DE4340932B4 - Method for regulating the driving stability of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Regelung einer die Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs (1)
repräsentierenden ersten
Größe (w) auf
eine erste Führungs-
bzw. Sollgröße (wref), wobei
– ersatzweise für die der
zu regelnden ersten Größe (w) entsprechenden
Istgröße wenigstens
eine die Fahrstabilität des
Kraftfahrzeugs (1) repräsentierende
zweite Größe (w',aySp) erfasst wird,
– die zweite Größe (w',
aySp,ref) auf eine zweite Führungs- bzw.
Sollgröße (w'ref, aySp.ref) geregelt
wird, wobei
– die
zweite Führungs-
bzw. Sollgröße (w'ref, aySp,ref) derart ermittelt
wird, dass die zu regelnde erste Größe (w) den durch die erste
Führungsgröße (wref) vorgegebenen Wert einnimmt.
dadurch
gekennzeichnet, dass
– als
erste den Fahrzustand repräsentierende
Größe die Fahrzeuggiergeschwindigkeit
(w) auf die erste Führungs- bzw.
Sollgröße (wref) geregelt wird und
– ersatzweise
für die
zu regelnde Fahrzeuggiergeschwindigkeit (w) als zweite Größe die Fahrzeuggierbeschleunigung
(w') und/oder die Fahrzeugquerbeschleunigung (aySp) im
Schwerpunkt des Fahrzeugs erfasst wird.Method for controlling a first variable (w) representing the driving stability of a motor vehicle (1) to a first command value (w ref ), wherein
- at least one second variable (w ', ay Sp ) representing the driving stability of the motor vehicle (1) is detected as a substitute for the actual variable corresponding to the first variable (w) to be controlled,
- the second variable (w ', ay Sp, ref ) is controlled to a second command or nominal quantity (w' ref , ay Sp.ref ), wherein
- The second command or command value (w ' ref , ay Sp, ref ) is determined such that the first variable to be controlled (w) assumes the predetermined by the first command variable (w ref ) value.
characterized in that
In that the vehicle speed (w) is controlled to the first command or target variable (w ref ) as the first variable representing the driving state, and
As a second variable, the vehicle yaw acceleration (w ') and / or the vehicle lateral acceleration (ay Sp ) in the center of gravity of the vehicle is detected as a substitute for the vehicle yaw rate (w) to be controlled.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 7, 11 und 12.The The invention is based on a method or a device the preamble of the claims 1, 7, 11 and 12.
Aus
der
Auch
in der
In
der
Aus
der
Aus
der
Aus
der gattungsbildenden
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steigerung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs zu entwerfen, bei dem es zur Regelung einer die Fahrstabilität repräsentierenden Größe nicht nötig ist, diese Größe direkt zu messen.task The present invention is a method for increasing the driving stability to design a motor vehicle, in which it is used to regulate a the driving stability representing Not size necessary, this size directly to eat.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 7, 11, 12 und gelöst.These The object is solved by the features of claims 1, 7, 11, 12 and.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Zur
Verbesserung der Fahrstabilität
eines Kraftfahrzeugs wird eine die Fahrstabilität repräsentierende erste Größe auf eine
entsprechende erste Führungs-
bzw. Sollgröße geregelt.
Hierzu wird jedoch nicht die zu regelnde erste Größe als Istwert
erfasst und mit der Führungs-
bzw. Sollgröße verglichen,
sondern es wird ersatzweise für
die der zu regelnden ersten Größe entsprechende
Ist-Größe wenigstens
eine die Fahrstabilität
des Kraftfahrzeugs repräsentierende
zweite Größe erfasst.
Erfindungsgemäß wird die
zweite Größe dann
auf eine zweite Führungs-
bzw. Sollgröße geregelt,
wobei die zweite Führungs- bzw. Sollgröße derart
ermittelt wird, dass die zu regelnde erste Größe den durch die erste Führungsgröße vorgegebenen
Wert einnimmt. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise
hat den Vorteil, dass eine Größe geregelt
werden kann, ohne diese Größe direkt
zu messen. Stattdessen wird ersatzweise eine Ersatzgröße gemessen.
Dies ist immer dann von Vorteil, wenn eine Größe zu regeln ist, deren Erfassung mit
einem großen
Aufwand bzw. mit der Installation teurer und/oder fehleranfälliger Sensoren
verbunden ist. Kern der Erfindung ist hierbei, dass, im Gegensatz
zur
Eine besonders vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist dann gegeben, wenn als erste den Fahrzustand repräsentierende Größe die Fahrzeuggiergeschwindigkeit auf eine erste Führungs- bzw. Sollgröße geregelt werden soll. Solche Giergeschwindigkeitssensoren, die die Drehrate um eine fahrzeugfeste Hochachse messen, sind i.a. teuer. Ersatzweise für die zu regelnde Fahrzeuggiergeschwindigkeit kann deshalb als zweite Größe die Fahrzeuggierbeschleunigung und/oder die Fahrzeugquerbeschleunigung an wenigstens einem fahrzeugfesten Ort erfasst werden. Solche Beschleunigungssensoren sind i.a. preiswerter als Giergeschwindigkeitssensoren. Hierbei kann die Fahrzeugquerbeschleunigung im Schwerpunkt des Fahrzeugs entweder direkt sensiert werden oder es können die Fahrzeugquerbeschleunigungen an wenigstens zwei verschiedenen fahrzeugfesten Orten sensorisch ermittelt werden und hieraus die gewünschte Fahrzeugquerbeschleunigung im Schwerpunkt des Fahrzeugs mittels einfacher arithmetischer Vorschriften berechnet werden.A particularly advantageous application of the procedure according to the invention is given when the first representing the driving condition Size the vehicle yaw rate to a first leadership or setpoint regulated shall be. Such yaw rate sensors, the rate of rotation to measure a vehicle-fixed vertical axis, i.a. expensive. Alternatively, for the To be controlled vehicle yaw rate can therefore be second Size the vehicle yaw acceleration and / or the vehicle lateral acceleration on at least one vehicle-fixed Place to be recorded. Such acceleration sensors are i.a. cheaper as yaw rate sensors. Here, the vehicle lateral acceleration be either directly sensed in the center of gravity of the vehicle or it can the vehicle lateral accelerations at least two different vehicle-fixed locations are determined by sensors and from this the desired Vehicle lateral acceleration in the center of gravity of the vehicle by means of simple arithmetical rules.
Die erste Führungs- bzw. Sollgröße wird vorteilhafterweise mittels eines ersten Fahrzeugmodells aus Signalen ermittelt, die den Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentieren und/oder beeinflussen. Solche Signale können die sensierte Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und/oder der sensierte Lenkwinkel des Fahrzeugs sein.The first leadership or target size is advantageously by means of a first vehicle model of signals determined, which represent the driving condition of the vehicle and / or influence. Such signals can the sensed vehicle longitudinal speed and / or the sensed steering angle of the vehicle.
Zur Ermittlung der zweiten Führungs- bzw. Sollgröße wird vorteilhafterweise die erste Führungsgröße herangezogen. Dies kann derart geschehen, dass die zweite Führungs- bzw. Sollgröße mittels eines zweiten Fahrzeugmodells aus der ersten Führungsgröße und aus Signalen ermittelt wird, die den Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentieren und/oder beeinflussen. Wichtig hierbei ist die geschickte Wahl des zweiten, vom ersten abgeleiteten Fahrzeugmodells, so dass das gemäß der ersten Führungs- bzw. Sollgröße gewünschte Fahrverhalten, beispielsweise das gewünschte Giergeschwindigkeitsverhalten, durch die Regelung der abgeleiteten Regelgröße (zweite Größe) erzielt wird.to Determination of the second management or target size is advantageously used the first reference variable. This can be done in such a way that the second command or nominal quantity by means of a second vehicle model from the first command and out Signals is determined that represent the driving condition of the vehicle and / or influence. Important here is the clever choice of second, derived from the first vehicle model, so that according to the first managerial or nominal size desired driving behavior, for example, the desired one Yaw rate behavior, by the regulation of the derived Controlled variable (second Size) becomes.
Besonders
vorteilhaft ist es, die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Ausgestaltung
einer fehlertoleranten Regelung einer die Fahrstabilität eines
Kraftfahrzeugs (
Zur oben beschriebenen fehlertoleranten Regelung sind die entsprechenden vorteilhaften Ausgestaltungen bezüglich der Ermittlung der ersten und zweiten Größen und ersten und zweiten Führungs- bzw. Sollgrößen den schon erwähnten Textstellen zu entnehmen.to The above-described fault-tolerant control are the corresponding ones advantageous embodiments with respect to the determination of the first and second sizes and first and second leadership Nominal values the already mentioned To take text passages.
Besonders vorteilhaft ist es, dass bei der fehlertoleranten Regelung zur Feststellung eines Fehlers die erste Größe mit wenigstens einer der zweiten Größen verglichen wird.Especially It is advantageous that in the fault-tolerant control for detection a mistake the first size with at least one of the second sizes compared becomes.
