-
Die
Erfindung betrifft ein Lenksteuersystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, insbesondere ein Lenksteuersystem, das ein Lenkdrehmoment
zu erzeugen vermag, welches unerwünschte Verhaltensweisen des
Fahrzeugs unter Kontrolle zu bringen versucht, wenn das Fahrzeug Seitenwind
oder anderen äußeren Störeinflüssen ausgesetzt
ist.
-
Es
wurde der Vorschlag gemacht, zunächst ein
Standardmodell für
die Gierratenantwort zu definieren, die Ist-Gierratenantwort mit
einer anhand des Standardmodells berechneten Standard-Gierratenantwort
zu vergleichen, nach Maßgabe
der Abweichung der Ist-Gierratenantwort von der Standard-Gierratenantwort äußere Störungen zu
ermitteln und mit einem Servostellorgan ein Lenkdrehmoment zu erzeugen,
welches die Abweichung auszugleichen versucht. Wenn somit die Ist-Gierrate,
d.h. die Ist-Giergeschwindigkeit, kleiner als die Standard-Gierrate ist, erzeugt
das Lenksystem automatisch ein Lenkdrehmoment, welches diese Abweichung
auszugleichen versucht. Wenn hingegen die Ist-Gierrate größer als
die Standard-Gierrate ist, wird ein Lenkdrehmoment erzeugt, das
den Lenkwinkel etwas zu verkleinern versucht. Hierdurch kann das Fahrzeug
in hohem Maße äußeren Störungen widerstehen,
welche von Seitenwind und Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche stammen
können. Auch
wird der vom Fahrer aufzubringende Kraftaufwand beim Lenken ständig auf
einer angemessenen Höhe
gehalten.
-
Nach
diesem früheren
Vorschlag ist es jedoch notwendig, ein Standardmodell für die Gierrate im
voraus zu entwerfen und fortlaufend die Ist-Gierratenantwort mit
einer Standard-Gierratenantwort
zu vergleichen. Dies stellt eine erhebliche Schwierigkeit beim Entwurf
des Steueralgorithmus dar und macht den Aufbau des Steuersystems
kompliziert.
-
Die
Gierratenantwort eines Fahrzeugs wird typischerweise durch eine Übertragungsfunktion ausgedrückt, welche
eine Verzögerung
zweiten Grades beinhaltet; das Verhalten des Fahrzeugs kann dann
kontrolliert werden, indem das Standardmodell für die Gierratenantwort mit
Hilfe einer solchen Übertragungsfunktion
definiert wird. Wenn jedoch der Fahrer ein schnelles Lenkmanöver durchführt, kann das
sich ergebende Übergangsansprechverhalten
in einer unerwünscht
großen
Abweichung der Ist-Gierrate von der Standard-Gierrate resultieren,
was zu einer unakzeptabel großen
Lenkreaktion führen
kann.
-
Ein
elektrisches Lenkservosystem gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus der
DE
42 39 831 A1 bekannt. Ferner ist aus der
US 4,679,808 ein System zur Vorausberechnung
einer Bewegung eines gelenkten Fahrzeugs bekannt, bei dem das Stelllenkdrehmoment
von der erfassten Gierrate und einer Gierbeschleunigung abhängt.
-
Angesichts
der Probleme der früher
vorgeschlagenen Fahrzeug-Lenksteuersysteme
ist eine vorrangige Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrzeug-Lenksteuersystem
bereitzustellen, das die Handhabung des Fahrzeugs bei Richtungsänderungen
verbessern kann und irreguläre
Verhaltensweise des Fahrzeugs bei äußeren Störungen unter Kontrolle halten
kann, ohne ein Standardmodell für
die Gierrate definieren zu müssen.
-
Eine
zweite Aufgabe der Erfindung ist, ein Fahrzeugs-Lenksteuersystem
bereitzustellen, das das Fahrzeug widerstandsfähig gegen äußere Störungen manchen kann, ohne das
Verhalten des Fahrzeugs auf eine manuelle Lenkeingabe zu beeinträchtigen.
-
Eine
dritte Aufgabe der Erfindung ist, ein Fahrzeug-Lenksteuersystem
bereitzustellen, das das Fahrzeug widerstandsfähig gegen äußere Störungen machen kann, ohne das
Steuersystem zu komplizieren.
-
Diese
und weitere Aufgaben können
erfindungsgemäß durch
ein Lenksteuersystem für
ein Fahrzeug gemäß Anspruch
1 gelöst
werden, umfassend manuelle Lenkdrehmoment-Eingabemittel zum manuellen
Aufbringen eines manuellen Lenkdrehmoments auf lenkbare Räder des
Fahrzeugs, Servolenkungsstellmittel zum Aufbringen eines Stelllenkdrehmoments
auf die lenkbaren Räder
des Fahrzeugs, einen Gierratensensor zum Erfassen einer Gierrate des
Fahrzeugs und Steuermittel zum Steuern des Stelllenkdrehmoments
nach Maßgabe
der erfaßten Gierrate,
wobei das Stelllenkdrehmoment von der erfaßten Gierrate und einer Änderungsrate
der erfaßten
Gierrate derart abhängt,
daß der
von der erfaßten Gierrate
abhängige
Anteil des Stelllendrehmoments stets im Sinne einer Reduzierung
der erfaßten
Gierrate wirkt und der von der erfassten Änderungsrate der erfaßten Gierrate
abhängige
Anteil des Stelllenkdrehmoments in einem höheren Geschwindigkeitsbereich
im Sinne einer Reduzierung der erfaßten Gierrate, in einem niederen
Geschwindigkeitsbereich jedoch im Sinne einer Erhöhung der
erfaßten
Gierrate wirkt.
-
In
einem höheren
Geschwindigkeitsbereich tragen somit sowohl die erfaßte Gierrate
als auch die Änderungsrate
der Gierrate zur Reduzierung der Gierrate bei, wenn das Fahrzeug
entweder durch äußere Störung oder
durch eine manuelle Lenkeingabe in eine Richtung gelenkt wird. Wenn
das Fahrzeug jedoch in einem niederen Geschwindigkeitsbereich in eine
Richtung gelenkt wird, trägt
die erfaßte
Gierrate zur Reduzierung der Gierrate, die Änderungsrate der Gierrate aber
zur Erhöhung
der Gierrate bei. Folglich ist das Fahrzeug in einem höheren Geschwindigkeitsbereich
in hohem Maße
immun gegenüber äußeren Störungen,
und der für
die manuelle Lenkung des Fahrzeugs erforderliche Kraftaufwand steigt
mit zunehmender Änderungsrate
der Gierrate. Andererseits ist die Stabilität des Fahrzeugs in einem niederen
Geschwindigkeitsbereich nicht von Belang, und der für die manuelle
Lenkung des Fahrzeugs erforderliche Kraftaufwand sinkt mit zunehmender Änderungsrate
der Gierrate.
-
Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist der von der Gierrate abhängige Anteil des Stelllenkdrehmoments
durch K(γ-td·dγ/dt) gegeben,
wobei γ die
erfaßte
Gierrate ist, K und td von der Fahrzeuggeschwindigkeit
abhängige
Koeffizienten sind und d/dt die zeitliche Ableitung bezeichnet. Vorzugsweise
besitzt der Koeffizient td in einem niederen
Geschwindigkeitsbereich einen positiven Wert und nimmt im wesentlichen
linear mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ab, wobei er bei einer bestimmten mittleren
Fahrzeuggeschwindigkeit negativ wird, während der Koeffizient K im
wesentlichen linear mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt und
ab einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit einen im wesentlichen
konstanten Wert annimmt.
-
Die
Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
stellen dar:
-
1 eine
schematische Ansicht, welche ein erfindungsgemäßes Fahrzeug-Lenksteuersystem
allgemein darstellt;
-
2 ein
Blockdiagramm, das den prinzipiellen Aufbau des Fahrzeug-Lenksteuersystems zeigt;
-
3 ein
Flußdiagramm,
das den Hauptsteuerablauf des Fahrzeug-Lenksteuersystems zeigt;
-
4 ein
Flußdiagramm,
das den Schritt 1 der 3 im einzelnen
zeigt;
-
5 ein
Flußdiagramm,
das den Schritt 2 der 3 im einzelnen
zeigt;
-
6 ein
Flußdiagramm,
das den Schritt 3 der 3 im einzelnen
zeigt;
-
7 ein
Blockdiagramm, das aus 2 die Berechnungseinheit 23 für die aktive
Lenkreaktion im einzelnen zeigt;
-
8 eine
graphische Darstellung, welche die Abhängigkeit des Koeffizienten
td von der Fahrzeuggeschwindigkeit V zeigt;
und
-
9 eine
graphische Darstellung, welche die Abhängigkeit des Koeffizienten
K von der Fahrzeuggeschwindigkeit V zeigt.
-
Das
Fahrzeug-Lenksteuersystem der 1 umfaßt eine
Erzeugungseinheit 1 zur Erzeugung einer manuellen Lenkkraft
sowie eine von einem Elektromotor angetriebene Erzeugungseinheit 2 zur
Erzeugung einer Hilfslenkkraft. Eine integral mit einem Lenkrad 3 verbundene
Lenkwelle 4 ist über
ein Kreuz- oder Kardangelenk 5 an ihrem unteren Ende mit
einem Zahnrad 6 eines Zahnstangentriebs verbunden. Der
Zahnstangentrieb umfaßt
ferner eine Zahnstange 7, die in Seitenrichtung des Fahrwerks des
Fahrzeugs bewegt werden kann und mit dem Zahnrad 6 kämmt. Die
beiden Enden der Zahnstange 7 sind über Spurstangen 8 mit
den Spurhebeln des rechten und linken Vorderrads 9 verbunden.
Insoweit ist der Aufbau herkömmlich,
und es kann die normale, auf der Verwendung des Zahnstangentriebs
basierende Lenkwirkung erzielt werden.
-
Die
Zahnstange 7 durchsetzt koaxial einen Elektromotor 10.
Im speziellen durchsetzt die Zahnstange 7 einen Hohlrotor
mit einem Antriebsschraubrad 11, welches mit einem getriebenen
Schraubrad 13 kämmt,
das an einem axialen Ende einer sich parallel zur Zahnstange 7 erstreckenden
Schraubspindel 12 eines Kugelschraubmechanismus angebracht ist.
Eine Mutter 14 des Kugelschraubmechanismus ist fest mit
der Zahnstange 7 verbunden.
-
Die
Lenkwelle 4 ist mit einem Drehmomentsensor 16 zur
Erzeugung eines Signals versehen, das einem auf die Lenkwelle 4 aufgebrachten
Lenkdrehmoment entspricht. Das Fahrwerk des Fahrzeugs trägt einen
Seitenbeschleunigungssensor 17 zur Erzeugung eines Signals,
das der auf das Fahrwerk einwirkenden Seitenbeschleunigung entspricht, einen
Gierratensensor 18 zur Erzeugung eines Signals, das der
Gierrate (Winkelgeschwindigkeit der Gierbewegung) des Fahrwerks
entspricht, sowie einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19 zur
Erzeugung eines Signals, das der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs
entspricht.
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
das Lenkrad 3 und die lenkbaren Räder oder Vorderräder 9 mechanisch
miteinander verbunden. Ein durch Verarbeitung der Ausgangssignale
der verschiedenen Sensoren 16 bis 19 erhaltenes
Steuersignal wird über
eine Steuereinheit 20 und einen Treiberkreis 21 dem Elektromotor 10 zugeführt, so
daß das
Ausgangsdrehmoment des Elektromotors 10 wie erforderlich
gesteuert werden kann.
-
In 2 empfängt die
Steuereinheit 20 die Ausgangssignale des Lenkdrehmomentsensors 16, des
Seitenbeschleunigungssensors 17, des Gierratensensors 18 sowie
des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 19. Diese Ausgangssignale
werden einer Steuereinheit 22 für die elektrische Servolenkung
sowie einer Berechnungseinheit 23 für die aktive Lenkreaktion zugeführt, wobei
die Ausgangssignale dieser Einheiten einer Ausgangsstrombestimmungseinheit 24 geliefert
werden, so daß der
elektrische Soll-Strompegel für
den Elektromotor 10 bestimmt werden kann.
-
Die
Steuereinheit 22 für
die elektrische Servolenkung steuert die normale Servounterstützung der
manuellen Lenkeingabe für
die lenkbaren Vorderräder 9.
Diese Steuereinheit 22 kann in der Lage sein, das Soll-Stelllenkdrehmoment
nach Maßgabe der
Seitenbeschleunigung und der Gierrate zu bestimmen.
-
Die
Berechnungseinheit 23 für
die aktive Lenkreaktion berechnet das Soll-Stelllenkdrehmoment nach
Maßgabe
eines Algorithmus, der nachfolgend beschrieben wird. Die Ausgangsstrombestimmungseinheit 24 bestimmt
das Soll-Antriebsstromsignal, das proportional zur Abweichung des
vom Drehmomentsensor 16 erhaltenen Ist-Stelllenkdrehmoments
vom Wert des Soll-Stelllenkdrehmoments ist oder andernfalls dieser
Abweichung entspricht. Das Soll-Antriebsstromsignal ist vom Vorzeichen
her dieser Abweichung entgegengerichtet. Der so erhaltende Soll-Antriebsstromwert
wird dem Treiberkreis 21 geliefert. Dieser Treiberkreis 21 steuert
den Elektromotor 10, beispielsweise mittels PWM-Steuerung. Ein
von einem Stromerfassungssensor erhaltener, aktuell erfaßter Stromwert
wird zum Eingangssingal für
den Treiberkreis 21 oder zum Soll-Antreibsstromwert rückgeführt.
-
In
der sich in der Steuereinheit 20 befindenden Berechnungseinheit 23 für die aktive
Lenkreaktion wird der durch das Flußdiagramm der 3 gezeigte
Prozeß zyklisch
mit einer vorbestimmten Periode ausgeführt. Zunächst werden in Schritt 1 die Ausgangssignale
der verschiedenen Sensoren ausgelesen und die Gierbeschleunigung
berechnet. In Schritt 2 wird die Soll-Stelllenkreaktion
TA bestimmt. Für
die Soll-Stelllenkreaktion wird in Schritt 3 eine Grenze
festgelegt; dieses Steuersignal wird in Schritt 4 zum Ausgang
der Steuereinheit 22 für
die elektrische Servolenkung hinzuaddiert.
-
Der
Steuerprozeß wird
im einzelnen mit Bezug auf die 4 bis 7 beschrieben.
Schritt 1 umfaßt
mit Bezug auf 4 die folgenden Teilschritte.
Als erstes wird die momentane Ist-Gierrate γ gelesen (Schritt 21)
und die momentane Gierbeschleunigung dγ/dt berechnet, indem die momentane Ist-Gierrate γ nach der
Zeit abgeleitet wird (Schritt 22). Dann wird die Fahrzeuggeschwindigkeit
V gelesen (Schritt 23) und unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit
V als Index oder Adresse ein Koeffizient td aus
einer Datentabelle ausgelesen, um eine berechnete Gierrate td·dγ/dt zu erhalten
(Schritt 24). Der Koeffizient td nimmt
linear mit einer zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V ab und ist
in einem niederen Geschwindigkeitsbereich positiv, wird ab einer gewissen
Fahrzeuggeschwindigkeit jedoch negativ, wie in 8 gezeigt.
-
Schritt 2 umfaßt mit Bezug
auf 5 die folgenden Teilschritte. Ein Reaktionskoeffizient
K wird unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit als Index oder
Adresse aus einer Datentabelle ausgelesen (Schritt 31)
und eine Soll-Stelllenkreaktion TA anhand der folgenden Beziehung
berechnet (Schritt 32): TA = K(γ-td·dγ/dt)
-
Der
Koeffizient K ist in diesem Fall von einer linearen Funktion gebildet,
welche mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V ansteigt, ab einem
bestimmten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit jedoch einen konstanten
Wert annimmt, wie in 9 gezeigt. Dies trägt der Tatsache
Rechnung, daß die
Einflüsse äußerer Störungen zunehmend
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit steigen. Es ist daher zweckmäßig, die
Größe der Lenkreaktion
mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen.
-
6 zeigt,
wie Schritt 3 ausgeführt
wird. Dieser Prozeß entspricht
dem Wirken des Begrenzers L in 7. Zunächst wird
festgestellt, ob die Soll-Stelllenkreaktion TA eine vorbestimmte
Höhe Tmax überschritten
hat (Schritt 41). Wenn dies der Fall ist, wird die Soll-Stelllenkreaktion
TA auf die vorgeschriebene Maximalhöhe Tmax eingestellt (Schritt 42).
wenn die Soll-Stelllenkreaktion TA kleiner als diese vorgeschriebene
Höhe Tmax
ist, wird desgleichen festgestellt, ob die Soll-Stelllenkreation
TA unter eine andere vorgeschriebene Höhe -Tmax gefallen ist (Schritt 43).
Wenn die Soll-Stelllenkreaktion TA unterhalb dieser vorgeschriebenen
Höhe -Tmax
liegt, wird die Soll-Stelllenkreaktion TA auf die vorgeschriebene
Minmalhöhe
-Tmax eingestellt (Schritt 44). Kurz gesagt wird TA eine
Grenze auferlegt, so daß der
Absolutwert der Soll-Stelllenkreaktion TA Tmax nicht überschreitet.
-
Die
so bestimmte Soll-Stelllenkreakton TA wird zu dem Soll-Hilfs stelldrehmoment
hinzuaddiert und die Summe durch die Ausgangsstrombestimmungseinheit 24 in
einen dem Treiberkreis 21 zu liefernden elektrischen Soll-Strompegel
umgewandelt.
-
In 8 erkennt
man, daß der
Koeffizient td in einem höheren Geschwindigkeitsbereich
einen negativen Wert besitzt und der Absolutwert des Koeffizienten
td mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit
zunehmend größer wird.
Folglich trägt
in einem höheren
Geschwindigkeitsbereich die Gierbeschleunigung signifikant zum Reaktionslenkdrehmoment bei,
das die Gierrate des Fahrzeugs zu verringern versucht. Dieses ist
zweckmäßig, weil
die Gierratenantwort für
eine gegebene äußere Störung mit
der Fahrzeuggeschwindigkeit größer wird und
das Reaktionslenkdrehmoment dementsprechend mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit
erhöht
werden sollte. Außerdem
ist eine gewisse Zunahme des Kraftaufwands beim Lenken in einem
höheren
Geschwindigkeitsbereich vorteilhaft, da dies der Stabilisierung
des Fahrzeugverhaltens dient.
-
Der
Koeffizient td besitzt in einem niederen Geschwindigkeitsbereich
einen positiven Wert. Mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit wird
sein Absolutwert zunehmend größer. Somit
ist die Gierbeschleunigung in einem niederen Geschwindigkeitsbereich
im Sinne einer Reduzierung der Stelllenkreaktion wirksam, welches
die Gierrate des Fahrzeugs zu verringern versucht. Dies ist zweckmäßig, weil
das Fahrzeugverhalten in einem niederen Geschwindigkeitsbereich äußeren Störungen gegenüber relativ immun
ist und die Verringerung des zum Drehen des Lenkrads erforderlichen
Kraftaufwands wichtiger ist.
-
In 9 erkennt
man, daß der
Koeffizient K bei diesem Ausführungsbeispiel
im wesentlichen proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit V ist,
ab einer bestimmten mittleren Geschwindigkeit jedoch einen konstanten
Wert annimmt. Der Koeffizient K kann ebenso wie der Koeffizient
td als mathematische Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit
definiert werden, und zwar derart, daß eine optimale Fahrzeughandhabung
erreicht werden kann.
-
Wenn
das Fahrzeug beispielsweise aufgrund Seitenwind von einem vorgesehenen
geraden Weg abweicht, wird der Elektromotor 10 in einem Maß betätigt, das
von der Größe der Ist-Gierrate γ und der
berechneten Gierrate td·dγ/dt abhängt. Die resultierende Stelllenkreaktion
versucht, die Ist-Gierrate γ ungeachtet
des vom Fahrer eingesetzten Kraftaufwands beim Lenken zu verringern.
Insbesondere tragen sowohl die Gierrate als auch die Änderungsrate der
Gierrate zur Erzeugung eines Stelllenkdrehmoments bei, das die Gierrate
zu verringern versucht. Selbst wenn daher als Folge äußerer Störungen,
wie beispielsweise Seitenwind, eine Gierrate γ hervorgerufen wird und der
Fahrer keine Lenkkräfte
auf das Lenkrad ausübt,
werden die Vorderräder
automatisch so gelenkt, daß das
Fahrzeug in den Geradeaus-Zustand zurückgebracht wird und ein irreguläres Verhalten
des Fahrzeugs unterbunden wird.
-
Wenn
das Fahrzeug ohne Auftreten wesentlicher äußerer Störeinflüsse einen Richtungswechsel vollzieht,
wird eine gewisse Gierrate erzeugt; weil aber die Gierbeschleunigung
dγ/dt entweder
extrem klein oder Null ist und die von dem Elektromotor 10 erzeugte
Soll-Stelllenkreaktion entsprechend klein wird, erzeugt das Lenksystem
im wesentlichen in der gleichen Weise wie ein normales Servolenksystem ein
Hilfslenkdrehmoment, und der Fahrer kann das Fahrzeug während des
gesamten Wendemanövers bequem
bedienen.
-
Bei
einer schnellen Drehung des Lenkrads durch den Fahrer kann die Gierbeschleunigung
dγ/dt entsprechend
groß werden.
Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit groß ist, wirkt die Gierbeschleunigung des
Fahrzeugs wegen des negativen Werts des Koeffizienten td im
Sinne einer Erhöhung
der Soll-Stelllenkreaktion TA, das den manuellen Lenkkräften entgegengerichtet
ist, und verhindert eine schnelle Drehung des Lenkrads. Folglicherweise
wird die Stabilität
des Fahrzeugs verbessert. In einem hohen Geschwindigkeitsbereich
ist dies vorteilhaft, weil das Fahrzeug äußeren Störungen gegenüber empfindlich ist
und die Stabilität
des Fahrzeugs besonders wichtig ist.
-
Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, ist die Soll-Stelllenkreaktion
TA wegen des positiven Werts des Koeffizienten td in
der gleichen Richtung wie das manuelle Lenkdrehmoment gerichtet. Die
vom Fahrer erforderlichen Kräfte
werden so vorteilhaft reduziert. In einem niederen Geschwindigkeitsbereich
ist dies vorteilhaft, weil sich äußere Störungen nicht
signifikant auswirken würden
und die Manövrierbarkeit
des Fahrzeugs weit wichtiger ist.
-
Wenn
das Fahrzeug während
eines dauerhaften Wende- oder Richtungswechselmanövers äußeren Störungen begegnet,
wird wegen der raschen Änderung
der Gierrate und der Zunahme der Gierbeschleunigung eine entsprechend
große
Soll-Stelllenkreaktion TA erzeugt, wodurch ein irreguläres Verhalten
des Fahrzeugs vermieden werden kann. Durch geeignete Festlegung
der Werte von K und td als mathematische
Funktionen der Fahrzeuggeschwindigkeit ist es möglich, eine Soll-Stelllenkreak
tion TA zu erzeugen, die an die Eigenschaften des Fahrzeugs angepaßt ist.
-
Erfindungsgemäß wird somit
das Stelllenkdrehmoment, das die Seitenbewegung des Fahrzeugs zu
kontrollieren versucht, auf die lenkbaren Räder aufgebracht, und die irreguläre Seitenbewegung
des Fahrzeugs aufgrund äußerer Störeinflüsse, wie
beispielsweise Seitenwind, kann wirkungsvoll kontrolliert werden,
ohne daß seitens
des Fahrers irgendwelche Anstrengungen erforderlich wären. Insbesondere
sind die Anstrengungen für
den Fahrer beim Lenken selbst bei raschem Drehen des Lenkrads nicht übermäßig erhöht, weil
die zur Gewinnung der Referenz-Gierrate verwendete Übertragungsfunktion
aus einer Verzögerungsfunktion
ersten Grades besteht. Das mit diesem Lenksteuersystem ausgestattete
Fahrzeug zeigt daher ein hochstabiles Verhalten, wenn es einem geraden
Verlauf folgt. Kurz gesagt ist es durch geeignete Wahl der Parameter möglich, sowohl
eine ausreichende Stabilität
des Fahrzeugs in, dessen Reisezustand als auch eine angemessene
Höhe der
Lenkreaktion während
normaler Richtungswechsel zu erreichen.
-
Obwohl
die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels beschrieben
wurde, sind Modifizierungen und Abwandlungen von Einzelheiten möglich, ohne
vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist die Gierrate
der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs im wesentlichen äquivalent,
und anstelle der Gierrate kann bei der Ausführung der Erfindung die Seitenbeschleunigung
des Fahrzeugs verwendet werden, gewünschtenfalls mit geeigneten
Modifizierungen. Es wird ein Lenksteuersystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen,
bei dem eine manuelle Lenkeingabe durch ein Stellenkdrehmoment unterstützt wird,
dessen von der Gierrate abhängiger
Anteil, durch K(γ-td·dγ/dt) gegeben
ist, wobei γ die
erfaßte
Gierrate ist, K und td von der Fahrzeuggeschwindigkeit
abhängige
Koeffizienten sind und d/dt die zeitliche Ableitung bezeichnet.
Die erfaßte
Gierrate trägt
zur Reduzierung der Gierrate des Fahrzeugs bei. Insbesondere besitzt
der Koeffizient td in einem niederen Geschwindigkeitsbereich
einen positiven Wert und nimmt im wesentlichen linear mit der Fahrzeuggeschwindigkeit
ab, wobei er bei einer gewissen mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit
negativ wird. Folglich tragen in einem höheren Geschwindigkeitsbereich,
wenn das Fahrzeug entweder durch äußere Störungen oder durch eine manuelle
Lenkeingabe in eine Richtung gelenkt wird, die erfaßte Gierrate
und die Änderungsrate
der Gierrate beide zur Reduzierung der Gierrate bei. Wenn jedoch
in einem niederen Geschwindigkeitsbereich das Fahrzeug in eine Richtung
gelenkt wird, trägt
die erfaßte
Gierrate zur Reduzierung der Gierrate, die Änderungsrate der Gierrate jedoch
zur Erhöhung
der Gierrate bei. Somit ist das Fahrzeug in einem höheren Geschwindigkeitsbereich
in hohem Maße
immun gegenüber äußeren Störungen,
und der zum manuellen Lenken des Fahrzeugs erforderliche Kraftaufwand
steigt mit zunehmender Änderungsrate
der Gierrate. Hingegen ist die Stabilität des Fahrzeugs in einem niederen
Geschwindigkeitsbereich nicht von Belang, und der zum manuellen
Lenken des Fahrzeugs erforderliche Kraftaufwand nimmt mit zunehmender Änderungsrate
der Gierrate ab.