DE19507319A1 - Steuersystem für ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern - Google Patents
Steuersystem für ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und HinterrädernInfo
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- DE19507319A1 DE19507319A1 DE19507319A DE19507319A DE19507319A1 DE 19507319 A1 DE19507319 A1 DE 19507319A1 DE 19507319 A DE19507319 A DE 19507319A DE 19507319 A DE19507319 A DE 19507319A DE 19507319 A1 DE19507319 A1 DE 19507319A1
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- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
- B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
- B62D7/159—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für
ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern, und
insbesondere auf ein Steuersystem für ein Fahrzeug mit gelenk
ten Vorder- und Hinterrädern, das die Gierrate des Fahrzeugs
erfaßt und eine Rückkopplungs-Regelung des Hinterrad-Lenkwin
kels gemäß der erfaßten Gierrate des Fahrzeugs durchführt.
In den anhängigen US-Patentanmeldungen Nr. 08/122,615 (einge
reicht am 16.09.1993), Nr. 08/161,139 (eingereicht am
02.12.1993), Nr. 08/218,134 (eingereicht am 25.03.1994), Nr.
08/218,135 (eingereicht am 25.03.1994) und Nr. 08/218, 116
(eingereicht am 25.03.1994) wurde vorgeschlagen, eine Abwei
chung der tatsächlichen Gierrate des Fahrzeugs von einer gemäß
dem Lenkwinkel des Lenkrads und der Fahrzeuggeschwindigkeit
bestimmten Referenz-Gierrate zu berechnen und eine Rückkopp
lungs-Regelung des Hinterrad-Lenkwinkels aus zuführen, um die
dynamische Reaktion des Fahrzeugs zu optimieren, und um ungün
stige Einflüsse von äußeren Störungen und der Änderungen in den
Fahrzuständen des Fahrzeugs auf das Verhalten des Fahrzeugs zu
beseitigen. Der Offenbarungsgehalt der genannten Anmeldungen
stellt ein Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung dar.
Wenn die Grenze des Straßenhaftungsvermögens eines Reifens auf
einer Straßenoberfläche mit einem geringen Reibungskoeffizien
ten, wie etwa einer Schotterstraße oder einer vereisten Straße,
überschritten ist, ist die Seitenführungskraft dramatisch
reduziert. Ferner kann bei einem Fahrzeug mit gelenkten Vorder-
und Hinterrädern die Fähigkeit des Hinterrad-Lenkstellglieds
auf das Steuerkommando zu reagieren aufgrund eines Mangels an
Kraft bzw. Leistungsvermögens des Stellglieds für die Hinter
rad-Lenkung ausfallen, falls auf einer kurvigen Straße abrupte
Lenkmanöver und Lenkmanöver mit großem Lenkwinkel fortgesetzt
durchgeführt werden. Unter solchen Umständen können bei den
bisher vorgeschlagenen Steuersystemen einige Diskrepanzen (die
möglicherweise als Phasenunterschied wahrgenommen werden)
zwischen dem durch die Gierraten-Rückkopplungs-Regelung bewirk
ten tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel und dem Vorausempfinden
oder der Erwartung des Fahrers des Fahrzeugs auftreten. Dies
ist nicht wünschenswert, da letztendlich der Fahrer das Fahr
zeug führen bzw. steuern soll. Der Fahrer soll fähig sein, den
Zustand des Fahrzeugs zu allen Zeiten für ein komfortables und
sicheres Fahren des Fahrzeugs zu erfassen.
In Anbetracht derartiger Probleme des Standes der Technik ist
ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem für
ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern bereit zu
stellen, das es unter allen Bedingungen ermöglicht, das Fahr
zeug in stabiler bzw. stetiger Art und Weise zu führen.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Steuersy
stem für ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern
bereitzustellen, das es ermöglicht, das Fahrzeug selbst bei
extremen Straßenoberflächen-Bedingungen auf vorteilhafte Art
und Weise zu führen.
Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Steuersy
stem für ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern
bereitzustellen, das es ermöglicht, das Fahrzeug unter normalen
Bedingungen auf stabile bzw. stetige Art und Weise zu führen,
das aber die Ausführung von extremen Manövern zuläßt, falls
notwendig.
Ein viertes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Steuersy
stem für ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern
bereitzustellen, das gegenseitige Beeinflussung zwischen dem
Verhalten des Fahrzeugs und der Steuerbemühung des Fahrers des
Fahrzeugs beim Durchführen von Kurvenfahrtmanövern unter ex
tremen Bedingungen beseitigt.
Ein fünftes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Steuersy
stem für ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern
bereitzustellen, das normal gelenkt werden kann, selbst wenn
das Stellglied für die Hinterrad-Lenkvorrichtung nicht die
durch das Steuersystem angeforderte Kraft bzw. Leistung erzeu
gen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können diese und andere Ziele
erreicht werden durch Bereitstellen eines Steuersystems für ein
Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern, das umfaßt:
Lenkbare Vorderräder; die dazu eingerichtet sind, durch ein
Lenkrad über eine Vorderrad-Lenkvorrichtung gelenkt zu werden;
Lenkbare Hinterräder, die dazu eingerichtet sind, durch ein
Hinterrad-Lenkstellglied gelenkt zu werden; Referenz-Gierraten-
Berechnungsmittel zum Bestimmen einer Referenz-Gierrate gemäß
Betriebszuständen des Fahrzeugs, die einen Lenkwinkel des
Lenkrads umfassen; Gierraten-Erfassungsmittel zum Erfassen
einer tatsächlichen Gierrate des Fahrzeugs; Rückkopplungsregel
mittel zum Regeln des Hinterrad-Lenkstellglieds gemäß einer
Abweichung der tatsächlichen Gierrate von der Referenz-Gierra
te; und Aufhebungsmittel zum Aufheben der Funktion der Rück
kopplungsregelmittel. Um die Reaktionsgeschwindigkeit des
Steuerverfahrens zu verbessern, sind typischerweise ferner
Vorwärtsführungsmittel bzw. Steuermittel vorgesehen zum Steuern
des Hinterrad-Lenkstellglieds gemäß einer Lenkrad-Eingangs
größe.
