DE3850150T2

DE3850150T2 - Gierkontrolleinrichtung für ein Fahrzeug.

Info

Publication number: DE3850150T2
Application number: DE3850150T
Authority: DE
Inventors: Hironobu Kiryu; Shuji Shiraishi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2008-03-10
Also published as: DE3855655T2; CA1320551C; EP0576044A1; EP0576044B1; US5001636A; ATE107246T1; EP0282041A2; EP0282041B1; ATE144947T1; DE3855655D1; DE3850150D1; EP0282041A3; US5333058A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gierbewegungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug.
Herkömmlicherweise ist eine Antiblockierbremse als eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Gierbewegung des Fahrzeugs bekannt. Die Antiblockierbremse ist jedoch primär auf das Steuern eines Bremsverhaltens gerichtet, und bezüglich eines Bewegungsverhaltens dient sie einfach dazu, eine Verringerung der Seitenwiderstandskraft von Reifen zu verhindern.
In der JP-A-191875/85 ist ein Fahrzeuglenksteuerverfahren beschrieben, worin eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs auf der Grundlage von erfaßten Werten des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird. Diese berechnete Querbeschleunigung wird mit einer erfaßten Querbeschleunigung verglichen. Das sich ergebende Abweichungssignal wird in eine Steuereinrichtung zum Steuern des Lenkwinkels der Hinterräder eines Fahrzeugs mit einer Vierradlenkung eingegeben. Anstelle der Querbeschleunigung kann ein Gierbetrag auf der Grundlage des erfaßten Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden.
In der JP-A-113710/85 ist ein Automobilkurvenbewegungssensor beschrieben, welcher die Zentripetalbeschleunigung auf der Grundlage der Differenz zwischen den Umdrehungsgeschwindigkeiten der rechten und linken sich drehenden Räder des Fahrzeugs berechnet. Die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs wird zur exakten Bestimmung von Fahrzeugfahrparametern verwendet.
Aus der JP-A-61-175 180 ist eine Gierbewegungssteuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Auf der Grundlage des gemessenen momentanen Wertes des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit wird eine komplizierte Berechnung zum Erhalten des Referenzgierbetrags und einer Referenzgierbeschleunigung durch Lösen von sechs Differentialgleichungen durchgeführt. Es wird vorgeschlagen, ein Integrationsverfahren oder das Runge-Kutta-Verfahren anzuwenden. Diese Berechnungen erfordern eine große Rechnerkapazität und sind in der erforderten sehr kurzen Zeit schwierig durchzuführen. Diese bekannte Einrichtung wird zur Lenkungssteuerung der Vorderräder verwendet, wogegen in der JP-A-62-151 170 eine entsprechende Vorrichtung für eine Vierradlenkungssteuerung gezeigt ist.
Aus der JP-A-60-124571 ist es bekannt, bei einem Vierradlenkungssteuersystem einen Geschwindigkeitssensor, einen Lenkwinkelsensor, einen Lenkwinkelgeschwindigkeitssensor und einen Lenkwinkelbeschleunigungssensor zu verwenden, dessen Ausgabe mit Referenzdaten verglichen wird, welche in einem Datenplan gespeichert sind, um einen Referenzgierbetrag zu erhalten. Dieser Betrag wird mit einem gemessenen Gierbetrag verglichen, um eine Lenkwinkelkorrektur zu erhalten, welche sicherstellt, daß die Hinterräder der gleichen Spur folgen, wie die Vorderräder.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine bezüglich eines einfachen Aufbaus und einer besseren Leistungsfähigkeit verbesserte Gierbewegungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen.
Diese Aufgabe wird durch die Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Auf diese Art und Weise wird die Zeitansprechcharakteristik des Fahrzeugs bei mehr oder weniger plötzlichen Änderungen des Lenkwinkels beim Erzeugen des Referenzgierbetrags in Betracht gezogen, wodurch die Leistungsfähigkeit der Gierbewegungssteuereinrichtung verbessert wird. Es besteht kein Erfordernis für komplexe Berechnungen, z. B. der Bewegungsgleichung; es ist nur nötig, den letzten und den vorletzten tatsächlichen Wert des Lenkwinkels zu speichern, und diese gespeicherten Werte beim Berechnen des neuen Referenzgierbetrags in Betracht zu ziehen.
Es ist lediglich nötig, einen Lenkwinkelsensor vorzusehen. Zum Verbessern der Bestimmungsgenauigkeit des Referenzgierbetrags wird jedoch ferner vorgeschlagen, daß das Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen des Referenzgierbetrags in Antwort auf eine Ausgabe von einem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (in Kombination mit der Ausgabe des Lenkwinkelsensors) ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen des Referenzgierbetrags in Antwort auf eine Entwicklung einer Ausgabe des Lenkwinkelsensors ausgebildet. Auf diese Art und Weise wird der Veränderungsbetrag des Lenkwinkels beim Bestimmen des Referenzgierbetrags in Betracht gezogen.
Im allgemeinen ändert sich aufgrund der Masse des Fahrzeugs der Lenkwinkel schneller als der tatsächliche Gierbetrag. Um dieser Zeitverzögerung bei der Bewegung des Fahrzeugs Rechnung zu tragen, ist es bevorzugt, sowohl die Entwicklung der Ausgabe des Gierbetragserfassungsmittels als auch die Entwicklung der Ausgabe des Lenkwinkelsensors in Betracht zu ziehen. In diesem Fall wird ein genauer Wert für den Referenzgierbetrag erhalten, indem lediglich der letzte und vorletzte Wert des Lenkwinkels und des erfaßten Gierbetrags in Betracht gezogen wird. Da der erfaßte Gierbetrag in Betracht gezogen wird, bestimmt die tatsächliche Gierbewegung des Fahrzeugs den Referenzgierbetrag, so daß z. B. Straßenzustände in dem berechneten Referenzgierbetrag widergespiegelt sind.
In dem Falle, daß die erfaßten Gierbeträge zum Berechnen des Referenzgierbetrags ungeeignet sind, z. B. aufgrund hohen Rauschens, ist es alternativ möglich, das Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Berücksichtigen einer Entwicklung einer Ausgabe des Referenzgierbetragserzeugungsmittels beim Erzeugen des Referenzgierbetrags auszubilden.
Es hat sich gezeigt, daß die Lenkcharakteristik des Fahrzeugs nicht linear ist, wenn das Fahrzeug mit einer niederen Geschwindigkeit fährt und wenn der Lenkwinkel groß ist, während die Gierbewegungssteuereinrichtung einen Referenzgierbetrag durch eine lineare Funktion bestimmt. Dementsprechend nimmt die Abweichung eines erfaßten Gierbetrags von dem Referenzgierbetrag zu, was eine übermäßige Steuerung des Gierbetrags verursacht. Wenn der Referenzgierbetrag für einen großen Wert gesetzt ist, um während des Fahrens des Fahrzeugs mit niederer Geschwindigkeit eine derartige übermäßige Gierbetragssteuerung zu beseitigen, ergibt sich während des Fahrens des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit eine ungenügende Gierbetragssteuerung, da der Gierbetrag, während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, sich stark verändert, selbst wenn der Lenkwinkel klein ist. Um eine Gierbewegungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, welche in der Lage ist, die Gierbewegung eines Fahrzeugs gemäß den Fahrparametern des Fahrzeugs, insbesondere gemäß der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, geeignet zu steuern, ist ein Steuercharakteristikkorrekturmittel vorgesehen zum Ändern der Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels in Antwort auf wenigstens einen Fahrparameter des Fahrzeugs.
Es ist daher möglich, zu erfassen, daß ein Gierbetrag nicht einen gewünschten Wert aufweist, indem ein tatsächlicher Gierbetrag erfaßt wird und dieser mit einem gewünschten Gierbetrag verglichen wird, welcher z. B. in Antwort auf einen gemessenen Lenkwinkel erhalten wird, wodurch die Gierbewegung gesteuert wird. Zusätzlich kann die Steuerung der Gierbewegung z. B. gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert werden. Daher ist es möglich, die Gierbewegung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit präzise zu steuern.
