DE4410465A1 - Lenksystem für ein Fahrzeug - Google Patents
Lenksystem für ein FahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Fahrzeug und betrifft insbeson
dere ein Lenksystem, bei welchem der Lenkwinkel der Vorder- oder Hinter
räder manchmal unabhängig von dem Lenkwinkel des Lenkrades geregelt
wird, und zwar, um das Fahrverhalten und die Stabilität des Fahrzeugs zu
verbessern.
Es ist ein Lenksystem für ein Fahrzeug bekannt, bei welchem die Hinterräder
als auch die Vorderräder gelenkt werden, wenn der Fahrer das Lenkrad dreht,
wo bei das Hinterrad-Lenkwinkelverhältnis, also das Verhältnis des Hinterrad-
Lenkwinkels zu dem Vorderrad-Lenkwinkel für einen gegebenen Lenkrad-
Drehwinkel gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird. Bei einem
derartigen Lenksystem bestand jedoch, obwohl eine dem Wunsch des Fahrers
entsprechende Lenkeigenschaft bzw. Lenkfähigkeit erhalten werden kann, ein
Problem dahingehend, daß die Kursfähigkeit bzw. Richtungsstabilität in einem
Anfangszustand direkt nach einem Drehen des Lenkrades durch den Fahrer
gering ist, da die Vorder- und Hinterräder in dem Anfangszustand generell in
dieselbe Richtung (dieselbe Phase) gelenkt werden.
Bei dem z. B. in der japanischen, nicht geprüften Patentveröffentlichung Nr.
1(1989)-262268 offenbarten Lenksystem wird ein Soll-Gierwinkel des Fahr
zeugs auf der Grundlage des Maßes berechnet, um welches das Lenkrad
durch den Fahrer gedreht wird, während der Istgierwinkel des Fahrzeugs
gemessen wird, und der Hinterrad-Lenkwinkel wird mit einer Rückkopplungs-
Regelvariablen geregelt bzw. rückkopplungs-gesteuert, welche gemäß der
Abweichung des Istgierwinkels von dem Soll-Gierwinkel bestimmt ist, so daß
ein Gierwinkel selbst in dem Anfangszustand direkt nach dem Drehen des
Lenkrades schnell erzeugt wird und das Richtungsverhalten bzw. die Rich
tungsstabilität in dem Anfangszustand verbessert ist. Da das herkömmliche
System jedoch ein Regelsystem mit einem Eingang und einem Ausgang ist,
bei welchem die Rückkopplungs-Regelvariable für den Hinterrad-Lenkwinkel
allein gemäß der Abweichung des Istgierwinkels von dem Soll-Gierwinkel
berechnet wird, kann ein Schwingen bzw. Oszillieren bei der Regelung leichter
auftreten, wenn der Winkel des Driftens bzw. Rutschens des Fahrzeugs groß
ist als in dem Fall, wenn er klein ist. Demgemäß muß die Regelverstärkung
klein eingestellt werden, um das Schwingen der Steuerung bzw. Regelung zu
verhindern, und im Ergebnis kann der Gierwinkel weder schnell noch mit
hoher Genauigkeit auf den Soll-Gierwinkel konvergieren und die Gleichförmig
keit bzw. der Beharrungszustand bzw. der stationäre Zustand kann nur bis zu
einem gewissen Maß verbessert werden.
In unserer japanischen Patentanmeldung Nr. 4(1992)-237437 und dergleichen
ist vorgeschlagen, eine Zustandsregelung des Istgierwinkels anstelle der oben
beschriebenen Rückkopplungssteuerung bzw. -regelung zu verwenden. Bei
der Zustandsregelung wird der Istgierwinkel des Fahrzeugs erfaßt und zur
selben Zeit wird der Bewegungszustand des Fahrzeugs abgegriffen durch
Abschätzen einer Vielzahl von Zustandsvariablen, z. B. des Winkels des
Driftens der Fahrzeugkarosserie oder der Räder, der Seitenführungskräfte der
Vorder- und Hinterräder und dergleichen, und zwar auf der Grundlage einer
Zustandsgleichung und einer Ausgangsgleichung des Fahrzeugs und z. B. der
Hinterrad-Lenkwinkel wird optimal gesteuert bzw. geregelt unter Verwendung
der Zustandsvariablen, um den Istgierwinkel auf den Soll-Gierwinkel konver
gieren zu lassen. Da ein derartiges Regelsystem ein Regelsystem mit vielen
Variablen und einem Ausgang ist, können die Hinterräder oder dergleichen mit
einer Rückkopplungs-Regelvariablen gesteuert werden, welche dem Bewe
gungszustand des Fahrzeugs entspricht, wodurch sowohl die Antwort bzw.
das Antwortverhalten auf die Regelung als auch die Gleichförmigkeit bzw. das
Beharrungsverhalten bzw. der eingeschwungene Zustand verbessert werden
können, z. B. kann das Richtungsverhalten im Anfangszustand verbessert
werden.
Weiterhin haben wir erkannt, daß die oben beschriebene Zustandsregelung
die folgenden Nachteile hat. Bei der Zustandsregelung wird angenommen, daß
die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Seitenführungsleistungsfähigkeit bzw.
Kurvensteifigkeit der Räder Konstanten sind, wenn der Winkel des Driftens
der Fahrzeugkarosserie oder der Räder, die Seitenführungskräfte der Räder
und dergleichen abgeschätzt werden. Tatsächlich sind diese jedoch Variable,
z. B. ändert sich die Kurvensteifigkeit der Räder mit einer Änderung des
Reibkoeffizienten der Fahrbahnoberfläche und des Reifenluftdruckes und im
Ergebnis ändert sich die Bewegungseigenschaft des Fahrzeugs mit einer
Änderung des Reibungskoeffizienten der Fahrbahnoberfläche oder derglei
chen, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Obwohl das Ansprechverhalten auf die
Regelung und das Beharrungsverhalten unter der bestimmten, vorab einge
stellten Bewegungseigenschaft des Fahrzeugs verbessert werden können,
können bei der Abschätzung des Driftwinkels der Fahrzeugkarosserie und
dergleichen Fehler erzeugt werden, wenn sich die Bewegungseigenschaft des
Fahrzeugs mit einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Reibungs
koeffizienten der Fahrbahnoberfläche und dergleichen in starkem Maße än
dert, was die optimale Regelung nachteilig beeinflußt und dadurch das An
sprechverhalten auf die Regelung und die Stabilität des Fahrzeugs verschlech
tert.
