DE10143029A1

DE10143029A1 - Vehicle steering control involves using actuator output signal as scalar function of at least 2 of e.g. road curvature, roll rate, vertical acceleration, float angle, roll angle, lateral tire force signals

Info

Publication number: DE10143029A1
Application number: DE2001143029
Authority: DE
Inventors: Goetz Baumgarten
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-09-01
Filing date: 2001-09-01
Publication date: 2002-11-21

Abstract

The method involves producing a vehicle steering parameter (7) depending on a steering input parameter (3) and an actuator (5) output parameter produced depending on the steering input parameter and a yaw rate signal. The actuator output signal is a scalar function of at least two of; road curvature, roll rate, vertical acceleration, float angle, roll angle, lateral tire force and transverse acceleration signals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorgaberegelung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for specifying a vehicle according to the preamble of claim 1.

In zukünftigen Serienfahrzeugen werden sogenannte steer-by-wire-Systeme angeboten, die über einen Lenkeingriff das Fahrverhalten beeinflussen. Das sind Systeme, die entweder zum Lenkwinkel der mechanischen Lenksäule mittels Aktuator einen zusätzlichen Lenkwinkel addieren bzw. überlagern oder ganz ohne Lenksäule arbeiten, indem der Vorderradlenkwinkel nur durch einen Aktuator eingestellt wird.So-called steer-by-wire systems will be used in future series vehicles offered that influence the driving behavior via a steering intervention. These are Systems that use either the steering angle of the mechanical steering column Actuator add or superimpose an additional steering angle or completely without Steering column work by using the front wheel steering angle only through an actuator is set.

Eine große Gruppe der heute in steer-by-wire-Systemen eingesetzten bekannten Regelungsalgorithmen benutzen das Konzept der Sollgierrate. Dieses Konzept funktioniert mit und ohne mechanische Lenksäule. Der Lenkradwinkel wird gemessen und aus ihm ein Wert für die gewünschte Gierrate berechnet, beispielsweise mit der bekannten Formel,
A large group of the known control algorithms used today in steer-by-wire systems use the concept of the target yaw rate. This concept works with and without a mechanical steering column. The steering wheel angle is measured and a value for the desired yaw rate is calculated from it, for example using the known formula,

Sollgierrate = Lenkübersetzung.Lenkradwinkel.V/[Radstand.(1+(V^2/Vchar ^2))] (1)Target yaw rate = steering ratio. Steering wheel angle. V / [wheelbase. (1+ (V ^ 2 / Vchar ^ 2))] (1)

Diese Formel beruht auf dem stationären linearen, natürlichen Fahrverhalten des Fahrzeugs ohne Reifensättigungseffekte. Für den Fall, dass diese Sollgierrate aufgrund von Reifensättigungseffekten oder anderen nicht realisiert werden kann, wird die Sollgierrate mit Hilfe von Informationen über den Fahrbahnreibwert oder der Querbeschleunigung begrenzt, um nicht unsinnig große Lenkwinkelstellkommandos zu erzeugen, die das Fahrzeugverhalten nicht mehr verbessern, sondern verschlechtern.This formula is based on the stationary linear, natural driving behavior of the Vehicle without tire saturation effects. In the event that this target yaw rate cannot be realized due to tire saturation effects or others, is the target yaw rate with the help of information about the road friction or the lateral acceleration is limited to not nonsensically large Generate steering angle control commands that no longer the vehicle behavior improve but worsen.

Der Nachteil bei diesem Stand der Technik besteht darin, dass durch die Art der Sollwertvorgabe das Regelungsziel nur darin besteht, das Fahrzeugverhalten auch im Reifensättigungsfall bzw. Schleuderfall möglichst nahe an das des ungeregelten linearen Fahrzeugs ohne Reifensättigung zu bringen. Obwohl das zweifellos eine Verbesserung des Fahrzeugverhaltens bedeutet, ist es nicht zwingend auch die bestmögliche Verbesserung des Fahrzeugverhaltens im Sinne der subjektiven Wahrnehmung des Fahrers.The disadvantage of this prior art is that the type of Specification of the setpoint, the control objective is only the behavior of the vehicle in the event of tire saturation or skidding as close as possible to that of the unregulated bring linear vehicle without tire saturation. Though that is undoubtedly one Improving vehicle behavior means it isn't necessarily that best possible improvement of vehicle behavior in the sense of the subjective Perception of the driver.

Des weiteren gibt es auch heute schon Regelungskonzepte, deren Regelungsziel vom natürlichen Verhalten des ungeregelten, linearen Fahrzeugs abweichen. Z. B. das Regelungskonzept, das die Entkopplung der Querbeschleunigung von der Gierrate zum Ziel hat. Hier ist es jedoch fraglich, ob dieses Regelungsziel geeignet ist, das subjektive Fahrerurteil positiv zu beeinflussen.Furthermore, there are already control concepts, their control objectives deviate from the natural behavior of the unregulated, linear vehicle. E.g. the control concept, which decouples the lateral acceleration from the Target yaw rate. Here, however, it is questionable whether this regulatory objective is suitable is to influence the subjective driver judgment positively.

Ein weiteres Konzept hat das Ziel, bei Benutzung eines herkömmlichen Lenkrades als Lenkeingabe-Organ den Lenkwinkelbedarf des Lenkrades zu reduzieren und damit den Lenkkomfort zu erhöhen. Folglich wird hier nur die Lenkkennlinie bzw. die Zuordnung von Lenkeingabe und Vorderradlenkwinkel verändert. Dieses System wird im folgenden "Variable Lenkübersetzung" genannt.Another concept has the goal when using a conventional steering wheel as a steering input element to reduce the steering angle requirement of the steering wheel and thus increasing the steering comfort. Consequently, only the steering characteristic or Assignment of steering input and front wheel steering angle changed. This system is called "variable steering ratio" in the following.

Während einige Regelungssysteme zu Verbesserungen des dynamischen Fahrverhaltens, nicht aber des stationären Fahrverhaltens führen, kann mit der variablen Lenkübersetzung das stationäre Fahrverhalten beeinflusst werden, nicht jedoch das dynamische.While some control systems improve dynamic Driving behavior, but not the stationary driving behavior, can with the variable steering ratio, the stationary driving behavior are not influenced however the dynamic.

Der Fahrer nimmt bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten die Bewegungsgrößen der Fahrzeugbewegung (Gierrate, Querbeschleunigung, Schwimmwinkel, Krümmung der Trajektorie) in unterschiedlicher Gewichtung wahr. Das gilt für das stationäre Verhalten wie auch für das dynamische Verhalten bzw. den Übergang von einem stationären Betriebspunkt zu einem neuen. Hieraus ergibt sich eine Möglichkeit, das Fahrzeugverhalten durch ein Regelungssystem so zu beeinflussen, dass der Fahrer sowohl das stationäre als auch das dynamische Fahrzeugverhalten subjektiv als verbessert beurteilt.The driver takes the movement quantities at different speeds the vehicle movement (yaw rate, lateral acceleration, float angle, Curvature of the trajectory) true in different weightings. That applies to that stationary behavior as well as for dynamic behavior or transition from a stationary operating point to a new one. This results in a Possibility to influence vehicle behavior through a control system that the driver has both stationary and dynamic vehicle behavior subjectively judged to be improved.

Aufgabe der Erfindung ist es, die subjektive Wahrnehmung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs durch den Fahrer durch eine Änderung des Fahrverhaltens durch ein spezielles Regelungskonzept zu verbessern.The object of the invention is the subjective perception of driving behavior of a motor vehicle by the driver by changing the driving behavior to improve through a special control concept.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Vorgaberegelung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a method for specifying a default Vehicle according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are Subject of the subclaims.

Erfindungsgemäß wird eine Regelung geschaffen, bei der der Zusammenhang zwischen den Fahrzeugbewegungsgrößen und der subjektiven Beurteilung durch den Fahrer ausgenutzt wird. Diese Regelung beruht nicht mehr auf einem lenkwinkelabhängigem Gierratensollwert. Statt dessen wird mit Hilfe von fahrpsychologischen Erkenntnissen, zunächst eine mathematische Berechnungsvorschrift definiert, die von den messbaren Bewegungsgrößen des Fahrzeugs abhängt und deren Wert die subjektive Wahrnehmung des querdynamischen Bewegungsvorgangs durch den Fahrer beschreibt. Anschließend wird diese Berechnungsvorschrift in die Reglerstruktur als Rückführung übernommen und deren Ergebnis (Istwert) fortlaufend mit einem lenkwinkelabhängigem Sollwert für diese synthetische Größe verglichen.According to the invention, a regulation is created in which the relationship between the vehicle movement quantities and the subjective assessment by the driver is exploited. This regulation is no longer based on one Yaw rate setpoint dependent on the steering angle. Instead, with the help of Driving psychological knowledge, first a mathematical Calculation rule defined by the measurable movement quantities of the Vehicle depends and its value the subjective perception of the describes the transverse dynamic movement process by the driver. Subsequently this calculation rule in the controller structure as feedback accepted and their result (actual value) continuously with a compared to the steering angle-dependent setpoint for this synthetic variable.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vorgaberegelung eines Fahrzeugs, bei dem in Abhängigkeit von einer Lenkeingabegröße und einer Ausgangsgröße eines Aktuators eine Fahrzeuglenkungsgröße erzeugt wird, wobei die Ausgangsgröße des Aktuators in Abhängigkeit von der Lenkeingabegröße und einem Gierratensignal erzeugt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgröße des Aktuators eine skalare Funktion von wenigstens zweien der Signale Bahnkrümmungssignal, Gierratensignal, Rollgeschwindigkeitssignal, Vertikalbeschleunigungssignal, Schwimmwinkelsignal, Wankwinkelsignal, Reifenseitenkraftsignal und Querbeschleunigungssignal ist.The inventive method for specifying a vehicle in which depending on a steering input size and an output size of a Actuator a vehicle steering variable is generated, the output variable of the actuator depending on the steering input size and one Yaw rate signal is generated is characterized in that the output variable the actuator has a scalar function of at least two of the signals Path curvature signal, yaw rate signal, roll speed signal, Vertical acceleration signal, slip angle signal, roll angle signal, Tire lateral force signal and lateral acceleration signal is.

Vorzugsweise ist die skalare Funktion eine Summe von jeweils mit einem Wichtungsfaktor gewichteten Signalen, wobei jeder der mehreren Wichtungsfaktoren von einer Fahrzeugsgeschwindigkeit abhängen kann.The scalar function is preferably a sum of one each Weighting factor weighted signals, each of the multiple Weighting factors can depend on a vehicle speed.

Zusätzlich kann die Ausgangsgröße des Aktuators außerdem von Rückkopplungssignalen des Fahrzeugs abhängen.In addition, the output variable of the actuator can also be from Depending on feedback signals of the vehicle.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie ohne Schwierigkeiten bei den gegenwärtigen Lenkungssystemen implementiert werden kann, ohne dass zusätzliche Elemente der Lenkung notwendig werden.An advantage of the invention is that it can be used in the current steering systems can be implemented without additional elements of the steering become necessary.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, bei der Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of the invention result from the description preferred embodiments, reference being made to the attached drawings.

Fig. 1 zeigt eine Regelung nach dem Stand der Technik. Fig. 1 shows a control according to the prior art.

Fig. 2 zeigt ein Regelungssystem mit Rückführung von Fahrzeugmessgrößen gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 shows a control system with feedback of measured variables vehicle according to the present invention.

Fig. 3 zeigt ein Regelungssystem ohne Rückführung von Fahrzeugmessgrößen gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 shows a control system without feedback of measured variables vehicle according to the present invention.

Fig. 4 zeigt einen Vergleich von Stationärverstärkungen der Lenkeingabe für drei ausgewählte Fahrparameter, die für das subjektive Fahrempfinden relevant sind, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit. FIG. 4 shows a comparison of stationary gains of the steering input for three selected driving parameters that are relevant for the subjective driving sensation, depending on the speed.

In Fig. 1 ist ein Lenksystem zur Regelung bzw. Steuerung von Lenkbewegungen eines Fahrzeugs 1 gezeigt. Die Lenkvorgabe erfolgt dabei über eine Lenkeingabevorrichtung 2 durch einen Fahrer. Die Lenkeingabevorrichtung 2 erzeugt ein Ausgangssignal 3. Das Ausgangssignal 3 kann ein Lenkwinkel sein ("normale" Lenksäule, dargestellt durch einen geöffneten Schalter 4) oder ein elektrisches oder hydraulisches Signal sein (steer-by-wire-System, der Schalter 4 ist geschlossen). Das Signal wird mit einem Drehwinkel eines Aktuators 5 in einer Überlagerungsvorrichtung 6 überlagert, so dass eine Fahrzeuglenkungsgröße 7 für das Fahrzeug 1 gebildet wird. Der Aktuator 5 wird seinerseits von einem Regelungssystem 8 angesteuert. Dieses empfängt als Eingangsgrößen das Ausgangssignal der Lenkeingabevorrichtung 2, das über eine Leitung 9 ausgekoppelt wird, und - in der Regel - ein Rückkopplungssignal 10 von dem Fahrzeug 1. Mit anderen Worten, über die Leitung 9 wird dem Regelungssystem 8 die Lenkeingabegröße als Führungsgröße zugeführt, und als Regelgröße erhält das Regelungssystem 8 das Rückkopplungssignal 10 vom Fahrzeug 1. Aus beiden Größen 9 und 10 erzeugt das Regelungssystem 8 das Stellkommando 11 für den Aktuator 5.In Fig. 1, a steering system for regulation or control of the steering movements of a vehicle 1 is shown. The steering is specified by a driver via a steering input device 2 . The steering input device 2 generates an output signal 3 . The output signal 3 can be a steering angle ("normal" steering column, represented by an open switch 4 ) or an electrical or hydraulic signal (steer-by-wire system, the switch 4 is closed). The signal is superimposed with an angle of rotation of an actuator 5 in a superimposition device 6 , so that a vehicle steering variable 7 is formed for the vehicle 1 . The actuator 5 is in turn controlled by a control system 8 . This receives as input variables the output signal of the steering input device 2 , which is coupled out via a line 9 , and - as a rule - a feedback signal 10 from the vehicle 1 . In other words, via the line 9 to the control system 8 is supplied to the steering input size as the reference variable, and receives as a control variable, the control system 8, the feedback signal 10 from the vehicle. 1 The control system 8 generates the actuating command 11 for the actuator 5 from both variables 9 and 10 .

Das Regelungssystem 8 beinhaltet in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dabei eine Sollwertbildung 12, die das Ausgangssignal der Lenkeingabevorrichtung 2 auf der Leitung 9 je nach Art der Sollwertbildung auf einen Sollwert abbildet. Der Funktionswert (des Ausgangssignals 9) bildet eine Eingangsgröße einer Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung 13. Eine zweite Eingangsgröße ist das Rückkopplungssignal 10 von dem Fahrzeug 1. Das Rückkoppelsignal 10 des Fahrzeugs 1 beinhaltet dabei insbesondere ein Gierratensignal und ein Querbeschleunigungssignal.In the embodiment shown in FIG. 1, the control system 8 includes a setpoint formation 12 , which maps the output signal of the steering input device 2 on the line 9 to a setpoint value depending on the type of setpoint formation. The function value (of the output signal 9 ) forms an input variable of a control device 13 . A second input variable is the feedback signal 10 from the vehicle 1 . The feedback signal 10 of the vehicle 1 includes in particular a yaw rate signal and a lateral acceleration signal.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vorgaberegelung des Fahrzeugs 1 ist mit dem System nach Fig. 1 durchführbar. Die Ausgangsgröße des Aktuators 5, die in Abhängigkeit von der ausgekoppelten Lenkeingabegröße 9 und dem Rückkopplungssignal 10 von dem Fahrzeug 1 erzeugt wird, hängt dabei erfindungsgemäß von einem Funktionsvektor ab. Der Funktionsvektor weist als Komponenten vorzugsweise das Gierratensignal und das Querbeschleunigungssignal auf. Zusätzlich kann z. B. als Komponente des Funktionsvektors ein Bahnkrümmungssignal oder ein Schwimmwinkelsignal berücksichtigt sein. The method according to the invention for regulating the vehicle 1 can be carried out with the system according to FIG. 1. The output variable of the actuator 5 , which is generated by the vehicle 1 as a function of the decoupled steering input variable 9 and the feedback signal 10 , depends on a function vector according to the invention. The function vector preferably has the yaw rate signal and the lateral acceleration signal as components. In addition, e.g. B. as a component of the function vector, a path curvature signal or a slip angle signal may be taken into account.

Durch die gleichberechtigte Beeinflussung der Stellgröße 11 durch die zwei Komponenten des Funktionsvektors 10 lässt sich die subjektive Wahrnehmung des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs 1 durch den Fahrer über das natürliche Verhalten des Fahrzeugs hinaus verbessern. Die Lenkeingabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Berechnung eines Sollwertes für den Istwert, also das Ergebnis des Funktionsvektors, verwendet. Dieser Istwert geht neben der Ausgangsgröße der Sollwertbildungsvorrichtung 12 als zweite Eingangsgröße der modifizierten Regelungs-/Steuerungsvorrichtung 13 in die Erzeugung der Stellgröße 11 ein, die als Aktuatorausgangsgröße mit der Lenkeingabe 3 zur Fahrzeuglenkungsgröße 7 überlagert wird. Die Sollwertberechung 12 bildet den Sollwert 23 für die Mischgröße C, genannt CS, sie hängt in erster Linie von der vom Fahrer eingestellten Lenkhandhabe (Lenkrad, Sidestick, . . .) ab. Die Mischgröße C, die das zweite Eingangssignal der modifizierten Regelungs-/Steuerungsvorrichtung 13 bildet, lässt sich in einer ersten Form durch die Beziehung (2) darstellen:
By influencing the manipulated variable 11 equally through the two components of the function vector 10 , the subjective perception of the driving behavior of the motor vehicle 1 by the driver can be improved beyond the natural behavior of the vehicle. The steering input is used in the method according to the invention for calculating a target value for the actual value, that is to say the result of the function vector. In addition to the output variable of the setpoint formation device 12, this actual value is used as the second input variable of the modified regulating / control device 13 in the generation of the manipulated variable 11 , which is superimposed as an actuator output variable with the steering input 3 for the vehicle steering variable 7 . The setpoint calculation 12 forms the setpoint 23 for the mixed variable C, called CS, it depends primarily on the steering handle (steering wheel, sidestick,...) Set by the driver. The mixed variable C, which forms the second input signal of the modified regulating / control device 13 , can be represented in a first form by the relationship ( 2 ):

C = W1.Gierrate + W2.Querbeschleunigung (2),
C = W1. Yaw rate + W2. Lateral acceleration (2),

wobei W1, W2 Wichtungsfaktoren sind. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die Wichtungsfaktoren W1, W2 konstant. Bereits bei konstanten, also von Fahrzuständen des Fahrzeugs unabhängigen Wichtungsfaktoren entsteht schon automatisch eine sinnvolle Wichtung der Bewegungsgrößen Gierrate und Querbeschleunigung.where W1, W2 are weighting factors. In a first embodiment of the According to the invention, the weighting factors W1, W2 are constant. Even with constant, weighting factors that are independent of the driving conditions of the vehicle a sensible weighting of the yaw rate and Lateral acceleration.

In Fig. 4 sind die Stationärverstärkungen von drei möglichen Komponenten des Funktionsvektors, der Gierrate, der Querbeschleunigung und der Bahnkrümmung, über der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgetragen. In der Darstellung sind die Komponenten der Übersichtlichkeit halber so normiert, dass ihre Maxima den gleichen Wert haben und so leichter verglichen werden können.In FIG. 4, the steady gains of the three possible components of the feature vector, the yaw rate, the lateral acceleration and the curvature of the path plotted against vehicle speed. For the sake of clarity, the components are standardized so that their maxima have the same value and can therefore be compared more easily.

Bei einer kleinen Geschwindigkeit sind Gierrate 21 und Querbeschleunigung 22 klein im Vergleich zur Bahnkrümmung 20. Dadurch gewichtet die Funktionsvektor- Rückführung des Reglers in ihrer Größe C automatisch die Bahnkrümmung 20 am stärksten. Analog dazu nimmt der Fahrer subjektiv die Bahnkrümmung 20 stärker wahr als Gierrate 21 und Querbeschleunigung 22. Wegen dieser Gemeinsamkeit zwischen Regelung und Fahrerwahrnehmung kann die Regelung gemäß der subjektiven Wahrnehmung das Fahrverhalten verbessern.At a low speed, yaw rate 21 and lateral acceleration 22 are small compared to the curvature 20 . As a result, the function vector feedback of the controller in its size C automatically weights the path curvature 20 the most. Analogously, the driver subjectively perceives the curvature 20 more than the yaw rate 21 and lateral acceleration 22 . Because of this commonality between regulation and driver perception, regulation according to subjective perception can improve driving behavior.

Bei einer mittleren Geschwindigkeit (80 km/h < V < 180 km/h) sind Bahnkrümmung 20 und Querbeschleunigung 22 klein im Vergleich zur Gierrate 21. Dadurch gewichtet die Funktionsvektor-Rückführung des Reglers in ihrer Größe C automatisch die Gierrate am stärksten. Analog dazu nimmt der Fahrer subjektiv die Gierrate stärker wahr als Bahnkrümmung und Querbeschleunigung. Wegen dieser Gemeinsamkeit zwischen Regelung und Fahrerwahrnehmung kann die Regelung gemäß der subjektiven Wahrnehmung das Fahrverhalten verbessern.At an average speed (80 km / h <V <180 km / h), path curvature 20 and lateral acceleration 22 are small compared to yaw rate 21 . As a result, the function vector feedback of the controller in size C automatically weights the yaw rate the most. Similarly, the driver subjectively perceives the yaw rate more than the curvature of the path and lateral acceleration. Because of this commonality between regulation and driver perception, regulation according to subjective perception can improve driving behavior.

Bei einer hohen Geschwindigkeit sind Bahnkrümmung 20 und Gierrate 21 klein im Vergleich zur Querbeschleunigung 22. Dadurch gewichtet die Funktionsvektor- Rückführung des Reglers in ihrer Größe C automatisch die Querbeschleunigung 22 am stärksten. Analog dazu nimmt der Fahrer subjektiv die Querbeschleunigung 22 stärker wahr als Bahnkrümmung 20 und Gierrate 21. Wegen dieser Gemeinsamkeit zwischen Regelung und Fahrerwahrnehmung kann die Regelung gemäß der subjektiven Wahrnehmung das Fahrverhalten auch in diesem Geschwindigkeitsbereich verbessern.At a high speed, path curvature 20 and yaw rate 21 are small in comparison to lateral acceleration 22 . As a result, the function vector feedback of the controller automatically weights transverse acceleration 22 most strongly in its size C. Similarly, the driver subjectively perceives lateral acceleration 22 more than curvature 20 and yaw rate 21 . Because of this commonality between regulation and driver perception, regulation according to subjective perception can improve driving behavior even in this speed range.

Eine weitere Ausführungsform eines Systems für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 2 dargestellt. In der Darstellung des Systems sind Elemente mit identischen Funktionen gleich wie in Fig. 1 bezeichnet und werden der Kürze halber nicht noch einmal erläutert.Another embodiment of a system for using the method according to the invention is shown in FIG. 2. In the representation of the system, elements with identical functions are identified in the same way as in FIG. 1 and will not be explained again for the sake of brevity.

Das System nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 darin, dass als Rückführung nicht nur die durch den Funktionsvektor gebildete Größe C in den Regler 15 eingeht, sondern zusätzlich eine Auswahl 18 einzelner Meßgrößen, z. B. Gierrate und Schwimmwinkel. Das ist regelungstechnisch vorteilhaft, um z. B. die Dämpfung der Regelungsstrecke durch eine Verarbeitung der Gierrate zu verbessern oder durch Verarbeitung des Schwimmwinkels eine Begrenzung des Schwimmwinkels zu erreichen. The system according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that not only the variable C formed by the function vector enters the controller 15 as a feedback, but also a selection 18 of individual measured variables, e.g. B. Yaw rate and float angle. This is advantageous in terms of control technology, in order, for. B. to improve the damping of the control system by processing the yaw rate or to limit the swimming angle by processing the float angle.

Zum anderen unterscheidet sich Fig. 2 von Fig. 1 darin, dass hier die Bildung der Regeldifferenz 24, genannt deltaC, für die Größe C explizit dargestellt ist:
On the other hand, FIG. 2 differs from FIG. 1 in that the formation of the control difference 24 , called deltaC, is explicitly shown for the variable C:

deltaC = CS - C (3).deltaC = CS - C (3).

Die Sollwertbildung 12 kann nicht nur eine Skalierung beinhalten, sondern auch eine Dynamik, z. B. ein Verzögerungsglied erster Ordnung für die dynamische Gestaltung des Sollwertes CS und der Regelungsdifferenz deltaC.The setpoint formation 12 can include not only scaling, but also dynamics, e.g. B. a delay element of the first order for the dynamic design of the setpoint CS and the control difference deltaC.

Die Berechnung des Istwertes 16 für den Wert C geschieht z. B. wieder wie in Gleichung (2). Sie kann jedoch auch eine beliebige andere Funktion darstellen:
The actual value 16 for the value C is calculated, for. B. again as in equation (2). However, it can also represent any other function:

C = f(Meßgröße1, Meßgröße2, . . .) (4).
C = f (process variable 1, process variable 2,...) (4).

und zusätzlich noch eine Dynamik in Form von zeitabhängigen Filtern F(t) enthalten und wird damit zusätzlich abhängig von der Zeit t:
and additionally contain a dynamic in the form of time-dependent filters F (t) and therefore also depends on the time t:

C = f(Meßgröße1, Meßgröße2, . . ., t) (5).C = f (measured variable 1, measured variable 2,..., T) (5).

Zusätzlich können die Sollwertbildung für CS und die Istwertbildung für C auch von anderen Parametern, die den momentanen Fahrzustand darstellen, abhängen. Das kann auch der Grad der Reifensättigung oder die Geschwindigkeit V sein. Im Beispiel der Gleichung (2) können die Wichtungsfaktoren von der Geschwindigkeit abhängen:
In addition, the setpoint formation for CS and the actual value formation for C can also depend on other parameters that represent the current driving state. This can also be the degree of tire saturation or the speed V. In the example of equation (2), the weighting factors can depend on the speed:

C = W1(V).Gierrate + W2(V).Querbeschleunigung (6).C = W1 (V). Yaw rate + W2 (V). Lateral acceleration (6).

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Systems für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Wiederum sind in der Darstellung des Systems Elemente mit identischen Funktionen gleich wie in Fig. 1 bzw. 2 bezeichnet und werden der Kürze halber nicht noch einmal, erläutert. Von dem System nach Fig. 2 unterscheidet sich die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform dadurch, dass eine Rückkopplung vom Fahrzeug 1 in dem Regelungssystem 8 nicht vorgesehen ist. Daher ist die Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung in Fig. 1 und 2 bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform durch eine Vorsteuerung 19 ersetzt. Dieser Unterschied macht einen anderen Steuerungs- und Regelungsansatz gegenüber den obigen Ausführungsformen erforderlich: es ist notwendig, dass die Vorsteuerung 19 ein ausreichendes Prozesswissen zur Berechnung des Aktuatorkommandos besitzt. Dieses Prozesswissen erhält die Vorsteuerung 12 z. B. aus (nicht dargestellten) Kennfeldern oder Dynamiken, so dass zur Ermittlung der Stellgröße 11 für den Aktuator 5 der messgrößenabhängige Funktionsvektor C nicht gebildet wird, sondern direkt CS, das Kommando 23 für C, versucht wird, durch die Vorsteuerung 19 einzustellen. Die Vorsteuerung 19 kann jedoch von Fahrzeugparametern abhängen, die nicht die Fahrzeugquerdynamik betreffen, wie z. B. die Geschwindigkeit V.In Fig. 3, another embodiment is shown of a system for the application of the inventive method. Again, in the representation of the system, elements with identical functions are designated the same as in FIGS. 1 and 2 and will not be explained again for the sake of brevity. The embodiment shown in FIG. 3 differs from the system according to FIG. 2 in that feedback from the vehicle 1 is not provided in the control system 8 . The control device in FIGS. 1 and 2 is therefore replaced by a pilot control 19 in the embodiment shown in FIG. 3. This difference necessitates a different control and regulation approach compared to the above embodiments: it is necessary that the precontrol 19 has sufficient process knowledge for calculating the actuator command. The pilot control 12 receives this process knowledge. B. from (not shown) maps or dynamics, so that to determine the manipulated variable 11 for the actuator 5, the measured variable-dependent function vector C is not formed, but instead CS, the command 23 for C, is attempted to be set by the pilot control 19 . The pilot control 19 can, however, depend on vehicle parameters that do not relate to the vehicle lateral dynamics, such as, for. B. the speed V.

