DE102005004523A1 - Verfahren zum Bestimmen einer Steuervorgabe einer von einer Steuervorrichtung ansteuerbaren aktiven Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Steuervorgabe einer von einer Steuervorrichtung (11) ansteuerbaren aktiven Lenkeinrichtung (10) eines Fahrzeugs (1) beschrieben, wobei in Abhängigkeit der Steuervorgabe eine Fahrdynamik des Fahrzeugs (1) beeinflusst wird. Die Steuervorgabe wird in Abhängigkeit einer wenigstens anhand verschiedener aktueller Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugs berechneten Soll-Gierrate und eines in Abhängigkeit der Soll-Gierrate sowie aktueller Betriebszustandsgrößen bestimmten dynamischen Fahrzustandes ermittelt. Die Steuervorgabe wird dem von einem Fahrer vorgegebenen Lenkeinschlagwinkel derart überlagert, dass eine aktuelle Ist-Gierrate in Richtung der Soll-Gierrate verändert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Steuervorgabe einer von einer Steuervorrichtung ansteuerbaren aktiven Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Die Fahrdynamik stellt grundsätzlich ein Teilgebiet der technischen Mechanik, d. h. der Fahrzeugmechanik, dar, das sich mit den auf ein Fahrzeug einwirkenden Kräften und den daraus wiederum resultierenden Fahrzeugbewegungen befasst. Dabei wird die Fahrdynamik in die Längsdynamik, die Querdynamik und die Vertikaldynamik eines Fahrzeugs unterteilt.
  • Die Längsdynamik befasst sich mit dem Zusammenwirken von Antriebs- oder Bremskräften an den Rädern und mit den Fahrwiderständen in Abhängigkeit von den Strecken- und Betriebsverhältnissen. Somit sind aus der Längsdynamik unter anderem wichtige Schlussfolgerungen für den Kraftstoffverbrauch, die Beschleunigungsfähigkeit und die Auslegung von Triebstrang und Bremsanlage erzielbar.
  • Die Querdynamik betrachtet die Kräfte, wie Seitenwind oder Fliehkräfte, die das Fahrzeug von der Fahrtrichtung ablenken. Ein Ausgleich dieser Kräfte kann nur durch Seitenführungskräfte der Reifen bzw. Räder erfolgen, wobei das gummibereifte Rad gegenüber seiner Mittelebene unter einem entsprechenden Schräglaufwinkel rollt. Von Einfluss sind auch die dynamische Radlast, die Antriebs- und Bremskräfte sowie die Reibungseigenschaften der Fahrbahn. Je nach Lage des Schwerpunkts, des Angriffspunkts der Windkräfte, der Konstruktion der Radaufhängung und der Reifenbeschaffenheit ergeben sich Fahreigenschaften, die zusammen mit den Lenkreaktionen des Fahrers auf das Fahrverhalten, die Fahrtrichtungshaltung bei Geradeausfahrt und die Fahrstabilität bei Kurvenfahrt schließen lassen.
  • Die Vertikaldynamik untersucht die senkrechten Kräfte und Bewegungen, die durch die Unebenheiten der Straße erzeugt werden und unter Zwischenschaltung von Reifen- und Wagenfederung Hubschwingungen und Nickschwingungen um die Querachse erzeugen, die mit Hilfe von Schwingungsdämpfern reduziert werden. Bei Kurvenfahrt ergibt sich ein von der Achsanordnung abhängiges Wanken um die Längsachse, dass durch Stabilisatoren beeinflusst werden kann.
  • Durch den Einsatz elektronischer Regelsysteme wird versucht die Fahrdynamik zu verbessern, wobei die Längsdynamik beispielsweise durch ein Antiblockiersystem, die Querdynamik beispielsweise durch eine Fahrdynamikregelung mit gezielter Beeinflussung der Giermomente durch einen Bremseingriff sowie die Vertikaldynamik durch eine Verringerung der Wankneigung des Fahrzeugaufbaus und eine Beeinflussung der Dämpfungseigenschaften durch elektronische Fahwerkregelung beeinflusst werden kann.
  • Des Weiteren wird zwischen einem untersteuernden, einem übersteuernden Fahrzeug sowie durch ein neutrales Fahrverhalten gekennzeichnetes Fahrzeug unterschieden. Dabei ist ein Schräglaufwinkel der Vorderräder bei einem untersteuernden Fahrzeug größer als der Schräglaufwinkel der Hinterräder. Das bedeutet, dass ein untersteuerndes Fahrzeug die Bestrebung aufweist, einen größeren Kurvenradius zu fahren als dies den eingeschlagenen Vorderrädern entspricht und dabei über die Vorderräder nach außen schiebt.
  • Bei einem übersteuernden Fahrzeug sind die Schräglaufwinkel der Hinterräder größer als die der Vorderräder und das Fahrverhalten des Fahrzeugs ist in einem derartigen Betriebszustand dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug einen kleineren Kurvenradius anstrebt als dies den eingeschlagenen Vorderrädern entspricht und in Grenzsituationen letztendlich mit dem Heck ausbricht.
  • Im Gegensatz hierzu sind die Schräglaufwinkel der Vorder- und Hinterräder eines Fahrzeugs bei einem neutralen Fahrverhalten gleich groß und das Fahrzeug schiebt bzw. driftet gleichmäßig in Grenzsituationen gleichmäßig über alle Räder.
  • Unter Berücksichtung der vorstehend aufgeführten Kenntnisse sind die während des Betriebs eines Fahrzeugs an diesem wirkenden Kräfte und daraus resultierende Betriebszustandverläufe eines Fahrzeugs mittels mathematischer Algorithmen und darauf aufbauenden theoretischen Fahrzeugmodellen wenigstens annähernd derart abbildbar, das ein Fahrzeugverhalten eines Fahrzeugs während unterschiedlicher Fahrsituationen theoretisch darstellbar ist.
  • Des Weiteren kommen in der Praxis bekannte Testverfahren bei realen Fahrzeugen zur Anwendung, bei welchen die Auswirkungen eines Lastwechsels auf die Kurshaltung und das Richtungsverhalten eines Fahrzeuges bestimmt werden. Dabei wird von einem Fahrer während einer stationären kreisförmigen Bewegung des Fahrzeugs eine Störung bzw. ein die Reifenkräfte veränderndes Ereignis in Form eines vordefinierten Lastwechsels vorgenommen, um die Fahrzeugreaktionen nach plötzlichen Lastwechseln, wie Gaswegnahme, Gasgeben oder Bremsen, während einer stationären Kurvenfahrt am realen System beobachten und bewerten zu können.
