DE69935471T2

DE69935471T2 - Gierwinkelregelverfahren für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69935471T2
Application number: DE69935471T
Authority: DE
Inventors: Youssef Ahmed Ghoneim; David M. Huntington Woods Sidlosky; William C. Troy Lin
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: EP0958978A3; US6205391B1; EP0958978A2; DE69935471D1; EP0958978B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug.
Die Fahrwerksteuertechnik hat dank der Fortschritte in den Erfassungs- und Berechnungstechniken sowie der Fortschritte in der Schätz- und Steuertheorie eine bemerkenswerte Entwicklung zu verzeichnen. Dies hat den Entwurf verschiedener Steuersysteme unter Verwendung aktiver Mittel, um ein manövrierbares Fahrzeug zu erzielen, ermöglicht. Eine solche Weiterentwicklung ist die Steuerung und Einstellung der Reifenkräfte durch die Strategie der Steuerung der Bremskraftverteilung mittels eines Lenkradeinschlagwinkelsensors, eines Querbeschleunigungssensors und eines Giergeschwindigkeitssensors, um eine Giergeschwindigkeitsregelung zu konstruieren. Weil der Preis dieser verschiedenen Sensoren, vor allem des Giergeschwindigkeitssensors, noch relativ hoch ist, ist diese Technik auf eine kleine Anzahl von Fahrzeugen begrenzt. Obwohl die Fahrzeuggiergeschwindigkeit als Funktion der gemessenen Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder berechnet werden kann, wie aus DE 19628486 bekannt ist, reicht die Schätzung nicht aus, um während des Bremsens oder dann, wenn das Fahrzeug ein Übersteuern zeigt, das wirkliche Fahrzeuggieren zuverlässig zu verfolgen. Erwünscht ist eine Giersteuerung, die keinen Giersensor erfordert, sondern auch unter Bedingungen, die die Gültigkeit des geschätzten oder berechneten Gierwertes herabsetzen, das Gieren zuverlässig steuern kann.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug gemäß Anspruch 1 zu schaffen.
Ein Vorteil, der durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird, ist eine verbesserte Giersteuerung bei einem Fahrzeug, die keinen Giersensor erfordert, wobei die Gültigkeit einer Schätzung des Fahrzeuggierens festgestellt wird und dazu verwendet wird, eine geeignete Steuermethode zu wählen. Gemäß einem Beispiel dieser Erfindung wird das Fahrzeuggieren anhand der gemessenen Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder des Fahrzeugs geschätzt, wobei verschiedene weitere Zustände bzw. Bedingungen verwendet werden, um festzustellen, ob die geschätzte Giergeschwindigkeit für Steuerzwecke gültig ist. Wenn festgestellt wird, dass die geschätzte Giergeschwindigkeit gültig ist, wird eine Giergeschwindigkeits-Regelungsstrategie mit geschlossenem Wirkungsablauf (closed-loop feedback control) verfolgt, während dann, wenn festgestellt wird, dass die geschätzte Giergeschwindigkeit nicht gültig ist, eine andere Steuerstrategie wie etwa eine Steuerung des Fahrzeuggierens mit offenem Wirkungsablauf (open-loop feed-forward control) angewendet wird.
Gemäß einem Beispiel der Erfindung wird die Gültigkeit der geschätzten Giergeschwindigkeit auf der Grundlage einer logischen Analyse der gemessenen Raddrehzahlinformationen, der Bremsinformationen und des Lenkradeinschlagwinkels beurteilt. Die gemessenen Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder werden dazu verwendet, eine mittlere Drehzahl der nicht angetriebenen Räder und eine mittlere Beschleunigung der nicht angetriebenen Räder zu berechnen. Der Lenkwinkel durch die Bedienungsperson und die Fahrzeuggeschwindigkeit können dazu verwendet werden, eine gewünschte Giergeschwindigkeit zu bestimmen, die mit dem Gierschätzwert verglichen wird, um einen Giergeschwindigkeitsfehler zu finden. Anhand dieser Variablen stellt die Steuerung zuverlässig fest, ob die geschätzte Giergeschwindigkeit gültig ist, und wählt in Übereinstimmung mit der Feststellung eine geeignete Steuermethode.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen:
1 eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einem elektronischen Controller und zugeordneten Eingabe- und Ausgabevorrichtungen, die ein Steuersystem bilden, um unter Anwendung eines beispielhaften Verfahrens zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug dieser Erfindung eine aktive Bremsensteuerung auszuführen;
2 einen Hauptablaufplan, der Computeranweisungen repräsentiert, die durch den elektronischen Controller von 1 beim Ausführen einer beispielhaften Steuerung dieser Erfindung ausgeführt werden;
3 einen Ablaufplan einer Unterbrechungsdienstroutine, die durch den elektronischen Controller von 1 ausgeführt wird, um die Gültigkeit einer beispielhaften Gierschätzung gemäß dieser Erfindung zu bestimmen;
4–10 beispielhafte Ablaufpläne, die weitere Einzelheiten hinsichtlich der verschiedenen Ablaufplanschritte von 3 darlegen; 4 ist auf eine beispielhafte Bremsstörungsstatusprüfung gerichtet; 5 ist auf eine beispielhafte Prüfung des Geradeausfahrtstatus gerichtet; 6 ist auf eine beispielhafte Prüfung des Giergeschwindigkeitsfehlerstatus gerichtet; 7 ist auf eine beispielhafte Prüfung des Status für beginnenden nichtlinearen Betrieb gerichtet; 8 ist auf eine beispielhafte Prüfung des Bremsstörungshistoriestatus gerichtet; 9 ist auf eine beispielhafte Prüfung des Status für Erfassung von Drehen bzw. Schleudern gerichtet; und 10 ist auf eine beispielhafte Prüfung des Status für gültige Giergeschwindigkeit gerichtet.
1 zeigt eine Mechanisierung einer beispielhaften aktiven Bremsensteuerung gemäß dieser Erfindung an einem Fahrzeug 10. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Bremssystem mit einem mikroprozessorgestützten Controller 68 zum Steuern der Bremsen 20, 22, 24, 26 der entsprechenden Räder 12, 14, 16, 18. Der Controller 68 empfängt verschiedene Eingaben, die Raddrehzahlsignale auf Leitungen 36, 38, 40, 42 von entsprechenden Raddrehzahlsensoren 28, 30, 32, 34, ein Bremspedalwegsignal auf einer Leitung 83 von einem Pedalwegsensor 82, ein Lenkradeinschlagwinkelsignal auf einer Leitung 62 von einem Winkelsensor 61 und ein Hauptzylinderdrucksignal auf einer Leitung 96 von dem Drucksensor 94 umfassen. Die Sensoren 28, 30, 32, 34, 61, 82, 85, 94 können mit herkömmlichen Vorrichtungen in einer Weise, die Fachleuten bekannt ist, ausgeführt sein.
Unter bestimmten Bedingungen bzw. bei bestimmten Zuständen wie etwa einem Blockieren (lock-up) oder einem Durchdrehen (spinning) des Rades oder einem seitlichen nichtlinearen Betrieb modifiziert der Controller 68 das normale Bremsen eines oder mehrerer der Räder 12, 14, 16, 18 über die entsprechenden Aktoren 52, 54, 56, 58, um den gewünschten Gesamtbetrieb des Fahrzeugs wiederherzustellen. Bei einem Zustand beginnenden Blockierens befiehlt der Controller 68 einem oder mehreren der jeweiligen Aktoren 52, 54, 56, 58, die Bremskraft, die an dem (den) Rad (Rädern), die dem Zustand unterliegen, erfahren wird, zu modulieren. Bei einem Radschlupfzustand befiehlt der Controller 68 einem oder mehreren der jeweiligen Aktoren 52, 54, 56, 58, eine Bremskraft an dem (den) schlupfenden Rad (Rädern) zu entwickeln. Im Fall eines seitlichen nichtli nearen Betriebs befiehlt der Controller 68 einem oder mehreren der jeweiligen Aktoren 52, 54, 56, 58, die an den verschiedenen Rädern 12, 14, 16, 18 erzeugten Bremskräfte wahlweise abzuschwächen oder zu verstärken, um ein befohlenes Gieren hervorzurufen; die Steuerung kann in einem Zweikanalsystem, bei dem nur die Vorderbremsen 20, 22 gesteuert werden, oder in einem Vierkanalsystem, bei dem alle vier Bremsen 20, 22, 24, 26 gesteuert werden, ausgeführt werden. Beispielhafte Aktoren sind in dem US-Patent Nr. 5,366,291 , übertragen an den Anmelder der vorliegenden Erfindung, gezeigt und ausführlich beschrieben.