Als Stellglieder können zur erfindungsgemäßen Regelung
- – Bremssysteme und/oder
- – Leistungssteuerungssysteme (Brennkraftmaschine oder Elektromotor) und/oder
- – aktive Hinter- und/oder Vorderachslenksysteme
- - Braking systems and / or
- - Power control systems (internal combustion engine or electric motor) and / or
- - active rear and / or front axle steering systems
Weiterhin ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die Regelung der Giergeschwindigkeit beschränkt. Vielmehr sind andere Regelungsgrößen denkbar, beispielsweise die Regelung des Schwimmwinkels eines Kraftfahrzeugs, der sehr schwer sensorisch direkt zu erfassen ist.Farther Of course, the invention is not limited to the regulation of the yaw rate. Rather, other control variables are conceivable, for example, the regulation of the angle of slip of a motor vehicle, which is very difficult to detect directly
Weiterhin betrifft die Erfindung neben den beschriebenen Verfahren auch Vorrichtungen zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren.Farther In addition to the described methods, the invention also relates to devices to carry out the inventive method.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the dependent claims remove.
Die
Erfindung wird im Rahmen von Ausführungsbeispielen anhand der
Ausführungsbeispielembodiment
In
der
In
der
Der
Kern des zweiten Ausführungsbeispiels besteht
nun darin, die Giergeschwindigkeit w, unter Beibehaltung eines gewünschten
Gierverhaltens, indirekt über
andere, leichter zugängliche,
abgeleitete Größen, wie
die Gierbeschleunigung oder die Querbeschleunigung zu regeln.
Statt
nun einen teuren Giergeschwindigkeitssensor (
Um
die gewünschte
Giergeschwindigkeit wref zu erhalten ist
es entscheidend, daß das
ursprünglich durch
das Referenzmodell
Die
obenbeschriebene sekundäre
Giergeschwindigkeitsregelung kann erfindungsgemäß wie anhand der
Das
in der
In die Koordinationsebene können entsprechend der vorliegenden Situationen folgende Aufgaben entfallen:
- – Entkopplung der Subsysteme durch Korrektursignale (wird in diesem Ausführungsbeispiel nicht gezeigt, da nur von einem Subsystem ausgegangen wird.
- – Vorgabe des Fahrerwunschverhaltens
- – Vorgabe von geeigneten Soll- und Reglergrößen (Giergeschwindigkeit wref bzw. w in diesem Ausführungsbeispiel).
- – Anpassung der Reglerparameter.
- – Strategien zur Aktivierung eines Stelleingriffs.
- - Decoupling of the subsystems by correction signals (is not shown in this embodiment, since only one subsystem is assumed.
- - Specification of the driver's request behavior
- - Specification of suitable target and controller variables (yaw rate w ref or w in this embodiment).
- - adaptation of the controller parameters.
- - Strategies for activating a control intervention.
Als Informationsgrößen für eine situationsgerechte Koordination dienen:
- – Fahrermerkmale
- – Fahrzeugmerkmale
- – Umweltmerkmale
- - Driver features
- - Vehicle characteristics
- - Environmental features
Eine solche hierarchisch organisierte Fahrdynamik-Regelung weist die folgenden Vorteile auf:
- – Beibehaltung der Autarkie der Subsysteme
- – Zuverlässigkeit durch die dezentrale Struktur
- – Flexibilität durch die Aufteilung in hierarchische Organisation
- – Beliebige Erweiterung auf weitere neue Subsysteme.
- - Retention of the autarky of the subsystems
- - Reliability through the decentralized structure
- - Flexibility through the division into hierarchical organization
- - Any extension to further new subsystems.
In diesem Ausführungsbeispiel soll nun die erfindungsgemäße sekundäre Giergeschwindigkeitsregelung in eine solche hierarchisch organisierte Fahrdynamik-Regelung integriert werden, damit auch im Fall eines Sensorausfalls oder eines Stellgrößenausfalls die Vorteile dieser Regelungsstruktur erhalten bleiben. Dabei erlangt man eine hierarchisch organisierte fehlertolerante Fahrdynamik-Regelung. Dabei ist aber darauf hinzuweisen, daß die erfindungsgemäße sekundäre Regelung nicht auf eine Anwendung im Rahmen einer hierarchisch organisierte Fahrdynamik-Regelung beschränkt ist, sondern selbstverständlich immer dann Verwednung findet, wenn in einem Fehlerfall die "eigentliche" (primäre) Reglergröße ersetzt werden soll durch eine Ersatzgröße.In this embodiment Now is the secondary yaw rate control according to the invention integrated into such a hierarchically organized vehicle dynamics control so even in the case of a sensor failure or a command value failure the benefits of this regulatory structure are preserved. At the same time attained a hierarchically organized fault-tolerant vehicle dynamics control. It should be noted, however, that the secondary control according to the invention not to an application under a hierarchically organized Driving dynamics control limited is, but of course always used when in an error case the "actual" (primary) controller size replaces should be by a substitute size.
Die
Wie
schon im Rahmen des ersten Ausführungsbeispiels
beschrieben wird die Führungs-
bzw. Sollgröße wref für
die Giergeschwindigkeit mittels eines gewünschten Referenzmodells
Dies
wird nun erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß ein
Redundanz-Regler
Zur
Fehlererkennung
Alternativ
zu der in der
Claims (11)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |