DE4404098A1

DE4404098A1 - Fahrzeugregeleinrichtung

Info

Publication number: DE4404098A1
Application number: DE4404098A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Harada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JP3039187B2; JPH06247332A; DE4404098C2; US5508929A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugregeleinrichtung zum Einregeln von mindestens einem Fahrzustand des Fahrzeugs.

In der JP-OS 2-70561 (1990) ist eine Fahrzeugregeleinrichtung offenbart, die (a) eine Giergeschwindigkeit-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer beabsichtigten Soll-Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs aufgrund des Stellwinkels des Lenkrades des Fahrzeugs, (b) einen Giergeschwindigkeitsdetektor, der eine Ist- Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt, (c) eine Fahrzustand-Änderungseinrichtung, die einen Fahrzustand des Fahrzeugs ändert, und (d) eine Fahrzustand-Steuereinrichtung enthält, die die Fahrzustand-Änderungseinrichtung gemäß einer Differenz zwischen der durch die Giergeschwindigkeit- Bestimmungseinrichtung bestimmten Soll-Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs und der durch den Giergeschwindigkeitsdetektor erfaßten Ist-Giergeschwindigkeit steuert, um dadurch den Fahrzustand des Fahrzeugs einzuregeln.

Wenn das Fahrzeug eine Kurve mit einer Ist- Giergeschwindigkeit durchfährt, die niedriger als die Soll- Giergeschwindigkeit ist, wird von der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Regeleinrichtung die an den Innenrädern aufgebrachte Bremskraft verstärkt, während dann, wenn das Fahrzeug eine Kurve mit einer Ist- Giergeschwindigkeit durchfährt, die höher als die Soll- Giergeschwindigkeit ist, die herkömmliche Regeleinrichtung die an den Innenrädern aufgebrachte Bremskraft verringert. Auf diese Weise wird von der herkömmlichen Regeleinrichtung die Ist-Giergeschwindigkeit der Soll-Giergeschwindigkeit nachgeregelt.

Durch das einfache Nachregeln der Ist-Giergeschwindigkeit auf die Soll-Giergeschwindigkeit kann jedoch durch die herkömmliche Regeleinrichtung das Fahrzeug nicht derart gesteuert werden, daß es eine Sollage erreicht, die das Fahrzeug nach dem Bestreben oder der Absicht des Fahrers erreichen soll. Die erwünschte oder beabsichtigte Sollage entspricht dem Winkel der Betätigung bzw. Drehung des Lenkrades durch den Fahrer. Da der Fahrer gewöhnlich das Lenkrad in dem Glauben betätigt, daß das Fahrzeug ausschließlich entsprechend dem Stellwinkel des Lenkrades fahren wird, kann man sagen, daß eine dem Stellwinkel des Lenkrades entsprechende Lage eine Lage ist, die der Fahrer erreichen möchte. Falls jedoch beispielsweise durch Seitenwind das Fahrzeug in dessen Querrichtung versetzt oder verschoben wird, kann das Fahrzeug selbst dann, wenn die Ist-Gierrate auf die Soll-Gierrate eingeregelt werden könnte, das Fahrzeug nicht die beabsichtigte Sollage erreichen. Wenn das Fahrzeug nur in der seitlichen Richtung versetzt wird, beginnt die herkömmliche Regeleinrichtung nicht das Nachregeln der Ist-Giergeschwindigkeit auf die Soll-Giergeschwindigkeit, da bei diesem Fahrzustand des Fahrzeugs die Ist-Giergeschwindigkeit nicht von der Soll- Giergeschwindigkeit verschieden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugregeleinrichtung zu schaffen, die zumindest einen Fahrzustand des Fahrzeugs derart steuert, daß das Fahrzeug eine vom Fahrer beabsichtigte Sollage erreicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Fahrzeugregeleinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der auf diese Weise gestalteten Fahrzeugregeleinrichtung bestimmt die Ziel-Sollage-Bestimmungseinrichtung aufgrund eines Lenkwinkels des Fahrzeugs eine beabsichtigte Sollage des Fahrzeugs. Die beabsichtigte Sollage ist eine Lage des Fahrzeugs, die der Fahrer erreichen möchte. Normalerweise empfindet der Fahrer keine nachfolgend als "seitliche Verschiebung" bezeichnete seitliche Versetzung des Fahrzeugs, aber eine Änderung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Somit betätigt der Fahrer im allgemeinen das Lenkrad unter der festen Annahme, daß das Fahrzeug entsprechend dem Stellwinkel des Lenkrades fährt. Die Schätzungs-Sollage-Bestimmungseinrichtung ermittelt aus dem durch den Fahrzustandsdetektor erfaßten Fahrzustand des Fahrzeugs eine Schätzungs-Sollage des Fahrzeugs. Die veranschlagte Sollage ist eine Lage, von der anzunehmen ist, daß das Fahrzeug diese erreicht. Der Fahrzustandsdetektor kann erfassen, daß das Fahrzeug in seitlicher Richtung versetzt wird. Die Fahrzustand-Steuereinrichtung steuert die Fahrzustand-Änderungseinrichtung gemäß der Differenz zwischen der beabsichtigten und der geschätzten Sollage des Fahrzeugs, wodurch der mindestens eine gegenwärtige Fahrzustand des Fahrzeugs gesteuert wird. Auf diese Weise wird mit dieser Fahrzeugregeleinrichtung das Fahrzeug derart gesteuert, daß es tatsächlich eine Lage erreicht, welche weniger von der beabsichtigten Sollage abweicht als eine Lage, die durch das mit der vorangehend beschriebenen herkömmlichen Regeleinrichtung gesteuerte Fahrzeug erreicht wird. D.h., die erfindungsgemäße Regeleinrichtung ermöglicht es dem Fahrer, das Fahrzeug auf genauere Weise entsprechend seiner Absicht zu lenken als die herkömmliche Regeleinrichtung. Falls beispielsweise durch eine externe Störung wie einen plötzlichen Seitenwind oder eine plötzliche Änderung des Reibungskoeffizienten µ der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, das Fahrzeug in seitlicher Richtung versetzt wird und daher die Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Ziellage größer wird, wird von der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung automatisch mindestens ein gegenwärtiger Fahrzustand des Fahrzeugs derart gesteuert, daß die Differenz zwischen den beiden Sollagen zu 0 wird. Daher lenkt der Fahrer weiterhin das Fahrzeug, ohne das Auftreten der externen Störung an dem Fahrzeug zu bemerken. Der Lenkwinkel des Fahrzeugs kann entweder der Stellwinkel des Lenkrades des Fahrzeugs oder der tatsächliche Lenkwinkel der Vorderräder des Fahrzeugs sein. Die Schätzungs-Sollage-Bestimmungseinrichtung kann die veranschlagte Sollage entweder allein aus dem gegenwärtigen Fahrzustand des Fahrzeugs oder sowohl aus dem vorherigen als auch aus dem gegenwärtigen Fahrzustand des Fahrzeugs bestimmen. Die beabsichtigte und die veranschlagte Sollage können jeweils entweder ein einzelner Punkt oder ein aus einer Vielzahl von Punkten bestehender Ablauf sein. Die Fahrzustand-Steuereinrichtung kann die Fahrzustand- Änderungseinrichtung gemäß der Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Sollfahrt des Fahrzeugs steuern.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird von der Fahrzustand-Steuereinrichtung die Fahrzustand- Änderungseinrichtung nicht gesteuert, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Sollage des Fahrzeugs kleiner als ein Bezugswert ist, und dagegen die Fahrzustand- Änderungseinrichtung dann gesteuert, wenn der Absolutwert der Differenz nicht kleiner als der Bezugswert ist. Falls der Absolutwert der Differenz klein ist, kann die Fahrzustandregelung unnötig sein, welche der Fahrer als eine übermäßige Steuerung empfinden könnte.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der elektrischen Gestaltung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugregeleinrichtung.