Das Steuercharakteristikkorrekturmittel kann zum Ändern der Steuercharakteristik des Gierbetragskorrekturmittels in Antwort auf eine Ausgabe von einem Lenkwinkelsensor zusätzlich oder alternativ zu einer Ausgabe von einem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor ausgebildet sein.
Wenn, z. B. bei einem Vorderradantriebsfahrzeug, die Tendenz eines Übersteuerns auftritt, kann eine Gierbewegungssteuereinrichtung, welche nur auf der Grundlage einer Abweichung zwischen einem erfaßten Gierbetrag und einem berechneten Referenzgierbetrag arbeitet, unerwünschenswerterweise in einen Übersteuer-Zustand gebracht werden. Um eine Gierbewegungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, welche zum Steuern der Gierbewegung gemäß einer Lenkcharakteristik ausgebildet ist, wenn ein Gierbetrag des Fahrzeugs sich von einem gewünschten Wert weg bewegt hat, ist ein Lenkcharakteristikbestimmungsmittel vorgesehen zum Bestimmen einer Lenkcharakteristik des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel, wobei das Steuercharakteristikkorrekturmittel zum Ändern einer Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels in Antwort auf eine Ausgabe von dem Lenkcharakteristikbestimmungsmittel ausgebildet ist.
Die Steuerung der Gierbewegung kann daher gemäß einer Lenkcharakteristik geändert werden. Wenn z. B. selbst bei einem Vorderradantriebsfahrzeug die Tendenz eines Übersteuerns auftritt, ist es möglich, zu verhindern, daß das Fahrzeug in eine unerwünschte Richtung giert.
Bei einigen Fahrzeugen kann der Fahrmodus zwischen einem Zweiradantriebsmodus und einem Vierradantriebsmodus umgeschaltet werden, oder das Antriebskraftverteilungsverhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern ist variabel. Bei einem derartigen Fahrzeug müssen die Gierbewegungssteuercharakteristiken geeignet entsprechend der Veränderung der Antriebsräder oder der Veränderung des Antriebskraftverteilungsverhältnisses variiert werden. Um eine Gierbewegungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, welche dazu geeignet ist, die Gierbewegung des Fahrzeugs durch Variieren der Steuercharakteristiken derselben in Abhängigkeit des Antriebskraftverteilungsverhältnisses (Ändern zwischen einem Zweiradantriebsmodus oder einem Vierradantriebsmodus oder ein variierbares Antriebskraftverteilungsverhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern) geeignet zu steuern, ist ein Antriebkraftverteilungsverhältnis- Erfassungsmittel vorgesehen zum Erfassen des Antriebskraftverteilungsverhältnisses zwischen den Vorder- und Hinterrädern, worin das Steuercharakteristikkorrekturmittel zum Ändern der Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels in Antwort auf eine Ausgabe von dem Antriebskraftverteilungsverhältnis-Erfassungsmittel ausgebildet ist.
Gemäß dieser Anordnung ist es möglich, aus einem erfaßten Gierbetrag und einem gemäß einem Lenkwinkel erhaltenen gewünschten Gierbetrag zu bestimmen, daß der Gierbetrag nicht bei einem gewünschten Wert ist, wodurch die Gierbewegung gesteuert wird. Zusätzlich kann, da der Gierbewegungssteuermodus gemäß der Ausgabe des Antriebskraftverteilungsverhältnis-Erfassungsmittels geändert wird, die Gierbewegung des Fahrzeugs in Abhängigkeit davon, ob die Vorderräder die Antriebsräder sind, oder ob die Hinterräder die Antriebsräder sind, oder gemäß einem variablen Antriebskraftverteilungsverhältnis geeignet gesteuert werden.
Das Gierbewegungskorrekturmittel kann eine Antriebsradausgangsdrehmomentsteuereinrichtung umfassen, insbesondere eine Motorausgangskraftsteuereinrichtung. Das Gierbewegungskorrekturmittel kann jedoch ferner eine Einrichtung zum Steuern eines Lenkwinkels von gelenkten Rädern umfassen, vorzugsweise als Teil eines Vierradlenkungssteuermittels.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Gierbetragserfassungseinrichtung zur Verwendung bei einer Giersteuereinrichtung für ein Fahrzeug wie oben beschrieben. Eine Gierbetragserfassungseinrichtung gemäß der oben erwähnten JP-A-113710/85 umfaßt Geschwindigkeitssensoren zum individuellen Erfassen der Grundgeschwindigkeit der rechten Seite des Fahrzeugs und derjenigen der linken Seite des Fahrzeugs, Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel zum Berechnen der Differenz zwischen den jeweiligen erfaßten Werten der Geschwindigkeitssensoren und Berechnungsmittel zum Bestimmen eines Gierbetrags in Antwort auf eine Ausgabe des Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittels.
Zum Verbessern der Leistungsfähigkeit, insbesondere der Erfassungsgenauigkeit einer derartigen Einrichtung, wird vorgeschlagen, ein Filtermittel vorzusehen, welches mit dem Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel verbunden ist, um Frequenzkomponenten über einer vorbestimmten Frequenz aus der Ausgabe des Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittels zum Bestimmen eines Gierbetrags auszufiltern, worin die vorbestimmte Frequenz niederer ist als eine Resonanzfrequenz der Fahrzeugaufhängung in Bewegungsrichtung oder in vertikaler Richtung.
Durch dieses Filtern wird der Einfluß einer Schwingung einer Fahrzeugaufhängung auf die Raddrehzahlen beseitigt.
Vorzugsweise ist das Filtermittel ein rekursives Filter.
Erfindungsgemäß ist eine Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung vorgesehen zur Verwendung in einer Giersteuereinrichtung für ein Fahrzeug wie oben beschrieben. Diese Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung umfaßt ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags, ein Gierbetragserfassungsmittel zum Erfassen eines Gierbetrags und ein Lenkcharakteristikbestimmungsmittel zum Bestimmen einer Lenkcharakteristik des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel. Eine derartige Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung kann als ein Sensor für ein Übersteuern oder Untersteuern eines Fahrzeugs verwendet werden. Ein derartiger Sensor kann z. B. in Verbindung mit einer Vierradlenkungseinrichtung mit Steuerung des Lenkwinkels verwendet werden, um stabile Fahrzustände sicherzustellen. Ein derartiger Sensor kann ferner in einer Vierradantriebseinrichtung mit Steuerung des variablen Verteilungsverhältnisses verwendet werden, um stabile Fahrzustände sicherzustellen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des in Fig. 1 dargestellten Gierbetragserfassungsmittels;
Fig. 3 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein Graph, welcher eine beispielhafte Ausgabecharakteristik der in Fig. 3 gezeigten Konstantenauswahlschaltung zeigt;
Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Ausgabecharakteristik des Steuercharakteristikkorrekturmittels, wie es in Fig. 3 dargestellt ist; und
Fig. 6 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf Fig. 1 sind linke und rechte Hinterräder Wrl und Wrr als Mitlaufräder in einem Vorderradantriebsfahrzeug jeweils mit unabhängigen Drehzahlsensoren Sl und Sr versehen, und Ausgangssignale von den Drehzahlsensoren Sl und Sr, welche ungefähre Grundgeschwindigkeiten von sowohl der linken als auch der rechten Fahrzeugseite wiedergeben, werden in ein Gierbetragserfassungsmittel 1a eingegeben. Eine Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel 1a wird in ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel 2a eingegeben und wird ferner in ein Subtrahiermittel 3a eingegeben. Ein Lenkrad H ist mit einem Lenkwinkelsensor Ss versehen, und eine Ausgabe von dem Lenkwinkelsensor Ss wird in das Referenzgierbetragserzeugungsmittel 2a eingegeben. Eine Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel 2a wird in das Subtrahiermittel 3a eingegeben, und eine Ausgabe von dem Subtrahiermittel 3a wird in einen nicht-invertierenden Eingangsanschluß eines Vergleichsglieds 5a eingegeben. Andererseits wird ein Referenzwert von einer Referenzschaltung 4a in einen invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichsglieds 5a eingegeben. Eine Ausgabe von dem Vergleichsglied 5a wird in eine Antriebsradausgangsdrehmomentsteuereinrichtung 6a eingegeben, z. B. eine Motorausgangskraftsteuereinrichtung als das Gierbewegungskorrekturmittel.