Folglich wird die Gierraten-Rückkopplungs-Regelung für die
Hinterräder bei etwas extremeren Fahrzuständen des Fahrzeugs
aufgehoben, und es ist folglich möglich, das Fahrzeug unter
allen Bedingungen in stabiler bzw. stetiger Art und Weise zu
führen. Derartige extreme Fahrzustände des Fahrzeugs können die
Fälle umfassen, daß das Straßenhaftungsvermögen der Räder
überschritten ist, und daß das Hinterrad-Lenkstellglied auf
grund eines Mangels an Kraft bzw. Leistungsvermögen nicht
sofort auf das Steuerkommando reagieren kann. Auch kann es in
einigen Fällen notwendig sein, daß der Fahrer absichtlich
extreme Manöver durchführt, und er ist in einer derartigen
Situation durch selektives Aufheben der Funktion des Steuersy
stems nach Erfordernis davon befreit, gegen das Wirken bzw. den
Einfluß des Steuersystems zu kämpfen. Mit anderen Worten er
möglicht das Steuersystem der vorliegenden Erfindung das Durch
führen derartiger extremer Manöver, ohne die Vorteile der
Gierraten-Rückkopplungs-Regelung unter normalen Betriebszustän
den zu beeinträchtigen.
Die Aufhebungsmittel können einen manuellen Schalter umfassen,
sie können aber auch automatische Aufhebungsmittel umfassen,
die einen Aufhebevorgang für die Gierraten-Rückkopplungs-Rege
lung ausführen gemäß einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen
der Abweichung der tatsächlichen Gierrate von der Referenz-
Gierrate und einem ersten Schwellenwert bzw. Schwellenniveau.
Typischerweise führen die Aufhebungsmittel den Aufhebevorgang
aus, wenn die Gierratenabweichung den ersten Schwellenwert
fortgesetzt für länger als eine bestimmte Zeitdauer überschrit
ten hat. In beiden Fällen können die Aufhebungsmittel ferner
Mittel umfassen, die eine graduelle bzw. allmähliche Ausführung
des Aufhebevorgangs durch die Aufhebungsmittel zulassen.
In der Hinsicht, die Durchführung von übermäßig extremen Manö
vern zu verhindern, ist es allerdings mehr wünschenswert, die
Rückkopplungs-Regelung unmittelbar aufzuheben, wenn die Gierra
tenabweichung ausreichend größer ist. Es ist ebenfalls wün
schenswert, die Funktion der Rückkopplungsregelmittel wieder
herzustellen, wenn die Gierratenabweichung für eine bestimmte
Zeitdauer fortgesetzt unter einem dritten Schwellenwert bzw.
Schwellenniveau geblieben ist, so daß die Vorteile der Gierra
ten-Rückkopplungs-Regelung wiedererlangt werden, sobald dies
angemessen ist. Um jegliche ungewünschten abrupten Änderungen
im Verhalten bzw. bei der Handhabung des Fahrzeugs zu vermei
den, sollte die Wiederaufnahme der Funktion der Rückkopplungs
regelmittel graduell bzw. allmählich stattfinden.
Die vorliegende Erfindung wird nun im folgenden unter Bezug
nahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Diagramm ist, das allgemein ein Fahrzeug mit vier
gelenkten Rädern zeigt, bei dem die vorliegende Er
findung angewendet ist;
Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das das allgemeine Prinzip des
Systems der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Flußdiagramm des in dem System der vorliegenden
Erfindung ausgeführten Steuerverfahrens ist;
Fig. 4 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der
tatsächlichen Gierratenabweichung γe und der kompen
sierten Gierratenabweichung γe′ zeigt;
Fig. 5 ein Flußdiagramm ist, das das Verfahren der Moduswahl
in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rück
kopplungs-Regelung zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der
tatsächlichen Gierratenabweichung γe und der Eingangs
größe γer zu dem Gierratenkompensator zeigt;
Fig. 7 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus Null in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
Fig. 8 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus -1 in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
Fig. 9 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus 1 in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
Fig. 10 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus 2 in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
Fig. 11 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus 3 in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
Fig. 12 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus 4 in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
Fig. 13 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangs
größe γer zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die
Gierratenabweichung fortgesetzt einen vorgegebenen
Wert für länger als eine vorgegebene Zeitdauer über
schritten hat;
Fig. 14 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangs
größe γer zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die
Gierratenabweichung den vorgegebenen Wert überschrit
ten hat, aber innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer
unter den vorgegebenen Wert gefallen ist;
Fig. 15 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangs
größe γer zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die
Gierratenabweichung während des Steuerverfahrens der
Fig. 13 unter den vorgegebenen Wert gefallen ist;
Fig. 16 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangs
größe γer zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die
Gierratenabweichung den ersten vorgegebenen Wert und
dann einen zweiten vorgegebenen Wert überschritten
hat;
Fig. 17 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangs
größe γe zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die
Gierratenabweichung über dem vorgegebenen Wert war,
aber seitdem graduell unter den vorgegebenen Wert
gefallen ist;
Fig. 18 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangs
größe γer zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die
Gierratenabweichung über dem vorgegebenen Wert war,
aber seitdem graduell unter den vorgegebenen Wert
gefallen ist, und dann innerhalb der vorgegebenen
Zeitdauer wieder über den vorgegebenen Wert angestie
gen ist;
Fig. 19 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangs
größe γer zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die
Gierratenabweichung über dem vorgegebenen Wert war,
aber seitdem graduell unter den vorgegebenen Wert
gefallen ist, und dann nach Verstreichen der vorgege
benen Zeitdauer wieder über den vorgegebenen Wert
angestiegen ist;
Fig. 20 ein Flußdiagramm ist, das das Verfahren der Moduswahl
in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rück
kopplungs-Regelung zeigt;
Fig. 21 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus Null in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
Fig. 22 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus 1 in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
Fig. 23 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus 2 in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist; und
Fig. 24 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt,
wenn der Modus 3 in dem Programm zur automatischen
Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist.
Fig. 1 zeigt die Gesamtstruktur einer Vorrichtung bzw. eines
Fahrzeugs mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern, bei dem die
vorliegende Erfindung angewendet ist. Ein Lenkrad 1 ist dreh
fest an dem oberen Ende einer Lenkwelle 2 angebracht, die
ihrerseits an ihrem unteren Ende mit einer Lenkstange 4 einer
Vorderrad-Lenkvorrichtung 3 mechanisch gekoppelt ist. Die
beiden Enden der Lenkstange 4 sind über eine jeweilige Ver
bindungsstange 7 mit einem jeweiligen Gelenkarm 6 des rechten
bzw. des linken Vorderrads 5 gekoppelt.
Eine Hinterrad-Lenkvorrichtung 8 ist im rückwärtigen Teil des
Fahrzeugs angeordnet und umfaßt einen Elektromotor 10 zum
Betätigen einer Lenkstange 9, die sich quer zur Fahrzeugkaros
serie erstreckt. Die beiden Enden der Lenkstange 9 sind über
eine jeweilige Verbindungsstange 13 mit einem Gelenkarm 12 des
rechten bzw. des linken Hinterrads 11 gekoppelt.
Die Vorderrad- und die Hinterrad-Lenkvorrichtung 3 bzw. 8 sind
mit einem jeweiligen Lenkwinkelsensor 14 bzw. 15 versehen zum
Erfassen der Lenkwinkel der Vorder- und der Hinterräder 5 bzw.
11 aus der Verschiebung der jeweiligen Lenkstange 4 bzw. 9. Ein
Sensor 16 erfaßt den Lenkwinkel des Lenkrads 1. Die Räder 5 und
11 sind jeweils mit einem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 17
versehen, und es sind ferner ein Seitenbeschleunigungssensor 18
und ein Gierratensensor 19 an geeigneten Stellen der Fahrzeug
karosserie vorgesehen. Diese Sensoren 14 bis 19 sind mit einer
Computereinheit 20 elektrisch verbunden zur Steuerung der
Funktion des Elektromotors 10.
Während der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 1 dreht, wird
gemäß diesem Steuersystem die Lenkstange 4 der Vorderrad-Lenk
vorrichtung 3 mechanisch betätigt und die Vorderräder 5 werden
dementsprechend gelenkt. Zu gleicher Zeit werden der Lenkwinkel
des Lenkrads 1 und die Verschiebung der Lenkstange 4 über die
Lenkwinkelsensoren 14 und 16 der Computereinheit 20 zugeführt.
Die Computereinheit 20 bestimmt so gemäß den Eingangswerten des
Vorderrad-Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Seiten
beschleunigung und der Gierrate den optimalen Lenkwinkel für
die Hinterräder 11 und steuert den Elektromotor 10, bis die
Hinterräder 11 auf diesen optimalen Lenkwinkel gelenkt sind.
Es wird nun im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und
3 der durch die Computereinheit 20 durchgeführte Steuerablauf
beschrieben.
Als erstes wird im Schritt 1 der Lenkwinkel Θ des Lenkrads 1
gelesen. Ein Vorwärtsführungs-Kompensator bzw. Steuer-Kompensa
tor 21 berechnet in Schritt 2 einen Vorwärtsführungs-Steuerwert
δrf für jeden gegebenen Lenkrad-Lenkwinkel Θ unter Berücksichti
gung der Übertragungsfunktion einer Referenz-Gierraten-Bestim
mungseinheit 22 als auch der Übertragungsfunktionen der Lenk
vorrichtung und der Steuerschaltung.
In Schritt 3 wird dann gemäß einer in die Referenz-Gierraten-
Bestimmungseinheit 22 einprogrammierten mathematischen Funktion
die Referenz-Gierrate γm für den gegebenen Lenkrad-Lenkwinkel Θ
berechnet. Zu gleicher Zeit wird in Schritt 4 die tatsächliche
Gierrate γ gelesen, und in Schritt 5 wird die Abweichung γe
zwischen der Referenz-Gierrate γm und der tatsächlichen Gierrate
γ berechnet. Dann ergibt sich im Schritt 6 eine kompensierte
Gierratenabweichung γe′ durch Modifizieren der Gierratenabwei
chung γe gemäß einer vorgegebenen Kompensationstabelle 23.
Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen. Die Kompensationsta
belle 23 wandelt die Gierratenabweichung γe in die kompensierte
Gierratenabweichung γe′′ die in einem Bereich, in dem die
ursprüngliche Gierratenabweichung γe kleiner als ein erster
vorgegebener Wert ist, einen kleineren Wert aufweist als die
ursprüngliche Gierratenabweichung γe′ um Einflüsse von von
kleinen Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche herrührendem
Störrauschen zu beseitigen. In einem Normalbereich, in dem die
tatsächliche Gierratenabweichung größer als der erste vorgege
bene Wert ist, wird einfach die tatsächliche Gierratenabwei
chung γe als die kompensierte Gierratenabweichung γe′ wiederge
geben. Wenn die tatsächliche bzw. ursprüngliche Gierratenabwei
chung γe größer als ein zweiter vorgegebener Wert ist, der
größer ist als der erste vorgegebene Wert, wandelt die Kom
pensationstabelle 23 die tatsächliche Gierratenabweichung γe in
die kompensierte Gierratenabweichung γe′′ die wiederum kleiner
als die tatsächliche Gierratenabweichung γe ist, mit dem Ziel,
ein Übersteuern der Rückkopplungs-Regelung zu vermeiden.
Die wirkliche Gierratenabweichung γe und die kompensierte
Gierratenabweichung γe′ werden in Schritt 7 einem Programm 24
zur automatischen Aufhebung der Rückkopplung zugeführt zum
Bestimmen eines Eingabewertes γer zu einem Rückkopplungs-Kom
pensator 25. Der Rückkopplungs-Kompensator 25 berechnet in
Schritt 8 den Rückkopplungs-Steuerwert δb gemäß diesem Kom
pensator-Eingangswert γer. Dann erzeugt in Schritt 9 ein Pro
gramm 26 zur manuellen Aufhebung der Rückkopplung einen Aus
gabewert δrb gemäß dem Rückkopplungs-Steuerwert δb und/oder
einem Eingangswert von einem manuellen Schalter.
Unter Verwendung der Summe δr von dem Ausgangswert δrb des
Programms 26 zur manuellen Aufhebung der Rückkopplung und des
vorher berechneten Vorwärtsführungs-Steuerwerts δrf als einen
Steuerwert, erzeugt die Hinterrad-Lenkstellglied-Steuervor
richtung 27 einen Steuerwert Rb, der in Schritt 10 als Soll-Wert
für den Hinterrad-Lenkwinkel dient.
Im folgenden wird nun der Ablauf des Programms 24 zur automati
schen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung beschrieben.
Als erstes wird in Schritt 11 in einem in Fig. 5 veranschau
lichten Moduswahl-Ablauf der absolute Wert der Gierratenabwei
chung γe mit einem ersten Schwellenwert bzw. Schwellenniveau Γe1
verglichen. Falls dieser Wert unter dem ersten Schwellenwert Γe1
liegt, wird in Schritt 12 bestimmt, daß die Gierratenabweichung
γe im Bereich Null liegt. Falls dieser Wert über dem ersten
Schwellenwerte Γe1 liegt, wird dann im Schritt 13 der absolute
Wert der Gierratenabweichung γe mit einem zweiten Schwellenwert
bzw. Schwellenniveau Γe2 verglichen, der größer als der erste
Schwellenwert Γe1 ist. Falls festgestellt wird, daß dieser Wert
unter dem zweiten Schwellenwert Γe2 liegt, oder, in anderen
Worten, in dem Bereich zwischen dem ersten Schwellenwert Γe1 und
dem zweiten Schwellenwert Γe2, dann wird in Schritt 14 bestimmt,
daß die Gierratenabweichung γe im Bereich 1 liegt. Wie in
Schritt 15 gezeigt, ist der Bereich oberhalb des zweiten
Schwellenwertes Γe2 als der Bereich 2 definiert.
Gemäß dem gegenwärtigen und dem vorhergehenden Wert der Gierra
tenabweichung sind dann Steuermodi definiert, wie in der unten
angegebenen Tabelle 1 zusammengefaßt.
Modus -1 | |
Zustand aufgehobener Rückkopplungs-Regelung | |
Modus Null | Zustand normaler Rückkopplung |
Modus 1 | Wartezustand für Übergang vom Modus Null zum Modus 2 |
Modus 2 | Zustand progressiver Abnahme des Rückkopplungs-Steuerwerts |
Modus 3 | Wartezustand für Übergang vom Modus -1 zum Modus 4 |
Modus 4 | Zustand progressiver Zunahme des Rückkopplungs-Steuerwerts |
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Entwicklung der Änderung in
dem Wert der Gierratenabweichung und der entsprechenden Steuer
modi. Wenn die Gierratenabweichung unter einem bestimmten
Schwellenniveau (Γe1) liegt und die Gierraten-Rückkopplungs-
Regelung in einer normalen Art und Weise ausgeführt wird, ist
dieser Zustand als Modus Null definiert. Wenn die Gierraten
abweichung dieses Schwellenniveau überschreitet, bereitet sich
das Steuersystem für die Aufhebung der Rückkopplung vor, ohne
irgendeine explizite Maßnahme durchzuführen. Dieser Zustand ist
als Modus 1 definiert. Falls dieser Zustand für länger als eine
vorgegebene Zeitdauer anhält, entscheidet das System, die
Gierraten-Rückkopplungs-Regelung aufzuheben. Allerdings mag
eine abrupte Aufhebung der Gierraten-Rückkopplungs-Regelung
nicht wünschenswert sein, da sie eine unerwartet abrupte Änderung
in der Handhabung des Fahrzeugs verursachen kann, so daß
die Gierraten-Rückkopplungs-Regelung graduell oder progressiv
(also nicht abrupt, sondern allmählich) abgeschwächt wird.
Dieser Zustand ist als Modus 2 definiert. Die Gierraten-Rück
kopplungs-Regelung ist schließlich gänzlich aufgehoben, und
dieser Zustand ist als Modus -1 definiert.
Wenn die Gierratenabweichung wiederum unter das Schwellenniveau
gefallen ist, bereitet sich das Steuersystem für die mögliche
Wiederaufnahme der Gierraten-Rückkopplungs-Regelung vor, und
dieser Zustand ist als Modus 3 definiert. Falls die Gierraten
abweichung für länger als eine vorgegebene Zeitdauer unter dem
Schwellenniveau bleibt, nimmt das Steuersystem die Gierraten-
Rückkopplungs-Regelung graduell oder progressiv wieder auf, und
dieser Zustand ist als Modus 4 definiert. Die Gierraten-Rück
kopplungs-Regelung ist schließlich zu ihrer vollen Stärke
wiederhergestellt, und dies bedeutet die Wiederherstellung des
ursprünglichen Zustandsmodus Null.
Die oben beschriebene Moduswahl wird in Schritt 16 durchge
führt, und die Steuerfunktion wird nun im folgenden unter
Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 7 bis 12 genauer
beschrieben.
Falls, wie in Fig. 7 gezeigt, der Modus Null bzw. der normale
Rückkopplungs-Regelungszustand vorliegt bzw. gültig ist, wird
in Schritt 17 der Eingangswert γer zu dem Rückkopplungs-Kom
pensator 25 auf die in Schritt 6 des Hauptablaufs erhaltene
kompensierte Gierrate γe′ gesetzt, und der aktuelle Gierraten-
Abweichungsbereich wird in Schritt 18 ausgewertet. Falls der
Bereich Null aktuell ist, oder falls die Gierratenabweichung
kleiner als der erste Schwellenwert Γe1 ist, kehrt der Programm
fluß zu dem in Fig. 5 gegebenem Moduswahl-Ablauf zurück. Falls
der Bereich 1 aktuell ist, oder die Gierratenabweichung zwi
schen dem ersten und dem zweiten Schwellenwert Γe1 bzw. Γe2
liegt, wird in Schritt 19 der Modus auf 1 gesetzt, und ein
Wartezeitgeber T₁ wird in Schritt 20 zurückgesetzt, bevor der
Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt. Falls der
Bereich 2 aktuell ist, oder die Gierratenabweichung über dem
zweiten Schwellenwert Γe2 liegt, wird in Schritt 21 der Modus
auf 2 gesetzt, und in Schritt 22 wird ein Zeitgeber T₂ zur
progressiven Abnahme zurückgesetzt und der aktuelle Eingabewert
γer zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 wird in Schritt 23 in
einen Anfangswert X eingesetzt, bevor der Programmablauf zu dem
Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls der Modus -1 aktuell ist bzw. der Zustand aufgehobener
Rückkopplungs-Regelung aktuell ist, wie in Fig. 8 gezeigt,
wird der Eingangswert γer zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 in
Schritt 24 auf Null gesetzt, und in Schritt 25 wird der aktu
elle Gierratenabweichungsbereich ausgewertet. Falls der Bereich
1 oder 2 aktuell ist, kehrt der Programmablauf zu dem Modus
wahl-Ablauf zurück. Falls der Bereich Null aktuell ist, wird in
Schritt 26 der Modus 3 gewählt, und in Schritt 27 wird ein
Wartezeitgeber T₃ zurückgesetzt, bevor der Programmablauf zu dem
Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls der Modus 1 aktuell ist bzw. der Wartezustand für den
Übergang vom Modus Null zum Modus 2 aktuell ist, wie in Fig. 9
gezeigt, wird in Schritt 28 der Eingangswert γer zu dem Rück
kopplungs-Kondensator 25 auf die in Schritt 6 des Hauptablaufs
erhaltene kompensierte Gierrate γe′ gesetzt, und in Schritt 29
wird der aktuelle Gierraten-Abweichungsbereich ausgewertet.
Falls der Bereich Null aktuell ist, wird in Schritt 30 der
Modus Null gewählt, und der Wartezeitgeber T₁ wird zurückge
setzt, bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurück
kehrt. Falls der Bereich 1 aktuell ist, wird in Schritt 32
bestimmt, ob der Wartezeitgeber T₁ abgelaufen ist oder nicht.
Falls der Wartezeitgeber T₁ nicht abgelaufen ist, wird in
Schritt 33 die abgelaufene Zeit hochgezählt, bevor der Pro
grammablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt. Falls der
Bereich 2 aktuell ist, oder falls in Schritt 32 bestimmt wird,
daß der Zeitgeber T₁ abgelaufen ist, wird in Schritt 34 der
Modus 2 gewählt, in Schritt 35 der Zeitgeber T₂ zur progressiven
Abnahme zurückgesetzt, und in Schritt 36 ein Anfangswert X als
der aktuelle Wert des Eingangswerts γer zu dem Rückkopplungs-
Kompensator 25 gesetzt, bevor der Programmablauf zu dem Modus
wahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls der Modus 2 aktuell ist bzw. der Zustand progressiver
Abnahme des Rückkopplungs-Steuerwerts, wie in Fig. 10 gezeigt,
wird in Schritt 37 der Eingangswert γer zu dem Rückkopplungs-
Kompensator 25 durch einen Wert ersetzt, der mit der Zeit
progressiv abnimmt, und in Schritt 38 wird der aktuelle Gierra
ten-Abweichungsbereich bestimmt. Falls der Bereich Null aktuell
ist, wird in Schritt 39 der Modus 4 gewählt, in Schritt 40 ein
Zeitgeber T₄ zur progressiven Abnahme zurückgesetzt, und in
Schritt 41 ein Ausgangswert X als der aktuelle Wert des Ein
gangswerts γer zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 gesetzt,
bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls in Schritt 38 der Bereich 1 oder 2 aktuell ist, wird in
Schritt 42 bestimmt, ob der Zeitgeber T₂ zur progressiven
Abnahme abgelaufen ist oder nicht. Falls der Zeitgeber T₂ zur
progressiven Abnahme noch nicht abgelaufen ist, wird die abge
laufene Zeit in Schritt 43 hochgezählt, bevor der Programm
ablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt. Falls der Zeitgeber
in Schritt 42 abgelaufen ist, wird in Schritt 44 der Modus -1
gewählt, und der Zeitgeber T₂ zur progressiven Abnahme wird in
Schritt 45 zurückgesetzt, bevor der Programmablauf zu dem
Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls der Modus 3 aktuell ist bzw. der Wartezustand für den
Übergang vom Modus -1 zum Modus 4 aktuell ist, wie in Fig. 11
gezeigt, wird in Schritt 46 der Eingangswert γer zu dem Rück
kopplungs-Kompensator 25 auf Null gesetzt, und in Schritt 47
wird der aktuelle Gierraten-Abweichungsbereich ausgewertet.
Falls der Bereich 1 oder 2 aktuell ist, wird in Schritt 48 der
Modus -1 gewählt, und es wird in Schritt 49 der Wartezeitgeber
T₃ zurückgesetzt, bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-
Ablauf zurückkehrt. Falls der Bereich Null aktuell ist, wird in
Schritt 50 bestimmt, ob der Wartezeitgeber T₃ abgelaufen ist
oder nicht. Falls der Wartezeitgeber T₃ nicht abgelaufen ist,
wird in Schritt 51 die abgelaufene Zeit hochgezählt, bevor der
Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt. Falls in
Schritt 50 festgestellt wird, daß der Zeitgeber abgelaufen ist,
wird in Schritt 52 der Modus 4 gewählt, in Schritt 53 der
Zeitgeber T₄ zur progressiven Abnahme zurückgesetzt, und in
Schritt 54 der aktuelle Eingangswert γer in einen Anfangswert X
für den Rückkopplungs-Kompensator 25 eingesetzt, bevor der
Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls der Modus 4 aktuell ist bzw. der Zustand progressiver
Zunahme des Rückkopplungs-Steuerwertes aktuell ist, wie in
Fig. 12 gezeigt ist, wird in Schritt 55 der Eingangswert γer zu
dem Rückkopplungs-Kompensator 25 durch einen Wert ersetzt, der
mit der Zeit progressiv zunimmt, und in Schritt 56 wird der
aktuelle Gierraten-Abweichungsbereich bestimmt. Falls der
Bereich Null aktuell ist, wird in Schritt 57 festgestellt, ob
der Zeitgeber T₄ zur progressiven Zunahme abgelaufen ist oder
nicht. Falls der Zeitgeber T₄ zur progressiven Abnahme noch
ablaufen muß, wird in Schritt 58 die abgelaufene Zeit hoch
gezählt, bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf
zurückkehrt. Falls der Zeitgeber in Schritt 57 abgelaufen ist,
wird in Schritt 59 der Modus Null gewählt, und in Schritt 60
wird der Zeitgeber T₄ zur progressiven Abnahme zurückgesetzt,
bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls in Schritt 56 der Bereich 1 oder 2 festgestellt wird,
wird in Schritt 51 der Modus 2 gewählt, in Schritt 62 der
Zeitgeber T₂ zur progressiven Abnahme zurückgesetzt, und in
Schritt 63 der aktuelle Wert des Eingangswertes γer in einen
Anfangswert X für den Rückkopplungs-Kompensator 25 eingesetzt,
bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Nun wird im folgenden die Funktionsweise des oben beschriebenen
Steuerverfahrens anhand von speziellen Beispielen von Zustands
übergängen beschrieben.
Wenn die Gierraten-Abweichung γe während des normalen Rückkopp
lungs-Regelzustands (Modus Null) für eine Zeitdauer T₁ fort
fährt, den ersten Schwellenwert Γe1 (Bereich 1) zu überschrei
ten, wie in Fig. 13 gezeigt, wird der Eingangswert zu dem
Rückkopplungs-Kompensator 25 über eine Zeitdauer T₂ (Modus 2)
progressiv herabgesetzt, und schließlich ist der Zustand aufge
hobener Rückkopplungs-Regelung (Modus -1) erzeugt.
Falls die Gierratenabweichung γe den ersten Schwellenwert Γe1
(Bereich 1) während des Zustands normaler Rückkopplungs-Rege
lung (Modus Null) übersteigt, und falls die Gierratenabweichung
γe auf ein Niveau unterhalb des ersten Schwellenwertes Γe1
zurückkehrt, bevor dieser Zustand eine Zeitdauer T₁ gedauert
hat, wie in Fig. 14 gezeigt, dann wird der Zustand normaler
Rückkopplungs-Regelung (Modus Null) beibehalten, ohne daß
irgendwelche Änderungen des Steuermodus herbeigeführt werden.
Falls die Gierratenabweichung γe den ersten Schwellenwert Γe1
(Bereich 1) fortgesetzt für länger als eine Zeitdauer T₁ während
des Zustands normaler Rückkopplungs-Regelung (Modus Null)
überschreitet, wird angefangen, den Eingangswert zu dem Rück
kopplungs-Kompensator 25 progressiv zu vermindern, wie in Fig.
15 gezeigt. Falls allerdings die Gierratenabweichung γe während
dieses Vorgangs (innerhalb der Zeitdauer T₂) unter den ersten
Schwellenwert Γe1 zurückfällt, wird von diesem Zeitpunkt an der
Zustand normaler Rückkopplungs-Regelung (Modus Null) über eine
Zeitdauer T₄ wieder hergestellt.
Falls die Gierratenabweichung γe den ersten Schwellenwert Γe1 zu
einem Zeitpunkt während des Zustands normaler Rückkopplung
(Modus Null) überschreitet, und ausgehend von diesem Zeitpunkt,
den zweiten Schwellenwert Γe2 überschreitet, bevor die Zeitdauer
T₁ abgelaufen ist, dann wird der Eingangswert γer zu dem Rück
kopplungs-Kompensator 25 über die Zeitdauer T₂ (Modus 2) pro
gressiv vermindert. Schließlich ist der Zustand aufgehobener
Rückkopplungs-Regelung (Modus -1) hergestellt. Mit anderen
Worten, falls die Gierratenabweichung signifikant groß wird,
wird die Gierraten-Rückkopplungs-Regelung unmittelbar aufgeho
ben, ohne auf das Verstreichen der Zeitdauer T₁ zu warten.
Allerdings wird dieser Aufhebungsvorgang in einer graduellen
Art und Weise ausgeführt, um jegliche abrupten Änderungen in
der Handhabung des Fahrzeugs zu vermeiden.
Falls die Gierratenabweichung γe während des Zustands aufgehobe
ner Rückkopplungs-Regelung (Modus -1) für länger als eine
Zeitdauer T₃ fortgesetzt unter den ersten Schwellenwert Γe1
fällt, wird der Zustand Modus 3 erzeugt, und der Eingangswert
γer zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 wird über die Zeitdauer
T₄ (Modus 4) progressiv vermindert, wie in Fig. 17 gezeigt.
Schließlich wird der Zustand normaler Rückkopplungs-Regelung
(Modus Null) hergestellt.
Falls die Gierratenabweichung γe zu einem Zeitpunkt während des
Zustands aufgehobener Rückkopplungs-Regelung (Modus -1) unter
den ersten Schwellenwert Γe1 fällt und, ausgehend von diesem
Zeitpunkt, über den ersten Schwellenwert Γe1 ansteigt, bevor die
Zeitdauer T₃ abgelaufen ist, dann wird der Zustand aufgehobener
Rückkopplung (Modus -1) beibehalten, wie in Fig. 18 gezeigt.
Falls die Gierratenabweichung γe während des Zustands aufgeho
bener Rückkopplung (Modus -1) für länger als die Zeitdauer T₃
(Modus 3) fortgesetzt unter den ersten Schwellenwert Γe1 fällt,
und dann während des nachfolgenden Vorgangs der progressiven
Zunahme des Eingangswerts γer zu dem Rückkopplungs-Kompensator
25 über den ersten Schwellenwert Γe1 ansteigt, bevor die Zeit
dauer T₄ abgelaufen ist, wird der Eingangswert γer zu dem Rück
kopplungs-Kompensator 25 (Modus 4) von diesem Zeitpunkt an über
die Zeitdauer T₂ (Modus 1) progressiv vermindert, wie in Fig.
19 gezeigt. Schließlich ist der Zustand aufgehobener Rückkopp
lung (Modus -1) hergestellt.
Es wird nun im folgenden das manuelle Aufhebungsprogramm be
schrieben. Als erstes sind gemäß dem gegenwärtigen und dem
vorangehenden Zustand eines manuellen Schalters zum Aufheben
der Gierraten-Rückkopplungs-Regelung Steuermodi definiert, wie
in der unten angegebenen Tabelle 2 zusammengefaßt.
Modus Null | |
Zustand normaler Rückkopplungs-Regelung | |
Modus 1 | Zustand aufgehobener Rückkopplungs-Regelung |
Modus 2 | Zustand progressiver Abnahme des Rückkopplungs-Steuerwerts |
Modus 3 | Zustand progressiver Zunahme des Rückkopplungs-Steuerwerts |
Die Moduswahl wird gemäß dieser Definition in Schritt 64 durch
geführt, wie in Fig. 20 veranschaulicht.
Falls der Modus Null aktuell ist bzw. falls der Zustand norma
ler Rückkopplung aktuell ist, dann wird, wie in Fig. 21 ge
zeigt, in Schritt 65 der Rückkopplungs-Ausgangswert δrb einfach
als der Ausgangswert δb des Rückkopplungs-Kompensators 25
gesetzt, und in Schritt 66 wird die Ausgabe des manuellen
Aufhebungsschalters ausgewertet. Ist der Normalkontakt an, oder
ist der manuelle Aufhebungsschalter nicht gedrückt, so wird in
Schritt 67 ein Zähler zur Prellunterdrückung zurückgesetzt, und
eine Anzeigelampe wird in Schritt 68 zum Aufleuchten gebracht,
bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls der Normalkontakt nicht an ist, oder falls in Schritt 66
festgestellt wird, daß der manuelle Aufhebungsschalter gedrückt
worden ist, wird in Schritt 66 ausgewertet, ob ein Zählung-
Fertig-Merker gesetzt worden ist. Falls der Zählung-Fertig
merker in Schritt 69 schon gesetzt worden ist, schreitet der
Programmablauf einfach zu Schritt 68 fort, da dies bedeutet,
daß der gewünschte Aufhebungsvorgang schon eingeleitet ist, wie
hiernach beschrieben wird. Falls andererseits der Zählung-
Fertig-Merker in Schritt 69 noch nicht gesetzt worden ist, wird
die Prell-Verhinderungszeit Tch in Schritt 70 hochgezählt.
Dieser Hochzählvorgang wird fortgesetzt, bis in Schritt 71
festgestellt wird, daß der Zähler vollständig zu Tch hochgezählt
worden ist. Falls somit festgestellt worden ist, daß die Prell-
Verhinderungszeit vergangen ist und daß der manuelle Schalter
zum Aufheben der Gierraten-Rückkopplungs-Regelung tatsächlich
gedrückt worden ist, wird in Schritt 72 der Zählung-Fertig-
Merker gesetzt, und in Schritt 73 der Modus 2 gewählt. Dann
wird in Schritt 74 der Ausgangswert δrb des Programms 26 zur
manuellen Aufhebung der Rückkopplung an diesem Punkt auf einen
Anfangswert X gesetzt, und der Programmablauf schreitet zu
Schritt 68 fort.
Falls der Modus 1 aktuell ist bzw. falls der Zustand aufgeho
bener Rückkopplungs-Regelung aktuell ist, wie in Fig. 22
gezeigt, wird der Ausgangswert δrb des Programms zur automati
schen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung in Schritt 75 auf
Null gesetzt, und in Schritt 76 wird die Ausgabe des manuellen
Aufhebungsschalters ausgewertet. Falls der Aufhebungskontakt an
ist, wird in Schritt 77 der Zähler zur Prellverhinderung zu
rückgesetzt, und die Anzeige wird in Schritt 78 ausgeschaltet,
bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls der Aufhebungskontakt nicht an ist, oder der manuelle
Aufhebungsschalter gewählt ist, wird in Schritt 79 bestimmt, ob
der Zählung-Fertig-Merker gesetzt worden ist oder nicht. Falls
der Zählung-Fertig-Merker in Schritt 79 nicht gesetzt ist, wird
der Zähler in Schritt 80 hochgezählt, bis die Prell-Verhinde
rungszeit Tch erreicht ist. Falls die Zählung nicht fertig ist,
schreitet der Programmablauf zu Schritt 78 fort. Folglich wird
die Zählung fortgesetzt, bis in Schritt 81 festgestellt wird,
daß die Zählung abgeschlossen ist, und es wird dann in Schritt
82 der Zählung-Fertig-Merker gesetzt. Zu gleicher Zeit wird in
Schritt 83 der Modus 3 gewählt, bevor der Programmablauf zu
Schritt 78 fortschreitet.
Falls der Modus 2 aktuell ist, wird der Zeitgeber Tsw zur pro
gressiven Abnahme in Schritt 84 hochgezählt, und der Ausgabe
wert δrb des Programms zur manuellen Aufhebung der Rückkopp
lungs-Regelung wird in Schritt 85 auf einen Wert entsprechend
der abgelaufenen Zeit erneuert. Dann wird in Schritt 86 die
verbleibende Zeit auf dem Zeitgeber Tsw zur progressiven Abnahme
ausgewertet. Falls diese Zeit noch nicht abgelaufen ist, wird
in Schritt 87 ein Blinken der Anzeigelampe ausgelöst, und der
Programmablauf kehrt zu dem Moduswahl-Ablauf zurück. Falls
andererseits der Zeitgeber Tsw zur progressiven Abnahme abgelau
fen ist, wird in Schritt 88 der Zählung-Fertig-Merker gesetzt,
in Schritt 89 der Modus 1 gewählt, und der Anfangswert des
Programms zur manuellen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung,
Ausgangswert δrb, wird in Schritt 90 auf Null gesetzt, bevor der
Programmablauf zu Schritt 87 fortschreitet.
Falls der Modus 3 aktuell ist, wie in Fig. 24 gezeigt, wird in
Schritt 91 der Zähler zur progressiven Zunahme hochgezählt, und
der Ausgangswert δrb des Programms zur manuellen Aufhebung der
Rückkopplungs-Regelung wird in Schritt 92 auf einen Wert ent
sprechend der abgelaufenen Zeit erneuert. Dann wird in Schritt
93 die verbleibende Zeit auf dem Zeitgeber Tsw zur progressiven
Zunahme ausgewertet. Falls diese Zeit noch nicht abgelaufen
ist, wird in Schritt 94 ein Blinken der Anzeigelampe ausgelöst,
und der Programmablauf kehrt zu dem Moduswahl-Ablauf zurück.
Falls andererseits der Zeitgeber Tsw ab gelaufen ist, wird in
Schritt 95 der Zählung-Fertig-Merker gesetzt, und es wird in
Schritt 96 der Modus Null gewählt, bevor der Programmablauf zu
Schritt 94 fortschreitet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit in Abhängigkeit von
der Stärke der Abweichung zwischen der Referenz-Gierrate und
der tatsächlichen Gierrate die Gierraten-Rückkopplungs-Regelung
automatisch aufgehoben, selbst wenn die Haftungsgrenze der
Fahrzeugräder auf einer Straßenoberfläche mit geringem Rei
bungskoeffizient, etwa einer Schotterstraßenoberfläche oder
einer Oberfläche einer vereisten Straße, erreicht worden ist,
oder wenn die Grenze der Rückkopplungs-Regelung auf andere Art
und Weise überschritten worden ist, oder wenn die Reaktions
grenze des Hinterrad-Lenkstellglieds überschritten worden ist,
z. B. aufgrund von fortgesetzten plötzlichen Lenkmanövern und
Lenkmanövern mit großem Lenkwinkel während eines Fahrens auf
einer kurvigen Straße, und es wird die mögliche Beeinflussung
oder der mögliche Konflikt zwischen der Fahrzeugreaktion und
der Manövrierbemühung des Fahrers des Fahrzeugs vermieden. Als
ein zusätzlicher Vorteil wird im Fall eines Versagens der
exakten Erfassung der Gierrate des Fahrzeugs, z. B. aufgrund
eines Versagens des Gierraten-Sensors, oder im Fall eines Ver
sagens der exakten Berechnung der Referenz-Gierrate, die Gier
raten-Rückkopplungs-Regelung automatisch aufgehoben, da dieses
Versagen eine relativ große Gierratenabweichung nach sich zieht,
und die automatische Aufhebung der Gierraten-Rückkopplungs-
Regelung kann als eine Versagens-Sicherheitsmaßnahme für das
Gierraten-Rückkopplungs-Steuersystem dienen.