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung einer Nachschlagetabelle, die im voraus in einem Festspeicher einer elektronischen Steuereinheit der Regeleinrichtung nach Fig. 1 gespeichert ist.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm eines Steuerprogramms, das im voraus in dem Festspeicher der elektronischen Steuereinheit der Regeleinrichtung nach Fig. 1 gespeichert ist.

Fig. 4 ist eine grafische Darstellung, die eine beabsichtigte und eine veranschlagte Sollage eines Fahrzeugs veranschaulicht, welche durch die Regeleinrichtung nach Fig. 1 bestimmt sind.

Fig. 5 ist eine grafische Darstellung, die einen Zusammenhang zwischen einer Neutralsteuerungseigen schaft, einer Übersteuerungseigenschaft oder einer Untersteuerungseigenschaft eines Fahrzeugs und einer Querversetzungsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs veranschaulicht.

Fig. 6 ist eine grafische Darstellung, die die Differenz zwischen einer beabsichtigten und einer veranschlagten Querversetzung eines Fahrzeugs zeigt, wobei die Differenz anzeigt, daß das Fahrzeug nicht allein entsprechend dem Winkel der Bedienung des Lenkrades durch den Fahrer fährt und daher dem Fahrer das Gefühl von Unsicherheit gibt.

Als erstes ist in Fig. 1 schematisch eine Regeleinrichtung für ein vierrädriges Kraftfahrzeug dargestellt, in welchem die erfindungsgemäße Einrichtung eingesetzt ist.

In Fig. 1 sind mit 10, 14 und 16 jeweils ein Fahrgeschwindigkeitssensor, ein Querbeschleunigungssensor und ein Lenkwinkelsensor bezeichnet. Die drei Sensoren 10, 14 und 16 sind an die Eingabeeinheit einer elektronischen Steuereinheit 18 angeschlossen, welche im wesentlichen durch einen Computer mit einer Zentraleinheit (CPU), einem Schreib/Lesespeicher (RAM), einem Festspeicher (ROM), einer Eingabe/Ausgabeeinheit, einem Bus usw. gebildet ist. Die Ausgabeeinheit der Steuereinheit 18 ist mit einem Hinterrad- Lenkantrieb 20 und einem Fahrgeschwindigkeit-Verstellglied 22 verbunden.

Der Fahrgeschwindigkeitssensor 10 erfaßt oder berechnet eine Fahrgeschwindigkeit V der Schwerpunktsmitte des Fahrzeugs aus der Drehzahl der Ausgangswelle der (nicht gezeigten) Maschine des Fahrzeugs.

Die Fahrgeschwindigkeit V der Schwerpunktsmitte des Fahrzeugs besteht aus einer ersten Geschwindigkeitskomponen te u in der Längsrichtung des Fahrzeugs und einer zweiten Geschwindigkeitskomponente v in einer zur Längsrichtung senkrechten Querrichtung des Fahrzeugs.

Im Falle von v = 0, d. h., wenn das Fahrzeug nicht in seitlicher Richtung desselben versetzt wird, stimmt die Fahrtrichtung der Schwerpunktsmitte des Fahrzeugs mit der Längsrichtung des Fahrzeugs überein, so daß daher die Schwerpunkt-Geschwindigkeit V gleich der Längsrichtung- Geschwindigkeit u ist.

Falls andererseits v von 0 verschieden ist, nämlich das Fahrzeug in seitlicher Richtung versetzt wird, ist die Schwerpunkt-Geschwindigkeit V nicht gleich der Längsrichtung-Geschwindigkeit u. Da jedoch der Unterschied zwischen der Fahrtrichtung des Schwerpunktes des Fahrzeugs und der Längsrichtung des Fahrzeugs sehr gering ist, ist anzunehmen, daß die durch das Ausgangssignal des Fahrgeschwindigkeitssensors 10 dargestellte Geschwindigkeit V des Schwerpunkts des Fahrzeugs gleich der Längsrichtung- Geschwindigkeit u ist. Nachfolgend wird die Geschwindigkeit V des Schwerpunkts des Fahrzeugs als Fahrgeschwindigkeit V bezeichnet, während die Geschwindigkeit v in seitlicher Richtung als Querversetzungsgeschwindigkeit v bezeichnet wird.

Der Querbeschleunigungssensor 14 erfaßt eine Beschleunigung G_y des Fahrzeugs in dessen seitlicher Richtung. Der Sensor 14 kann durch einen bekannten Beschleunigungssensor gebildet sein.

Der Lenkwinkelsensor 16 erfaßt einen Winkel e der Betätigung bzw. Drehung des (nicht gezeigten) Lenkrades durch den Fahrer für das Auslenken der (nicht gezeigten) Vorderräder aus einer Neutralstellung (R = 0) des Lenkrades heraus, bei der das Fahrzeug in dessen Längsrichtung geradeaus vorwärts fahren kann.

Falls gemäß den nachfolgenden Ausführungen das Fahrzeug eine Kurve mit einem bestimmten Kreisradius R bei einem gleichmäßigen Fahrzustand durchfährt, bei dem die Querversetzungsgeschwindigkeit v gleich 0 ist, ist die Querbeschleunigung G_y auf die Mitte des Wendekreises gerichtet und das Ausmaß der Querbeschleunigung G_y ist gleich dem Produkt aus der Fahrgeschwindigkeit V und einer Giergeschwindigkeit γ des Fahrzeugs, d. h., es gilt G_y = Vγ.

Falls andererseits das Fahrzeug eine Kurve in einem ungleichmäßigen Fahrzustand durchfährt, bei dem auf das Fahrzeug in seitlicher Richtung desselben eine externe Kraft wie Seitenwind einwirkt, ist das Ausmaß der Querbeschleunigung G_y gleich der Summe aus dem vorangehend genannten Produkt Vγ und einer Querversetzung-Beschleunigung v′, nämlich der Ableitung der Querversetzungsgeschwindigkeit v, d. h., es gilt G_y = Vγ + v′.

Der Hinterrad-Lenkantrieb 20 ist beispielsweise durch ein Servoventil einer (nicht gezeigten) Hinterrad- Lenkvorrichtung des Fahrzeugs gebildet. Die Hinterrad- Lenkvorrichtung ändert den Lenkwinkel der (nicht gezeigten) Hinterräder des Fahrzeugs. Falls die Hinterrad- Lenkvorrichtung einen Hydraulikzylinder und ein Servoventil für das Steuern des Zuführens und Auslassen von Arbeitsfluid in bzw. aus der Druckkammer des Hydraulikzylinders enthält, wird das Servoventil an die Steuereinheit 18 angeschlossen und der Hydraulikzylinder über das Servoventil mit einer (nicht gezeigten) Fluidquelle verbunden. Das Servoventil wird durch die Steuereinheit 18 derart gesteuert, daß es die Arbeitsflüssigkeit in die Druckkammer des Hydraulikzylinders leitet bzw. aus dieser ausläßt, um dadurch den Lenkwinkel der Hinterräder des Fahrzeugs zu ändern.