Es mag möglich sein, die Stabilität gegenüber Fluktuationen der Bewegungs
charakteristik des Fahrzeugs zu verbessern, d. h. eine robuste Stabilität zu
erhalten, und zwar mittels einer H∞-Regelung, bei welcher die Stabilität des
Regelsystems verbessert wird, indem die Bedingung erfüllt wird, daß die
Übertragungsfunktion des Regelkreises bzw. des geschlossenen Regelkreises
nicht größer ist als 1, und zwar in allen Frequenzbereichen. Siehe beispiels
weise "Journal of the Society of Instrument and Control Engineers", Band 29,
Nr. 2 (Februar 1990), S. 111-119. Bei der H∞-Regelung zum Lenken der
Vorderräder oder Hinterräder wird das relevante Problem als ein Problem
gemischter Empfindlichkeit erkannt (wie in dem "Journal . . . " offenbart), und
zwar unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Beharrungsverhalten und
das schnelle Ansprechverhalten in einem niedrigen Lenkbetätigungs-Frequenz
bereich von z. B. nicht mehr als einem Hertz erforderlich sind und die Stabilität
bei Fluktuation der Bewegungscharakteristik des Fahrzeugs in einem hohen
Frequenzbereich größer einem Hertz gefordert ist, d. h. wohl die Tatsache,
daß sich die Anforderungen in Abhängigkeit von dem Frequenzbereich unter
scheiden. Als Regelverstärkungseigenschaften der Frequenzübertragungs
funktion der Änderung des Gierwinkels des Fahrzeugs aufgrund des Lenkens
der Räder wird ein Paar von Indices, nämlich ein Sollverhaltensindex zum
Schaffen eines schnellen Ansprechverhaltens und Beharrungsverhaltens und
ein Sollverhaltensindex zum Schaffen von Stabilität bei Fluktuation der Bewe
gungseigenschaft, die in der Beziehung von komplementären Empfindlichkeits
funktionen stehen, eingestellt. Die Regelverstärkung wird auf der Grundlage
der Frequenzachse bestimmt, wobei dem ersteren Verhaltensindex in dem
niedrigen Frequenzbereich und dem letzteren Verhaltensindex in dem hohen
Frequenzbereich Gewicht erteilt wird. Wenn demgemäß die H∞-Regelung ver
wendet wird, können ein schnelles Ansprechverhalten, ein gutes Beharrungs
verhalten und Stabilität des Fahrzeugs sämtlich optimal gesteuert bzw.
geregelt werden, ohne durch Veränderungen der Bewegungseigenschaft des
Fahrzeugs beeinflußt zu werden, solange die Fluktuation innerhalb eines
voreingestellten, akzeptierbaren Bereiches liegt.
Jedoch kann das Fahrzeug mit jeder der oben beschriebenen Regelungen,
nämlich der Gierwinkel-Regelung, Gierwinkel-Zustandsregelung und H∞-Rege
lung in dem linearen Betriebsbereich stabil geregelt werden, in dem die Sei
tenführungskraft des Rades gegenüber dem Driftwinkel des Rades linear ist,
dies ist jedoch im nichtlinearen Betriebsbereich schwierig.
In Anbetracht der vorstehenden Beobachtungen und Beschreibung ist es
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein stabiles Lenkregelsystem für
die Vorder- oder Hinterräder in jeder oben beschriebenen Regelung, nämlich
der Gierwinkel-Regelung, Gierwinkel-Zustandsregelung oder H∞-Regelung zu
erreichen, um die Stabilität des Fahrzeugs selbst dann zu gewährleisten,
wenn die Bewegungscharakteristiken des Fahrzeugs sich über den Bereich
hinaus verändern, innerhalb dessen das Regelsystem die Stabilität des Fahr
zeugs gewährleistet.
Die Erfindung basiert auf der Tatsache, daß erfahrene Fahrer Fahrzeuge selbst
in dem oben beschriebenen nichtlinearen Betriebsbereich stabil steuern kön
nen und die obige Aufgabe wird durch Imitieren solcher erfahrenen Fahrer
erzielt.
Die vorliegende Erfindung wird angewendet auf ein Lenksystem mit einer
Radlenkeinrichtung, die die Vorder- oder Hinterräder unabhängig von dem
Lenkrad lenkt, einer Gierwinkel-Erfassungseinrichtung, die den Istgierwinkel
des Fahrzeugs erfaßt, und einer Hauptregeleinrichtung, die eine Regelvariable
auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Istgierwinkel und einem Soll
gierwinkel berechnet und die Radlenkeinrichtung mit der Regelvariablen derart
regelt bzw. rückkopplungssteuert, daß der Istgierwinkel auf den Sollgierwinkel
konvergiert. Das Lenksystem der vorliegenden Erfindung zeichnet sich aus
durch eine Bestimmungseinrichtung bzw. Feststelleinrichtung, welche be
stimmt bzw. feststellt, ob sich der Betriebszustand des Fahrzeugs außerhalb
des Bereiches befindet, innerhalb dessen die Stabilität des Fahrzeugs durch
die Radlenkregelung durch die Hauptregeleinrichtung gewährleistet ist, eine
Neuralnetzregeleinrichtung, welche Regelvariablen für den Radlenkwinkel in
Abhängigkeit von einer Zustandsvariablen des Fahrzeugs erlernt hat, und eine
Regelumschalteinrichtung, die die Regelung der Räder von der Regelung durch
die Hauptregeleinrichtung zu jener durch die Neuralnetzregeleinrichtung
umschaltet, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß sich der Be
triebszustand des Fahrzeugs außerhalb des Bereiches befindet, innerhalb
dessen die Stabilität des Fahrzeugs durch die Radlenkregelung mittels der
Hauptregeleinrichtung gewährleistet ist.
Mit dieser Anordnung kann die Stabilität des Fahrzeugs gewährleistet bzw.
gesichert werden, selbst wenn die Bewegungscharakteristiken des Fahrzeugs
um ein gewisses Maß innerhalb des Bereiches fluktuieren bzw. sich ändern,
innerhalb dessen die Hauptregeleinrichtung diese gewährleistet. Wenn der
Betriebszustand des Fahrzeugs aus dem gewährleisteten Bereich in den
nichtlinearen Bereich übergeht, geht die Neuralnetzregeleinrichtung anstelle
der Hauptregeleinrichtung dazu über, die Radlenkeinrichtung zu steuern, und
demgemäß wird das Lenken der Räder geregelt, als wenn ein erfahrener
Fahrer fährt, was die Stabilität des Fahrzeugs gewährleistet, selbst wenn die
Bewegungscharakteristiken des Fahrzeugs über die normale Fluktuationsbreite
hinaus fluktuieren.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert die Hauptregel
einrichtung die Radlenkeinrichtung durch eine H∞-Regelung. D.h., bei dieser
Ausführungsform umfaßt die Hauptregeleinrichtung eine Zustandsregeleinrich
tung, die die Radlenkeinrichtung derart regelt, daß der Istgierwinkel des
Fahrzeugs auf einen Sollgierwinkel konvergiert, und zwar auf der Grundlage
einer Zustandsgleichung und einer Ausgangsgleichung mit zumindest dem
Istgierwinkel des Fahrzeugs und dem abgeschätzten Driftwinkel des Fahr
zeugs oder von dessen Rädern als Zustandsvariablen, und eine Regelverstär
kungsberechnungseinrichtung, die die Regelverstärkung der Zustandsregel
einrichtung auf der Grundlage einer Zustandsgleichung und einer Ausgangs
gleichung des Fahrzeugs mit dem Lenkwinkel der Räder als Eingang und
einem Paar von Sollverhaltensindizes, von denen einer zum Schaffen eines
schnellen Ansprechverhaltens und Beharrungsvermögens und der andere zum
Schaffen von Stabilität bei Fluktuationen der Bewegungscharakteristiken
dient, berechnet, und zwar als Regelverstärkungseigenschaften der Frequenz
übertragungsfunktion der Änderung des Gierwinkels des Fahrzeugs aufgrund
des Lenkens der Räder.
Bei dieser Ausführungsform wird das Lenken der Räder durch die H∞-Rege
lung geregelt, und die Regelverstärkung wird innerhalb eines Bereiches einge
stellt, welcher durch die Verhaltensindizes zum Schaffen eines schnellen
Ansprechverhaltens und Beharrungsvermögens bzw. zum Schaffen von
Stabilität bei Fluktuation der Bewegungscharakteristiken bestimmt ist. Dem
gemäß werden schnelles Ansprechverhalten, Beharrungsvermögen und
Stabilität sämtlich auf exzellente Weise gewährleistet.
Die Neuralnetzregeleinrichtung kann eine solche sein, in welche die Fahrzeug
geschwindigkeit, der Lenkraddrehwinkel und der Istgierwinkel des Fahrzeugs
als Zustandsvariablen des Fahrzeugs eingegeben werden. Die Fahrzeugge
schwindigkeit V kann in die Neuralnetzregeleinrichtung in der Form von 1/V
und 1/V2 eingegeben werden.
Die Bestimmungseinrichtung kann derart sein, daß sie bestimmt, daß der
Betriebszustand des Fahrzeugs außerhalb des Bereiches liegt, innerhalb
dessen die Stabilität des Fahrzeugs durch die Radlenkregelung mittels der
Hauptregeleinrichtung gewährleistet ist, wenn die Frequenzkomponente der
Regelverstärkung der Änderung des Gierwinkels des Fahrzeugs aufgrund des
Lenkens der Räder den Sollverhaltensindex zum Schaffen schnellen Ansprech
verhaltens und Beharrungsvermögens des Fahrzeugs oder jenen zum Schaffen
von Stabilität bei Fluktuationen der Bewegungscharakteristiken überschreitet.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Vierradlenksystem gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches die Struktur der in Fig. 1 gezeig
ten Steuereinheit zeigt;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der Steuereinheit bei
der Regelung des Lenkens der Hinterräder zeigt;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zum Bestimmen der Regelverstärkung für
die H∞-Regelung;
Fig. 5 ist eine Ansicht, welche das Neuralnetz zeigt;
Fig. 6 ist eine Ansicht, die die Sollverhaltensindizes W1 und W3 zeigt;
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die ein Lenksystem gemäß einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei
welcher nur die Vorderräder gelenkt werden;
Fig. 8 ist eine Ansicht, die die Verstärkungseigenschaften der Fre
quenzübertragungsfunktion der Bewegungscharakteristiken des
Fahrzeugs zum Lenken der Hinterräder zeigt, wenn die H∞-Rege
lung nicht bewirkt wird;
Fig. 9 ist eine Ansicht zum Darstellen einer Veränderung der Verstär
kungseigenschaften der Frequenzübertragungsfunktion der Be
wegungscharakteristiken des Fahrzeugs aufgrund des Lenkens
der Hinterräder für verschiedene Reibungskoeffizienten der Fahr
bahnoberfläche; und
Fig. 10 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen der Seitenführungs
kraft des Rades und dem Winkel des Seitenschlupfes bzw. dem
Driftwinkel des Rades zeigt.
In Fig. 1 umfaßt ein Vorderradlenksystem 10 zum Lenken von Vorderrädern
2 in Antwort auf das Drehen eines Lenkrades 1 eine Spurstange 11, welche
sich in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt und an ihren jeweiligen
Enden mittels Lenkführungsstangen 12 und Achsschenkelarmen 13 mit den
Vorderrädern 2 verbunden ist. Die Spurstange 11 ist mit dem Lenkrad 1
mittels eines Zahnstangenmechanismus 14 verbunden, so daß die Spurstange
11 in Antwort auf das Drehen des Lenkrades 1 nach links und rechts bewegt
wird, um die Vorderräder 2 zu lenken.
Ein Hinterradlenksystem 20 zum Lenken von Hinterrädern 3 in Antwort auf
das Lenken der Vorderräder 2 umfaßt eine Spurstange 21, welche sich in
Querrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt und an ihren jeweiligen Enden
mittels Lenkführungsstangen 22 und Achsschenkelarmen 23 mit den Hinter
rädern 3 verbunden ist. Die Spurstange 21 umfaßt eine Zentrierfeder 22,
welche die Spurstange 21 in die neutrale Position vorspannt bzw. zwingt, und
einen Zahnstangenmechanismus 23, welcher mittels einer Kupplung 24 und
einem Untersetzungsgetriebe 25 mit einem Elektromotor 26 verbunden ist.
Wenn der Motor 26 bei eingerückter Kupplung 24 erregt wird, wird die
Spurstange 21 um eine Strecke nach links und rechts bewegt, die dem
Rotationswinkel des Motors 26 entspricht, wodurch die Hinterräder 3 gelenkt
werden.
