DE4214642A1 - Fahrdynamik regelungsverfahren - Google Patents

Fahrdynamik regelungsverfahren

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Description

Stand der Technik
Ein Regelungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist zum Beispiel in der DE-A1 40 30 846.4 und in der älteren Anmeldung P 41 21 954.6 beschrieben. Dort wird mit Hilfe eines Stellglieds der Lenkwinkel 50 eingestellt, daß die gemessene Giergeschwindigkeit ω des Fahrzeugs einem vorgegebenen, z. B. nach der Ackermann-Bedingung gewählten Sollwert ωref folgt.
Vorteile der Erfindung
Durch die Erfindung wird eine Redundanz für den Giergeschwindig­ keitssensor oder einem vergleichbaren Sensor geschaffen, ohne daß der teure Sensor doppelt vorgesehen werden muß. Die vorgeschlagene Lösung kann on-line mit einem µ-Computer realisiert werden. Durch den adaptiven Ansatz entsprechend dem Anspruch 6 ist die Lösung applikationsfreundlich.
Wichtig ist dabei, daß der Sensorausfall schnell erfaßt wird und nach der Umschaltung das normale Reglerverhalten weitgehend erhalten bleibt. Außerdem soll die Fehlalarmquote gering sein.
Anhand des Ausführungsbeispiels der Figur der Zeichnung wird die Erfindung zuerst allgemein und danach für einen speziellen An­ wendungsfall erläutert.
In der Zeichnung wird an dem einen Eingang eines Differenzbildners 4 eine Führungsgroße eingegeben, die mit der am anderen Eingang ein­ gegebenen Regelgröße verglichen wird. Die entstehende Differenz wird einem Regler 2 zugeführt, der ein Stellsignal S für ein am Fahrzeug 1 vorhandenen Stellglied 1.3 abgibt. Neben diesem Stellsignal wird einem weiteren Steller 1.4 des Fahrzeugs 1 noch ein Steuersignal St des Fahrers zugeführt. Am Fahrzeug 1 wird das Regelsignal R bestimmt (durch einen Sensor 1.1 gemessen) und zum Differenzbildner rückge­ führt. Durch die Nachführung des Regelsignals R auf die Führungs­ größe F wird - eine geeignete Größe der Führungsgröße vorausge­ setzt - das Fahrzeug stabilisiert.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel kann die Führungsgröße F ein gemäß der Ackermann-Bedingung gewählter Sollwert der Giergeschwin­ digkeit ωref sein, der im Differenzbildner 4 mit der mittels des Sensors 1.1 gemessenen Giergeschwindigkeit ω als Regelgroße ver­ glichen wird. Die Differenz dieser Großen steuert eine Hinterachs­ lenkung 1.3 (Lenkwinkel δH). Vom Fahrer wird zusätzlich dem Fahr­ zeug noch ein Vorderradlenkwinkel δV als Steuergröße über den Steller 1.4 vorgegeben.
Mittels eines Sensors 1.2 im Fahrzeug 1 wird zusätzlich noch eine zweite Meßgröße M ermittelt, die geeignet ist zusammen mit den Größen S und St die Regelgröße Rg zu schätzen. Dies geschieht in einem eine Redundanz bildenden Block 3 und zwar im Zustandsschätzer 3.1.
Im Zustandsschätzer 3.1. wird zusätzlich noch eine der zweiten Meß­ größe M entsprechende Größe Gg durch Schätzung ermittelt. Die Differenz M-Gg wird einem Fehlererkennungsblock 3.2 zugeführt, der z. B. über Schwellen erkennt, daß der Sensor 1.1 ausgefallen ist oder fehlerhaft arbeitet. Diese Erkennen löst ein Signal aus, das die Regelung von der gemessenen Regelgröße R auf die geschätzte Regelgröße Rg umschaltet, was in der Zeichnung durch einen Schalter 5 angedeutet ist. Anstelle von Schwellen können zur Aus­ fallerkennung ein statistisches Verfahren oder die Fuzzy-Methoden zum Einsatz kommen.
Im oben erläuterten speziellen Ausführungsbeispiel wird mit dem Sensor 1.2 die Querbeschleunigung ay zusätzlich gemessen. Aus den Großen S, St und ay schätzt der Zustandsschätzer 3.1 die Gier- Geschwindigkeit ωg (geschätzte Regelgroße Rg). Zusätzlich schätzt er aus den genannten Größen noch die Quergeschwindigkeit Vyg, woraus sich eine geschätzte Querbeschleunigung ayg (ent­ spricht Gg) ableiten läßt. Die Schätzung von ωg und ayg kann durch Nutzung einer adaptiven äquivalenten Kalman-Filter-Struktur erfolgen, wie sie fuhr diese Anwendung in der älteren DE-Patentan­ meldung P 41 21 954.6 beschrieben ist. Kopie dieser Anmeldung ist als Anlage beigefugt. Dem Fehlererkennungsblock 3.2 wird die Dif­ ferenz ay-ayg zur Erkennung des Ausfalls des Sensors 1.1 zu­ geführt.
Das Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2 kann auch bei folgenden Regelverfahren zum Einsatz kommen:
  • - Aktive Hinterachs-/Vorderachslenkung
  • - Aktive Bremskraftverteilung einzelner Räder
  • - Aktive Federung/Dämpfung.

Claims (6)

1. Fahrdynamik-Regelverfahren, bei dem eine Fuhrungsgröße vorge­ geben, eine Regelgröße durch die Messung am Fahrzeug ermittelt und die Differenz dieser Großen zur Einstellung eines Stellglieds im Sinne einer Beeinflussung der Regelgröße benutzt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzlich aus der Stellgroße (S), der Einwirkung (St) des Fahrers und einer zweiten geeigneten am Fahrzeug gemessenen Meßgröße (M) eine Schätzung der Regelgröße (Rg) erfolgt und daß bei Ausfall der gemessenen Regelgröße (R) die geschätzte Regelgröße (Rg) als Regelgröße zum Einsatz kommt.
2. Fahrdynamik-Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich zur Regelgröße (Rg) ein der zweiten Meß­ größe (M) entsprechende Größe (Gg) durch Schätzung ermittelt wird und daß aus dem Vergleich dieser Größe (Gg) und der zweiten Meß­ größe (M) ein Kriterium fuhr den Ausfall der gemessenen Regelgröße (R) abgeleitet wird.
3. Fahrdynamik-Regelverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führungsgröße ein vorgegebener Wert der Gier­ geschwindigkeit (ωref), die Regelgröße die gemessene Giergeschwin­ digkeit (ω) und die Stellgroße ein Lenkwinkel (δ) ist.
4. Fahrdynamik-Regelverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die geschätzte Giergeschwindigkeit (ωg) unter Be­ nutzung des (der) Lenkwinkel (δ) und der zweiten Meßgroße Querbe­ schleunigung (ay) geschätzt wird.
5. Fahrdynamik-Regelverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich die Quergeschwindigkeit (Vy) geschätzt und hieraus die zur Ausfallerkennung benötigte Querbeschleunigung (ay) abgeleitet wird.
6. Fahrdynamik-Regelverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzung durch eine adaptive äquivalente Kalman-Filter-Struktur erfolgt.
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