Das Fahrgeschwindigkeit-Verstellglied 22 ist beispielsweise durch eine Stellvorrichtung gebildet, die eine in dem (nicht gezeigten) Einlaßverteiler der Maschine des Fahrzeugs angebrachte zweite Drosselklappe betätigt. Falls in dem Einlaßverteiler der Maschine hintereinander eine Hauptdrosselklappe und eine zweite Drosselklappe angeordnet sind, ist die Hauptdrosselklappe mit dem Fahrpedal des Fahrzeugs verbunden, während die zweite Drosselklappe mit der Steuereinheit 18 verbunden ist. Wenn der Öffnungsgrad der zweiten Drosselklappe kleiner wird, wird unabhängig von dem von dem Fahrer hervorgerufenen Grad der Betätigung des Fahrpedals die Menge des der Brennkammer der Maschine zugeführten Luft/Brennstoffgemisches verringert, so daß die Fahrgeschwindigkeit V gesenkt wird.

Der Festspeicher der Steuereinheit 18 speichert eine in Fig. 2 grafisch dargestellte Nachschlagetabelle und ein durch das Ablaufdiagramm in Fig. 3 dargestelltes Fahrzustand- Steuerprogramm.

Die Steuereinheit 18 ermittelt aus den Ausgangssignalen der vorstehend beschriebenen drei Sensoren 10, 14 und 16 eine beabsichtigte Sollage und eine veranschlagte Sollage des Fahrzeugs und steuert den Hinterrad-Lenkantrieb 20 oder das Fahrgeschwindigkeit-Verstellglied 22 gemäß der Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Sollage.

Nachstehend wird beschrieben, wie durch diese Fahrzeugregeleinrichtung die beabsichtigte und die veranschlagte Sollage bestimmt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die beabsichtigte Sollage des Fahrzeugs als eine Lage definiert, die das Fahrzeug nach dem Zeitpunkt (t = 0) der Erfassung der Fahrgeschwindigkeit V, des Lenkwinkels R und der Querbeschleunigung G_y gemäß der Absicht des Fahrers in einem Zeitabschnitt τ (t = τ) erreichen soll, während die veranschlagte Sollage des Fahrzeugs als eine Lage definiert ist, die das Fahrzeug gemäß einer Schätzung bzw. Berechnung zu dem Zeitpunkt t = τ erreicht.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 kann die beabsichtigte Sollage durch eine Querversetzungsgröße y₁ dargestellt werden, um die das Fahrzeug nach der Absicht des Fahrers in dem Zeitabschnitt τ (d. h., t = τ) von der X-Achse weg parallel zur Y-Achse eines orthogonalen XY- Koordinatensystems abweichen soll, welches an dem Fahrzeug zum Zeitpunkt 0 festgelegt ist (d. h., t = 0). Die X-Achse und die Y-Achse des XY-Koordinatensystems stehen senkrecht zueinander und entsprechen jeweils der Längsrichtung und der Querrichtung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt t = 0. Gleichermaßen kann die veranschlagte Sollage durch eine Querversetzungsgröße y₂ dargestellt werden, um die das Fahrzeug schätzungsweise zum Zeitpunkt t = τ von der X- Achse weg parallel zu der Y-Achse abweicht. In der folgenden Beschreibung ist angenommen, daß während der Zeitdauer sich die Fahrgeschwindigkeit V, der Lenkwinkel R, die Giergeschwindigkeit γ und die Querbeschleunigung G_y nicht ändern und daß das Fahrzeug nicht in einen kritischen Fahrzustand gebracht worden ist, bei welchem kein linearer Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkel R und der Giergeschwindigkeit γ aufrecht erhalten ist.

Nimmt man an, daß das Fahrzeug entsprechend dem Lenkwinkel R des von dem Fahrer betätigten Lenkrades einen Kreisbogen bei dem gleichmäßigen Fahrzustand durchfährt, bei dem die Querverschiebungsgeschwindigkeit v 0 ist (v = 0), so wird die beabsichtigte Querversetzung y₁ gemäß dem Radius R des Wendekreises nach folgender Gleichung bestimmt:

y₁ = R{1 - cos(γt)} (1).

Die Zeit t = τ wird entsprechend einem "Vorwärtsblick- und Lenkmodell" bestimmt, bei dem angenommen ist, daß der Fahrer das Lenkrad betätigt, während er zum Zeitpunkt t = 0 auf eine geradeaus vorwärts liegende Stelle auf der X-Achse des XY- Koordinatensystems schaut. In diesem Fall wird die Zeit dadurch ermittelt, daß die Strecke zwischen der Stelle, an der der Fahrer das Lenkrad im Fahrzeug betätigt, und der geradeaus vorwärts liegenden Stelle, auf die der Fahrer durch die Windschutzscheibe blickt, durch die Fahrgeschwindigkeit V geteilt wird (V = u). Die Zeit τ fällt gewöhnlich in den Bereich von ungefähr 0,1 bis 1,5 s. Die die vorstehend genannte Vorwärtsstrecke (Lp, Fig. 6) anzeigende Daten werden im voraus in dem Festspeicher der Steuereinheit 18 gespeichert. Da die Zeit τ und die Giergeschwindigkeit γ als sehr klein in bezug auf den Radius R des Wendekreises anzusehen sind, kann der Wert cos(γt) in der Gleichung (1) durch einen Wert {1 - (γt)²/2} angenähert werden. Daher wird die beabsichtigte Querversetzung y₁ nach folgender Gleichung ermittelt:

y₁ = R(γt)²/2 (2).

Die veranschlagte bzw. geschätzte Querversetzung y₂ wird gemäß dem gegenwärtigen Fahrzustand des Fahrzeugs bestimmt.

Da sich gemäß Fig. 4 die Längsrichtung und die Querrichtung des Fahrzeugs in bezug auf die X-Achse und die Y-Achse des XY-Koordinatensystems zum Zeitpunkt t = 0 bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs während der Zeitdauer τ ändern, kann die veranschlagte Querversetzung y₂ nicht auf genaue Weise durch einfaches Integrieren der Querverschiebungsgeschwindigkeit v von dem Zeitpunkt t = 0 bis zu dem Zeitpunkt t = τ bestimmt werden. Es ist daher erforderlich, die Y- Richtungskomponenten sowohl der Querverschiebungsgeschwin digkeit v als auch der Längsrichtungsgeschwindigkeit u der Fahrgeschwindigkeit V zu einem Zeitpunkt t = t zwischen dem Zeitpunkt t = 0 und dem Zeitpunkt t = τ zu berücksichtigen. Die zusammengesetzte Y-Richtungsgeschwindigkeit V_y aus den jeweiligen Y-Richtungskomponenten der vorstehend genannten beiden Geschwindigkeiten v und u wird durch die folgende Gleichung erhalten:

V_y = vcos(γt) + usin(γt) (3).

Gemäß der vorangehenden Beschreibung kann dabei die Längsrichtungsgeschwindigkeit u annähernd durch die Fahrgeschwindigkeit V ersetzt werden. Daher kann dann, wenn die Giergeschwindigkeit γ und die Zeitdauer τ jeweils sehr klein sind, der Wert sin(γt) durch einen Wert γt und der Wert cos(γt) durch einen Wert 1 angenähert werden. Auf diese Weise kann die Y-Richtungsgeschwindigkeit V_y nach folgender Gleichung ermittelt werden:

V_y = v + Vγt (4).

