DE19751227A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug.
Ein solches Lenksystem ist aus der DE-OS 40 31 316 (entspricht der US 5,205,371) bekannt und soll, soweit es zum Verständnis der vorliegenden Erfindung relevant ist, an­ hand der Fig. 1 und 2 erläutert werden. Bei einem solchen Lenksystem werden die vom Fahrer durch das Lenkrad 11 bzw. 21 aufgebrachten Lenkbewegungen, der durch den Sensor 28 er­ faßte Lenkradwinkel δL, in dem Überlagerungsgetriebe 12 bzw. 22 mit den Bewegungen, dem Motorwinkel δM, des Stellantrie­ bes 13 bzw. 23 überlagert. Die so entstandene Gesamtbewegung δL' wird über das Lenkgetriebe 14 bzw. das Lenkgestänge 16 an die lenkbar ausgelegten Räder 15a und 15b zur Einstellung des Lenkwinkels δV weitergeleitet. Hierbei kann der Stellan­ trieb 13 bzw. 23 als Elektromotor ausgelegt sein. Das Funk­ tionsprinzip eines solchen Lenksystems besteht darin, daß der Motorwinkel δM zur Beeinflussung des dynamischen Verhal­ tens des Fahrzeugs abhängig von dem Lenkradwinkel δL und ab­ hängig von Signalen Sm bestimmt wird, wobei der Lenkradwin­ kel δL über den Sensor 28 ermittelt wird und die Signale Sm die durch die Sensoren 26 erfaßten Fahrzeugbewegungen reprä­ sentieren. Der Gesamtlenkwinkel ergibt sich entsprechende dem Zusammenhang
δL' = δL/iü + δM,
wobei das Übersetzungsverhältnis iü = 1 oder iü ≈ 1 sein kann.
Die DE-A1-36 25 392 zeigt die Abgabe eines Korrektursignals an einen Stellmotor, der den Vorderradlenkwinkel beeinflußt. Das Korrektursignal ist dabei abhängig von einer Soll-Ist-Gier­ geschwindigkeitsabweichung.
Die Kompensation von Seitenwindeinflüssen durch einen über­ lagerten Lenkwinkeleingriff zeigt die GB-PS 1,414,206.
Die DE-OS 40 38 079 (entspricht der US 5,316,379) zeigt eine Überlagerung eines Lenkanteils (Kompensationslenkwinkel) am Vorderrad und/oder Hinterrad. Der Kompensationslenkwinkel, der abhängig von den Bremsdruckdifferenzen ist, kompensiert dabei die Gierbewegung bei sogenannten µ-Split-Bremsungen, das heißt bei Bremsungen, bei denen die Fahrbahnreibwerte auf der rechten und linken Fahrbahnseite signifikant ver­ schieden sind. Hierbei kann es aber zu dem Problem kommen, daß die Bremsdruckdifferenz nur ein ungenaues Maß für das Giermoment darstellt, das insbesondere durch verschiedene Reifen links und rechts, Fading, ungleichmäßigen Bremsenver­ schleiß, ABS-Fehlfunktion oder Bremskreisausfall stark ver­ fälscht werden kann.
In der Veröffentlichung Ackermann et al.: "Fahrsicherheit durch robuste Lenkregelung", Automatisierungstechnik 44 (1996) 5, Seiten 219 bis 225 wird vorgeschlagen, die Gierdy­ namik eines Kraftfahrzeugs durch einen Lenkeingriff zu be­ einflussen, wobei insbesondere ein integrierender Regler (I-Regler) vorgesehen ist.
Obwohl für die Ausregelung von großen Störungen, wie sie z. B. bei der µ-Split-ABS-Bremsung oder starkem Seitenwind auftreten, ein integrierender Giergeschwindigkeitsregler mit hoher Verstärkung besonders geeignet ist, verursacht ein solcher Regler andererseits bei kleinen Störungen, wie z. B. leichten Bodenwellen, häufig Lenkeingriffe, die unnötig und störend sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Gierverhalten eines Fahrzeugs durch Lenkeingriffe zu verbes­ sern, ohne aber unnötig häufige Lenkeingriffe zu veranlas­ sen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der unab­ hängigen Ansprüche gelöst.
Vorteile der Erfindung
Wie schon erwähnt geht die Erfindung aus von einem Lenksy­ stem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem lenkbaren Rad, einem Stellantrieb und einem Überlagerungsgetriebe. Durch das Überlagerungsgetriebe werden die durch den Fahrer des Fahrzeugs initiierte Lenkbewegung und die durch den Stellantrieb initiierte Bewegung zur Erzeugung der Lenkbewe­ gung des lenkbaren Rades überlagert. Erfindungsgemäß wird eine die Gierbewegung des Fahrzeugs repräsentierende Gier­ größe erfaßt und bei Vorliegen eines bestimmten Fahrzustands ein Steuersignal wenigstens abhängig von dieser erfaßten Giergröße gebildet. Der Stellantrieb wird dann zur Initiie­ rung der Bewegung durch das erzeugte Steuersignal angesteu­ ert. Weiterhin wird erfindungsgemäß eine den Bremszustand des Fahrzeugs repräsentierende Bremsgröße erfaßt und das Vorliegen des Fahrzustands abhängig von dieser erfaßten Bremsgröße bestimmt.
Die Erfindung ermöglicht einen aktiven Lenkeingriff zur Ver­ besserung des Gierverhaltens, der nur dann eingeschaltet wird, wenn eine äußere Störung der Fahrzeugbewegung detek­ tiert wird.
Insbesondere ist vorgesehen, daß die erfaßte Bremsgröße ei­ nen Bremszustand des Fahrzeugs repräsentiert, bei dem ein Bremsvorgang auf einer Fahrbahn mit signifikant unterschied­ lichen Fahrbahnreibwerten auf den unterschiedlichen Fahr­ zeugseiten stattfindet. Insbesondere ist vorgesehen, daß die erfaßte Bremsgröße abhängig von den Bremswirkungen, insbe­ sondere abhängig von den Radbremsdrücken, wenigstens zweier Radbremsen auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten erfaßt wird. Die erfaßte Bremsgröße kann dabei abhängig von der Differenz der Radbremsdrücke wenigstens zweier Radbremsen auf unter­ schiedlichen Fahrzeugseiten und/oder abhängig von dem Ver­ hältnis des größeren zum kleineren der Radbremsdrücke (pvr, pvl) wenigstens zweier Radbremsen auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten erfaßt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die erfaßte Bremsgröße abhängig von einer Betäti­ gung der Bremssystems des Fahrzeugs, insbesondere abhängig von einer Betätigung der Bremslichter, erfaßt wird.
Wie schon erwähnt wird bei solchen sogenannten µ-Split-Brem­ sungen ein Giermoment induziert, dem es durch einen ak­ tiven Lenkeingriff entgegenzuwirken gilt. Im Gegensatz zu Systemen, wie sie beispielsweise in der eingangs erwähnten DE-OS 40 38 079 (entspricht der US 5,316,379) beschrieben sind, wird durch die Erfindung auch bei ungleichmäßigem Bremsbelagverschleiß, Fading, unterschiedlichen Reifen rechts und links, Antiblockier- (ABS-)-Fehlfunktion oder Bremskreisausfall korrekt in die Lenkung eingegriffen und der Gierbewegung fahrsicherheitssteigernd entgegengewirkt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß eine Sollgröße für die Gierbewegung des Fahr­ zeugs bestimmt wird. Diese Sollgröße wird insbesondere ab­ hängig von der durch den Fahrer des Fahrzeugs initiierten Lenkbewegung und/oder abhängig von der erfaßten Fahrzeugge­ schwindigkeit bestimmt. Das Steuersignal wird dann wenig­ stens abhängig von der Abweichung zwischen der erfaßten Giergröße