DE10015780A1 - Verfahren zur Bestimmung des Radrückstellmomentes bei Lenksystemen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Bestimmung des Radrückstellmomentes, gekennzeichnet durch folgende Schritte: DOLLAR A a) Messen von Motordrehmoment, Fahrgeschwindigkeit und Längsbeschleunigung zur Bestimmung des Fahrwiderstandes; DOLLAR A b) Bestimmung des Reibwertes zwischen Reifen und Fahrbahn durch Vergleich der ABS-Sensorsignale zwischen angetriebenen und nicht-angetriebenen Rädern; DOLLAR A c) Ermittlung der Fahrzeugmasse aus Motormoment, Längsbeschleunigung und Gangwahl; DOLLAR A d) Berechnung der Seitenkraft aufgrund von Querbeschleunigung und Fahrzeuggewicht; DOLLAR A e) Ermittlung der Radlast aus Querbeschleunigung und Fahrzeugmasse; DOLLAR A f) Ermittlung des dynamischen Nachlaufs aus Seitenkraft, Reifeninnendruck und Radlast; DOLLAR A g) Berechnung des Rückstellmoments aus der Seitenkraft, dem dynamischen Nachlauf und der Fahrgeschwindigkeit mit Hilfe eines Reifenmodells.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Radrückstellmomentes bei.

Lenksysteme, die ohne mechanische Kopplung zwischen Lenkhandrad und gelenkten Fahrzeugrädern arbeiten, werden als steer-by-wire-Lenksysteme bezeichnet. Diese Lenksysteme weisen einen mit dem Lenkhandrad gekoppelten Lenkradaktua­ tor auf, der sich beispielsweise aus Elektromotor, Lenkwin­ kel- und/oder Drehmomentsensor zusammensetzt. Dieser Lenk­ radaktuator ist über eine elektronische Regelung mit einem Lenkaktuator verbunden, der elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch arbeiten kann. Die Differenz zwischen einem vorgegebenen Soll-Wert und einem gemessenen Ist-Wert wird von einer Erfassungseinheit erfaßt und an ein Steuergerät übermittelt. Eine Elektronikeinheit berechnet dann aus die­ sem Signal und in Abhängigkeit von weiteren Faktoren wie z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Querbeschleunigung, Fahr­ bahnoberfläche und Beladungszustand ein erforderliches Hilfsmoment, das über den Lenkaktuator auf die zu lenkenden Räder des Kraftfahrzeuges übertragen wird. Um dem Fahrer Rückmeldung über den momentanen Fahrzustand übermitteln zu können, wird über den Lenkradaktuator ein entsprechendes Signal auf das Lenkhandrad übertragen, sodaß der Fahrer ein gleiches Lenkgefühl wahrnimmt, wie er es von herkömmlichen, mechanisch gekoppelten Lenksystemen gewohnt ist.

Das Lenkgefühl wird infolge der nicht vorhandenen mechani­ schen Verbindung zwischen dem Lenkhandrad und den gelenkten Rädern künstlich durch den Lenkradaktuator erzeugt. Dieser ist meist als Elektromotor ausgebildet.

In modernen Kraftfahrzeugen gehören ABS-, Querbe­ schleunigungs-, Längsbeschleunigungs- und Fahrgeschwindig­ keitssensoren, sowie Gierraten- und Reifeninnendrucksenso­ ren zur Serienausstattung. Diese Sensoren liefern die Grunddaten zur Bestimmung des Rückstellmomentes der gelenk­ ten Räder. Aus dem Stand der Technik ist nach der DE 43 29 745 C1 ein Verfahren bekannt, das den Radschlupf und die gleichzeitig wirkenden Radumlaufkräfte ermittelt und aus diesen Wertepaaren eine Regressionsgerade bildet, deren Steigung ein Maß für die Güte des Kraftschlusses zwi­ schen der Fahrbahn und den Reifen darstellt. Unterschreitet die Steigung dieser Regressionsgerade eine vorgegebene Grenzgerade, so wird ein Warnsignal ausgegeben. Die Stei­ gung der Grenzgerade paßt sich selbständig an die aktuellen Fahrbahnverhältnisse an.

Nachteilig an diesem Verfahren ist die aufwendige Signalaufbereitung, die aber benötigt wird, um eine ausrei­ chende und sichere Darstellung des Radverhaltens zu gewähr­ leisten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Bestimmung des Rückstellmomentes von ge­ lenkten Rädern aufzuzeigen, das ohne zusätzliche Sensoren auskommt und sich durch eine einfache Adaptionsmöglichkeit an verschiedene Fahrzeugtypen und Betriebszustände aus­ zeichnet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung des Radrückstellmomentes gelöst.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Lenksy­ stems für Kraftfahrzeuge näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Blockdarstellung des er­ findungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des Radrückstell­ momentes.

In einer ersten Funktionsschleife F1 wird aus den ge­ messenen Größen Motordrehmoment, Fahrgeschwindigkeit und Längsbeschleunigung der Fahrwiderstand bestimmt. Durch ei­ nen Vergleich der ABS-Sensorsignale zwischen angetriebenen und nicht-angetriebenen Rädern läßt sich in einer zweiten Funktionsschleife F2 der Reibwert zwischen den Reifen und der Fahrbahn bestimmen. Aus Motormoment, Längsbeschleuni­ gung und Gangwahl wird in einer dritten Funktionsschlei­ fe F3 die Fahrzeugmasse ermittelt. Aufgrund von Querbe­ schleunigung und Fahrzeuggewicht wird mittels einer Funkti­ onsschleife F4 die Seitenkraft berechnet. Zur Ermittlung der Radlast wird in einer Funktionsschleife F5 die Querbe­ schleunigung und die Fahrzeugmasse verwendet. Durch eine Funktionsschleife F6 erhält man aus Seitenkraft, Reifenin­ nendruck und Radlast den dynamischen Nachlauf. Abschließend wird in einer Funktionsschleife F6 das Radrückstellmoment aus Seitenkraft, dynamischem Nachlauf und Fahrgeschwindig­ keit mit Hilfe eines Reifenmodells berechnet.

Bezugszeichen

F1 Funktionsschleife zur Bestimmung des Fahrwiderstandes
F2 Funktionsschleife zur Reibwertbestimmung
F3 Funktionsschleife zur Ermittlung der Fahrzeugmasse
F4 Funktionsschleife zur Berechnung der Seitenkraft
F5 Funktionsschleife zur Ermittlung der Radlast
F6 Funktionsschleife zur Ermittlung des dynamischen Nachlaufs
F7 Funktionsschleife zur Berechnung des Radrückstellmoments

Claims (1)

1. Verfahren zur Bestimmung eines Radrückstellmomentes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Messen von Motordrehmoment, Fahrgeschwindigkeit und Längsbeschleunigung zur Bestimmung des Fahrwiderstan­ des (F1);
• b) Bestimmung des Reibwertes zwischen Reifen und Fahrbahn durch Vergleich der ABS-Sensorsignale zwischen angetrie­ benen und nicht-angetriebenen Rädern (F2);
• c) Ermittlung der Fahrzeugmasse aus Motormoment, Längsbe­ schleunigung und Gangwahl (F3);
• d) Berechnung der Seitenkraft aufgrund von Querbeschleuni­ gung und Fahrzeuggewicht (F4);
• e) Ermittlung der Radlast aus Querbeschleunigung und Fahr­ zeugmasse (F5);
• f) Ermittlung des dynamischen Nachlaufs aus Seitenkraft, Reifeninnendruck und Radlast (F6);
• g) Berechnung des Radrückstellmoments aus der Seitenkraft, dem dynamischen Nachlauf und der Fahrgeschwindigkeit mit Hilfe eines Reifenmodells (F7).