DE102004060053A1 - Servolenkung und Verfahren zur Fahrerunterstützung bei seiner Lenktätigkeit - Google Patents

Servolenkung und Verfahren zur Fahrerunterstützung bei seiner Lenktätigkeit Download PDF

Info

Publication number
DE102004060053A1
DE102004060053A1 DE102004060053A DE102004060053A DE102004060053A1 DE 102004060053 A1 DE102004060053 A1 DE 102004060053A1 DE 102004060053 A DE102004060053 A DE 102004060053A DE 102004060053 A DE102004060053 A DE 102004060053A DE 102004060053 A1 DE102004060053 A1 DE 102004060053A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering
driver
torque
independent
additional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004060053A
Other languages
English (en)
Inventor
Jürgen Dr. Böhm
Dirk Rohleder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Priority to DE102004060053A priority Critical patent/DE102004060053A1/de
Publication of DE102004060053A1 publication Critical patent/DE102004060053A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/027—Parking aids, e.g. instruction means
    • B62D15/0285—Parking performed automatically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/04—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to forces disturbing the intended course of the vehicle, e.g. forces acting transversely to the direction of vehicle travel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

Bei einer Servolenkung eines Fahrzeugs, vorzugsweise hydraulische Servolenkung, mit einem Aktuator, vorzugsweise einem hydraulischen Aktuator, zur Unterstützung einer Lenkradbetätigung eines Fahrers des Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, der Mittel zur aktiven Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments (Assistenzmoment) zugeordnet sind, ist es vorgesehen, dass die Mittel zur aktiven Aufbringung des Zusatz-Lenkmoments ausgebildet sind zur Aufbringung eines fahrerunabhängigen Zusatz-Lenkmoments, dass den den Mitteln zur aktiven, fahrerunabhängigen Aufbringung eine elektronische Steuerungs- und Regelungseinheit (ECU) zugeordnet ist, die eine erste Schnittstelle für ein erstes Fahrerassistenzsystem und eine davon unabhängige zweite Schnittstelle für ein zweites Fahrerassistenzsystem aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Servolenkung eines Fahrzeugs, vorzugsweise hydraulische Servolenkung, mit einem Aktuator, vorzugsweise einem hydraulischen Aktuator, zur Unterstützung einer Lenkradbetätigung eines Fahrer des Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, der Mittel zur aktiven Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments (Assistenzmoment) zugeordnet sind.
  • Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Fahrerunterstützung bei seiner Lenktätigkeit, bei dem ein Zusatz-Lenkmoment aktiv aufbringbar ist.
  • Heutige Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, sind in der Regel mit hydraulischen oder elektrohydraulischen Servolenkungen ausgestattet, im folgenden als „hydraulische Servolenkungen„ bezeichnet. Die Servounterstützung ist derart aufgebaut, dass im Mittelbereich des Lenkmechanismus Aktuatoren, z.B. Hydraulikzylinder, angeordnet sind.
  • Durch eine von den Aktuatoren erzeugte Kraft wird die Betätigung des Lenkmechanismus in Reaktion auf die Drehung des Lenkrads unterstützt (Momentenunterstützung). Die zum Lenken des Fahrzeugs aufzubringende Kraft wird so verringert und der Fahrer bei der Lenktätigkeit entlastet.
  • Es ist bekannt, die Momentenunterstützung oder die Verstärkung der Lenkung geschwindigkeitsabhängig auszulegen. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, wie sie für das Einparken oder Ausparken typisch sind, wird eine sehr leichtgängige Lenkung mit einer großen Momentenunterstützung bevorzugt, während bei schneller Fahrt eine Lenkung mit geringer Momentenunterstützung wünschenswert ist.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Servolenkung anzugeben, die es ermöglicht, dem Fahrer auf Grundlage einer variablen Momentenunterstützung bei seiner Lenktätigkeit weiter zu unterstützen.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Abhängige Patentansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
  • Die Aufgabe wird bei der Servolenkung dadurch gelöst, dass die Mittel zur aktiven Aufbringung des Zusatz-Lenkmoments ausgebildet sind zur Aufbringung eines fahrerunabhängigen Zusatz-Lenkmoments, dass den Mitteln zur aktiven, fahreraunabhängigen Aufbringung eine elektronische Steuerungs- und Regelungseinheit (ECU) zugeordnet ist, die eine erste Schnittstelle für ein erstes Fahrerassistenzsystem und eine davon unabhängige zweite Schnittstelle für ein zweites Fahrerassistenzsystem aufweist.