und der bestimmten Sollgröße gebildet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erfaßte Giergröße oder die Abweichung zwischen der erfaßten Giergröße und der bestimmten Sollgröße zur Bildung des Steuersignals inte­ griert wird (I-Regler). Wie schon beschrieben ist für die Ausregelung von großen Störungen, wie sie z. B. bei der µ-Split-ABS-Bremsung oder starkem Seitenwind auftreten, ein integrierender Giergeschwindigkeitsregler mit hoher Verstär­ kung besonders geeignet. Das Problem, daß ein solcher Regler bei kleinen Störungen, wie z. B. leichten Bodenwellen, häufig Lenkeingriffe verursacht, die unnötig und störend sind, wird durch die Erfindung gelöst. Es ist somit ein I-Regler mit hoher Verstärkung gefunden, der nur im Fall bestimmter gro­ ßer Störungen eingreift.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß nach dem Vorliegen des be­ stimmten Fahrzustands, also wenn dieser Fahrzustand nicht mehr vorliegt, das Steuersignal oder wenigstens den abhängig von der Giergröße gebildeten Anteil des Steuersignals mit einem zeitlich abnehmenden Verhalten auf einen vorgebbaren Wert, insbesondere auf den Wert Null, zu führen. Das zeit­ lich abnehmende Verhalten kann dabei durch eine Rampe oder durch ein Verzögerungsverhalten erster Ordnung realisiert sein. Insbesondere kann das zeitlich abnehmende Verhalten von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängen. Gemäß dieser Aus­ gestaltung der Erfindung wird der Zusatzlenkwinkel auf den Wert Null zurückgeführt, wenn keine äußere Störung mehr vor­ liegt.
Eine verbesserte Detektion von äußeren Störungen wird da­ durch erzielt, daß die erfaßte Bremsgröße weiterhin abhängig ist von der durch den Fahrer des Fahrzeugs initiierten Lenk­ bewegung und der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von einer die Querbeschleunigung des Fahrzeugs repräsentierenden Grö­ ße. Bei dieser Variante wird bei der µ-Split-Erkennung zu­ sätzlich der Lenkwinkel und die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Querbeschleunigung berücksichtigt, um µ-Split-Bremsung und Kurvenbremsung besser unterscheiden zu können.
Da auch Seitenwind zu einer unerwünschten Gierbewegung des Fahrzeugs führen kann, ist es darüber hinaus vorteilhaft, daß eine einen Seitenwindeinfluß auf das Fahrzeug repräsen­ tierende Seitenwindgröße erfaßt wird, und das Vorliegen des Fahrzustands auch abhängig der erfaßten Seitenwindgröße be­ stimmt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprü­ chen zu entnehmen.
Zeichnungen
Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch das Lenksystem nach dem Stand der Technik, von dem die Erfindung im Ausführungsbeispiel ausgeht. Die Fig. 3 stellt die Steuerungs- bzw. Regelungsstra­ tegie eines solchen Lenksystems dar. Die Fig. 4 zeigt eine Giermomentenkompensation, die Fig. 5 eine Giergeschwindigkeits­ regelung, während die Fig. 6 die erfindungsgemäße Kombination des Giergeschwindigkeitsreglers mit der µ-Split-Erkennung zeigt.
Ausführungsbeispiel
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels dargestellt werden. Dabei wird beispielhaft von einer eingangs erwähnten Überlagerungslenkung ausgegangen.
