DE10061966A1

DE10061966A1 - Regelung des dynamischen Verhaltens eines Fahrzeugs um eine definierte Achse

Info

Publication number: DE10061966A1
Application number: DE10061966A
Authority: DE
Inventors: Levent Guevenc; Tilman Buente; Bilin Aksun-Guevenc; Dirk Odenthal
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-06-27
Also published as: EP1215103A3; DE50105296D1; EP1215103A2; EP1215103B1

Abstract

In einer Lenkeinrichtung für ein Straßenfahrzeug ist ein von einem Fahrer des Fahrzeugs bedienbares, über einen Lenkübertragungsstrang mit mindestens einem gelenkten Rad des Fahrzeugs verbundenes Lenkbetätigungsorgan vorgesehen. Eine Gierratenerfassungseinrichtung liefert ein für die Gierrate des Fahrzeugs repräsentatives Gierratensignal, und eine Radlenkwinkelerfassungseinrichtung liefert Radlenkwinkelinformationen über den Radlenkwinkel des gelenkten Rads. Eine auf das Gierratensignal und die Radlenkwinkelinformationen ansprechende und auf den Lenkübertragungsstrang einwirkende Regeleinrichtung ist dazu eingerichtet, bei Auftreten unerwünschter Gierbewegungen des Fahrzeugs einen fahrerunabhängigen Lenkeingriff im Sinne einer Reduzierung dieser Gierbewegungen zu bewirken. Erfindungsgemäß weist die Regeleinrichtung einen von dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelinformationen gespeisten IMZF-Regler auf, welcher ein für die unerwünschten Gierbewegungen repräsentatives Radlenkwinkelkorrektursignal bereitstellt, wobei die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, den Lenkeingriff in Abhängigkeit von dem Radlenkwinkelkorrektursignal zu bewirken. Der IMZF-Regler geht von einer Struktur mit zwei Entwurfsfreiheitsgraden aus, die in der regelungstechnischen Fachliteratur als "Disturbance Observer", "Model Regulator" oder "Two Degree of Freedom Controller" bezeichnet wird.

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit der Regelung des dy namischen Verhaltens eines Fahrzeugs um eine definierte Ach se. Ein Anwendungsfall ist die Regelung des Lenkverhaltens eines Straßenfahrzeugs bei Anwesenheit unerwünschter Gierein flüsse auf dieses.

Gefährliche Fahrsituationen eines Straßenfahrzeugs (bei spielsweise Schleudern) können von unerwarteten Gierstörmo menten herrühren, die beispielsweise durch plötzlichen Sei tenwind, durch einseitigen Druckverlust in den Reifen oder durch Bremsen auf einseitig rutschigem Untergrund (sogenann tes µ-split Bremsen) hervorgerufen werden können. Der Fahrer kann in der Regel nicht angemessen auf solche Gierstörungen reagieren. Insbesondere ist mit einer Überreaktion des Fah rers zu rechnen, die die Gefährlichkeit der Fahrsituation noch verschärfen kann. Zur Unterstützung des Fahrers bei der Lenkung des Fahrzeugs sind daher Systeme entwickelt worden, die bei Auftreten unerwarteter, plötzlicher Abweichungen vom Wunschgierverhalten einen Lenkeingriff vornehmen, bei dem der vom Fahrer kommandierte Radlenkwinkel um ein von der Stärke der Abweichung vom Wunschgierverhalten abhängiges Maß verän dert wird, also ein zusätzlicher (positiver oder negativer) Korrekturradlenkwinkel aufgebracht wird. Der Lenkeingriff er folgt so, daß ein der Abweichung vom Wunschgierverhalten ent gegenwirkendes, das Fahrzeug stabilisierendes Moment erzeugt wird. Unter dem Begriff "unerwünschte Gierbewegungen" wird jede Abweichung des Ist-Gierverhaltens vom Wunschgierverhal ten verstanden.

Bei derartigen aktiven Lenkunterstützungssystemen ist es be kannt, die Ist-Gierrate des Fahrzeugs zu messen und sie mit einer Soll-Gierrate zu vergleichen, welche aus dem vom Fahrer eingestellten Drehwinkel δes Lenkrads abgeleitet wird. Die Differenz zwischen Ist- und Soll-Gierrate wird in einen Regler eingegeben, der abhängig von dieser Regeldifferenz den Lenkeingriff steuert. Beispielhaft wird diesbezüglich auf EP 0 474 130 A2, EP 0 614 795 B1 und EP 0 846 610 A2 verwiesen. Die in diesen Dokumenten beschriebenen Lenkunterstützungssy steme beruhen auf dem Prinzip der sogenannten robusten ein seitigen Entkopplung der Gierbewegung des Fahrzeugs von des sen Seitenbewegung.

Aus der EP 0 916 568 A2 ist ein Aktuator zum Erzeugen eines zusätzlichen Lenkwinkels für Straßenfahrzeuge bekannt. Zum Erzeugen eines zusätzlichen Lenkwinkels für ein Fahrzeug wird dabei mittels eines Aktuators, der einen von einem Mikropro zessor gesteuerten, als Antrieb wirkenden Elektromotor und ein mittels des Elektromotors angetriebenes Getriebe auf weist, an die Räder des Fahrzeugs ein zusätzlicher Lenkwinkel an die Fahrzeugachse aufgebracht.

Aus der EP 1 000 838 A2 ist ein Verfahren zur Regelung der Querdynamik eines Fahrzeugs mit Vorderachslenkung bekannt. Bei diesem Verfahren wird anhand eines linearen Fahrzeugmo dells, das ein dynamisches Wunschverhalten des Fahrzeuges re präsentiert, ein erster Sollwert für die Giergeschwindigkeit ermittelt, der dem durch Betätigung eines Steuerorgans einge steuerten Fahrerwunsch entspricht. Unter der Nebenbedingung, daß der Schwimmwinkel im Bereich der nicht gelenkten Hinter räder des Fahrzeugs einen begrenzten Wert nicht überschreiten soll, wird ein weiterer Sollwert ermittelt, und es wird der dem Betrage nach kleinere dieser beiden Sollwerte als der für die Regelung maßgebliche Sollwert der Giergeschwindigkeit ge nutzt und dadurch ein Schleudern des Fahrzeugs mit hoher Zu verlässigkeit vermieden.

Aus der DE 197 51 227 A1 ist ein Lenksystem für ein Kraft fahrzeug mit wenigstens einem lenkbaren Rad, einem Stellan trieb und einem Uberlagerungsgetriebe bekannt. Durch das Uberlagerungsgetriebe wird die durch das Fahrzeug initiierte Lenkbewegung und die durch den Stellantrieb initiierte Bewe gung zur Erzeugung der Lenkbewegung des lenkbaren Rades über lagert. Dabei wird die Gierbewegung des Fahrzeugs erfaßt und bei Vorliegen eines bestimmten Fahrzeugzustands ein Steuersi gnal abhängig von diesem Giersignal gebildet. Der Stellan trieb wird dann zur Initiierung der Bewegung durch das er zeugte Steuersignal angesteuert. Weiterhin wird eine den Bremszustand des Fahrzeugs repräsentierende Bremsgröße erfaßt und das Vorliegen des Fahrzeugzustands abhängig von dieser Bremsgröße bestimmt. Diese Technik ermittelt einen aktiven Lenkeingriff zur Verbesserung des Gierverhaltens, der ereig nisgesteuert nur dann eingeschaltet wird, wenn eine äußere Störung der Fahrzeugbewegung detektiert wird.

Aus der US 5,696,681 ist es bekannt, den Reifendruck eines Fahrzeugs zu überwachen, um Reifenpannen unverzüglich zu er fassen. Ein Druckabfall wird als Reifenpannen-Ereignissignal ausgegeben, um abhängig von diesem Ereignis eine radselektive Bremsbetätigung auszuüben.

Auch wenn der Stand der Technik im Zusammenhang mit straßen gebundenen Fahrzeugen erläutert wird, treten ähnliche Proble me bei anderen Fahrzeugen (Schiffe, Flugzeuge, usw.) bezüg lich sämtlicher dort möglicher Freiheitsgrade (Rollen, Nic ken, Gieren, usw.) auf. Ein Beispiel für eine plötzliche Gierstörung bei einem Flugzeug ist der einseitige Triebwerks ausfall, der durch Verstellung des Seitenruders ausgeregelt werden muß.

In der Regelungstechnik ist unter den Begriffen "Disturbance Observer", "Model Regulator" oder "Two Degree of Freedom Con troller" eine Regelungsstruktur mit zwei Entwurfsfreiheits graden bekannt, die bei einer Reihe von Regelungsaufgaben in der Antriebstechnik erfolgreich eingesetzt wurde, um ein System unempfindlich sowohl im Führungsverhalten gegenüber Mo dellierungsfehlern als auch gegenüber äußeren Störungen zu machen (vgl. K. Ohnishi et. al., "Microprocessor Controlled DC Motor for Load Insensitive Position Servo System", IEEE Tr. Industrial Electronics, Vol. IE-34, S. 44-49, 1987).

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelung zur Fahrzeugsteuerung zu schaffen, die hinsichtlich Störunterdrückung und Führungs verhalten Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der un abhängigen Ansprüche gelöst.

Allgemein sieht die Erfindung eine geregelte Einrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhaltens eines Fahrzeugs um eine definierte Achse vor. Die Einrichtung weist dabei auf:

- ein Betätigungsorgan zum Ansteuern eines verstellbaren Steuerelements (beispielsweise durch einen Benutzer), wobei das Betätigungsorgan mit dem Steuerelement über einen Steuer übertragungsstrang verbunden ist und das Steuerelement das Verhalten (Gieren, Nicken, Rollen, Wanken, usw.) des Fahr zeugs um die definierte Achse beeinflußt,
- einen Sensor zur Erfassung der Drehrate des Fahrzeugs um die definierte Achse,
- einen Sensor zur Erfassung eines für die Stellung des Steuerelements repräsentativen Stellsignals, und
- einen Regler, der ein Korrektursignal ermittelt durch Differenzbildung des Stellsignals mit einem theoretischen Stellsignal, das durch Filterung der erfaßten Drehrate bei spielsweise mit der Inversen einer Wunschführungsübertra gungsfunktion berechnet wird, und das Korrektursignal auf den Steuerübertragungsstrang zurückführt.

Weiter sieht die Erfindung eine Lenkeinrichtung für ein Stra ßenfahrzeug vor, das aufweist

- ein (beispielsweise von einem Fahrer des Fahrzeugs be dienbares) über einen Lenkübertragungsstrang mit mindestens einem gelenkten Rad des Fahrzeugs verbundenes Lenkbetäti gungsorgan,
- eine Gierratenerfassungseinrichtung, welche ein für die Gierrate des Fahrzeugs repräsentatives Gierratensignal be reitstellt,
- eine Radlenkwinkelerfassungseinrichtung, welche Radlenk winkelinformationen über den Radlenkwinkel des gelenkten Rads bereitstellt, und
- eine auf das Gierratensignal und die Radlenkwinkelinfor mationen ansprechende und auf den Lenkübertragungsstrang ein wirkende Regeleinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, bei Auftreten unerwünschter Gierbewegungen des Fahrzeugs einen fahrerunabhängigen Lenkeingriff im Sinne einer Reduzierung dieser Gierbewegungen zu bewirken.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß die Regeleinrich tung einen von dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelin formationen gespeisten IMZF (Inverse Modellfolgeregelung mit zwei Freiheitsgraden)-Regler umfaßt, welcher ein für die un erwünschten Gierbewegungen repräsentatives Radlenkwinkelkor rektursignal bereitstellt, und daß die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, den Lenkeingriff in Abhängigkeit von dem Radlenkwinkelkorrektursignal zu bewirken.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird also ein hier als IMZF-Regler bezeichnetes regelungstechnisches Element verwen det, um aus dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelinforma tionen bzw. dem Radlenkwinkelsignal ein Radlenkwinkelkorrek tursignal zu ermitteln, anhand dessen der Lenkeingriff durch geführt wird. Der IMZF-Regler ermittelt aus dem Gierratensi gnal eine Abschätzung des theoretischen Radlenkwinkels, der unter Zugrundelegung einer Wunschlenkübertragungsfunktion zu der aktuellen Gierrate des Fahrzeugs führen würde.

Dieser theoretische Radlenkwinkel wird mit dem durch das Rad lenkwinkelsignal angegebenen tatsächlichen Radlenkwinkel ver glichen. Der Vergleich liefert das Radlenkwinkelkorrektursi gnal. Dieses ist ein Maß für die Stärke der Abweichung vom Wunschgierverhalten und repräsentiert einen Korrekturradlenk winkel, um den der Radlenkwinkel zur Behebung der Abweichung vom Wunschgierverhalten zu korrigieren ist. Zur Ermittlung des theoretischen Radlenkwinkels ist in dem IMZF-Regler die Inverse eines Sollmodells implementiert, das eine gewünschte Gierdynamik des Fahrzeugs in Abhängigkeit des mittels des Lenkbetätigungsorgans (beispielsweise durch den Fahrer) kom mandierten Radlenkwinkels beschreibt.

Die Regelungseinrichtung mit dem IMZF-Regler arbeitet so, daß das Fahrzeug in seinem tatsächlich gezeigten Gierverhalten diesem Wunschgierverhalten möglichst folgt. Dies erlaubt es dem Konstrukteur oder Entwickler (gegebenenfalls sogar dem Fahrer selbst), über die konkrete Auslegung des Sollmodells das Gierverhalten des Fahrzeugs individuell, beispielsweise abhängig vom Fahrzeugtyp oder nach speziellen Bedürfnissen des Fahrers, festzulegen. Dabei ist es sogar vorstellbar, zwei oder mehr unterschiedliche Sollmodelle, beispielsweise mit unterschiedlichen Modellparametern, die zu unterschiedli chem Fahrverhalten führen, zu implementieren und je nach Be darf, etwa abhängig von der Fahrsituation, zwischen den ge speicherten Modellen umzuschalten.