Mit Bezug auf Fig. 2 umfaßt das Gierbetragserfassungsmittel 1a eine Subtrahierschaltung 7a, eine Multiplizierschaltung 8a und ein Filter 9a. Die Subtrahierschaltung 7a erfaßt eine Differenz r zwischen Raddrehzahlen Vr und Vl (r = Vr-Vl), welche durch die Drehzahlsensoren Sr und Sl erfaßt werden, und die Multiplizierschaltung 8a multipliziert die Differenz r mit einer bestimmten Proportionalkonstante d, um einen Näherungswert y' eines Gierbetrags zu erhalten. Die Proportionalkonstante d beschreibt eine Spurweite zwischen den Hinterrädern Wrl und Wrr, welche z. B. d = 1 ist. Das Filter 9a dient zum Beseitigen des Einflusses von Schwingungen einer Fahrzeugaufhängung auf die Raddrehzahlen Vl und Vr und ist ein rekursives Filter. Da die Fluktuation der Raddrehzahlen Vl und Vr aufgrund der Resonanz einer Radschwingung und einer Aufhängungsschwingung während des Fahrens auf einer unebenen Straße ungefähr 10 Hz ist, und ein Frequenzbereich des Gierbetrags, welcher zur Steuerung einer Fahrzeugbewegung anwendbar ist, 0-2 Hz ist, dient das Filter 9a dazu, den Näherungswert y' des Gierbetrags mit einem Frequenzbereich von 2 Hz oder mehr, welcher als ein Verringerungsbereich verwendet wird, zu filtern. Der Filter 9a erzeugt eine Ausgabe yn, welche gemäß dem folgenden Ausdruck (1) berechnet wird.
wobei α&sub1; . . . α&sub3; und β&sub1; . . . β&sub3; Konstanten sind, welche durch ein experimentelles Ergebnis bestimmt werden, und die Indizes n, n-1 und n-2 für einen momentanen Wert, einen vorhergehenden Wert etc. in jedem Zyklus stehen, in welchem die Filterungsberechnung wiederholt wird.
Das Referenzgierbetragserzeugungsmittel 2a dient zum Berechnen eines Referenzgierbetrags yb, welcher momentan gewünscht ist, entsprechend der Entwicklung eines Lenkwinkels δ (δn-1, δn-2), welcher durch den Lenkwinkelsensor Ss erhalten wird, und der Entwicklung des Gierbetrags y (yn-1, yn-2), welcher durch das Gierbetragserfassungsmittel 1a erfaßt wird. Der Referenzgierbetrag yb wird gemäß dem folgenden Ausdruck (2) berechnet.
wobei a&sub1;, a&sub2;, b&sub1; und b&sub2; für Parameter stehen, welche sich mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit ändern, und sie sind bereits vorher in einem Plan wie folgt gegeben:
a&sub1; = -1,4 - +1,8
a&sub2; = +0,5 - +0,8
b&sub1; = +0,01 - -0,0008
b&sub2; = +0,009 - +0,001
Das Subtrahiermittel 3a berechnet einen Absolutwert yb - yn einer Differenz zwischen dem Referenzgierbetrag yb und dem Gierbetrag y. Das heißt, ein Schlupf zwischen dem momentan gewünschten Gierbetrag yb und dem momentanen Gierbetrag yn wird berechnet, und der Schlupf wird durch das Vergleichsglied 5a mit einem Referenzwert Δy, welcher durch die Referenzschaltung 4a gesetzt wird, verglichen. Dann wird eine Motorausgangskraft durch die Motorausgangskraftsteuereinrichtung 6a gemäß dem Ergebnis des Vergleichs gesteuert. Ferner wird zunächst der Referenzwert y in Antwort auf die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Im Betrieb wird der Gierbetrag y des Fahrzeugs durch multiplizieren der Differenz (Vr- Vl) der Raddrehzahlen zwischen linken und rechten Mitlaufrädern Wrl und Wrr mit der Proportionalkonstante d und darauffolgendes Filtern des Produkts zum Beseitigen des Einflusses der Fahrzeugaufhängung erhalten. Somit kann in der praktischen Anwendung der Gierbetrag y leicht und ohne Probleme erhalten werden.
Dann wird die Differenz zwischen dem, wie oben erhaltenen, Gierbetrag y und dem Referenzgierbetrag yb, welcher als ein momentan gewünschter Wert gemäß der Entwicklung des Lenkwinkels δ und des Gierbetrags y berechnet wird, mit dem Referenzwert y verglichen, wodurch frühzeitig erkannt wird, daß das Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gieren wird. Somit kann die Gierbewegung gesteuert werden.
Z.B. tritt bei einem Vorderradantriebsfahrzeug, wenn eine übermäßige Antriebskraft ausgeübt wird, während das Fahrzeug gelenkt wird, die Tendenz des Untersteuerns auf. Als ein Ergebnis daraus arbeitet die Motorausgangskraftsteuereinrichtung 6a in Antwort auf die Ausgabe von dem Vergleichsglied 5a, um die Motorausgangskraft zu verringern, wenn erfaßt wird, daß das Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gegiert hat. In Antwort auf die Verringerung der Motorausgangskraft wird eine Antriebskraft der Antriebsräder verringert, und statt dessen wird eine beschränkte Seitenkraft der Antriebsräder erhöht, wodurch das oben erwähnte Untersteuern verhindert wird. Andererseits tritt im Fall eines Hinterradantriebsfahrzeugs die Tendenz eines Übersteuerns auf, wenn eine übermäßige Antriebskraft ausgeübt wird. Das Übersteuern kann jedoch durch Verringern der Antriebskraft in der gleichen Art und Weise, wie in dem Fall des Vorderradantriebsfahrzeugs, verhindert werden. Somit wird, wenn der tatsächliche Gierbetrag y sich dem Referenzgierbetrag yb durch Verringern der Motorausgangskraft angenähert hat, d. h. wenn der Absolutwert yb - yn kleiner als der Referenzwert Δy wird, die Verringerung der Motorausgangskraft aufgegeben, und eine normale Ausgangskraftsteuerung wird wieder aufgenommen. Wie oben beschrieben, wird durch Steuern der Motorausgangskraft der tatsächliche Gierbetrag y derart gesteuert, daß er nahe dem Referenzgierbetrag yb ist, und wird an einen Gierbetrag des Fahrzeugs gemäß dem Wunsch eines Fahrers angepaßt.
Im Falle des Hinterradantriebsfahrzeugs kann die Differenz der Raddrehzahlen zwischen den Mitlaufrädern, welche bei der Berechnung des Gierbetrags y zu verwenden ist, eine Drehzahldifferenz zwischen rechten und linken Vorderrädern sein, welche ebenso als gelenkte Räder dienen.
Die Verringerung der Motorausgangskraft durch die Motorsteuereinrichtung 6a wird z. B. durch Betätigen einer Ansaugdrosselventilsteuereinrichtung erreicht, welche durch einen Impulsmotor o. dgl. in einer Ventilschließrichtung betätigt wird, durch Verringern oder Unterbrechen eines dem Motor zugeführten Kraftstoffs durch eine Kraftstoffsteuereinrichtung, durch Unterbrechen oder Verzögerung eines Zündzeitpunkts durch einen Motorzündungseinrichtung oder durch Verringern eines Turboladedrucks durch eine Turboladedrucksteuereinrichtung zum Steuern einer dem Motor zuzuführenden Ansaugluft.
Wie oben beschrieben umfaßt die Einrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt ein Gierbetragserfassungsmittel zum Erfassen eines Gierbetrags des Fahrzeugs, einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels eines Lenkrads, ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags gemäß einer Ausgabe von dem Lenkwinkelsensor sowie ein Gierbewegungskorrekturmittel zum Steuern einer Gierbewegung des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel. Daher ist es möglich, zu erkennen, daß das Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gieren wird, und die Gierbewegung zu steuern.
Die Einrichtung der vorliegenden Erfindung ist gemäß dem zweiten Aspekt dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzgierbetragserzeugungsmittel den Referenzgierbetrag zusätzlich zum Vorsehen des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung gemäß der Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel und dem Lenkwinkelsensor erzeugt. Daher ist es möglich, die Gierbewegung zusätzlich zum ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung präziser zu steuern.
Die vorliegende Erfindung umfaßt gemäß einem weiteren Aspekt Geschwindigkeitssensoren jeweils zum individuellen Erfassen der Grundgeschwindigkeit der rechten Seite eines Fahrzeugs und derjenigen der linken Seite des Fahrzeugs, Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel zum Berechnen der Differenz zwischen den jeweiligen erfaßten Werten der Geschwindigkeitsdetektoren sowie Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel zum Berechnen der Differenz zwischen den jeweiligen Erfassungswerten der Drehzahlsensoren zum Bestimmen eines Gierbetrags auf der Basis der Differenz zwischen den Grundgeschwindigkeiten der rechten und linken Seiten des Fahrzeugs. Daher ist es möglich, eine Gierbewegung mit einem einfachen Aufbau zu erfassen.
Die Einrichtung der vorliegenden Erfindung ist gemäß einem weiteren Aspekt dadurch gekennzeichnet, daß Geschwindigkeitsdetektoren jeweils zum individuellen Erfassen der Grundgeschwindigkeit der rechten Seite eines Fahrzeugs und derjenigen der linken Seite des Fahrzeugs vorgesehen sind, sowie Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel zum Berechnen der Differenz zwischen den jeweiligen Erfassungswerten der Geschwindigkeitsdetektoren, und ein mit dem Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel verbundenes Filter zum Filtern von Frequenzkomponenten über einer vorbestimmten Frequenz aus der Ausgabe des Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel, um einen Gierbetrag zu bestimmen. Dementsprechend ist es möglich, eine verbesserte Gierbetragserfassungseinrichtung vorzusehen, welche in der Lage, ist den Gierbetrag eines Fahrzeugs, ungeachtet von Vibrationen der Aufhängung, mit hoher Genauigkeit zu erfassen.
Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform das System des Bestimmens des Referenzgierbetrags auf der Grundlage einer Entwicklung des Gierbetrags und einer Entwicklung des Lenkwinkels verwendet, kann der Referenzgierbetrag nur mit der Entwicklung des Gierbetrags bestimmt werden.
Wie oben beschrieben, umfaßt die Einrichtung der vorliegenden Erfindung ein Gierbetragserfassungsmittel zum Erfassen eines Gierbetrags des Fahrzeugs, ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen des Referenzgierbetrags auf der Grundlage einer Entwicklung des Gierbetrags sowie ein Gierbewegungskorrekturmittel zum Steuern einer Gierbewegung des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragerzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel. Daher ist es möglich, zu erkennen, daß das Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gieren wird, und die Gierbewegung zu steuern.
Mit Bezug auf Fig. 3, welche eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, sind linke und rechte Mitlaufräder Wl und Wr eines Fahrzeugs jeweils mit unabhängigen Drehzahlsensoren 1l und 1r versehen, und Raddrehzahlen Vl und Vr, welche durch die Drehzahlsensoren 1l und 1r erfaßt werden, werden in ein Gierbetragserfassungsmittel 2 und in einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 eingegeben. Ein Lenkrad H ist mit einem Lenkwinkelsensor 4 versehen. Ein Lenkwinkel δ, welcher durch den Lenkwinkelsensor 4 erfaßt wird, eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vv, welche durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 erhalten wird, und eine Entwicklung eines Gierbetrags y, welcher durch das Gierbetragserfassungsmittel 2 erhalten wird, werden in ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5 eingegeben. Der durch das Gierbetragserfassungsmittel 2 erhaltene Gierbetrag y und ein von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5 erzeugter Referenzgierbetrag yb werden in ein Gierbetragskorrekturmittel 6 eingegeben. Eine Abweichung Dr (= y - yb) zwischen dem Gierbetrag y und dem Referenzgierbetrag yb wird in dem Gierbetragskorrekturmittel 6 erhalten. Die Abweichung Dr und der Referenzgierbetrag yb werden in ein Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 eingegeben. Das Ergebnis der Bestimmung durch das Lenkcharakteristikbestimmungsmittel, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 und der Lenkwinkel δ von dem Lenkwinkelsensor 4 werden in ein Steuercharakteristikkorrekturmittel 8 eingegeben. Ferner ist das Fahrzeug mit einem Schalter 9 zum Auswählen eines Ausgangsspannungspegels auf einen hohen Pegel oder einen niederen Pegel gemäß dem Zustand, in welchem die Antriebsräder die Vorderräder oder die Hinterräder sind, versehen. Eine Ausgabe von dem Schalter 9 wird in eine Antriebsradbestimmungsschaltung 10 eingegeben, und das Ergebnis der Bestimmung durch die Antriebsradbestimmungsschaltung 10 wird in das Steuercharakteristikkorrekturmittel 8 eingegeben. Das Steuercharakteristikkorrekturmittel 8 gibt ein Signal, welches sich mit jedem Eingangssignal verändert, zum Gierbetragskorrekturmittel 6 aus.
Das Gierbetragserfassungsmittel 2 umfaßt eine Subtrahierschaltung 11, eine Multiplizierschaltung 12 ein Filter 13, eine Entwicklungsspeicherschaltung 14 zum Speichern einer Ausgabeentwicklung der Multiplizierschaltung 12 und eine Entwicklungsspeicherschaltung 15 zum Speichern einer Ausgabeentwicklung des Filters 13. Die Subtrahierschaltung 11 sieht eine Differenz r zwischen den Raddrehzahlen Vl und Vr (r = Vr - Vl), welche durch die Drehzahlsensoren 1l und 1r erfaßt werden, vor, und die Multiplizierschaltung 12 multipliziert die Differenz r mit einer bestimmten Proportionalkonstante d, um einen Näherungswert y' ( = r * d) des Gierbetrags zu erhalten. Die Proportionalkonstante d ist z. B. eine Spurweite zwischen den Mitlaufrädern Wl und Wr, welche z. B. d = 1 ist. Das Filter 13 dient zum Beseitigen des Einflusses von Schwingungen einer Fahrzeugaufhängung auf die Raddrehzahlen Vl und Vr und ist ein rekursives Filter. Da die Fluktuation der Raddrehzahlen Vl und Vr aufgrund der Resonanz der Radschwingung und der Aufhängungsschwingung während des Fahrens auf einer unebenen Straße ungefähr 10 Hz ist, und ein Frequenzbereich des Gierbetrags, welcher zur Steuerung einer Fahrzeugbewegung anwendbar ist, 0-2 Hz ist, dient das Filter 13 dazu, den Näherungswert y' des Gierbetrags in einem Frequenzbereich von 2 Hz oder mehr zu filtern, welcher als ein Verringerungsbereich verwendet wird. Das Filter 13 erzeugt eine Ausgabe yn, welche gemäß dem folgenden Ausdruck (1) berechnet wird.
wobei α&sub1; . . . α&sub2; und β&sub1; . . . β&sub3; Konstanten sind, welche durch ein experimentelles Ergebnis bestimmt werden, und die Indizes n, n-1 und n-3 für einen momentanen Wert, einen vorhergehenden Wert etc. in jedem Durchlauf stehen, in welchem die Berechnung zum Filtern wiederholt wird. Ein letzter Wert, ein vorletzter Wert usw. des Näherungswert y' des Gierbetrags werden von der Entwicklungsspeicherschaltung 14 in das Filter 13 eingegeben, während ein letzter Wert, ein vorletzter Wert usw. des Gierbetrags y von der Entwicklungsspeicherschaltung 15 in das Filter 13 eingegeben werden.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 dient zum Ausgeben der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv gemäß den Raddrehzahlen Vl und Vr, welche durch die Drehzahlsensoren 1l und 1r erfaßt werden. Zum Beispiel wird der größere Wert der beiden Raddrehzahlen Vl und Vr als die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ausgeben.
Das Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5 umfaßt eine Konstantenauswahlschaltung 16, eine Entwicklungsspeicherschaltung 17 und eine arithmetische Schaltung 18. Die Konstantenauswahlschaltung 16 dient zum Auswählen von Konstanten a&sub1;, a&sub2;, b&sub1; und b&sub2;, welche bei der Berechnung in der arithmetischen Schaltung 18 gemäß der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vv zu verwenden sind. Die Konstanten a&sub1;, a&sub2;, b&sub1; und b&sub2; sind, wie z. B. in Fig. 4 dargestellt, festgelegt, und sie werden in die arithmetische Schaltung 18 gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit eingegeben. Die Entwicklungsspeicherschaltung 17 ist dazu geeignet, die Entwicklung des Lenkwinkels 6, welcher durch den Lenkwinkelsensor 4 erfaßt wird, in die arithmetische Schaltung 18 einzugeben. Die arithmetische Schaltung 18 dient zum Berechnen eines Referenzgierbetrags yb, welcher momentan gewünscht wird, entsprechend der Entwicklung des Gierbetrags y von der Entwicklungsspeicherschaltung 15 in dem Gierbetragserfassungsmittel 2 und der Entwicklung des Lenkwinkels 6 von der Entwicklungsspeicherschaltung 17. Der Referenzgierbetrag yb wird gemäß dem folgenden Ausdruck (2) berechnet.
Das Gierbetragskorrekturmittel 6 umfaßt eine Abweichungsberechnungsschaltung 19 zum Vorsehen von Dr (= y - yb) zwischen dem Gierbetrag y, welcher durch das Gierbetragserfassungsmittel 2 erhalten wird, und dem Referenzgierbetrag yb, welcher durch das Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5 erhalten wird, sowie eine Absolutwerterzeugungsschaltung 20 zum Erzeugen eines Absolutwerts der Abweichung Dr, erste und zweite Vergleichsglieder 21 und 22 zum Empfangen einer Ausgabe von der Absolutwerterzeugungsschaltung 20 an den jeweiligen invertierenden Anschlüssen und eine Antriebsradausgangsdrehmomentsteuerschaltung 23, welche mit den jeweiligen Ausgangsanschlüssen der ersten und zweiten Vergleichsglieder 21 und 22 verbunden ist. Die Antriebsradausgangsdrehmomentsteuerschaltung 23 dient z. B. zum Steuern des einem Motor zuzuführenden Kraftstoffs. Wenn die Ausgabe von dem ersten Vergleichsglied 21 auf einem niederen Pegel ist, wird die zuzuführende Kraftstoffmenge verringert, um das Kraftstoffgemisch mager zu machen, während dann, wenn die Ausgabe des zweiten Vergleichsglieds 22 auf einem niederen Pegel ist, die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird.
Das Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 empfängt den Referenzgierbetrag yb von dem Referenzgierbetragerzeugungsmittel 5 und die Abweichung Dr von der Abweichungsberechnungsschaltung 19 und bestimmt entsprechend den Eingaben Dr und yb eine Lenkcharakteristik. Das heißt, das in der Tabelle 1 unten gezeigte Kriterium wird vorher in dem Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 festgelegt. Tabelle 1 Positiv Negativ
In Tabelle 1 steht das Symbol O für Übersteuern, und das Symbol U steht für Untersteuern. Das Ergebnis der Bestimmung gemäß der Tabelle 1 wird von dem Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 ausgegeben.
Das Steuercharakteristikkorrekturmittel 8 empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3, den Lenkwinkel 6 von dem Lenkwinkelsensor 4, das dem Bestimmungsergebnis der Antriebsradbestimmungsschaltung 10 entsprechende Signal und das dem Bestimmungsergebnis der Lenkcharakteristikbestimmungsschaltung 7 entsprechende Signal. Gemäß diesen Eingangssignalen erzeugt das Steuercharakteristikkorrekturmittel 8 Signale an einem Ausgangsanschluß C, welcher mit einem nicht-invertierenden Anschluß des ersten Vergleichsglieds 21 verbunden ist, und an einem Ausgangsanschluß D, welcher mit einem nicht-invertierenden Anschluß des zweiten Vergleichsglieds 22 verbunden ist. Wenn das Fahrzeug ein Vorderradantriebsfahrzeug ist und der Lenkwinkel δ relativ klein ist, wird der Ausgangswert des Ausgangsanschlusses C des Steuercharakteristikkorrekturmittels 8 z. B. wie durch eine in Fig. 5 gezeigte durchgezogene Linie gesetzt, und der Ausgangswert des Ausgangsanschlusses D wird z. B. wie durch eine in Fig. 5 dargestellte unterbrochene Linie gesetzt, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und dem Bestimmungsergebnis des Lenkcharakteristikbestimmungsmittels 7. Wenn das Fahrzeug ein Hinterradantriebsfahrzeug ist, werden Werte, welche sich von denjenigen der Fig. 5 unterscheiden, gesetzt, und wenn der Lenkwinkel relativ groß ist, werden die Ausgangswerte der Ausgangsanschlüsse C und D derart gesetzt, daß sie kleiner als die in Fig. 5 gezeigten sind.
Im Betrieb wird der Gierbetrag y des Fahrzeugs durch Multiplizieren der Differenz (Vr - Vl) der Raddrehzahlen zwischen den linken und rechten Mitlaufrädern Wl und Wr mit der Proportionalkonstante d und darauffolgendes Filtern des Produkts mittels des Filters 13 erhalten, um dadurch den Einfluß der Fahrzeugaufhängung zu beseitigen. Somit kann der Gierbetrag y in der praktischen Anwendung leicht und ohne Probleme erhalten werden.
Wenn der Absolutwert der Abweichung Dr zwischen dem wie oben erhaltenen Gierbetrag y und dem Referenzgierbetrag yb, welcher als ein momentan gewünschter Wert gemäß der Entwicklung des Lenkwinkels δ und der Entwicklung des Gierbetrags y berechnet wird, die Ausgangswerte an den Anschlüssen C und D des Steuercharakteristikkorrekturmittels 8 überschreitet, dient das Antriebsradausgangsdrehmomentsteuermittel 23 dazu, frühzeitig zu erkennen, daß das Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gieren wird, und die Gierbewegung zu steuern.
Wenn z. B. bei einem Vorderradantriebsfahrzeug eine übermäßige Antriebskraft ausgeübt wird, während das Fahrzeug gelenkt wird, tritt die Tendenz des Untersteuerns auf. Als Ergebnis daraus, arbeitet die Antriebsradausgangsdrehmomentsteuerschaltung 23 in Antwort auf die Ausgaben von den ersten und zweiten Vergleichsgliedern 21 und 22, um eine Motorausgangskraft zu verringern, wenn erfaßt wird, daß das Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gegiert hat. In Antwort auf die Verringerung der Motorausgangskraft wird eine Antriebskraft der Antriebsräder verringert, und anstelle davon wird eine begrenzte Seitenkraft der Antriebsräder erhöht, wodurch das oben erwähnte Untersteuern verhindert wird. Andererseits tritt bei einem Hinterradantriebsfahrzeug die Tendenz des Übersteuerns auf, wenn eine übermäßige Antriebskraft ausgeübt wird. Das Übersteuern kann jedoch durch Verringern der Antriebskraft in der gleichen Weise, wie bei dem Vorderradantriebsfahrzeug verhindert werden. Somit wird, wenn der tatsächliche Gierbetrag y sich dem Referenzgierbetrag yb durch Verringern der Motorausgangskraft angenähert hat, die Verringerung der Motorausgangskraft aufgegeben, und eine normale Motorausgangskraftsteuerung wird wieder aufgenommen.
Ferner sind die Ausgangswerte der Ausgangsanschlüsse C und D des Steuercharakteristikkorrekturmittels 8 entsprechend dem Ergebnis der Bestimmung durch das Lenkcharakteristikbestimmungsmittel 7 derart gesetzt, daß sie unterschiedlich sind.
Wenn z. B. die Tendenz des Übersteuerns bei einem Vorderradantriebsfahrzeug auftritt, kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden, um dem Fahrzeugrumpf Stabilität zu geben, bevor das Fahrzeug in einen übersteuer-Zustand kommt, da der Ausgangswert des Ausgangsanschlusses D derart gesetzt ist, daß er kleiner ist als der Ausgangswert des Ausgangsanschlusses C. Ferner wird sowohl im Übersteuer- als auch um Untersteuer-Zustand die Ausgabe von dem ersten Vergleichsglied 21 ein niederer Pegel, bevor die Ausgabe von dem zweiten Vergleichsglied 22 ein niederer Pegel wird, und dementsprechend arbeitet die Antriebsradausgangsdrehmomentsteuerschaltung zum Abmagern des dem Motor zuzuführenden Kraftstoffgemisches, wodurch die Antriebskraft allmählich verringert wird. In dieser Art und Weise ist es durch allmähliches Verringern der Antriebskraft möglich, das Auftreten eines Übersteuerns zu vermeiden.
Wenn der Lenkwinkel δ bei niederen Fahrzeuggeschwindigkeiten groß ist, wird die Lenkcharakteristik des Fahrzeugs nicht-linear; der von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5 erzeugte Referenzgierbetrag yb ist jedoch linear. Daher wird die Abweichung zwischen dem Referenzgierbetrag yb und dem Gierbetrag y groß. Da jedoch die Ausgangswerte von dem Steuercharakteristikkorrekturmittel zu den ersten und zweiten Vergleichsgliedern 21 und 22 derart gesetzt sind, daß sie klein werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv zunimmt, ist es möglich, ein Übersteuern bei niederer Fahrzeuggeschwindigkeit zu verhindern, und ebenso ein Untersteuern bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit zu verhindern.
