DE19536989A1 - Lenksteuersystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksteuersystem für ein mit angetriebenen lenkbaren Rädern ausgestattetes Fahrzeug und insbesondere ein Lenksteuersystem, welches ein Lenkdrehmoment zu erzeugen vermag, das ein unerwünschtes Verhalten des Fahr­ zeugs zu korrigieren versucht, wenn das Fahrzeug Antriebs­ einflüssen auf die Lenkung (d. h. ein den Fahrkomfort beein­ trächtigendes Zerren in der Lenkung, engl. "torque steer"), Seitenwind oder anderen äußeren Störeinflüssen ausgesetzt ist.

Fahrzeuge mit Vorderradantrieb oder Vierradantrieb mit ange­ triebenen lenkbaren Rädern haben häufig die Neigung, daß die lenkbaren Räder beim Anfahren oder Beschleunigen des Fahr­ zeugs spontan in irgendeine Richtung gelenkt werden, wodurch das Fahrzeug ein vom Fahrer nicht vorhersehbares Verhalten zeigen kann. Dies wird "Antriebszerren" (engl. "power steer") genannt und tritt beispielsweise aufgrund der asymmetrischen Anordnung der Achsen der lenkbaren Räder auf. Wenn das Fahr­ zeug solche Antriebseinflüsse auf die Lenkung erfährt, muß der Fahrer ein den Antriebseinflüssen entgegengerichtetes Lenkdrehmoment aufbringen, um das Fahrzeug auf geradem Kurs zu halten.

Es wurde der Vorschlag gemacht, sich im voraus ein Referenz­ modell für das Gierverhalten zu definieren, welches gemäß dem Lenkwinkel und optional anderen Faktoren eine Referenz-Gier­ rate erzeugt, und das von dem Elektromotor des Servolenksy­ stems zu erzeugende Ist-Lenkdrehmoment nach Maßgabe der Ab­ weichung der Ist-Gierrate von der infolge der Ist-Lenkeingabe erwarteten Referenz-Gierrate zu bestimmen. Dieses früher vor­ geschlagene Lenksteuersystem würde auf Antriebseinflüsse so wie auf jede äußere Störung antworten und könnte ein Lenk­ reaktionsdrehmoment derart auf die lenkbaren Räder aufbrin­ gen, daß die Wirkung der Antriebseinflüsse aufgehoben wird.

Allerdings ist dieses Lenksteuersystem in niederen Geschwin­ digkeitsbereichen relativ unempfindlich gegenüber der erfaß­ ten Gierrate, weil das von dem Steuersystem in Antwort auf eine Gierrate erzeugte Lenkreaktionsdrehmoment anderenfalls den vom Fahrer zur Lenkung des Fahrzeugs in niederen Ge­ schwindigkeitsbereichen erforderlichen Kraftaufwand übermäßig erhöhen würde. In niederen Geschwindigkeitsbereichen ist es wesentlich, daß der zur Lenkung des Fahrzeugs erforderliche Kraftaufwand minimiert ist und der Fahrer das Fahrzeug in begrenztem Raum ohne große Kraftanstrengung bedienen kann. Daher ist das früher vorgeschlagene Lenksteuersystem nicht geeignet, um den Antriebseinflüssen entgegenzuwirken, die bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs aus dem Stillstand auftre­ ten. Kurz gesagt war es nicht möglich, sowohl eine wirkungs­ volle Kontrolle der Antriebseinflüsse als auch eine leichte Manövrierbarkeit in niederen Geschwindigkeitsbereichen zu erreichen.

Die aus den Antriebseinflüssen, die bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs aus einem mittleren Geschwindigkeitsbereich hervorgerufen werden, resultierende Gierrate ist im Vergleich zu der durch äußere Störungen, wie beispielsweise Seitenwind, typischerweise hervorgerufenen Gierrate relativ groß. Das früher vorgeschlagene Lenksteuersystem, das dazu ausgelegt ist, die Wirkung solcher äußeren Störungen auszugleichen, kann daher die Antriebseinflüsse in mittleren Geschwindig­ keitsbereichen nicht hinreichend unter Kontrolle bringen.

Angesichts dieser Probleme des früher vorgeschlagenen Fahr­ zeug-Lenksteuersystems ist eine vorrangige Aufgabe der Erfin­ dung, ein verbessertes Fahrzeug-Lenksteuersystem bereit zu­ stellen, das die Einflüsse äußerer Störungen, wie beispiels­ weise Seitenwind, ausgleichen und gleichzeitig die Antriebs­ einflüsse auf die Lenkung des Fahrzeugs beherrschen kann.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist, ein Fahrzeug-Lenksteu­ ersystem bereit zustellen, das die Antriebseinflüsse auf die Lenkung des Fahrzeugs beherrschen kann, ohne seine Fähigkeit zu beeinträchtigen, das Fahrzeug gegen äußere Störungen, wie beispielsweise Seitenwind, zu stabilisieren.

Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist, ein Fahrzeug-Lenksteu­ ersystem bereitzustellen, das die Antriebseinflüsse auf die Lenkung des Fahrzeugs in allen Geschwindigkeitsbereichen beherrschen kann.

Erfindungsgemäß werden diese und weitere Aufgaben durch ein Lenksteuersystem für ein mit angetriebenen lenkbaren Rädern ausgestattetes Fahrzeug gelöst, umfassend:
manuelle Lenkdrehmoment-Eingabemittel zum manuellen Aufbrin­ gen eines manuellen Lenkdrehmoments auf die lenkbaren Räder, Servolenkstellmittel zum Aufbringen eines Stellenkdrehmoments auf die lenkbaren Räder, einen Gierratensensor zum Erfassen der Gierrate des Fahrzeugs, Antriebskraftberechnungsmittel zum Berechnen einer Antriebskraft der angetriebenen lenkbaren Räder, Steuermittel, um gemäß der erfaßten Gierrate ein zu dem von den Servolenkstellmitteln erzeugten Stelldrehmoment zu addierendes Lenkreaktionsdrehmoment zu bestimmen, und Modifiziermittel, um gemäß der von den Antriebskraftberech­ nungsmitteln berechneten Antriebskraft das von den Steuer­ mitteln bestimmte Lenkreaktionsdrehmoment zu modifizieren, wobei ein durch die Antriebskraft der angetriebenen lenkbaren Räder in dem Fahrzeug erzeugtes Lenkdrehmoment durch das von den Steuermitteln bestimmte und durch die Modifiziermittel modifizierte Lenkreaktionsdrehmoment unter Kontrolle gehalten wird.

Auf diese Weise können auch Antriebseinflüsse, die von der aufangetriebene lenkbare Räder ausgeübten Antriebskraft herrühren, als eine Form vieler möglicher äußerer Störungen beherrscht werden. Insbesondere ist es durch Verstärken des Lenkreaktionsdrehmoments bei großer Antriebskraft möglich, die Einflüsse des Antriebszerrens unter beliebigen Betriebs­ bedingungen zu beherrschen. Beispielsweise können die Modifi­ ziermittel das von den Steuermitteln bestimmte Lenkreaktions­ drehmoment im wesentlichen unverändert halten, wenn die Antriebskraft relativ klein ist, und das von den Steuermit­ teln bestimmte Lenkreaktionsdrehmoment verstärken, wenn die Antriebskraft relativ groß ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Stellenkdrehmoment ein Hilfslenkdrehmoment, das im we­ sentlichen proportional zum manuellen Lenkdrehmoment ist, sowie das Lenkreaktionsdrehmoment, welches äußeren Störungen entgegenwirkt, wobei das Lenkreaktionsdrehmoment im Sinne einer Aufhebung der erfaßten Ist-Gierrate gerichtet ist. Das Lenkreaktionsdrehmoment kann ferner aus der Summe aus einem ersten Term, welcher im wesentlichen proportional zu einer von dem Gierratensensor erfaßten Ist-Gierrate ist, und einem zweiten Term bestehen, welcher im wesentlichen proportional zu einer Lenkgeschwindigkeit ist, wobei das Lenkreaktions­ drehmoment der Drehung eines Lenkrads entgegengerichtet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, welche ein erfindungs­ gemäßes Fahrzeug-Lenksteuersystem allgemein dar­ stellt,

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das den prinzipiellen Aufbau des Fahrzeug-Lenksteuersystems zeigt,

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das den Hauptsteuerungsablauf des Fahrzeug-Lenksteuersystems zeigt,

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das den Schritt 1 der Fig. 3 im einzelnen zeigt,

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das den Schritt 2 der Fig. 3 im einzelnen zeigt,

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das den Schritt 3 der Fig. 3 im einzelnen zeigt,

Fig. 7 ein Blockdiagramm, das aus Fig. 2 die Berechnungs­ einheit 27 für die aktive Lenkreaktion im einzelnen zeigt,

Fig. 8 ein Blockdiagramm, das die Berechnungsweise der An­ triebskraft F darstellt,

Fig. 9 graphische Darstellungen, welche die Abhängigkeit von Wichtungsfunktionen f1 und f2 von der Fahrzeug­ geschwindigkeit V zeigen, und

Fig. 10 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen einem Korrekturkoeffizienten K und der Größe der Antriebskraft F der lenkbaren Räder zeigt.

Das Fahrzeug-Lenksteuersystem der Fig. 1 umfaßt eine Erzeu­ gungseinheit 1 zur Erzeugung einer manuellen Lenkkraft sowie eine von einem Elektromotor angetriebene Erzeugungseinheit 2 zur Erzeugung einer Hilfslenkkraft. Eine integral mit einem Lenkrad 3 verbundene Lenkwelle 4 ist über ein Kreuz- oder Kardangelenk 5 an ihrem unteren Ende mit einem Zahnrad 6 ei­ nes Zahnstangentriebs verbunden. Der Zahnstangentrieb umfaßt ferner eine Zahnstange 7, die in Seitenrichtung des Fahrwerks des Fahrzeugs bewegt werden kann und mit dem Zahnrad 6 kämmt. Die beiden Enden der Zahnstange 7 sind über Spurstangen 8 mit den Spurhebeln des rechten und linken Vorderrads 9 verbun­ den. Insoweit ist der Aufbau herkömmlich, und es kann die normale, auf der Verwendung des Zahnstangentriebs basierende Lenkwirkung erzielt werden.

Die Zahnstange 7 durchsetzt koaxial einen Elektromotor 10. Im speziellen durchsetzt die Zahnstange 7 einen Hohlrotor mit einem Antriebsschraubrad 11, welches mit einem getriebenen Schraubrad 13 kämmt, das an einem axialen Ende einer sich parallel zur Zahnstange 7 erstreckenden Schraubspindel 12 eines Kugelschraubmechanismus angebracht ist. Eine Mutter 14 des Kugelschraubmechanismus ist fest mit der Zahnstange 7 verbunden.

Die Lenkwelle 4 ist mit einem Lenkwinkelsensor 15 zur Erzeu­ gung eines Signals, das dem Drehwinkel des Lenkrads 3 ent­ spricht, sowie einem Drehmomentsensor 16 zur Erzeugung eines Signals, das einem auf die Lenkwelle 4 aufgebrachten Lenk­ drehmoment entspricht, versehen. Das Fahrwerk des Fahrzeugs trägt einen Seitenbeschleunigungssensor 17 zur Erzeugung eines Signals, das der auf das Fahrwerk einwirkenden Seiten­ beschleunigung entspricht, einen Gierratensensor 18 zur Erzeugung eines Signals, das der Gierrate (Winkelgeschwindig­ keit der Gierbewegung) des Fahrwerks entspricht, einen Fahr­ zeuggeschwindigkeitssensor 19 zur Erzeugung eines Signals, das der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, einen Längsbeschleunigungssensor 20 zur Erzeugung eines Signals, das der Beschleunigung des Fahrwerks in Längsrichtung ent­ spricht, einen Drosselsensor 21 zur Erzeugung eines Signals, das dem Öffnungswinkel eines Drosselventils (oder alternativ einem Einlaßunterdruck) des Motors entspricht, einen Motor­ drehzahlsensor 22 zur Erzeugung eines Signals, das der Dreh­ zahl des Motors entspricht, sowie einen Gangstellungssensor 23 zur Erzeugung eines Signals, das der Gangstellung eines Getriebes entspricht.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Lenkrad 3 sowie die lenkbaren Räder oder Vorderräder 9 mechanisch mit­ einander verbunden. Ein durch Verarbeitung der Ausgangssigna­ le der verschiedenen Sensoren 15 bis 23 erhaltenes Steuer­ signal wird über eine Steuereinheit 24 und einen Treiberkreis 25 dem Elektromotor 10 zugeführt, so daß das Ausgangsdrehmo­ ment des Elektromotors 10 wie erforderlich gesteuert werden kann.

In Fig. 2 empfängt die Steuereinheit 24 die Ausgangssignale des Lenkwinkelsensors 15, des Lenkdrehmomentsensors 16, des Seitenbeschleunigungssensors 17, des Gierratensensors 18, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 19, des Längsbeschleunigungs­ sensors 20, des Drosselsensors 21, des Motordrehzahlsensors 22 und des Gangstellungssensors 23. Diese Ausgangssignale werden einer Steuereinheit 26 für die elektrische Servolen­ kung, einer Berechnungseinheit 27 für die aktive Lenkreaktion sowie einer Antriebskraftberechnungseinheit 28 zugeführt. Die Ausgänge dieser Einheiten werden einer Ausgangsstrombestim­ mungseinheit 29 zugeführt, so daß ein elektrischer Soll- Strompegel für den Elektromotor 10 bestimmt werden kann.

Die Steuereinheit 26 für die elektrische Servolenkung steuert die normalen Servounterstützung der Lenkkraft oder des Stell­ drehmoments für die lenkbaren Vorderräder 9. Diese Steuerein­ heit 26 kann optional in der Lage sein, das Soll-Stelldrehmo­ ment nach Maßgabe der Seitenbeschleunigung und der Gierrate zu bestimmen.

Die Berechnungseinheit 27 für die aktive Lenkreaktion be­ rechnet das Soll-Stelldrehmoment nach Maßgabe der Ausgangs­ signale der verschiedenen Sensoren 15 bis 23 sowie eines Algorithmus, der nachfolgend beschrieben wird. Die Ausgangs­ strombestimmungseinheit 29 bestimmt das Soll-Antriebsstromsi­ gnal, das proportional zur Abweichung des von dem Drehmoment­ sensor 16 erhaltenen Ist-Lenkdrehmoments vom Wert des Soll- Lenkdrehmoments ist oder anderenfalls dieser Abweichung ent­ spricht. Das Soll-Antriebsstromsignal ist vom Vorzeichen her dieser Abweichung entgegengerichtet.

Der so erhaltene Soll-Antriebsstromwert wird dem Treiberkreis 25 zugeführt. Dieser Treiberkreis 25 steuert den Elektromotor 10, beispielsweise mittels PWM-Steuerung. Ein von einem Stromerfassungssensor erhaltener, aktuell erfaßter Stromwert wird zum Eingangssignal für den Treiberkreis 25 oder zum Soll-Antriebsstromwert rückgeführt.

In der sich in der Steuereinheit 24 befindenden Berechnungs­ einheit 27 für die aktive Lenkreaktion wird der durch das Flußdiagramm der Fig. 3 gezeigte Prozeß zyklisch mit einer vorgeschriebenen Periode ausgeführt. Zunächst werden in Schritt 1 die Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren und der durch die Antriebskraftberechnungseinheit 28 berechnete Antriebskraftwert ausgelesen und die Lenkwinkelgeschwindig­ keit berechnet. In Schritt 2 wird die Lenkreaktion TA be­ stimmt. Für die Soll-Lenkreaktion wird in Schritt 3 eine Grenze festgesetzt; dieses Steuersignal wird in Schritt 4 zum Ausgang der Steuereinheit 26 für die elektrische Servolenkung hinzuaddiert.

Der Steuerprozeß wird im einzelnen mit Bezug auf die Fig. 4 bis 7 beschrieben. Schritt 1 umfaßt gemäß Fig. 4 die fol­ genden Teilschritte. Als erstes wird der Lenkwinkel θ gelesen (Schritt 21) und die Lenkwinkelgeschwindigkeit dθ/dt berech­ net, indem der Lenkwinkel θ nach der Zeit abgeleitet wird (Schritt 22). Dann werden die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Gierrate γ und die Antriebskraft F in den Schritten 23, 24 bzw. 25 gelesen. Die Antriebskraft F wird aus dem Schlupf der angetriebenen Räder, der anhand der Drehgeschwindigkeit der nicht angetriebenen Räder und der Drehgeschwindigkeit der an­ getriebenen Räder erhalten wird, auf Basis der Fahrgeschwin­ digkeit des Fahrzeugs, aus dem anhand der Motordrehzahl und der Drosselöffnung erhaltenen Motorausgangsdrehmoment, aus dem anhand der Gangstellung berechneten Raddrehmoment sowie aus der Längsbeschleunigung berechnet.

Schritt 2 umfaßt mit Bezug auf Fig. 5 die folgenden Teil­ schritte. Koeffizienten f1 und f2 sind Wichtungsfunktionen für die Lenkgeschwindigkeit dθ/dt sowie die Ist-Gierrate γ; sie werden aus Datentabellen unter Verwendung der Fahrzeug­ geschwindigkeit V als Adresse gewonnen, wie in Fig. 9 darge­ stellt (Schritt 31). Die Lenkreaktionskomponenten T1 und T2 werden aus diesen Variablen und den entsprechenden Koeffizi­ enten berechnet (Schritt 32). Die Soll-Lenkreaktion TA wird berechnet, indem diese Komponenten auf summiert werden (Schritt 33). Die Wichtungskoeffizienten f1 und f2 für die Lenkgeschwindigkeit dθ/dt und die Gierrate γ bestehen jeweils aus einer linearen Funktion, welche mit der Fahrzeuggeschwin­ digkeit zunehmend größer wird und ab einer bestimmten Fahr­ zeuggeschwindigkeit einen konstanten Wert annimmt (der Wich­ tungskoeffizient f2 ist Null, wenn V = 0; f1 hingegen nimmt einen kleinen Wert an, wenn V = 0). Dies trägt der Tatsache Rechnung, daß die Einflüsse äußerer Störungen mit der Fahr­ zeuggeschwindigkeit zunehmen, wobei es zweckmäßig ist, die Wichtungskoeffizienten f1 und f2 mit der Fahrzeuggeschwindig­ keit zu erhöhen, um so dieser Tendenz entgegenzuwirken. Es wird dann aus einer Datentabelle unter Verwendung der An­ triebskraft F als Adresse ein Korrekturkoeffizient K(F) erhalten (Schritt 34), wie in Fig. 10 gezeigt, und die Soll- Lenkreaktion TA durch den Korrekturkoeffizienten K(F) ge­ eignet modifiziert (Schritt 35).

Fig. 6 zeigt die Ausführung des Schritts 3. Dieser Prozeß entspricht der Wirkung des Begrenzers L in Fig. 7. Als erstes wird festgestellt, ob die Soll-Lenkreaktion TA eine vorbestimmte Höhe Tmax überschritten hat (Schritt 41). Wenn dies der Fall ist, wird die Soll-Lenkreaktion TA auf die vorgeschriebene Maximalhöhe Tmax eingestellt (Schritt 42). Wenn die Soll-Lenkreaktion TA unterhalb dieser vorgeschriebe­ nen Höhe Tmax liegt, wird desgleichen festgestellt, ob die Soll-Lenkreaktion TA unter eine andere vorgeschriebene Höhe -Tmax gefallen ist (Schritt 43). Wenn die Soll-Lenkreaktion TA unterhalb dieser vorgeschriebenen Höhe -Tmax liegt, wird die Soll-Lenkreaktion TA auf die vorgeschriebene Minimal­ höhe -Tmax eingestellt (Schritt 44).

Die so bestimmte Soll-Lenkreaktion TA wird zu dem Soll- Hilfsstelldrehmoment hinzuaddiert. Die Summe wird durch die Ausgangsstrombestimmungseinheit 29 in einen dem Treiberkreis 25 zuzuführenden elektrischen Soll-Strompegel umgewandelt.

Wenn somit das Fahrzeug aufgrund Seitenwind von dem beabsich­ tigten geraden Weg abweicht, wird der Elektromotor 10 in solcher Weise aktiviert, daß die Gierrate selbst bei Fehlen vorsätzlicher Versuche des Fahrers, das Lenkrad 3 zu drehen, beseitigt oder die Abweichung des Fahrzeugs vom geraden Weg beseitigt werden kann, so daß das Fahrzeug auf den geraden Weg zurückgebracht werden kann. Ähnlich werden, wenn das Fahrzeug über eine ausgefahrene Straße fährt oder in Wasser­ pfützen hineingerät, die auf der Straßenoberfläche gebildet sind, die resultierenden äußeren Lenkstörungen durch die Wirkung des durch die Servostelleinrichtung erzeugten aktiven Lenkreaktionsdrehmoments ausgeglichen, wodurch das Fahrzeug einen geraden Kurs halten kann, ohne daß der Fahrer sich bemühen muß, das Fahrzeug auf geraden Kurs zu lenken.

Wenn die lenkbaren Räder außerdem angetriebene Räder sind, können Antriebseinflüsse hervorgerufen werden, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand anfährt oder von einer mittleren Geschwindigkeit aus beschleunigt. Auch dies kann bewirken, daß das Fahrzeug von einem geraden Kurs abweicht. Es ist ein vergleichsweise großes Lenkreaktionsdrehmoment erforderlich, um einer derartigen Fahrzeugtendenz entgegenzuwirken oder sie zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird in der Antriebskraftbe­ rechnungseinheit 28 eine Antriebskraft F berechnet und die Soll-Lenkreaktion TA mit einem Korrekturkoeffizienten K(F) multipliziert, welcher als mathematische Funktion der An­ triebskraft F definiert sein kann, so daß der Parameternutzen oder die Empfindlichkeit der Soll-Lenkreaktion gegenüber der Gierrate erhöht werden kann, wenn das Fahrzeug unter Verhält­ nissen operiert, in denen die lenkbaren Räder oder die ange­ triebenen Räder eine Antriebskraft oder eine Traktion hervor­ rufen, welche ein bestimmtes Niveau übersteigt, und die Ent­ stehung von Antriebseinflüssen erwartet wird. Somit ist nach der Erfindung das Lenksteuersystem in der Lage, Antriebs­ einflüsse unter Kontrolle zu halten, ohne die Fähigkeit des Systems zu beeinträchtigen, ein Lenkreaktionsdrehmoment zu erzeugen, das zur Steuerung des Verhaltens des Fahrzeugs auf äußere Lenkstörungen geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird die Entstehung von Antriebseinflüssen anhand der Antriebskraft der lenkbaren Räder geschätzt. Das Lenkreaktionsdrehmoment wird so auf die lenkbaren Räder aufgebracht, daß die Wirkung der Antriebseinflüsse beseitigt wird. Folglich können die Lenkstörungen aufgrund Antriebsein­ flüssen in allen Geschwindigkeitsbereichen vermieden werden, während der zur Manövrierung eines Fahrzeugs in engen und verschlungenen Straßen sowie beim Parken des Fahrzeugs erfor­ derliche manuelle Kraftaufwand beim Lenken in günstiger Weise unter Kontrolle gehalten wird und das irreguläre Verhalten des Fahrzeugs in höheren Geschwindigkeitsbereichen selbst bei Vorhandensein äußerer Störungen, wie beispielsweise Seiten­ wind, vermieden wird.

Obwohl die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbei­ spiels erläutert wurde, sind Modifikationen und Abwandlungen von Details möglich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuwei­ chen. Beispielsweise kann die Erfindung bei den Lenksteuersy­ stemen Anwendung finden, die in der anhängigen US-Patentan­ meldung Nr. 08/122,615 und einer anhängigen deutschen Paten­ tanmeldung mit der Nr . . . . . ., welche auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 06-264592 vom 04. Oktober 1994 basiert, offenbart sind beim Deutschen Patentamt eingereicht am 04.10.1995 und als Anlage A beigefügt.

Es wird ein Lenksteuersystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen, bei dem ein Stelldrehmoment in herkömmlicher Weise nach Maß­ gabe eines auf ein Lenkrad aufgebrachten Lenkdrehmoments auf lenkbare Räder aufgebracht wird und ein zusätzliches Stell­ drehmoment nach Maßgabe eines Seitendynamikzustands des Fahr­ zeugs durch einen Elektromotor auf das Lenkrad aufgebracht wird, um die Seitenstabilität des Fahrzeugs selbst bei Vor­ handensein äußerer Störeinflüsse, wie beispielsweise Seiten­ wind, zu steuern. Derartige äußere Störeinflüsse werden als Seitendynamikzustand des Fahrzeugs erfaßt, beispielsweise als Gierrate des Fahrzeugs. Das Lenksteuersystem erzeugt eine Lenkreaktion, die einem solchen Seitendynamikzustand entge­ genwirkt, indem das zusätzliche Stelldrehmoment auf die lenk­ baren Räder aufgebracht wird, so daß das Fahrzeug trotz sol­ cher äußeren Störeinflüsse einen geraden Kurs halten kann, ohne daß hierzu absichtliche Anstrengungen des Fahrers erfor­ derlich sind. Als eine Form äußerer Störungen können auch aus der auf angetriebene lenkbare Räder ausgeübten Antriebskraft entstehende Antriebseinflüsse unter Kontrolle gehalten wer­ den. Insbesondere ist es durch Verstärken des Lenkreaktions­ drehmoments bei großer Antriebskraft möglich, die Einflüsse von Antriebszerren unter beliebigen Betriebsbedingungen vorteilhaft zu kontrollieren.

Claims (5)

1. Lenksteuersystem für ein mit angetriebenen lenkbaren Rädern (9) ausgestattetes Fahrzeug, umfassend

• - manuelle Lenkdrehmoment-Eingabemittel (3) zum manuel­ len Aufbringen eines manuellen Lenkdrehmoments auf die lenkbaren Räder (9),
• - Servolenkstellmittel (10) zum Aufbringen eines Stel­ lenkdrehmoments auf die lenkbaren Räder (9),
• - einen Gierratensensor (18) zum Erfassen der Gierrate des Fahrzeugs,
• - Antriebskraftberechnungsmittel (28) zum Berechnen einer Antriebskraft (F) der angetriebenen lenkbaren Räder (9),
• - Steuermittel, um gemäß der erfaßten Gierrate ein zu dem von den Servolenkstellmitteln (10) erzeugten Stell­ drehmoment zu addierendes Lenkreaktionsdrehmoment zu bestimmen, und
• - Modifiziermittel, um gemäß der von den Antriebskraft­ berechnungsmitteln (28) berechneten Antriebskraft (F) das von den Steuermitteln bestimmte Lenkreaktionsdrehmo­ ment zu modifizieren,

wobei ein durch die Antriebskraft (F) der angetriebenen lenkbaren Räder (9) in dem Fahrzeug erzeugtes Lenkdreh­ moment durch das von den Steuermitteln bestimmte und durch die Modifiziermittel modifizierte Lenkreaktions­ drehmoment unter Kontrolle gehalten wird.

2. Lenksteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellenkdrehmoment ein Hilfslenkdrehmoment umfaßt, welches im wesentlichen proportional zu dem manuellen Lenkdrehmoment ist, und daß das Lenkreaktionsdrehmoment im wesentlichen propor­ tional zu einer von dem Gierratensensor (18) erfaßten Ist-Gierrate ist, wobei das Lenkreaktionsdrehmoment im Sinne einer Aufhebung der erfaßten Ist-Gierrate gerich­ tet ist.

3. Lenksteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkreaktionsdrehmoment die Summe aus einem ersten Term, welcher im wesentlichen proportional zu der von dem Gierratensensor (18) erfaß­ ten Ist-Gierrate ist, und einem zweiten Term ist, wel­ cher im wesentlichen proportional zu einer Lenkgeschwin­ digkeit ist, wobei das Lenkreaktionsdrehmoment der Drehung eines Lenkrads (3) entgegengerichtet ist.

4. Lenksteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifiziermittel das von den Steuermitteln bestimmte Lenkreaktionsdrehmoment im wesentlichen unverändert belassen, wenn die Antriebs­ kraft (F) relativ klein ist, und das von den Steuer­ mitteln bestimmte Lenkreaktionsdrehmoment verstärken, wenn die Antriebskraft (F) relativ groß ist.