-
TECHNISCHES GEBIET
-
Ein Fahrzeug umfasst eine Steuer/Regeleinrichtung, welche eine Steuerung/Regelung von dem Lenken von Vorderrädern und Hinterrädern erleichtert.
-
HINTERGRUND
-
Ein herkömmliches Vierrad-gelenktes Fahrzeug umfasst ein Paar von lenkbaren Vorderrädern und ein Paar von lenkbaren Hinterrädern. Das Vierrad-gelenkte Fahrzeug kann mit einem Stabilität-Steuer-/Regelsystem ausgestattet sein. Wenn das Fahrzeug beginnt, Bodenhaftung mit einer Straße zu verlieren und/oder beginnt, ein seitliches Gleiten zu erfahren, steuert/regelt das Stabilität-Steuer-/Regelsystem einen Betrieb von den lenkbaren Vorderrädern und den lenkbaren Hinterrädern, um einen Verlust der Bodenhaftung zu reduzieren und/oder eine seitliche Instabilität zu reduzieren. Das Stabilität-Steuer-/Regelsystem kann den Betrieb von den lenkbaren Vorderrädern und den lenkbaren Hinterrädern gemäß einem herkömmlichen Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert steuern/regeln, was eine Steuerung/Regelung von den lenkbaren Rädern während eines Betriebs verbessern kann. Die Verwendung von dem herkömmlichen Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert kann jedoch Bewertungsfehler in dem Stabilität-Steuer-/Regelsystem verursachen, speziell während eines Betriebs des Fahrzeugs bei niedrigeren und/oder höheren Geschwindigkeiten. Die Bewertungsfehler können zu einer Unteraktivierung der Steuerung/Regelung und/oder Überaktivierung der Steuerung/Regelung führen, was die Fähigkeit des Stabilität-Steuer-/Regelsystems nachteilig beeinträchtigt, einen Verlust der Bodenhaftung effektiv zu reduzieren und/oder eine seitliche Instabilität zu reduzieren.
-
ÜBERSICHT
-
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren zur Steuerung/Regelung eines Fahrzeugs vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst ein Paar von lenkbaren Vorderrädern und ein Paar von lenkbaren Hinterrädern. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines Hinterrad-Lenkwinkels von wenigstens einem von den lenkbaren Hinterrädern und ein Bestimmen eines Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswerts basierend auf dem Hinterrad-Lenkwinkel und einem Skalierungsfaktor. Das Verfahren umfasst ferner einen Steuer-/Regelvorgang von den lenkbaren Vorderrädern und den lenkbaren Hinterrädern in Reaktion auf den Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert, wobei der Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert eine Vorwärtssteuerung/-regelung von den lenkbaren Vorderrädern und den lenkbaren Hinterrädern erleichtert.
-
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zur Steuerung/Regelung eines Fahrzeugs vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst ein Paar von lenkbaren Vorderrädern und ein Paar von lenkbaren Hinterrädern. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines Vorderrad-Lenkwinkels von wenigstens einem von den lenkbaren Vorderrädern, ein Erfassen eines Hinterrad-Lenkwinkels von wenigstens einem von den lenkbaren Hinterrädern, und ein Bestimmen eines effektiven Hinterrad-Lenkwinkelwerts aus dem Hinterrad-Lenkwinkel und einem Skalierungsfaktor. Das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen eines Ackermann-Gesamtwinkels und ein Bestimmen eines doppelten Ackermann-Geometrie-Lenkwinkelwerts basierend auf dem Ackermann-Gesamtwinkel und einem Ackermann-Skalierungsfaktor. Das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen eines Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswerts basierend auf dem Vorderrad-Lenkwinkel, dem effektiven Hinterrad-Lenkwinkelwert, und dem doppelten Ackermann-Geometrie-Lenkwinkelwert, wobei der Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert eine Vorwärtssteuerung/-regelung von den lenkbaren Vorderrädern und den lenkbaren Hinterrädern erleichtert. Das Verfahren umfasst noch weiter einen Steuer/-regelvorgang von den lenkbaren Vorderrädern und den lenkbaren Hinterrädern in Reaktion auf den Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert.
-
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zur Steuerung/Regelung eines Fahrzeugs vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst ein Paar von lenkbaren Vorderrädern und ein Paar von lenkbaren Hinterrädern. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines Vorderrad-Lenkwinkels von wenigstens einem von den lenkbaren Vorderrädern und ein Erfassen eines Hinterrad-Lenkwinkels von wenigstens einem von den lenkbaren Hinterrädern. Das Verfahren umfasst ferner ein Erfassen einer Fahrzeug-Gierrate, ein Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Bestimmen eines Gieren-basierten Skalierungsfaktors basierend auf der Fahrzeug-Gierrate, ein Bestimmen eines Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktors basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, und ein Bestimmen eines effektiven Hinterrad-Lenkwinkelwerts aus dem Hinterrad-Lenkwinkel, dem Gieren-basierten Skalierungsfaktor und dem Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor. Das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen eines Ackermann-Gesamtwinkels und ein Bestimmen eines doppelten Ackermann-Geometrie-Lenkwinkelwerts basierend auf dem Ackermann-Gesamtwinkel und einem Ackermann-Skalierungsfaktor. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb einer Schwellengeschwindigkeit ist, umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen eines Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswerts basierend auf dem Vorderrad-Lenkwinkel und dem effektiven Hinterrad-Lenkwinkel. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner als die Schwellengeschwindigkeit ist, umfasst das Verfahren alternativ ein Bestimmen eines Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswerts basierend auf dem Vorderrad-Lenkwinkel, dem effektiven Hinterrad-Lenkwinkel und dem doppelten Ackermann-Geometrie-Lenkwinkelwert. Das Verfahren umfasst noch weiter einen Steuer/-regelvorgang von den lenkbaren Vorderrädern und den lenkbaren Hinterrädern in Reaktion auf den Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert, wobei der Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert eine Vorwärtssteuerung/-regelung von den lenkbaren Vorderrädern und den lenkbaren Hinterrädern erleichtert.
-
KURZE BESCHREIBUNG VON DEN ZEICHNUNGEN
-
Verschiedene Ausführungsformen werden besser im Hinblick auf die folgende Beschreibung, angehängten Ansprüche und zugehörigen Zeichnungen verstanden, in welchen:
-
1 eine rechte vordere perspektivische Ansicht ist, welche ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform darstellt;
-
2 eine schematische Ansicht ist, welche einen Antriebsstrang von dem Fahrzeug von 1 darstellt, wobei die Hinterräder, welche in der Lage sind, unabhängig voneinander zu lenken, in durchgezogenen Linien außer Phase bzw. phasenverschoben gedreht und in gestrichelten Linien in Phase bzw. phasengleich gedreht gezeigt sind;
-
3 ein Blockdiagramm von einer elektronischen Stabilitätssteuerung/regelung-(ESC)Steuer-/Regeleinrichtung und bestimmter anderer Komponenten von dem Fahrzeug von 1 ist;
-
4 eine grafische Darstellung ist, welche eine Beziehung zwischen einem Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor und einer Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt;
-
5 eine grafische Darstellung ist, welche eine Beziehung zwischen einem Gieren-basierten Skalierungsfaktor und einer Fahrzeug-Gierrate darstellt;
-
6 eine schematische Ansicht ist, welche einen Ackermann-Gesamtwinkel für die Vorderräder und die Hinterräder von dem Fahrzeug von 1 darstellt; und
-
7 ein Flussdiagramm ist, welches eine Steuer-/Regelroutine, welche von der ESC-Steuer-/Regeleinrichtung von 3 implementiert wird, gemäß einer anderen Ausführungsform darstellt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Ausführungsformen werden nachfolgend in Verbindung mit den Ansichten von den 1 bis 7 detailliert beschrieben, wobei überall in den Ansichten gleiche Zahlen die selben oder entsprechende Elemente bezeichnen. Ein Fahrzeug 20 gemäß einer Ausführungsform kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug umfassen, wie in 1 veranschaulicht, oder irgendeines von einer Vielzahl von anderen geeigneten Fahrzeugen, wie z. B. ein Wohnmobil oder ein Nutzfahrzeug. In einer Ausführungsform, wie in 1 dargestellt, kann das Fahrzeug 20 ein Vierrad-gelenktes (z. B. 4WS oder Allradlenkung AWS) Fahrzeug umfassen, welches Vorderräder 22 und Hinterräder 24 hat, welche bezüglich eines Rahmens 26 lenkbar sind.
-
Das Fahrzeug 20 kann ein Lenkrad 28 umfassen, wie in 1 veranschaulicht ist, welches ein Drehen von den Vorderrädern 22 und Hinterrädern 24 erleichtert, um das Fahrzeug 20 zu lenken. In einer Ausführungsform können die Vorderräder 22 mit dem Lenkrad 28 in einer Anordnung vom Zahnstangentyp gekoppelt sein. Wenn das Lenkrad 28 bewegt wird, kann die Zahnstangenanordnung arbeiten, um die Vorderräder 22 zu lenken. Die Hinterräder 24 können mit elektronischen Aktuatoren verbunden sein, welche in elektrischer Verbindung mit dem Lenkrad 28 stehen und in einer Anordnung vom Drive-By-Wire-Typ gesteuert/geregelt werden. Wenn das Lenkrad 28 bewegt wird, können die elektronischen Aktuatoren ein Schwenken von den Hinterrädern 24 basierend auf der Position von dem Lenkrad 28 erleichtern. Es wird eingesehen werden, dass die Vorderräder 22 und die Hinterräder 24 mit einem Lenkrad auf irgendeine einer Vielzahl von geeigneten alternativen mechanischen und/oder elektrischen Anordnungen gelenkt werden können.
-
Wenn das Lenkrad 28 gedreht wird, um das Fahrzeug 20 zu lenken, können sich die Vorderräder 22 in der selben Richtung wie das Lenkrad 28 drehen. Die Hinterräder 24 können jedoch derart gesteuert/geregelt werden, dass sie entweder in der selben Richtung wie die Vorderräder 22 (d. h., phasengleich oder in Phase mit den Vorderrädern 22, wie durch gestrichelte Linien in 2 dargestellt) oder in einer entgegengesetzten Richtung zu den Vorderrädern 22 (d. h. phasenverschoben oder außer Phase zu den Vorderrädern 22, wie in durchgezogenen Linien in 2 dargestellt) drehen. In einer Ausführungsform kann die Drehrichtung von den Hinterrädern 24 bezüglich der Vorderräder 22 abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 unterschiedlich gesteuert/geregelt werden. Beispielsweise, wenn das Fahrzeug 20 unterhalb einer Schwellengeschwindigkeit fährt, wie z. B. unterhalb von etwa 60 Kilometer pro Stunde (km/h), können die Hinterräder 24 derart gesteuert/geregelt werden, dass sie phasenverschoben mit/zu den Vorderrädern 22 drehen, was einen kleineren Kurvenradius ermöglicht, als er andernfalls mit einem Zwei-Rad-Drehen (z. B. Drehen nur der Vorderräder 22) erreicht werden könnte. Wenn das Fahrzeug 20 oberhalb einer Schwellengeschwindigkeit, wie z. B. oberhalb von etwa 60 km/h, arbeitet, könnte das Drehen der Hinterräder 24 phasenverschoben zu den Vorderrädern 22 die Stabilität des Fahrzeugs 20 beeinträchtigen oder eine effektive Drehung des Fahrzeugs 20 durch eine Kurve verschlechtern. Daher können in manchen Ausführungsformen während eines Betriebs des Fahrzeugs 20 oberhalb einer Schwellengeschwindigkeit die Hinterräder 24 derart gesteuert/geregelt werden, dass sie phasengleich mit den Vorderrädern 22 drehen und/oder, in anderen Ausführungsformen, dass die Hinterräder 24 überhaupt nicht gedreht werden können.
-
In einer Ausführungsform, wenn die Hinterräder 24 gesteuert/geregelt werden, um phasenverschoben zu den Vorderrädern 22 zu drehen, können die Hinterräder 24 gleichzeitig mit den Vorderrädern 22 drehen. Aber in einer anderen Ausführungsform, wenn die Hinterräder 24 derart gesteuert/geregelt werden, dass sie phasengleich mit den Vorderrädern 22 drehen, können die Hinterräder 24 nicht zu drehen beginnen, bis die Vorderräder 22 einen vorbestimmten Winkel erreichen. Es wird jedoch eingesehen werden, dass die Hinterräder 24 dazu konfiguriert sein können, an irgendeiner einer Vielzahl von Winkeln und/oder Sequenzen bezüglich der Vorderräder 22 zu drehen.
-
Wie in 2 veranschaulicht, kann das Fahrzeug 20 einen Antriebsstrang 30 umfassen, welcher ein Getriebe 32 umfasst, welches betriebsmäßig mit vorderen und hinteren Antriebswellen 34, 36 gekoppelt ist. Jede von den Antriebswellen 34, 36 kann mit jeweiligen vorderen und hinteren Differenzialen 38, 40 gekoppelt sein. Die vorderen und hinteren Differenziale 38, 40 und die vorderen und hinteren Räder 22, 24 können miteinander durch jeweilige Paare von vorderen und hinteren Achswellen 42, 44 gekoppelt sein. Ein Motor (45, welcher in 1 gezeigt ist) kann mit dem Getriebe 32 gekoppelt sein und kann dem Getriebe 32 eine Antriebskraft bereitstellen, um einen Antrieb von wenigstens einem von den Vorderrädern 22 und/oder wenigstens einem von den Hinterrädern 24 zu erleichtern. Das Getriebe 32 kann in einem von einer Mehrzahl von Gängen betriebsfähig sein, um einen effektiven Betrieb des Fahrzeugs 20 mit verschiedenen Geschwindigkeiten zu erleichtern.
-
Wie in 3 veranschaulicht, kann das Fahrzeug 20 vordere Bremsen 46 und hintere Bremsen 48 umfassen, welche jeweils den Vorderrädern 22 und den Hinterrädern 24 zugeordnet sind. Während eines Betriebs von dem Fahrzeug 20 können die vorderen und hinteren Bremsen 46, 48 arbeiten, um ein selektives Stoppen von dem Fahrzeug 20 zu erleichtern. In einer Ausführungsform können die vorderen Bremsen 46 Scheibenbremsen umfassen und die hinteren Bremsen 48 können Trommelbremsen umfassen. In einer solchen Ausführungsform kann jedes von den Vorderrädern 22 einen Rotor umfassen und jedes von den Hinterrädern 24 kann eine Bremstrommel umfassen. Wenn die vorderen Bremsen 46 betätigt werden, können Bremssättel jeweilige Bremsbeläge gegen die jeweiligen Rotoren pressen, um die Vorderräder 22 zu stoppen. Wenn die hinteren Bremsen 48 betätigt werden, können Bremszylinder jeweilige Bremsschuhe gegen die jeweiligen Trommeln pressen, um die Hinterräder 24 zu stoppen. In einer anderen Ausführungsform können die hinteren Bremsen 48 Scheibenbremsen sein. In anderen Ausführungsformen können die vorderen und hinteren Bremsen 46, 48 in irgendeiner von einer Vielzahl von geeigneten alternativen Anordnungen konfiguriert sein.
-
Das Fahrzeug 20 kann ein Fuß-betätigtes Pedal (nicht gezeigt) umfassen, oder andere ähnliche Einrichtung, welche eine selektive manuelle Betätigung der vorderen und hinteren Bremsen 46, 48 erleichtert, um das Fahrzeug 20 zu stoppen. In einer Ausführungsform können die vorderen und hinteren Bremsen 46, 48 Teil von einem Antiblockier-Bremssystem (ABS) sein. Wenn der Bediener das Fußpedal betätigt, kann das ABS automatisch die Betätigung von den vorderen und hinteren Bremsen 46, 48 steuern/regeln, um das Fahrzeug 20 zu verlangsamen und zu stoppen, während verhindert wird, dass die vorderen und hinteren Räder 22, 24 Bodenhaftung mit der Straße während des Bremsens verlieren.
-
Wie in 3 veranschaulicht, kann das Fahrzeug 20 eine ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 umfassen, welche dazu konfiguriert ist, die Gesamtstabilität von dem Fahrzeug 20 zu überwachen und zu unterstützen. Wenn das Fahrzeug 20 beginnt, Bodenhaftung mit einer Straße zu verlieren und/oder beginnt, ein seitliches Gleiten zu erfahren, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 eine Arbeitsweise von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 steuern/regeln, um einen Verlust einer Bodenhaftung zu reduzieren und/oder eine seitliche Instabilität zu reduzieren (z. B. eine effektive Handhabung und Stabilitätssteuerung/-regelung für das Fahrzeug 20 zu unterstützen). Die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 kann eine Motor-Steuer-/Regeleinheit (ECU), ein Antriebsstrang-Steuer-/Regelmodul (PCM) ein Motor-Steuer-/Regelmodul (ECM) und/oder irgendeine einer Vielzahl von anderen geeigneten Fahrzeug-Steuer-/Regeleinrichtungen umfassen.
-
In einer Ausführungsform, wie in 3 veranschaulicht, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 mit jedem von den vorderen und hinteren Differenzialen 38, 40 und den vorderen und hinteren Bremsen 46, 48 gekoppelt sein. Die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 kann dazu konfiguriert sein, jedes von den vorderen und hinteren Differenzialen 38, 40 und/oder jede von den vorderen und hinteren Bremsen 46, 48 zu betätigen, um einen Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 während eines Verlusts an Bodenhaftung oder einer seitlichen Instabilität zu steuern/regeln. Beispielsweise, wenn irgendeines von den Vorderrädern 22 oder Hinterrädern 24 zu rutschen beginnt, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 automatisch die Bremse (Bremsen) von dem rutschenden Rad (Rädern) betätigen, um eine Radgeschwindigkeit von dem rutschenden Rad (Rädern) zu reduzieren.
-
Zusätzlich oder alternativ kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 automatisch die vorderen und hinteren Differenziale 38, 40 betätigen, um ein Drehmoment zu dem durchrutschenden Rad (Rädern) zu reduzieren und es zu den nicht durchrutschenden Rädern neu zu verteilen. In einer Ausführungsform können die vorderen und hinteren Differenziale 38, 40 Differenziale vom Typ mit begrenzten Schlupf umfassen. In einer solchen Ausführungsform kann jedes von den vorderen und hinteren Differenzialen 38, 40 elektromagnetische Kupplungen umfassen, welche mit jeder von den vorderen und hinteren Achswellen 42, 44 gekoppelt werden können. Die elektromagnetischen Kupplungen können selektiv und unabhängig betätigt werden, um die Drehmomentverteilung unter den Vorder- und Hinterrädern 22, 24 zu variieren. Es wird eingesehen werden, dass irgendeine von einer Vielzahl von anderen geeigneten alternativen Differenzialen vom begrenzten oder variablen Typ vorgesehen sein können.
-
Wenn das Fahrzeug 20 dreht, kann lediglich eine Steuerung/Regelung von dem Radschlupf nicht ausreichend sein, um zu verhindern, dass das Fahrzeug 20 von seinem beabsichtigten Weg abweicht (z. B. die Kontrolle verliert). Daher, wenn das Fahrzeug 20 dreht, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 eine selektive Steuerung/Regelung von dem Betrieb von den Vorder- und Hinterrädern 22, 24 erleichtern, um einen Radschlupf zu reduzieren, wie auch der Divergenz von dem Fahrzeug 20 von seinem beabsichtigten Weg entgegenzuarbeiten. Beispielsweise, wenn das Fahrzeug 20 beginnt, während einer Drehung die Kontrolle zu verlieren, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 automatisch die Bremse (Bremsen) betätigen und zusätzlich oder alternativ den Betrieb von den vorderen und hinteren Differenzialen 38, 40 steuern/regeln, um dem Kontrollverlust entgegenzuarbeiten und das Fahrzeug 20 effektiv auf seinen beabsichtigten Weg zurück zu „lenken”.
-
Es wird eingesehen werden, dass dann, wenn das Fahrzeug 20 dreht, wenn die Vorderräder 22 und/oder die Hinterräder 24 beginnen, Bodenhaftung mit der Straße zu verlieren, das Fahrzeug 20 dafür anfällig sein kann, zu untersteuern (beispielsweise folgt das Fahrzeug 20 einem Weg, welcher einen größeren Radius hat als die beabsichtigte Kurve), oder übersteuert (beispielsweise folgt das Fahrzeug 20 einem Weg, welcher einen kleineren Radius hat als die beabsichtigte Kurve). In einer Ausführungsform kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 dazu konfiguriert sein, einen Betrieb der Vorder- und Hinterräder 22, 24 zu steuern/regeln, um den Effekten einer Übersteuerung und Untersteuerung auf das Fahrzeug 20 während eines Drehens entgegenzuwirken und das Fahrzeug 20 auf seinem beabsichtigten Weg zu halten. Beispielsweise, wenn das Fahrzeug 20 beginnt, während einer Rechtskurve zu übersteuern, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 einen Betrieb der vorderen Bremse 46 von dem linken Vorderrad ermöglicht, um das Übersteuern zu verhindern und eine effektive Kontrolle des Fahrzeugs 20 durch die Kurve beizubehalten. Wenn das Fahrzeug 20 beginnt, während einer Rechtskurve zu untersteuern, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 die hintere Bremse 48 von dem rechten Hinterrad betätigen, um das Untersteuern zu verhindern und eine effektive Steuerung/Regelung des Fahrzeugs 20 durch die Kurve beizubehalten.
-
Es wird eingesehen werden, dass in einigen Ausführungsformen die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 nur einen Betrieb von den vorderen und hinteren Differenzialen 38, 40 oder den vorderen und hinteren Bremsen 46, 48 aber nicht von beiden steuern/regeln kann. Es wird auch eingesehen werden, dass die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 einen Betrieb der Vorderräder 22 und/oder der Hinterräder 24 mit irgendeiner einer Vielzahl von anderen geeigneten Fahrzeugeinrichtungen und/oder Fahrwerkeinrichtungen steuern/regeln kann, wie z. B. einer Allradantriebsdrehmoment-Steuerung/Regelung, einer ESC-Brems-Steuerung/Regelung, einer Lenksteuerung/-regelung und aktiven Radaufhängung-Steuer-/Regelsystemen, um eine effektive Handhabung und Seitenstabilität des Fahrzeugs zu unterstützen.
-
Die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 kann dazu konfiguriert sein, einen Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 unter Verwendung einer Rückkopplungssteuerung/-regelung zu steuern/regeln. In einer Ausführungsform kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 eine Gierrate, Querbeschleunigung und Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 erfassen. Wenn das Fahrzeug 20 beginnt, einen Rad-Schlupf und/oder Kontrollverlust zu erfahren, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 den Rad-Schlupf und/oder Kontrollverlust aus der Gierrate, der Querbeschleunigung und/oder der Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 erfassen und kann den Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 gemäß der Gierrate, Querbeschleunigung und/oder der Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 abstimmen, um das Fahrzeug 20 unter Kontrolle zu halten. Beispielsweise, wenn eines von den Rädern zu rutschen beginnt, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 die Änderung der Geschwindigkeit von dem rutschenden Rad erfassen und kann einen Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 steuern/regeln, um die Geschwindigkeit von dem rutschenden Rad zu reduzieren. Wenn das Fahrzeug beginnt, von seinem beabsichtigten Weg abzuweichen (z. B. Kontrolle zu verlieren), kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 plötzliche Veränderungen in der Querbeschleunigung und/oder Gierrate erfassen und kann einen Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 steuern/regeln, um den plötzlichen Änderungen entgegenzuwirken und den Verlust an Bodenhaftung und/oder Kontrollverlust zu verhindern. Es wird eingesehen werden, dass die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 irgendeine von einer Vielzahl von Steuer-/Regel-Variablen eines Fahrzeugs erfassen und steuern/regeln kann, welche eine Rückkopplungssteuerung/-regelung von dem Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 erleichtern.
-
Beispielsweise, wie in 3 veranschaulicht, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 mit einem Querbeschleunigungssensor 52 gekoppelt sein, welcher eine Erfassung von der Querbeschleunigung des Fahrzeugs 20 erleichtert. In einer Ausführungsform kann der Querbeschleunigungssensor 52 einen Beschleunigungsmesser umfassen, aber in anderen Ausführungsformen kann der Querbeschleunigungssensor 52 irgendeine von einer Vielzahl von anderen geeigneten Anordnungen umfassen, welche eine Erfassung von einer Querbeschleunigung eines Fahrzeugs erleichtern. Wie in 3 veranschaulicht ist, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 mit einem Gierrate-Sensor 54 gekoppelt sein, welcher eine Erfassung von der Gierrate des Fahrzeugs 20 erleichtert. In einer Ausführungsform kann der Gierrate-Sensor 54 einen Gyroskopsensor (z. B. einen piezoelektrischen oder mikromechanischen) umfassen, welcher eine Winkelgeschwindigkeit um eine vertikale Achse misst, aber in anderen Ausführungsformen kann er irgendeine von einer Vielzahl von anderen geeigneten Anordnungen umfassen, welche eine Erfassung von einer Gierrate eines Fahrzeugs erleichtern.
-
Wie in 3 veranschaulicht, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 mit einem vorderen linken Radgeschwindigkeitssensor 56, einem vorderen rechten Radgeschwindigkeitssensor 58, einem linken hinteren Radgeschwindigkeitssensor 60 und einem rechten hinteren Radgeschwindigkeitssensor 62 gekoppelt sein. In einer Ausführungsform können die Radgeschwindigkeitssensoren 56, 58, 60 und 62 jeweils einen Sensor vom Halleffekt-Typ umfassen, welcher benachbart einem jeweiligen von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 angeordnet ist, um direkt Radgeschwindigkeitsdaten zu erhalten. Jedoch können die Radgeschwindigkeitssensoren 56, 58, 60 und 62 in anderen Ausführungsformen irgendeine von einer Vielzahl von anderen geeigneten Geschwindigkeitssensoranordnungen sein, wie z. B. Sensoren, welche einem oder mehreren von den vorderen und hinteren Achswellen 42, 44, einem Getriebe, einer Übertragungsanordnung und/oder einem Motor zugeordnet sind, welche indirekt Radgeschwindigkeitsdaten erhalten können.
-
Es wird eingesehen werden, dass die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 zusätzlich oder alternativ die Querbeschleunigung, die Gierrate und/oder die Radgeschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 aus einer Vielzahl von anderen Sensoren und Einrichtungen an dem Fahrzeug 20 erfassen kann. In einigen Ausführungsformen kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 mit einem Control-Area-Network(CAN)-Bus kommunizieren, um eine Erfassung einer Querbeschleunigung, der Gierrate und/oder der Radgeschwindigkeit zu erleichtern.
-
Es wird eingesehen werden, dass die Rückkopplungssteuerung/-regelung von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 für eine Rückkopplungsverzögerung (verzögerte Reaktion bei der Steuerung/Regelung im Zusammenhang mit der Rückkopplungssteuerung/-regelung) anfällig sein kann, was das gesamte Reaktionsverhalten von der ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 verringern kann, eine effektive Handhabung und Stabilitätssteuerung/-regelung des Fahrzeugs 20 zu unterstützen. In einer Ausführungsform kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 dazu konfiguriert sein, eine Vorwärtssteuerung/-regelung von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 zu erleichtern, zusätzlich zu oder anstelle einer Rückkopplungssteuerung/-regelung. In einer solchen Konfiguration kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 die vorderen und hinteren Räder 22, 24 gemäß einem Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay steuern/regeln (z. B. eine Vorwärtssteuer/-regeleingabe), welche die Querbeschleunigung von dem Fahrzeug 20 vorhersagen kann. Der Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay kann irgendwelche Echtzeitdaten ergänzen, welche bezüglich der Querbeschleunigung gesammelt werden (z. B. von dem Querbeschleunigungssensor 52) und kann eine Rückkopplungsverzögerung reduzieren und kann das gesamte Ansprechverhalten, Genauigkeit und/oder Robustheit von der ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 beispielsweise während einer Beschleunigung des Fahrzeugs 10 durch eine Kurve oder während einer Verteilung eines Drehmoments unter den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 verbessern. Informationen von dem Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay können bei einer Bestimmung anderer Betriebscharakteristika des Fahrzeugs 10, wie z. B. einer Gierrate, nützlich sein, anstelle einer Verwendung eines zugeordneten Sensors oder während eines Fehlers von bestimmten Sensoren. Die Informationen von dem Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay können (beispielsweise vermittels des CAN-Bus) für eine Verwendung in anderen Fahrzeug-Steuer-/Regelsystemen verteilt werden.
-
In einer Ausführungsform kann der Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay als ein Vektor dargestellt/verkörpert sein. In einer solchen Ausführungsform kann die Größe und die Richtung von dem Querbeschleunigungsvektor die Steuerung/Regelung von dem Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 beeinflussen.
-
In einer Ausführungsform kann der Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay durch den folgenden Ausdruck verkörpert sein:
wobei Vx die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, δt ein effektiver Gesamtlenkwinkelwert ist, L eine Radstandlänge von dem Fahrzeug
20 ist und Kus ein Untersteuerungsgradient ist. Um den effektiven Gesamtlenkwinkelwert δt zu bestimmen, kann der erfasste vordere Lenkwinkel (das heißt der Lenkwinkel von den Vorderrädern, wie er mit dem Lenkrad
28 gesteuert/geregelt wird) mit einem effektiven (d. h. berechneten) hinteren Lenkwinkel eingestellt oder korrigiert werden.
-
Der effektive Gesamtlenkwinkelwert δt kann durch den folgenden Ausdruck verkörpert werden: δt = δf – δrm wobei δf ein Wert von dem erfassten vorderen Lenkwinkel ist und δrm ein Wert von dem effektiven hinteren Lenkwinkel ist. Indem der erfasste vordere Lenkwinkel mit einem effektiven hinteren Lenkwinkel eingestellt oder korrigiert wird, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 das Drehen von den hinteren Rädern 24 erledigen, was eine effektivere und präzisere Stabilitätssteuerung/-regelung und/oder Steuerung/Regelung der Bodenhaftung erleichtern kann, als es durch eine Überwachung des Drehens von nur zwei Rädern (z. B. der Vorderräder 22) erreicht werden könnte. Das Fahrzeug 10 kann folglich weniger anfällig sein gegenüber den Bewertungsfehlern, der Steuerung/Regelung-Unteraktivierung und/oder der Steuerung/Regelung-Überaktivierung, welche oftmals als ein Ergebnis einer Verwendung einer herkömmlichen ESC-Steuer-/Regeleinrichtung auftreten.
-
Der erfasste vordere Lenkwinkel kann von einem Radwinkelsensor 64 erfasst werden, welcher mit der ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 gekoppelt ist, wie in 3 veranschaulicht. In einer Ausführungsform kann der Radwinkelsensor 64 einen Lenkradwinkelsensor umfassen, welcher dem Lenkrad 28 zugeordnet ist. In einer solchen Ausführungsform kann der Lenkradwinkelsensor eine Erfassung von der Position von dem Lenkrad 28 erleichtern und die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 kann den vorderen Lenkwinkel aus der Position von dem Lenkrad 28 ableiten. Der Radwinkelsensor 64 kann einen oder mehrere Potentiometer und/oder irgendeine von einer Vielzahl von anderen geeigneten alternativen Anordnungen umfassen, welche eine Erfassung von einer Lenkradposition erleichtern. Es wird eingesehen werden, dass das Fahrzeug 20 zusätzlich oder alternativ irgendeinen von einer Vielzahl von anderen geeigneten Radwinkelsensoren, wie z. B. Positionssensoren, welche beispielsweise benachbart jedem von den Vorderrädern 22 angebracht sind, umfassen kann.
-
In einer Ausführungsform kann der effektive hintere Lenkwinkel aus dem Lenkwinkel von den linken und rechten Hinterrädern bestimmt werden. In einer Ausführungsform kann der effektive hintere Lenkwinkel aus Informationen von dem Lenkradwinkelsensor 64 abgeleitet werden, aber in anderen Ausführungsformen kann der effektive hintere Lenkwinkel aus irgendeiner von einer Vielzahl von geeigneten alternativen Quellen erfasst werden, wie z. B. aus Informationen, welche dem CAN-Bus bereitgestellt werden.
-
Wenn das Fahrzeug 10 gedreht wird, kann jedes von den Hinterrädern 24 mit verschiedenen Winkeln (z. B. asymmetrisch) drehen, um ein effektives Kurvenfahren von dem Fahrzeug 20 zu erleichtern. Um die Asymmetrie zwischen den Hinterrädern 24 und folglich das gesamte Reaktionsvermögen, Genauigkeit und/oder Robustheit von der ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 auszugleichen, kann ein Geschwindigkeit-basierter Skalierungsfaktor Kvr und ein Gieren-basierter Skalierungsfaktor Kyr auf die linken und rechten hinteren Lenkwinkel angewendet werden, um den effektiven hinteren Lenkwinkelwert δrm zu erreichen.
-
Der Geschwindigkeit-basierte Skalierungsfaktor Kvr und der Gieren-basierte Skalierungsfaktor Kyr können jeweils von der Geschwindigkeit und der Gierrate von dem Fahrzeug 20 abhängig sein. In einer solchen Ausführungsform, wenn die Geschwindigkeit oder die Gierrate zunimmt, können der Geschwindigkeit-basierte Skalierungsfaktor Kvr und der Gieren-basierte Skalierungsfaktor Kyr jeweils den effektiven hinteren Lenkwinkelwert δrm erhöhen oder reduzieren. Wenn das Fahrzeug 20 in eine Kurve fährt, kann der Effekt des hinteren Lenkwinkels auf den Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay daher von der Geschwindigkeit und der Gierrate von dem Fahrzeug 20 abhängen. Je heftiger die Kurve ist (d. h. je höher die Geschwindigkeit und/oder je höher die Fahrzeug-Querbeschleunigung) ist, umso weniger wird der erfasste hintere Lenkwinkel in den Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay einbezogen. Durch selektives Reduzieren des Effekts von dem erfassten hinteren Lenkwinkel auf diese Weise kann die Vorwärtssteuerung/-regelung von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 robuster und präziser gemacht werden als manche herkömmlichen Steuer-/Regelsysteme, welche für eine ineffektive Vorwärtssteuerung/-regelung während eines Betriebs eines Fahrzeugs mit Vierradlenkung bei erhöhten Geschwindigkeiten und/oder Querbeschleunigungen anfällig sind.
-
In einer Ausführungsform kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 die Fahrzeuggeschwindigkeit von wenigstens einem von dem vorderen linken Radgeschwindigkeitssensor 56, dem vorderen rechten Radgeschwindigkeitssensor 58, dem linken hinteren Radgeschwindigkeitssensor 60 und dem rechten hinteren Radgeschwindigkeitssensor 62 erfassen. In einer solchen Ausführungsform kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 die Geschwindigkeitsdaten mitteln, welche von jedem von den Radgeschwindigkeitssensoren 56, 58, 60, 62 gesammelt werden. In anderen Ausführungsformen kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Tachometer, einer GPS-Ausgabe, einem CAN-Bus oder irgendeiner von einer Vielzahl von anderen geeigneten Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsanordnungen erfassen.
-
In einer Ausführungsform kann der Geschwindigkeit-basierte Skalierungsfaktor Kvr auf einem ersten Wert beibehalten werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines ersten Geschwindigkeitsschwellenwerts ist, und auf einem zweiten Wert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb eines zweiten Geschwindigkeitsschwellenwerts ist. In einer solchen Ausführungsform kann der Geschwindigkeit-basierte Skalierungsfaktor Kvr zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert variieren, wenn die Geschwindigkeit zwischen dem ersten Geschwindigkeitsschwellenwert und dem zweiten Geschwindigkeitsschwellenwert liegt. Der Geschwindigkeit-basierte Skalierungsfaktor Kvr kann gemäß einem Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor-Kennfeld bestimmt werden. Ein Beispiel von einem Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor-Kennfeld ist in 4 dargestellt. In einem solchen Beispiel, wenn die Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 zwischen etwa 0–15 km/h liegt, kann der Geschwindigkeit-basierte Skalierungsfaktor Kvr bei etwa 1,0 gehalten werden, wenn die Geschwindigkeit zwischen etwa 15–45 km/h liegt, kann der Geschwindigkeit-basierte Skalierungsfaktor Kvr von etwa 1 bis etwa 0,6 reduziert werden, und wenn die Geschwindigkeit oberhalb etwa 45 km/h liegt, kann der Geschwindigkeit-basierte Skalierungsfaktor Kvr bei etwa 0,6 gehalten werden. Der effektive hintere Lenkwinkel δrm kann folglich zwischen etwa 100% von dem erfassten hinteren Lenkwinkel δr (beispielsweise der effektive hintere Lenkwinkel δrm = der erfasste hintere Lenkwinkel) bis etwa 60% von dem hinteren Lenkwinkel δr variieren, abhängig von der Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20. Es wird eingesehen werden, dass irgendeines von einer Vielzahl von geeigneten alternativen Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor-Kennfeldern vorgesehen sein kann, welches ein effektives Skalieren von einem erfassten hinteren Lenkwinkel von dem Fahrzeug 20 erleichtert.
-
In einer Ausführungsform kann der Gieren-basierte Skalierungsfaktor Kyr auf einer ersten Größe beibehalten werden, wenn die Gierrate unter einem ersten Gierrate-Schwellenwert liegt und auf einer zweiten Größe, wenn die Gierrate oberhalb eines zweiten Gierrate-Schwellenwerts liegt. In solch einer Ausführungsform kann der Gieren-basierte Skalierungsfaktor Kyr zwischen der ersten Größe und der zweiten Größe variieren, wenn die Gierrate zwischen dem ersten Gierrate-Schwellenwert und dem zweiten Gierrate-Schwellenwert liegt. Der Gieren-basierte Skalierungsfaktor Kyr kann gemäß einem Gieren-basierten Skalierungsfaktor-Kennfeld bestimmt werden. Ein Beispiel von einem Gieren-basierten Skalierungsfaktor-Kennfeld ist in 5 dargestellt. In einem solchen Beispiel, wenn die Gierrate von dem Fahrzeug 20 zwischen etwa 0–15 Grad pro Sekunde (DPS) liegt, kann der Gieren-basierte Skalierungsfaktor Kyr bei etwa 1,0 sein, wenn die Gierrate zwischen etwa 15–45 DPS liegt, kann der Gieren-basierte Skalierungsfaktor Kyr von etwa 1 bis etwa 0,6 variieren, und wenn die Gierrate oberhalb von etwa 45 DPS liegt, kann der Gieren-basierte Skalierungsfaktor Kyr bei etwa 0,6 liegen. Der effektive hintere Lenkwinkel δrm kann folglich zwischen etwa 100% von dem erfassten hinteren Lenkwinkel (z. B. der effektive hintere Lenkwinkel δrm = der erfasste hintere Lenkwinkel) bis etwa 60% von dem erfassten hinteren Lenkwinkel variieren abhängig von der Gierrate von dem Fahrzeug 20.
-
Jeder von dem vorderen Lenkwinkelwert δf und dem effektiven hinteren Lenkwinkelwert δrm können als jeweilige Vektoren vorgesehen sein, so dass der gesamte effektive Lenkwinkel δt einen resultierenden Vektor umfasst. Wenn der vordere Lenkwinkelwert δf und/oder der effektive hintere Lenkwinkelwert δrm sich ändern, kann sich der resultierende Vektor von dem gesamten effektiven Lenkwinkelwert δt verändern, was den Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay und irgendeine resultierende Steuerung/Regelung von dem Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 beeinflussen kann.
-
Es wird eingesehen, dass durch ein Verändern des Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktors Kvr und des Gieren-basierten Skalierungsfaktors Kyr der Einfluss von dem linken und dem rechten hinteren Lenkwinkel (z. B. der erfasste hintere Lenkwinkel) auf den gesamten effektiven Lenkwinkelwert δt variiert werden kann. Wenn das Ergebnis von dem Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor Kvr und dem Gieren-basierten Skalierungsfaktor Kyr kleiner als 1 ist, kann der erfasste hintere Lenkwinkel weniger Einfluss auf den gesamten effektiven Lenkwinkelwert δt und somit die Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigung Ay haben. Im Gegenzug, wenn das Ergebnis von dem Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor Kvr und dem Gieren-basierten Skalierungsfaktor Kyr größer als 1 ist, kann der erfasste hintere Lenkwinkel mehr Einfluss auf den gesamten effektiven Lenkwinkelwert δt und somit die Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigung Ay haben.
-
Ein Verändern von dem Einfluss von dem hinteren Lenkwinkel auf den gesamten effektiven Lenkwinkelwert δt kann die Steuer-/Regelautorität zwischen den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 beeinflussen, wenn die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 den Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 steuert/regelt. Beispielsweise, wenn das Ergebnis von dem Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor Kvr und dem Gieren-basierten Skalierungsfaktor Kyr kleiner als 1 ist, kann der Vektor von dem Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay stärker durch den erfassten vorderen Lenkwinkel beeinflusst werden, was somit bewirkt, dass die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung den vorderen Lenkwinkel stärker gewichtet, wenn bestimmt wird, wie das Drehmoment passend unter den vorderen und hinteren Rädern 22, 44 übertragen wird.
-
Es wird eingesehen werden, dass dann, wenn die Geschwindigkeit und/oder Gierrate von dem Fahrzeug 20 zunimmt, die Asymmetrie zwischen den Hinterrädern 24 einen zunehmend nachteiligen Effekt auf die Stabilität und/oder Traktionssteuerung/-regelung haben kann. Eine Reduzierung des Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktors Kvr und des Gieren-basierten Skalierungsfaktors Kyr, während die jeweilige Geschwindigkeit und Gierrate von dem Fahrzeug 20 ansteigt, kann mehr Steuer-/Regelautorität zu den Vorderrädern 22 verteilen. Die Asymmetrie zwischen den Hinterrädern 24 hat daher weniger Einfluss während einer Stabilität- und/oder Traktionssteuerung/-regelung, was die Möglichkeit reduzieren kann, dass ein übermäßiges Drehmoment oder ein unzureichendes Bremsen an den Hinterrädern 24 bereitgestellt wird.
-
Es wird eingesehen, dass eine Bestimmung von einem Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay in Reaktion auf irgendeinen von einer Vielzahl von zusätzlichen oder alternativen Fahrzeugzuständen erfolgen kann. Es wird auch eingesehen, dass der Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay zu einer Vorwärtssteuerung/-regelung von irgendeiner von einer Vielzahl von geeigneten alternativen Vorwärtssteuerungs/-regelungssystemen von dem Fahrzeug 20 beitragen kann.
-
In einer Ausführungsform, wenn das Fahrzeug 10 bei niedrigen Geschwindigkeiten dreht, wie z. B. unterhalb von etwa 15 km/h, kann der gesamte effektive Lenkwinkelwert δt gemäß einem doppelten Ackermann-Geometrie-Lenkwinkel δa anstelle von dem effektiven hinteren Lenkwinkelwert δrm, welcher oben identifiziert ist, berechnet werden. In einer solchen Ausführungsform kann der Ausdruck von dem Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay der selbe sein wie oben beschrieben, aber der gesamte effektive Lenkwinkelwert δt kann stattdessen durch den folgenden Ausdruck verkörpert sein: δt = δf – δrm – δa wobei δa ein doppelter Ackermann-Geometrie-Lenkwinkelwert ist.
-
Eine Berechnung von dem Vorwärtssteuerung/-regelung-Beschleunigungswert Ay auf diese Weise kann effektiv sein, um Ungenauigkeiten zu reduzieren, welche manche herkömmlichen Stabilitätssteuer-/regelsysteme erfahren, wenn das Fahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten (z. B. unter etwa 15 km/h) dreht. Der doppelte Ackermann-Geometrie-Lenkwinkel δa kann gemäß dem erfassten hinteren Lenkwinkel, einem Radstand von dem Fahrzeug und den jeweiligen Radgeschwindigkeiten von jedem von den Hinterrädern 22 bestimmt werden.
-
In einer Ausführungsform kann die Bestimmung, ob der doppelte Ackermann-Geometrie-Lenkwinkel δa zu verwenden ist, wenn der gesamte effektive Lenkwinkelwert δt (und somit der Querbeschleunigungswert Ay) berechnet wird, von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 abhängig sein. In einer Ausführungsform, wenn die Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellenwerts (z. B. 15 km/h) liegt, kann der gesamte effektive Lenkwinkelwert δt nur gemäß dem effektiven hinteren Lenkwinkelwert δrm bestimmt werden. Wenn die Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 unter dem Geschwindigkeitsschwellenwert liegt, kann der gesamte effektive Lenkwinkelwert δt gemäß dem effektiven hinteren Lenkwinkelwert δrm und dem doppelten Ackermann-Geometrie-Lenkwinkel δa bestimmt werden.
-
Der doppelte Ackermann-Geometrie-Lenkwinkel δa kann bestimmt werden, indem zuerst ein Ackermann-Gesamtwinkel für das Fahrzeug
20 bestimmt wird und dann ein Ackermann-Skalierungsfaktor auf den Ackermann-Gesamtwinkel angewendet wird. Für Vierrad-gelenkte Fahrzeuge, wie z. B. das Fahrzeug
20, kann der Ackermann-Gesamtwinkel aus/von den innenseitigen Rädern während eines Drehens bestimmt werden (z. B. die linken Räder für eine Linkskurve und die rechten Räder für eine Rechtskurve). Ein Beispiel von einem Ackermann-Gesamtwinkel (AOB) ist in
6 für das Fahrzeug
20 während einer Linkskurve dargestellt. Linien A und B können sich entlang jeweiliger Rotationsachsen von dem linken Vorderrad und dem linken Hinterrad erstrecken und können sich an einem Wenderadius- oder Wendekreispunkt C schneiden. Der Ackermann-Gesamtwinkel kann der Winkel θ sein, welcher von den Linien A und B ausgebildet wird. In einer Ausführungsform kann der Ackermann-Gesamtwinkel gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet werden:
wobei L ein Radstand von dem Fahrzeug
20 (z. B. Abstand zwischen den Vorderrädern
22 und den Hinterrädern
24) ist, Rr ein Hinterrad-Dreh(Wende)radius ist und δr der hintere Lenkwinkel ist. Der Hinterrad-Dreh(Wende)radius Rr kann gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet werden:
Rr = Wr·(Vo + Vi) / 2·(Vo – Vi) wobei Vo die Radgeschwindigkeit von dem außenseitigen Hinterrad (z. B. das rechte Hinterrad für eine Linkskurve und das linke Hinterrad für eine Rechtskurve) ist, Vi die die Radgeschwindigkeit von dem innenseitigen Hinterrad (z. B. das rechte Hinterrad für eine Rechtskurve und das linke Hinterrad für eine Linkskurve) ist und Wr der Abstand zwischen den Hinterrädern
24 ist.
-
In einer Ausführungsform kann der Ackermann-Skalierungsfaktor ein Geschwindigkeit-basierter Faktor sein, welcher abnimmt, wenn die Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 zunimmt. In einer solchen Ausführungsform, während die Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 zunimmt, kann der Ackermann-Skalierungsfaktor den Effekt von dem Ackermann-Gesamtwinkel auf dem Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay entsprechend reduzieren. In einer Ausführungsform kann der Ackermann-Skalierungsfaktor von einer ersten Größe zu einer zweiten Größe in Reaktion auf die Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 abnehmen, welche von einem ersten Ackermann-Geschwindigkeitswert zu einem zweiten Ackermann-Geschwindigkeitswert zunimmt. Beispielsweise kann der Ackermann-Skalierungsfaktor von etwa 1 bis etwa 0,5 abnehmen in Reaktion darauf, dass die Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 von etwa 0 zu dem Schwellenwert zunimmt. Als ein Ergebnis kann der Ackermann-Korrekturwert zwischen etwa 100% von dem Ackermann-Gesamtwinkel und etwa 50% von dem Ackermann-Gesamtwinkel variieren, während sich die Geschwindigkeit von dem Fahrzeug 20 auf den Schwellenwert erhöht. In einer Ausführungsform kann der Ackermann-Skalierungsfaktor linear abnehmen, aber in anderen Ausführungsformen kann der Ackermann-Skalierungsfaktor in irgendeiner von einer Vielzahl von geeigneten alternativen Weisen verändert werden (z. B. einer stückweise definierten Kurve folgen).
-
In einer Ausführungsform kann der doppelte Ackermann-Geometrie-Lenkwinkel δa aus dem folgenden Ausdruck berechnet werden:
-
Es wird jedoch eingesehen werden, dass irgendeiner von einer Vielzahl von geeigneten alternativen Ausdrücken verwendet werden kann, um einen Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay mit einem Ackermann-Gesamtwinkel und einem Skalierungsfaktor zu korrigieren, wenn ein Fahrzeug 20 sich unterhalb einer Schwellengeschwindigkeit befindet.
-
Eine Ausführungsform von einer Steuer-/Regelroutine, welche von der ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 implementiert wird, ist im Allgemeinen in 7 veranschaulicht. Bei einer Inbetriebnahme (100) kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 den Vorderrad-Lenkwinkel (105), den Hinterrad-Lenkwinkel (110), die Fahrzeuggeschwindigkeit (115) und die Fahrzeug-Gierrate (120) erfassen. Die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 kann einen Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor Kvr basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor-Kennfeld (125) bestimmen und kann einen Gieren-basierten Skalierungsfaktor Kyr basierend auf der Fahrzeug-Gierrate und einem Gieren-basierten Skalierungsfaktor-Kennfeld (130) bestimmen. Der effektive hintere Lenkwinkelwert δrm kann basierend auf dem erfassten Hinterrad-Lenkwinkel, dem Geschwindigkeit-basierten Skalierungsfaktor Kvr und dem Gieren-basierten Skalierungsfaktor Kyr bestimmt werden (135). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der Geschwindigkeitsschwellenwert ist, kann der gesamte effektive Lenkwinkelwert δt basierend auf dem Vorderrad-Lenkwinkel und dem effektiven Hinterrad-Lenkwinkelwert δrm bestimmt werden (140). Der Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay kann basierend auf dem gesamten effektiven Lenkwinkelwert δt bestimmt werden (145) und der Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 kann in Reaktion auf den Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay gesteuert/geregelt werden (150) und der Prozess kann dann erneut starten.
-
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich dem Geschwindigkeitsschwellenwert ist, kann die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 die Radgeschwindigkeit von den linken und rechten Hinterrädern 24 erfassen (155) und kann den Ackermann-Gesamtwinkel basierend auf dem Hinterrad-Lenkwinkel und der Radgeschwindigkeit von den linken und rechten Hinterrädern 24 bestimmen (160). Die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 kann einen Ackermann-Skalierungsfaktor basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmen (165) und kann den doppelten Ackermann-Geometrie-Lenkwinkelwert δa basierend auf dem Ackermann-Gesamtwinkel und dem Ackermann-Skalierungsfaktor bestimmen (170). Der gesamte effektive Lenkwinkelwert δt kann basierend auf dem Vorderrad-Lenkwinkel, dem effektiven Hinterrad-Lenkwinkelwert δrm und dem doppelten Ackermann-Geometrie-Lenkwinkelwert δa bestimmt werden (175). Der Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay kann dann bestimmt werden basierend auf dem gesamten effektiven Lenkwinkelwert δt (145), der Betrieb von den vorderen und hinteren Rädern 22, 24 kann in Reaktion auf den Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert Ay gesteuert/geregelt werden (150) und der Prozess kann dann erneut starten. Es wird eingesehen werden, dass die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 beispielsweise bestimmte Schritte von der Steuer-/Regelroutine in irgendeiner Reihenfolge wie z. B. alternativ oder parallel zueinander durchführen kann. Es wird auch eingesehen werden, dass die ESC-Steuer-/Regeleinrichtung 50 einen Betrieb von den Vorderrädern 22 und/oder Hinterrädern 24 auf irgendeine von einer Vielzahl von zusätzlichen oder alternativen Arten steuern/regeln kann.
-
Die vorangehende Beschreibung von Ausführungsformen und Beispielen wurde zum Zwecke einer Veranschaulichung und Beschreibung präsentiert. Es ist nicht beabsichtigt, erschöpfend zu sein oder auf die beschriebenen Formen zu beschränken. Zahllose Modifikationen sind im Lichte der obigen Lehren möglich. Einige von diesen Modifikationen wurden diskutiert und andere werden von Fachleuten verstanden. Die Ausführungsformen wurden zur Erläuterung von verschiedenen Ausführungsformen gewählt und beschrieben. Der Schutzbereich ist natürlich nicht auf die Beispiele oder Ausführungsformen beschränkt, welche hier dargelegt sind, sondern kann in irgendeiner Anzahl von Anwendungen und äquivalenten Einrichtungen von Fachleuten verwendet werden. Vielmehr wird hiermit beabsichtigt, dass der Schutzbereich durch die Ansprüche in der Anlage definiert wird. Ebenso sollte für irgendwelche beanspruchten und/oder beschriebenen Verfahren ungeachtet davon, ob das Verfahren in Verbindung mit einem Flussdiagramm beschrieben wird, verstanden werden, dass solange nichts anderes bestimmt oder im Kontext gefordert ist, irgendeine explizite oder implizite Folge von Schritten, welche bei der Ausführung eines Verfahrens durchgeführt werden, nicht bedeutet, dass diese Schritte in der präsentierten Reihenfolge durchgeführt werden müssen und können in einer verschiedenen Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden.
-
Verfahren zur Steuerung/Regelung eines Fahrzeugs sind vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst ein Paar von lenkbaren Vorderrädern und ein Paar von lenkbaren Hinterrädern. Ein Lenkwinkel von wenigstens einem von den lenkbaren Hinterrädern wird erfasst. Ein Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert wird basierend auf dem erfassten Lenkwinkel und einem Skalierungsfaktor bestimmt. Ein Betrieb von den lenkbaren Vorderrädern und den lenkbaren Hinterrädern wird in Reaktion auf den Vorwärtssteuerung/-regelung-Querbeschleunigungswert gesteuert/geregelt.