Ferner neigt, da die Ausgangswerte des Steuercharakteristikkorrekturmittels 8 derart gesetzt sind, daß sie abnehmen, wenn der Lenkwinkel δ zunimmt, die Ausgabe des ersten Vergleichsglieds 21 und des zweiten Vergleichsglieds 22 dazu, ein niederer Pegel zu werden. Daher ist es möglich, ein Untersteuern aufgrund einer erhöhten Trägheitskraft der Gierbewegung zu verhindern, wenn das Lenkrad H um einen großen Winkel gelenkt wird.
Ferner ist es möglich, eine geeignete Steuerung der Gierbewegung in Antwort auf eine Lenkcharakteristik vorzusehen, welche sich in Abhängigkeit davon ändert, ob das Fahrzeug ein Vorderradantriebsfahrzeug oder ein Hinterradantriebsfahrzeug ist, da die Ausgangswerte des Steuercharakteristikkorrekturmittels 8 sich in Abhängigkeit davon ändern, ob die Vorderräder oder die Hinterräder die Antriebsräder sind.
Ferner dient die Antriebsradausgangsdrehmomentsteuerschaltung 23 zum Auswählen des Steuermodus zum Abmagern des dem Motor zuzuführenden Kraftstoffgemisches oder des Steuermodus zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zu dem Motor gemäß der Ausgabe von dem Steuercharakteristikkorrekturmittel 8. Daher kann eine präzisere Steuerung vorgesehen werden, im Vergleich dazu, wenn lediglich der Steuermodus zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr vorgesehen ist, wodurch Unbequemlichkeiten aufgrund einer großen Drehmomentdifferenz beseitigt werden und ein Übersteuern verhindert wird.
Gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen wird der Referenzgierbetrag yb gemäß der Entwicklung des Lenkwinkels und der Entwicklung des Gierbetrags berechnet. Die Entwicklung des Gierbetrags wird durch den Referenzgierbetragsfaktor, welcher im wesentlichen gemäß der Entwicklung des Lenkwinkels berechnet wird, als eine Korrektur beeinflußt.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, worin Teile, welche der in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Eine arithmetische Schaltung 18' in dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel 5' berechnet einen Referenzgierbetrag yb gemäß dem folgenden Ausdruck (3).
Das heißt, die Entwicklung des Referenzgierbetrags yb, welcher durch die arithmetische Schaltung 18' erhalten wird, wird in einer Entwicklungsspeicherschaltung 25 gespeichert. Die arithmetische Schaltung 18' empfängt die Entwicklung ybn-1 und ybn-2 des Referenzgierbetrags yb aus der Entwicklungsspeicherschaltung 25 und die Entwicklung δn-1 und δn-2 des Lenkwinkels δ aus der Entwicklungsspeicherschaltung 17, um den Referenzgierbetrag yb zu berechnen.
Ein Signal von einer Antriebskraftverteilungsschaltung 24 wird in eine Antriebsradbestimmungsschaltung 10' eingegeben. Die Antriebskraftverteilungsschaltung 24 dient zum Steuern der Verteilung einer auszuübenden Antriebskraft auf die Vorderräder und die Hinterräder des Fahrzeugs. Das Verteilungsverhältnis der Antriebskraft wird durch die Antriebsradbestimmungsschaltung 10' erfaßt und wird in das Steuercharakteristikkorrekturmittel 8 eingegeben.
Gemäß dieser Ausführungsform kann, da der Referenzgierbetrag yb gemäß der Entwicklung des Referenzgierbetrags yb berechnet wird, die lange Entwicklung des Lenkwinkels in der einfachen Gleichung ausgedrückt werden, da die Entwicklung des Referenzgierbetrags die Entwicklung des Lenkwinkels umfaßt. Es ist herausgefunden worden, daß der Referenzgierbetrag durch eine lange Periode der Entwicklung des Lenkwinkels erhalten werden kann; die lange Entwicklung erfordert jedoch eine große Anzahl an Konstanten (Lenkansprechparameter; b&sub1;, b&sub2; . . . ). Die lange Zeit erfordert das Setzen vieler Konstanten. Daher hat die einfache Gleichung vier Konstanten, um das Setzen ihrer Werte zu vereinfachen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 3 einen Mittelwert der Raddrehzahlen Vl und Vr der Mitlaufräder Wl und Wr als die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ausgeben. Obwohl die oben erwähnten Ausführungsformen das System des Vergleichens der Abweichung Dr zwischen dem Referenzgierbetrag yb und dem tatsächlichen Gierbetrag y mit einem Referenzwert verwenden, kann eine Motorausgangskraft (z. B. eine Drosselöffnung) im Verhältnis zur Differenz zwischen der Abweichung Dr und dem Referenzwert gesteuert werden. Ferner kann, obwohl in den obigen Ausführungsformen der Referenzgierbetrag aus der Entwicklung (n-1, n-2) beim letzten Mal und beim vorletzten Mal berechnet wird, der Referenzgierbetrag yb aus der Entwicklung (n-1, n-2, n-3, . . . ) in mehreren vorhergehenden Durchläufen berechnet werden.
Wie oben beschrieben, umfaßt die Einrichtung der vorliegenden Erfindung ein Referenzgierbetragserfassungsmittel zum Erfassen eines Referenzgierbetrags des Fahrzeugs, einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels eines Lenkrads, ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags gemäß einer Ausgabe von dem Lenkwinkelsensor, ein Lenkcharakteristikbestimmungsmittel zum Bestimmen einer Lenkcharakteristik des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel, ein Gierbewegungskorrekturmittel zum Steuern einer Gierbewegung des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel, sowie ein Steuercharakteristikkorrekturmittel zum Ändern einer Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels gemäß einer Ausgabe von dem Lenkcharakteristikbestimmungsmittel. Daher ist es möglich, zu erkennen, daß das Fahrzeug in eine ungewünschte Richtung gieren wird, und die Gierbewegung zu steuern. Ferner ist es möglich, eine geeignete Steuerung gemäß einer Lenkcharakteristik vorzusehen, da die Steuercharakteristik in Antwort auf die Lenkcharakteristik verändert wird.
Die Einrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt ferner ein Gierbetragserfassungsmittel zum Erfassen eines Gierbetrags des Fahrzeugs, einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels eines Lenkrads, ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags gemäß einer Ausgabe von dem Lenkwinkelsensor, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Gierbewegungssteuermittel zum Steuern einer Gierbewegung des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragerzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel, sowie ein Steuercharakteristikkorrekturmittel zum Ändern einer Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels gemäß einer Ausgabe von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor. Daher ist es möglich, zu erkennen, daß das Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gieren wird, und die Gierbewegung zu steuern. Ferner ist es möglich, eine geeignete Steuerung gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkwinkel vorzusehen, da die Steuercharakteristik in Antwort auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Lenkwinkel verändert wird.
Die Einrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt ferner ein Gierbetragserfassungsmittel zum Erfassen eines Gierbetrags des Fahrzeugs, einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels eines Lenkrads, ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags gemäß einer Ausgabe von dem Lenkwinkelsensor, Antriebskraftverteilungsverhältnis-Erfassungsmittel zum Erfassen des Antriebskraftverteilungsverhältnisses zwischen den Vorder- und Hinterrädern, ein Gierbewegungskorrekturmittel zum Steuern einer Gierbewegung des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel, sowie ein Steuercharakteristikkorrekturmittel zum Ändern einer Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels gemäß einer Ausgabe von dem Antriebskraftverteilungsverhältnis-Erfassungsmittel. Daher ist es möglich, zu erkennen, daß das Fahrzeug in einer unerwünschten Richtung gieren wird, und die Gierbewegung zu steuern. Ferner ist es möglich, eine geeignete Steuerung gemäß einem Antriebskraftverteilungsverhältnis vorzusehen, da die Steuercharakteristik in Antwort auf das Antriebskraftverteilungsverhältnis verändert wird.