Der Motor 26 wird durch eine Regeleinheit 29 angetrieben und gesteuert
bzw. geregelt. Die Regeleinheit 29 ist darin versehen mit einer Zustands
regeleinrichtung bzw. Zustandsrückkopplungssteuereinrichtung 45, wie es in
Fig. 2 gezeigt ist. Die Zustandsregeleinrichtung 45 regelt den Motor 26 und
demgemäß den Hinterradlenkwinkel derart, daß der Istgierwinkel des Fahr
zeugs auf einen Sollgierwinkel konvergiert, und zwar auf der Grundlage einer
Zustandsgleichung und einer Ausgangsgleichung (später zu beschreiben) mit
zumindest dem Istgierwinkel des Fahrzeugs und einem abgeschätzten Drift
winkel des Fahrzeugs oder von dessen Rädern als Zustandsvariable auf eine
Weise, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Regeleinheit 29 umfaßt weiterhin eine
Regelverstärkungsberechnungseinrichtung 46, die Regelverstärkungen der
Zustandsgleichung und der Ausgangsgleichung der Zustandsregeleinrichtung
45 gemäß dem in Fig. 4 gezeigten Flußdiagramm berechnet.
Die Regeleinheit 29 umfaßt weiterhin eine Neuralnetzregeleinrichtung 48,
welche Regelvariablen erlernt hat, die die Regelung der Vorderräder durch
einen erfahrenen Fahrer in dem nichtlinearen Bereich reflektieren, in welchem
die Beziehung der Seitenführungskraft der Räder zu dem Driftwinkel β der
Räder nicht linear ist, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, eine Bestimmungsein
richtung bzw. Feststelleinrichtung 49, welche auf bzw. anhand einer abge
schätzten Zustandsvariable des Fahrzeugs bestimmt bzw. feststellt, ob die
Hinterradlenkregelung durch die Zustandsregeleinrichtung 45 sich außerhalb
eines gesicherten Bereiches befindet, welcher in Abhängigkeit von einem Paar
von Sollverhaltensindizes bestimmt ist, die in der H∞-Regelung verwendet
werden, wie es später beschrieben wird, und eine Regelumschalteinrichtung
50, die die Hinterradlenkregelung zwischen der Zustandsregeleinrichtung 45
und der Neuralnetzregeleinrichtung 48 gemäß dem Ausgang der Bestim
mungseinrichtung 49 umschaltet.
In Fig. 2 bezeichnen die Bezugsziffern 35 bis 38 einen Quer- bzw. Lateralbe
schleunigungssensor, der die auf das Fahrzeug wirkende Quer- bzw. Lateral
beschleunigung erfaßt, einen Gierwinkelsensor, der den Istgierwinkel bzw. die
tatsächliche Gierrate erfaßt, die auf das Fahrzeug wirkt, einen Hinterradlenk
winkelsensor, der den Lenkwinkel der Hinterräder erfaßt, und einen Vorder
radlenkwinkelsensor, der den Lenkwinkel der Vorderräder erfaßt. Die Erfas
sungssignale dieser Sensoren 35 bis 38 werden der Zustandsregeleinrichtung
45 eingegeben. Weiterhin bezeichnen die Bezugsziffern 39 und 40 einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt,
bzw. einen Fahrbahn-Reibungskoeffizientensensor, der den Reibungskoeffi
zienten µ der Fahrbahnoberfläche erfaßt, auf welcher das Fahrzeug fährt. Die
Erfassungssignale der Sensoren 39 und 40 werden in die Regelverstärkungs
berechnungseinrichtung 46 eingegeben. Die Erfassungssignale des Gierwin
kelsensors 36, des Vorderradlenkwinkelsensors 38 und des Fahrzeugge
schwindigkeitssensors 39 werden weiterhin in die Neuralnetzregeleinrichtung
48 eingegeben.
Die Regelung des Motors 26 durch die Regeleinheit 29 wird unter Bezugnah
me auf das in Fig. 3 gezeigte Flußdiagramm beschrieben. Die Regeleinheit 29
mißt Bewegungszustandsvariable des Fahrzeugs wie die Fahrzeuggeschwin
digkeit Vsp, den Vorderradlenkwinkel Fstg, den Hinterradlenkwinkel Rstg, den
Istgierwinkel yr, welcher auf das Fahrzeug wirkt, und die Lateralbeschleuni
gung Yg, welcher auf das Fahrzeug wirkt, und zwar auf der Grundlage der
Sensoren 36 bis 39 zu jeweiligen Regelzeitpunkten in Intervallen von z. B. 20
Millisekunden (Schritte S1 und S2).
Dann berechnet die Regeleinheit 29 im Schritt S3 einen Sollgierwinkel yrt und
die Differenzen zwischen dem Istgierwinkel yr und dem Sollgierwinkel yrt
gemäß der folgenden Formel:
wobei A einen Stabilitätsfaktor und L den Rad stand des Fahrzeugs darstellt.
Dann berechnet die Regeleinheit 29 im Schritt S4 den Lenkwinkel r der
Hinterräder 3 als eine Regelvariable bzw. Rückkopplungssteuervariable in der
H∞-Regelung gemäß der Zustandsgleichung (1) und der Ausgangsgleichung
(2):
wobei Xh eine einer Vielzahl von Zustandsvariablen des Fahrzeugs wie den
Driftwinkel des Fahrzeugs, den Lenkwinkel der Hinterräder, die Änderungs
betrag bzw. -geschwindigkeit des Lenkwinkels der Hinterräder, die Seiten
führungskräfte der Vorder- und Hinterräder und den auf das Fahrzeug wirken
den Gierwinkel darstellt. Diese Zustandsvariablen werden gemäß den Glei
chungen (1) und (2) abgeschätzt. Der Ausdruck "Zustandsvariable" sollte
nachstehend interpretiert werden, wie oben beschrieben.
In der Zustandsgleichung (1) und der Ausgangsgleichung (2) stellen Acl, Bcl,
Ccl und Dcl Regelverstärkungen dar, welche vorab gemäß dem in Fig. 4
gezeigten Regelverstärkungsbestimmungsflußdiagramm berechnet werden.