  • Wird bei einer Kreisfahrt ein Lastwechsel durch eine Gaswegnahme oder eine Bremsung eingeleitet, entsteht eine derartige Achslastverlagerung von der Hinterachse auf die Vorderachse, dass die dynamischen Reifenaufstandskräfte an der Vorderachse größer werden, während die dynamischen Reifenaufstandskräfte an der Hinterachse dementsprechend verkleinert werden. Aufgrund dieser Achslastverlagerung wird das Seitenkraftpotential der Räder an der Vorderachse entsprechend der Reifencharakteristik größer und das Seitenkraftpotential der Räder an der Hinterachse kleiner, so dass sich die Seitenkraftverteilung ändert. Zusätzlich erzeugen die Antriebskräfte an der Vorderachse bei einem Allrad- oder Frontantrieb ein Giermoment. In der Regel dreht ein Fahrzeug während einer Kurvenfahrt und während einer Beschleunigungsphase, d. h. einem Zugbetrieb, aus der Kurve und bei einer Gaswegnahme, d. h. einem Schubbetrieb, in die Kurve ein.
  • Das plötzliche und unerwartete Verändern des Eigenlenkverhaltens durch Veränderungen der Reifenlängskräfte, z. B. durch einen Lastwechsel, ist für den Normalfahrer nicht vorhersehbar und insbesondere in Grenzsituationen schwer zu beherrschen. Im normalen Straßenverkehr finden Kurvenfahrten mit schwer beherrschbaren Lastwechselreaktionen und einer daraus resultierenden Veränderung des Eigenlenkverhaltens beim Durchfahren von Autobahnein- und ausfahrten statt, die besonders für ungeübte Autofahrer unter Umständen zu sicherheitskritischen Fahrsituationen führen können.
  • Im Allgemeinen verändern alle auf das Fahrzeug einwirkenden Antriebsstrangeinflüsse, die beispielsweise aus während einer Kurvenfahrt im Zug- oder Schubbetrieb sowie bei Lastwechseln eines Fahrzeugs an diesem angreifenden Längskräften resultieren, das Eigenlenkverhalten eines Fahrzeugs, da diese die Seitenkraftverteilung gegenüber einem längskraftfreien Rollbetrieb des Fahrzeug während einer Kurvenfahrt verändern.
  • Aus der DE 197 23 358 A1 ist ein motorbetriebenes Servolenksystem bekannt, bei dem einerseits die Lenkbewegung des Fahrers motorisch unter stützt wird und andererseits die Fahrstabilität und der Fahrkomfort des Fahrzeuges dadurch erhöht wird, dass aufgrund zusätzlicher motorisch durchgeführter Lenkbewegungen beispielsweise Gierbewegungen des Fahrzeuges minimiert werden. Die Bewegungen des Fahrzeuges werden dabei durch verschiedene Sensoren erfasst und dienen als Maß für die zusätzlichen motorisch durchzuführenden Lenkbewegungen.
  • Dieses System weist jedoch nachteilhafterweise lange Reaktionszeiten auf, da erst nach der Erfassung der Bewegungen des Fahrzeuges eine Generierung der motorisch durchzuführenden Lenkbewegungen erfolgt, wodurch sicherheitskritische Fahrsituationen nur in sehr begrenztem Umfang vermeidbar sind.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchem die Fahrdynamik eines Fahrzeugs auf einfache Art und Weise mit kurzen Reaktionszeiten derart beeinflussbar ist, dass sicherheitskritischen Fahrsituationen wirkungsvoll entgegengetreten werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen einer Steuervorgabe für eine von einer Steuervorrichtung ansteuerbaren aktiven Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs ist die Fahrdynamik eines Fahrzeugs auf einfache Art und Weise mit den für ein erfolgreiches Vermeiden sicherheitskritischer Fahrsituationen bzw. mit den für ein wirkungsvolles Entgegenwirken sicherheitskritischer Fahrsituationen erforderlichen kurzen Reaktionszeiten unter Berücksichtigung eines aktuellen Betriebszustandes des Fahrzeugs in Richtung einer betriebszustandsabhängigen vordefinierten Fahrdynamik des Fahrzeugs veränderbar.
  • Darüber hinaus ist ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren angesteuertes Fahrzeug mit einem gewünschten bzw. einem fahrzeugherstellerspezifischen und in entsprechender Art und Weise vordefinierten Fahrverhalten darstellbar.
  • Dies wird dadurch erreicht, dass die Steuervorgabe in Abhängigkeit einer wenigstens anhand verschiedener aktueller Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugs berechneten Soll-Gierrate und eines in Abhängigkeit der Soll-Gierrate sowie aktueller Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugs bestimmten dynamischen Fahrzustandes und eine damit korrespondierende Ist-Gierrate ermittelt wird, wobei die Steuervorgabe dem von einem Fahrer vorgegebenen Lenkeinschlagwinkel derart überlagert wird, dass eine aktuelle Ist-Gierrate in Richtung der Soll-Gierrate verändert wird.
  • Ziel der Erfindung ist es, kurze Reaktions- bzw. Steuerzeiten über die als Vorsteuerverfahren ausgestaltete erfindungsgemäße Vorgehensweise zu erreichen. Voraussetzung dafür ist eine entsprechend exakte Bestimmung der Steuervorgabe mittels der dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegenden Berechnungsalgorithmen bzw. theoretischen Abbildungen des realen Fahrzeugsystems, die wiederum einen möglichst geringen Rechenaufwand verursachen. Damit ist ein vom Fahrer aktuell angeforderter Lenkeinschlagwinkel mittels der aktiven Lenkeinrichtung bzw. der Überlagerungslenkung in Abhängigkeit von Zug- oder Schubeinflüssen kontinuierlich bzw. permanent und in Echtzeit anpassbar, so dass eine aktuelle Ist-Gierrate, die von einer Soll-Gierrate aufgrund am Fahrzeug während einer Kurvenfahrt angreifenden Längskräften bzw. Antriebsstrangeinflüssen abweicht, je nach zugrunde geleg ter Betriebsstrategie gezielt beeinflusst wird und beispielsweise sogar konstant gehalten wird.
  • Weitere Vorteile bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung wird die Soll-Gierrate in Abhängigkeit des von einem Fahrer vorgegebenen Lenkeinschlagwinkels, statischen Radaufstandskräften und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Damit wird die Soll-Gierrate ohne die Fahrdynamik des Fahrzeugs beeinflussende und am Fahrzeug angreifende Längskräfte bestimmt, so dass die ermittelte Soll-Gierrate des Fahrzeugs grundsätzlich einem fahrzeugspezifischen „neutralen" Fahrverhalten entspricht, bei dem sich vorzugsweise keine sicherheitskritischen Fahrsituationen einstellen.