Es ist möglich, daß das in inverser Form in dem IMZF-Regler implementierte Wunschmodell der Gierdynamik bei bestimmten Betriebsbedingungen (beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit, Kraftschluß zwischen Reifen und Straße, Beladungszustand, usw.) zufriedenstellende Ergebnisse liefert, bei anderen Betriebsbedingungen jedoch nicht mehr zufriedenstellend arbei tet, solange nicht zugleich auch ein oder mehrere IMZF-Reg lerparameter an Betriebsparameter angepaßt werden.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist daher zur Verbesserung der Robustheit der Regelung vorgesehen, daß die in dem IMZF-Regler implementierte Inverse der gewünschten Lenkübertragungsfunktion mit der Fahrzeuggeschwindigkeit an gepaßt wird.

Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann in der Regel da von ausgegangen werden, daß der Fahrer in der Lage ist, eine Abweichung vom Wunschgierverhalten selbst auszugleichen, ohne wesentlicher zusätzlicher Lenkeingriffe durch die Regelein richtung zu bedürfen. Bevorzugt ist deshalb die Ansprechemp findlichkeit des IMZF-Reglers auf unerwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs innerhalb eines an Fahrzeugstillstand anschlie ßenden Langsamfahrbereichs der Fahrzeuggeschwindigkeit gerin ger und bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten größer. Insbe sondere kann die Ansprechempfindlichkeit des IMZF-Reglers auf Abweichungen des Fahrzeugs vom Wunschgierverhalten innerhalb des Langsamfahrbereichs dabei zumindest annähernd null sein. Im Anschluß daran sollte sie vorteilhafterweise nur allmäh lich ansteigen, um Irritationen des Fahrers durch ein abrup tes Wirksamwerden der Regeleinrichtung zu vermeiden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der IMZF-Regler zur Erzielung einer Tiefpaßcharakter aufweisenden Ansprechempfindlichkeit gegenüber unerwünschten Fahrzeuggier bewegungen mit einer Tiefpaßfilteranordnung ausgeführt sein. Die Tiefpaßfilteranordnung unterdrückt beispielsweise hoch frequentes Meßrauschen der Sensoren.

Statt der Tiefpaßfilteranordnung kann auch eine Bandpaßfil teranordnung verwendet werden, die so ausgelegt ist, daß niederfrequente, also langsame Regelaufgaben dem Fahrer überlas sen bleiben und die Regeleinrichtung erst bei Abweichungen vom Wunschgierverhalten im mittleren Frequenzbereich aktiv wird. Insbesondere kann durch geeignete Auslegung der Band paßfilteranordnung erreicht werden, daß die Regeleinrichtung im wesentlichen nur im Anfangsstadium einer plötzlichen Ab weichung vom Wunschgierverhalten aktiv wird, nämlich in einem Zeitbereich, der innerhalb der sogenannten Schrecksekunde des Fahrers liegt. Nach einer gewissen Zeit, beispielsweise nach etwa 0,5 Sekunden, wenn der Fahrer seinen Schreck über die plötzliche Veränderung der Fahrsituation überwunden hat, wird die Regeleinrichtung allmählich wieder inaktiv und die Kon trolle über das Gierverhalten des Fahrzeugs wird wieder voll ständig auf den Fahrer übertragen.

Die im IMZF-Regler in Form des inversen Sollmodells implemen tierte Wunschlenkübertragungsfunktion ist vorzugsweise auf Grundlage der Gierdynamik eines linearisierten Einspurmodells des Fahrzeugs gebildet.

Weiter sieht die Erfindung ein Verfahren zur Regelung des dy namischen Verhaltens eines Fahrzeugs um eine definierte Achse vor. Das Fahrzeug weist dabei ein Betätigungsorgan zum An steuern eines verstellbaren Steuerelements (beispielsweise durch einen Benutzer) auf, wobei das Betätigungsorgan mit dem Steuerelement über einen Steuerübertragungsstrang verbunden ist und das Steuerelement das dynamische Verhalten des Fahr zeugs um die definierte Achse beeinflußt. Gemäß dem Verfahren werden die folgenden Schritte ausgeführt:

- Erfassen der Drehrate des Fahrzeugs um die definierte Achse,
- Erfassen eines für die Stellung des Steuerelements re präsentativen Stellsignals,
- Berechnung eines Korrektursignals durch Differenzbildung des Stellsignals mit einem theoretischen Stellsignal, das durch Filterung der erfaßten Drehrate beispielsweise mit der Inversen einer Wunschführungsübertragungsfunktion berechnet wird, und
- Rückführung des Korrektursignals auf den Steuerübertra gungsstrang.

Nach einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung außerdem ein Verfahren zum Lenken eines Straßenfahrzeugs vor, welches ein (beispielsweise von einem Fahrer des Fahrzeugs bedienbares) über einen Lenkübertragungsstrang mit mindestens einem ge lenkten Rad des Fahrzeugs verbundenes Lenkbetätigungsorgan umfaßt, wobei bei dem Verfahren ein für die Gierrate des Fahrzeugs repräsentatives Gierratensignal und Radlenkwinkel informationen über den Radlenkwinkel des gelenkten Rads be reitgestellt werden und bei Auftreten unerwünschter Gierbewe gungen des Fahrzeugs ein fahrerunabhängiger Lenkeingriff auf den Lenkübertragungsstrang in Abhängigkeit von dem Gierraten signal und den Radlenkwinkelinformationen im Sinne einer Re duzierung dieser Gierbewegungen bewirkt wird.

Erfindungsgemäß ist bei diesem Verfahren vorgesehen, daß mit tels eines von dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelin formationen gespeisten IMZF-Reglers ein für die unerwünschten Gierbewegungen repräsentatives Radlenkwinkelkorrektursignal ermittelt wird und der Lenkeingriff in Abhängigkeit von die sem Radlenkwinkelkorrektursignal bewirkt wird.

Bevorzugt wird dabei ein IMZF-Regler verwendet, in dem die Inverse einer Wunschlenkübertragungsfunktion implementiert ist, welche eine gewünschte Gierdynamik des Fahrzeugs in Ab hängigkeit von dem mittels des Lenkbetätigungsorgans (bei spielsweise durch den Fahrer) kommandierten Radlenkwinkel des gelenkten Rads beschreibt, wobei dieses Sollmodell der Gier dynamik abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ist.

Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein IMZF-Regler verwendet, dessen Ansprechempfindlichkeit auf unerwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs innerhalb eines an den Fahrzeugstillstand anschließenden Langsamfahrbereichs der Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist und bei höheren Fahr zeuggeschwindigkeiten größer ist. Insbesondere wird ein IMZF-Regler verwendet, dessen Ansprechempfindlichkeit auf un erwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs innerhalb des Lang samfahrbereichs zumindest annähernd null ist und im Anschluß daran allmählich ansteigt.

Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt ein IMZF-Regler verwendet, der zur Erzielung einer Tiefpaßcharak ter aufweisenden Ansprechempfindlichkeit gegenüber uner wünschten Fahrzeuggierbewegungen mit einer Tiefpaßfilteran ordnung ausgeführt ist. Anstelle der Tiefpaßfilteranordnung kann auch eine Bandpaßfilteranordnung verwendet werden.

Des weiteren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor zugsweise ebenfalls ein auf Grundlage der Gierdynamik eines linearisierten Einspurmodells des Fahrzeugs gebildete Wunsch lenkübertragungsfunktion verwendet und als invertiertes Soll modell im IMZF-Regler implementiert.

Gemäß einem letzten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Computersoftwareprodukt vorgesehen, das die Ausführung eines solchen Verfahrens ermöglicht, wenn es auf einer Rechenein richtung läuft.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 stark schematisiert ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung,

Fig. 2 ebenfalls in starker Schematisierung ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lenkein richtung,

Fig. 3 ein Signalflußbild für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1,

Fig. 4 ein Signalflußbild für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2,

Fig. 5 ein abgewandeltes Signalflußbild für das Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 2,

Fig. 6 eine P-Kennlinie als Beispiel für einen geschwindig keitsselektiven Ein-/Ausschaltvorgang,

Fig. 7 den Frequenzgang eines in der erfindungsgemäßen Len keinrichtung verwendeten Bandpaßfilters und

Fig. 8 schematisch ein Fahrzeugmodell als Grundlage zur Entwicklung eines IMZF-Reglers für die erfindungsge mäßen Lenkeinrichtung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines von einem Fahrer gelenkten Straßenfahrzeugs erläutert. Es ist indessen er sichtlich, daß die Erfindung zwanglos bei anderen Fahrzeugen (Schiffe, Tragflügelboote, U-Boote, Hubschrauber, Flugzeuge, Panzer, Sonderfahrzeuge, Gabelstapler, usw.) und bezüglich anderer Drehachsen (Rollen, Nicken, usw.) anwendbar ist. Das Lenkrad steht somit als ein Beispiel für ein Betätigungsor gan, das mittels einem Steuerübertragungsstrang (Lenküber tragungsstrang) mit einem Steuerelement (gelenktes Vorder- oder Hinterrad) verbunden ist. Das Gierratensignal ist somit ein Beispiel für ein Drehratensignal (d. h. das Signal der Winkelgeschwindigkeit um die betrachtete Achse) und das Rad lenkwinkelsignal ein Beispiel für ein Stellsignal, das für die Position eines Steuerelements repräsentativ ist.

Auch kann die Erfindung im Sinne einer unterlagerten Regelung bei automatisch bahnfolgegeregelten Fahrzeugen (beispielswei se bei Flugzeugen mit Autopilot oder automatisch spurgeführ ten Straßenfahrzeugen) angewandt werden. Unter dem Begriff Betätigungsorgan ist in diesem Fall ein entsprechender Steu ereingang zu verstehen.

Bei einem straßengebundenen Fahrzeug stellen übrigens auch die Bremsen ein Steuerelement dar, wenn einzelne Räder eines Mehrspurfahrzeugs selektiv gebremst werden können. Die Brems kraftverteilung kann somit ein Stellsignal darstellen.

Im übrigen läßt sich die Erfindung auch gut mit einer Fahrdy namikregelung auf Grundlage einer selektiven Bremsung einzel ner Räder kombinieren, da diese eine Grenzbereichshilfe dar stellt, wohingegen die vorliegende Erfindung im Normalzustand unterhalb des Grenzbereichs der Fahrdynamik, aber dafür kon tinuierlich angewendet werden kann.

In Fig. 1 ist ein vom Fahrer eines straßengebundenen Kraft fahrzeugs bedienbares Lenkrad 10 zu erkennen, dessen Drehbe wegungen über einen durchgehenden mechanischen Lenkübertra gungsstrang 12 auf ein gelenktes Rad 14 des Fahrzeugs, insbe sondere ein Vorderrad, übertragen werden. Das Lenkrad ist nur ein Beispiel für ein Lenkbetätigungsorgan und die vorliegende Erfindung läßt sich zwanglos auch auf andere Lenkbetätigungs organe übertragen.

Bei, plötzlicher Seitenwindeinwirkung auf das Fahrzeug, etwa bei Überfahren einer Brücke oder nach Herausfahren aus dem Windschatten eines Lastkraftwagens oder beim Bremsen auf stellenweise vereister Fahrbahn, kann eine unerwünschte Gier bewegung des Fahrzeugs um die Fahrzeughochachse auftreten, die zum Schleudern des Fahrzeugs und im schlimmsten Fall zu einem Unfall führen kann. Aufgrund der Plötzlichkeit, die solchen Abweichungen vom Wunschgierverhalten (Gierstörungen) häufig zu eigen ist, kann der Fahrer i. a. keine geeigneten Gegenmaßnahmen treffen. Daher ist erfindungsgemäß eine in ih rer Gesamtheit mit 16 bezeichnete Regeleinrichtung vorgese hen, die insbesondere in der Anfangsphase der Störung, wenn der Fahrer noch seine Schrecksekunde durchlebt, additiv zu dem vom Fahrer über das Lenkrad 10 kommandierten Radlenkwin kel einen der Abweichung vom Wunschgierverhalten entgegen wirkenden Korrekturradlenkwinkel auf das gelenkte Rad 14 auf bringt.

Die Regeleinrichtung 16 umfaßt eine vorzugsweise von einem Mikroprozessor gebildete elektronische Regeleinheit 18, wel che von einem Radlenkwinkelsensor 20 ein Radlenkwinkelsignal erhält. Der Radlenkwinkelsensor 20 kann beispielsweise im Be reich des gelenkten Rads 14 angebracht sein und unmittelbar dessen Lenkstellung erfassen. Allgemein ermittelt der Rad lenkwinkelsensor 20 eine den Radlenkwinkel wiedergebende Grö ße (z. B. Spurstangenverschiebung, usw.).

Wenn der tatsächliche Korrekturradlenkwinkel bekannt ist, kann alternativ als Radlenkwinkelsignal das Signal eines Sen sors verwendet werden, der an einer das Lenkrad 10 tragenden Lenksäule 12 des Fahrzeugs angebracht ist und beispielsweise mittels eines Potentiometers den Lenkeinschlag des Lenkrads 10 erfaßt. Zusätzlich zu dem Radlenkwinkelsignal erhält die gnal, das die momentane Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs angibt. Anhand des Gierratensignals und des Rad lenkwinkelsignals ermittelt die Regeleinheit 18, ob über die vom Fahrer vorgenommenen Lenkvorgänge hinaus ein zusätzlicher Lenkeingriff auf das gelenkte Rad 14 nötig ist, um das Fahr zeug zu stabilisieren.

Bei der Lenkeinrichtung der Fig. 1 erfolgt dieser Lenkeingriff über einen gesonderten Lenkaktuator 24, welcher den von der Regeleinheit 18 ermittelten notwendigen Korrekturradlenkwin kel in den Lenkübertragungsstrang 12 einspeist und dem vom Fahrer über das Lenkrad 10 vorgegebenen Radlenkwinkel additiv überlagert. Dies ist schematisch durch eine mechanische Sum mationsstelle 26 angedeutet und wird gemeinhin als aktive Zu satzlenkung oder Überlagerungslenkung (siehe beispielsweise EP 0 916 568 A2) bezeichnet.