Dann berechnet die Regeleinheit 29 im Schritt S5 das Leistungsspektrum P
des Istgierwinkels des Fahrzeugs, erfaßt durch den Gierwinkelsensor 36, und
berechnet dann im Schritt S6 den Rauschpegel, d. h. das Verhältnis Piz der
Komponente des Leistungsspektrums P, welche nicht kleiner ist als 1 Hz, zum
gesamten Leistungsspektrum P, und zwar gemäß der folgenden Formel:
Dann bestimmt die Regeleinheit 29 im Schritt S7, ob der Rauschpegel Piz
einen Grenzwert Pi überschreitet, welcher dem Sollverhaltensindex W3 zum
Schaffen von Stabilität bei Fluktuationen der Bewegungscharakteristiken des
Fahrzeugs entspricht. Wenn bestimmt wird, daß Piz<Pi (innerhalb des ge
währleisteten Bereiches) ist, dann regelt die Regeleinheit 29 das Lenken der
Hinterräder 3 durch die H∞-Regelung im Schritt S8. Wenn andererseits be
stimmt wird, daß Piz < Pi (außerhalb des gewährleisteten Bereiches) ist, dann
berechnet die Regeleinheit 29 den Hinterradlenkwinkel durch das in Fig. 5
gezeigte neurale Netz (Schritt S9) und regelt das Lenken der Hinterräder 3 auf
der Grundlage des im Schritt S9 berechneten Hinterradlenkwinkels (Schritt
S8).
Der Regelverstärkungsbestimmungsfluß in der H∞-Regelung wird nachstehend
unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Im Schritt Sa verändert die Regel
einheit 29 einen Korrekturkoeffizienten (Gewicht) Wn zum Ändern des Soll
verhaltensindexes W3 zum Schaffen von Stabilität bei Fluktuationen der
Charakteristik des Fahrzeugs als die Regelverstärkung für die Frequenzüber
tragungsfunktion zur Änderung des Gierwinkels des Fahrzeugs aufgrund des
Lenkens der Hinterräder 3, und zwar gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vsp. Der Korrekturkoeffizient Wn wird gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vsp verändert, so daß er mit Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp
größer wird. Dann bestimmt die Regeleinheit 29 den Sollverhaltensindex W3
gemäß dem folgenden quadratischen Ausdruck der Laplace-Variablen s:
wobei a und c Konstanten sind. Gemäß diesem Ausdruck wird der Sollverhal
tensindex W3 zum Schaffen von Stabilität des Fahrzeugs bei Fluktuation der
Charakteristiken des Fahrzeugs bzw. der Bewegungscharakteristiken des
Fahrzeugs in Richtung auf die Niederfrequenzseite verändert, wenn der
Korrekturkoeffizient Wn groß ist, und in Richtung auf die Hochfrequenzseite,
wenn der Korrekturkoeffizient Wn klein ist, und zwar, wie es in Fig. 6 gezeigt
ist.
Dann stellt die Regeleinheit 29 den Sollverhaltensindex W1 ein, in Fig. 6
reziprok dargestellt, und zwar zum Schaffen eines schnellen Ansprechverhal
tens und Beharrungsvermögens des Fahrzeugs, als die Regelverstärkungs
eigenschaften der Frequenzübertragungsfunktion der Änderung des Gierwin
kels des Fahrzeugs aufgrund des Hinterradlenkens, und zwar auf einen festge
legten Wert gemäß dem folgenden kubischen Ausdruck der Laplace-Variablen
s (Schritt Sc):
wobei d, e, f, g und h Konstanten sind.
Im Schritt Sd wandelt die Regeleinheit 29 die Sollverhaltensindizes W3 und
W1 in ein Paar von äquivalenten Zustandsgleichungen und synthetisiert die
äquivalenten Zustandsgleichungen mit der folgenden Zustandsgleichung (3)
und Ausgangsgleichung (4) unter Ausbildung einer einzelnen Zustandsglei
chung. Dann teilt die Regeleinheit 29 die synthetisierte Zustandsgleichung in
ein Paar von Ricatti-Gleichungen und löst die Gleichungen durch eine Hamil
ton-Matrix als ein Eigenwertproblem, wodurch die Regelverstärkungen Acl bis
Dcl für die H∞-Regelung erhalten werden.
In der Zustandsgleichung (3) und der Ausgangsgleichung (4) stellt dΦ/dt den Gierwinkel des Fahrzeugs dar, β den Driftwinkel bzw. Seitenschlupfwinkel im
Schwerpunkt des Fahrzeugs, Cf bzw. Cr stellen die Seitenführungskräfte der
Vorder- bzw. Hinterräder dar, δr stellt den Lenkwinkel der Hinterräder dar, If
stellt den Abstand zwischen der Vorderachse und dem Schwerpunkt des
Fahrzeugs dar, Ir stellt den Abstand zwischen der Hinterachse und dem
Schwerpunkt des Fahrzeugs dar, I stellt das Trägheitsmoment des Gierwin
kels des Fahrzeugs dar, m stellt die Masse des Fahrzeugs dar und kyf und kyr
stellen die Seitenführungsleistungsfähigkeiten bzw. Kurvensteifigkeiten der
Vorder- bzw. Hinterräder dar. Die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp (in den
Gleichungen mit V abgekürzt) entspricht der Istgeschwindigkeit, die von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 39 erfaßt wird, und die anderen Werte sind
vorab eingestellte feste Werte.
Hiernach verändert die Regeleinheit 29 die Regelverstärkungen von dem
kontinuierlichen Regelsystem in ein digitales Regelsystem, und zwar durch
bilineare Transformation (Schritt Se). Obwohl die Regelverstärkungen Acl bis
Dcl bei der obigen Beschreibung sofort bzw. an Ort und Stelle berechnet
werden, können die Werte der Regelverstärkungen Acl bis Dcl verschiedene
Zustände der Bewegung des Fahrzeugs in einem Kennfeld bzw. einer Karte
vorab gespeichert werden und können zu dieser Zeit gemäß dem Zustand der
Bewegung ausgelesen werden.
Das in Fig. 5 gezeigte neurale Netz bzw. Neuralnetz umfaßt drei Schichten,
eine Eingangsschicht a, eine Zwischenschicht b und eine Ausgangsschicht c.