Claims

1. Gierbewegungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug, umfassend

- ein Gierbetragserfassungsmittel (1a; 2) zum Erfassen eines Gierbetrags des Fahrzeugs

- einen Lenkwinkelsensor (Ss; 4) zum Erfassen eines Lenkwinkels (6) eines Lenkrads;

- ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel (2a; 5; 5') zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags (yb) in Antwort auf eine Ausgabe von dem Lenkwinkelsensor (Ss; 4);

- ein Gierbewegungskorrekturmittel (6) zum Steuern einer Gierbewegung des Fahrzeugs in Antwort auf eine Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel (2a; 5; 5') und eine Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel (1a; 2), dadurch gekennzeichnete daß das Referenzgierbetragserzeugungsmittel (2a; 5; 5') zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags (yb) in Antwort auf zwei vorhergehende Werte (δn-1, δn-2) der Ausgabe des Lenkwinkelsensors (Ss; 4) ausgebildet ist.

2. Gierbewegungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, worin das Referenzgierbetragserzeugungsmittel (2a; 5) zum Erzeugen des Referenzgierbetrags (yb) in Antwort auf die Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel (1a; 2) ausgebildet ist.

3. Gierbewegungssteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (3) zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit.

4. Gierbewegungssteuereinrichtung nach Anspruch 3, worin das Referenzgierbetragserfassungsmittel (5; 5') zum Erzeugen des Referenzgierbetrags (yb) in Antwort auf eine Ausgabe von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (3) ausgebildet ist.

5. Gierbewegungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend

- ein Steuercharakteristikkorrekturmittel (8) zum Ändern einer Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels (6) in Antwort auf wenigstens einen Fahrparameter (6; v; Ausgabe von 7; Ausgabe von 10') des Fahrzeugs.

6. Gierbewegungssteuereinrichtung nach Anspruch 5, worin das Steuercharakteristikkorrekturmittel (8) zum Ändern der Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels (6) in Antwort auf die Ausgabe von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (3) ausgebildet ist.

7. Gierbewegungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, ferner umfassend

- ein Lenkcharakteristikbestimmungsmittel (7) zum Bestimmen einer Lenkcharakteristik des Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5; 5') und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel (2), worin das Steuercharakteristikkorrekturmittel (8) zum Ändern einer Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels (6) in Antwort auf eine Ausgabe von dem Lenkcharakteristikbestimmungsmittel (7) ausgebildet ist.

8. Gierbewegungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, ferner umfassend

- ein Antriebskraftverteilungsverhältnis-Erfassungsmittel (10') zum Erfassen des Antriebskraftverteilungsverhältnisses zwischen vorderen und hinteren Rädern, worin das Steuercharakteristikkorrekturmittel (8) zum Ändern einer Steuercharakteristik des Gierbewegungskorrekturmittels (6) in Antwort auf eine Ausgabe von dem Antriebskraftverteilungsverhältnis-Erfassungsmittel (10') ausgebildet ist.

9. Gierbewegungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5) zum Erzeugen des Referenzgierbetrags (yb) in Antwort auf eine Entwicklung (yn-1, yn-2) einer Ausgabe des Gierbetragserfassungsmittels (2) ausgebildet ist.

10. Gierbewegungssteuereinrichtung nach Anspruch 9, worin das Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5) ein Ausgangssignal (yb) entsprechend

aufweist, wobei a&sub1;, a&sub2;, b&sub1;, b&sub2; Parameter sind, welche sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern, n-1 und n-2 für einen vorhergehenden und einen vorletzten Wert in jedem Durchlauf stehen, in welchem die Berechnung von yb wiederholt wird, y die Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel (2) ist und 6 die Ausgabe des Lenkwinkelsensors (4) ist.

11. Gierbewegungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5') zum Erzeugen des Referenzgierbetrags (yb) in Antwort auf eine Entwicklung (ybn-1, ybn-2) einer Ausgabe des Referenzgierbetragserzeugungsmittels (5) ausgebildet ist.

12. Gierbewegungssteuereinrichtung nach Anspruch 11, worin das Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5') ein Ausgangssignal (yb) entsprechend

aufweist, wobei a&sub1;, a&sub2;, b&sub1;, b&sub2; Parameter sind, welche sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern, n-1 und n-2 für einen vorhergehen Wert und einen vorletzten Wert in jedem Durchlauf stehen, in welchem die Berechnung von yb wiederholt wird, 6 die Ausgabe des Lenkwinkelsensors (4) ist.

13. Gierbewegungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin das Gierbewegungskorrekturmittel (6) eine Antriebsradausgangsdrehmomentsteuereinrichtung umfaßt.

14. Gierbewegungssteuereinrichtung nach Anspruch 13, worin die Antriebsradausgangsdrehmomentsteuereinrichtung eine Motorausgangskraftsteuereinrichtung (23) umfaßt.

15. Gierbewegungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, worin das Gierbetragserfassungsmittel (1a; 2) zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags (yb) gemäß einer Differenz der Drehzahlen (Vr, Vl) zwischen rechten und linken, sich frei drehenden Rädern (Wr, Wl) ausgebildet ist.

16. Gierbewegungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin das Gierbewegungskorrekturmittel (6) eine Einrichtung zum Steuern eines Lenkwinkels von gelenkten Rädern umfaßt.

17. Gierbewegungssteuereinrichtung nach Anspruch 16, worin die Einrichtung zum Steuern des Lenkwinkels von gelenkten Rädern Teil eines Vierradlenkungssteuermittels ist.

18. Gierbewegungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 17, wobei das Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5; 5') umfaßt:

- eine Konstantenauswahleinrichtung (16), welche Konstanten (a&sub1;, a&sub2;, b&sub1;, b&sub2;), die zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags (yb) verwendet werden, in Antwort auf eine Ausgabe von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (3) auswählt.

19. Gierbetragserfassungseinrichtung (1a; 2) zur Verwendung in einer Gierbetragssteuereinrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend

- Geschwindigkeitssensoren (Ss, Sr; 1r, 1l) jeweils zum individuellen Erfassen der Grundgeschwindigkeit der rechten Seite eines Fahrzeugs und derjenigen der linken Seite eines Fahrzeugs;

- Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel (7a; 11) zum Berechnen der Differenz zwischen den jeweiligen Erfassungswerten der Geschwindigkeitssensoren (Ss, Sr; 1r, 1l),

- Berechnungsmittel zum Bestimmen eines Gierbetrags (y) in Antwort auf eine Ausgabe des Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittels (7a; 11), gekennzeichnet durch ein Filtermittel (9), welches mit dem Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittel (7) verbunden ist zum Filtern von Frequenzkomponenten über einer vorbestimmten Frequenz aus der Ausgabe des Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittels (7), um einen Gierbetrag zu bestimmen, worin die vorbestimmte Frequenz kleiner ist, als eine Resonanzfrequenz der Fahrzeugaufhängung in Bewegungsrichtung oder in vertikaler Richtung.

20. Gierbetragserfassungseinrichtung nach Anspruch 19, worin das Filtermittel (7) ein rekursives Filter ist.

21. Gierbetragserfassungseinrichtung nach Anspruch 20, worin das rekursive Filter ein Ausgangssignal (yn) entsprechend

aufweist, wobei α&sub1;, α&sub2;, α&sub3;, β&sub1;, β&sub2;, β&sub3; Konstanten sind, n, n-1, n-2, n-3 für einen vorhergehenden Wert, einen vorletzten Wert, etc. in jedem Durchlauf stehen, in welchem die Berechnung zum Filtern wiederholt wird, y' das Eingangssignal und y das Ausgangssignal (4) des Filters ist.

22. Gierbetragserfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 21, worin das Berechnungsmittel umfaßt

- ein Multiplikationsmittel (12) zum Multiplizieren einer Ausgabe des Geschwindigkeitsdifferenzberechnungsmittels (7a; 11) mit einer Konstante (d), welche von der Spurweite des Fahrzeugs abhängt.

23. Gierbetragserfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 22, worin der Geschwindigkeitssensor (Sl, Sr; 1r, 1l) ein Sensor ist, welcher die Drehzahl eines sich frei drehenden Rads (Mitlaufrad) erfaßt.

24. Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung zur Verwendung in einer Giersteuereinrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend

- ein Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5; 5') zum Erzeugen eines Referenzgierbetrags (yb);

- ein Gierbetragserfassungsmittel (1a; 2) zum Erfassen eines Gierbetrags;

- ein Lenkcharakteristikbestimmungsmittel (7) zum Bestimmen, ob eine Lenkcharakteristik des Fahrzeugs eine Übersteuer-Charakteristik oder eine Untersteuer-Charakteristik ist, gemäß einer Ausgabe von dem Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5; 5?) und einer Ausgabe von dem Gierbetragserfassungsmittel (2)

25. Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung nach Anspruch 24, ferner umfassend eine Abweichungsberechnungsschaltung (19) zum Vorsehen eines Abweichungssignals (Dr) als eine Differenz zwischen dem Referenzgierbetrag (yb) und einem Gierbetrag (y) des Fahrzeugs.

26. Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung nach einem der Ansprüche 24 und 25, ferner umfassend einen Lenkwinkelsensor (4) zum Erfassen eines Lenkwinkels (6) des Lenkrads, wobei das Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5; 5') den Referenzgierbetrag (yb) in Antwort auf eine Ausgabe von dem Lenkwinkelsensor (4) erzeugt.

27. Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, ferner umfassend einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (3) zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, worin das Referenzgierbetragserzeugungsmittel (5; 5') den Referenzgierbetrag (yb) in Antwort auf eine Ausgabe von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (3) erzeugt.

28. Lenkcharakteristikunterscheidungseinrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, worin das Lenkcharakteristikbestimmungsmittel (7) ein erstes Ausgangssignal und alternativ ein zweites Ausgangssignal vorsieht in Abhängigkeit des Vorzeichens des Referenzgierbetrags (yb) und des Abweichungssignals (Dr).