DE19507319B4

DE19507319B4 - Steuersystem für ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern

Info

Publication number: DE19507319B4
Application number: DE19507319A
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi Wako Asanuma; Kiyoshi Wako Wakamatsu; Manabu Wako Ikegaya
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2015-03-03
Also published as: JPH07237557A; US5576957A; JP2686042B2; DE19507319A1

Abstract

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 Bestimmen einer Referenz-Gierrate (γ_m) gemäß Betriebszuständen des Fahrzeugs, die einen Lenkwinkel (θ) des Lenkrads umfassen;
Gierraten-Erfassungsmittel (19) zum Erfassen einer tatsächlichen Gierrate (γ) des Fahrzeugs;
Rückkopplungs-Regelmittel zum Regeln des Hinterrad-Lenkstellglieds (27, 10) gemäß einer Abweichung der tatsächlichen Gierrate (γ) von der Referenz-Gierrate (γ_m); und
Aufhebungsmittel (24) zum Aufheben der Funktion der Rückkopplungs-Regelmittel gemäß dem Ergebnis eines Vergleichs zwischen der Abweichung der tatsächlichen Gierrate (γ) von der Referenz-Gierrate (γ_m) und einem ersten Schwellenwert (Γ_e1).

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 gelenkten Vorder- und Hinterrädern, das die Gierrate des Fahrzeugs erfaßt und eine Rückkopplungs-Regelung des Hinterrad-Lenkwinkels gemäß der erfaßten Gierrate des Fahrzeugs durchführt.

In den anhängigen US-Patentanmeldungen Nr. 08/122,615 (eingereicht am 16.09.1993, vgl. US 5,528,497 ), Nr. 08/161,139 (eingereicht am 02.12.1993, vgl. US 5,448,481 ), Nr. 08/218,134 (eingereicht am 25.03.1994, vgl. US 5,448,482 ), Nr. 08/218,135 (eingereicht am 25.03.1994, US 6,018,691 ) und Nr. 08/218,116 (eingereicht am 25.03.1994, vgl. US 5,481,457 ) wurde vorgeschlagen, eine Abweichung der tatsächlichen Gierrate des Fahrzeugs von einer gemäß dem Lenkwinkel des Lenkrads und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmten Referenz-Gierrate zu berechnen und eine Rückkopplungs-Regelung des Hinterrad-Lenkwinkels auszuführen, um die dynamische Reaktion des Fahrzeugs zu optimieren, und um ungünstige 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.

Die DE 39 30 455 C2 zeigt ein Steuersystem für ein Fahrzeug mit gelenkten Rädern, die dazu eingerichtet sind, durch ein Lenkstellglied gelenkt zu werden. Es sind Referenz-Gierraten-Berechnungsmittel zum Bestimmen einer Referenz-Gierrate gemäß Betriebszuständen des Fahrzeugs, die einen Lenkwinkel des Lenkrads umfassen, sowie ein Gierraten-Erfassungsmittel zum Erfassen einer tatsächlichen Gierrate des Fahrzeugs vorhanden. Von einer Steuereinheit implementierte Rückkopplungs-Regelmittel dienen zum Regeln des Lenkstellglieds gemäß einer Abweichung der tatsächlichen Gierrate von der Referenz-Gierrate, um die Abweichung zu Null zu regeln. Gemäß der Erfindung der DE 39 30 455 C2 sind die durch das Lenkstellglied zu lenkenden Räder die gleichen Räder, nämlich die Vorderräder, die durch ein Lenkrad über eine Lenkvorrichtung gelenkt werden. Hierzu ist das Lenkstellglied in die Lenkvorrichtung integriert. Für dieses Lenkungskonzept ist in der DE 39 30 455 C2 der Vorteil angegeben, dass durch die integrierte Anordnung der das Lenkstellglied umfassenden Stelleinrichtung in die manuell betätigbare Lenkeinrichtung der Vorderräder auf eine Lenkbarkeit der Hinterräder mit dem damit verbundenen technischen Aufwand verzichtet werden kann.