Die Fig. 1 bzw. Fig. 2 zeigt mit den Bezugszeichen 11 bzw. 21 ein von dem Fahrer des Fahrzeugs betätigbares Lenkrad. Durch die Betätigung des Lenkrades 11 bzw. 21 wird dem Überlagerungsge­ triebe 12 bzw. 22 durch die Verbindung 101 der Lenkradwinkel δL zugeführt. Gleichzeitig wird dem Überlagerungsgetriebe 12 bzw. 22 über die Verbindung 104 der Motorwinkel δM des Stellantriebes 13 bzw. 23 zugeleitet, wobei der Stellantrieb als Elektromotor ausgebildet sein kann. Ausgangsseitig des Überlagerungsgetriebes 12 bzw. 22 wird die Gesamtbewegung δL' über die Verbindung 103 dem Lenkgetriebe 14 bzw. 24 zugeführt, das wiederum über das Lenkgestänge 16 entsprechend dem Gesamtwinkel δL' die lenkbaren Räder 15a und 15b mit dem Lenkwinkel δV beaufschlagt. In der Fig. 2 sind weiterhin Sensoren 28 und 26 zu sehen, wobei der Sen­ sor 28 den Lenkradwinkel δL detektiert und dem Steuergerät 27 zuführt, während mit dem Bezugszeichen 26 Sensoren gekennzeich­ net sind, die die Bewegungen des Fahrzeugs 25 (bspw. Gierbewe­ gungen, Querbeschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit usw.) sen­ sieren und entsprechende Ausgangssignale Sm dem Steuergerät 27 zuführen. Das Steuergerät 27 ermittelt, abhängig vom erfaßten Lenkradwinkel δL und ggf. abhängig von den Fahrzeugbewegungen eine Stellgröße u zur Ansteuerung des Stellantriebs 13 bzw. 23.
Die Fig. 3 zeigt anhand eines Blockschaltbildes die Funktions­ weise des Lenksystems im Fahrbetrieb des Fahrzeugs. Die Einstel­ lung des Zusatzlenkwinkels δM erfolgt, indem ein Fahrzeugregler oder eine Steuerung 31 einen Sollwert δM,soll für den Zusatzwin­ kel bestimmt. Dies geschieht abhängig von der durch den Sensor 26 erfaßten Gierwinkelgeschwindigkeit ω des Fahrzeugs. Der Soll­ wert δM,soll wird von einem unterlagerten Lageregler 32 und evtl. Stromregler durch den Motor 33 eingestellt und dem durch den Fahrer induzierten Lenkradwinkel δL im Punkt 35 (überlagerungsgetriebe) überlagert. Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, daß der Sollwert δM,soll für den Zusatzwinkel auch Anteile enthält die, beispielsweise zur Lenkunterstützung des Fahrers, abhängig von dem Lenkradwinkel δL sind.
In der Fig. 4 wird die Ermittlung des Sollwertes δM,soll im Falle einer µ-Split-Bremsung gezeigt. In diesem Fall findet also ein starker Bremsvorgang, insbesondere eine Antiblockierbremsung (ABS-Bremsung), auf einer Fahrbahn statt, die auf der rechten und der linken Fahrzeugseite sehr unterschiedliche Reibwerte aufweist. Es kommt in bekannter Weise zu einem Giermoment. Bei der in der Fig. 4 dargestellten Giermomentkompensation werden zunächst die Bremsdrücke pvl und pvr am linken und rechten Vor­ derrad entweder direkt sensiert oder aus vorliegenden Meßdaten (z. B. Ventilöffnungszeiten, Vordruck) berechnet (Erfassungsmittel 40a und 40b). Diese Radbremsdrücke werden dann in den Filtern 41 und 42 zur Ausblendung von Störeinflüssen ge­ filtert. Die Differenz der so gefilterten Bremsdrücke wird dann im Block 43 (Proportionalverstärker mit Totband) bearbeitet. Der Sollwert δM,soll für den Zusatzwinkel wird dann aus der so bear­ beiteten Differenz mittels eines konstanten und eines zeitvaria­ blen Verstärkungsfaktors (Blöcke 44 und 45) bestimmt.
Bei der in der Fig. 4 gezeigten Giermomentenkompensation besteht das schon erwähnte Problem, daß die Bremsdruckdiffe­ renz nur ein ungenaues Maß für das Giermoment darstellt, das insbesondere durch verschiedene Reifen links und rechts, Fa­ ding, ungleichmäßigen Bremsenverschleiß, ABS-Fehlfunktion oder Bremskreisausfall stark verfälscht werden kann.