Die Lenkeinrichtung der Fig. 2, bei der gleiche oder gleich wirkende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1, jedoch zusätzlich mit dem Kleinbuchstaben a versehen sind, ist dagegen als sogenannte "Steer-by-Wire" Lenkung aus gebildet, bei welcher es keinen durchgehenden mechanischen Lenkübertragungsstrang zwischen Lenkrad 10a und gelenktem Rad 14a gibt. Stattdessen enthält der das Lenkrad 10a mit dem ge lenkten Rad 14a verbindende Lenkübertragungsstrang 12a wenig stens eine nichtmechanische (beispielsweise elektrische) Teilstrecke. Der vom Fahrer kommandierte Radlenkwinkel wird von der Regeleinheit 18a elektronisch mit dem gegebenenfalls erforderlichen Korrekturradlenkwinkel zu einem Gesamtradlenk winkel additiv zusammengefaßt. Dieser wird über einen gemein samen Lenkaktuator 28a am gelenkten Rad 14a eingestellt.

Zweckmäßigerweise ist der Radlenkwinkelsensor 20a an der Lenksäule angebracht, um unmittelbar die Drehstellung des Lenkrads 10a zu erfassen und der Regeleinheit 18a als komman dierten Radlenkwinkel zuführen zu können. Den tatsächlich eingestellten Radlenkwinkel des gelenkten Rads 14a kann die Regeleinheit 18a dann ohne weiteres aus dem kommandierten Radlenkwinkel und dem momentan eingestellten Korrekturradlenkwinkel ermitteln. Umgekehrt kann die Regeleinheit 18a auch ohne weiteres den kommandierten Radlenkwinkel rechne risch unter Zuhilfenahme des momentanen Korrekturradlenkwin kels ermitteln, falls der Radlenkwinkelsensor 20a an anderer Stelle angeordnet ist und dabei den tatsächlichen, also gere gelten Radlenkwinkel des gelenkten Rads 14a erfaßt.

Zur Erläuterung des Regelalgorithmus der Lenkeinrichtung der Fig. 1 wird zusätzlich auf den Signalflußplan der Fig. 3 ver wiesen. In diesem bezeichnen δ_L den vom Fahrer kommandierten Radlenkwinkel, δ_c den zu dem kommandierten Radlenkwinkel δ_L addierten Korrekturradlenkwinkel, δ den sich aus der Überla gerung von δ_C und δ_L ergebenden, am gelenkten Rad 14 einge stellten Gesamtradlenkwinkel, r die erfaßte Gierrate des Fahrzeugs, d eine von außen auf das Fahrzeug wirkende Gier störung und n das Meßrauschen des Gierratensensors 22.

Geregelt wird das tatsächliche Fahrzeug mit dem tatsächlichen Aktuator, der im folgenden mit dem Symbol eines Modells be zeichnet wird. Ein Block 30 bezeichnet das - ungeregelte - Lenkübertragungsverhalten des Fahrzeugs, welches sich durch eine Lenkübertragungsfunktion G modellieren läßt. Diese gibt das Gierverhalten des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Radlenk winkel δ des gelenkten Rads 14 an. Das Übertragungsverhalten des Lenkaktuators 24 läßt sich durch eine Aktuatorübertra gungsfunktion G_a modellieren.

Die Regeleinheit 18 arbeitet als sogenannter IMZF-Regler. Dieser umfaßt ein durch Block 32 angedeutetes inverses Modell einer gewünschten Lenkübertragungsfunktion G_n. Dieses inverse Modell 32 besitzt dementsprechend die Übertragungsfunktion G_n ^-1. Es wird mit dem gegebenenfalls mit Meßrauschen behafte ten Signal δer erfaßten, gegebenenfalls störbehafteten Gierrate r gespeist und liefert an seinem Ausgang ein Signal δ', das einen theoretischen Radlenkwinkel δes gelenkten Rads 14 repräsentiert, der bei einem Fahrzeug mit der Lenkübertra gungsfunktion G_n zu der tatsächlich gemessenen Gierrate r führen würde. Dieses Signal δ' wird nach Durchlaufen eines Filters 34 mit der Filterübertragungsfunktion C₁ an einer Vergleichsstelle 36 mit dem gleichfalls zuvor gefilterten Radlenkwinkel δ des gelenkten Rads 14 verglichen. Zur Filte rung des Signals δ ist ein weiteres Filter 38 mit der Fil terübertragungsfunktion C₂ vorgesehen. Die Filter C₁ und C₂ können prinzipiell unterschiedlich ausgelegt werden. In einer bevorzugten Variante sind C₁ und C₂ identisch.

Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, stellt allgemein ausge drückt die Kombination des Blocks 32 und des Blocks 34 ein Filter dar, das in dem gezeigten Beispiel die Übertragungs funktion C₃ = C₁/G_n aufweist.

Das Filter C₁ mit entsprechendem Differenzgrad ist für die Implementierung von 1/G_n notwendig.

Der IMZF-Regler ermittelt aus dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelinformationen bzw. dem Radlenkwinkelsignal ein Radlenkwinkelkorrektursignal, anhand dessen der Lenkeingriff durchgeführt wird. Der IMZF-Regler ermittelt genauer gesagt aus dem Gierratensignal eine Abschätzung des theoretischen Radlenkwinkels, der unter störungsfreien Verhältnissen bei einem Fahrzeug, dessen Lenkübertragungsfunktion mit der Wunschlenkübertragungsfunktion identisch ist, zu dem gleichen Gierverhalten führen würde, welches aktuell beim tatsächli chen Fahrzeug gemessen wird. Dieser theoretische Radlenkwin kel wird mit dem durch das Radlenkwinkelsignal angegebenen tatsächlichen Radlenkwinkel verglichen. Der Vergleich liefert das Radlenkwinkelkorrektursignal. Dieses ist ein Maß für die Stärke der Abweichung vom Wunschgierverhalten und repräsen tiert einen Korrekturradlenkwinkel, um den die momentane Lenkstellung des gelenkten Rads zur Behebung der Abweichung vom Wunschgierverhalten zu korrigieren ist. Zur Ermittlung des theoretischen Radlenkwinkels ist dazu in dem IMZF-Regler die Inverse eines Modells implementiert, das eine gewünschte Gierdynamik des Fahrzeugs in Abhängigkeit des vom Fahrer kom mandierten Radlenkwinkels des gelenkten Rads beschreibt.

Der so gebildete IMZF-Regler ist nicht nur in der Lage, äuße re Gierstörungen d herauszuregeln. Er regelt jedwede Radlenk winkeldifferenz δ'_C heraus, die auf Abweichungen des tatsäch lichen Gierverhaltens vom Wunschgierverhalten (u. a. Modellie rungsfehlern) beruhen. Diese Eigenschaft kann genutzt werden, um gezielt eine Wunschlenkübertragungsfunktion G_n festzule gen, die zu näherungsweise einer bestimmten gewünschten Gier dynamik des Fahrzeugs führt; der IMZF-Regler bewirkt, daß das Gierverhalten des geregelten Fahrzeugs dem Modell G_n folgt. Die Wunschlenkübertragungsfunktion G_n kann gegebenenfalls an die Betriebsbedingungen, insbesondere die Fahrzeuggeschwin digkeit, angepaßt werden, soweit Werte hierfür aus Messungen, Beobachtungen oder Schätzalgorithmen zur Verfügung stehen.

Gegebenenfalls kann die gewünschte Lenkübertragungsfunktion darüber hinaus vom Hersteller und/oder vom Benutzer einstell bar sein, um beispielsweise für Stadt- oder Autobahnverkehr, Sport- oder Komforteinstellung, unterschiedliche Lenkeigen schaften zu erzielen. Dazu können Parameter der Wunschlenk übertragungsfunktion G_n veränderbar sein.

Mit dem Bezugszeichen 40 ist ein optionales Filter mit der Übertragungsfunktion F im Vorwärtszweig der Regelungsstruktur bezeichnet. Dieses Filter 40 kann als weiterer Freiheitsgrad bei der Auslegung des Lenkübertragungsverhaltens (gemeinhin auch als Handling bezeichnet) genutzt werden, beispielsweise um die Lenkübersetzung veränderbar zu machen oder das An sprechverhalten (beispielsweise die Agilität des Lenkübertra gungsverhaltens) zu verbessern. Hierdurch kann gegebenen falls, ausgehend von G_n, die Lenkübertragungsfunktion des ge regelten Fahrzeugs weiter verändert werden. Soll von dieser Möglichkeit kein Gebrauch gemacht werden, so wird F = 0 ge setzt.

Mit dem Bezugszeichen 41 ist eine Einheit zum Ein- und Aus schalten des Reglers bezeichnet. Beispielsweise kann das Ein-/Ausschaltverhalten gemäß der Kennlinie von Fig. 6 er folgen. In diesem Fall ist der Regler bis zu einem unteren Geschwindigkeitsschwellenwert v₁ ausgeschaltet. Dies kann notwendig sein, da beispielsweise ABS-Sensoren erst ab einer gewissen Mindestgeschwindigkeit funktionsfähig sind. Ab dem unteren Geschwindigkeitsschwellenwert v₁ kann dann der Regler kontinuierlich bis zu einem oberen Geschwindigkeitsschwellen wert v₂ eingeschaltet werden.

Der Grund für ein solches Ein-/Ausschaltverhalten ist, daß der Fahrer bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten in der Re gel keine Probleme haben wird, das Fahrzeug auch bei Seiten wind und dergl. unter Kontrolle zu halten. Das geschwindig keitsabhängig stetige Ansteigen der Ansprechempfindlichkeit der Regeleinrichtung gemäß der P-Kennlinie vom abgeschalte ten, inaktiven Zustand in den voll eingeschalteten Zustand vermeidet ruckartige und damit für den Fahrer irritierende Lenkeingriffe.

Wie in den Figuren schematisch mit E bezeichnet, kann die Re gelung auch allgemein abgeschaltet sein und nur ereignisge steuert aktivierbar sein. Falls also ein Ereignis wie bei spielsweise das Platzen eines Reifens durch plötzlichen Druckabfall detektiert wird, gibt ein entsprechender Sensor das Signal E aus, um die Regelung einzuschalten.

Fig. 4 zeigt einen entsprechenden Signalflußplan für die Lenk einrichtung der Fig. 2. Bei dieser Lenkeinrichtung stellt der Aktuator den Gesamtradlenkwinkel und nicht nur einen Korrek turradlenkwinkel ein. Dies wird oft auch als "Steer-by-Wire" bezeichnet, da wenigstens eine nichtmechanische Teilstrecke vorliegt.

Gleiche oder gleichwirkende Komponenten sind in Fig. 4 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 3 versehen, jedoch wiederum um den Kleinbuchstaben a ergänzt. Im übrigen sind die Bezugs zeichen der Fig. 2 verwendet. Der Unterschied zu dem Signal flußplan der Fig. 3 liegt in der Position des Lenkaktuators 28a, in den hier die Summe aus kommandiertem Radlenkwinkel δ_L und Korrekturlenkwinkel δ_C eingegeben wird.

Mit dem Bezugszeichen 40a ist ein optionales Vorfilter mit der Ubertragungsfunktion F_SBW bezeichnet. Soll von dieser Möglichkeit zur Gestaltung des Lenkübertragungsverhaltens kein Gebrauch gemacht werden, so wird F_SBW = 1 gesetzt.

Fig. 5 zeigt eine Variante von Fig. 4, bei der als Eingangs signal zum Filter 38a nicht, wie in Fig. 4, das Eingangssignal des Aktuators 28a, sondern dessen Ausgangssignal verwendet wird. Hierdurch kann eine Verbesserung der Robustheit der Re gelung gegenüber nichtlinearem Verhalten des Aktuators 28a erreicht werden, insbesondere gegenüber Sättigungseffekten (Stellratenbegrenzung usw.) des Aktuators 28a.

Der IMZF-Regler ist vorzugsweise so ausgelegt, daß er robuste Stabilität, Störungsunterdrückung und Erfüllung des gewünsch ten Lenkübertragungsverhaltens auch bei großen Schwankungen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Beladung und des Kraft schlusses zwischen Reifen und Straße aufweist.

In Verbindung mit Fig. 3 bis 5 wird darauf hingewiesen, daß es prinzipiell auch denkbar ist, zusätzlich oder statt der Fil ter 34, 38 bzw. 34a, 38a nach der Vergleichsstelle 36 bzw. 36a ein Bandpaßfilter vorzusehen. Ebenso kann statt der Band paßcharakteristik auch eine Filteranordnung mit Tiefpaßcha rakteristik gewählt werden.

Fig. 7 zeigt einen beispielhaften Amplitudengang für die Fil terübertragungsfunktionen C₁ und C₂ der Filter 34, 34a bzw. 38, 38a. Wie zu erkennen ist, besitzen die Filter in diesem Beispiel Bandpaßcharakter. Der Bandpaßcharakter ermöglicht es, daß die Regeleinrichtung nur auf die Anteile einer Abwei chung vom Wunschgierverhalten im mittleren Frequenzbereich reagiert und ihre Regelwirkung nach einigen Zehntelsekunden abklingt. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Fahrer auf die niederfrequenten Anteile der Abweichung vom Wunschgier verhalten normalerweise selbst in angemessener Weise reagie ren kann. Das Bandpaßcharakteristik sorgt somit für eine fre quenzselektive Mensch/Maschine-Aufgabentrennung.

Im Durchlaßbereich, der in Fig. 7 mit D angedeutet ist, besit zen die Filterübertragungsfunktionen C₁ und C₂ vorzugsweise annähernd den Wert 1 (entsprechend 0 dB). Im Anschluß an den Durchlaßbereich D fällt der Filteramplitudengang wieder ab, um das in den Fig. 3 bis 5 mit n bezeichnete Sensorrauschen zu unterdrücken und in bekannter Weise die robuste Stabilität des geregelten Systems zu gewährleisten.