  • Erfindungsgemäß ist es bei der Servolenkung vorgesehen, dass bei der Servolenkung das erste Fahrerassistenzsystem für fahrerunabhängige Lenkmomenteneingriffe und das zweite Fahrerassistenzsystem für Lenkwinkeleingriffe vorgesehen sind.
  • Erfindungsgemäß ist es bei der Servolenkung vorgesehen, dass den Mitteln zur aktiven, fahrerunabhängigen Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments ein Zusatzmoment-Aktuator, insbesondere ein elektromechanischer, elektromagnetischer oder hydraulischer Aktuator, vorzugsweise ein Elektromotor, zugeordnet ist.
  • Nach der Erfindung ist es bei der Servolenkung vorgesehen, dass den Mitteln zur aktiven, fahrerunabhängigen Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments ein Getriebe, insbesondere ein Riemengetriebe, ein Schrauben-/Schneckengetriebe oder ein Stirnradgetriebe, vorzugsweise ein Riemengetriebe, zugeordnet ist, das mit einem Zusatzmoment-Aktuator zusammenwirkt.
  • Es ist erfindungsgemäß bei der Servolenkung vorgesehen, dass die Mitteln zur aktiven, fahrerunabhängigen Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments durch Ansteuerung durch die elektronische Steuerungs- und Regelungseinheit (ECU) ein an eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, ein an einen Fahrzeugkurs und einen Fahrbahnverlauf, und/oder ein an eine aktuelle Fahrzeugdynamik, insbesondere eine aktuelle Querbeschleunigung, angepasstes Zusatz-Lenkradmoment und/oder angepassten Lenkwinkel erzeugen.
  • Für eine Anpassung an den Fahrzeugkurs und den Fahrbahnverlauf sind vorzugsweise ein Sollbahnerfassungsmittel zum Ermitteln einer Sollbahn bzw. eines Sollbahnwinkels aus einem erfassten oder abgeschätzten Fahrbahnverlauf, ein Istbahn-Erfassungsmittel zum Ermitteln einer Istbahn und eines Istbahnwinkels aus einem erfassten oder abgeschätzten Fahrzeugkurs, ein Vergleichsmittel zum Vergleichen der Sollbahn und des Sollbahnwinkels mit der Istbahn und dem Istbahnwinkel und ein Nullpunktsverschiebemittel vorgesehen, um den Nullpunkt der Kennlinie für die Unterstützung der Lenkhandhabe nach Maßgabe des Vergleichs zu verschieben.
  • Die Aufgabe wird ebenso durch ein Verfahren gelöst, das insbesondere zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Servolenkung vorgesehen ist, und bei dem ein Zusatz-Lenkmoment aktiv und fahrerunabhängig aufbringbar ist, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Zusatz-Lenkmoment aktiv und fahrerunabhängig aufbringbar ist nach Maßgabe einer ersten Fahrerassistenzregelung und zugleich ein Lenkwinkel aktiv einstellbar ist nach Maßgabe einer davon unabhängigen zweiten Fahrerassistenzregelung.
  • Nach der Erfindung ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass ein Zusatz-Lenkmoment aktiv und fahrerunabhängig aufgebracht wird und/oder ein Lenkwinkel aktiv eingestellt wird, welche an einen aktuellen Fahrzeugkurs und einen aktuellen Fahrbahnverlauf angepasst sind, um den Fahrer bei seiner Lenktätigkeit zu unterstützen.
  • Bei dem Verfahren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Zusatz-Lenkmoment aktiv und fahrerunabhängig aufgebracht wird und/oder ein Lenkwinkel aktiv eingestellt wird, zur Durchführung eines autonomen Fahrens, insbesondere eines selbständigen Einparkvorgangs.
  • Nach der Erfindung ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass ein Zusatz-Lenkmoment aktiv und fahrerunabhängig aufgebracht wird und/oder ein Lenkwinkel aktiv eingestellt wird, welche an eine aktuelle Fahrzeugdynamik, insbesondere eine aktuelle Querbeschleunigung, angepasst ist, um den Fahrer bei seiner Lenktätigkeit zu unterstützen.
  • Die Aufgabe wird ebenso durch ein Computerprogramm gelöst, das Mittel aufweist zur Durchführung des Verfahren nach der Erfindung.
    •
  • Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Abbildungen (1 bis 4) beispielhaft näher erläutert.
  • 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Servolenkung mit einem elektromechanischen Aktuator.
  • In der 2 ist eine Kennlinie einer Servolenkung dargestellt.
  • In der 3 ist eine modifizierte Kennlinie einer Servolenkung dargestellt.
  • 4 zeigt schematisch das Gesamtregelkonzept des übergeordneten Reglers mit Lenkmomentregelung und Lenkwinkelregelung in einer Übersicht.
  • In der 5 ist eine Ausführungsform der Lenkwinkelregelung als Blockschaltbild näher dargestellt.
  • Das in der 1 dargestellte Lenksystem besteht aus einem Lenkrad 1, einer mit dem Lenkrad 1 verbundenen Lenksäule 2 mit 2 Kreuzgelenken 3,4. Die Lenksäule 2 ist verbunden oder ein Teil einer Lenkradwelle 5, die über ein Lenkgetriebe 6, eine Lenkstange 7, hier als Zahnstange 7 ausgebildet, die seitlich an der Zahnstange 7 befestigten Spurstangen 8,9 betätigt, und dadurch ein Verschwenken der Räder 10,11 bewirkt. Bei der hier gezeigten Zahnstangenlenkung wird eine hydraulische Unterstützung mittels einer von dem Antriebsmotor des Fahrzeugs, z.B. über einen Riementrieb 12, angetriebene hydraulische Pumpe 13 realisiert, die unter Druck stehende Druckflüssigkeit zu einem Lenkventil 14 über eine Leitung 15 liefert. Durch eine Rücklaufleitung 16 kann die Druckflüssigkeit zurück in einen Vorratsbehälter 17 strömen. In Geradeausstellung des Lenkrads fließt ein konstanter Ölstrom durch das in Neutralstellung stehende Lenkventil (offenen Mitte) und durch die Rücklaufleitung 16 zurück. Der Druck in 2 Kammern 18,19 eines an der Zahnstange 7 angeordneten Arbeitszylinders 20 ist dann gleich groß. Es erfolgt keine Lenkunterstützung. Beim Drehen des Lenkrads 1 wird die Zahnstange 7 und somit auch der Kolben 21 verschoben. Die Bewegung des Kolbens 21 wird durch den Druck der Druckflüssigkeit unterstützt. Dabei bewirkt das Ventil 14 zugleich, dass Druckflüssigkeit von einer Kammer in die andere Kammer fließt, so dass insgesamt die Lenkbetätigung eine hydraulische Unterstützung erfährt.
  • Diese oben beschriebene konventionelle hydraulische Servolenkung weist eine Einheit zur Erzeugung eines Zusatz-Moments 22 auf, mit einem Zusatzmoment-Aktuator 23, hier eine Elektromotor 23, einer redundanten Steuerungseinheit ECU 24 zur Ansteuerung des Motors 23 und zur Auswertung von Signalen eines Lenkmomentensensors 25, der bevorzugt redundant ausgeführt ist, und eines Sensors für die Motorlage 26. Dabei weist die Regelungseinheit (ECU) 24 nach der Erfindung zusätzlich eine erste Schnittstelle 29 für ein erstes Fahrerassistenzsystem 30 und eine davon unabhängige zweite Schnittstelle 31 für ein zweites Fahrerassistenzsystem 32 auf. Das erste Fahrerassistenzsystem 30 ist vorteilhaft für fahrerunabhängige Lenkmomenteneingriffe und das zweite Fahrerassistenzsystem 32 für Lenkwinkeleingriffe vorgesehen. Für die Lenkwinkeleingriffe ist daher zusätzlich ein Drehwinkelsensor 33 für den lenkradseitigen Abschnitt vorgesehen, der bevorzugt einem serienmäßig bei Bremssystemen mit einem Fahrdynamikregler (ESP) bereits vorhandenen Lenkwinkelsensor entspricht. Die elektronischen Bauteile sind an einer elektrischen Energiequelle 27 angeschlossen.
  • Das Lenkradmoment oder Lenkmoment, welches durch die Lenksystemcharakteristik sowie die wirkenden Kräfte definiert ist, kann durch die Einheit zur Erzeugung eines Zusatz-Moments 22 aktiv beeinflusst werden. Dabei wird durch den E-Motor 23 ein Zusatzmoment (Zusatz-Lenkmoment) erzeugt und auf die Lenkstange aufgebracht. Es besteht die Möglichkeit das Moment dem konstruktiv vorgegebenen Lenkradmoment aufzuaddieren oder es von ihm abzuziehen. Es kann erfindungsgemäß dabei ein Moment erzeugt werden mit dem auch ein Lenkwinkeleingriff in Form einer Lenkwinkelempfehlung für den Fahrer erfolgt. Damit kann über eine "Lenkempfehlung" für den Fahrer durch ein aufgebrachtes zusätzliches Lenkmoment hinaus eine fahrerunabhängige Fahrzeugsteuerung zur Fahrerunterstützung bis hin zu einem autonomen Fahren ermöglicht.
  • Die Übertragung des Motormoments kann mit oder ohne Übersetzung direkt oder, wie hier dargestellt, über ein Getriebe 28 erfolgen. Dabei kann ein Riemengetriebe, ein Schrauben-/Schneckengetriebe oder ein Stirnradgetriebe verwendet werden.
  • Es ist im Sinne der Erfindung ebenso möglich, ein Zusatz-Moment durch einen hydraulischen Zusatzmoment-Aktuator oder durch einen magnetischen Zusatzmoment-Aktuator zu erzeugen.
  • Bei Ausfall der Einheit zur Erzeugung eines Zusatz-Moments bleibt die dem Fahrer bekannte Lenkungscharakteristik mit Servounterstützung erhalten. Die Einheit 22 selbst ist dazu fail-silent ausgelegt. Das bedeutet, im Fehlerfall wird diese abgeschaltet und nimmt keinen Einfluß auf die Lenkung.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Einheit zur Erzeugung eines Zusatz-Moments 22 kann vorteilhaft eine konventionelle Servolenkung ohne Modifikationen an der Charakteristik verwendet werden. Die Einheit wird als ein Modul einer konventionellen hydraulischen Servolenkung direkt hinzugefügt, um einen Funktionsgewinn zu erzeugen.
  • Mit der Erfindung ist es möglich, die Verstärkungskennlinie durch Erzeugung eines Zusatz-Moments zu variieren (siehe 2). Die Verstärkungskennlinie bedeutet hier die Abhängigkeit des Lenkradmoments oder Betätigungsmoments M vom vorhandenen Systemdruck P der hydraulischen Unterstützung.
  • In dem gezeigten Beispiel wird das Moment A (M_Lenkung) durch eine aktive Aufbringung eines Zusatzmoments B1 (M_Motor 1) verringert. Das bedeutet der Fahrer wird in seiner Lenktätigkeit stärker unterstützt. Es resultiert eine modifizierte Kennlinie (lang gestrichelte Kurve KB1) mit einer geringeren Betätigungskraft gegenüber der ursprünglichen Kennlinie (durchgezogene Kurve KA). Die Modifikation der Kennlinie KA erfolgt mit Hilfe eines Skalierungsfaktors λ (λ = 1/V), z. B. in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit.
  • Wie in 3 gezeigt kann darüber hinaus eine aktive Fahrerassistenz realisiert werden. Über die in 2 gezeigte Modifikation der Kennlinie KA, die zur Kennlinie KB1 führt, ist hier dargestellt, wie eine Verschiebung des Nullpunkts der Kennlinie KB1 erfolgen kann, in dem ein Nullpunktverschiebungs-Zusatzmoment C (M_CF,0) und ein daran angepasstes Zusatzmoments B2 (M_Motor 2) erzeugt werden. Es resultiert eine modifizierte, verschobene Kennlinie KC (kurz gestrichelte Kurve).
  • Mit Hilfe des betrachteten Systems ist es also möglich, das Lenkradmoment M, welches durch die Charakteristik des Lenksystems sowie die auf das Lenksystem wirkenden Kräfte definiert ist, aktiv und definiert zu beeinflussen, indem mit Hilfe des Elektromotors 23 ein Zusatzmoment MMot dem vom Fahrer aufgebrachten Handmoment MFahrer, welches mittels des Momentensensors 25 erfasst wird, additiv überlagert wird.
  • Dadurch wird es möglich, die konstruktiv definierte und damit fest vorgegebene Lenkungskennlinie (vgl. 2 und 3) in nahezu beliebiger Weise zu beeinflussen bzw. zu verändern sowie zusätzliche vom Fahrer unabhängige Assistenzmomente z.B. als Ergebnis eines Spurführungs- oder Fahrstabilitätssystems aufzubringen.
  • Die in der 2 und 3 dargestellten Kennlinien zeigen eine Ansteuerstrategie des Elektromotors 23, die im wesentlichen eine Variation der Lenkunterstützung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit (ähnlich einer Parameterlenkung) mit Hilfe des Skalierungsfaktors V bzw. 1/V realisiert. Vom Fahrer unabhängige Momenteneingriffe sind durch das veränderliche Moment C (M_CF,0) berücksichtigt.
  • Nach der Erfindung wird eine Reglerstruktur sowie Ansteuerstrategie für ein Lenkmomentenassistenzsystem dargestellt, welches dazu in der Lage ist, neben der Funktion der Bereitstellung einer festen oder variablen Lenkunterstützung auch fahrerunabhängige Lenkmomenteneingriffe (Assistenzmomente) im Sinne einer Lenkempfehlung zu realisieren. Die Grundstruktur ist in der 4 dargestellt.
  • Die Reglerstruktur arbeitet im Grundsatz unabhängig von einem bestimmten Anwendungsfall. Dazu verfügt die Struktur bzw. das dadurch dargestellte Assistenzsystem über 2 unabhängig voneinander betreibbare Schnittstellen, eine Lenkmomenten-Schnittstelle 29 und eine Lenkwinkel-Schnittstelle 31.
  • Der Lenkmomenten-Schnittstelle 29 werden ein Fahrerunterstützungsmoment MDSR 40 und eine Überlagerungs-Kenngröße Abs 41, die angibt, ob eine additive Überlagerung des angeforderten Lenkmoments MDSR oder das angeforderte Lenkmoment MDSR als ein Absolutwert (Abs = 1) einzuregeln ist, als Eingangsgrößen bzw. Assistenzmomente von einem hier nicht dargestellten Regelsystem vorgegeben.
  • Der Lenkwinkel-Schnittstelle 31 werden eine Fahrerwarnungswunschsignal Warnung EIN 42 und ein maximales Unterstützungsmoment, d. h. eine vorgebbare, variable Momentenbegrenzung MLKS,Max 43, und ein resultierender Lenkwunsch δH,CMD 44 als Eingangsgrößen bzw. Assistenzwinkel von einem hier nicht dargestellten Regelsystem vorgegeben. Das Regelsystem für die Vorgabe der Assistenzmomente bzw. Assistenzwinkel kann dasselbe sein oder aber es werden von mehreren getrennten, unabhängigen Systemen Eingangsgrößen zugeführt und berücksichtigt. Die Systeme können beispielsweise ein Spurführungssystem oder ein Fahrstabilitätssystem (z.B. ein Fahrdynamiksystem ESP mit einer Lenkmomentenvorgabe) sein.
  • Ferner wird der Lenkwinkelregelung 47 ein durch den Fahrer eingestellter Lenkradwinkel δH 45 und ein Drehwinkel ϕMot 46 des Motors als Einganggrößen zugeführt.
  • Die Grundlenkfunktion wird in einer Berechnungseinheit 48 für die Grund-Lenkungsverstärkung abgebildet. Der Berechnungseinheit 48 wird als Eingangsgröße eine bestimmte, zu wählende Kennlinie 49 und die Fahrzeuggeschwindigkeit VKfz 50 zugeführt.
  • Die daraus ermittelte, fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige Grundverstärkung V 51 wird einer Summierstelle 82 zugeführt, in der diesem Wert der Wert -1 52 addiert wird. Das Ergebnis dieser Addition ist eine Größe 53 mit dem Wert von V-1.
  • Der so gebildete Wert der Größe 53 wird mit dem vom (Fahrer eingestellten Lenkradmoment MFahrer multipliziert, woraus das fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige und fahrerabhängige Zusatz-Lenkradmoment MParam 56 resultiert.
  • Das fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige und fahrerabhängige Zusatz-Lenkradmoment MParam 56 wird zusammengeführt 57 mit einem resultierendem Moment MLKS 58 aus der Lenkwinkelregelung. Daraus resultiert ein Lenkradmoment 59, das mit dem Verstärkungsfaktor (1-ABs) 60 multipliziert wird. Der Wert von Abs ist in der Lenkmomentenschnittstelle definert. Ist eine additive Überlagerung von MDSR gefordert, ist Abs = 1, was dazu führt, dass wegen (1-Abs) das daraus resultierende Moment 61 zu 0 (Null) wird. Im Fall einer additiven Überlagerung von MDSR 40 (Abs= 0) entspricht das resultierende Moment 61 der Summe vom MParam und MLKS.
  • Das daraus resultierende Moment 61 wird mit dem Wert für das Fahrerunterstützungsmoment MDSR 40 überlagert 62, woraus ein zu überlagerndes Lenkradmoment MAdd 63 resultiert.
  • Nach Berücksichtigung 64 eines ggf. vorhandenen Getriebeübersetzungsfaktors ü wird schließlich aus zu dem überlagenden Lenkradmoment MAdd 63 als Ausgangsgröße des Lenkungs-Assistenzsystems ein Lenkmoment-Sollwert MMot,CMD 65 für das vom Motor 23 einzuregelnde resultierende Gesamt-Motormoment gebildet.
  • Beide Schnittstellen 29,31 erhalten neben den in 4 gezeigten Sollwerten noch ein Anforderungsbit, welches anzeigt, ob der Sollwert gültig ist und demzufolge eingeregelt werden muss. Bei nicht gültigem Anforderungsbit wird der entsprechende Sollwert (sofern nicht bereits so vorgegeben) langsam auf den Wert Null geführt.
  • Dem in 4 gezeigten übergeordneten Regelsystem kommt die Aufgabe zu, durch die entsprechende Wahl der Anforderungsbits und Schnittstellen-Sollwerten die ordnungsgemäße Bearbeitung der gewünschten Assistenzfunktion sicherzustellen. Grundsätzlich besteht nach der Erfindung für das Lenkungssystem bzw. den Regler für die Lenkunterstützung mit dem Zusatz-Lenkmoments (ECU 24) die Möglichkeit, beide Schnittstellen-Sollwerte auch gleichzeitig zu berücksichtigen. Erfindungsgemäß ist es dabei auch vorgesehen, dass das Lenkungssystem bzw. der Regler für die Lenkunterstützung mit dem Zusatz-Lenkmoments (ECU 24) keine Informationen darüber besitzen muss, welche übergeordnete Assistenzfunktion die zugeführten Schnittstellen-Werte (Sollwerte) gerade erzeugt hat. Es ergibt sich somit vorteilhaft ein universelles Stellsystem zur Lenkmomentenüberlagerung.
  • Über die Lenkmomentenschnittstelle 29 kann die übergeordnete ECU 24 ein zusätzliches Lenkmoment MDSR 40 vorgeben. Der Wert kann additiv (für den Wert Abs 41 mit Abs = 0) auf das bereits berechnete Moment aus dem Lenkwinkelregler MLKS und der Parameterlenkung MParam wirken oder für den Wert Abs 41 mit Abs = 1 als Absolutwert vorgegeben werden. Mit Hilfe dieser Schnittstelle ist es beispielsweise vorgesehen, dass ein Fahrdynamikregler (ESP) mit Hilfe der Momenteneingriffe an der Lenksäule dem Fahrer im Bedarfsfall eine Lenkempfehlung gibt.
  • In der 5 ist die Lenkmomentenschnittstelle und Lenkwinkelregelung näher dargestellt.
  • Die Lenkwinkelschnittstelle 31 erlaubt einem übergeordneten Assistenzsystem 32 das Einstellen beliebiger Lenkwinkel innerhalb des verfügbaren Stellbereichs der Lenkung. Die Schnittstelle ist insbesondere vorgesehen für Spurführungssysteme oder automatisierte Einparksysteme oder ähnliche System mit einer Lenkwinkelvorgaben.
  • Bei der Lenkwinkelregelungs-Einheit 47 wird der Eingangswert des resultierenden Lenkwunsch δH,CMD 44 in einer Subtraktionsstelle 67 mit dem aktuell vorliegenden, vom Fahrer eingegebenen Lenkwinkel δH 45 verglichen. Der resultierende Wert 68 wird einem Lenkwinkelregler 69 zugeführt. Der Lenkwinkelregler 69 erzeugt einen Wunschdrehzahl-Ausgangswert 70, der mit dem Istwert für die Drehzahl ωMot 71 des Elektromotors in einer Subtraktionsstelle 73 verglichen wird. Der Wert für den Drehzahlistwert des Motors ωMot 71 wird in einer Drehzahlberechnung 72 nach Maßgabe des Drehwinkels ϕMot 46 des Motors 23 gebildet. Eine aus der Überlagerung 73 gebildete resultierende Drehzahlanforderung 74 wird einem Drehzahlregler 75 zugeführt.