In 2 ist ein Hauptablaufplan für das Ausführen einer Steuerung gemäß einem Beispiel dieser Erfindung gezeigt. Der Block 100 bezeichnet eine Folge von Initialisierungsanweisungen, die bei der Initialisierung des Fahrzeugbetriebs ausgeführt werden, um den Anfangszustand oder Anfangsstatus der verschiedenen Ausdrücke und Flags, auf die nachstehend hingewiesen wird, zu setzen bzw. festzulegen. Nach dem Lesen der verschiedenen Sensoreingaben bei Block 102 wird der Block 104 ausgeführt, um den Status des YAW VALID FLAG (Flag für gültigen Gierwert) zu bestimmen. Der Status des YAW VALID FLAG gibt an, ob der geschätzte Gierwert als gültig betrachtet wird, wobei der Status des Flags durch die Unterbrechungsdienstroutine von 3, die weiter unten beschrieben wird, periodisch festgestellt wird.
Wenn die geschätzte Giergeschwindigkeit als gültig betrachtet wird (d. h. YAW VALID FLAG = 1), werden die Blöcke 106-112 ausgeführt, um einen Regelungs-Gierbefehl zu bestimmen. Der Block 106 bestimmt einen gewünschten Gierwert bzw. Soll-Gierwert für das Fahrzeug anhand verschiedener Eingaben, die die Fahrzeuggeschwindigkeit und den gemessenen Lenkradeinschlagwinkel umfassen. Der Block 108 bestimmt den Gierfehler anhand der Abweichung des Gierschätzwertes von der ge wünschten Giergeschwindigkeit bzw. Soll-Giergeschwindigkeit. Der Block 110 bestimmt einen Giergeschwindigkeitsbefehl anhand des Giergeschwindigkeitsfehlers und geeigneter Verstärkungsfaktoren, während der Block 112 auf der Basis vordefinierter Eingangs- und Ausgangsbedingungen entscheidet, ob eine aktive Bremsensteuerung gerechtfertigt ist.
Wenn die geschätzte Giergeschwindigkeit als ungültig betrachtet wird (YAW VALID FLAG = 0), werden die Blöcke 118-120 ausgeführt, um anhand verschiedener Eingaben, die die Fahrzeuggeschwindigkeit und den gemessenen Lenkradeinschlagwinkel umfassen, einen Steuerungs- oder Vorwärts-Gierbefehl zu bestimmen. Beispielsweise kann nach der folgenden Formel ein Soll-Giergeschwindigkeitswert Ω_des bestimmt werden: Ωdes = Vxδ/(L + KuVx 2), (1)wobei L der Radstand des Fahrzeugs ist und K_u ein Untersteuerungskoeffizient ist und wobei der Gierbefehl mit herkömmlichen Proportional- und Differentialregelverstärkungen bestimmt werden kann. Der Block 120 entscheidet auf der Basis vordefinierter Eingangs- und Ausgangsbedingungen, die sich von den im Block 112 benannten Eingangs- und Ausgangsbedingungen unterscheiden können, ob eine aktive Bremsensteuerung gerechtfertigt ist.
Abschließend führt der Block 114 einen Algorithmus zum Verteilen von Bremskräften zwischen den linken und den rechten Fahrzeugrädern aus, während der Block 166 die entsprechenden Bremssteuersignale an die Bremsaktoren 152–158 anlegt. Vorzugsweise wird das Bremsen nur auf die angetriebenen Räder des Fahrzeugs angewendet, um so die Gierschätzung nicht zu verfälschen. Es können verschiedene Bremsverteilungsstrategien eingeschlagen werden, wobei beispielhafte Strategien in den US-Patentanmeldungen lfd. Nr. 08/654,982 und lfd. Nr. 08/732,582 , die beide an den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen sind, offenbart sind.
Wie oben angegeben wurde, ist 3 ein Ablaufplan für eine Unterbrechungsdienstroutine, die in Ansprechen auf eine periodische Unterbrechungsanforderung ausgeführt wird, um den Status des YAW VALID FLAG zu bestimmen. Der Block 132 bezeichnet eine Eingangssignalverarbeitung wie etwa das Filtern der Raddrehzahlsignale, um Rauschen oder unerwünschte Informationen zu unterdrücken. Die Giergeschwindigkeit wird dann als Funktion der Drehzahlen ω₁ und ω_r des linken und des rechten nicht angetriebenen Rades und der Spurweite t des Fahrzeugs geschätzt, wie bei Block 134 angegeben ist. Bei der gewöhnlichen Anwendung besitzt das Fahrzeug einen Vorderradantrieb-Antriebsstrang und sind die nicht angetriebenen Räder das linke und das rechte Hinterrad 16 und 18. In der gezeigten Ausführungsform wird die geschätzte Giergeschwindigkeit ψ .e gemäß der folgenden Formel bestimmt:
Der Block 136 bestimmt dann den einfachen arithmetischen Mittelwert ω_avg von Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder, während der Block 138 die mittlere Beschleunigung a_avg der nicht angetriebenen Räder schätzt. Die mittlere Beschleunigung a_avg kann als Funktion von momentanen und vorhergehenden Drehzahl- und Beschleunigungswerten gemäß der folgenden Formel geschätzt werden, wobei die Bezeichnung (k) auf die momentane Steuerschleife hinweist und die Bezeichnung (k – 1) auf die vorhergehende Steuerschleife hinweist: ω ^av(k) = (1 – Tg1)ω ^av(k – 1) + Tg1ωav(k) + Tâav(k – 1), âav(k) = âx(k – 1) + Tg2(ωav(k) – + ω ^av(k)) (3) wobei T die Abtastzeit oder Abtastperiode ist und die Verstärkungsausdrücke g1 und g2 durch die folgenden Formeln gegeben sind: g1 = 2ξ(2πfn) und g2 = (2πfn)2, (4)wobei ξ das gewünschte Dämpfungsverhältnis ist und f_n die gewünschte Bandbreite ist. Das Dämpfungsverhältnis ξ ist maßgebend für die Konvergenz der geschätzten und der wahren Beschleunigung, während die Bandbreite f_n den maximalen Frequenzgehalt der Beschleunigung, der in der Schätzung enthalten sein soll, bestimmt.
Die Blöcke 140–152 werden dann ausgeführt, um den Status einer Anzahl von Flags zu bestimmen, die das Vorhandensein oder das Fehlen verschiedener vordefinierter Betriebsbedingungen, die für die Gültigkeit der bei Block 134 bestimmten Giergeschwindigkeit relevant sind, angeben. Der Block 140 betrifft den Status eines Bremsstörungs-Flags (Brake Disturbance flag, BK-DIST FLAG), das weiter unten im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 4 näher beschrieben wird. Der Block 142 betrifft den Status eines Geradausfahrt-Flags (Straight Line flag, ST-LINE FLAG), das weiter unten im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 5 näher beschrieben wird. Der Block 146 betrifft den Status eines Gierfehler-Flags (Yaw Error flag, YAW-ERR FLAG), das weiter unten im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 6 näher beschrieben wird. Der Block 148 betrifft den Status eines Flags für beginnenden nichtlinearen Betrieb (Onset of Non-linear Operation flag, INSTAB FLAG), das weiter unten im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 7 näher beschrieben wird. Der Block 150 betrifft den Status eines Bremsstörungshistorie-Flags (Brake Disturbance History flag, BK-DIST HIS FLAG), das weiter unten im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 8 näher beschrieben wird. Der Block 152 betrifft den Status eines Flags für Erfassung von Drehen bzw. Schleudern (Sein Detection flag, SPIN FLAG), das weiter un ten im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 9 näher beschrieben wird. Schließlich betrifft der Block 154 den Status des Flags für gültige Giergeschwindigkeit (Yaw Rate Valid flag, YAW VALID FLAG), auf das bei Block 104 des Hauptablaufplans von 2 hingewiesen wird und im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 10 im Einzelnen behandelt wird.
Das Bremsstörungs-Flag (BK-DIST FLAG) ist dazu vorgesehen, das Vorhandensein einer Bremsstörung anzugeben. Dieses Flag wird beim Bestimmen des Status des Bremsstörungshistorie-Flags (BK-DIST HIS FLAG) verwendet, das weiter unten im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 8 beschrieben wird. Wenn die Betriebsbremsen eingerückt sind, was bei Block 160 von 4 bestimmt wird, werden die Blöcke 162–164 ausgeführt, um einen Zeitgeber oder Zähler, der hier als Bremsstörungszeitgeber (Brake Disturbance Timer, BK-DIST TMR) bezeichnet wird, auf einen mit BKTIME bezeichneten vorgegebenen Wert zu initialisieren und das BK-DIST FLAG = 1 zu setzen. Sobald die Bremsen gelöst sind, werden die Blöcke 166–168 ausgeführt, um den Bremsstörungszeitgeber bei jeder Unterbrechung (Interrupt) zu dekrementieren, bis der Zeitgeberwert auf null dekrementiert ist. An einem solchen Punkt wird der Block 166 bejahend beantwortet und der Block 170 ausgeführt, um BK-DIST FLAG = 0 zu setzen. Somit wird BK-DIST FLAG bei der Auslösung des Bremsens gesetzt und eine vordefinierte Zeit, nachdem die Bremsen gelöst worden sind, zurückgesetzt.
Das Geradeausfahrt-Flag (ST-LINE FLAG) ist dazu vorgesehen, anzugeben, ob das Fahrzeug 10 geradeaus vorwärts fährt, d. h., nicht dreht. Dieses Flag wird beim Bestimmen des Status des Flags für Drehen bzw. Schleudern (SPIN FLAG) verwendet, das weiter unten im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 9 näher beschrieben wird. Wenn der Lenkradein schlagwinkel (steering wheel angle, SWA) in beiden Richtungen kleiner als ein Referenzwinkel (SWA_th1) ist und die geschätzte Giergeschwindigkeit ψ .e in beiden Richtungen kleiner als eine Referenzgeschwindigkeit ψ .th1 ist, was durch die Blöcke 180 und 182 von 5 bestimmt wird, wird der Block 184 ausgeführt, um einen Zeitgeber oder Zähler, der hier als Geradeausfahrtzeitgeber (Straight Line Timer, ST-LINE TMR) bezeichnet wird, zu inkrementieren. Andernfalls wird der Block 186 ausgeführt, um den Geradeausfahrtzeitgeber auf null zurückzusetzen. Solange der Wert oder Zählwert von ST-LINE TMR kleiner als eine mit SLTIME bezeichnete Referenzzeit ist, was bei Block 188 bestimmt wird, setzt der Block 192 das ST-LINE FLAG = 0. Sobald der Wert oder Zählwert von ST-LINE TMR SLTIME überschreitet, setzt der Block 190 das das ST-LINE FLAG = 1. Somit wird das das ST-LINE FLAG in einem zurückgesetzten Zustand (0-Zustand) gehalten, bis für eine vorgegebene Zeitdauer Geradeausfahrtbedingungen (Lenkradeinschlagwinkel und Gierwert) herbeigeführt sind.
Das Giergeschwindigkeitsfehler-Flag (YAW-ERR FLAG) ist dazu vorgesehen, auf der Basis der Abweichung des geschätzten Gierwertes ψ .e von dem bei den Blöcken 106 oder 118 bestimmten Soll-Gierwert anzugeben, ob sich das Fahrzeug 10 in einem linearen Betriebsbereich befindet. Diese Abweichung, die hier als Gierfehler oder ψ .err bezeichnet wird, wird bei Block 198 von 6 bestimmt. Wenn der Gierfehler ψ .err in beiden Richtungen wenigstens größer als ein Schwellenwertfehler ψ .th2 ist, was durch den Block 200 bestimmt wird, werden die Blöcke 202 und 204 ausgeführt, um das YAW-ERR FLAG = 0 zu setzen und einen Zeitgeber oder Zähler, der hier als Gierfehlerzeitgeber (Yaw Error Timer, YAW-ERR TMR) bezeichnet wird, zurückzusetzen. Wenn der Gierfehler innerhalb des Schwellenwertfehlers liegt, inkrementieren die Blöcke 206–208 den Gierfehlerzeitgeber bei jeder Unterbrechung, bis der Wert oder Zählwert eine mit YETIME bezeichnete vordefinierte Zeit erreicht. An einem solchen Punkt setzt der Block 210 das YAW-ERR FLAG = 1. Somit wird das YAW-ERR FLAG in einem zurückgesetzten Zustand (0-Zustand) gehalten, bis für eine vorgegebene Zeitdauer lineare Betriebsbedingungen herbeigeführt sind. Dieses Flag wird beim Bestimmen des Status des Bremsstörungshistorie-Flags und des Flags für Drehen bzw. Schleudern, die weiter unten im Zusammenhang mit den Ablaufplänen der 8 bzw. 9 beschrieben werden, verwendet.
Das Flag für beginnenden nichtlinearen Betrieb (INSTAB FLAG) ist dazu vorgesehen, auf der Basis der mittleren Beschleunigung a_avg der nicht angetriebenen Räder das Vorhandensein eines Zustands, in dem das Fahrzeug 10 eine Tendenz besitzt, in einen nichtlinearen Betrieb einzutreten, anzugeben. Wie weiter unten im Zusammenhang mit 10 angemerkt wird, wird das YAW VALID FLAG auf null zurückgesetzt, wenn INSTAB FLAG = 1, was das das Vorhandensein eines solchen Zustands angibt. Wenn die mittlere Beschleunigung a_avg in beiden Richtungen innerhalb einer Schwellenbeschleunigung a_th1 liegt, was durch den Block 220 in
7 bestimmt wird, werden die Blöcke 222 und 224 ausgeführt, um das INSTAB FLAG = 0 zu setzen und einen Zeitgeber oder Zähler, der hier als Beschleunigungszeitgeber (Acceleration Timer, ACCEL TMR) bezeichnet wird, zurückzusetzen. Wenn die mittlere Beschleunigung außerhalb des Schwellenwertes liegt, inkrementieren die Blöcke 226-228 den Beschleunigungszeitgeber bei jeder Unterbrechung, bis der Wert oder Zählwert eine mit ACTIME bezeichnete vordefinierte Zeit erreicht. An einem solchen Punkt setzt der Block 230 das INSTAB FLAG = 1. Somit wird das INSTAB FLAG in einem zurückgesetzten Zustand (0-Zustand) gehalten, bis die mittlere Beschleunigung der nicht angetriebenen Räder für eine vordefinierte Zeitdauer einen Schwellenwert überschreitet.
Das Bremsstörungshistorie-Flag (BK-DIST HIS FLAG) ist dazu vorgesehen, das Vorhandensein eines Bremsens anzugeben, das die Giergeschwindigkeitsschätzung der obigen Formel (2) verfälschen würde. Wie im Zusammenhang mit 10 angemerkt wird, wird das YAW VALID FLAG auf null zurückgesetzt, wenn BK-DIST HIS FLAG = 1, was das Vorhandensein eines solchen Bremsens angibt. Wenn das oben im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 4 beschriebene BK-DIST FLAG gesetzt ist, was bei Block 232 von 8 bestimmt wird, wird der Block 234 ausgeführt, um BK-DIST HIS FLAG = 1 zu setzen. Wenn das BK-DIST FLAG = 0, was angibt, dass die Bremsen für eine vordefinierte Zeit gelöst worden sind, werden die Blöcke 236–240 ausgeführt, um auf der Basis der mittleren Drehzahl und der mittleren Beschleunigung der nicht angetriebenen Räder und des Status des oben im Zusammenhang mit dem Ablaufplan von 6 beschriebenen YAW-ERR FLAG zu bestimmen, ob das BK-DIST HIS FLAG zurückgesetzt werden sollte. Wenn die mittlere Drehzahl ω_avg größer als eine Schwellendrehzahl ω_th2 ist und die mittlere Beschleunigung a_avg in beiden Richtungen kleiner als eine Schwellenbeschleunigung a_th2 ist oder das YAW-ERR FLAG = 1 (was das Vorhandensein einer linearen Betriebsbedingung angibt), wird der Block 242 ausgeführt, um BK-DIST HIS FLAG = 0 zu setzen. Somit wird das BK-DIST HIS FLAG gesetzt, sobald die Bremsen eingerückt sind, und zurückgesetzt, nachdem die Bremsen für eine vordefinierte Zeitdauer gelöst worden sind und die mittlere Drehzahl der nicht angetriebenen Räder größer als eine Referenz ist, wobei die mittlere Beschleunigung und der Gierfehler für einen linearen Betrieb des Fahrzeug kennzeichnend sind.