Zur Ermittlung einer geeigneten Wunschlenkübertragungsfunkti on G_n für ein beispielhaft angenommen vorderradgelenktes Straßenfahrzeug kann beispielsweise ein in Fig. 8 skizziertes linearisiertes Einspurmodell des Fahrzeugs mit einem gelenkten Vorderrad 42 und einem Hinterrad 44 herangezogen werden. In diesem Modell bezeichnen F_f und F_r die Seitenkraft am Vor derrad 42 bzw. Hinterrad 44, CG den Schwerpunkt des Fahr zeugs, r die Gierrate des Fahrzeugs, v den Betrag des Fahr zeuggeschwindigkeitsvektors im Schwerpunkt CG, l_f und l_r den Abstand der Vorder- bzw. Hinterachse vom Schwerpunkt CG, δ_f den Vorderradlenkwinkel und β den Schwimmwinkel zwischen Ge schwindigkeitsvektor v und Fahrzeuglängsachse im Schwerpunkt CG.

Für dieses Modell läßt sich eine Lenkübertragungsfunktion G*(s) vom Vorderradlenkwinkel δ_f zur Gierrate r wie folgt an geben:

mit
b₀ = c_fc_r(I_f +I_r)v
b₁ = c_fI_fmv²
a₀ = c_fc_r(I_f + I_r)² + (c_rI_r - c_fI_f)mv²
a₁ = (c_f(J + I² _fm) + c_r(J + I² _rm)v
a₂ = Jmv²und c_f = µc_f0, c_r = µc_r0. Darin bezeichnen c_f0 und c_r0 die nomi nelle Schräglaufsteifigkeit vorn bzw. hinten, µ den Kraft schlußkoeffizienten zwischen Reifen und Straße, m die Fahr zeugmasse und J das Trägheitsmoment des Fahrzeugs um die Hochachse durch den Schwerpunkt CG.

Die stationäre Verstärkung K^*(v) der Lenkübertragungsfunktion G^*(s) bei einem nominalen Kraftschlußkoeffizienten µ = µ_n läßt sich dann wie folgt angeben:

Basierend auf vorstehendem Fahrzeugmodell haben sich für den IMZF-Regler Wunschlenkübertragungsfunktionen G_n der Form

als günstig erwiesen. τ_n und K_n sind dabei IMZF-Reglerpara meter, die abhängig von verschiedenen Betriebszuständen bzw. -parametern (beispielsweise µ, v, m, . . .) gewählt werden kön nen. Man erkennt leicht, daß damit die Wunschlenkübertra gungsfunktion G_n eine Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwin digkeit besitzt.

Es ist anzumerken, daß sich die Erfindung sowohl zeitkontinu ierlich (wie erläutert) wie auch zeitdiskret implementieren läßt.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfas sen:

1. gute Störunterdrückung (µ-split-Bremsung, Reifendruckver lust, Seitenwind, Strömung, Triebwerksausfall)
2. Möglichkeit der Vorgabe eines Wunschlenkübertragungsver haltens durch Wahl eines entsprechenden Sollmodells G_n.
3. Robustheit der beiden vorgenannten Eigenschaften bezüglich parametrischer Unsicherheiten und nichtmodellierter Dynamik.

Dies läßt sich wie folgt demonstrieren:
Bei Wahl von C₁ = C₂ = Q und F_SBW = 1 kann das Lenkübertra gungsverhalten des geregelten Fahrzeugs wie folgt dargestellt werden (vgl. Fig. 5):

In einem gewünschten Frequenzbereich, in dem auch der Aktua tor mit der Übertragungsfunktion G_a hinreichend ideales Über tragungsverhalten aufweist, kann Q = 1 gewählt werden. Unter den Annahmen Q = 1 und G_a = 1 geht Gl. (6) über in

Da dies unabhängig von Betriebsparametern und der Anwesenheit äußerer Störungen der Fall ist, zeigen diese Grenzwertbe trachtungen die Robustheit der genannten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Regelungsstruktur im betrachteten Frequenz bereich.

Claims

1. Geregelte Einrichtung zur Steuerung des dynamischen Ver haltens eines Fahrzeugs um eine definierte Achse, aufweisend:
ein Betätigungsorgan zum Ansteuern eines verstellbaren Steuerelements, wobei das Betätigungsorgan mit dem Steuerele ment über einen Steuerübertragungsstrang verbunden ist und das Steuerelement das Verhalten des Fahrzeugs um die defi nierte Achse beeinflußt,
einen Sensor zur Erfassung der Drehrate des Fahrzeugs um die definierte Achse,
einen Sensor zur Erfassung eines für die Stellung des Steuerelements repräsentativen Stellsignals, und
einen Regler, der ein Korrektursignal ermittelt durch Differenzbildung des Stellsignals mit einem theoretischen Stellsignal, das durch Filterung der erfaßten Drehrate be rechnet wird, und das Korrektursignal auf den Steuerübertra gungsstrang zurückführt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Drehrate mit der Inversen einer Wunschführungs übertragungsfunktion gefiltert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß in dem Regler (18; 18a) die Inverse (G_n ^-1) eines Mo dells (G_n) implementiert ist, welches ein gewünschtes dynami sches Verhalten des Fahrzeugs um die vorbestimmte Achse in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerelements beschreibt, und daß dieses Modell (G_n) abhängig von der Fahrzeuggeschwin digkeit (v) ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Ansprechempfindlichkeit des Reglers (18; 18a) auf unerwünschte Bewegungen des Fahrzeugs um die vorbestimmte Achse innerhalb eines an Fahrzeugstill stand anschließenden Bereichs niedriger Fahrzeuggeschwindig keit (v) geringer ist als bei höheren Fahrzeuggeschwindigkei ten (v).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechempfindlichkeit des Reglers (18; 18a) auf uner wünschte Bewegungen des Fahrzeugs um die vorbestimmte Achse innerhalb des Bereichs niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit zu mindest annähernd null ist und im Anschluß daran allmählich ansteigt.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (18; 18a) zur. Erzielung einer Bandpaßcharakter aufweisenden Ansprechempfindlichkeit gegenüber unerwünschten Bewegungen um die vorbestimmte Achse mit einer Bandpaßfilteranordnung (34, 38; 34a, 38a) ausge führt ist.

7. Lenkeinrichtung für ein Straßenfahrzeug, umfassend
ein über einen Lenkübertragungsstrang (12; 12a) mit min destens einem gelenkten Rad (14; 14a) des Fahrzeugs verbunde nes Lenkbetätigungsorgan (10; 10a),
eine Gierratenerfassungseinrichtung (22; 22a), welche ein für die Gierrate (r) des Fahrzeugs repräsentatives Gier ratensignal bereitstellt,
eine Radlenkwinkelerfassungseinrichtung (20; 20a), wel che Radlenkwinkelinformationen über den Radlenkwinkel (δ) des gelenkten Rads (14; 14a) bereitstellt, und
eine auf das Gierratensignal und die Radlenkwinkelinfor mationen ansprechende und auf den Lenkübertragungsstrang (12; 12a) einwirkende Regeleinrichtung (16; 16a), welche dazu ein gerichtet ist, bei Auftreten unerwünschter Gierbewegungen des Fahrzeugs einen unabhängigen Lenkeingriff im Sinne einer Re duzierung dieser Gierbewegungen zu bewirken, dadurch gekenn zeichnet, daß die Regeleinrichtung (16; 16a) einen von dem Gierratensignal (r) und den Radlenkwinkelinformationen ge speisten Regler (18; 18a) umfaßt, welcher ein für die uner wünschten Gierbewegungen repräsentatives Radlenkwinkelkorrek tursignal (δ_C) bereitstellt, und daß die Regeleinrichtung (16; 16a) dazu eingerichtet ist, den Lenkeingriff in Abhän gigkeit von dem Radlenkwinkelkorrektursignal (δ_C) zu bewir ken.

8. Lenkeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Regler (18; 18a) die Inverse (G_n ^-1) eines Modells (G_n) implementiert ist, welches eine gewünschte Gierdynamik des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Radlenkwinkel (δ) des ge lenkten Rads (14; 14a) beschreibt, und daß dieses Modell (G_n) der Gierdynamik abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) ist.

9. Lenkeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ansprechempfindlichkeit des Reglers (18; 18a) auf unerwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs innerhalb eines an Fahrzeugstillstand anschließenden Langsamfahrbe reichs der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) geringer ist als bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten (v).

10. Lenkeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechempfindlichkeit des Reglers (18; 18a) auf un erwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs innerhalb des Lang samfahrbereichs zumindest annähernd null ist und im Anschluß daran allmählich ansteigt.

11. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (18; 18a) zur Erzielung einer Bandpaßcharakter aufweisenden Ansprechempfindlichkeit gegenüber unerwünschten Fahrzeuggierbewequngen mit einer Bandpaßfilteranordnung (34, 38; 34a, 38a) ausgeführt ist.

12. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (18; 18a) auf Grundlage der Gierdynamik eines linearisierten Einspurmodells des Fahr zeugs (Fig. 8) gebildet ist.

13. Verfahren zur Regelung des dynamischen Verhaltens eines Fahrzeugs um eine definierte Achse,
wobei das Fahrzeug ein Betätigungsorgan zum Ansteuern eines verstellbaren Steuerelements aufweist, das Betätigungsorgan mit dem Steuerelement über einen Steuerübertragungsstrang verbunden ist und das Steuerelement das Verhalten des Fahr zeugs um die definierte Achse beeinflußt,
wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden:

- Erfassen der Drehrate des Fahrzeugs um die definierte Achse,
- Erfassen eines für die Stellung des Steuerelements re präsentativen Stellsignals,
- Berechnung eines Korrektursignals durch Differenzbildung des Stellsignals mit einem theoretischen Stellsignal, das durch Filterung der erfaßten Drehrate berechnet wird, und
- Rückführung des Korrektursignals auf den Steuerübertra gungsstrang.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrate mit der Inversen einer Wunschführungsübertra gungsfunktion gefiltert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich net, daß ein Regler (18; 18a) verwendet wird, in dem die In verse (G_n ^-1) eines Modells (G_n) implementiert ist, welches ei ne gewünschte Dynamik des Fahrzeugs um die vorbestimmte Achse in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerelements be schreibt, wobei dieses Modell (G_n) des dynamischen Verhaltens um die vorbestimmte Achse abhängig von der Fahrzeuggeschwin digkeit (v) ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Regler (18; 18a) verwendet wird, dessen Ansprechempfindlichkeit auf unerwünschte Bewegungen des Fahr zeugs um die vorbestimmte Achse innerhalb eines an Fahrzeug stillstand anschließenden Bereichs niedriger Fahrzeugge schwindigkeit (v) geringer ist und bei höheren Fahrzeugge schwindigkeiten (v) größer ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (18; 18a) verwendet wird, dessen Ansprechempfind lichkeit auf unerwünschte Bewegungen des Fahrzeugs um die vorbestimmte Achse innerhalb des Langsamfahrbereichs zumin dest annähernd null ist und im Anschluß daran allmählich an steigt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Regler (18; 18a) verwendet wird, der zur Erzielung einer Bandpaßcharakter aufweisenden Ansprech empfindlichkeit gegenüber unerwünschten Bewegungen des Fahr zeugs um die vorbestimmte Achse mit einer Bandpaßfilteranord nung (34, 38; 34a, 38a) ausgeführt ist.

19. Verfahren zum Lenken eines Straßenfahrzeugs, welches ein über einen Lenkübertragungsstrang (12; 12a) mit mindestens einem gelenkten Rad (14; 14a) des Fahrzeugs ver bundenes Lenkbetätigungsorgan (10; 10a) umfaßt, wobei bei dem Verfahren ein für die Gierrate (r) des Fahrzeugs repräsenta tives Gierratensignal und Radlenkwinkelinformationen über den Radlenkwinkel (δ) des gelenkten Rads (14; 14a) bereitgestellt werden und bei Auftreten unerwünschter Gierbewegungen des Fahrzeugs ein unabhängiger Lenkeingriff auf den Lenkübertra gungsstrang (12; 12a) in Abhängigkeit von dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelinformationen im Sinne einer Reduzierung dieser unerwünschten Gierbewegungen bewirkt wird, dadurch ge kennzeichnet, daß mittels eines von dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelinformationen gespeisten Reglers (18; 18a) ein für die unerwünschten Gierbewegungen repräsentatives Rad lenkwinkelkorrektursignal (δ_C) ermittelt wird und der Len keingriff in Abhängigkeit von δiesem Radlenkwinkelkorrektur signal (δ_C) bewirkt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (18; 18a) verwendet wird, in dem die Inverse (G_n ^- 1) eines Modells (G_n) implementiert ist, welches eine ge wünschte Gierdynamik des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Rad lenkwinkel (δ) des gelenkten Rads (14; 14a) beschreibt, wobei dieses Modell (G_n) der Gierdynamik abhängig von δer Fahrzeug geschwindigkeit (v) ist.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeich net, daß ein Regler (18; 18a) verwendet wird, dessen An sprechempfindlichkeit auf unerwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs innerhalb eines an Fahrzeugstillstand anschließen den Langsamfahrbereichs der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) ge ringer ist und bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten (v) grö ßer ist.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (18; 18a) verwendet wird, dessen Ansprechempfind lichkeit auf unerwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs inner halb des Langsamfahrbereichs zumindest annähernd null ist und im Anschluß daran allmählich ansteigt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Regler (18; 18a) verwendet wird, der zur Erzielung einer Bandpaßcharakter aufweisenden Ansprech empfindlichkeit gegenüber unerwünschten Fahrzeuggierbewegun gen mit einer Bandpaßfilteranordnung (34, 38; 34a, 38a) ausge führt ist.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch ge kennzeichnet, daß ein auf Grundlage der Gierdynamik eines li nearisierten Einspurmodells des Fahrzeugs (Fig. 8) gebildeter Regler (18; 18a) verwendet wird.

25. Computersoftwareprodukt, dadurch gekennzeichnet, daß es im in einem Rechner implementierten Zustand die Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 19 bis 24 ermög licht.