Das erfindungsgemäße Regelungskonzept ist sowohl bei Systemen mit Lenksäule (Überlagerungslenkung) als auch bei Systemen ohne Lenksäule einsetzbar. The control concept according to the invention is both in systems with a steering column (Superimposed steering) as well as for systems without a steering column.

reference numeral

11

Fahrzeug
vehicle

22

Lenkeingabevorrichtung (Fahrer)
Steering input device (driver)

33

Ausgangssignal der Lenkeingabevorrichtung (Fahrer)
Steering input device output signal (driver)

44

Zuschaltvorrichtung für Lenksäule
Steering column switch

55

Aktuator
actuator

66

Überlagerungsvorrichtung
Superposition device

77

Eingangsgröße des Fahrzeugs, Fahrzeuglenkungsgröße
Input variable of the vehicle, vehicle steering variable

88th

Modellfolgereglersystem
Model following controller system

99

Führungsgröße: Lenkeingabesignal/Lenkeingabemoment
Command variable: steering input signal / steering input torque

1010

Regelgröße: Rückkopplungssignal vom Fahrzeug
Control variable: feedback signal from the vehicle

1111

Stellgröße für Aktuator
Actuating variable for actuator

1212

Modellfunktionsvorrichtung
Model function device

1313

Steuerungs-/Regelungsvorrichtung
Control / regulating device

1414

Skalierungsvorrichtung
scaler

1515

Regelungsvorrichtung
control device

1616

Transformationsvorrichtung für Regelgröße
Transformation device for controlled variable

1717

Addierervorrichtung
Summing

1818

Einzelregelgröße: Rückkopplungssignal vom Fahrzeug
Single controlled variable: feedback signal from the vehicle

1919

Vorsteuerung
feedforward

2020

Bahnkrümmungskurve
Path curvature curve

2121

Gierratenkurve
Yaw rate curve

2222

Querbeschleunigungskurve
Lateral acceleration curve

2323

Sollwert für Messgröße C
Setpoint for measured variable C

2424

Regeldifferenz deltaC
Control difference deltaC

Claims

1. Method for regulating a vehicle, in which a vehicle steering variable ( 7 ) is generated as a function of a steering input variable ( 3 ) and an output variable of an actuator ( 5 ), the output variable of the actuator ( 5 ) depending on the steering input variable ( 3 ) and a yaw rate signal ( 22 ) is generated, characterized in that the output variable of the actuator ( 5 ) is a scalar function of at least two of the signals curve curvature signal ( 20 ), yaw rate signal ( 21 ), roll speed signal, vertical acceleration signal, float angle signal, roll angle signal, tire lateral force signal and lateral acceleration signal ( 22 ) is.

2. The method according to claim 1, characterized in that the scalar function is a sum of each with a weighting factor weighted signals.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the output variable of the actuator ( 5 ) also depends on feedback signals ( 10 ) of the vehicle.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the output variable of the actuator ( 5 ) additionally depends on at least one individual feedback signal ( 18 ) of the vehicle.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the value range of the steering input depends on driving conditions.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the steering takes place via a superimposed steering.