Eine andere Möglichkeit besteht in der Ausregelung der Stö­ rungen durch einen Giergeschwindigkeitsregler nach Fig. 5. Dabei wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, dem Lenkrad­ winkel δL (Sensor 28) und evtl. weiteren Größen ein Sollwert ωsoll für die Giergeschwindigkeit berechnet (Block 51) und mit der gemessenen Giergeschwindigkeit ω des Fahrzeugs ver­ glichen. Wird im Giergeschwindigkeitsregler 52 festgestellt, daß der Soll- und Istwert voneinander abweichen, so bestimmt der Giergeschwindigkeitsregler 52 einen geeigneten Sollwert δM,soll für den Zusatzlenkwinkel, um die Abweichung zu redu­ zieren. Der Lageregler 53 und der Motor 54 entsprechen dabei den anhand der Fig. 3 beschriebenen Blöcken 32 und 33.
Für die µ-Split-Bremsung ist die Verwendung eines reinen I-Reglers als Giergeschwindigkeitsregler besonders günstig. Das bedeutet das Regelgesetz:
δM,soll = KI.∫(ωsoll-ω)dt
bzw.
dδM,soll/dt = KI.(ωsoll-ω)
KI ist dabei ein konstanter Verstärkungsfaktor. Wie oben er­ wähnt führt dieses Regelgesetz aber zu häufigen kleinen Ein­ griffen, die unnötig und störend sind.
Die anhand der Fig. 5 beschriebene Giergeschwindigkeitsre­ gelung stellt die Basis für die in der Fig. 6 dargestellte Kombination dar.
Dem Giergeschwindigkeitsregler 61 wird die durch den Sensor 26 erfaßte momentane Gierwinkelgeschwindigkeit ω und der entsprechende Sollwert (Block 51, siehe Fig. 5) zugeführt. Die in der Verknüpfung 611 gebildete Differenz (ωsoll-ω) wird der Verstärkerstufe 612 (Integrationsverstärkung KI) zugeführt. Nimmt der Schalter 615 die in der Fig. 6 gezeig­ te Stellung ein, so wird die Differenz (ωsoll-ω) über den Integrierer 613 geleitet und zu der Sollgröße δM,soll für den Zusatzlenkwinkel δM bearbeitet. Weist der durch das Si­ gnals S ansteuerbare Schalter 615 die andere, in der Fig. 6 nicht dargestellte Stellung auf, so wird die Sollgröße δM,soll über die Verstärkerstufe 614 auf den Eingang des In­ tegrierers 613 gelegt.
Der integrierende Giergeschwindigkeitsregler 61 wird also erst bei einer durch die µ-Split-Erkennung 62 erkannten µ-Split-Bremsung eingeschaltet. Der Schalter 615 hat dabei die in der Fig. 6 dargestellte Stellung. Bevor eine µ-Split-Brem­ sung erkannt wird, ist die Stellgröße δM,soll = 0. Ist die µ-Split-Bremsung beendet, so wird der dann noch anste­ hende Zusatzwinkel bzw. die entsprechende Sollgröße δM,soll wieder auf den Wert Null zurückgeführt; dies erfolgt vor­ zugsweise mit einem Verzögerungsverhalten erster Ordnung. Der Schalter 615 hat dabei die in der Fig. 6 nicht darge­ stellte Stellung.
Wird der Fahrtbeginn durch die Zeit t = 0 gekennzeichnet, so wird das Regelgesetz durch folgende Gleichungen beschrieben:
für t = 0:
δM,soll(t = 0) = 0;
für t < 0:
dδM,soll(t)/dt = KI.(ωsoll-ω),
wenn µ-Split-Bremsung vorliegt;
dδM,soll(t)/dt = -a.δM,soll(t),
wenn keine µ-Split-Bremsung vorliegt.
Dabei ist KI < 0 eine konstante Verstärkung, die ungefähr so groß wie die Lenkübersetzung iL ist. a < 0 ist ein konstan­ ter Faktor, wobei 1/a die Zeitkonstante ist, mit der der Zu­ satzwinkel bzw. die Sollgröße δM,soll nach Ende der µ-Split-Bremsung zurückgenommen wird.
Die µ-Split-Erkennung 62 arbeitet wie folgt:
Wenn die Bremse betätigt wird, was mittels des Bremslicht­ schalters 63 (Signal BLS) festgestellt wird, wird anhand der Bremsdrücke pvr und pvl an den Vorderrädern erkannt, ob eine µ-Split-Situation vorliegt oder nicht. Die Bremsdrücke kön­ nen dabei direkt gemessen oder aus anderen vorliegenden Grö­ ßen wie ABS-Ventilöffnungszeiten und Vordruck abgeschätzt werden.
Nach Ausblendung der Störeinflüsse durch die Filter 41 und 42 wird im Punkt 625 die Bremsdruckdifferenz Δp = (pvl-pvr) gebildet. Überschreitet die Bremsdruckdifferenz Δp betrags­ mäßig einen bestimmten Grenzwert PG, der auch vom Gesamt­ druckniveau abhängen kann, so wird gefolgert, daß es sich um eine µ-Split-Bremsung handelt. Daraufhin wird das µ-Split-Flag auf den Wert Eins gesetzt, sonst ist es Null.
Der Grenzwert PG wird an das Gesamtdruckniveau angepaßt, in­ dem der konstante Wert PGo um das mit dem konstanten Faktor KG (Block 622) gewichtete Produkt (Block 621) der gefilter­ ten Bremsdrücke erhöht wird.
Das µ-Split-Flag wird mit dem BLS-Wert im Block 626 multi­ pliziert bzw. logisch UND-verknüpft. Wird so erkannt, daß momentan auf µ-Split gebremst wird, so wird durch das Signal S der Schalter 615 in der in der Fig. 6 eingezeichneten Stellung gebracht, womit der I-Regler eingeschaltet ist. Liegt keine µ-Split-Bremsung vor, so wird der Schalter 615 umgeschaltet und δM,soll gegen Null geführt.
Neben der beschriebene Berücksichtigung der Radbremsdruck­ differenzen kann das Verhältnis des größeren zum kleineren der Radbremsdrücke (pvr, pvl) wenigstens zweier Radbremsen auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten ausgewertet werden.
Die vorgeschlagene schaltbare Giergeschwindigkeitsregler er­ möglicht zahlreiche Varianten und Erweiterungen:
  • - Nach Ende der µ-Split-Bremsung wird der Zusatzwinkel nicht mit einem Verzögerungsverhalten sondern rampenför­ mig, d. h. mit der konstanten Geschwindigkeit ± dδM,soll(0)/dt, auf Null zurückgeführt.
  • - Die Rückführung auf den Wert Null, d. h. der Faktor a oder die Geschwindigkeit ± dδM,soll(0)/dt, hängt von der Fahr­ zeuggeschwindigkeit ab.
  • - Bei Stillstand des Fahrzeugs wird der Zusatzwinkel nicht verändert; ist bei Erreichen des Fahrzeugstillstands δM ≠ 0 bzw. δM,soll ≠ 0, so wird der Zusatzwinkel erst dann auf Null zurückgeführt, wenn das Fahrzeug wieder an­ fährt.
  • - In der µ-Split-Erkennung werden zusätzlich der Lenkwinkel und die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Querbeschleuni­ gung berücksichtigt, um µ-Split-Bremsung und Kurvenbrem­ sung besser unterscheiden zu können.
  • - Anstatt der µ-Split-Erkennung nach der Fig. 6 zu verwen­ den, kann dann auf eine µ-Split-Bremsung geschlossen wer­ den, wenn der sog. µ-Split-Faktor
    einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Dabei ist Pmax = max(pvl,pvr), Pmin = min(pvl,pvr); Poff ist ein konstanter Offset und ay die Fahrzeugquerbeschleunigung; P0, P1 und P2 sind konstante Parameter.
  • - Anstatt einer separaten µ-Split-Erkennung wird das µ-Split-Flag verwendet, das im allgemeinen in einem konven­ tionellen Antiblockierregelungs-Steuergerät vorliegt.
  • - Der integrierende Regler wird auch bei Seitenwind einge­ schaltet. Daß Seitenwind herrscht, wird mittels Luft­ drucksensoren an verschiedenen Stellen der Karosserie de­ tektiert, vgl. Tran, V.T.: Crosswind Feedforward Control
  • - A Measure to Improve Vehicle Crosswind Behaviour; Ve­ hicle System Dynamics 23 (1993), S. 165-205.
  • - Der schaltbare I-Regler wird durch weitere Rückführungen ergänzt, z. B. eine proportionale Rückführung der Gierge­ schwindigkeit zur Dämpfung der Gierbewegung, die selbst­ verständlich zu allen Zeiten Lenkeingriffe veranlassen können.
Zusammenfassend können als Vorteile der Erfindung herausge­ stellt werden:
  • - Es wird ein integrierender Giergeschwindigkeitsregler für einen aktiven Lenkeingriff vorgestellt, der nur dann ein­ geschaltet wird, wenn eine äußere Störung der Fahrzeugbe­ wegung detektiert wird. Liegt keine äußere Störung vor, wird der Zusatzlenkwinkel auf den Wert Null zurückge­ führt.
  • - Im Gegensatz zu einem konventionellen Giermomentenein­ griff wird auch bei ungleichmäßigem Bremsbelagverschleiß, Fading, unterschiedlichen Reifen rechts und links, ABS-Fehlfunktion oder Bremskreisausfall richtig in die Len­ kung eingegriffen.
  • - Bei der Störung kann es sich auch um Seitenwind, der mit­ tels Luftdrucksensoren erkannt werden kann, handeln.
  • - Der schaltbare I-Regler kann durch weitere Regler oder Steuerungen ergänzt werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraft­ fahrzeug mit wenigstens einem lenkbaren Rad (15), einem Stellantrieb (13; 23) und einem Überlagerungsgetriebe (12; 22), wobei durch das Überlagerungsgetriebe die durch den Fahrer des Fahrzeugs initiierte Lenkbewegung (δL) und die durch den Stellantrieb (13; 23) initiierte Bewegung (δM) zur Erzeugung der Lenkbewegung des lenkbaren Rades überlagert werden, wobei
  • - eine die Gierbewegung des Fahrzeugs repräsentierende Giergröße (ω) erfaßt wird,
  • - ein Steuersignal (δM,soll) bei Vorliegen eines bestimmten Fahrzustands wenigstens abhängig von der erfaßten Gier­ größe (ωist) gebildet wird,
  • - der Stellantrieb (13; 23) zur Initiierung der Bewegung (δM) durch das erzeugte Steuersignal (δM,soll) angesteuert wird,
  • - eine den Bremszustand des Fahrzeugs repräsentierende Bremsgröße (S) erfaßt wird, und
  • - das Vorliegen des Fahrzustands abhängig der erfaßten Bremsgröße (S) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Bremsgröße (S) einen Bremszustand des Fahrzeugs repräsentiert, bei dem ein Bremsvorgang auf einer Fahrbahn mit signifikant unterschiedlichen Fahrbahnreibwerten auf den unterschiedlichen Fahrzeugseiten stattfindet (µ-Split-Bremsungen).
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Bremsgröße (S) abhängig von den Bremswirkungen, insbesondere abhängig von den Radbremsdrücken (pvr, pvl), wenigstens zweier Radbremsen auf unterschiedlichen Fahrzeug­ seiten erfaßt wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die erfaßte Bremsgröße (S) abhängig von der Differenz der Radbremsdrücke (pvr, pvl) wenigstens zweier Radbremsen auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten und/oder abhängig von dem Verhältnis des größeren zum kleineren der Radbremsdrücke (pvr, pvl) wenigstens zweier Radbremsen auf unterschiedli­ chen Fahrzeugseiten erfaßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Bremsgröße (S) abhängig von einer Betätigung der Bremssystems des Fahrzeugs, insbesondere abhängig von einer Betätigung der Bremslichter, erfaßt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sollgröße (ωsoll) für die Gierbewegung des Fahrzeugs, insbesondere abhängig von der durch den Fahrer des Fahrzeugs initiierten Lenkbewegung (δL) und/oder abhängig von der er­ faßten Fahrzeuggeschwindigkeit, bestimmt wird, und das Steu­ ersignal (δM,soll) wenigstens abhängig von der Abweichung (ωsoll-ωist) zwischen der erfaßten Giergröße und der be­ stimmten Sollgröße gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Giergröße (ωist) oder die Abweichung (ωsoll-ωist) zur Bildung des Steuersignals (δM,soll) inte­ griert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vorliegen des bestimmten Fahrzustands das Steu­ ersignal (δM,soll) oder wenigstens der abhängig von der Giergröße (ωist) gebildete Anteil des Steuersignals (δM,soll) mit einem zeitlich abnehmenden Verhalten auf einen vorgebbaren Wert, insbesondere auf den Wert Null, geführt wird, wobei das zeitlich abnehmende Verhalten insbesondere durch eine Rampe oder durch ein Verzögerungsverhalten erster Ordnung realisiert sein kann und/oder das zeitlich abnehmen­ de Verhalten von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Bremsgröße (S) weiterhin abhängig ist von der durch den Fahrer des Fahrzeugs initiierten Lenkbewegung (δL) und der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer die Querbe­ schleunigung des Fahrzeugs repräsentierenden Größe.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Seitenwindeinfluß auf das Fahrzeug repräsentie­ rende Seitenwindgröße erfaßt wird, und das Vorliegen des Fahrzustands auch abhängig der erfaßten Seitenwindgröße be­ stimmt wird.
10. Vorrichtung zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraft­ fahrzeug mit wenigstens einem lenkbaren Rad (15), einem Stellantrieb (13; 23) und einem Überlagerungsgetriebe (12; 22), wobei durch das Überlagerungsgetriebe die durch den Fahrer des Fahrzeugs initiierte Lenkbewegung (δL) und die durch den Stellantrieb (13; 23) initiierte Bewegung (δM) zur Erzeugung der Lenkbewegung des lenkbaren Rades überlagert werden, wobei vorgesehen sind:
  • - Mittel (26) zur Erfassung einer die Gierbewegung des Fahrzeugs repräsentierenden Giergröße (ω),
  • - Mittel (61) zur Bildung eines Steuersignals (δM,soll) bei Vorliegen eines bestimmten Fahrzustands wenigstens abhän­ gig von der erfaßten Giergröße (ωist),
  • - Mittel (27) zur Ansteuerung des Stellantriebs (13; 23) zur Initiierung der Bewegung (δM) durch das erzeugte Steu­ ersignal (δM,soll),
  • - Mittel (62) zur Erfassung einer den Bremszustand des Fahrzeugs repräsentierenden Bremsgröße (S) und
  • - Mittel (615) zur Bestimmung des Vorliegens des Fahrzu­ stands abhängig der erfaßten Bremsgröße (S).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Bremsgröße (S) abhängig von den Bremswirkun­ gen, insbesondere abhängig von den Radbremsdrücken (pvr, pvl), wenigstens zweier Radbremsen auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten erfaßt wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die erfaßte Bremsgröße (S) abhängig von der Diffe­ renz der Radbremsdrücke (pvr, pvl) wenigstens zweier Rad­ bremsen auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten und/oder abhän­ gig von dem Verhältnis des größeren zum kleineren der Rad­ bremsdrücke (pvr, pvl) wenigstens zweier Radbremsen auf un­ terschiedlichen Fahrzeugseiten erfaßt wird.
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