Die Eingangsschicht a umfaßt vier Neuronen, die Zwischenschicht b umfaßt
vier Neuronen und die Außenschicht c umfaßt ein einzelnes Neuron bzw. eine
einzelne Zelle. Der Vorderradlenkwinkel Fstg, der Istgierwinkel yr, der rezi
proke Wert 1/Vsp der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp und der reziproke Wert
1/Vsp2 des Quadrats der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp werden jeweils in die
vier Neuronen der Eingangsschicht a eingegeben, und die Ausgangsschicht c
gibt den Hinterradlenkwinkel Rstg als die Steuervariable bzw. Regelvariable
aus. Die Ausgangsfunktionen f1, f2 und f3 der drei Schichten sind wie folgt,
wobei x den Eingang darstellt:
Die Gewichte bzw. Wichtungen der jeweiligen Schichten des neuralen Netzes
sind den Schichten gegeben worden, indem man veranlaßt hat, daß das
neurale Netz die Lenkweise bzw. Steuerweise bzw. Regelweise eines sehr
erfahrenen Fahrers lernt, und zwar die Fahrzeuggeschwindigkeiten, die Lenk
winkel der Vorder- und Hinterräder, die Istgierwinkel und die Driftwinkel im
Schwerpunkt des Fahrzeugs, wenn er wiederholt ein Fahrzeug jenseits der
Stabilitätsgrenze des Fahrzeugs gefahren hat, und durch Einbauen bzw.
Verarbeiten bzw. Inkorporieren des Lernergebnisses in der Eingangsseite.
Der Grund dafür, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp in das in Fig. 5
gezeigte neurale Netz in der Form des reziproken Wertes 1/Vsp und des
reziproken Wertes des Quadrats 1/Vsp2 eingegeben wird, besteht darin, daß
das lineare Bewegungsmodell eines normalen, zweiradgelenkten Fahrzeugs
durch die folgende Formel dargestellt wird, in welcher die Werte des Fahr
zeugs in der Form von 1/Vsp und 1/Vsp2 vorliegen. In der folgenden Formel
ist die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp abgekürzt mit V:
wobei δf den Lenkwinkel der Vorderräder darstellt.
Die Schritte S3, S4 und S6 in Fig. 3 stellen den Betrieb der Zustandsregel
einrichtung dar, die das Hinterradlenksystem 20 derart regelt bzw. rückkop
pelsteuert, daß der Istgierwinkel yr des Fahrzeugs auf einen Sollgierwinkel yrt
konvergiert, und zwar auf der Grundlage der Zustandsgleichung (1) und der
Ausgangsgleichung (2) des Fahrzeugs mit dem Istgierwinkel yr, dem abge
schätzten Driftwinkel β des Fahrzeugs, den Seitenführungskräften cf und cr
der Vorder- bzw. Hinterräder und dergleichen als Zustandsvariablen.
Weiterhin stellt das in Fig. 4 gezeigte Regelverstärkungsbestimmungs-Fluß
diagramm den Betrieb der Regelverstärkungsberechnungseinrichtung dar, die
die Regelverstärkungen Acl bis Dcl der Zustandsregeleinrichtung auf der
Grundlage der Zustandsgleichung (3) und der Ausgangsgleichung (4) des
Fahrzeugs mit dem Lenkwinkel δr der Hinterräder 3 als Eingang und die
Sollverhaltensindizes W1 und W3 zum Liefern eines schnellen Ansprech
verhaltens und Beharrungsvermögens bzw. zum Liefern von Stabilität bei
Fluktuationen der Bewegungscharakteristiken des Fahrzeugs derart berechnet,
daß die Regelverstärkungseigenschaften der Frequenzübertragungsfunktion
der Änderung des Gierwinkels des Fahrzeugs aufgrund eines Lenkens der
Hinterräder 3 in dem hohen Frequenzbereich über einer voreingestellten
Frequenz (0,3 rad/sec in Fig. 6), bei welcher die Übertragungsfunktion des
geschlossenen Kreises 0 db wird, wie es durch die durchgezogene Linie in
Fig. 6 gezeigt ist, direkt unter dem Sollverhaltensindex W3 positioniert wer
den und in dem Niederfrequenzbereich, der die voreingestellte Frequenz nicht
überschreitet, direkt über dem Sollverhaltensindex W1 positioniert werden.
Die Zustandsregeleinrichtung und die Regelverstärkungsbestimmungsein
richtung bilden die Hauptregeleinrichtung, die die Regelvariable (den Lenkwin
kel der Hinterräder) auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Istgierwi
nkel yr und dem Sollgierwinkel yrt berechnet und das Hinterradlenksystem 20
mit der Regelvariablen derart regelt, daß der Istgierwinkel yr auf den Sollgier
winkel yrt konvergiert.
Schritt S9 in Fig. 3 stellt den Betrieb der Neuralnetzregeleinrichtung dar, die
ein neurales Netz bzw. Neuralnetz hat, welches die Regelvariablen r für den
Hinterradlenkwinkel in Abhängigkeit von Zustandsvariablen wie dem Vor
derradlenkwinkel Fstg, dem Istgierwinkel yr und der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vsp erlernt hat. Weiterhin stellen die Schritte S5 bis S7 den Betrieb der
Bestimmungseinrichtung dar, die bestimmt, daß der Zustand der Bewegung
des Fahrzeugs sich außerhalb des gewährleisteten bzw. gesicherten Bereiches
befindet, in welchem die Sollverhaltensindizes W1 und W3 der Zustandsregel
einrichtung die Stabilität des Fahrzeugs gewährleisten, und zwar auf der
Grundlage des Rauschpegels Piz in dem Istgierwinkel.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform befinden sich durch die
H∞-Regelung des Lenkens der Hinterräder 3 die Bewegungscharakteristiken
des Fahrzeugs in dem hohen Frequenzbereich über der voreingestellten Fre
quenz (0,3 rad/sec) direkt unterhalb des Sollverhaltensindexes W3 zum
Liefern von Stabilität des Fahrzeugs und in dem niedrigen Frequenzbereich,
welcher die 0,3 rad/sec nicht überschreitet, direkt über dem Sollverhaltens
index W1 zum Liefern von Beharrungsvermögen, und zwar wie es durch die
durchgezogene Linie in Fig. 6 gezeigt ist. Demgemäß ist, verglichen mit den
normalen Bewegungscharakteristiken ohne die H∞-Regelung, die in Fig. 8
gezeigt ist, die Regelverstärkung im Hochfrequenzbereich kleiner und im
Niederfrequenzbereich größer. Somit ist in dem Hochfrequenzbereich die
Stabilität für Fluktuationen der Bewegungscharakteristiken des Fahrzeugs
verbessert und die robuste bzw. unempfindliche Stabilität steigt aufgrund
einer kleinen Regelverstärkung an, und in dem Niederfrequenzbereich sind
schnelles Ansprechverhalten und Beharrungsvermögen aufgrund einer großen
Regelverstärkung verbessert.