Nimmt man an, daß sich die Querverschiebungsgeschwindigkeit v während der Zeitdauer τ zwischen dem Zeitpunkt t = 0 und dem Zeitpunkt t = τ nicht ändert, so wird die Querversetzungsgröße y₂ entsprechend der folgenden Gleichung (5) veranschlagt bzw. berechnet, welche durch Integrieren der Y-Richtungsgeschwindigkeit V_y von dem Zeitpunkt t = 0 bis zu dem Zeitpunkt t = τ erhalten wird:

y₂ = vt + Vγτ²/2 (5).

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch die Querverschiebungsgeschwindigkeit v nicht auf direkte Weise erfaßt, sondern es wird gemäß den nachfolgenden Ausführungen das Ausgangssignal G_y des Querbeschleunigungssensors 14 herangezogen. Alternativ kann die Fahrzeugregeleinrichtung einen Querverschiebungsgeschwindigkeit-Sensor enthalten, mit dem die Querverschiebungsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs direkt erfaßt wird.

Gemäß der vorangehenden Beschreibung zeigt das Ausgangssignal G_y des Querbeschleunigungssensors 14 die Summe aus der sich durch die Kurvenfahrt des Fahrzeugs ergebenden Beschleunigung Vγ und der sich aus einer externen Störung wie Seitenwind ergebenden Querverschiebungsbeschleu nigung v′ an. Nimmt man an, daß eine anfängliche seitliche Lage y₀ und eine anfängliche Querverschiebungsgeschwindig keit v₀ zum Zeitpunkt t = 0 beide "0" sind und daß sich eine anfängliche Signalamplitude G_y0 zum Zeitpunkt t = 0 plötzlich von "0" auf den Wert G_y ändert (d. h., ansteigt oder abfällt) und sich die Amplitude während der Zeitdauer τ nicht ändert, so wird die Querversetzungsgröße Y₂ nach folgender Gleichung (6) bestimmt, die durch zweimaliges Integrieren des Ausgangssignals G_y von dem Zeitpunkt t = 0 bis zu dem Zeitpunkt t = τ erhalten wird:

y₂ = G_yτ²/2 (6).

Nimmt man an, daß die Querverschiebungsbeschleunigung v′ und die Querverschiebungsgeschwindigkeit v beide "0" sind, so ist die Querbeschleunigung G_y gleich dem Wert Vγ und die veranschlagte Querversetzung y₂ ist gleich einem Wert Vγτ²/2. Da die Fahrgeschwindigkeit V gleich dem Produkt aus dem Wendekreisradius R und der Giergeschwindigkeit γ ist, wird die Gleichung (6) zu folgender Gleichung (7) umgeschrieben:

y₂ = R(γτ)²/2 (7).

Diese Gleichung (7) ist die gleiche wie die Gleichung (2), aus der hervorgeht, daß dann, wenn die Ist- Giergeschwindigkeit so geregelt wird, daß sie gleich der Soll-Giergeschwindigkeit ist, die veranschlagte Querversetzung y₂ fortgesetzt mit der beabsichtigten Querversetzung y₁ übereinstimmt.

Wenn jedoch das Fahrzeug durch eine externe Störung wie Seitenwind oder eine plötzliche Änderung des Reibungskoeffizienten µ der von dem Fahrzeug befahrenen Straßenfläche in der Querrichtung verschoben wird oder wenn das Fahrzeug Untersteuerungseigenschaft oder Übersteuerungseigenschaft hat, ist die Querverschiebungs geschwindigkeit v oder die Querverschiebungsbeschleunigung v′ nicht "0".

Gemäß der Darstellung in Fig. 5 ist bei einem Fahrzeug mit neutraler Steuerungseigenschaft die Fahrgeschwindigkeit V gleich der Längsrichtungsgeschwindigkeit u. Bei einem Fahrzeug mit Untersteuerungs- oder Übersteuerungseigenschaft sind die beiden Geschwindigkeiten V und u einander nicht gleich. D.h., die Querrichtungsgeschwindigkeit v ist nicht 0. Bei einem Fahrzeug mit Übersteuerungseigenschaft ist die Querrichtungsgeschwindigkeit v kleiner als 0, nämlich v < 0, wobei v negativ in bezug auf die Y-Achse des XY- Koordinatensystems ist. Andererseits ist bei einem Fahrzeug mit Untersteuerungseigenschaft die Querrichtungsgeschwin digkeit v größer als 0, nämlich V < 0, wobei v positiv in bezug auf die Y-Achse ist.

Falls die Querverschiebungsgeschwindigkeit v oder die Querverschiebungsbeschleunigung v′ nicht 0 ist, stimmt die veranschlagte Querversetzung y₂ mit der beabsichtigten Querversetzung y₁ selbst dann nicht überein, wenn die Ist- Giergeschwindigkeit so geregelt wird, daß sie gleich der Soll-Giergeschwindigkeit ist. Gemäß der nachfolgenden Beschreibung ist dagegen die erfindungsgemäße Fahrzeugregeleinrichtung dazu geeignet, selbst dann, wenn die Querverschiebungsgeschwindigkeit v oder die Querver schiebungsbeschleunigung v nicht 0 ist, mindestens einen Fahrzustand des Fahrzeugs derart zu steuern, daß die Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Querversetzung y₁ bzw. y₂ zu 0 wird. Diese Regeleinrichtung kann die Fahrzustandssteuerung beginnen, bevor das Fahrzeug in einen vorkritischen Fahrzustand gebracht wird, bei dem die herkömmliche Regeleinrichtung das Nachregeln der Ist- Giergeschwindigkeit auf die Soll-Giergeschwindigkeit beginnt.

Gemäß der Darstellung in Fig. 6 spürt der Fahrer die Differenz (y₂-y₁) zwischen der beabsichtigten Querversetzung y₁ und der veranschlagten Querversetzung y₂. Normalerweise betätigt der Fahrer das Lenkrad unter Wahrnehmung des Abstandes y₁ eines beabsichtigten Sollpunktes R₁ von der Längsachse des Fahrzeugs, nämlich der X-Achse des XY-Koordinatensystems zum Zeitpunkt t = 0. Im einzelnen bestimmt der Fahrer zum Zeitpunkt t = 0, nämlich zum gegenwärtigen Zeitpunkt die beabsichtigte Sollage bzw. den beabsichtigten Sollpunkt R₁ und erkennt die seitliche Versetzung y₁ des beabsichtigten Sollpunktes R₁ von einem geradeaus vorne liegenden Punkt, welchen der das Lenkrad des Fahrzeugs betätigende Fahrer anblickt und der von dem Fahrer im Fahrzeug um eine Strecke Lp beabstandet ist. Nimmt man an, daß das Fahrzeug auf einer durch eine ausgezogene Linie dargestellten ersten Bahn fährt, so bewegt sich der Schwerpunkt des Fahrzeugs von einem Anfangspunkt R₀ zu dem Punkt R₁ und dann zu einem Punkt R₂. Wenn zwischen den Punkten R₀ und R₂ der Fahrer nicht den Lenkwinkel e ändert und das Fahrzeug nicht durch eine externe Störung wie Seitenwind in der Querrichtung geschoben wird, so ist die beabsichtigte Querversetzung y₁ an dem Punkt R₂ gleich derjenigen an dem Anfangspunkt R₀.

Nimmt man andererseits an, daß das Fahrzeug auf einer durch eine strichpunktierte Linie dargestellten zweiten Bahn fährt, ohne daß sich der Lenkwinkel R ändert, aber dabei eine externe Störung einwirkt, so ist zu schätzen, daß sich der Schwerpunkt des Fahrzeugs von dem Anfangspunkt R₀ zu einem Punkt R₃ bewegt. In diesem Fall ist die veranschlagte Querversetzung y₂ auf der Vorwärtsstrecke Lp von der beabsichtigten Querversetzung y₁ verschieden, da durch die externe Störung das Fahrzeug in der Querrichtung verschoben wird. Somit nimmt der Fahrer die Differenz (y₂-y₁) zwischen den beiden Querversetzungen y₁ und y₂ wahr.

Um das durch die vorstehend genannte Differenz zwischen den beiden Querversetzungen y₁ und y₂ verursachte Unsicherheitsempfinden des Fahrers zu verhindern, wird von der erfindungsgemäßen Fahrzeugregeleinrichtung der mindestens eine Fahrzustand des Fahrzeugs auf die nachstehend beschriebene Weise gesteuert.

Es wird nun die Art und Weise der durch die Regeleinrichtung ausgeführten Steuerung des Fahrzeugs beschrieben:
Falls der Absolutwert |y₂-y₁| der Differenz zwischen den beiden Querversetzungen y₁ und y₂ kleiner als ein Bezugswert A (< 0) ist, fallen die Koordinaten (y₁, y₂) in einen Bereich (n) der grafischen Darstellung in Fig. 2 und es wird durch die Regeleinrichtung keine Steuerung an dem Fahrzeug vorgenommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Bezugswert A im voraus auf einen Wert gewählt, der gleich einer Breite d einer Fahrspur ist, und die Daten für den Wert A oder d werden in dem Festspeicher der Steuereinheit 18 gespeichert. Wenn der Wert |y₂-y₁| kleiner als der Bezugswert d ist, weicht das Fahrzeug nicht aus der Fahrspur ab und es ist daher nicht erforderlich, eine Fahrzustandsteuerung vorzunehmen.

Falls die Vorzeichen der beiden Querversetzungen y₁ und y₂ beide positiv sind und zugleich die Differenz (y₂-y₁) kleiner als ein Bezugswert -d/2 ist oder falls die Vorzeichen der beiden Querversetzungen y₁ und y₂ beide negativ sind und zugleich die Differenz (y₂-y₁) größer als ein Bezugswert d/2 ist, fallen die Koordinaten (y₁, y₂) in einen Bereich (a) der grafischen Darstellung in Fig. 2. In einem jeden dieser Fälle wird der Hinterrad-Lenkantrieb 20 derart betätigt, daß die Hinterräder in Gegenrichtung zu der Richtung ausgelenkt werden, in welcher die Vorderräder durch Betätigen des Lenkrades ausgelenkt werden. Da in diesen Fällen die veranschlagte Querversetzung y₂ im Vergleich zu der beabsichtigten Querversetzung y₁ unzureichend klein ist, wird das Gieren des Fahrzeugs verstärkt.

Falls dagegen die Vorzeichen der beiden Querversetzungen y₁ und y₂ beide positiv sind und zugleich die Differenz (y₂-y₁) größer als der Bezugswert d/2 ist oder falls die Vorzeichen der beiden Querversetzungen y₁ und y₂ beide negativ sind und zugleich die Differenz (y₂-y₁) kleiner als ein Bezugswert -d/2 ist, fallen die Koordinaten (y₁, y₂) in einen Bereich (b) der grafischen Darstellung in Fig. 2. In einem jeden dieser Fälle wird der Hinterrad-Lenkantrieb 20 derart betätigt, daß die Hinterräder in der gleichen Richtung ausgelenkt werden, in welcher die Vorderräder durch das Betätigen des Lenkrades ausgelenkt werden. Da in diesen Fällen die veranschlagte Querversetzung y₂ im Vergleich zu der beabsichtigten Querversetzung y₁ übermäßig groß ist, wird das Gieren des Fahrzeugs verringert.

Ein Winkel δ der Auslenkung der Hinterräder durch die Hinterrad-Lenkvorrichtung wird nach folgender Gleichung bestimmt:

δ = K₁|y₂-y₁|+K₂R (8)

wobei K₁ und K₂ Faktoren sind.

Der Faktor K₁ ist nicht ein konstanter Wert, sondern wird entsprechend einer im voraus in dem Festspeicher der Steuereinheit 18 gespeicherten (nicht gezeigten) Nachschlagetabelle größer, wenn der Absolutwert |y₂-y₁| größer wird. Der Faktor K₂ ist ein konstanter Wert, aber aus der Gleichung (8) kann das zweite Glied K₂R weggelassen werden.

Falls die Koordinaten (y₁, y₂) nicht in einen der Bereiche (n), (a) und (b), sondern in einen Bereich (c) der grafischen Darstellung in Fig. 2 fallen, wird das Fahrgeschwindigkeit-Verstellglied 22 derart betätigt, daß der Öffnungsgrad der in dem Einlaßverteiler der Maschine angebrachten zweiten Drosselklappe verringert wird. D.h., falls die Vorzeichen der beiden Querversetzungen y₁ und y₂ voneinander verschieden sind und zugleich der Absolutwert |y₂-y₁| größer als der Bezugswert d/2 ist, ist daraus zu schließen, daß der Fahrzustand des Fahrzeugs instabil ist.

Daher wird die Fahrgeschwindigkeit V verringert, um die Fahrsicherheit zu verbessern.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäße Fahrzeugregeleinrichtung entsprechend der Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Querversetzung y₁ und y₂ mindestens einen gegenwärtigen Fahrzustand des Fahrzeugs derart steuert, daß die veranschlagte Querversetzung y₂ gleich der beabsichtigten Querversetzung y₁ wird, nämlich die Differenz zwischen den beiden Querversetzungen y₁ und y₂ zu 0 wird. Da die herkömmliche Regeleinrichtung die Ist-Giergeschwindigkeit derart regelt, daß sie gleich der Soll-Giergeschwindigkeit wird, kann die Differenz bzw. der Abstand zwischen der beabsichtigten Sollage und der geschätzten bzw. veranschlagten Sollage größer werden, wenn das Fahrzeug in der Querrichtung geschoben wird. Im Gegensatz dazu steuert die erfindungsgemäße Regeleinrichtung das Fahrzeug derart, daß die Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Sollage zu 0 wird.

Wenn die Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Querversetzung y₁ und y₂ kleiner als der der Breite einer Fahrspur entsprechende Bezugswert d ist, wird von dieser Regeleinrichtung die Fahrzustandssteuerung nicht begonnen. Wenn das Fahrzeug auf normale Weise beispielsweise unter normaler Änderung des Lenkwinkels des Lenkrades fährt, liegt im wesentlichen kein Fall vor, bei dem der Absolutwert |y₂-y₁| größer als der Bezugswert d wird. Wenn an dem Fahrzeug eine plötzliche Störung wie ein plötzlicher Seitenwind oder eine abrupte oder große Änderung des Reibungskoeffizienten µ der Fahrbahn auftritt, kann der Absolutwert |y₂-y₁| größer als der Bezugswert d werden, so daß die erfindungsgemäße Regeleinrichtung das Steuern des Fahrzustands beginnt.

Die Funktion der auf die vorstehend beschriebenen Weise gestalteten Fahrzeugregeleinrichtung wird nun unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in Fig. 3 beschrieben.

Als erstes werden bei einem Schritt S1 von der Zentraleinheit der Steuereinheit 18 durch die Ausgangssignale der jeweiligen Sensoren 10, 14 und 16 die gegenwärtige Fahrgeschwindigkeit V, der Lenkwinkel R und die Querbeschleunigung G_y (zum Zeitpunkt t = 0) eingelesen. Auf den Schritt S1 folgt ein Schritt S2, bei dem eine beabsichtigte Querversetzung y₁ und eine veranschlagte Querversetzung y₂ bestimmt werden und die Differenz (y₂-y₁) zwischen den beiden Querversetzungen y₁ und y₂ ermittelt wird.

Die beabsichtigte Querversetzung y₁ wird entsprechend der vorangehend angegebenen Gleichung (2) zu y₁ = R(γt)²/2 bestimmt. Der Radius R des Wendekreises wird nach folgender Gleichung bestimmt:

R = LN(1 + KV²)/R (9)

wobei L der Achsstand des Fahrzeugs ist, K ein Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs ist und N ein Lenkgetriebe verhältnis des Fahrzeugs ist. Jeder der Werte L, K und N ist ein konstanter Wert. Die Giergeschwindigkeit γ kann dabei durch V/R, nämlich zu γ = V/R als Gleichung (10) ausgedrückt werden. Der Radius R und die Giergeschwindigkeit γ in der Gleichung (2) werden durch die Gleichungen (9) und (10) ersetzt, wodurch die beabsichtigte Querversetzung y₁ nach folgender Gleichung (11) ermittelt wird:

y₁ = R (Vτ)²/{2LN(1 + KV²)} (11).

Da die Daten für die bekannten Werte L, N und K im voraus in dem Festspeicher der Steuereinheit 18 gespeichert sind, kann die beabsichtigte Querversetzung y₁ dadurch ermittelt werden, daß die unbekannten Werte V und R in der Gleichung (11) durch die entsprechende Ist-Fahrgeschwindigkeit V und den Lenkwinkel R ersetzt werden, die jeweils bei dem Schritt S1 erfaßt wurden. Die Zeit τ kann auf die vorangehend beschriebene Weise bestimmt werden.

Dabei wird die veranschlagte Querversetzung y₂ dadurch ermittelt, daß in der vorangehend angeführten Gleichung (6) y₂ = G_y τ²/2 statt der unbekannten Werte τ und G_y, die Zeit τ und die Ist-Querbeschleunigung G_y eingesetzt werden, die bei dem Schritt S1 erfaßt werden.

Auf den Schritt S2 folgt ein Schritt S3, bei dem ermittelt wird, ob der Absolutwert |y₂-y₁| der bei dem Schritt S2 ermittelten Differenz (y₂-y₁) kleiner als der Bezugswert A, nämlich kleiner als d ist. Falls der Schritt S3 die Antwort "JA" ergibt, bedeutet dies, daß die Koordinaten (y₁, y₂) in den Bereich (n) der grafischen Darstellung in Fig. 2 fallen, so daß die Regeleinrichtung keinerlei Steuerung des Fahrzustands vornimmt. Falls andererseits der Schritt S3 die Antwort "NEIN" ergibt, schreitet die Steuerung der Steuereinheit 18 zu einem Schritt S4 weiter, bei dem ermittelt wird, ob die beabsichtigte und die veranschlagte Querversetzung y₁ und y₂ das gleiche Vorzeichen haben. Wenn dies bei dem Schritt S4 zutrifft, schreitet die Steuerung zu einem Schritt S5 weiter, bei dem aufgrund des Wertes der Differenz (y₂-y₁) und der jeweiligen Vorzeichen der beiden Querversetzungen y₁ und y₂ ermittelt wird, ob die Koordinaten (y₁, y₂) in dem Bereich (a) oder (b) der grafischen Darstellung in Fig. 2 fallen. Gemäß der vorangehenden Beschreibung schreitet dann, wenn bei dem Schritt S5 ermittelt wird, daß die Koordinaten (y₁, y₂) in den Bereich (a) fallen, die Steuerung der Steuereinheit 18 zu einem Schritt S6 weiter, bei dem der Hinterrad- Lenkantrieb 20 derart betätigt wird, daß die Hinterräder in Gegenrichtung zu der Richtung ausgelenkt werden, in welcher durch die Drehung des Lenkrades durch den Fahrer die Vorderräder gerade gelenkt sind. Falls andererseits bei dem Schritt S5 ermittelt wird, daß die Koordinaten (y₁, y₂) in den Bereich (b) fallen, schreitet die Steuerung der Steuereinheit 18 zu einem Schritt S7 weiter, bei dem der Hinterrad-Stellantrieb 20 derart betrieben wird, daß die Hinterräder in der gleichen Richtung wie die von dem Fahrer gelenkten Vorderräder gelenkt werden.

Falls andererseits die beabsichtigte und die veranschlagte Querversetzung y₁ und y₂ unterschiedliche Vorzeichen haben, nämlich der Schritt S4 die Antwort "NEIN" ergibt, bedeutet dies, daß die Koordinaten (y₁, y₂) in den Bereich (c) der grafischen Darstellung in Fig. 2 fallen. In diesem Fall schreitet die Steuerung der Steuereinheit 18 zu einem Schritt S8 weiter, bei dem das Fahrgeschwindigkeit- Verstellglied 22 zu einer Verringerung des Öffnungsgrades der in dem Einlaßverteiler der Maschine angebrachten zweiten Drosselklappe betätigt wird und dadurch die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs verringert wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Fahrzeugregeleinrichtung mindestens einen gegenwärtigen Fahrzustand des Fahrzeugs gemäß der Differenz (y₂-y₁) derart steuert, daß das Fahrzeug tatsächlich seitlich um die von dem Fahrer beabsichtigte Strecke y₁ versetzt wird. Außerdem wird dann, wenn das Verhalten des Fahrzeugs als instabil festgestellt wird, von der Regeleinrichtung automatisch die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs verringert.

Falls durch Seitenwind, der auf das Fahrzeug beispielsweise bei dem Ausfahren aus einem Tunnel auf eine freie Fahrbahn einwirkt, das Fahrzeug in seitlicher Richtung geschoben wird, wird durch die erfindungsgemäße Regeleinrichtung auf wirkungsvolle Weise verhindert, daß das Fahrzeug aus der befahrenen Fahrspur heraus abweicht, ohne daß ein schnelles Reagieren oder Einwirken des Fahrers erforderlich ist. Falls ferner das Fahrzeug durch eine plötzliche und starke Änderung des Reibungskoeffizienten µ der befahrenen Straßenfläche das Fahrzeug in seitlicher Richtung rutscht, wird durch die erfindungsgemäße Regeleinrichtung auf vorteilhafte Weise verhindert, daß das Fahrzeug stark von einer von dem Fahrer beabsichtigten Sollage weg abweicht.

Falls darüber hinaus das Fahrzeug beispielsweise auf einer verschneiten oder eisigen Fahrbahn in einer Richtung fährt, die zu der Richtung entgegengesetzt ist, in welcher der Fahrer das Lenkrad dreht, und die Differenz zwischen den beiden Richtungen groß wird, wird von der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs verringert und dadurch die Fahrstabilität des Fahrzeugs verbessert.

Die Erfindung wurde zwar anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels ausführlich beschrieben, kann aber auch anderweitig ausgeführt werden.

Beispielsweise sind zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die beabsichtigte und die veranschlagte Sollage jeweils durch die Querversetzungen y₁ und y₂ dargestellt, es ist aber auch möglich, daß die jeweilige beabsichtigte und veranschlagte Sollage durch eine Tangente Φ dargestellt wird, welche dadurch erhalten wird, daß die entsprechende Querversetzung y₁ und y₂ durch die Vorwärtsstrecke Lp dividiert wird. Während darüberhinaus bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Regeleinrichtung jeweils eine einzelne beabsichtigte oder veranschlagte Sollage bestimmt, kann die Regeleinrichtung dazu gestaltet werden, eine beabsichtigte oder veranschlagte Sollbahn zu bestimmen, die aus einer Vielzahl von beabsichtigten oder veranschlagten Sollagen besteht.

