DE3932361A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE STEERING OF VEHICLES WITH FOUR-WHEEL STEERING - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE STEERING OF VEHICLES WITH FOUR-WHEEL STEERINGInfo
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- DE3932361A1 DE3932361A1 DE19893932361 DE3932361A DE3932361A1 DE 3932361 A1 DE3932361 A1 DE 3932361A1 DE 19893932361 DE19893932361 DE 19893932361 DE 3932361 A DE3932361 A DE 3932361A DE 3932361 A1 DE3932361 A1 DE 3932361A1
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Lenkung von Fahrzeugen mit Vierradlenkung. Wird ein Fahrzeug, das mit einer Geschwindigkeit V gefahren wird, ge lenkt, so wird eine Zentrifugalkraft der Größe m · V²/R erzeugt, wobei m die Masse des Fahrzeugs und R der Radius der Kurve, durch die das Fahrzeug ge lenkt wird, sind. Die Zentripetal-Kraft, die der Zentrifugalkraft entgegenwirkt, wird durch die Reifen der Vorder- und Hinterräder erzeugt. Die Lenkeigenschaf ten des Fahrzeugs ändern sich in starkem Maße ent sprechend dem Verhältnis und dem Ausmaß, mit dem diese Lenkkraft oder Seitenführungskraft CF (von cornering force) an den Vorder- und Hinterrädern erzeugt werden. Diese Kurvenkraft, im folgenden Seitenführungskraft genannt, kann ausgedrückt werden durch CF=K α, wobei K die sogenannte Kurvensteifigkeit (cornering power) und α den Schlupf- oder Rutschwinkel bzw. den resultierenden Schräglaufwinkel anzeigen. Infolge dessen können die Lenkeigenschaften des Fahrzeugs ge steuert werden, wenn die Seitenführungskraft bzw. Kur vensteifigkeit K der Vorderräder und Hinterräder ge steuert werden können. Eine signifikante Verbesserung der Fahreigenschaften des Fahrzeugs kann infolgedes sen erzielt werden. The present invention relates to a drive and a device for controlling the steering of vehicles with four-wheel steering. If a vehicle is driven at a speed V , a centrifugal force of the magnitude m · V ² / R is generated, where m is the mass of the vehicle and R is the radius of the curve through which the vehicle is directed. are. The centripetal force that counteracts the centrifugal force is generated by the tires of the front and rear wheels. The steering characteristics of the vehicle vary greatly according to the ratio and extent to which this steering force or cornering force CF (from cornering force) is generated on the front and rear wheels. This cornering force, hereinafter called cornering force, can be expressed by CF = K α , where K is the so-called cornering power and α is the slip or slip angle or the resulting slip angle. As a result, the steering characteristics of the vehicle can be controlled if the cornering force K of the front wheels and the rear wheels can be controlled. As a result, a significant improvement in the driving characteristics of the vehicle can be achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern der Vorder- und Hinterräder sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung anzugeben, womit die Seitenführungskraft bzw. die Kurvensteifigkeit der Vorder- und Hinterräder variabel gesteuert werden.The invention is based on the object Procedure for controlling the front and rear wheels as well specify a device for its implementation, with what the cornering force or the cornering rigidity of the Front and rear wheels can be controlled variably.
Gemäß der in den Ansprüchen 1 bis 4 gekennzeich neten Lösung werden entweder die Lenkkräfte, die Seiten kräfte oder die lateralen Schlupfkräfte oder Rutschkräfte, die auf die Vorderräder und die Rückräder wirken, er faßt, ferner wird angenommen und vorausgesetzt, daß die jeweiligen Lenkkräfte oder lateralen Kräfte, die auf die Vorderräder und Hinterräder wirken, proportional zu den lateralen oder seitlichen Schlupf- bzw. Schräg laufwinkeln sind, und es wird der Vorderradlenk- bzw. Einschlagwinkel auf den Lenkwinkel bzw. Einschlagwinkel gesteuert, indem zum Vorderradlenkwinkel ein Kompensa tionslenkwinkel hinzuaddiert wird, der proportional zum seitlichen Vorderradschräglaufwinkel ist. Der Hinterrad lenkwinkel oder -einschlagwinkel wird so gesteuert, daß er proportional zum seitlichen Hinterradschräglaufwinkel ist.According to the characterized in claims 1 to 4 Neten solution are either the steering forces, the sides forces or the lateral slip forces or slip forces, that act on the front wheels and the rear wheels, he , it is also assumed and assumed that the respective steering forces or lateral forces acting on the front and rear wheels act proportionally to the lateral or lateral slip or oblique are running angles, and it is the front wheel steering or Steering angle on the steering angle or steering angle controlled by a Kompensa to the front wheel steering angle tion steering angle is added, which is proportional to lateral front wheel slip angle. The rear wheel Steering angle or steering angle is controlled so that it is proportional to the lateral rear wheel slip angle is.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die proportionalen Koeffizienten bezüglich der seitlichen Vorderradschräglaufwinkel bzw. -schlupfwinkel und der seitlichen Hinterradschräglaufwinkel bzw. -schlupf winkel (der Vorderradlenkwinkelkoeffizient und der Hinterradlenkwinkelkoeffizient) individuell und unab hängig gesteuert und eingestellt, um einen Abfall in der Verstärkung bzw. dem Gewinn der Giergeschwindig keit für eine abrupte Lenkung und eine Phasenverzöge rung oder -nacheilung der Erzeugung der Giergeschwin digkeit bezogen auf die Lenkung zu verhindern. Die Lenk eigenschaften können infolgedessen durch Änderung des Gleichgewichts oder Ausgleichs der Seitenführungskraft bzw. Kurvensteifigkeit zwischen den Vorderrädern und Hinterrädern frei gesteuert werden.In the device according to the invention, the proportional coefficients with respect to the lateral Front wheel slip angle or slip angle and the lateral rear wheel slip angle or slip angle (the front wheel steering angle coefficient and the Rear wheel steering angle coefficient) individually and independently pending control and set to waste in the gain or gain of greed Abrupt steering and phase delays generation or lag in the generation of yaw rate prevention related to the steering. The steering properties can therefore be changed by changing the Balance or balance of cornering power or cornering stiffness between the front wheels and Rear wheels can be controlled freely.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtIn the following the invention based on the Drawings explained in more detail. It shows
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausfüh rungsbeispiels für ein vierradgelenktes Fahrzeug, auf das das erfindungsgemäße Lenksteuerverfahren angewandt wird; Fig. 1 is a schematic view of an exemplary embodiment for a four-wheel steered vehicle to which the steering control method according to the invention is applied;
Fig. 2 ein schematisches Zweiradmodell für eine Vierradlenkung; Fig. 2 is a schematic two-wheel model for a four-wheel steering;
Fig. 3 ein Blockschaltbild für eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 is a block diagram for an apparatus according to the present invention;
Fig. 4 ein Diagramm, das das Frequenzverhalten der Giergeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Lenkung zeigt; Fig. 4 is a diagram showing the frequency response of the yaw rate as a function of the steering;
Fig. 5 ein Diagramm, das das Frequenzverhalten der Lateralbeschleunigung in bezug auf die Lenkung zeigt; und Fig. 5 is a graph showing the frequency response of the lateral acceleration with respect to the steering; and
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei spiels für ein Steuerverfahren, das das Konzept der erfindungsgemäßen Lenksteuer vorrichtung anwendet. Fig. 6 is a block diagram of a game Ausführungsbei for a control method that uses the concept of the steering control device according to the invention.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht ei nes Ausführungsbeispiels für ein vierradgelenktes Fahrzeug, auf welches das erfindungsgemäße Lenksteuerverfahren angewandt ist. Fig. 1 shows a schematic view ei nes embodiment for a four-wheel drive vehicle to which the steering control method according to the invention is applied.
In der Fig. 1 zeigt die Bezugszahl 1 ein Lenk rad an. 2 bezeichnet eine Vorderradlenkeinheit und 3 entsprechend eine Hinterradlenkeinheit. Die Vorder radlenkeinheit 2 ist ein Zahnstangen/Ritzelmechanismus mit einem Ritzel 4 und einer Zahnstangenwelle 5, deren beide Enden über Schubstangen 6,6 und Gelenkarme 7,7 mit den Vorderrädern 8,8 verbunden sind. Die Hinter radlenkeinheit 3 umfaßt ebenfalls einen Zahnstangen/ Ritzelmechanismus mit einem Ritzel 9 und einer Zahnstan genwelle 10, Schubstangen 11,11 und Gelenkarmen 12,12, um mit diesen Elementen die Lenkung der Hinterräder 13,13 zu ermöglichen.In Fig. 1, reference numeral 1 indicates a steering wheel. 2 denotes a front wheel steering unit and 3 correspondingly a rear wheel steering unit. The front wheel steering unit 2 is a rack and pinion mechanism with a pinion 4 and a rack shaft 5 , both ends of which are connected to the front wheels 8, 8 via connecting rods 6, 6 and articulated arms 7, 7 . The rear wheel steering unit comprises 3 also comprises a rack / pinion mechanism including a pinion 9 and a rack and pinion genwelle 10, push rods 11,11 and hinge arms 12,12 to allow these elements, the steering of the rear wheels 13,13.
Darüber hinaus sind sowohl die Vorderradlenkeinheit 2 als auch die Hinterradlenkeinheit 3 mit Motoren 14 bzw. 15 ausgestattet, die mit dem jeweiligen Ritzel funktions wirksam verbunden sind. Die Motoren 14 und 15 arbeiten entsprechend Signalen von einer Steuereinheit 20 so, daß sie die Ritzel 4,9 zur Lenkung der Vorder- und Hinter räder drehen. Das Lenkrad 1 wird vom Fahrer gedreht oder eingeschlagen und ist mit einer Lenkradwinkeldetektor einrichtung 16 versehen, die den Drehwinkel des Lenkrades erfaßt. Darüber hinaus sind die Zahnstangen 5 und 6 der Vorder- bzw. Hinterräder beispielsweise mit Lateral- G-Kraftdetektoreinrichtungen 17, 18 ausgestattet, die die lateralen bzw. seitlichen G-Kräfte (S-Kräfte) erfassen. Signale von diesen Detektoreinrichtungen 16, 17, 18 werden zur Steuerung der Motoren 14, 15 in die Steuereinheit 20 eingegeben.In addition, both the front wheel steering unit 2 and the rear wheel steering unit 3 are equipped with motors 14 and 15 , which are functionally connected to the respective pinion. The motors 14 and 15 work according to signals from a control unit 20 so that they rotate the pinions 4,9 for steering the front and rear wheels. The steering wheel 1 is rotated or turned by the driver and is provided with a steering wheel angle detector 16 which detects the angle of rotation of the steering wheel. In addition, the toothed racks 5 and 6 of the front and rear wheels are equipped, for example, with lateral G force detector devices 17 , 18 which detect the lateral or lateral G forces (S forces). Signals from these detector devices 16 , 17 , 18 are input to the control unit 20 to control the motors 14 , 15 .
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Lenk steuerverfahren vor dem Hintergrund der Hinterradsteue rung erläutert.In the following the steering according to the invention control procedure against the background of rear wheel steering tion explained.
Die Fig. 2 stellt in schematischer Weise die laterale oder seitliche Rutsch- oder Schlupfwirkung in y-Achsenrichtung und die Gierwirkung in z-Achsenrichtung um den Schwerpunkt eines Fahrzeugs mit Vierradlenkung auf der Grundlage eines Zweiradmodells dar, wobei für diese beiden Wirkungen oder Vorgänge die folgenden Gleichungen gelten: Fig. 2 schematically illustrates the lateral or side slip or slip effect in the y- axis direction and the yaw effect in the z- axis direction around the center of gravity of a vehicle with four-wheel steering on the basis of a two-wheel model, the following for these two effects or processes Equations apply:
In diesen Gleichungen und im folgenden bedeuten:
β lateraler Fahrzeugrutsch- oder -schräglaufwinkel,
β f lateraler Vorderradrutsch- oder -schräglaufwinkel,
β r lateraler Hinterradrutsch- oder -schräglaufwinkel,
m Fahrzeugmasse,
v Geschwindigkeit,
ψ Gierwinkelgeschwindigkeit,
I Gierträgheitsmoment,
l Rad- oder Achsstand,
lf Abstand der Vorderräder vom Fahrzeugschwerpunkt,
lr Abstand der Hinterräder vom Fahrzeugschwerpunkt,
kf Vorderradkurvensteifigkeit,
kr Hinterradkurvensteifigkeit,
δ f Vorderradlenkwinkel oder -einschlag,
δ r Hinterradlenkwinkel oder -einschlag.In these equations and below mean:
β lateral vehicle slip or slip angle,
β f lateral front wheel slip or slip angle,
β r lateral rear wheel slip or slip angle,
m vehicle mass,
v speed,
ψ yaw rate,
I yaw moment of inertia,
l wheel or wheelbase,
lf distance of the front wheels from the center of gravity ,
lr distance of the rear wheels from the center of gravity,
kf front wheel curve rigidity,
kr rear wheel curve rigidity,
δ f front wheel steering angle or angle,
δ r rear wheel steering angle or angle.
Von den jeweiligen Lenkkräften und lateralen Kräften, die auf die Vorder- und Hinterräder wirken, wird angenommen, daß sie proportional zu den jeweili gen lateralen Rutsch- bzw. Schräglaufwinkeln sind. Der Wert, der als wirklicher Vorderradlenkwinkel δ f verwendet wird, ist der Wert eines Vorderradlenkwinkel sollwerts δ f₀ in Abhängigkeit von einem Lenkradwinkel, zu dem der Beitrag, der proportional zum lateralen Vorderradschräglaufwinkel β f ist, als Kompensations lenkwinkel hinzugefügt ist (Formel 3). Wird der Hinterradlenkwinkel δ f proportional zum lateralen Hinterradschräglaufwinkel b r gemacht, so kann vom gewünschten Vorderradlenkwinkel-Sollwert δ f₀ angenommen werden, daß er die Lateralrichtung des Fahr zeugs und die Gierwirkung beeinflußt. Dies wird durch die folgenden Formeln ausgedrückt:The respective steering forces and lateral forces that act on the front and rear wheels are assumed to be proportional to the respective lateral slip or slip angles. The value of δ as an actual front wheel steering angle is used for the value of a front wheel steering angle command value δ f ₀ is added steering angle in dependence on a steering wheel angle, at which the contribution of the proportional β to the lateral front wheel slip angle is f as compensation (Formula 3) . If the rear wheel steering angle δ f is made proportional to the lateral rear wheel slip angle b r , it can be assumed from the desired front wheel steering angle setpoint δ f ₀ that it influences the lateral direction of the vehicle and the yaw effect. This is expressed by the following formulas:
δ f = δ f₀ - kf · β f, (3) δ f = f δ ₀ - kf · β f, (3)
w r = -kr · β r. (4) w r = - kr · β r . (4)
In diesen Gleichungen bezeichnet kf den Vorderrad lenkkoeffizienten und kr ist der Hinterradlenkkoeffi zient, jeweils ausgedrückt als Funktion der Fahrzeug geschwindigkeit.In these equations, kf denotes the front wheel steering coefficient and kr is the rear wheel steering coefficient, each expressed as a function of vehicle speed.
Die tatsächlichen Werte vom Vorderradlenkwinkel δ f und dem Hinterradlenkwinkel w r werden dazu verwendet, den lateralen Vorderradschräglaufwinkel β f und Hinterradschräglaufwinkel β r in der folgenden geome trischen Weise auszudrücken:The actual values of the front wheel steering angle δ f and the rear wheel steering angle w r are used to express the lateral front wheel slip angle β f and rear wheel slip angle β r in the following geometric manner:
Werden die Formeln 5 und 6 in die Formeln 3 und 4 eingesetzt, so ergeben sich die folgenden Formeln:If formulas 5 and 6 become formulas 3 and 4 used, the following formulas result:
Ferner ergeben sich aus den Formeln 1 und 2 unter Einsetzung der Formeln 3′ und 4′ die folgen den Formeln:It also follows from formulas 1 and 2 using formulas 3 'and 4' which follow the formulas:
Werden in diesen FormelnAre in these formulas
gesetzt, so nehmen die Formeln 7 und 8 die folgen de Form an: formulas 7 and 8 take the following de form to:
Beim Vergleich mit den Formeln 1 und 2 ergibt sich, daß die abgeleitete Form der Gleichung für die Bewegung eines Vorderradlenkfahrzeugs (2WS) entspricht, wenn w r=0 ist.A comparison with formulas 1 and 2 shows that the derived form corresponds to the equation for the movement of a front wheel steering vehicle (2 WS) when w r = 0.
Die Fig. 3 zeigt im Blockschaltbild ein Aus führungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung. Dabei sind in diesem Blockschaltbild die Vorderradkurvensteifigkeit k′f und die Hinterradkurvensteifigkeit k′r für vier radgelenkte Fahrzeuge, wie sie in den Formeln 9 und 10 definiert sind, für die Vorderradkurvensteifigkeit kf und Hinterradkurvensteifigkeit kr für vorderrad gelenkte Fahrzeuge (2WS) substituiert. Wie aus den For meln 9 und 10 hervorgeht, können die Vorderrad- und Hinterradkurvensteifigkeitswerte k′f und k′r durch die Auswahl des Vorderradlenkkoeffizienten kf und Hinterradlenkkoeffizienten kr geändert werden. Infol gedessen ist eine variable Steuerung für die Charakte ristik der Lateralrichtungsbewegung des Fahrzeugs und die Gierwirkungscharakteristik möglich. Fig. 3 shows in a block diagram from an exemplary embodiment of the inventive method and the inventive device. Here, in this block diagram the front-wheel cornering stiffness are k'f and the rear cornering stiffness K'R for four radgelenkte vehicles, as defined in the formulas 9 and 10, kf for the front cornering stiffness and rear cornering stiffness substituted kr for front-wheel drive vehicles (2 WS). As can be seen from the formulas 9 and 10, the front wheel and rear wheel curve stiffness values k′f and k′r can be changed by selecting the front wheel steering coefficient kf and rear wheel steering coefficient kr . As a result, variable control for the characteristic of the lateral directional movement of the vehicle and the yawing characteristic is possible.
Darüber hinaus können die Resonanz- oder Eigenfrequenz ω n , das Dämpfungsverhältnis ξ, eine konstante Lenkverstärkung für die GiergeschwindigkeitIn addition, the resonance or natural frequency ω n , the damping ratio ξ , a constant steering gain for the yaw rate
und eine konstante Lenkverstärkung für die laterale Beschleunigungand a constant steering gain for the lateral acceleration
die das entsprechen
de Antwortverhalten des Fahrzeugs ansprechend auf einen
Lenkvorgang wiedergeben, und ein Stabilitätsfaktor,
der die Lenkeigenschaften des Fahrzeugs darstellt,
für eine Vierradlenkung sämtlich in derselben Form
wie für Fahrzeuge mit Vorderradlenkung (2WS) be
schrieben werden.
Stabilitätsfaktorwhich reflect the corresponding de response behavior of the vehicle in response to a steering operation, and a stability factor, which represents the steering characteristics of the vehicle, are all described for four-wheel steering in the same form as for vehicles with front-wheel steering (2 WS) .
Stability factor
EigenfrequenzNatural frequency
DämpfungsverhältnisDamping ratio
Konstante Lenkverstärkung für die GiergeschwindigkeitConstant steering gain for yaw rate
Konstante Lenkverstärkung für die LateralbeschleunigungConstant steering reinforcement for lateral acceleration
Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Berechnung des Frequenzverhaltens der Giergeschwindigkeit be zogen auf die Lenkung eines Fahrzeugs mit Vierrad lenkung und eines Fahrzeugs mit Vorderradlenkung, für den Fall, daß der Vorderradlenkkoeffizient kf und der Hinterradlenkkoeffizient kr kf=kr=0,5 be tragen. Fig. 4 shows an example of the calculation of the frequency response of the yaw rate be based on the steering of a vehicle with four-wheel steering and a vehicle with front wheel steering, in the event that the front wheel steering coefficient kf and the rear wheel steering coefficient kr kf = kr = 0.5 be .
Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die Berechnung des Frequenzverhaltens der Lateralbeschleunigung be zogen auf die Lenkung für die obengenannten beiden Fälle mit den genannten Bedingungen. Fig. 5 shows an example of the calculation of the frequency response of the lateral acceleration based on the steering for the above two cases with the conditions mentioned.
Wie aus den Fig. 4 und 5 und den Gleichungen 13, 14, 15, 16 und 17 hervorgeht, unterscheidet sich die Vierradlenkung, bei der sowohl der Vorderrad lenkkoeffizient kf als auch der Hinterradlenkkoeffi zient kr in der folgenden Beziehung auf der gleichen Seite stehen (1<kf<0 bzw. 1<kr<0) von der Vor derradlenkung darin, daß das Dämpfungsverhältnis ξ, die Eigenfrequenz ω n und die konstanten Lenk verstärkungenAs can be seen from FIGS. 4 and 5 and equations 13, 14, 15, 16 and 17, the four-wheel steering differs, in which both the front wheel steering coefficient kf and the rear wheel steering coefficient cient kr are in the following relationship on the same side ( 1 < kf <0 or 1 < kr <0) of the front wheel steering in that the damping ratio ξ , the natural frequency ω n and the constant steering gains
ver größert werden können (ein Gewinn der Giergeschwin digkeit und Lateralbeschleunigung ist vorhanden, wenn eine langsame Lenkung vorliegt). Infolgedessen werden hierdurch nicht nur Abfälle der Lateralbeschleunigung und der Giergeschwindigkeit im Falle einer abrupten Lenkung verhindert, sondern darüber hinaus Phasenver zögerungen oder -nacheilungen der Lateralbeschleuni gung und der Giergeschwindigkeit bezüglich der Lenkung.ver can be enlarged (a gain of the yaw rate Accuracy and lateral acceleration is present when there is slow steering). As a result thereby not only wastes of lateral acceleration and the yaw rate in the event of an abrupt Steering prevented, but beyond phase ver Delays or delays in lateral acceleration gung speed and yaw rate in relation to the steering.
Darüber hinaus kann durch Änderung des Gleich gewichts oder Ausgleichs der Kurvensteifigkeit der Stabilitätsfaktor, wie er durch Formel 13 ausgedrückt wird, geändert werden, wodurch die Lenkeigenschaften ermöglicht werden, d. h. der frei zu steuernde Grad an Untersteuerung, mit anderen Worten die Lenkunwilligkeit.In addition, by changing the same weight or balancing the curve stiffness of the Stability factor as expressed by Formula 13 will be changed, reducing the steering characteristics are made possible, d. H. the degree to be freely controlled Understeer, in other words unwillingness to drive.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Steuerung, die das Konzept der erfindungsgemäßen Lenk steuervorrichtung anwendet, unter Bezug auf Fig. 6 erläutert.In the following an embodiment of a control that applies the concept of the steering control device according to the invention is explained with reference to FIG. 6.
Zunächst wird die Lenkung der Hinterräder 8 auf der Grundlage von Signalen durchgeführt, die von einer Lenkradwinkeldetektoreinrichtung 16 geliefert werden. Das bereitgestellte Lenkradwinkelsignal wird einer Vorderradlenkwinkeleinstelleinrichtung 21 übergeben und der Vorderradlenksollwinkel δ f₀ wird in Über einstimmung mit dem Lenkradwinkel eingestellt. Der Vorderradlenkwinkel oder -einschlagwinkel δ f₀ wird auf der Grundlage einer konstanten Bedingung und mit einer eins-zu-eins Beziehung bezüglich des Einschlagwinkels vom Lenkrad eingestellt. Der Vorder radlenkwinkel δ f₀ von der Vorderradlenkwinkelein stelleinrichtung 21 wird einer Einstelleinrichtung 22 für einen ersten Steuerbetrag zugeführt. Der Steuer- oder Regelbetrag des Motors 14 wird in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel oder Einschlagwinkel eingestellt und festgelegt. Dieser Steuerbetrag bzw. der Pegel der Regelgröße wird über eine Antriebsschaltung 23 dem Motor 14 zugeführt.First, the steering of the rear wheels 8 is carried out on the basis of signals which are supplied by a steering wheel angle detector device 16 . The steering wheel angle signal provided is transferred to a front wheel steering angle setting device 21 and the front wheel steering target angle δ f ₀ is set in accordance with the steering wheel angle. The front wheel steering angle or turning angle δ f ₀ is set based on a constant condition and with a one-to-one relationship with respect to the turning angle from the steering wheel. The front wheel steering angle δ f ₀ from the front wheel steering angle adjusting device 21 is supplied to an adjusting device 22 for a first control amount. The control amount of the engine 14 is set and set in accordance with the steering angle or turning angle. This control amount or the level of the controlled variable is fed to the motor 14 via a drive circuit 23 .
Die laterale G-Kraft (S-Kraft) wird von den G-Krafterfassungseinrichtungen 17 und 18 für die Vorder- und Hinterräder als repräsentativer Wert für eine bestimmte Lateralkraft in proportionaler Beziehung zwischen den seitlichen Schräglaufwinkeln der Vorder räder und Hinterräder erfaßt. Die Lateral-G-Kraft- Signale von den Vorderrädern und die Lateral-G-Kraft- Signale von den Hinterrädern werden jeweils einer ihnen zugeordneten Vorderrad-Lateral-Schräglaufwinkel berechnungseinrichtung 24 und einer Hinterrad-Lateral- Schräglaufberechnungseinrichtung 25 zugeführt, die den lateralen Vorderradschräglaufwinkel β f bzw. den lateralen Hinterradschräglaufwinkel β r berechnen. Der laterale Vorderradschräglaufwinkel β f wird einer Vorderradkompensationswinkelberechnungseinrichtung 26 zugeführt und der Einstellwinkel für die Vorderrad kompensation wird in Verbindung mit dem Vorderrad lenkkoeffizienten kf berechnet, der entsprechend der gewünschten Sollcharakteristik der Lenkung frei ein gestellt wird. Daraufhin wird die Steuerung in Über einstimmung mit dem Kompensationslenkwinkel durch eine Einstelleinrichtung für einen zweiten Steuerbetrag 27 eingestellt und festgelegt, und der Motor 14 wird über die Antriebsschaltung 23 so angesteuert, daß eine Kompensation entsprechend dem Lenkradwinkel mit Bezug auf den gegebenen Lenkwinkel oder Einschlagwinkel durch geführt wird. Ferner wird der laterale oder seitliche Hinterradschräglaufwinkel β r einer Hinterradlenkwinkel berechnungseinrichtung 28 zugeführt, die den Hinterrad lenkwinkel δ r₀ in Verbindung mit dem Hinterradlenk koeffizienten kr berechnet, der in Übereinstimmung mit dem Hinterradlenkwinkel δ r₀ frei eingestellt wird, wo bei der Winkel δ r₀ bzw. die entsprechende Steuer- bzw. Regelgröße durch eine Einstelleinrichtung für einen dritten Steuerbetrag 29 eingestellt werden und der Motor 15 über eine Antriebsschaltung 30 so angetrieben wird, daß die Hinterräder ebenfalls gelenkt werden bzw. eingeschlagen werden.The lateral G force (S force) is detected by the G force detectors 17 and 18 for the front and rear wheels as a representative value for a certain lateral force in a proportional relationship between the lateral slip angles of the front wheels and rear wheels. The lateral G force signals from the front wheels and the lateral G force signals from the rear wheels are each supplied to a front wheel lateral slip angle calculation device 24 assigned to them and a rear wheel lateral slip slip calculation device 25 which determine the lateral front wheel slip angle β f or the lateral rear wheel slip angle β r . The lateral front wheel slip angle β f is fed to a front wheel compensation angle calculation device 26 and the setting angle for the front wheel compensation is calculated in conjunction with the front wheel steering coefficient kf , which is freely set according to the desired target characteristic of the steering. Thereupon the control is adjusted and determined in accordance with the compensation steering angle by an adjusting device for a second control amount 27 , and the motor 14 is controlled via the drive circuit 23 in such a way that compensation is carried out in accordance with the steering wheel angle with reference to the given steering angle or steering angle becomes. Further, the lateral or side rear wheel slip angle 28 is fed β r of a rear wheel steering angle calculating means, the steering angle δ r ₀ associated with the rear wheel steering coefficient Kr is calculated, which is freely set in accordance with the rear wheel steering angle δ r ₀ where δ the rear at the angle r ₀ or the corresponding control or regulating variable can be set by an adjusting device for a third control amount 29 and the motor 15 is driven via a drive circuit 30 so that the rear wheels are also steered or turned.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden entweder die Lenkkraft oder die Seitenkraft der Vorder räder und Hinterräder erfaßt und die Lenkkräfte oder Seitenkräfte der Vorderräder und Hinterräder werden unter der Annahme ausgewertet, daß sie proportional zu den jeweiligen seitlichen (lateralen) Schlupf- bzw. Schräglaufwinkeln sind. Der Vorderradlenkwinkel wird gesteuert, indem ein Kompensationslenkwinkel, der propor tional zum seitlichen Vorderradschräglaufwinkel ist, berechnet wird und vom Vorderradlenkwinkel hinzuaddiert wird. Der Hinterradlenkwinkel wird so gesteuert, daß er proportional zum seitlichen Hinterradschräglaufwinkel ist. Infolgedessen können der Vorderradlenkkoeffizient und der Hinterradlenkkoeffizient, die proportionale Konstanten mit Bezug auf den seitlichen Vorderradschräg laufwinkel bzw. den seitlichen Hinterradschräglauf winkel sind, variabel und unabhängig gesteuert werden. Dies bedeutet, daß Abfälle in der Lateralbeschleunigungs verstärkung und der Verstärkung bzw. dem Gewinn der Giergeschwindigkeit im Falle abrupter Lenkung verhindert werden können, und daß die Phasennacheilung oder die Phasenverzögerung zur Erzeugung der Lateralbeschleunigung und der Giergeschwindigkeit in bezug auf die Lenkung ebenfalls verhindert werden können. Infolgedessen kann das Gleichgewicht der Kurvensteifigkeit bzw. Seiten führungskräfte zwischen Vorder- und Hinterrädern verän dert werden, um die Lenkeigenschaften zu verändern. Diese und andere Fahrzeugbewegungseigenschaften können zur Erzeugung eines großen Effektes in der praktischen Anwendung frei gesteuert werden.According to the present invention either the steering force or the lateral force of the front wheels and rear wheels recorded and the steering forces or Lateral forces of the front wheels and rear wheels will be evaluated on the assumption that they are proportional to the respective lateral (lateral) slip or Skew angles are. The front wheel steering angle is controlled by a compensation steering angle, the propor is to the lateral front wheel slip angle, is calculated and added by the front wheel steering angle becomes. The rear wheel steering angle is controlled so that it is proportional to the lateral rear wheel slip angle is. As a result, the front wheel steering coefficient and the rear wheel steering coefficient, the proportional Constants related to the side front wheel slope tread angle or the lateral rear wheel slip angles are variable and can be controlled independently. This means that waste in the lateral acceleration reinforcement and the gain or gain of the Yaw rate prevented in the event of abrupt steering can be, and that the phase lag or the Phase delay to generate lateral acceleration and the yaw rate in relation to the steering can also be prevented. As a result, can the balance of the curve stiffness or sides executives change between front and rear wheels be changed to change the steering characteristics. These and other vehicle motion characteristics can to create a great effect in the practical Application can be controlled freely.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrich tung zu dessen Durchführung wurden unter bezug auf ein Ausführungsbeispiel näher erläutert, es sind jedoch zahl reiche Modifikationen und Änderungen denkbar, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen oder den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.The inventive method and the Vorrich instructions for its implementation were made with reference to a Exemplary embodiment explained, but there are number rich modifications and changes conceivable without deviate from the inventive idea or the scope of protection to leave the invention.
Claims (7)
der Erfassung der jeweiligen Lenkkräfte der Vorder räder und Hinterräder,
der Voraussetzung, daß die jeweiligen Lenkkräfte der Vorderräder und Hinterräder proportional zum seitlichen Vorderradschräglaufwinkel β f und zum seitlichen Hinterradschräglaufwinkel b r sind,
der Berechnung eines Kompensationslenkwinkels, der proportional zum seitlichen Vorderradschräglaufwinkel ist,
des Addierens des Kompensationslenkwinkels zum Vorder radlenkwinkel zur Steuerung des Vorderradeinschlag winkels und
der Steuerung des Hinterradlenkwinkels in der Weise, daß dieser proportional zum seitlichen Hinterradschräg laufwinkel ist.1. A method for controlling the steering of a four-wheel steering vehicle, comprising the steps of:
the recording of the respective steering forces of the front wheels and rear wheels,
the prerequisite that the respective steering forces of the front wheels and rear wheels are proportional to the lateral front wheel slip angle β f and to the lateral rear wheel slip angle b r ,
the calculation of a compensation steering angle which is proportional to the lateral front wheel slip angle,
adding the compensation steering angle to the front wheel steering angle to control the front steering angle and
the control of the rear wheel steering angle in such a way that it is proportional to the lateral rear wheel angle.
der Erfassung der jeweiligen Seitenkräfte der Vorder räder und Hinterräder,
der Voraussetzung, daß die jeweiligen Seitenkräfte der Vorderräder und Hinterräder proportional zum seitlichen Vorderradschräglaufwinkel β f und zum seitlichen Hinterradschräglaufwinkel β r sind,
des Berechnens eines Kompensationslenkwinkels, der proportional zum seitlichen Vorderradschräglaufwinkel ist,
der Addition des Kompensationslenkwinkels zum Vorderrad lenkwinkel zur Steuerung des Vorderradeinschlagwinkels und
der Steuerung des Hinterradlenkwinkels in der Weise, daß er proportional zum seitlichen Hinterradschräglaufwinkel ist. 2. A method for controlling the steering of a four-wheel steering vehicle, comprising the steps of:
recording the respective lateral forces of the front and rear wheels,
provided that the respective lateral forces of the front wheels and rear wheels are proportional to the lateral front wheel slip angle β f and to the lateral rear wheel slip angle β r ,
calculating a compensation steering angle that is proportional to the lateral front wheel slip angle,
the addition of the compensation steering angle to the front wheel steering angle for controlling the front wheel turning angle and
the control of the rear wheel steering angle in such a way that it is proportional to the lateral rear wheel slip angle.
der Erfassung der jeweiligen seitlichen Schlupfkräfte der Vorderräder und Hinterräder,
der Voraussetzung, daß die jeweiligen seitlichen Schlupfkräfte der Vorderräder und Hinterräder propor tional zum seitlichen Vorderradschräglaufwinkel β f und zum seitlichen Hinterradschräglaufwinkel β r sind,
der Berechnung eines Kompensationslenkwinkels, der pro portional zum seitlichen Vorderradschräglaufwinkel ist,
der Addition des Kompensationslenkwinkels zum Vorder radlenkwinkel zur Steuerung des Vorderradeinschlag winkels und
der Steuerung des Hinterradlenkwinkels in der Weise, daß er proportional zum seitlichen Hinterradschräg laufwinkel ist.3. A method of controlling the steering of a four-wheel steering vehicle, comprising the steps of:
the detection of the respective lateral slip forces of the front wheels and rear wheels,
the prerequisite that the respective lateral slip forces of the front wheels and rear wheels are proportional to the lateral front wheel slip angle β f and to the lateral rear wheel slip angle β r ,
the calculation of a compensation steering angle that is proportional to the lateral front wheel slip angle,
the addition of the compensation steering angle to the front wheel steering angle to control the front wheel angle and
the control of the rear wheel steering angle in such a way that it is proportional to the lateral rear wheel angle.
Einrichtungen (17, 18) zum Erfassen der Seitenführungs kraft der Vorderräder (8,8) und der Hinterräder (13,13),
Einrichtungen (24, 25) zum Voraussetzen, daß die Seiten führungskräfte der Vorderräder und Hinterräder pro portional zum seitlichen Vorderradschräglaufwinkel β f und zum seitlichen Hinterradschräglaufwinkel b r sind,
eine Berechnungseinrichtung (26) zum Berechnen eines Kompensationslenkwinkels, der proportional zum seitli chen Vorderradlenkungsschräglaufwinkel ist,
eine Addiereinrichtung (27) zur Addition des Kompensa tionslenkwinkels zum Vorderradlenkwinkel zur Steuerung des Vorderradlenkwinkels und
eine Steuereinrichtung (29) zur Steuerung des Hin terradlenkwinkels in der Weise, daß dieser propor tional zum seitlichen Hinterradschräglaufwinkel β r ist.4. Device for controlling the steering of a vehicle with four-wheel steering, comprising:
Means ( 17, 18 ) for detecting the cornering force of the front wheels ( 8,8 ) and the rear wheels ( 13,13 ),
Means ( 24, 25 ) for assuming that the lateral guiding forces of the front wheels and rear wheels are proportional to the lateral front wheel slip angle β f and to the lateral rear wheel slip angle b r ,
a calculation device ( 26 ) for calculating a compensation steering angle which is proportional to the lateral front wheel steering slip angle,
an adding device ( 27 ) for adding the compensation steering angle to the front wheel steering angle for controlling the front wheel steering angle and
a control device ( 29 ) for controlling the rear wheel steering angle in such a way that it is proportional to the lateral rear wheel slip angle β r .
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP24624388A JPH0295982A (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Steering controlling method for four-wheel steered vehicle |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3932361A1 true DE3932361A1 (en) | 1990-04-05 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19893932361 Ceased DE3932361A1 (en) | 1988-09-30 | 1989-09-28 | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE STEERING OF VEHICLES WITH FOUR-WHEEL STEERING |
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| DE (1) | DE3932361A1 (en) |
| GB (1) | GB2225298A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006036985A1 (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-14 | Volkswagen Ag | Determining and controlling transverse dynamic forces on vehicle, sums manually-applied-, power steering- and friction forces acting on track rods |
| US20230044869A1 (en) * | 2021-07-22 | 2023-02-09 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle actuation commands to affect transient handling |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19905433B4 (en) * | 1999-02-10 | 2011-11-10 | Robert Bosch Gmbh | Active steering system |
| JP4513659B2 (en) * | 2005-06-14 | 2010-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle steering device |
| CN113911107B (en) * | 2021-12-13 | 2022-03-11 | 深圳佑驾创新科技有限公司 | Vehicle four-wheel steering control method and device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3300640A1 (en) * | 1983-01-11 | 1984-07-12 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Supplementary steering for multi-axle vehicles, in particular passenger cars |
| GB2151997A (en) * | 1983-12-23 | 1985-07-31 | Honda Motor Co Ltd | Steering system for vehicles |
| DE3642049A1 (en) * | 1985-12-09 | 1987-06-11 | Nissan Motor | CONTROL SYSTEM FOR VEHICLE STEERING WITH PARAMETER DETECTION |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0674052B2 (en) * | 1984-01-31 | 1994-09-21 | 日産自動車株式会社 | Vehicle steering method |
| JPS6167666A (en) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Nissan Motor Co Ltd | Car steering controller |
| JPH06104455B2 (en) * | 1985-03-15 | 1994-12-21 | 日産自動車株式会社 | Vehicle motion condition estimation device |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP24624388A patent/JPH0295982A/en active Pending
-
1989
- 1989-09-27 GB GB8921813A patent/GB2225298A/en not_active Withdrawn
- 1989-09-28 DE DE19893932361 patent/DE3932361A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3300640A1 (en) * | 1983-01-11 | 1984-07-12 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Supplementary steering for multi-axle vehicles, in particular passenger cars |
| GB2151997A (en) * | 1983-12-23 | 1985-07-31 | Honda Motor Co Ltd | Steering system for vehicles |
| DE3642049A1 (en) * | 1985-12-09 | 1987-06-11 | Nissan Motor | CONTROL SYSTEM FOR VEHICLE STEERING WITH PARAMETER DETECTION |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006036985A1 (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-14 | Volkswagen Ag | Determining and controlling transverse dynamic forces on vehicle, sums manually-applied-, power steering- and friction forces acting on track rods |
| US20230044869A1 (en) * | 2021-07-22 | 2023-02-09 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle actuation commands to affect transient handling |
| US11724739B2 (en) * | 2021-07-22 | 2023-08-15 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle actuation commands to affect transient handling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8921813D0 (en) | 1989-11-08 |
| JPH0295982A (en) | 1990-04-06 |
| GB2225298A (en) | 1990-05-30 |
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