Die DE 39 30 455 C2 bezieht sich in der Beschreibungseinleitung als Stand der Technik auf die US 4,836,319 . Diese Patentschrift offenbart ein Steuersystem für ein Fahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern, umfassend lenkbare Vorderräder, die dafür 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, Soll-Lenkwinkel-Berechnungsmittel zum Bestimmen eines Soll-Hinterrad-Lenkwinkels gemäß Betriebszuständen des Fahrzeugs, die einen Lenkwinkel des Lenkrads umfassen, Ist-Lenkwinkel-Erfassungsmittel zum Erfassen eines tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkels des Fahrzeugs und Rückkopplungs-Regelmittel zum Regeln des Hinterrad-Lenkstellglieds gemäß einer Abweichung des tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkels von dem Soll-Hinterrad-Lenkwinkel.

Aus der DE 38 31 932 C2 ist ein Steuersystem für ein Kraftfahrzeug mit gelenkten Vorder- und Hinterrädern bekannt, umfassend lenkbare Vorderräder, die dazu eingerichtet sind, durch ein Lenkrad über eine Vorderrad-Lenkvorrichtung gelenkt zu werden, und lenkbare Hinterräder, die dazu eingerichtet sind, durch ein Hinterrad-Lenkstellglied gelenkt zu werden. Durch eine Steuereinheit implementierte Ziel-Seitenbewegungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel dienen zum Bestimmen einer Ziel-Seitenbewegungsgeschwindigkeit gemäß Betriebszuständen des Fahrzeugs, die einen Lenkwinkel des Lenkrads umfassen. Die Berechnung erfolgt alternativ auf Grundlage eines ersten, als "sportlich" charakterisierten Vergleichsmodells und eines zweiten, als "normal" charakterisierten Vergleichsmodells in Abhängigkeit von einer Fahrerauswahl vermittels eines Betriebswahlschalters. Auf Grundlage der durch das jeweils angewendeten Vergleichsmodells berechneten Ziel-Seitenbewegungsgeschwindigkeit berechnen Lenkwinkel-Berechnungsmittel der Steuereinheit einen Ziel-Lenkwinkel für die Hinterräder, der die Ziel-Seitenbewegungsgeschwindigkeit gewährleistet bzw. diesen Wert erreicht, und das Hinterrad-Lenkstellglied wird entsprechend angesteuert. Eine Rückkopplungs-Regelung ist in diesem Zusammenhang nicht vorgesehen, sondern eine Steuerung ohne Rückkopplung des tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkels oder der resultierenden Seitenbewegungsgeschwindigkeit.

Wenn die Grenze des Straßenhaftungsvermögens eines Reifens auf einer Straßenoberfläche mit einem geringen Reibungskoeffizienten, 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 Hinterrad-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 bewirkten tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel und dem Vorausempfinden oder der Erwartung des Fahrers des Fahrzeugs auftreten. Dies ist nicht wünschenswert, da letztendlich der Fahrer das Fahrzeug 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 bereitzu stellen, das es unter allen Bedingungen ermöglicht, das Fahrzeug in stabiler bzw. stetiger Art und Weise zu führen.

Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Steuersystem 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 Steuersystem 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 Steuersystem 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 extremen Bedingungen beseitigt.

Ein fünftes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Steuersystem 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 erzeugen 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; Rückkopplungsregelmittel zum Regeln des Hinterrad-Lenkstellglieds gemäß einer Abweichung der tatsächlichen Gierrate von der Referenz-Gierrate; und Aufhebungsmittel zum Aufheben der Funktion der Rückkopplungsregelmittel. Erfindungsgemäß sind automatische Aufhebungsmittel vorgesehen, die einen Aufhebevorgang für die Gierraten-Rückkopplungs-Regelung 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 überschritten hat. Um die Reaktionsgeschwindigkeit des Steuerverfahrens zu verbessern, sind typischerweise ferner Vorwärtsführungsmittel bzw. Steuermittel vorgesehen zum Steuern des Hinterrad-Lenkstellglieds gemäß einer Lenkrad-Eingangsgröße.

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 aufgrund 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 derartige Situation durch selektives Aufheben der Funktion des Steuersystems nach Erfordernis davon befreit, gegen das Wirken bzw. den Einfluß des Steuersystems zu kämpfen. Mit anderen Worten ermöglicht das Steuersystem der vorliegenden Erfindung das Durchführen derartiger extremer Manöver, ohne die Vorteile der Gierraten-Rückkopp lungs-Regelung unter normalen Betriebszuständen zu beeinträchtigen.

Es können vorteilhaft weitere Aufhebungsmittel vorgesehen sein, die einen manuellen Schalter umfassen. Die Aufhebungsmittel ebenso wie die weiteren Aufhebungsmittel können ferner Mittel umfassen, die eine graduelle bzw. allmähliche Ausführung des Aufhebevorgangs durch die jeweiligen Aufhebungsmittel zulassen.

In der Hinsicht, die Durchführung von übermäßig extremen Manövern zu verhindern, ist es allerdings mehr wünschenswert, die Rückkopplungs-Regelung unmittelbar aufzuheben, wenn die Gierratenabweichung ausreichend größer ist. Es ist ebenfalls wünschenswert, die Funktion der Rückkopplungsregelmittel wiederherzustellen, wenn die Gierratenabweichung für eine bestimmte Zeitdauer fortgesetzt unter einem dritten Schwellenwert bzw. Schwellenniveau geblieben ist, so daß die Vorteile der Gierraten-Rückkopplungs-Regelung wiedererlangt werden, sobald dies angemessen ist. Um jegliche ungewünschten abrupten Änderungen im Verhalten bzw. bei der Handhabung des Fahrzeugs zu vermeiden, sollte die Wiederaufnahme der Funktion der Rückkopplungsregelmittel graduell bzw. allmählich stattfinden.