  • Die sich an die Ermittlung der Soll-Gierrate anschließende Bestimmung des dynamischen Fahrzustandes und der damit korrespondierenden Ist-Gierrate, die bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Abhängigkeit der dynamischen Radaufstandskräfte ermittelt werden, führt mit der Ausgabe der wiederum aus der Sollgierrate und aus dem dynamischen Fahrzustand bestimmten Steuervorgabe vorteilhafterweise dazu, dass die aktuelle Ist-Gierrate in Richtung der zuvor bestimmten und einem neutralen bzw. vordefinierten Fahrverhalten entsprechenden Soll-Gierrate verändert wird.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigt:
  • 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugs mit zwei antreibbaren Fahrzeugachsen und einer aktiven Lenkeinrichtung;
  • 2a eine stark schematisierte Seitenansicht eines Fahrzeugs;
  • 2b ein über ein einspuriges Fahrzeugmodell modellhaft abgebildetes Fahrzeug während eines Zugbetriebs, welches in an sich bekannter Weise betrieben wird;
  • 2c eine 2b entsprechende Darstellung eines Fahrzeugs im Zugbetrieb, welches erfindungsgemäß angesteuert wird;
  • 2d eine 2b entsprechende Darstellung eines herkömmlich betriebenen Fahrzeugs im Schubbetrieb;
  • 2e eine 2b entsprechende Darstellung eines Fahrzeugs, welches im Schubbetrieb erfindungsgemäß angesteuert wird;
  • 3 eine Darstellung des Einflusses der an einem Fahrzeug angreifenden Längskräfte auf einen Kurvenradius aufgetragen über der Fahrzeuggeschwindigkeit;
  • 4 ein stark vereinfacht dargestelltes Blockschaltbild einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 5 ein stark vereinfacht dargestelltes Blockschaltbild einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 6 ein Ablaufdiagramm einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • 7 eine Gegenüberstellung von Verläufen der Gierrate eines konventionell betriebenen Fahrzeugs und eines erfindungsgemäß betriebenen Fahrzeugs während verschiedener Betriebszustände.
  • 1 zeigt ein stark schematisiertes und als Allradfahrzeug ausgeführtes Fahrzeug 1 mit zwei antreibbaren Fahrzeugachsen 2, 3, die Teil eines Antriebsstranges 4 des Fahrzeugs 1 sind. Der Antriebsstrang 4 umfasst des Weiteren eine Antriebsmaschine bzw. eine Brennkraftmaschine 5 und ein Hauptgetriebe 6, welches jedes an sich aus der Praxis bekannte Getriebe sein kann.
  • Zwischen dem Hauptgetriebe 6, welches zur Darstellung unterschiedlicher Übersetzungen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt vorgesehen ist und den beiden antreibbaren Fahrzeugachsen 2, 3 des Fahrzeugs 1, die in an sich bekannter Art und Weise auf jeder Fahrzeugseite mit wenigstens einem Antriebsrad 2A, 2B bzw. 3A, 3B verbunden sind, ist ein Verteilergetriebe 7 zum Verteilen eines Antriebsmomentes der Antriebsmaschine 5 bzw. des Getriebeausgangsmomentes des Hauptgetriebes 6 zwischen den beiden antreibbaren Fahrzeugachsen 2 und 3 angeordnet.
  • Zusätzlich sind zwischen den Antriebsrädern bzw. den Reifen 2A, 2B und 3A, 3B jeweils Einrichtungen 8, 9 zum Ausgleichen von Differenzdrehzahlen zwischen den Reifen 2A, 2B der Fahrzeugachse 2 und den Reifen 3A, 3B der Fahrzeugachse 3 vorgesehen, welche Einrichtungen 8, 9 vorliegend als an sich bekannte Querverteilergetriebe bzw. Achsgetriebe ausgeführt sind. Dabei ist das Achsgetriebe 8 der Fahrzeugachse 2, welche vorliegend die Fahrzeughinterachse darstellt, mit einer steuer- und regelbaren Achssperre ausgeführt. Damit wird der jeweils den antreibbaren Fahrzeugachsen 2 und 3 zugeführte Anteil des Getriebeausgangsmomentes des Hauptgetriebes 6 über die Einrichtungen 8, 9 zu den Antriebsrädern 2A, 2B bzw. 3A, 3B der Fahrzeugachsen 2, 3 weitergeleitet und jeweils zwischen den Reifen 2A, 2B und 3A, 3B der betreffenden Fahrzeugachse 2 bzw. 3 bedarfsgerecht verteilt.
  • Die beiden Querverteilergetriebe bzw. Achsgetriebe 8 und 9 bieten die Möglichkeit, die Antriebsräder der Fahrzeugachsen 2 und 3 unabhängig voneinander entsprechend den verschiedenen Weglängen der linken bzw. rechten Fahrspur mit unterschiedlichen Drehzahlen anzutreiben, wodurch das Antriebsmoment symmetrisch und somit giermomentfrei zwischen zwei Antriebsrädern einer Fahrzeugachse 2 bzw. 3 verteilbar ist.
  • Zusätzlich ist das Fahrzeug an seiner Fahrzeugvorderachse mit einer an sich aus der Praxis bekannten aktiven Lenkeinrichtung 10 ausgeführt, bei der einem von einem Fahrer des Fahrzeugs 1 vorgegebenen Lenkeinschlagwinkel ein von einer Steuervorrichtung 11 generierter motorisch erzeugter Überlagerungslenkeinschlagwinkel in an sich bekannter Art und Weise mittels eines Getriebes überlagert werden kann. Die aktive Lenkeinrichtung kann beispielsweise als eine Überlagerungslenkung oder als eine Steer-by-Wire-Lenkung ausgeführt sein.
  • Weiterhin ist das Fahrzeug 1 im Bereich der Räder 2A, 2B bzw. 3A, 3B mit so genannten CDC-Dämpfern 122A, 122B, 123A, 123B (Continuous Damping Control) ausgeführt, mittels welchen in an sich bekannter Weise eine elektronische stufenlose Dämpfersteuerung durchführbar ist. Zudem werden in Abhängigkeit verschiedener Zustandsgrößen der CDC-Dämpfer 122A, 122B, 123A, 123B, die in Abhängigkeit eines aktuellen Fahrzeuggewichts stehen, in der Steuereinrichtung 11 die in 2a näher dargestellten und in Normalrichtung auf die Reifen 2A bis 3B einwirkenden statischen Reifenaufstandskräfte F_AS_2A, F_AS_2B, F_AS_3A, F_AS_3B ohne Berücksichtigung dynamischer Einflüsse berechnet.