  • Mit dem Drehzahlregler 75 wird als Ausgangsgröße ein resultierendes Motormoment MLKS,CMD 76 erzeugt und einer Begrenzerfunktion 77 als Eingangsgröße zugeführt. Durch einen vorgegebenen Wert für die vorgebbare, variable Momentenbegrenzung MLKS,Max 43 wird durch die Begrenzerfunktion 77 ein begrenztes, resultierendes Motormoment MLKS,CMD,B 78 erzeugt. Die Möglichkeit der vorgebbaren, variablen Momentenbegrenzung MLKS,Max unterstützt dabei die übergeordnete Steuereinheit 24 bei der Realisierung von Funktionen, die den Fahrerwunsch erkennen und auf komfortable Art und Weise unterstützen sollen. Sie dient damit auch der Beeinflussung, wie stark diese Funktion in die Lenkung eingreift.
  • Zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Anforderung einer Fahrerwarnung Warnung EIN 42 berücksichtigt wird. Dies kann beispielsweise bei einem sich anbahnenden Verlassen der Fahrspur oder dem Erkennen einer Gefahrensituation aktiviert werden. Dazu erfolgt die Ausgabe eines Warnsignalmoments MWarning,Cmd 79, das von einer Warnsignalmoment-Erzeugungseinheit 80 nach Maßgabe der Anforderung für ein Warnsignal Warnung EIN 42 ermittelt wird. Als Warnsignalmoment MWarning,Cmd 79 wird vorzugsweise eine hochfrequente, für den Fahrer am Lenkrad klar als Warnung wahrnehmbare Signalform, insbesondere eine Schwingung, vorzugsweise eine Sinus-Schwingung, angefordert und mit dem Wert des begrenzten, resultierenden Motormoment MLKS,CMD 78 überlagert 81. wird.
  • Aus der Überlagerung 81 resultiert schließlich die resultierende Stellgröße MLKS 58 als Ergebnis der Lenkwinkelregelung.

Claims (10)

  1. Servolenkung eines Fahrzeugs, vorzugsweise hydraulische Servolenkung, mit einem Aktuator, vorzugsweise einem hydraulischen Aktuator, zur Unterstützung einer Lenkradbetätigung eines Fahrer des Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, der Mittel zur aktiven Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments (Assistenzmoment) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur aktiven Aufbringung des Zusatz-Lenkmoments ausgebildet sind zur Aufbringung eines fahrerunabhängigen Zusatz-Lenkmoments, dass den Mitteln zur aktiven, fahreraunabhängigen Aufbringung eine elektronische Steuerungs- und Regelungseinheit (ECU) zugeordnet ist, die eine erste Schnittstelle für ein erstes Fahrerassistenzsystem und eine davon unabhängige zweite Schnittstelle für ein zweites Fahrerassistenzsystem aufweist.
  2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrerassistenzsystem für fahrerunabhängige Lenkmomenteneingriffe und das zweite Fahrerassistenzsystem für Lenkwinkeleingriffe vorgesehen sind.
  3. Servolenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Mitteln zur aktiven, fahrerunabhängigen Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments ein Zusatzmoment-Aktuator, insbesondere ein elektromechanischer, elektromagnetischer oder hydraulischer Aktuator, vorzugsweise ein Elektromotor, zugeordnet ist.
  4. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass den Mitteln zur aktiven, fahrerunabhängigen Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments ein Getriebe, insbesondere ein Riemengetriebe, ein Schrauben-/Schneckengetriebe oder ein Stirnradgetriebe, vorzugsweise ein Riemengetriebe, zugeordnet ist, das mit einem Zusatzmoment-Aktuator zusammenwirkt.
  5. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur aktiven, fahrerunabhängigen Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments durch Ansteuerung durch die elektronische Steuerungs- und Regelungseinheit (ECU) ein an eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, ein an einen Fahrzeugkurs und einen Fahrbahnverlauf, und/oder ein an eine aktuelle Fahrzeugdynamik, insbesondere eine aktuelle Querbeschleunigung, angepasstes Zusatz-Lenkradmoment und/oder angepassten Lenkwinkel erzeugen.