Die vorliegende Erfindung wird nun im folgenden unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Diagramm ist, das allgemein ein Fahrzeug mit vier gelenkten Rädern zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet ist;
2 ein Blockdiagramm ist, das das allgemeine Prinzip des Systems der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ein Flußdiagramm des in dem System der vorliegenden Erfindung ausgeführten Steuerverfahrens ist;
4 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der tatsächlichen Gierratenabweichung γ_e und der kompensierten Gierratenabweichung γ_e' zeigt;
5 ein Flußdiagramm ist, das das Verfahren der Moduswahl in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung zeigt;
6 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der tatsächlichen Gierratenabweichung γ_e und der Eingangsgröße γ_er zu dem Gierratenkompensator zeigt;
7 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus Null in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
8 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus –1 in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
9 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus 1 in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
10 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus 2 in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
11 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus 3 in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
12 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus 4 in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
13 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangsgröße γ_er zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die Gierratenabweichung fortgesetzt einen vorgegebenen Wert für länger als eine vorgegebene Zeitdauer überschritten hat;
14 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangsgröße γ_er zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die Gierratenabweichung den vorgegebenen Wert überschritten hat, aber innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer unter den vorgegebenen Wert gefallen ist;
15 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangsgröße γ_er zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die Gierratenabweichung während des Steuerverfahrens der 13 unter den vorgegebenen Wert gefallen ist;
16 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangsgröße γ_er zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die Gierratenabweichung den ersten vorgegebenen Wert und dann einen zweiten vorgegebenen Wert überschritten hat;
17 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangsgröße γ_er zu dem Gierratenkompensator zeigt, wenn die Gierratenabweichung über dem vorgegebenen Wert war, aber seitdem graduell unter den vorgegebenen Wert gefallen ist;
18 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangsgröße γ_er 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 angestiegen ist;
19 ein Diagramm ist, das die Änderung in der Eingangsgröße γ_er 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 vorgegebenen Zeitdauer wieder über den vorgegebenen Wert angestiegen ist;
20 ein Flußdiagramm ist, das das Verfahren der Moduswahl in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung zeigt;
21 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus Null in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
22 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus 1 in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist;
23 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus 2 in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist; und
24 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerverfahren zeigt, wenn der Modus 3 in dem Programm zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung gewählt ist.
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 drehfest 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 Verbindungsstange 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 Fahrzeugkarosserie 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 Fahrzeugkarosserie 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-Lenkvorrichtung 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 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-Kompensator 21 berechnet in Schritt 2 einen Vorwärtsführungs-Steuerwert δ_rf für jeden gegebenen Lenkrad-Lenkwinkel θ unter Berücksichtigung der Übertragungsfunktion einer Referenz-Gierraten-Bestimmungseinheit 22 als auch der Übertragungsfunktionen der Lenkvorrichtung und der Steuerschaltung.
In Schritt 3 wird dann gemäß einer in die Referenz-Gierraten-Bestimmungseinheit 22 einprogrammierten mathematischen Funktion die Referenz-Gierrate γ_m 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 γ_e zwischen der Referenz-Gierrate γ_m und der tatsächlichen Gierrate γ berechnet. Dann ergibt sich im Schritt 6 eine kompensierte Gierratenabweichung γ_e' durch Modifizieren der Gierratenabweichung γ_e gemäß einer vorgegebenen Kompensationstabelle 23.
Es wird nun auf 4 bezug genommen. Die Kompensationstabelle 23 wandelt die Gierratenabweichung γ_e in die kompensierte Gierratenabweichung γ_e', die in einem Bereich, in dem die ursprüngliche Gierratenabweichung γ_e kleiner als ein erster vorgegebener Wert ist, einen kleineren Wert aufweist als die ursprüngliche Gierratenabweichung γ_e' um Einflüsse von von kleinen Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche herrührendem Störrauschen zu beseitigen. In einem Normalbereich, in dem die tatsächliche Gierratenabweichung größer als der erste vorgegebene Wert ist, wird einfach die tatsächliche Gierratenabweichung γ_e als die kompensierte Gierratenabweichung γ_e' wiederge geben. Wenn die tatsächliche bzw. ursprüngliche Gierratenabweichung γ_e größer als ein zweiter vorgegebener Wert ist, der größer ist als der erste vorgegebene Wert, wandelt die Kompensationstabelle 23 die tatsächliche Gierratenabweichung γ_e in die kompensierte Gierratenabweichung γ_e', die wiederum kleiner als die tatsächliche Gierratenabweichung γ_e ist, mit dem Ziel, ein Übersteuern der Rückkopplungs-Regelung zu vermeiden.
Die wirkliche Gierratenabweichung γ_e und die kompensierte Gierratenabweichung γ_e' werden in Schritt 7 einem Programm 24 zur automatischen Aufhebung der Rückkopplung zugeführt zum Bestimmen eines Eingabewertes γ_er zu einem Rückkopplungs-Kompensator 25. Der Rückkopplungs-Kompensator 25 berechnet in Schritt 8 den Rückkopplungs-Steuerwert δ_b gemäß diesem Kompensator-Eingangswert γ_er. Dann erzeugt in Schritt 9 ein Programm 26 zur manuellen Aufhebung der Rückkopplung einen Ausgabewert δ_rb gemäß dem Rückkopplungs-Steuerwert δ_b und/oder einem Eingangswert von einem manuellen Schalter.
Unter Verwendung der Summe δ_r von dem Ausgangswert δ_rb des Programms 26 zur manuellen Aufhebung der Rückkopplung und des vorher berechneten Vorwärtsführungs-Steuerwerts δ_rf als einen Steuerwert, erzeugt die Hinterrad-Lenkstellglied-Steuervorrichtung 27 einen Steuerwert R_r, der in Schritt 10 als Soll-Wert für den Hinterrad-Lenkwinkel dient.
Im folgenden wird nun der Ablauf des Programms 24 zur automatischen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung beschrieben.
Als erstes wird in Schritt 11 in einem in 5 veranschaulichten Moduswahl-Ablauf der absolute Wert der Gierratenabweichung γ_e mit einem ersten Schwellenwert bzw. Schwellenniveau Γ_e1 verglichen. Falls dieser Wert unter dem ersten Schwellenwert Γ_e1 liegt, wird in Schritt 12 bestimmt, daß die Gierratenabweichung γ_e im Bereich Null liegt. Falls dieser Wert über dem ersten Schwellenwerte Γ_e1 liegt, wird dann im Schritt 13 der absolute Wert der Gierratenabweichung γ_e mit einem zweiten Schwellenwert bzw. Schwellenniveau Γ_e2 verglichen, der größer als der erste Schwellenwert Γ_e1 ist. Falls festgestellt wird, daß dieser Wert unter dem zweiten Schwellenwert Γ_e2 liegt, oder, in anderen Worten, in dem Bereich zwischen dem ersten Schwellenwert Γ_e1 und dem zweiten Schwellenwert Γ_e2, dann wird in Schritt 14 bestimmt, daß die Gierratenabweichung γ_e im Bereich 1 liegt. Wie in Schritt 15 gezeigt, ist der Bereich oberhalb des zweiten Schwellenwertes Γ_e2 als der Bereich 2 definiert.
Gemäß dem gegenwärtigen und dem vorhergehenden Wert der Gierratenabweichung sind dann Steuermodi definiert, wie in der unten angegebenen Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1
6 zeigt ein Beispiel einer Entwicklung der Änderung in dem Wert der Gierratenabweichung und der entsprechenden Steuermodi. Wenn die Gierratenabweichung unter einem bestimmten Schwellenniveau (Γ_e1) liegt und die Gierraten-Rückkopplungs-Regelung in einer normalen Art und Weise ausgeführt wird, ist dieser Zustand als Modus Null definiert. Wenn die Gierratenabweichung 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-Rückkopplungs-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 Gierratenabweichung 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-Rückkopplungs-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 durchgeführt, und die Steuerfunktion wird nun im folgenden unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der 7 bis 12 genauer beschrieben.
Falls, wie in 7 gezeigt, der Modus Null bzw. der normale Rückkopplungs-Regelungszustand vorliegt bzw. gültig ist, wird in Schritt 17 der Eingangswert γ_er zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 auf die in Schritt 6 des Hauptablaufs erhaltene kompensierte Gierrate γ_e' 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 Γ_e1 ist, kehrt der Programmfluß zu dem in 5 gegebenem Moduswahl-Ablauf zurück. Falls der Bereich 1 aktuell ist, oder die Gierratenabweichung zwi schen dem ersten und dem zweiten Schwellenwert Γ_e1 bzw. Γ_e2 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 Γ_e2 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 γ_er 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 8 gezeigt, wird der Eingangswert γ_er zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 in Schritt 24 auf Null gesetzt, und in Schritt 25 wird der aktuelle Gierratenabweichungsbereich ausgewertet. Falls der Bereich 1 oder 2 aktuell ist, kehrt der Programmablauf zu dem Moduswahl-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 9 gezeigt, wird in Schritt 28 der Eingangswert γ_er zu dem Rückkopplungs-Kondensator 25 auf die in Schritt 6 des Hauptablaufs erhaltene kompensierte Gierrate γ_e' 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 zurückgesetzt, bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt. 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 Programmablauf 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 γ_er zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 gesetzt, bevor der Programmablauf zu dem Moduswahl-Ablauf zurückkehrt.
Falls der Modus 2 aktuell ist bzw. der Zustand progressiver Abnahme des Rückkopplungs-Steuerwerts, wie in 10 gezeigt, wird in Schritt 37 der Eingangswert γ_er zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 durch einen Wert ersetzt, der mit der Zeit progressiv abnimmt, und in Schritt 38 wird der aktuelle Gierraten-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 Eingangswerts γ_er 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 abgelaufene Zeit in Schritt 43 hochgezählt, bevor der Programmablauf 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 11 gezeigt, wird in Schritt 46 der Eingangswert γ_er zu dem Rückkopplungs-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 γ_er 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 12 gezeigt ist, wird in Schritt 55 der Eingangswert γ_er 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 hochgezählt, 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 γ_er 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 Zustandsübergängen beschrieben.
Wenn die Gierraten-Abweichung γ_e während des normalen Rückkopplungs-Regelzustands (Modus Null) für eine Zeitdauer T₁ fortfährt, den ersten Schwellenwert Γ_e1 (Bereich 1) zu überschreiten, wie in 13 gezeigt, wird der Eingangswert zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 über eine Zeitdauer T₂ (Modus 2) progressiv herabgesetzt, und schließlich ist der Zustand aufgehobener Rückkopplungs-Regelung (Modus –1) erzeugt.
Falls die Gierratenabweichung γ_e den ersten Schwellenwert Γ_e1 (Bereich 1) während des Zustands normaler Rückkopplungs-Regelung (Modus Null) übersteigt, und falls die Gierratenabweichung γ_e auf ein Niveau unterhalb des ersten Schwellenwertes Γ_e1 zurückkehrt, bevor dieser Zustand eine Zeitdauer T₁ gedauert hat, wie in 14 gezeigt, dann wird der Zustand normaler Rückkopplungs-Regelung (Modus Null) beibehalten, ohne daß irgendwelche Änderungen des Steuermodus herbeigeführt werden.
Falls die Gierratenabweichung γ_e den ersten Schwellenwert Γ_e1 (Bereich 1) fortgesetzt für länger als eine Zeitdauer T₁ während des Zustands normaler Rückkopplungs-Regelung (Modus Null) überschreitet, wird angefangen, den Eingangswert zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 progressiv zu vermindern, wie in 15 gezeigt. Falls allerdings die Gierratenabweichung γ_e während dieses Vorgangs (innerhalb der Zeitdauer T₂) unter den ersten Schwellenwert Γ_e1 zurückfällt, wird von diesem Zeitpunkt an der Zustand normaler Rückkopplungs-Regelung (Modus Null) über eine Zeitdauer T₄ wieder hergestellt.
Falls die Gierratenabweichung γ_e den ersten Schwellenwert Γ_e1 zu einem Zeitpunkt während des Zustands normaler Rückkopplung (Modus Null) überschreitet, und ausgehend von diesem Zeitpunkt, den zweiten Schwellenwert Γ_e2 überschreitet, bevor die Zeitdauer T₁ abgelaufen ist, dann wird der Eingangswert γ_er zu dem Rück kopplungs-Kompensator 25 über die Zeitdauer T₂ (Modus 2) progressiv 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 aufgehoben, 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 γ_e während des Zustands aufgehobener Rückkopplungs-Regelung (Modus –1) für länger als eine Zeitdauer T₃ fortgesetzt unter den ersten Schwellenwert Γ_e1 fällt, wird der Zustand Modus 3 erzeugt, und der Eingangswert γ_er zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 wird über die Zeitdauer T₄ (Modus 4) progressiv vermindert, wie in 17 gezeigt. Schließlich wird der Zustand normaler Rückkopplungs-Regelung (Modus Null) hergestellt.
Falls die Gierratenabweichung γ_e zu einem Zeitpunkt während des Zustands aufgehobener Rückkopplungs-Regelung (Modus –1) unter den ersten Schwellenwert Γ_e1 fällt und, ausgehend von diesem Zeitpunkt, über den ersten Schwellenwert Γ_e1 ansteigt, bevor die Zeitdauer T₃ abgelaufen ist, dann wird der Zustand aufgehobener Rückkopplung (Modus –1) beibehalten, wie in 18 gezeigt.
Falls die Gierratenabweichung γ_e während des Zustands aufgehobener Rückkopplung (Modus –1) für länger als die Zeitdauer T₃ (Modus 3) fortgesetzt unter den ersten Schwellenwert Γ_e1 fällt, und dann während des nachfolgenden Vorgangs der progressiven Zunahme des Eingangswerts γ_er zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 über den ersten Schwellenwert Γ_e1 ansteigt, bevor die Zeitdauer T₄ abgelaufen ist, wird der Eingangswert γ_er zu dem Rückkopplungs-Kompensator 25 (Modus 4) von diesem Zeitpunkt an über die Zeitdauer T₂ (Modus 1) progressiv vermindert, wie in 19 gezeigt. Schließlich ist der Zustand aufgehobener Rückkopplung (Modus –1) hergestellt.
Es wird nun im folgenden das manuelle Aufhebungsprogramm beschrieben. 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. Tabelle 2
Die Moduswahl wird gemäß dieser Definition in Schritt 64 durchgeführt, wie in 20 veranschaulicht.
Falls der Modus Null aktuell ist bzw. falls der Zustand normaler Rückkopplung aktuell ist, dann wird, wie in 21 gezeigt, in Schritt 65 der Rückkopplungs-Ausgangswert δ_rb einfach als der Ausgangswert δ_b 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 T_ch in Schritt 70 hochgezählt. Dieser Hochzählvorgang wird fortgesetzt, bis in Schritt 71 festgestellt wird, daß der Zähler vollständig zu T_ch 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 δ_rb 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 aufgehobener Rückkopplungs-Regelung aktuell ist, wie in 22 gezeigt, wird der Ausgangswert δ_rb des Programms zur automatischen 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 zurückgesetzt, 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-Verhinderungszeit T_ch 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 T_sw zur progressiven Abnahme in Schritt 84 hochgezählt, und der Ausgabewert δ_rb des Programms zur manuellen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung wird in Schritt 85 auf einen Wert entsprechend der abgelaufenen Zeit erneuert. Dann wird in Schritt 86 die verbleibende Zeit auf dem Zeitgeber T_sw 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 T_sw zur progressiven Abnahme abgelaufen 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 δ_rb, wird in Schritt 90 auf Null gesetzt, bevor der Programmablauf zu Schritt 87 fortschreitet.
Falls der Modus 3 aktuell ist, wie in 24 gezeigt, wird in Schritt 91 der Zähler zur progressiven Zunahme hochgezählt, und der Ausgangswert δ_rb des Programms zur manuellen Aufhebung der Rückkopplungs-Regelung wird in Schritt 92 auf einen Wert entsprechend der abgelaufenen Zeit erneuert. Dann wird in Schritt 93 die verbleibende Zeit auf dem Zeitgeber T_sw 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 T_sw abgelaufen 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 Reibungskoeffizient, 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 Reaktionsgrenze 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 Versagens der exakten Berechnung der Referenz-Gierrate, die Gierraten-Rückkopplungs-Regelung automatisch aufgehoben, da dieses Versagen eine relativ große Gierratenabweichung nachsich-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-Rückkopplungs-Regelung vorteilhaft Gebrauch gemacht wird.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ein spezielles 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 ausgeglichen wird. Die Referenz-Gierrrate kann aus der Lenkeingangsgröße, 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 Manövrierbarkeit des Fahrzeugs kann somit unter extremen Bedingungen verbessert werden, ohne die Vorteile der Gierraten-Rückkopplungs-Regelung zu verlieren.

Claims

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 Bestimmen einer Referenz-Gierrate (γ_m) gemäß Betriebszuständen des Fahrzeugs, die einen Lenkwinkel (θ) des Lenkrads umfassen; Gierraten-Erfassungsmittel (19) zum Erfassen einer tatsächlichen Gierrate (γ) des Fahrzeugs; Rückkopplungs-Regelmittel zum Regeln des Hinterrad-Lenkstellglieds (27, 10) gemäß einer Abweichung der tatsächlichen Gierrate (γ) von der Referenz-Gierrate (γ_m); und Aufhebungsmittel (24) zum Aufheben der Funktion der Rückkopplungs-Regelmittel gemäß dem Ergebnis eines Vergleichs zwischen der Abweichung der tatsächlichen Gierrate (γ) von der Referenz-Gierrate (γ_m) und einem ersten Schwellenwert (Γ_e1).
Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner Vorwärtsführungsmittel (21) zum Steuern des Hinterrad-Lenkstellglieds (27, 10) gemäß einer Lenkrad-Eingangsgröße (θ) umfaßt.
Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebungsmittel (24) den Aufhebevorgang ausführen, wenn die Gierratenabweichung (γ_e; γ_e') den ersten Schwellenwert (Γ_e1) fortgesetzt für länger als eine bestimmte Zeitdauer (T₁) überschritten hat.
Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebungsmittel (24) ferner Mittel (25) umfassen, die eine graduelle Ausführung des Aufhebevorgangs durch die Aufhebungsmittel (24) zulassen.
Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebungsmittel (24) den Aufhebevorgang unmittelbar dann ausführen, wenn die Gierratenabweichung (γ_e; γ_e') einen zweiten Schwellenwert (Γ_e2) überschritten hat, der höher als der erste Schwellenwert (Γ_e1) ist.
Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebungsmittel (24) die Funktion der Rückkopplungs-Regrlmittel wiederherstellen, wenn die Gierratenabweichung (γ_e; γ_e') für eine bestimmte Zeitdauer (T₃) fortgesetzt unter einem dritten Schwellenwert (Γ_e1) geblieben ist.
Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebungsmittel (24) die Funktion der Rückkopplungs-Regelmittel graduell wiederherstellen.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Aufhebungsmittel (26) zum Aufheben der Funktion der Rückkopplungs- Regelmittel einen manuellen Schalter umfassen.
Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Aufhebungsmittel (26) ferner Mittel umfassen, die eine graduelle Ausführung des Aufhebevorgangs durch die weiteren Aufhebungsmittel (26) zulassen.