Obgleich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die beabsichtigte und die veranschlagte Querversetzung y₁ und y₂ unter der Annahme bestimmt werden, daß während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t = 0 bis zu dem Zeitpunkt t = τ sich die Fahrgeschwindigkeit V, die Querbeschleunigung G_y, der Lenkwinkel R und die Giergeschwindigkeit γ nicht ändern, kann die Regeleinrichtung derart abgewandelt werden, daß die Querversetzungen y₁ und y₂ unter der Annahme bestimmt werden, daß sich mindestens einer der Parameter V, G_y, R und γ gemäß einer entsprechenden vorbestimmten Funktion ändert.

In diesem Fall kann die Regeleinrichtung derart ausgelegt werden, daß die mindestens eine Funktion gemäß den gespeicherten Daten für die vor dem Zeitpunkt t = 0 erfaßten Parameter V, G_y, R und γ bestimmt wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steuert die Regeleinrichtung den Fahrzustand des Fahrzeugs durch Betätigen des Hinterrad-Lenkantriebs 20, wenn die Koordinaten (y₁, y₂) in den Bereich (a) oder (b) der grafischen Darstellung in Fig. 2 fallen. Es ist jedoch auch möglich, die Regeleinrichtung derart zu gestalten, daß zum jeweiligen Steuern des Gierens des Fahrzeugs eine Bremskraft-Steuervorrichtung, eine Antriebskraft- Steuervorrichtung oder eine (nicht gezeigte) Aufhängungs- Steuervorrichtung des Fahrzeugs betätigt wird.

Im Falle der Betätigung der Bremskraft-Steuervorrichtung kann die Regeleinrichtung derart gestaltet werden, daß in den jeweils den vier Rädern des Fahrzeugs zugeordneten Radzylindern der Hydraulikdruck geregelt wird. Dies wird als "Bremskraft-Verteilung" bezeichnet. Wenn die Koordinaten (y₁, y₂) in den Bereich (a) der grafischen Darstellung in Fig. 2 fallen, wird ein erhöhter Anteil der Bremskraft auf die Hinterräder verteilt, um den Radius R des Wendekreises zu verringern. Es ist auch möglich, unterschiedliche Anteile der Bremskraft jeweils auf die linken und rechten vorderen oder hinteren Räder zu verteilen. In diesen Fällen kann für die Bremskraftverteilung ein (nicht gezeigtes) Antiblockier- Bremssystem des Fahrzeugs benutzt werden. Da dann als Fahrzustand-Änderungsvorrichtung keine besondere Bremskraft- Verteilungsvorrichtung erforderlich ist, können die Herstellungskosten für diese Regeleinrichtung verringert werden.

Im Falle des Betätigens der Antriebskraft-Steuervorrichtung kann die Regeleinrichtung dazu ausgelegt werden, die einer (nicht gezeigten) Differentialbegrenzungsvorrichtung eines (nicht gezeigten) Zentraldifferentials des Fahrzeugs zugeführte Arbeitsflüssigkeit derart zu regeln, daß die jeweils zu den Vorderrädern und den Hinterrädern übertragenen Antriebskräfte gesteuert werden. Wenn die der Differentialbegrenzungsvorrichtung zugeführte Menge an Arbeitsflüssigkeit erhöht wird, wird die Drehung der Vorderräder oder der Hinterräder in zunehmendem Ausmaß vermindert, so daß der Radius R des Wendekreises größer wird. Wenn andererseits die zugeführte Menge an Arbeitsflüssigkeit verringert wird, wird der Wendekreisradius R verkleinert. Falls die Koordinaten (y₁, y₂) in den Bereich (a) der grafischen Darstellung in Fig. 2 fallen, wird von der Fahrzeugregeleinrichtung die Menge an zugeführter Arbeitsflüssigkeit verringert und dadurch der Wendekreisradius R verkleinert.

Im Falle der Betätigung der Aufhängungs-Steuervorrichtung kann die Fahrzeugregeleinrichtung derart gestaltet werden, daß die Rollsteifigkeit eines jeden der Räder geändert wird. Wenn die Koordinaten (y₁, y₂) in den Bereich (a) fallen, wird durch die Regeleinrichtung die Rollsteifigkeit des jeweiligen Rades erhöht und dadurch eine starke Rollbewegung des Fahrzeugs verhindert. Dies ergibt eine Verringerung des Wendekreisradius R. Das Verringern des Wendekreisradius R kann dadurch herbeigeführt werden, daß eine verringerte Rollsteifigkeit auf die Hinterräder verteilt wird oder die Torsionssteifigkeit des (nicht gezeigten) Stabilisators bzw. Drehstabstabilisators der Hinterräder verringert wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verringert die Fahrzeugregeleinrichtung den Öffnungsgrad des zweiten Drosselventils, weil die Koordinaten (y₁, y₂) in den Bereich (c) der grafischen Darstellung in Fig. 2 fallen. Die Regeleinrichtung kann jedoch dazu ausgelegt werden, das Untersetzungsverhältnis eines (nicht gezeigten) automatischen Getriebes des Fahrzeugs zu vergrößern. Wenn das Untersetzungsverhältnis gegenüber der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit V bzw. dem gegenwärtigen Öffnungsgrad des Hauptdrosselventils erhöht wird, wird die Fahrgeschwindigkeit V verringert.

Der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eingesetzte Querbeschleunigungssensor 14 kann gemäß der vorangehenden Beschreibung durch einen Querverschiebungs-Geschwindigkeits sensor ersetzt werden. Für das Definieren des Bereichs (n) der grafischen Darstellung in Fig. 2 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im voraus der Wert gewählt, der der Breite d einer Fahrspur entspricht. Es ist jedoch auch möglich, als Wert d einen anderen Wert wie 70 oder 80% der Breite einer Fahrspur anzusetzen.

Darüberhinaus kann die Fahrzeugregeleinrichtung dazu ausgelegt werden, die beabsichtigte oder die veranschlagte Sollage unter Berücksichtigung einer Verzögerungszeit zwischen der Einwirkung einer externen Störung wie von Seitenwind oder einer Reibungskoeffizientänderung und der tatsächlichen Änderung des Fahrzustands oder der Fahrzustände des Fahrzeugs zu bestimmen.

Eine Fahrzeugregeleinrichtung zum Steuern von mindestens einem Fahrzustand eines Fahrzeugs enthält eine Ziel-Sollage Bestimmungseinrichtung, die eine beabsichtigte Sollage des Fahrzeugs gemäß einem Lenkwinkel des Fahrzeugs bestimmt, einen Fahrzustandsdetektor, der einen Fahrzustand des Fahrzeugs erfaßt, eine Schätzungs-Sollage Bestimmungseinrichtung, die eine veranschlagte Sollage des Fahrzeugs gemäß dem durch den Fahrzustandsdetektor erfaßten Fahrzustand des Fahrzeugs bestimmt, eine Fahrzustand- Änderungsvorrichtung, die den mindestens einen Fahrzustand des Fahrzeugs verändert, und eine Fahrzustand- Steuereinrichtung, die die Fahrzustand-Änderungsvorrichtung gemäß einer Differenz zwischen der durch die entsprechende Bestimmungseinrichtung bestimmten beabsichtigten Sollage des Fahrzeugs und der durch die entsprechende Bestimmungseinrichtung bestimmten veranschlagten Sollage des Fahrzeugs steuert, um dadurch den mindestens einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu steuern.