In dem durch die H∞-Regelung gesicherten Bereich, in welchem der
Rauschpegel Piz in dem Gierwinkel des Fahrzeugs nicht höher ist als der
Grenzwert Pi und der Bewegungszustand des Fahrzeugs kleiner ist als der
Sollverhaltensindex W3, wird der Lenkwinkel der Hinterräder 3 durch die
H∞-Regelung geregelt, wobei die Regelverstärkung gemäß dem Sollverhaltens
index W1 zum Schaffen eines schnellen Ansprechverhaltens in dem Nieder
frequenzbereich groß eingestellt wird und gemäß dem Sollverhaltensindex W3
zum Schaffen von Stabilität klein eingestellt wird. Demgemäß spricht das
Fahrzeug auf Lenkbetätigungen des Fahrers schnell an, wobei ein Gierwinkel
nur sehr leicht von dem Sollgierwinkel abweicht und eine Oszillation der
Regelung selbst dann sicher verhindert werden kann, wenn die Bewegungs
charakteristiken des Fahrzeugs, welche sich mit einer Änderung des Rei
bungskoeffizienten der Fahrbahnoberfläche und dergleichen ändern, wie es in
Fig. 9 gezeigt ist, fluktuieren, wodurch eine ausgezeichnete Stabilität des
Fahrzeugs gewährleistet wird.
In dem außerhalb des gewährleisteten Bereiches liegenden Bereich, in wel
chem der Rauschpegel Piz im Gierwinkel des Fahrzeugs höher ist als der
Grenzwert Pi, wird die Hinterradlenkregelung von der H∞-Regelung auf die
Regelung durch das neurale Netz umgeschaltet und die Hinterräder 3 werden
geregelt unter Simulation des erfahrenen Fahrers, wodurch das Fahrzeug
selbst in dem nichtlinearen Bereich stabil gesteuert bzw. geregelt wird, in
welchem die Beziehung zwischen dem abgeschätzten Driftwinkel β und der
Seitenführungskraft des Fahrzeugs nicht linear ist.
Da die Eingänge in das neurale Netz, gezeigt in Fig. 5, der Istgierwinkel yr,
der Vorderradlenkwinkel Fstg und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp sind,
welche relativ stabil gemessen werden können, können die Zustandsvariablen
des Fahrzeugs stabil erfaßt werden. Da der Istgierwinkel eingegeben wird,
kann das Ansprechverhalten bzw. die Antwort der Hinterräder auf das Lenken
der Vorderräder verbessert werden und zur selben Zeit kann die Stabilität
gegenüber externen Störungen wie Seitenwind, Fahrbahnoberflächenzustand
und dergleichen verbessert werden.
Da die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp in der Form von 1/Vsp und 1/Vsp2
eingegeben wird, welche der Formel zum Berechnen der Charakteristik eines
normalen, an zweiradgelenkten Modelles entspricht, kann der Hinterradlenk
winkel Rstg in der Neuralnetzregelung schnell berechnet werden.
Da die Bestimmung, ob sich der Betriebszustand des Fahrzeugs außerhalb des
durch die H∞-Regelung gesicherten Bereiches befindet, auf der Grundlage
bewirkt wird, ob der Betriebszustand den Sollverhaltensindex W3 zum Schaf
fen von Stabilität bei Fluktuationen der Bewegungscharakteristiken des
Fahrzeugs überschreitet, kann dies präzise ermittelt werden.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform bestimmt wird, ob der
Rauschpegel Piz den Grenzwert Pi entsprechend dem Sollverhaltensindex W3
überschreitet, kann bestimmt bzw. ermittelt werden, ob der Rauschpegel Piz
einen Grenzwert überschreitet, welcher dem Sollverhaltensindex W1 zum
Schaffen eines schnellen Ansprechverhaltens und Beharrungsvermögens
entspricht.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
die Vorderräder 2 elektrisch unabhängig vom Lenkrad gelenkt werden.
Bei dieser Ausführungsform werden die Hinterräder 3 nicht gelenkt und nur
die Vorderräder 2 werden gelenkt. Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, hat das Lenk
system kein Hinterradlenksystem und hat einen zusätzlichen oder zweiten
Zahnstangenmechanismus 40, welcher unter der Regelung einer Regeleinheit
29 von einem Elektromotor 41 angetrieben wird. Bei dieser Ausführungsform
wird der Motor 41 derart geregelt bzw. gesteuert, daß der Vorderradlenkwin
kel in dem Fall ansteigt, in welchem die Hinterräder bei dem in der vorherigen
Ausführungsform beschriebenen Vierrad-Lenksystem in die den Vorderrädern
entgegengesetzte Richtung gelenkt würden, und wird in dem Fall vermindert,
in dem die Hinterräder bei dem oben beschriebenen Vierrad-Lenksystem in
dieselbe Richtung wie die Vorderräder gelenkt würden.
Obwohl der Zustand des Fahrzeugs bei der oben beschriebenen Ausführungs
form auf der Grundlage von sechs Variablen, d. h. dem Driftwinkel des Fahr
zeugs, dem Hinterradlenkwinkel und dessen Änderungsbetrag bzw. -ge
schwindigkeit, den Seitenführungskräften der Vorder- und Hinterräder und
dem auf das Fahrzeug wirkenden Gierwinkel beobachtet werden, kann der
Zustand des Fahrzeugs auf der Grundlage von nur dem Istgierwinkel des
Fahrzeugs und dem Driftwinkel der Räder oder des Fahrzeugs beobachtet
werden.
Obwohl bei der obigen Beschreibung die Hauptregeleinrichtung eine solche
ist, welche die H∞-Regelung bewirkt, könnte sie eine solche sein, welche den
Gierwinkel des Fahrzeugs durch eine LQG-Regelung (Zustandsregelung bzw.
Zustandsrückkoppelsteuerung) regelt bzw. steuert oder den Hinterradlenkwin
kel mit einer Regelvariablen in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem
Istgierwinkel und einem Sollgierwinkel regelt bzw. rückkoppelsteuert.
Claims (6)
1. Lenksystem für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad (1) zum Lenken von
Vorderrädern (2) und/oder Hinterrädern (3), mit einer sekundären Rad
lenkeinrichtung (23-26), welche die Vorder- oder Hinterräder (2, 3)
unabhängig von dem Lenkrad (1) lenkt, einer Gierwinkelerfassungsein
richtung (36), welche den Istgierwinkel (yr) des Fahrzeugs erfaßt, und
einer Hauptregeleinrichtung (45, 46), welche eine Regelvariable auf der
Grundlage der Differenz(en) zwischen dem Istgierwinkel (yr) und einem
Sollgierwinkel (yrt) berechnet und die sekundäre Radlenkeinrichtung
(23-26) mit der Regelvariablen derart regelt, daß der Istgierwinkel (yr)
zu dem Sollgierwinkel (yrt) konvergiert, gekennzeichnet durch eine
Bestimmungseinrichtung (49), welche bestimmt, daß der Betriebs
zustand des Fahrzeugs sich außerhalb des Bereiches befindet, innerhalb
dessen die Stabilität des Fahrzeugs durch die Radlenkregelung durch
die Hauptregeleinrichtung (45, 46) gewährleistet ist, eine Neuralnetzre
geleinrichtung (48) mit einem neuralen Netz, welches Regelvariablen
für den Radlenkwinkel in Abhängigkeit von einer Zustandsvariablen des
Fahrzeugs erlernt hat, und eine Regelumschalteinrichtung (50), welche
die Regelung der Räder (3) von der Regelung durch die Hauptregel
einrichtung (45, 46) auf jene durch die Neuralnetzregeleinrichtung (48)
umschaltet, wenn die Bestimmungseinrichtung (49) bestimmt, daß der
Betriebszustand des Fahrzeugs sich außerhalb des Bereiches befindet,
innerhalb dessen die Stabilität des Fahrzeugs durch die Radlenkrege
lung durch die Hauptregeleinrichtung (45, 46) gewährleistet ist.
2. Lenksystem nach Anspruch 1, wobei die Hauptregeleinrichtung vor
gesehen ist mit einer Zustandsregeleinrichtung (45), welche die sekun
däre Radlenkeinrichtung (23-26) derart regelt, daß der Istgierwinkel
(yr) des Fahrzeugs auf den Sollgierwinkel (yrt) konvergiert, und zwar
auf der Grundlage einer Zustandsgleichung und einer Ausgangsglei
chung mit zumindest dem Istgierwinkel (yr) des Fahrzeugs und dem
abgeschätzten Driftwinkel (β) des Fahrzeugs oder von dessen Rädern
als Zustandsvariablen, und einer Regelverstärkungsberechnungsein
richtung (46), welche die Regelverstärkung (Acl-Dcl) der Zustands
regeleinrichtung (45) berechnet, und zwar als Regelverstärkungseigen
schaften der Frequenzübertragungsfunktion der Änderung des Gierwin
kels des Fahrzeugs aufgrund des Lenkens der Räder auf der Grundlage
eines Paares von Sollverhaltenindizes (W1, W3), von denen einer (W3)
zum Schaffen von Stabilität bei Fluktuationen der Bewegungscharak
teristiken und der andere (W1) zum Schaffen von schnellem Ansprech
verhalten und Beharrungsvermögen vorgesehen ist, und einer Zu
standsgleichung und einer Ausgangsgleichung des Fahrzeugs mit dem
Lenkwinkel der Räder als Eingang.
3. Lenksystem nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit
(Vsp bzw. V), der Lenkwinkel (Fstg) des Lenkrades und der Istgierwin
kel (yr) des Fahrzeugs in die Neuralnetzregeleinrichtung (48) als Zu
standsvariablen eingegeben werden.
4. Lenksystem nach Anspruch 3, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
in die Neuralnetzregeleinrichtung in der Form von 1/V und 1/V2 einge
geben wird.
5. Lenksystem nach Anspruch 2, wobei die Bestimmungseinrichtung (49)
bestimmt, daß der Betriebszustand des Fahrzeugs sich außerhalb des
Bereiches befindet, innerhalb dessen die Stabilität des Fahrzeugs durch
die Radlenkregelung durch die Hauptregeleinrichtung (45, 46) gewähr
leistet ist, wenn die Frequenzkomponente der Regelverstärkung der
Änderung des Gierwinkels des Fahrzeugs aufgrund des Lenkens der
Räder den Sollverhaltensindex (W1) zum Schaffen von schnellem
Ansprechverhalten und Beharrungsvermögen des Fahrzeugs oder jenen
(W3) zum Schaffen von Stabilität bei Fluktuationen in der Bewegungs
charakteristik überschreitet.
6. Lenksystem für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad (1) zum Lenken von
Vorderrädern (2) und/oder Hinterrädern (3), mit einem sekundären Rad
lenkmechanismus (23-26), welcher die Vorder- oder Hinterräder (2, 3)
unabhängig von dem Lenkrad (1) lenkt, einem Gierwinkelsensor (36),
welcher den Istgierwinkel (yr) des Fahrzeugs erfaßt, und einem Micro
computer zum Bewirken einer Hauptregelung, bei welcher er eine
Steuervariable auf der Grundlage der Differenz(en) zwischen dem
Istgierwinkel (yr) und einem Sollgierwinkel (yrt) berechnet und den
sekundären Radlenkmechanismus (23-26) mit der Regelvariablen
derart regelt bzw. rückkoppelsteuert, daß der Istgierwinkel (yr) auf den
Sollgierwinkel (yrt) konvergiert, gekennzeichnet dadurch, daß der
Microcomputer mit einem neuralen Netz versehen ist, welches Regelva
riablen für den Radlenkwinkel in Abhängigkeit von einer Zustandsvaria
blen des Fahrzeugs erlernt hat, bestimmt, daß der Betriebszustand des
Fahrzeugs sich außerhalb des Bereiches befindet, innerhalb dessen die
Stabilität des Fahrzeugs durch die Radlenkregelung durch die
Hauptregelung gewährleistet ist, und die Regelung der Räder von der
Regelung durch die Hauptregelung auf jene umschaltet, die das neurale
Netz verwendet, wenn bestimmt ist, daß der Betriebszustand des
Fahrzeugs sich außerhalb des Bereiches befindet, innerhalb dessen die
Stabilität des Fahrzeugs durch die Radlenkregelung durch die Hauptre
gelung gewährleistet ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6768493 | 1993-03-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4410465A1 true DE4410465A1 (de) | 1994-09-29 |
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ID=13352071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4410465A Withdrawn DE4410465A1 (de) | 1993-03-26 | 1994-03-25 | Lenksystem für ein Fahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4410465A1 (de) |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |