DE4115716A1

DE4115716A1 - Vorrichtung zum beseitigen eines versatzes von quantitativen messgroessen

Info

Publication number: DE4115716A1
Application number: DE4115716A
Authority: DE
Inventors: Kazutaka Adachi; Ken Itoh
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1992-01-23
Also published as: JP2552380B2; US5526270A; JPH0419509A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Beseitigen eines Versatzes bzw. einer Fehljustierung oder einer bleibenden Regelabweichung von einer quantitativen Meßgröße bzw. einer gemessenen Größe, die einen Versatz bzw. eine bleibende Regelabweichung enthält.

Ein Beispiel einer üblichen Vorrichtung zum Beseitigen einer bleibenden Regelabweichung bzw. eines Versatzes von einer quantitativen Meßgröße, die einen derartigen Versatz enthält, ist eine Lenkwinkel-Detektionsvorrichtung, die in der JP-A- No. 62-77210 angegeben ist.

Bei einem Beispiel wird ein Lenkwinkel einer Lenkanlage unter Verwendung eines üblichen, an sich bekannten Lenkwinkelsensors erfaßt, die den Lenkwinkel betreffenden Informationen, gemessen ausgehend von einer Mittelstellung der Lenkanlage, lassen sich ermitteln, aber die Mittelstellung der Lenkanlage braucht nicht notwendigerweise mit einer Geradeauslauf- Stellung übereinzustimmen, bei der das Fahrzeug geradeausläuft, so daß das Signal von dem Lenkwinkelsensor eine Versetzung bzw. eine bleibende Regelabweichung zusätzlich zu der gewünschten Lenkwinkelinformation in Form eines Lenkwinkels bezüglich der Geradeauslaufstellung enthält.

Aus diesem Grunde weist die Lenkwinkel-Detektionsvorrichtung der vorstehend genannten Art folgendes auf: Einen Lenkwinkelsensor zum Detektieren eines Lenkwinkels in der Lenkanlage; einen Näherungssensor für die Mittelstellung zum Detektieren eines Winkelbereiches für eine angenäherte Mittelstellung der Lenkanlage; eine Ermittlungseinrichtung für die Quasi-Mittelstellung zum Ermitteln einer Quasi-Mittelstellung R_CA als eine mittlere Verschiebung eines Lenkwinkelsensors R_R zum Zeitpunkt der näherungsweise angegebenen Mittelstellungsdetektion; und eine Lenkwinkelermittlungseinrichtung zum Aktualisieren der Mittelstellung R_C durch die Quasi-Mittelstellung R_CA und zum Ermitteln eines Lenkwinkels R als eine Differenz zwischen dem Lenkwinkelsensorsignal R_R und der Mittelstellung R_R, so daß ermöglicht wird, daß man den Lenkwinkel R=R_R - R_C bezüglich der Geradeauslaufstellung erhält, bei der man bei dem Fahrzeug einen Geradeauslauf einhalten kann.

Wenn bei dieser üblichen Lenkwinkel-Detektionsvorrichtung bei fahrendem Fahrzeug das Signal von dem Detektionssensor für die Quasi-Mittelstellung in einem EIN-Zustand länger als ein vorbestimmter Zeitraum bleibt, wird die Mittelstellung R_C durch die Quasi-Mittelstellung R_CA aktualisiert, die man von der mittleren Verschiebung des Lenkwinkelsensorsignales R_R und dem Lenkwinkelsensor erhält. Insbesondere wird bei dieser üblichen Lenkwinkel-Detektionsvorrichtung die Versetzung bzw. die bleibende Regelabweichung dadurch beseitigt, daß man das Sensorsignal für die Quasi-Mittelstellung, das dieselbe physikalische Dimension wie das Lenkwinkelsensorsignal R_R hat, nutzt. Wenn man beispielsweise auf einer Schnellstraße durch eine kontinuierliche Kurve mit einem großen Radius fährt, kann die Quasi-Mittelstellung R_CA, die man durch die Ermittlungseinrichtung für die Quasi-Mittelstellung erhält, beträchtlich zu der tatsächlichen Mittelstellung verschoben sein, so daß der Lenkwinkel R, den man von der Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung erhält, am Ende einen Versatz hat, welcher dieser Verschiebung der Quasi-Mittelstellung R_CA entspricht, die zur Aktualisierung der Mittelstellung R_C genutzt wird.

Wenn man folglich diese übliche Lenkwinkel-Detektionsvorrichtung auf ein System zum Steuern des dynamischen Verhaltens eines Fahrzeugs unter Verwendung des Lenkwinkels R als eine Eingangsinformation anwendet, erhält man eine solche Steuerung, daß die gewünschten dynamischen Charakteristika des Fahrzeugs dadurch nicht erhalten werden können, daß der Versatz in der Lenkwinkelinformation zusätzlich zu dem tatsächlichen Wert enthalten ist.

Wenn genauer gesagt eine übliche Lenkwinkel-Detektionsvorrichtung auf eine Bremssteueranlage angewandt wird, die in der JP-A- No. 1-2 08 788 angegeben ist, die auf die vorliegenden Erfinder zurückgeht, und bei der ein Lenkwinkel und eine Gierrate als eine Eingangsinformation eingegeben werden, wird ein geeigneter Sollwert für die Gierrate für den Lenkwinkel ermittelt, und die Bremsung jedes Rads wird gesteuert, wenn das Signal an eine Bremsbetätigungseinrichtung ausgegeben wird, so daß die Eingangsgierrate und der Sollwert der Gierrate übereinstimmt, wobei der Versatz für den Lenkwinkel R, welcher als eine Eingangsgröße zum Ermitteln des Sollwertes für die Gierrate zur Verfügung steht, eine unnötige Bremssteuerung beim Nichtkurvenfahren und eine ungenügende Gierratencharakteristik bei dem Kurvenfahren bewirkt.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Vorrichtung zum Beseitigen eines Versatzes bzw. einer bleibenden Regelabweichung an einer quantitativen Meßgröße bereitzustellen, mittels welcher man genaue Informationen bei der quantitativen Meßgröße erhält, indem der Versatz bzw. die bleibende Regelabweichung beseitigt wird, die in der quantitativen Meßgröße enthalten ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Beseitigen eines Versatzes angegeben, welche folgendes aufweist: Eine Mehrzahl von Detektionseinrichtungen für physikalische, quantitative Größen, wobei jede Detektionseinrichtung einen unterschiedlichen Wert einer Mehrzahl von physikalischen, quantitativen Größen erfaßt, die über eine übereinstimmende Bewegungsgleichung wechselweise einander zugeordnet sind; eine Versatz-Ermittlungseinrichtung, welche in einem vorgegebenen Zustand, bei dem ein Wert einer der physikalischen, quantitativen Größen, die mittels einer Detektionseinrichtung erfaßt wird, in bekannter Weise genau ist, Versetzungen der Werte der restlichen, physikalischen, quantitativen Größen ermittelt, die man von den restlichen Detektionseinrichtungen erhält, und zwar nach Maßgabe eines Wertes einer der physikalischen, quantitativen Größen, die mittels einer Detektionseinrichtung erfaßt werden; und eine Versatz-Beseitigungseinrichtung zum Beseitigen der Versätze ermittelt mit Hilfe der Versatz-Ermittlungseinrichtung von den Werten der restlichen, physikalischen, quantitativen Größen, die man von den restlichen Detektionseinrichtungen erhält.

Gemäß einem weiteren Lösungsgedanken nach der Erfindung wird eine Versatz-Beseitigungseinrichtung für ein Steuersystem eines dynamischen Verhaltens eines Kraftfahrzeugs angegeben, welche folgendes aufweist: Eine Eingangsdetektionseinrichtung zum Erfassen eines Wertes eines Systemeingangs, welcher eine dynamische Charakteristik des Fahrzeugs wiedergibt; eine Zustandsdetektionseinrichtung zum Erfassen eines Zustandes des Fahrzeugs; eine Versatz-Ermittlungseinrichtung, welche in einem vorbestimmten Zustand des Fahrzeugs, der mittels der Zustandsdetektionseinrichtung erfaßt wurde, einen Versatz des Systemeingangs, den man durch die Eingangsdetektionseinrichtung erhält, nach Maßgabe des mit Hilfe der Zustandsdetektionseinrichtung detektierten Zustandes ermittelt, und welche die den Zustand des Fahrzeugs angebenden Systemparameter nach Maßgabe des ermittelten Versatzes aktualisiert; und eine Versatz- Beseitigungseinrichtung zum Beseitigen der Versätze, die mit Hilfe der Versatz-Ermittlungseinrichtung ermittelt wurden, von dem Systemeingang, den man mit Hilfe der Eingangsdetektionseinrichtung erhält.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 ein allgemeines Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Lenkwinkels der Gierrate und der erhaltenen Geschwindigkeit ohne die Anwendung der Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Fig. 2, und

Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Lenkwinkels der Gierrate und der erhaltenen Geschwindigkeit bei der Anwendung der Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Fig. 2.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 werden die wesentlichen Einzelheiten einer Versatz-Beseitigungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung näher beschrieben.

Nach der Erfindung umfaßt die Vorrichtung eine Mehrzahl von Detektionseinrichtungen für physikalische, quantitative Größen, wobei jede Detektionseinrichtung einen anderen Wert einer Mehrzahl von physikalischen, quantitativen Größen erfaßt, die über eine übereinstimmende Bewegungsgleichung derart in Wechselbeziehung stehen, daß, wenn ein Detektionswert einer physikalischen, quantitativen Größe, die mit Hilfe einer Detektionseinrichtung erfaßt wurde, als genau bekannt ist, die Versätze der Detektionswerte für die anderen zugeordneten, physikalischen, quantitativen Größen, die mit Hilfe der anderen Detektionseinrichtungen ermittelt werden, nach Maßgabe des genauen Detektionswertes erhalten werden können, der durch diese eine Detektionseinrichtung erfaßt wurde, und daß die erhaltenen Versätze der Detektionswerte, die mit Hilfe der anderen Detektionseinrichtungen erfaßt werden, anschließend bei diesen Detektionswerten entfernt bzw. beseitigt werden können.

Wie insbesondere in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Vorrichtung im allgemeinen folgendes auf: Eine Mehrzahl (zwei in Fig. 1) von Detektionseinrichtungen 101a und 101b für physikalische, quantitative Größen, wobei diese Detektionseinrichtung einen anderen Wert einer Mehrzahl von physikalischen, quantitativen Größen erfaßt, welche wechselseitig über die übereinstimmende Bewegungsgleichung verknüpft sind; eine Versatz-Ermittlungseinrichtung 102, welche in einem vorbestimmten Zustand, bei dem eine der physikalischen; quantitativen Größen, die mit Hilfe einer Detektionseinrichtung erfaßt wurde, bekanntlich genau ist, die Versätze der anderen physikalischen, quantitativen Größen, die man von den anderen Detektionseinrichtungen erhält, nach Maßgabe des genauen Detektionswertes, der mit Hilfe dieser einen Detektionseinrichtung ermittelt wurde, ermittelt; und eine Versatz-Beseitigungseinrichtung 103, welche die Versätze ermittelt durch die Versatz-Ermittlungseinrichtung von den Detektionswerten für die anderen, physikalischen, quantitativen Größen entfernt.

In Abweichung zu der Vorgehensweise bei der üblichen Versatzbeseitigung, bei der unterschiedliche Detektionswerte für ein und dieselbe physikalische, quantitative Größe verglichen werden, ermöglicht die Vorrichtung nach der Erfindung eine Bearbeitung zur Beseitigung eines Versatzes durch den Vergleich von Detektionswerten für unterschiedliche, physikalische, quantitative Größen, die über eine übereinstimmende Bewegungsgleichung in Wechselbeziehung stehen. Als Folge hiervon wird es möglich, eine sonst üblicherweise auftretende, kritische Situation zu vermeiden, bei der unterschiedliche Detektionswerte ein und derselben physikalischen, quantitativen Größe gleichzeitig den gleichen Versatz haben, so daß dieser gemeinsame Versatz völlig bei dem Vergleich der unterschiedlichen Detektionswerte für ein und dieselbe, physikalische, quantitative Größe übergangen wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird eine bevorzugte Ausführungsform der Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach der Erfindung näher erläutert.

Diese bevorzugte Ausführungsform befaßt sich mit einer Versatz- Beseitigungsvorrichtung für eine Bremssteuereinrichtung in einem Fahrzeug und weist folgendes auf: Einen Lenkwinkelsensor 1 zum Detektieren eines Lenkwinkels eines Lenkrades des Fahrzeugs; einen Gierratensensor 2 zum Detektieren einer Gierrate eines Fahrzeugs im Fahrzustand desselben; eine Bremssteuereinrichtung 3; und eine Bremsbeaufschlagungseinrichtung 4 zum Betätigen der Bremsen 5, die den Rädern des Fahrzeuges zugeordnet sind. Die Bremssteuereinrichtung 3 umfaßt folgendes: Eine Parametereinstelleinheit 7 zum Erhalten eines genauen Lenkwinkels R von einem Lenkwinkelsensorsignal R_R und dem Lenkwinkelsensor 1 und eines genauen Gierratensensorsignals Ψ_R von dem Gierratensensor 2, indem ein Versatz Δu von einer Mittelstellung R_C, die man von dem Lenkwinkelsensorsignal R_R erhält, beseitigt wird, und Parameter η (k) und (k) des Systems nach Maßgabe einer Parameteridentifikationsmethode ermittelt werden, die nachstehend noch näher beschrieben wird; und eine aktive Bremssteuereinheit 6 zum Steuern der Bremsbeaufschlagungseinrichtung 4 mit Hilfe eines Treibsteuersignals, um das Gierratensensorsignal von dem Gierratensensor 3 auf eine Sollgierrate , die aus dem genauen Lenkwinkel R ermittel wird. Hier wird beispielsweise die Sollgierrate als eine lineare Verzögerung des genauen Lenkwinkels R gemäß folgender Gleichung erhalten:

Hierin ist Ts eine Verzögerungskonstante.

Diese Bremssteueranlage ist ein System, welches ein Fahrzeugmodell mit planarer Bewegung nutzt, bei welchem zwei Bewegungsfreiheitsgrade berücksichtigt werden, die die Gierrate des Fahrzeugs darstellen, wobei das Lenkwinkelsensorsignal R_R von dem Lenkwinkelsensor 1 und ein Gierratensensorsignal von dem Gierratensensor 2 als Eingänge zum Ermitteln der Sollgierrate als eine Gierrate genommen werden, die für den genauen Lenkwinkel R geeignet ist, und wobei die Bremsbeaufschlagungseinrichtung 4 durch das Treibersteuersignal von der Bremssteuereinrichtung 3 derart gesteuert wird, daß die Bremsen mit Hilfe der Bremsbeaufschlagungseinrichtung 4 derart gesteuert werden, daß das Gierratensensorsignal und die Sollgierrate einander gleich sind.

Die Parameterabstimmeinheit 7 empfängt das Lenkwinkelsensorsignal R_R von dem Lenkwinkelsensor 1 und ein Gierratensensorsignal von dem Gierratensensor 2 als Eingänge, wobei der Lenkwinkel und die Gierrate zwei gesonderte, physikalische, quantitative Größen darstellen, die über eine übereinstimmende Bewegungsgleichung einander zugeordnet sind. Ausgehend von diesen Eingängen ermittelt die Parameterabstimmeinheit 7 in einem vorbestimmten Zustand des Geradeauslaufs, bei dem das Gierratensensorsignal in bekannter Weise gleich Null ist, den Versatz Δu der Mittelstellung R_C, den man von dem Lenkwinkelsensorsignal R_R erhalten hat, bezüglich des als genau bekannten Gierratensensorsignals , daß der Versatz Δu von der Mittelstellung R_C beseitigt werden kann und daß zugleich die Parameter η (k) und (k) des Systems nach Maßgabe der Parameteridentifikationsmethode ermittelt werden, die nachstehend näher beschrieben wird.

Nachstehend wird nunmehr näher die Vorgehensweise zum Ermitteln des Versatzes Δu der Mittelstellung R_C und der Parameter η (k) und (k) des Systems unter Verwendung der Parameteridentifikationsmethode näher beschrieben.

Zuerst wird eine Bewegungsgleichung des Fahrzeugs in Gliedern eines Fahrzeugmodells mit planarer Bewegung gemäß der folgenden Gleichung (1) aufgestellt:

= Ax + Bu (1)

wobei

Hierbei ist V eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, N ein Lenkgetriebeverhältnis, L_F ein Abstand von den Vorderrädern zu dem Schwerpunkt, L_R ein Abstand von den Hinterrädern zum Schwerpunkt, K_F eine äquivalente Vorderradlenkkraft, K_R eine äquivalente Hinterradlenkkraft, I_Z ein Trägheitsgiermoment, M eine Masse des Fahrzeugs und V_Y eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs.

Wenn man die Gierrate als einen Ausgang wählt, läßt sich die Ausgangsgleichung gemäß der folgenden Gleichung (2) ausdrücken:

Unter Verwendung eines Differentialoperators S = (d/dt) lassen sich die vorstehend genannten Gleichungen (1) und (2) in die folgende Gleichung (3) umformen:

wobei

A_P(S) = S² - (a₁₁ + a₂₂) (2/V) · S + (a₁₁ · a₂₂ - a₁₂ · a₂₁) · (2/V)² + 2a₁ ₂

= S² + A_y1 · S + a_y2

B_F(S) = b₁₁(2/N) · S + (-a₂₂ · b₁₁ + a₁₂ · b₂₁) (4/V · N)

= b_y1 · S/N + b_y _R/N

Wenn man ein stabiles Polynom F(S) zweiten Grades gemäß der folgenden Gleichung (4) einführt, ergibt sich folgendes:

F(S) = S² + (f₀ + g₀) · S + f₀ · g₀ (4)

wobei f_R und g_R Konstanten sind, welche die Gleichung (4) stabilisieren können, läßt sich die vorstehend angegebene Gleichung (3) gemäß der folgenden Gleichung (5) umformen:

und durch Umformung der vorstehenden Gleichung (5) kann man die folgende Gleichung (6) erhalten:

Diese Gleichung (6) kann gemäß der folgenden Gleichung (7) umgeschrieben werden,

η = R^T · ξ (7)

wobei

Somit hat der Eingang u in Wirklichkeit den Versatz Δu, so daß sich die vorstehende Gleichung (7) durch die folgende Gleichung (8) ausdrücken läßt:

Wenn man annimmt, daß Δu = const., so ergibt sich:

S · F(S) · Δu/N = 0 (9)

so daß die oben angegebene Gleichung (8) sich zu der folgenden Gleichung (10) umschreiben läßt,

η = R′^T · ξ′ (10)

wobei

In Übereinstimmung mit der vorstehend angegebenen Gleichung (10) wird eine Identifizierung ausgedrückt durch die folgende Gleichung (11) vorgegeben: Im Folgenden gibt eine Bezeichnung mit einen geschätzten Wert für die durch die jeweilige Bezeichnung wiedergegebene Größe,

wobei

Wenn man ΔT als eine Tastzeit nimmt, lassen sich die vorstehend angegebenen Gleichungen (10) und (11) zu einem Zeitpunkt t = k · ΔT (k = 0, 1, 2, ----) durch die folgenden Gleichungen (12) und (13) ausdrücken.

Hierbei wird eine Identifikationsmethode gemäß der Methode der kleinsten Quadrate nach Maßgabe der folgenden Gleichung (14), (15) und (16) gewählt, obgleich nicht notwendigerweise hiermit eine Beschränkung auf diese Wahl beabsichtigt ist, so daß man hierfür auch andere Identifikationsmethoden wählen kann.

wobei

Γ(0) = Γ(0)^T<0, 0 ≦ (k) < 2

bei der β(k) und σ Wichtungskoeffizienten sind.

Hieraus ist somit zu ersehen, daß man den Versatz Δu, der bei dem Lenkwinkelsensor 1 zur Bestimmung der Mittelstellung R_C auftritt, genau unter Verwendung der vorstehend angegebenen Parameteridentifikationsmethode erhalten kann.

Die Verarbeitungsweise zur Ermittlung des Versatzes Δu der Mittelstellung R_C erfolgt durch die Verarbeitung der Parameter η(k) und (k) des vorstehend angegebenen Systems, wobei diese Verarbeitung in der Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Fig. 2 entsprechend dem Flußdiagramm nach Fig. 3 vorgenommen wird, wie dies nachstehend noch näher beschrieben wird.

Zuerst werden in einem Schritt 31 eine Quasi-Mittelstellung R_CA als eine mittlere Verschiebung des Lenkwinkelsensorsignals R_R zum Zeitpunkt der Erfassung einer näherungsweisen Mittelstellung und die Mittelstellung R_C, die man gemäß den üblichen Verarbeitungsweisen erhält, ausgelesen.

Dann wird in einem Schritt 32 abgefragt, ob der Versatz Δu ermittelt wurde oder nicht, und zwar nach Maßgabe, ob das Gierratensensorsignal im Geradeauslaufzustand Null ist oder nicht. Nur wenn das Gierratensensorsignal im Geradeauslaufzustand Null ist, wird die Verarbeitungsweise mit den nachstehend angegebenen Schritten fortgesetzt.

Im Schritt 33 werden das Lenkwinkelsensorsignal R_R von dem Lenkwinkelsensor 1 und das Gierratensensorsignal von dem Gierratensensor 2 ausgelesen.

Dann wird in einem Schritt 34 der Lenkwinkel R ermittelt, indem die Mittelstellung R_C von dem Lenkwinkelsensorsignal R_R subtrahiert wird.

Dann werden im Schritt 35 die Parameter η(k) und (k), ausgedrückt durch die vorstehend angegebenen Gleichungen (12) und (13) unter Verwendung der Parameteridentifikationsmethode ausgedrückt durch die voranstehende Gleichung (16) ermittelt.

Dann wird in einem Schritt 36 abgefragt, ob η (k) und (k) gleich sind oder nicht, d. h. ob der Fehler ε (k) gleich Null ist oder nicht.

Wenn der Fehler ε (k) nicht gleich Null ist, wird die Parameterermittlung in den Schritten 33 bis 35 wiederholt, bis der Fehler bzw. die Abweichung ε (k) Null wird, und dann wird der Verfahrensablauf mit dem Schritt 37 fortgesetzt.

Im Schritt 37 wird die Mittelstellung durch Beseitigung des Versatzes Δu von der alten Mittelstellung gemäß Rc^new = Rc^old - Δu aktualisiert, wobei der Versatz Δu unter Verwendung des Lenkwinkelsensorsignals R_R zu dem Zeitpunkt ermittelt wurde, zu dem das Gierratensensorsignal Null geworden ist.

Die Wirkungsweise dieser bevorzugten Ausführungsform läßt sich durch die Gegenüberstellung der Diagramme nach den Fig. 4 und 5 erzielen, die durch Versuchsergebnisse bestätigt wurden, die von den Erfindern bei der Hochgeschwindigkeitsfahrt erhalten wurden. Fig. 4 gibt das Testergebnis für den Lenkwinkel, die Gierrate und die Geschwindigkeit an, die man ohne eine Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Fig. 2 erhält, wobei der Versatz 1,7 (Grad) ist. Fig. 5 hingegen gibt die Testergebnisse für den Lenkwinkel, die Gierrate und die Geschwindigkeit wieder, die man bei der Anwendung der Versatz- Beseitigungsvorrichtung nach Fig. 2 erhält, wobei der Versatz Null (Grad) ist. In Fig. 4 zeigen die Beche, die von schraffierten Linien umgeben und mit Steuern markiert sind, deutlich, daß der Lenkwinkel selbst dann Null ist, wenn die Gierrate Null ist, so daß die Mittelstellung R_C einen Versatz hat. Andererseits verdeutlichen in Fig. 5 die Bereiche, die von gebrochenen Linien umgeben und durch Sterne gekennzeichnet sind, daß der Lenkwinkel nahezu immer Null ist, wenn die Gierrate Null ist, so daß die Mittelstellung R_C frei von dem Einfluß des Versatzes ist.

Wie voranstehend angegeben worden ist, wird bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung der aus der Mittelstellung R_C zu beseitigende Versatz nach Maßgabe des Lenkwinkelsensors R_R zu einem Zeitpunkt ermittelt, zu dem das Gierratensensorsignal Null wird, wobei das Lenkwinkelsensorsignal R_R und das Gierratensensorsignal zwei physikalische, quantitative Größen darstellen, die über die übereinstimmende Bewegungsgleichung einander zugeordnet sind. Als Folge hiervon wird ermöglicht, daß man die genaue Mittelstellung bezüglich eines Geradeauslaufzustandes ohne eine Einflußnahme des Versatzes selbst bei einer Situation mit ständigem Kurvenfahren erhält.

Die vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsform ist insbesondere in dem Fall geeignet, bei dem ein äußerst genauer Gierratensensor zum Einsatz kommt. Wenn jedoch ein billiger Gierratensensor eingesetzt ist, der mit Problemen hinsichtlich einer Driftung des Nullpunktes in Abhängigkeit von der Arbeitstemperatur behaftet ist, ist der Versatz Δu von etwa 2 bis 3%, welcher beim Lenkwinkel R auftritt, den man aus dem Lenkwinkelsensorsignal erhält, relativ unbedeutend im Vergleich zu dem Versatz , der durch die Nullpunktverschiebung des Gierratensensors verursacht wird. In einem solchen Fall kann die Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach der Erfindung dahingehend modifiziert werden, daß der Lenkwinkel R, den man aus dem Lenkwinkelsensorsignal erhält, sich in genauer Weise erfassen läßt und daß der Versatz aus dem Gierratensensorsignal sich auf die nachstehend beschriebene Weise entfernen läßt.

Insbesondere wird in diesem Fall die vorstehend angegebene Gleichung (5) durch die folgende Gleichung (17) ersetzt:

Durch Umformen dieser Gleichung (17) kann man die folgende Gleichung (18) erhalten:

Wenn man = const. setzt, ergibt sich folgendes:

und

so daß die vorstehend genannte Gleichung (18) sich zu der folgenden Gleichung (19) umformen läßt.

Die vorstehend genannte Gleichung (19) läßt sich zu der folgenden Gleichung (20) umformen,

η = R^T · ξ (20)

wobei

Nach Maßgabe der vorstehend angegebenen Gleichung (20) läßt sich eine Identifizierung durch die Vorgabe der folgenden Gleichung (21) vornehmen.

wobei

Wenn man ΔT als eine Tastzeit annimmt, lassen sich die vorstehend angegebenen Gleichungen (20) und (21) zu einem Zeitpunkt t = k · ΔT (k = Q, 1, 2, -) durch die folgenden Gleichungen (22) und (23) ausdrücken.

η(k) = R^T(k) · ξ(k) (22)

Hier wird eine Identifikationsmethode gemäß der Methode der kleinsten Quadrate unter Maßgabe der folgenden Gleichungen (24), (25) und (26) gewählt, obgleich hierauf keine Beschränkung erfolgt, so daß auch eine andere Identifikationsmethode anstelle hiervon gewählt werden kann,

wobei

Γ(0) = Γ(0)^T < 0, 0 ≦ β(k) <2

Somit ist zu ersehen, daß der Versatz , der beim Gierratensensor 2 auftritt, genau unter Verwendung der vorstehend angegebenen Parameteridentifikationsmethode erhalten werden kann.

Es ist noch zu erwähnen, daß der Lenkwinkel bei der vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsform dadurch erfaßt werden kann, daß ein Lenkwinkelsensor zum Detektieren eines Wertes eines Lenkwinkels für ein Lenkrad des Fahrzeugs auf die vorstehend beschriebene Weise eingesetzt werden kann, oder daß alternativ ein Lenkwinkelsensor zum Detektieren eines Wertes eines Lenkwinkels für die Vorderräder des Fahrzeugs eingesetzt werden kann.

Obgleich die voranstehende bevorzugte Ausführungsform im Zusammenhang mit der Anwendung der Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach der Erfindung auf eine Bremssteueranlage in einem Fahrzeug erläutert worden ist, kann die Erfindung auch bei einem vierradgelenkten Fahrzeug zur Anwendung kommen, bei der eine die Winkelgeschwindigkeitsrückkopplung dadurch eingesetzt wird, daß der Hinterradlenkwinkel der Bewegungsgleichung (1) der vorstehend angegebenen Art Berücksichtigung findet.

Auch kann die Erfindung bei einem Traktionssteuersystem oder einer hydraulischen, aktiven Federungsanlage eingesetzt werden, bei der ein Versatz ΔY_G, der bei dem Querbeschleunigungssensor auftritt, unter Verwendung der Ausgangsgleichung für die Querbeschleunigung auf ähnliche Art und Weise wie bei der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsform entfernt bzw. beseitigt werden kann.

Abgesehen von den voranstehenden Ausführungen sind natürlich zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

1. Versatz-Beseitigungsvorrichtung, gekennzeichnet durch:
eine Mehrzahl von Detektionseinrichtungen (101a, 101b) für physikalische, quantitative Größen, wobei jede Einrichtung einen Wert einer unterschiedlichen Größe einer Mehrzahl von physikalischen, quantitativen Größen erfaßt, die über eine übereinstimmende Bewegungsgleichung in Wechselbeziehung stehen,
eine Versatz-Ermittlungseinrichtung (102), welche in einem vorbestimmten Zustand, bei dem ein Wert einer der physikalischen, quantitativen Größen, der mit Hilfe einer Detektionseinrichtung erfaßt wurde, als genau bekannt ist, Versätze (Δu) der Werte der restlichen physikalischen, quantitativen Größen, die man von den restlichen Detektionseinrichtungen (101a, 101b) erhält, nach Maßgabe eines Wertes dieser einen physikalischen, quantitativen Größe ermittelt, die man von dieser Detektionseinrichtung (101a, 101b) erhält, und
eine Versatz-Beseitigungseinrichtung (103), welche die Versätze (Δu) ermittelt durch die Versatz-Ermittlungseinrichtung (102) von den Werten der restlichen physikalischen, quantitativen Größen beseitigt, die man durch die restlichen Detektionseinrichtungen (101a, 101b) erhält.

2. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zustand ein Zustand ist, bei dem eine der physikalischen, quantitativen Größen so bekannt ist, daß sie einen Wert gleich Null annimmt.

3. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versätze (Δu) der Werte der restlichen physikalischen, quantitativen Größen von der übereinstimmenden Bewegungsgleichung mit einem ersetzten Wert dieser einen physikalischen, quantitativen Größe erhält.

4. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Detektionseinrichtung eine Zustandsdetektionseinrichtung (1) zum Detektieren eines Zustands eines zu steuernden Systems ist, und daß die restlichen Detektionseinrichtungen (2) Eingangsdetektionseinrichtungen zum Detektieren von Werten der Systemeingänge sind, welche eine dynamische Charakteristik des zu steuernden Systems wiedergeben.

5. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Einrichtung zum Aktualisieren der Systemparameter vorgesehen ist, welche den Zustand des zu steuernden Systems nach Maßgabe des ermittelten Versatzes (Δu) ausdrücken.

6. Versatz-Beseitigungsvorrichtung für ein dynamisches Kennwertsteuersystem eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch:
eine Eingangsdetektionseinrichtung zum Detektieren eines Wertes eines Systemeinganges, welcher eine dynamische Charakteristik des Fahrzeugs wiedergibt,
eine Zustandsdetektionseinrichtung zum Detektieren eines Zustands des Fahrzeugs,
eine Versatz-Ermittlungseinrichtung (102), welche in einem vorbestimmten Zustand des Fahrzeugs detektiert mit Hilfe der Zustandsdetektiereinrichtung einen Versatz des Systemeingangs, den man durch die Eingangsdetektionseinrichtung erhält, nach Maßgabe des Zustandes ermittelt, welcher durch die Systemparameter, die den Zustand des Fahrzeugs wiedergeben, nach Maßgabe des ermittelten Versatzes aktualisiert, und
eine Versatz-Beseitigungseinrichtung (103) zum Beseitigen der Versätze (Δu), die mit Hilfe der Versatz- Ermittlungseinrichtung (102) ermittelt wurden, von dem Systemeingang, den man durch die Eingangsdetektionseinrichtung erhalten hat.

7. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zustand ein Zustand ist, bei dem der Zustand des Fahrzeugs detektiert mit Hilfe der Zustandsdetektionseinrichtung bekannt ist und hierbei ein Wert gleich Null angenommen wird.

8. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz (Δu) des Systemeingangs von einer übereinstimmenden Bewegungsgleichung erhalten wird, über die der Zustand des Fahrzeugs und der Systemeingang in Wechselbeziehung stehen, wobei dieser vorbestimmte Zustand ersetzt wird.

9. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand des Fahrzeugs in Gliedern eines planaren Fahrzeugbewegungsmodelles ausgedrückt wird, welche zwei Freiheitsgrade der Bewegung hat.

10. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsdetektionseinrichtung eine Lenkwinkelsensoreinrichtung (1) zum Erfassen eines Wertes eines Lenkwinkels (R) für ein Lenkrad des Fahrzeugs ist.

11. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsdetektionseinrichtung eine Lenkwinkelsensoreinrichtung (1) zum Erfassen eines Wertes eines Lenkwinkels (R) für die Vorderräder des Fahrzeugs ist.

12. Versatz-Beseitigungsvorrichtung zum Anspruch 6, bei der die Zustandsdetektionseinrichtung eine Sensoreinrichtung (2) zum Erfassen eines Zustands von wenigstens einer Komponente einer planbaren Bewegung des Fahrzeugs ist.

13. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsdetektionseinrichtung einer Gierratensensoreinrichtung (2) zum Erfassen einer Gierrate eines Fahrzeugs ist.

14. Versatz-Beseitigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zustand ein Zustand ist, bei dem das Fahrzeug geradeaus fährt.