Claims

1. Fahrzeugregeleinrichtung zum Steuern von mindestens einem Fahrzustand eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch
eine Ziel-Sollage-Bestimmungseinrichtung (18; S2) zum Bestimmen einer beabsichtigten Sollage (y₁) des Fahrzeugs gemäß einem Lenkwinkel (e) des Fahrzeugs,
einen Fahrzustandsdetektor (14), der einen Fahrzustand des Fahrzeugs erfaßt,
eine Schätzungs-Sollage-Bestimmungseinrichtung (14; S2) zum Bestimmen einer veranschlagten Sollage (y₂) des Fahrzeugs gemäß dem von dem Fahrzustandsdetektor erfaßten Fahrzustand des Fahrzeugs,
eine Fahrzustand-Änderungsvorrichtung (20, 22) zum Ändern des mindestens einen Fahrzustands des Fahrzeugs und
eine Fahrzustand-Steuereinrichtung (18; S6 bis S8), die die Fahrzustand-Änderungsvorrichtung gemäß einer Differenz (y₂-y₁) zwischen der von der Ziel-Sollage Bestimmungseinrichtung bestimmten beabsichtigten Sollage des Fahrzeugs und der von der Schätzungs-Sollage-Bestimmungs einrichtung bestimmten veranschlagten Sollage des Fahrzeugs steuert, um dadurch den mindestens einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu steuern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziel-Sollage-Bestimmungseinrichtung (18) als beabsichtigte Sollage (y₁) des Fahrzeugs eine Lage bestimmt, die das Fahrzeug in einer bestimmten Zeitdauer τ nach einem Zeitpunkt des Erfassens des Lenkwinkels (R) und des Fahrzustands des Fahrzeugs erreichen soll, und daß die Schätzungs-Sollage-Bestimmungseinrichtung (18) als veranschlagte Sollage (y₂) des Fahrzeugs eine Lage bestimmt, die das Fahrzeug voraussichtlich in der bestimmten Zeitdauer τ erreicht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziel-Sollage-Bestimmungseinrichtung (18) als beabsichtigte Sollage des Fahrzeugs eine Querversetzungsgröße y₁ bestimmt, um die das Fahrzeug von einer geradeaus vorwärts liegenden Stelle weg versetzt sein soll, die der das Lenkrad des Fahrzeugs bedienende Fahrer zum Zeitpunkt des Erfassens des Lenkwinkels und des Fahrzustands des Fahrzeugs anblickt, und daß die Schätzungs- Sollage-Bestimmungseinrichtung (18) als veranschlagte Sollage des Fahrzeugs eine Querversetzungsgröße y₂ bestimmt, um die das Fahrzeug voraussichtlich von der geradeaus vorwärts liegenden Stelle weg versetzt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
einen Fahrgeschwindigkeitssensor (10), der eine Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs erfaßt, und
einen Lenkwinkelsensor (16), der als Lenkwinkel des Fahrzeugs einen Drehwinkel e des Lenkrades des Fahrzeugs erfaßt,
wobei die Ziel-Sollage-Bestimmungseinrichtung (18) die Querversetzungsgröße gemäß der durch den Fahrgeschwindig keitssensor erfaßten Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs und gemäß dem durch den Lenkwinkelsensor erfaßten Drehwinkel e des Lenkrades bestimmt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziel-Sollage-Bestimmungseinrichtung (18) die Querversetzungsgröße y₁, um die das Fahrzeug-in einer Zeitdauer τ, die durch Teilen eines vorbestimmten Abstandes Lp zwischen dem das Lenkrad bedienenden Fahrer und der geradeaus vorwärts liegenden Stelle durch die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs erhalten wird, nach dem Zeitpunkt des Erfassens der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und des Drehwinkels R des Lenkrades versetzt sein soll, nach folgender Gleichung bestimmt: y₁ = R (Vτ)²/{2LN(1 + KV²)}wobei L der Achsstand des Fahrzeugs ist, K ein Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs ist und N das Lenkungsübersetzungsverhältnis des Fahrzeugs ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzustandsdetektor einen Querbeschleunigungssensor (14) aufweist, der eine Querbeschleunigung (G_y) des Fahrzeugs in seitlicher Richtung zum Fahrzeug erfaßt, wobei die Schätzungs-Sollage Bestimmungseinrichtung (18) die Querversetzungsgröße y₂ gemäß der von dem Querbeschleunigungssensor erfaßten Querbeschleunigung G_y des Fahrzeugs bestimmt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzungs-Sollage-Bestimmungseinrichtung (18) die Querversetzungsgröße y₂, um die das Fahrzeug voraussichtlich in einer Zeitdauer τ, die durch Teilen einer vorbestimmten Strecke Lp zwischen dem das Lenkrad des Fahrzeugs bedienenden Fahrer und der geradeaus vorwärts liegenden Stelle durch eine Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs erhalten wird, nach dem Zeitpunkt des Erfassens der Querbeschleunigung G_y und der Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs versetzt wird, nach folgender Gleichung bestimmt: y₂ = G_y τ²/2.

8. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustand- Änderungsvorrichtung ein Stellglied (20) aufweist, das einen Lenkwinkel der Hinterräder des Fahrzeugs verändert, wobei die Fahrzustand-Steuereinrichtung (18) das Stellglied steuert, um dadurch das Gieren des Fahrzeugs zu steuern.

9. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustand- Änderungsvorrichtung ein Stellglied (22) aufweist, das die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verringert, wobei die Fahrzustand-Steuereinrichtung (18) das Stellglied steuert, um dadurch die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern.

10. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustand- Änderungsvorrichtung eine Bremskraft-Verteilungsvorrichtung aufweist, die eine Bremskraft an dem Fahrzeug auf die Vorderräder und die Hinterräder des Fahrzeugs verteilt, wobei die Fahrzustand-Steuereinrichtung die Bremskraft- Verteilungsvorrichtung steuert, um dadurch das Gieren des Fahrzeugs zu steuern.

11. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustand- Änderungsvorrichtung eine Antriebskraft-Verteilungsvorrich tung aufweist, die eine Antriebskraft des Fahrzeugs auf die Vorderräder und die Hinterräder des Fahrzeugs verteilt, wobei die Fahrzustand-Steuereinrichtung die Antriebskraft- Verteilungsvorrichtung steuert, um dadurch das Gieren des Fahrzeugs zu steuern.

12. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustand- Änderungsvorrichtung eine Rollsteifigkeit-Änderungsvorrich tung aufweist, die eine Rollsteifigkeit des Fahrzeugs ändert, wobei die Fahrzustand-Steuereinrichtung die Rollsteifigkeit-Änderungsvorrichtung steuert, um dadurch das Gieren des Fahrzeugs zu steuern.

13. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustand steuereinrichtung die Fahrzustand-Änderungsvorrichtung (20, 22) zum Steuern des mindestens einen Fahrzustands des Fahrzeugs derart steuert, daß die Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Sollage zu 0 wird.

14. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustand steuereinrichtung (18) die Fahrzustand-Änderungsvorrichtung (20, 22) nicht steuert, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der beabsichtigten und der veranschlagten Sollage des Fahrzeugs kleiner als ein Bezugswert (d) ist, bzw. die Fahrzustand-Änderungsvorrichtung steuert, wenn der Absolutwert der Differenz nicht kleiner als der Bezugswert ist.