Darüber hinaus ist es für den Fahrer des Fahrzeugs möglich, das
Fahrzeug mit Absicht unter extremen Bedingungen, wie etwa jene,
die für ein Fahren bei Sportereignissen oder für ein Fahren bei
extremen Straßenzuständen geeignet sind, zu führen, indem von
der Möglichkeit der manuellen Aufhebung der Gierraten-Rückkopp
lungs-Regelung vorteilhaft Gebrauch gemacht wird.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ein spe
zielles Ausführungsbeispiel beschrieben, und es ist möglich,
Einzelheiten hiervon zu modifizieren und zu ändern, ohne den
Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Steuersystem für ein
Fahrzeug mit lenkbaren Vorder- und Hinterrädern, wobei das
Steuersystem die Hinterräder derart lenkt, daß eine Abweichung
einer tatsächlichen Gierrate von einer Referenz-Gierrate ausge
glichen wird. Die Referenz-Gierrrate kann aus der Lenkeingangs
größe, der Fahrzeuggeschwindigkeit und anderen Parametern
berechnet werden. Es ist eine automatische und/oder manuelle
Aufhebung der Gierraten-Rückkopplungs-Regelung vorgesehen.
Falls die tatsächliche Gierrate ein Schwellenniveau für länger
als eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt überschreitet, wird
die Gierraten-Rückkopplung graduell derart aufgehoben, daß
keine abrupten Änderungen in der Handhabung des Fahrzeugs
hervorgerufen werden. Alternativ kann der Fahrer des Fahrzeugs,
falls das Fahrzeug unter extremen Bedingungen geführt werden
soll, die Gierraten-Rückkopplungs-Regelung manuell aufheben, so
daß eine nicht wünschenswerte Beeinflussung der manuellen
Lenkbemühungen und der Gierraten-Rückkopplungs-Regelungswirkung
oder ein Konflikt zwischen diesen vermieden wird. Die Ma
növrierbarkeit des Fahrzeugs kann somit unter extremen Bedin
gungen verbessert werden, ohne die Vorteile der Gierraten-
Rückkopplungs-Regelung zu verlieren.
Claims (10)
1. Steuersystem für ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder-
und Hinterrädern (5, 11), umfassend:
Lenkbare Vorderräder (5), die dazu eingerichtet sind, durch ein Lenkrad (1) über eine Vorderrad- Lenkvorrichtung (3) gelenkt zu werden;
Lenkbare Hinterräder (11), die dazu eingerichtet sind, durch ein Hinterrad-Lenkstellglied (27, 10) gelenkt zu werden;
Referenz-Gierraten-Berechnungsmittel (22) zum Be stimmen einer Referenz-Gierrate (γm) gemäß Betriebs zuständen des Fahrzeugs, die einen Lenkwinkel (Θ) des Lenkrads umfassen;
Gierraten-Erfassungsmittel (19) zum Erfassen einer tatsächlichen Gierrate (γ) des Fahrzeugs;
Rückkopplungs-Regelmittel (20) zum Regeln des Hin terrad-Lenkstellglieds (27, 10) gemäß einer Abwei chung der tatsächlichen Gierrate (γ) von der Refe renz-Gierrate (γm) und
Aufhebungsmittel (24, 26) zum Aufheben der Funktion der Rückkopplungs-Regelmittel (20).
Lenkbare Vorderräder (5), die dazu eingerichtet sind, durch ein Lenkrad (1) über eine Vorderrad- Lenkvorrichtung (3) gelenkt zu werden;
Lenkbare Hinterräder (11), die dazu eingerichtet sind, durch ein Hinterrad-Lenkstellglied (27, 10) gelenkt zu werden;
Referenz-Gierraten-Berechnungsmittel (22) zum Be stimmen einer Referenz-Gierrate (γm) gemäß Betriebs zuständen des Fahrzeugs, die einen Lenkwinkel (Θ) des Lenkrads umfassen;
Gierraten-Erfassungsmittel (19) zum Erfassen einer tatsächlichen Gierrate (γ) des Fahrzeugs;
Rückkopplungs-Regelmittel (20) zum Regeln des Hin terrad-Lenkstellglieds (27, 10) gemäß einer Abwei chung der tatsächlichen Gierrate (γ) von der Refe renz-Gierrate (γm) und
Aufhebungsmittel (24, 26) zum Aufheben der Funktion der Rückkopplungs-Regelmittel (20).
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß es ferner Vorwärtsführungsmittel (21) zum
Steuern des Hinterrad-Lenkstellglieds (27, 10)
gemäß einer Lenkrad-Eingangsgröße (Θ) umfaßt.
3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Aufhebungsmittel (26) einen manu
ellen Schalter umfassen.
4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Aufhebungsmittel ferner Mittel umfas
sen, die eine graduelle Ausführung des Aufhebevor
gangs durch die Aufhebungsmittel (26) zulassen.
5. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebungs
mittel (24) den Aufhebevorgang gemäß dem Ergebnis
eines Vergleichs zwischen der Abweichung der tat
sächlichen Gierrate (γ) von der Referenz-Gierrate
(γm) und einem ersten Schwellenwert (Γe1) ausführen.
6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Aufhebungsmittel (24, 26) den Aufhebe
vorgang ausführen, wenn die Gierratenabweichung (γe;
γe′) den ersten Schwellenwert (Γe1) fortgesetzt für
länger als eine bestimmte Zeitdauer (T₁) überschrit
ten hat.
7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Aufhebungsmittel (24, 26) ferner Mittel
(25) umfassen, die eine graduelle Ausführung des
Aufhebevorgangs durch die Aufhebungsmittel (24, 26)
zulassen.
8. Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Aufhebungsmittel (24, 26) den Aufhebe
vorgang unmittelbar dann ausführen, wenn die Gierra
tenabweichung (γe; γe′) einen zweiten Schwellenwert
(Γe2) überschritten hat, der höher als der erste
Schwellenwert (Γe1) ist.
9. Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Aufhebungsmittel (24, 26) die Funktion
der Rückkopplungsregelmittel (20) wiederherstellen,
wenn die Gierratenabweichung (γe; γe′) für eine
bestimmte Zeitdauer (T₃) fortgesetzt unter einem
dritten Schwellenwert (Γe1) geblieben ist.
10. Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Aufhebungsmittel (24, 26) die Funktion
der Rückkopplungsregelmittel graduell wiederherstel
len.
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