Das Flag für Drehen bzw. Schleudern (SPIN FLAG) ist dazu vorgesehen, das Eintreten eines Drehers des Fahrzeug anzugeben. Wie weiter unten im Zusammenhang mit 10 angemerkt wird, wird das YAW VALID FLAG auf null zurückgesetzt, wenn SPIN FLAG = 1, was das Eintreten eines sol chen Zustands angibt. Wenn die mittlere Drehzahl ω_avg der nicht angetriebenen Räder kleiner als eine Schwellendrehzahl ω_th3 ist und die mittlere Beschleunigung a_avg in beiden Richtungen größer als eine Schwellenbeschleunigung a_th3 ist, was bei den Blöcken 250–252 in 9 bestimmt wird, wird der Block 254 ausgeführt, um SPIN FLAG = 1 zu setzen. Die Blöcke 256–262 bestimmen dann, ob das SPIN FLAG auf null zurückgesetzt werden sollte. Um das Flag zu löschen oder zurückzusetzen, müssen drei Bedingungen erfüllt sein. Die erste Bedingung, die durch die Blöcke 256–258 festgelegt wird, erfordert, dass entweder das YAW-ERR FLAG = 1 (geringer Gierfehler) oder dass das ST-LINE FLAG = 1 (Geradeausfahrt des Fahrzeugs). Die zweite und die dritte Bedingung, die durch die Blöcke 260–262 festgelegt werden, erfordern, dass die mittlere Drehzahl ω_avg der nicht angetriebenen Räder größer als die Schwellendrehzahl ω_th3 ist und dass die mittlere Beschleunigung a_avg in beiden Richtungen kleiner als eine Schwellenbeschleunigung a_th3 ist – d. h. etwas, das der durch die Blöcke 250–252 definierten Bedingung gegenübersteht. Wenn alle drei Bedingungen erfüllt sind, wird der Block 264 ausgeführt, um SPIN FLAG = 0 zu setzen. Somit wird das SPIN FLAG gesetzt, wenn die Werte für mittlere Drehzahl und mittlere Beschleunigung einen drehenden Zustand angeben, und zurückgesetzt, wenn die Werte für mittlere Drehzahl und mittlere Beschleunigung und die Stati der Gierfehler- und Geradeausfahrt-Flags einen linearen Betrieb angeben.
Der Status des Flags für gültigen Gierwert, der durch den Ablaufplan von 10 bestimmt wird, hängt von dem Status des Bremsstörungshistorie-Flags, des Flags für Drehen bzw. Schleudern und des Flags für beginnenden nichtlinearen Betrieb ab. Wenn eines dieser Flags gesetzt ist, was bei den Blöcken 270–274 bestimmt wird, wird der Block 276 ausgeführt, um das YAW VALID FLAG = 0 zu setzen, was angibt, dass der bei Block 134 von 3 bestimmte Gierschätzwert nicht für die Giersteuerung verwendet werden sollte; in diesem Fall wird die auf den Blöcken 118–120 basierende Steuerung, wie sie oben beschrieben worden ist, angewendet. Wenn das Bremsstörungshistorie-Flag, das Flag für Drehen bzw. Schleudern und das Flag für beginnenden nichtlinearen Betrieb jeweils auf null zurückgesetzt sind, wird der Block 278 ausgeführt, um das YAW VALID FLAG = 1 zu setzen, was angibt, dass der bei Block 134 von 3 bestimmte Gierschätzwert für die Giersteuerung verwendet werden sollte; in diesem Fall wird die auf den Blöcken 106–112 basierende Regelung, wie sie oben beschrieben worden ist, angewendet.
Zusammenfassend ist ein durch ein Beispiel dieser Erfindung verschaffter Vorteil eine kostengünstige Giersteuerung bei einem Fahrzeug, die keinen Giersensor erfordert. Ein Schätzwert auf der Basis der Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder des Fahrzeugs wird für die Regelung des Gierens verwendet, solange eine logische Analyse von weiteren Parameter, die die Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder, den geschätzten Gierfehler, das Bremsen und den Lenkradeinschlagwinkel umfassen, angibt, dass der Gierschätzwert gültig ist. Wenn die logische Analyse angibt, dass der Gierschätzwert nicht mehr gültig ist, wird für die Giersteuerung eine alternative Steuerung, die keine Gierwertrückführung erfordert, (wie etwa die offenbarte Steuerung mit offenem Wirkungsablauf) angewendet.

Claims

Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug, das eine Differenzbremsung der Fahrzeugräder benutzt, um dem Fahrzeug ein gewünschtes Giermoment zu verleihen, wobei das Fahrzeug ein Paar nicht angetriebene Räder aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder des Fahrzeugs (28, 30, 32, 34) gemessen werden; eine Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Basis einer Differenz zwischen den gemessenen Drehzahlen (134) geschätzt wird; bekannte Fahrzeugparameter analysiert werden, die die gemessenen Raddrehzahlen, einen Gierfehler auf der Basis einer Abweichung der geschätzten Giergeschwindigkeit von einer gewünschten Giergeschwindigkeit und einen Fahrzeuglenkwinkel umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich das Vorhandensein einer Fahrerbremsung analysiert wird, um festzustellen, wann die geschätzte Giergeschwindigkeit gültig ist und wann die geschätzte Giergeschwindigkeit ungültig ist (104); die Fahrzeugräder differentiell gebremst werden, um ein Giermoment auf der Basis der Abweichung der geschätzten Giergeschwindigkeit von der gewünschten Giergeschwindigkeit zu verleihen, wenn festgestellt wird, dass die geschätzte Giergeschwindigkeit gültig ist (108, 110, 112, 114, 116; und die Fahrzeugräder differentiell gebremst werden, um ein Giermoment auf der Basis der gewünschten Giergeschwindigkeit ungeachtet der geschätzten Giergeschwindigkeit zu verleihen, wenn fest gestellt wird, dass die geschätzte Giergeschwindigkeit ungültig ist (118, 120, 114, 116).
Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die gewünschte Giergeschwindigkeit auf der Basis des Fahrzeuglenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit und eines gewünschten Untersteuerns des Fahrzeugs festgestellt wird (106).
Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Analysierens bekannter Fahrzeugparameter, um festzustellen, wann die geschätzte Giergeschwindigkeit gültig ist und warm die geschätzte Giergeschwindigkeit ungültig ist, den Schritt umfasst, dass: in Ansprechen auf eine Anzeige, dass eine Fahrerbremsung vorhanden ist, festgestellt wird, dass die geschätzte Giergeschwindigkeit ungültig ist (140).
Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Anzeige, dass eine Fahrerbremsung vorhanden ist, für eine vordefinierte Zeitdauer aufrechterhalten wird, nachdem die Fahrerbremsung nicht länger vorhanden ist (160, 166, 168, 170).
Verfahren zur Giersteuerung nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Analysierens bekannter Fahrzeugparameter, um festzustellen, wann die geschätzte Giergeschwindigkeit gültig ist und wann die geschätzte Giergeschwindigkeit ungültig ist, den Schritt umfasst, dass: in Ansprechen auf eine Anzeige, dass das Fahrzeug sich in einem sich drehenden Zustand befindet, festgestellt wird, dass die geschätzte Giergeschwindigkeit ungültig ist (152).
Verfahren zur Giersteuerung nach Anspruch 5, das die Schritte umfasst, dass: ein Mittelwert der gemessenen Raddrehzahlen berechnet wird (136), eine mittlere Beschleunigung der nicht angetriebenen Räder auf der Basis des berechneten Mittelwerts der gemessenen Raddrehzahlen berechnet wird (138); eine Anzeige erzeugt wird, dass das Fahrzeug sich in einem sich drehenden Zustand befindet, wenn der berechnete Mittelwert der gemessenen Raddrehzahlen kleiner ist als ein vordefinierter Drehzahlschwellenwert und die berechnete mittlere Beschleunigung größer ist als ein vordefinierter Beschleunigungsschwellenwert (250, 252, 254).
Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei, nachdem die Anzeige, dass sich das Fahrzeug in einem sich drehenden Zustand befindet, erzeugt worden ist, diese aufrechterhalten wird, obwohl der berechnete Mittelwert der gemessenen Raddrehzahlen größer als der vordefinierte Drehzahlschwellenwert ist und die berechnete mittlere Beschleunigung kleiner als der vordefinierte Beschleunigungsschwellenwert ist, wenn der Lenkwinkel oder der Gierfehler über einen vordefinierten Zeitraum nicht in vordefinierte Schwellenwerte fallen (256, 258).
Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Analysierens bekannter Fahrzeugparameter, um festzustellen, wann die geschätzte Giergeschwindigkeit gültig ist und wann die geschätzte Giergeschwindigkeit ungültig ist, den Schritt umfasst, dass: in Ansprechen auf eine Anzeige, dass das Fahrzeug eine Tendenz besitzt, in einen nichtlinearen Betrieb einzutreten, festgestellt wird, dass die geschätzte Giergeschwindigkeit ungültig ist (148).
Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug nach Anspruch 8, das die Schritte umfasst, dass: ein Mittelwert der gemessenen Raddrehzahlen berechnet wird (136), eine mittlere Beschleunigung der nicht angetriebenen Räder auf der Basis des berechneten Mittelwerts der gemessenen Raddrehzahlen berechnet wird (138); eine Anzeige, dass das Fahrzeug eine Tendenz besitzt, in einen nichtlinearen Betrieb einzutreten, erzeugt wird, wenn die berechnete mittlere Beschleunigung über mindestens einen vordefinierten Zeitraum größer als ein vordefinierter Beschleunigungsschwellenwert ist (220, 226, 228, 230).
Verfahren zur Giersteuerung bei einem Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Anzeige, dass das Fahrzeug eine Tendenz besitzt, in einen nichtlinearen Betrieb einzutreten, beendet wird, wenn die berechnete mittlere Beschleunigung unter den vordefinierten Beschleunigungsschwellenwert fällt (220, 222, 224).