweitert wird, wird die folgende Gleichung (41) erhalten.

Wenn jeder Koeffizient der Gleichung (41) als eine Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V erweitert wird, indem die Glei chungen (4) und (5) verwendet werden, so wird die folgende Gleichung (42) erhalten.

In der Gleichung (42) werden "g11" - "g12" und "h11" bis "h12" wie folgt dargestellt.

Wenn die Gleichung (42) in ein diskretes System umgeschrieben wird, wird die folgende Gleichung (51) erhalten.

wobei "d1" und "d2" in der Gleichung (51) jeweils durch die folgenden Gleichungen (52) und (53) dargestellt werden.

Wenn die Gleichung (51) auf der Basis der Gleichungen (43) bis (50), (52) und (53) erfolgreich berechnet wird, können eine Giergeschwindigkeit γ* und ein Quer-Rutschwinkel β* als die Be wegungszustandsvariablen des Fahrzeugs berechnet werden.

Im folgenden wird ein praktisches Verfahren und eine Vorrich tung zur Berechnung eines Quer-Rutschwinkels β* und einer Gier geschwindigkeit γ* eines Fahrzeugs mit Rädern auf der Basis der oben erwähnten Berechnungs-Theorie beschrieben werden. Im Be trieb führt der Computer 25 das Programm, welches in dem Fluß diagramm nach der Fig. 8 gezeigt ist, immer wieder aus, und zwar parallel mit der Ausführung des Hinterrad-Lenk- Steuerprogramms nach der Fig. 6, nach jedem Verstreichen der Steuerungs-Zeitspanne T. Die Variablen in dem Programm nach der Fig. 8 sind von den Variablen in dem Hinterrad-Lenk- Steuerprogramm nach der Fig. 6 unabhängig.

Der Computer 25 beginnt die Ausführung des Programms im Schritt 200 und liest in dem Schritt 202 eine Fahrzeug-Geschwindigkeit V, einen Vorderrad-Lenkwinkel δ_f, einen Hinterrad-Lenkwinkel δ_r und eine Giergeschwindigkeit γ aus, die durch die Sensoren 21, 22, 23 und 24 erfaßt werden. Im folgenden erneuert der Computer 25 in dem Schritt 204 die vorherigen Daten δ_f[n-1], δ_r[n-1], γ[n-1], die jeweils die vorherigen Lenkwinkel δf_f, δ_r und die Gierge schwindigkeit γ anzeigen mit den aktuellen Daten δ_f[n], δ_r[n] und γ[n], die jeweils die aktuellen Lenkwinkel δf_f, δr und die Gierge schwindigkeit γ anzeigen, und erneuert im Schritt 206 die aktu ellen Daten δ_f[n], δ_r[n] und γ[n] für die hinteren Ausgabe-Daten δ_f, δ_r und γ.

Nach der Ausführung des Schrittes 206 berechnet der Computer 25 im Schritt 208 die Koeffizienten A(a₁₁, a₁₂, a₂₁, a₂₂) und B(b₁₁, b₁₂, b₂₁, b₂₂) des Modells, welches in der Fig. 7 dargestellt ist, und zwar auf der Basis der Gleichungen (4) und (5). In diesem Zusammenhang wird die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs durch Ausführung im Schritt 202 erfaßt, andere Parameter M, Iz, a_f, c_f, c_r werden jedoch jeder vorläufig als konstant bestimmt, und zwar in Übereinstimmung mit dem Typ des Fahrzeugs. Im fol genden Schritt 210 berechnet der Computer 25 die Feedback-Ziele (bzw. -Ergebnisse) k₁ und k₂ auf der Basis der Gleichung (30), indem die Pole p₁ und p₂ und die berechneten Koeffizienten A(a₁₁, a₁₂, a₂₁, a₂₂) eingesetzt werden. Im folgenden erneuert der Computer 25 im Schritt 212 die vorherigen Koeffizienten b₁₁[n-1] - b₂₂[n-1] und Feedback-Ziele k₁[n-1], k₂[n-1] mit den aktuellen Koeffizienten b₁₁[n] - b₂₂[n] und Feedback-Zielen k₁[n], k₂[n], die jeweils die aktuellen Koeffizienten B(b₁₁, b₁₂, b₂₁, b₂₂) und die aktuellen Feedback-Ziele k₁ und k₂ anzeigen. Im folgenden Schritt 214 erneuert (überschreibt) der Computer 25 die aktuel len Koeffizienten b₁₁[n] - b₂₂[n] und die Feedback-Ziele k₁[n] und k₂[n] für die berechneten Koeffizienten b₁₁ - b₂₂ und die Feedback-Ziele k₁ und k₂.

Nach der Ausführung des Schrittes 214 berechnet der Computer 25 im Schritt 216 die Koeffizienten g₁₁ - g₂₂, h₁₁ - h₂₂, basierend auf den Gleichungen (43) bis (50), indem die Pole p₁ und p₂, die Berechnungs-Zeitspanne T, die Parameter M, Iz, a_f, c_f, c_r und die erfaßte Fahrzeug-Geschwindigkeit V benutzt werden. Danach überschreibt der Computer 25 im Schritt 218 den vorher ge schätzten bzw. berechneten Quer-Rutschwinkel β*[n-1] und die Giergeschwindigkeit γ*[n-1], die den früheren Quer-Rutschwinkel β* und die Giergeschwindigkeit γ* anzeigen, die vor der Zeit spanne T berechnet wurden, durch den aktuell berechneten Quer- Rutschwinkel (Schlupfwinkel) β*[n] und die aktuelle Gierge schwindigkeit γ*[n], die durch die Ausführung im Schritt 222 berechnet wurden. Im folgenden berechnet der Computer 25 im Schritt 220 die Werte d₁ und d₂ basierend auf den Gleichungen (52) und (53), indem die vorherigen Daten b₁₁[n-1] - b₂₂[n-1], k₁[n-1], k₂[n-1], δ_r[n-1], δ_r[n-1], γ[n-1] und die aktuellen Daten b₁₁[n] - b₂₂[n], k₁[n], k₂[n], δ_f[n], δ_r[n], γ[n] verwendet werden. Im folgenden Schritt 222 berechnet der Computer 25 den aktuell geschätzten Quer-Rutschwinkel β*[n] und die Giergeschwindigkeit γ*[n], basierend auf der Gleichung (51), indem der vorher ge schätzte Quer-Rutschwinkel β*[n-1] und die Giergeschwindigkeit γ*[n-1] und die berechneten Werte d₁ und d₂ eingesetzt werden und indem die Koeffizienten g₁₁ - g₂₂, h₁₁ - h₂₂ als die aktuellen Koeffizienten g₁₁[n]- g₂₂[n] h₁₁[n]- h₂₂[n] eingesetzt werden. So mit wird der berechnete Quer-Rutschwinkel β*[n] in dem Schritt 114 der Fig. 6 benutzt, um den Bewegungszustand des Fahrzeugs zu regeln.

Im folgenden wird eine andere praktische Methode zur Berechnung des Hinterrad-Lenkwinkels δ_rc beschrieben werden. Bei diesem Berechnungs-Verfahren wird "δ_rc = F(s)e" nach der Gleichung (14) wie folgt dargestellt.

dx_c/dt = A_cx_c + B_ce (54)

δ_rc = C_cx_c + D_ce (55)

wobei "x_c" ein vertikaler Vektor ist, der einen inneren Zustand des Regelungssystems darstellt, und "A_c, B_c, C_c, D_c" jeweils eine Koeffizienten-Matrix ist, die einen Bezug zu der Übertragungs funktion F(s) aufweist, der wie folgt beschrieben ist.

C_c (sI-A_c)^-1 B_c + D_c = F(s) (56)

In der Gleichung (56) hat I die gleiche unitäre Matrix mit ei ner k-Dimension wie die Feedback-Übertragungsfunktionen F(s).

Wenn die Gleichungen (54) bis (56) jeweils in ein diskretes Sy stem konvertiert werden, indem die z-Transformation oder die Tustin-Transformation benutzt wird, werden die folgenden Glei chungen (57) bis (59) erhalten.

x_c[n] = A_dx_c[n-1] + B_de[n] (57)

δ_rc[n] = C_dx_c[n] + D_de[n] (58)

F(z) = C_d(zI - A_d)^-1 B_d + D_d (59)

In den Gleichungen (57) und (58) ist "A_d, B_d, C_d, D_d" jeweils ei ne Koeffizienten-Matrix, die durch die Gleichung (59) definiert ist, und "F(z)" ist ein diskretes System, welches von der Über tragungsfunktion F(s) konvertiert wurde. Da die Übertragungs funktion F(s) unter Berücksichtigung der robusten Stabilität und der robusten Güte der Regelung bestimmt wird, werden die Koeffizienten-Matrizen "A_d, B_d, C_d, D_d" in einem Entwicklungs- Verfahren bestimmt. Zusätzlich ist "e[n]" ein vertikaler Vek tor, der jede Abweichung zwischen dem Ziel-Quer-Rutschwinkel βd und der Giergeschwindigkeit γd und dem erfaßten Quer- Rutschwinkel β und der Giergeschwindigkeit γ anzeigt, wie es durch die folgende Gleichung (60) dargestellt ist. Deshalb er hält der Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel δ_rc[n], der durch die Gleichung (58) definiert ist, den gleichen Wert bei der obigen Ausführungsform.

Im folgenden wird basierend auf der oben erwähnten Theorie eine praktische Ausführungsform beschrieben werden. Bei dieser Aus führungsform ist der Computer 25 programmiert, ein Hinterrad- Lenk-Steuerprogramm auszuführen, welches in einem Flußdiagramm in der Fig. 9 gezeigt ist, anstatt des Programms nach der Fig. 6. Es wird angenommen, daß der Computer 25 die Ausführung der Schritte 102 bis 108 auf die gleiche Art und Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform ausgeführt hat, so daß der Computer 25 im Schritt 110a die vorherigen Daten βd[n-1] erneuert, die den Ziel-Quer-Rutschwinkel βd vor der Zeitspanne T anzeigen, und zwar mit den vorliegenden Daten βd[n], die den vorliegenden bzw. aktuellen Ziel-Quer-Rutschwinkel βd anzeigen, und er erneuert die vorherigen Daten γd[n-1], die die Ziel- Giergeschwindigkeit γd vor der Zeitspanne T anzeigen, und zwar mit den vorliegenden Daten γd[n], die die vorliegende bzw. ak tuelle Ziel-Giergeschwindigkeit γd anzeigen. Nach der Ausfüh rung der Schritte 112 und 114 auf die gleiche Art wie bei der oben erwähnten Ausführungsform, setzt der Computer 25 im Schritt 116a die vorliegenden Daten βd[n], die den aktuell er faßten Quer-Rutschwinkel β anzeigen, als einen Quer- Rutschwinkel β*, der durch Ausführung des oben erwähnten Quer- Rutschwinkel-Erfassungs-Programms erfaßt wird, und der durch Ausführung des Schrittes 114 definiert ist und setzt die vor liegenden Daten γ[n] die die aktuell erfaßte Giergeschwindig keit γ anzeigen als eine Giergeschwindigkeit γ fest, die im Schritt 102 angelegt wird.

Im folgenden berechnet der Computer 25 im Schritt 130 eine Ab weichung e[n] basierend auf der Gleichung (60), indem der Ziel- Quer-Rutschwinkel βd[n] und die Giergeschwindigkeit γd[n] be nutzt werden, die durch Ausführung des Schrittes 112 berechnet wurden und indem der Quer-Rutschwinkel β[n] und die Gierge schwindigkeit γ[n] benutzt werden, die durch Ausführung des Schrittes 116a erfaßt werden. Im folgenden Schritt 132 erneuert der Computer 25 die vorherigen Daten x_c[n-1], die eine Zu standsvariable x_c vor der Zeitspanne T darstellen mit den aktu ellen Daten x_c[n], die die vorliegende Zustandsvariable x_c an zeigen. Dann berechnet im Schritt 134 der Computer 25 die aktu ellen Daten x_c[n], die die aktuelle Zustandsvariable x_c anzei gen, basierend auf der Gleichung (57), indem die vorherigen Da ten x_c[n-1] benutzt werden, die die Zustandsvariable vor der Zeitspanne T darstellen, sowie die berechnete Abweichung e[n] und die vorbestimmten Koeffizienten-Matrix-Daten Ad und Bd. Im folgenden berechnet der Computer 25 im Schritt 136 den aktuel len Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel δ_rc[n], basierend auf der Gleichung (58), indem die Abweichung e[n], die aktuellen Daten x_c[n] und die vorbestimmten Koeffizienten-Daten Cd und Dd be nutzt werden, und legt im Schritt 122 den berechneten Feedback- Hinterrad-Lenkwinkel δ_rc[n] als ein Regelsignal an den Antriebs kreis 26 an, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform. Im Ergebnis werden die Hin terräder RW1 und RW2 mit dem Lenkwinkel δ_rc[n] gelenkt.

Im folgenden wird eine praktische Ausführungsform zur Korrektur eines Bewegungszustands des Fahrzeugs in einer horizontalen Ebene unter der Regelung der Bremskraft-Verteilung auf die lin ken und rechten Räder beschrieben werden. Es wird angenommen, daß bei dieser Ausführungsform eine Differenz in der Bremskraft zwischen den linken und den rechten Rädern durch "Fx" darge stellt wird und das eine Spurweite des Fahrzeugs durch "Tr" dargestellt wird, wobei die Beziehung zwischen einem Quer- Rutschwinkel β, einer Giergeschwindigkeit γ, einer Geschwindig keit V des Fahrzeugs, einem Vorderrad-Lenkwinkel δf und der Differenz Fx der Bremskraft durch die folgenden Gleichungen (61) bis (65) auf der Basis der Bewegungs-Gleichung des Fahr zeugs dargestellt wird.

dx/dt = Ax + Eδf + Bfx (61)

Wenn eine Ziel-Zustandsvariable xd durch die vorhergehenden Gleichungen (9) und (10) definiert wird und eine Abweichung "e" durch "e= xd - x" definiert wird, so wird eine Gleichung der Bewegung mit Bezug zu der Abweichung "e" wie folgt dargestellt.

de/dt = Ae + Bfx (66)

Da die Gleichung (66) der Gleichung (12) bei der oben beschrie benen Ausführungsform entspricht, wird eine Regelungs-Regel zur Verwirklichung einer erwünschten Bewegungs-Charakteristik des Fahrzeugs definiert, indem die Differenz Fx in der Bremskraft berechnet wird, um die Abweichung "e" auf Null zu bringen. Dem entsprechend wird der Feedback-Hinterrad-Lenkwinkel δ_rc in den Gleichungen (14) bis (25) mit einer Feedback-Differenz Fx der Bremskraft ersetzt, um die Feedback-Differenz Fx der Bremskraft auf die gleiche Art und Weise zu berechnen, wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform.

In der Fig. 5 ist eine praktische Ausführungsform einer hy draulischen Bremsdruck-Steuervorrichtung 32 dargestellt, die auf der Basis der oben angeführten Theorie betrieben wird, um die Verteilung des hydraulischen Bremsdrucks zu regeln, der auf die Radzylinder 31a bis 31d der Vorderräder und der Hinterräder FW1, FW2 und RW1, RW2 aufgebracht wird. Die hydraulische Bremsdruck-Steuervorrichtung 32 wird unter der Steuerung eines Antriebskreises 33 elektrisch betätigt, an den ein Steuersignal von dem Mikrocomputer 25 angelegt wird, welches die Differenz Fx im Bremsdruck anzeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Computer 25 programmiert, um ein Bremskraft-Verteilungs- Steuerprogramm auszuführen, wobei der Feedback-Hinterrad-Lenk winkel δ_rc in den Programmen nach den Fig. 6 und 8 mit der Differenz Fx in der Bremskraft ersetzt wird, und die Koeffizi enten verändert werden, um an die oben beschriebene Theorie an paßbar zu sein.

Bei der Ausführungsform, die wie oben beschrieben modifiziert ist, wird die Differenz Fx in der Bremskraft durch den Computer 25 gesteuert, um den Quer-Rutschwinkel β und die Giergeschwin digkeit γ mit dem Ziel-Quer-Rutschwinkel βd und der Gierge schwindigkeit γd in Übereinstimmung zu bringen. Im Ergebnis kann, sogar wenn die Parameter des Fahrzeugs infolge einer Än derung des Gewichtes des Fahrzeugs, einer säkularen Änderung der Reifen, etc. verändert werden, die Bewegungs-Charakteristik des Fahrzeugs in einen idealen Zustand geregelt werden.

Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Quer- Rutschwinkel β und die Giergeschwindigkeit γ als die Bewegungs zustandsvariablen des Fahrzeugs erfaßt werden, kann auch eine Quer-Beschleunigung, eine Quer-Geschwindigkeit und eine Gier- Winkel-Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt werden.

Eine Bewegungszustandssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Rädern, die in der Lage ist, den Bewegungszustand des Fahr zeugs konstant unter einer optimalen Bedingung aufrecht zu hal ten, sogar wenn unterschiedliche Arten von Parametern des Fahr zeugs verändert werden. Die Steuervorrichtung umfaßt einen Sen sor für die Giergeschwindigkeit zur Erfassung einer Gierge schwindigkeit als eine der Variablen des Bewegungszustands des Fahrzeugs, einen Mikrocomputer, der programmiert ist, um einen Quer-Rutschwinkel als eine der anderen Variablen des Bewegungs zustands des Fahrzeugs zu erfassen, um eine Ziel-Giergeschwin digkeit und einen Ziel-Quer-Rutschwinkel als eine Variable für den Ziel-Bewegungszustand zu bestimmen, und um einen Feedback- Hinterrad-Steuerwinkel zu berechnen, indem eine Differenz zwi schen der erfaßten Bewegungszustand-Variablen und der Ziel- Bewegungszustand-Variablen mit einem Feedback-Ziel mit einer vorbestimmten Frequenz-Charakteristik multipliziert wird, um eine robuste Stabilität des Fahrzeugs und eine robuste Güte der Regelung sicherzustellen, und zwar ohne jeden Einfluß, der durch eine Nullpunkt-Verschiebung und durch hochfrequente Stö rungen des Gier-Sensors verursacht wird.

Claims

1. Bewegungszustandssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Rädern, mit einem Steuerungssystem (12; 32) zur Regelung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs; mit
Erfassungsmitteln (24, 104) zur Erfassung einer Bewegungs zustandsvariablen (γ, β) des Fahrzeugs;
Feststellungsmitteln (112) zur Bestimmung einer Ziel-Bewe gungszustandsvariablen (γd, βd) des Fahrzeugs;
Berechnungsmitteln (114 bis 120) zur Berechnung eines Feedback-Regelungs-Ausmaßes (δ_rc) durch Multiplikation einer Differenz (e) zwischen der erfaßten Bewegungszustandsvariablen (γ, β) und der Ziel-Bewegungszustandsvariablen (γd, βd) mit ei nem Feedback-Ziel (Fs) mit einer vorbestimmten Frequenz-Charak teristik; und
Steuerungsmitteln (26; 33) zur Steuerung des Steuerungs systems (12; 33) des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem be rechneten Feedback-Regelungs-Ausmaß (δ_rc), um die Bewegungszu standsvariable (γ, β) des Fahrzeugs mit der Ziel-Bewegungszu standsvariablen (γd, βd) in Übereinstimmung zu bringen.

2. Bewegungszustandssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wo bei bestimmt wird, daß das Feedback-Ziel (Fs) in einem Bereich mit niedriger Frequenz und in einem Bereich mit hoher Frequenz verringert wird.

3. Bewegungszustandssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Rädern, mit einem Steuerungssystem (12; 32) zur Regelung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs, mit
Erfassungsmitteln (24, 104) zur Erfassung einer Bewegungs zustandsvariablen (γ, β) des Fahrzeugs;
Feststellungsmitteln (112) zur Bestimmung einer Ziel-Bewe gungszustandsvariablen (γd, βd) des Fahrzeugs;
Berechnungsmitteln (114 bis 136) zur Berechnung eines Feedback-Regelungs-Ausmaßes (δ_rc[n]) durch Gewichtung mehrerer Differenzen (e[n]) zwischen der erfaßten Bewegungszustandsva riablen (γ, β) und der Ziel-Bewegungszustandsvariablen (γd, βd) nach jedem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne (T) und durch Aufaddieren der gewichteten Differenzen; und
Steuerungsmitteln (26; 33) zur Steuerung des Steuerungs systems (12; 33) des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem be rechneten Feedback-Regelungs-Ausmaß (δ_rc[n]), um die Bewegungs zustandsvariable (γ, β) des Fahrzeugs mit der Ziel-Bewegungszu standsvariablen (γd, βd) in Übereinstimmung zu bringen.