  • Die CDC-Dämpfer 122A, 122B, 123A, 123B sind vorliegend herkömmlich mit über den Reifen 2A, 2B, 3A, 3B positionierten und nicht näher gezeigten Beschleunigungssensoren zum sensorischen Ermitteln der Radbeschleunigungen im Betrieb des Fahrzeugs 1 ausgebildet. Anhand der Sensorwerte sind so genannte dynamische Radaufstandskräfte F_AD_2A, F_AD_2B, F_AD_3A, F_AD_3B der Reifen 2A bis 3B bestimmbar. Vorliegend werden unter dem Begriff „dynamische Radaufstandskräfte" jeweils die in 2a als Normalkräfte eingezeichneten resultierenden Kraftkomponenten F_AD_2A, F_AD_2B, F_AD_3A, F_AD_3B verstanden, die sich aus den statischen Reifenaufstandskräften F_AS_2A, F_AS_2B, F_AS_3A, F_AS_3B und den jeweils in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustands des Fahrzeugs jeweils im Bereich der Reifen 2A bis 3B wirkenden dynamischen Normalkraftkomponenten zusammensetzen.
  • Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmannes, die dynamischen Radaufstandskräfte alternativ zu der letztgenannten Bestimmung in Abhängigkeit anderer Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugs zu bestimmen, die über aus der Praxis hinlänglich bekannte Fahrzeugkomponenten, wie einer Niveauregulierungseinrichtung oder aktiver Federbeineinrichtungen, ermittelt werden. Zudem besteht jedoch auch die Möglichkeit, die dynamischen Radaufstandskräfte sowohl in Abhängigkeit der Sensorwerte der Beschleunigungssensoren als auch in Abhängigkeit der vorstehend genannten weiteren Betriebszustandsgrößen zu bestimmen.
  • Dabei besteht die Möglichkeit, die dynamischen Radaufstandskräfte mit Hilfe von über verschiedenste in Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtungen ermittelte Betriebszustandsparameter des Fahrzeugs, wie dem Getriebeausgangsmoment oder einer Fahrzeuglängsbeschleunigung, in Abhängigkeit der zuvor bestimmten statischen Radaufstandskräfte abzuschätzen. Hiervon abweichend besteht jedoch auch die Möglichkeit, die dynamischen Reifenaufstandskräfte mittels einer entsprechend ausgestalteten Reifenkraftsensoreinrichtung direkt zu ermitteln.
  • In 2a ist das Fahrzeug 1 aus 1 in einer stark schematisierten Seitenansicht dargestellt, wobei das Fahrzeug 1 prinzipiell in zwei verschiedenen Positionen gezeigt ist. Die erste Position ist durch eine durchgezogene Linienausführung und die zweite Position ist durch eine strichpunktierte Linienausführung grafisch wiedergegeben. Dabei nimmt das Fahrzeug 1 die erste Position während einer Kreisfahrt mit konstantem Lenkeinschlagwinkel in rollendem Zustand ohne im Bereich der Reifen wirkende Längskräfte ein und entspricht vorliegend einer Ausgangsposition des Fahrzeugs 1. Die zweite Position nimmt das Fahrzeug 1 im Zugbetrieb ein, der ein so genanntes Nicken des Fahrzeugs um seine Querachse verursacht.
  • In 2b ist das Fahrzeug gemäß 2a in einer stark schematisierten Draufsicht gezeigt, wobei der Reifen 2A der Fahrzeugachse 2 und der Reifen 3A der Fahrzeugachse 3 sowie der Reifen 2B der Fahrzeugachse 2 und der Reifen 3B der Fahrzeugachse 3, die auf jeder Fahrzeugachse jeweils eine Spur ausbilden, zu einer einzigen Spur zusammengefasst dargestellt sind.
  • Das in 2b dargestellte Fahrzeug befindet sich im Zugbetrieb und wird während einer Kurvenfahrt auf herkömmliche Art und Weise angesteuert. Am Fahrzeug greift ein um die Fahrzeughochachse des Fahrzeugs 1 wirkendes Giermoment an, welches in 2b durch den zwischen den beiden schema tisch dargestellten Fahrzeugachsen 2 und 3 positionierten gekrümmten Pfeil 13 grafisch wiedergegeben ist und in diesem Fall ein untersteuerndes Fahrverhalten zur Folge hat.
  • Des Weiteren sind die im Bereich der Fahrzeugachsen 2, 3 bzw. der jeweils zu einer Spur zusammengefassten Reifen 2A, 2B bzw. 3A, 3B in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Fahrzeugquerrichtung wirkenden Reifenlängs- und Reifenquerkräfte F_L2, F_L3 bzw. F_Q2, F_Q3 wiedergegeben, die senkrecht zu den statischen und den dynamischen Reifenaufstandskräften F_AS_2A, F_AS_2B, F_AS_3A, F_AS_3B, F_AD_2A, F_AD_2B, F_AD_3A, F_AD_3B im Bereich der Aufstandsflächen der Reifen 2A bis 3B auf dem Untergrund wirken und an den Reifen 2A bis 3B angreifen.
  • In 2c ist das Fahrzeug 1 in einer in 2b entsprechenden Darstellung in dem 2b zugrunde liegenden Betriebszustand gezeigt, wobei dem in 2b dargestellten Lenkeinschlagwinkel δ_0 ein über das nachbeschriebene erfindungsgemäße Verfahren ermittelter Überlagerungslenkeinschlagwinkel Δδ überlagert ist, dass das um die Fahrzeughochachse wirkende Giermoment vollständig neutralisiert ist. Die in 2c gezeigten Reifenquerkräfte F_Q2, F_Q3 sind im Vergleich zu den in 2b gezeigten verändert, was durch die verschiedenen Längen der die Reifenkräfte F_Q2, F_Q3 symbolisierenden Pfeile grafisch wiedergegeben ist. Zusätzlich bewirkt die Überlagerung des ermittelten Überlagerungslenkeinschlagswinkels Δδ zu dem vom Fahrer des Fahrzeugs 1 angeforderten Lenkeinschlagwinkels δ_0 eine Veränderung des Kurvenradius R, den das Fahrzeug 1 während der Kurvenfahrt durchfährt.
  • In 2d und 2e ist das Fahrzeug 1 gemäß 2a jeweils in einer 2b entsprechenden Darstellung gezeigt, wobei sich das Fahrzeug 1 jeweils im Schubbetrieb befindet. Das in 2d gezeigte Fahrzeug wird wie das in
  • 2b dargestellte in an sich bekannter Art und Weise betrieben. An dem in 2d modellhaft dargestellten Fahrzeug 1 greift ein zu dem in 2b am Fahrzeug 1 angreifenden Giermoment entgegengerichtet wirkendes Giermoment an, welches in diesem Fall ein übersteuerndes Fahrverhalten des Fahrzeugs 1 zur Folge hat.
  • In 2e ist die Spur der Fahrzeugvorderachse 2 im Vergleich zu der Darstellung gemäß 2d um einen geringeren Lenkeinschlagwinkel gegenüber einer einer Geradeausfahrt entsprechenden Position verschwenkt, wodurch das an der Fahrzeughochachse angreifende und ein übersteuerndes Fahrverhalten bewirkendes Giermoment im Wesentlichen neutralisiert ist.
  • Die Neutralisierung des in 2d dargestellten Giermoments resultiert wie die zu 2b und 2c beschriebene Neutralisierung des Giermoments aus der Überlagerung eines über das nachbeschriebene und erfindungsgemäße Verfahren ermittelten Überlagerungslenkeinschlagwinkels Δδ zu dem fahrerseitig angeforderten Lenkeinschlagwinkel δ_0, wobei die Überlagerung wiederum eine Veränderung der Reifenkräfte F_L2, F_L3 bzw. F_Q2, F_Q3 in der in 2d und 2e dargestellten Art und Weise bewirkt.
  • Der Einfluss der am Fahrzeug 1 in Fahrzeuglängsrichtung angreifenden Reifenlängskräfte F_L2, F_L3 auf den jeweils von einem Fahrzeug während einer Kurvenfahrt tatsächlich durchfahrenen Kurvenradius ist in 3 über der Fahrzeuggeschwindigkeit v_fzg gezeigt. Die Linie R_0 gibt den durchfahrenen Kurvenradius mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit v_fzg wieder, wobei ein Fahrzeug ein derartiges Fahrverhalten aufweist, wenn die angreifenden Längskräfte im Wesentlichen Null sind.
  • Die oberhalb der Linie R_0 verlaufenden Linien R_1, R_2 und R_3 geben jeweils ein Fahrverhalten eines Fahrzeugs in Zugbetrieb wieder. Die Ab weichungen der Linien R_1 bis R_3 von der Linie R_0 nehmen mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit v_fzg zu, wobei die Linie R_3 die größten Abweichungen aufweist. Dies resultiert aus der Tatsache, dass die der Linie R_3 zugrunde liegenden Reifenlängskräfte größer als die den Linien R_1 und R_2 zugrunde liegenden Reifenlängskräfte sind.
  • Die unterhalb der Linie R_0 verlaufenden Linien R_4, R_5 und R_6 repräsentieren jeweils das Fahrverhalten eines Fahrzeuges im Schubbetrieb, wobei der Linie R_4 die kleinsten Reifenlängskräfte und der Linie R_6 die höchsten Reifenlängskräfte zugrunde liegen.
  • Grundsätzlich verursachen Längskraftänderungen, d. h. am Fahrzeug angreifende Beschleunigungen, Änderungen im Bereich der dynamischen Radaufstandskräfte F_AD_2A, F_AD_2B, F_AD_3A, F_AD_3B. Daraus resultiert während einer Kurvenfahrt auch eine Veränderung der Seitenkraftverteilung im Bereich der Reifen 2A bis 3B. Zusätzlich erzeugen die Antriebskräfte bei einem Allrad- oder Frontantrieb an der Fahrzeugvorderachse ein Giermoment, so dass das Fahrzeug in der Regel bei Kurvenfahrt während einer Beschleunigungsphase des Fahrzeugs aus der Kurve dreht und bei Gaswegnahme in die Kurve eindreht.
  • Mittels der anhand 4, 5 und 6 beschriebenen verschiedenen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen die durch Längskraftveränderungen auftretenden Einflüsse des Antriebsstrangs auf das Eigenlenkverhalten eines Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt kontinuierlich berechnet und im Rahmen der Physik neutralisiert oder in Abhängigkeit einer vordefinierten Betriebsstrategie entsprechend kompensiert werden.
  • Dazu wird bei der in 4 in Form eines stark schematisiert dargestellten Ablaufdiagramms gezeigten ersten Variante des erfindungsgemäßen Ver fahrens während eines Schritts F_1 zunächst ein stationärer Fahrzustand bzw. eine Soll-Gierrate φ_0 bestimmt. Das Fahrzeug 1 wird mittels eines nichtlinearen Einspurigen Fahrzeugmodells theoretisch bzw. modellhaft abgebildet. Dabei werden die beiden Räder 2A, 3A bzw. 2B, 3B der Fahrzeugachsen 2 und 3 in der zu 2b vorbeschriebenen Art und Weise zur Vereinfachung der Berechungen im Bereich der Fahrzeugvorderachse 2 und der Fahrzeughinterachse 3 zu einer einzigen Spur zusammengefasst und das Fahrverhalten des Fahrzeugs 1 mit Hilfe einer Funktion höherer Ordnung mathematisch abgebildet, wobei die Soll-Gierrate in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch über ein linearisiertes einspuriges Fahrzeugmodell ermittelt werden kann.
  • In die Berechnung des Schritts S1 fließen als Eingangsrechengrößen die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v_fzg, die statischen Reifenaufstandskräfte F_AS_2A, F_AS_2B, F_AS_3A, F_AS_3B sowie ein von einem Fahrer des Fahrzeugs 1 aktuell angeforderter Lenkeinschlagwinkel δ_0 ein, um die Soll-Gierrate φ_0 theoretisch zu bestimmen bzw. zu berechnen. Die während des Schritts S_1 bestimmte Soll-Gierrate φ_0 entspricht somit einer Gierrate des Fahrzeugs, an dem im Wesentlichen keine Längskräfte angreifen, so dass die Soll-Gierrate φ_0 im Wesentlichen einem Fahrzeug mit neutralen Fahrverhalten entspricht.
  • Anschließend wird in einem Schritt S_2 ein dynamischer Fahrzustand anhand eines das reale Fahrzeug theoretisch abbildenden einspurigen Fahrzeugmodells bestimmt, das in dem der Berechnung aktuell zugrunde liegenden Betriebspunkt linearisiert ist und bei dem ebenfalls die beiden Spuren des Fahrzeugs 1 theoretisch als eine Spur angenommen werden.
  • Bei der Berechnung des dynamischen Fahrzeugstandes finden die Fahrzeuggeschwindigkeit v_fzg, die dynamischen Reifenaufstandskräfte F_AD_2A, F_AD_2B, F_AD_3A, F_AD_3B der aktuell vom Fahrer angeforderte Lenkeinschlagwinkel δ_0 und die in Schritt S_1 bestimmte Soll-Gierrate φ_0 Eingang, wobei der Überlagerungslenkeinschlagwinkel Δδ die Ausgangsgröße des Schritts S_2 darstellt und anschließend dem vom Fahrer angeforderten Lenkeinschlagwinkel δ_0 überlagert wird.
  • Die in 5 in Form eines stark schematisierten Ablaufdiagramms dargestellte zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheidet sich von der in 4 dargestellten ersten Variante im Wesentlichen im Bereich des Schritts S_1, während dem die Soll-Gierrate φ_0 zusätzlich in Abhängigkeit einer vordefinierten, vorzugsweise fahrzeugherstellerspezifischen, Betriebsstrategie bestimmt wird. Die Betriebsstrategie liegt in Form von vordefinierten Kennwerten vor, die während der Berechnung aus einem in der Steuereinrichtung 11 abgelegten Kennfeld ausgelesen werden. Die Kennwerte korrespondieren mit den jeweils zum Berechnungszeitpunkt des Überlagerungslenkeinschlagwinkels Δδ aktuellen Betriebszustandsgrößen. D. h. vorliegend mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v_fzg, den statischen Reifenaufstandskräften F_AS_2A, F_AS_2B, F_AS_3A, F_AS_3B, sowie dem aktuell vom Fahrer angeforderten bzw. aktuell eingestellten Lenkeinschlagwinkel δ_0.
  • Damit besteht bei der zweiten Variante im Unterschied zur ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Möglichkeit, die Soll-Gierrate φ_0 in Abhängigkeit eines gewünschten Fahrverhaltens zu bestimmen, das während des Betriebs des Fahrzeugs beispielsweise durch wechselnde Fahrprogramme verändert werden kann. Das bedeutet, dass beispielsweise fahrerseitig oder steuergeratseitig generell ein eher untersteuerndes, ein eher übersteuerndes oder ein neutrales Fahrverhalten dargestellt werden kann.
  • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein die Schritte S_1 und S_2 umfassendes Vorsteuerverfahren VS_3 und ein Regelverfahren RV_4 parallel geschaltet ist. Somit wird die Ermittlung der Steuervorgabe zur Ansteuerung der aktiven Lenkeinrichtung 10 in zwei parallelen Pfaden durchgeführt.
  • Während des einen ersten Pfad darstellenden Vorsteuerverfahrens VS_3 wird ein erster Anteil der Steuervorgabe zur Ansteuerung der aktiven Lenkeinrichtung 10 entweder mittels der zu 4 beschriebenen ersten Variante oder der zu 5 beschriebenen zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens berechnet, während ein weiterer Anteil der Steuervorgabe in einem Schritt S_5 des den zweiten Pfad darstellenden Regelverfahrens RV_4 der aktuelle Lenkeinschlagwinkel δ_0 bestimmt wird; der in einem Schritt S_6 zu dem über das Vorsteuerverfahren VS_3 bestimmten Überlagerungslenkeinschlagwinkel Δδ addiert wird und anschließend als Steuervorgabe an die aktive Lenkeinrichtung 10 ausgegeben wird.
  • 7 zeigt eine Gegenüberstellung zweier Verläufe G_1 und G_2 einer Gierrate des Fahrzeugs 1 über der Zeit t, die sich während verschiedener aufeinander folgender Betriebszustände des Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt einstellen. Dabei entspricht der Verlauf G_1 dem Verlauf der Gierrate, welche sich bei einem konventionell betriebenen Fahrzeug einstellt, bei dem keine die Fahrdynamik eines Fahrzeugs beeinflussende Fahrzeugkomponente, d. h. vorliegend die aktive Lenkeinrichtung 10, erfindungsgemäß angesteuert wird.
  • Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist während des gesamten Fahrmanövers konstant, wobei sich durch die am Fahrzeug jeweils angreifenden Antriebskräfte bei einem konventionell betriebenen Fahrzeug eine Veränderung der Gierrate von ca. 35 % gegenüber einem neutralen Fahrbetrieb einstellt, wohingegen bei einem von Antriebseinflüssen neutralisierten Fahrzeug der Einfluss der Antriebskräfte auf die Gierrate nahezu null ist.
  • Zwischen einem Zeitpunkt T_0 und einem Zeitpunkt T_1 durchfährt das Fahrzeug 1 eine Kurve mit konstantem Radius, ohne das an dem Fahrzeug das Fahrverhalten beeinflussende Längskräfte angreifen, was einem einfachen Rollen des Fahrzeugs 1 entspricht.
  • Zum Zeitpunkt T_1 geht das Fahrzeug 1 sprunghaft in einen Zugbetrieb über, was durch Vollgasgeben bewirkt wird. Der Übergang in den Zugbetrieb führt zu einem Absinken des Verlaufs G_1 bis hin zu einem Minimum, wobei sich die Gierrate nach einiger Zeit auf einen im Wesentlichen konstanten Wert einpendelt und bis zu einem Zeitpunkt T_2 auf diesem Wert bleibt. Zu einem Zeitpunkt T_3 wechselt das Fahrzeug 1 vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb, wobei der Betriebszustandswechsel vorliegend durch eine sprunghafte Gaswegnahme bewirkt wird. Zum Zeitpunkt T_2, der kurze Zeit später auf den Zeitpunkt T_3 folgt, steigt der Verlauf G_1 der Gierrate des konventionell betriebenen Fahrzeugs 1 auf einen Wert oberhalb der Gierrate des neutralen Fahrverhaltens während des Rohzustand an, und verläuft anschließend im Wesentlichen konstant bis zu einem Zeitpunkt T_4, zudem das Fahrzeug wiederum in einen stationären Rollzustand ohne am Fahrzeug angreifende Längskräfte übergeht. Am Übergang vom Schubbetrieb in den stationären Rollbetrieb fällt der Verlauf G_1 der Gierrate auf den vor dem Zeitpunkt T_1 entsprechenden Wert ab und verläuft anschließend im Wesentlichen konstant.
  • Im Vergleich dazu ist der Verlauf G_2 der Gierrate dargestellt, der sich nach den vorbeschriebenen Betriebszustandsänderungen bzw. Lastwechseln bei entsprechender erfindungsgemäßer Ansteuerung der aktiven Lenkeinrichtung einstellt. Der Verlauf G_2 der Gierrate ist im Wesentlichen über den gesamten dargestellten Zeitraum nahezu konstant, so dass ein für einen Fahrer des Fahrzeugs 1 erkennbares Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs bei einem von Antriebseinflüssen wenigstens annähernd neutralisierten Fahrzeug im Wesentlichen erhalten bleibt.
  • Abweichend von den vorbeschriebenen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es bei weiteren Ausführungsformen vorgesehen sein, dass anstatt der eine Rechenkomplexität begrenzenden linearisierten einspurigen Fahrzeugmodelle auch durch einen höheren Rechenaufwand gekennzeichnete mathematische Fahrzeugmodelle zur Abbildung des realen Fahrzeugsystems eingesetzt werden. So kann beispielsweise ein Vollfahrzeugmodell, bei dem ein Fahrzeug mit zwei Spuren theoretisch abgebildet wird, oder eines nicht linearisierten einspurigen Fahrzeugmodell verwendet werden.
  • Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist selbstverständlich nicht auf ein in der Zeichnung dargestelltes Allradfahrzeug beschränkt, sondern kann grundsätzlich bei jedem beliebig ausgestatteten Fahrzeug eingesetzt werden, das mit einer aktiven Lenkeinrichtung ausgeführt ist.
  • Während einer Kurvenfahrt eines Fahrzeugs auftretende Antriebsstrangeinflüsse führen aufgrund einer jeweils in Abhängigkeit des Betriebszustandes eines Fahrzeugs stehenden aktuellen Gierrate sowie einer aktuellen Querbeschleunigung bekannterweise zur einer Veränderung des Eigenlenkverhaltens eines Fahrzeugs. Mit dem vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren werden die Auswirkungen der Antriebsstrangeinflüsse auf das Eigenlenkverhalten berechnet und mit Hilfe der Steuervorgabe bzw. eines damit korrelierenden Zusatzradwinkels neutralisiert oder in Richtung eines betriebsstrategieabhängigen, d. h. vorzugsweise in Richtung eines fahrzeugherstellerspezifisch vordefinierten, Eigenlenkverhaltens verändert.
  • Darüber hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass Verfahren nach der Erfindung bei einem Fahrzeug anzuwenden, das mit mehr als einer lenkbaren Fahrzeugachse ausgeführt ist. Dann kann die Steuervorgabe in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles lediglich im Bereich einer der lenkbaren Fahrzeugachsen oder gleichzeitig im Bereich zweier oder auch mehrerer lenkbarer Fahrzeugachsen zur Anpassung der Ist-Gierrate in Richtung einer Soll-Gierrate durch eine Veränderung des Lenkeinschlagwinkels der Räder einer Fahrzeugachse oder der Lenkeinschlagwinkel der Räder mehrerer Fahrzeugachsen verwendet werden.
  • 1
    Allradfahrzeug
    2
    Fahrzeugachse, Hinterachse
    2A, 2B
    Reifen der Hinterachse
    3A, 3B
    Reifen der Vorderachse
    3
    Fahrzeugachse
    4
    Antriebsstrang
    5
    Antriebsmaschine
    6
    Hauptgetriebe
    7
    Verteilergetriebe
    8
    Achsgetriebe der Hinterachse mit Achssperre
    9
    Achsgetriebe der Vorderachse
    10
    aktive Lenkeinrichtung
    11
    Steuer- und Regelvorrichtung
    122A, 122B, 123A, 123B
    CDC-Dämpfer
    δ
    Lenkeinschlagwinkel
    R
    Kurvenradius
    Überlagerungslenkeinschlagwinkel
    F_AS_2A bis F_AS_3B
    statische Reifenaufstandskraft
    F_AD_2A bis F_AD_3B
    dynamische Reifenaufstandskräfte
    F_L2, F_L3
    Reifenlängskraft
    F_Q2, F_Q3
    Reifenquerkraft
    R_1 bis R_6
    Verlauf des Kurvenradius
    S_1, S_2, S_5, S_6
    Schritt
    VS_3
    Vorsteuerverfahren
    RV_4
    Regelverfahren
    T_0 bis T_5
    Zeitpunkt
    t
    Zeit
    v_fzg
    Fahrzeuggeschwindigkeit
    φ_0
    Soll-Gierrate

Claims (10)

  1. Verfahren zum Bestimmen einer Steuervorgabe einer von einer Steuervorrichtung (11) ansteuerbaren aktiven Lenkeinrichtung (10) eines Fahrzeugs (1), wobei in Abhängigkeit der Steuervorgabe eine Fahrdynamik des Fahrzeugs (1) beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorgabe in Abhängigkeit einer wenigstens anhand verschiedener aktueller Betriebszustandgrößen (v_fzg, F_AS_2A bis F_AS_3B, δ_0) des Fahrzeugs berechneten Sollgierrate (φ_0) und eines in Abhängigkeit der Sollgierrate (φ_0) sowie aktueller Betriebzustandsgrößen (v_fzg, F_AD_2A bis F_AD_3B, δ_0) bestimmten dynamischen Fahrzustandes ermittelt wird, wobei die Steuervorgabe dem von einem Fahrer vorgegebenen Lenkeinschlagwinkel (δ_0) derart überlagert wird, dass eine aktuelle Ist-Gierrate in Richtung der Soll-Gierrate (φ_0) verändert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Gierrate (φ_0) in Abhängigkeit des von einem Fahrer vorgegebenen Lenkeinschlagwinkels (δ_0), statischen Radaufstandskräften (F_AS_2A bis F_AS_3B) und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit (v_fzg) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgierrate (φ_0) mittels eines als einspuriges Fahrzeugmodell ausgestalteten Rechenalgorithmus berechnet wird, bei dem die beiden Spuren eines Fahrzeugs rechnerisch als eine Spur abgebildet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechenalgorithmus als linearisiertes oder als nicht linearisiertes einspuriges Fahrzeugmodell ausgeführt ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgierrate (φ_0) mittels eines als Vollfahrzeugmodell ausgegeführten Rechenalgorithmus berechnet wird, mittels dem ein Fahrzeug mit zwei Spuren theoretisch abgebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgierrate (φ_0) in Abhängigkeit einer vordefinierten Betriebsstrategie bestimmt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsstrategie in Form von vordefinierten und in einem Kennfeld abgelegten Kennwerten vorliegt, die mit den jeweilig aktuellen Betriebszustandsgrößen (v_fzg, F_AS_2A bis F_AS_3B, δ_0) korrespondierend jeweils als Eingangsrechengrößen für den Rechenalgorithmus in der Steuervorrichtung (11) abgelegt sind.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Fahrzustand des Fahrzeugs (1) in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit (v_fzg), dynamischen Radaufstandskräften (F_AD_2A bis F_AD_3B) und einem vom Fahrer angeforderten Lenkeinschlagwinkel (δ_0) bestimmt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Fahrzustand mittels eines im der Berechnung aktuell zugrundeliegenden Betriebspunkt linearisierten einspurigen Fahrzeugmodells bestimmt wird, bei dem die beiden Spuren eines Fahrzeugs rechnerisch als eine Spur abgebildet werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der über das Vorsteuerverfahren (VS_3) ermittelten Steuervorgabe ein weiterer Anteil überlagert wird, der über ein Regelverfahren (RV_4) in Abhängigkeit eines aktuellen Lenkeinschlagwinkels bestimmt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007019698A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren und Vorrichtung zum elektrisch gesteuerten Unterstützen einer Fahrbewegung eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug
DE102010026403A1 (de) 2010-07-07 2012-01-12 Audi Ag Verfahren zum Beeinflussen des Kurvenverhaltens eines Kraftwagens, Steuervorrichtung zur Beeinflussung des Kurvenfahrverhaltens eines Kraftwagens sowie Kraftwagen mit einer solchen Steuervorrichtung

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005004523A1 (de) * 2005-01-31 2006-08-10 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Bestimmen einer Steuervorgabe einer von einer Steuervorrichtung ansteuerbaren aktiven Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs
FR2883827B1 (fr) * 2005-04-01 2007-05-18 Conception & Dev Michelin Sa Commande de direction de vehicule sans liaison mecanique entre volant et roues directrices
FR2883828B1 (fr) * 2005-04-01 2007-05-25 Conception & Dev Michelin Sa Commande de direction de vehicule sans liaison mecanique entre volant et roues directrices
JP4179348B2 (ja) * 2006-06-22 2008-11-12 トヨタ自動車株式会社 走行装置
FR2912083B1 (fr) * 2007-02-01 2009-03-20 Renault Sas Systeme et procede de commande en boucle ouverte d'un systeme antiroulis actif par typage de la vitesse en lacet d'un vehicule base sur un modele non lineaire deux roues
DE102007000995A1 (de) * 2007-11-28 2009-06-04 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug
CN102282052B (zh) * 2009-01-13 2014-11-26 丰田自动车株式会社 车辆状态估计装置
KR101145112B1 (ko) * 2010-05-11 2012-05-14 국방과학연구소 자율이동차량의 조향제어장치, 이를 구비하는 자율이동차량 및 자율이동차량의 조향제어방법
FR2992933B1 (fr) * 2012-07-06 2015-05-29 Jtekt Europe Sas Procede de detection du sens de deplacement d’un vehicule automobile
JP6206258B2 (ja) * 2014-03-06 2017-10-04 富士通株式会社 軌跡推定装置、軌跡推定方法およびプログラム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19723358A1 (de) * 1997-06-04 1998-12-10 Bosch Gmbh Robert Motorbetriebenes Servolenksystem
DE19851978A1 (de) * 1998-11-11 2000-05-25 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Regelung der Querdynamik eines Fahrzeuges mit Vorderachs-Lenkung
DE10011779A1 (de) * 1999-09-10 2001-06-21 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren zur Regelung eines Giermoments
DE10212582A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-25 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Fahrdynamik
DE10325182A1 (de) * 2003-06-04 2004-12-23 Robert Bosch Gmbh Adaptive Bremsdruckverteilung unter Verwendung einer Radkraft messenden Sensorik
DE10328979A1 (de) * 2003-06-27 2005-01-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Koordination eines Fahrdynamikregelungssystems mit einem aktiven Normalkraftverstellsystem

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2830944B2 (ja) * 1990-04-20 1998-12-02 日産自動車株式会社 車両用駆動系クラッチ制御装置
US5388658A (en) * 1991-12-02 1995-02-14 Imra America, Inc. Integrated torque and steering control system
US5450919A (en) * 1993-01-12 1995-09-19 Mazda Motor Corporation Differential action control system of a vehicle
JPH0986365A (ja) * 1995-09-21 1997-03-31 Fuji Heavy Ind Ltd 制動力制御装置
DE19812238A1 (de) * 1998-03-20 1999-09-23 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Regelung des Gierverhaltens von Fahrzeugen
WO2000003900A1 (de) * 1998-07-17 2000-01-27 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und vorrichtung zum bestimmen und erkennen der kippgefahr eines fahrzeuges
US6415215B1 (en) * 2000-02-23 2002-07-02 Koyo Seiko Co., Ltd. Vehicle attitude control apparatus
WO2001081139A1 (de) * 2000-04-19 2001-11-01 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur online ermittlung von grössen der fahrdynamik für ein kraftfahrzeug
US6356188B1 (en) * 2000-09-25 2002-03-12 Ford Global Technologies, Inc. Wheel lift identification for an automotive vehicle
JP3539722B2 (ja) * 2000-11-16 2004-07-07 富士重工業株式会社 車両の路面摩擦係数推定装置
JP2002240732A (ja) * 2001-02-13 2002-08-28 Koyo Seiko Co Ltd 車両用操舵装置
US6549842B1 (en) * 2001-10-31 2003-04-15 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for determining an individual wheel surface coefficient of adhesion
US7676307B2 (en) * 2001-11-05 2010-03-09 Ford Global Technologies System and method for controlling a safety system of a vehicle in response to conditions sensed by tire sensors related applications
US20060100766A1 (en) * 2002-07-05 2006-05-11 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method for increasing the stability of a motor vehicle
US6804594B1 (en) * 2003-03-28 2004-10-12 Delphi Technologies, Inc. Active steering for handling/stability enhancement
WO2005023614A2 (en) * 2003-09-03 2005-03-17 Nsk Ltd. Stability control apparatus and load mesuring instrument for wheel supporting rolling bearing unit
JP4511815B2 (ja) * 2003-09-26 2010-07-28 アイシン精機株式会社 サスペンション制御装置
JP2005112007A (ja) * 2003-10-02 2005-04-28 Toyoda Mach Works Ltd 車両の統合制御装置
JP4182014B2 (ja) * 2004-03-02 2008-11-19 株式会社アドヴィックス 車両の操舵制御装置
JP4293021B2 (ja) * 2004-03-16 2009-07-08 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
US6904351B1 (en) * 2004-03-17 2005-06-07 Delphi Technologies, Inc. Operating a vehicle control system
US7229139B2 (en) * 2004-03-18 2007-06-12 Ford Global Technologies, Llc Control system for brake-steer assisted parking and method therefor
JP4289243B2 (ja) * 2004-07-16 2009-07-01 三菱自動車工業株式会社 車両用左右輪間駆動力制御装置
DE102005004523A1 (de) * 2005-01-31 2006-08-10 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Bestimmen einer Steuervorgabe einer von einer Steuervorrichtung ansteuerbaren aktiven Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19723358A1 (de) * 1997-06-04 1998-12-10 Bosch Gmbh Robert Motorbetriebenes Servolenksystem
DE19851978A1 (de) * 1998-11-11 2000-05-25 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Regelung der Querdynamik eines Fahrzeuges mit Vorderachs-Lenkung
DE10011779A1 (de) * 1999-09-10 2001-06-21 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren zur Regelung eines Giermoments
DE10212582A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-25 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Fahrdynamik
DE10325182A1 (de) * 2003-06-04 2004-12-23 Robert Bosch Gmbh Adaptive Bremsdruckverteilung unter Verwendung einer Radkraft messenden Sensorik
DE10328979A1 (de) * 2003-06-27 2005-01-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Koordination eines Fahrdynamikregelungssystems mit einem aktiven Normalkraftverstellsystem

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007019698A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren und Vorrichtung zum elektrisch gesteuerten Unterstützen einer Fahrbewegung eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug
DE102007019698B4 (de) 2007-04-26 2019-05-09 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zum elektrisch gesteuerten Unterstützen einer Fahrbewegung eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug
DE102010026403A1 (de) 2010-07-07 2012-01-12 Audi Ag Verfahren zum Beeinflussen des Kurvenverhaltens eines Kraftwagens, Steuervorrichtung zur Beeinflussung des Kurvenfahrverhaltens eines Kraftwagens sowie Kraftwagen mit einer solchen Steuervorrichtung

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US7418327B2 (en) 2008-08-26
US20060173597A1 (en) 2006-08-03

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