  6. Verfahren zur Fahrerunterstützung bei seiner Lenktätigkeit, insbesondere zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit einer Servolenkung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Zusatz-Lenkmoment aktiv aufbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz-Lenkmoment aktiv und fahrerunabhängig aufbringbar ist nach Maßgabe einer ersten Fahrerassistenzregelung und zugleich ein Lenkwinkel aktiv einstellbar ist nach Maßgabe einer davon unabhängigen zweiten Fahrerassistenzregelung.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatz-Lenkmoment aktiv und fahrerunabhängig aufgebracht wird und/oder ein Lenkwinkel aktiv eingestellt wird, welche an einen aktuellen Fahrzeugkurs und einen aktuellen Fahrbahnverlauf angepasst ist/sind, um den Fahrer bei seiner Lenktätigkeit zu unterstützen.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatz-Lenkmoment aktiv und fahrerunabhängig aufgebracht wird und/oder ein Lenkwinkel aktiv eingestellt wird, zur Durchführung eines autonomen Fahrens, insbesondere eines selbständigen Einparkvorgangs.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatz-Lenkmoment aktiv und fahrerunabhängig aufgebracht wird und/oder ein Lenkwinkel aktiv eingestellt wird, welche an eine aktuelle Fahrzeugdynamik, insbesondere eine aktuelle Querbeschleunigung, angepasst ist/sind, um den Fahrer bei seiner Lenktätigkeit zu unterstützen.
  10. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm Mittel aufweist zur Durchführung des Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8.
DE102004060053A 2003-12-24 2004-12-14 Servolenkung und Verfahren zur Fahrerunterstützung bei seiner Lenktätigkeit Withdrawn DE102004060053A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004060053A DE102004060053A1 (de) 2003-12-24 2004-12-14 Servolenkung und Verfahren zur Fahrerunterstützung bei seiner Lenktätigkeit

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10361180.0 2003-12-24
DE10361180 2003-12-24
DE102004060053A DE102004060053A1 (de) 2003-12-24 2004-12-14 Servolenkung und Verfahren zur Fahrerunterstützung bei seiner Lenktätigkeit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004060053A1 true DE102004060053A1 (de) 2005-12-22

Family

ID=35433308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004060053A Withdrawn DE102004060053A1 (de) 2003-12-24 2004-12-14 Servolenkung und Verfahren zur Fahrerunterstützung bei seiner Lenktätigkeit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004060053A1 (de)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1927529A2 (de) 2006-11-30 2008-06-04 Delphi Technologies, Inc. Systeme und Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuglenksystems
DE102007001638A1 (de) * 2007-01-11 2008-07-17 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung
DE102008047545A1 (de) * 2008-09-16 2010-04-15 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Elektrohydraulische Lenkung und Verfahren zum Betrieb dafür
DE102010028384A1 (de) 2009-05-07 2010-11-11 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Vorrichtung zur Regelung bzw. Steuerung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs
US8983706B2 (en) 2011-03-01 2015-03-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg Safety device for motor vehicle and method for operating a motor vehicle
US9081387B2 (en) 2011-03-01 2015-07-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and device for the prediction and adaptation of movement trajectories of motor vehicles
US9174641B2 (en) 2011-03-09 2015-11-03 Continental Teves Ag & Co. Ohg Safety device for a motor vehicle and method for operating a motor vehicle
EP2902301A4 (de) * 2012-09-25 2016-03-23 Nissan Motor Lenksteuergerät
US9569968B2 (en) 2012-12-20 2017-02-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and device for the automated braking and steering of a vehicle
DE102015114763A1 (de) * 2015-09-03 2017-03-09 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Drehmomentenverteilung auf verschiedene Räder einer angetriebenen Achse in einem Fahrzeug
WO2018039661A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Trw Automotive Us Llc Method of controlling a vehicle
EP3360758A4 (de) * 2015-10-05 2019-06-19 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Lenksteuerungsvorrichtung für ein nutzfahrzeug
DE102017219161B4 (de) 2016-10-25 2022-06-30 Mando Corporation Lenkvorrichtung für ein fahrzeug

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1927529A2 (de) 2006-11-30 2008-06-04 Delphi Technologies, Inc. Systeme und Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuglenksystems
EP1927529A3 (de) * 2006-11-30 2008-12-10 Delphi Technologies, Inc. Systeme und Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuglenksystems
DE102007001638A1 (de) * 2007-01-11 2008-07-17 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung
DE102008047545A1 (de) * 2008-09-16 2010-04-15 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Elektrohydraulische Lenkung und Verfahren zum Betrieb dafür
DE102010028384A1 (de) 2009-05-07 2010-11-11 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Vorrichtung zur Regelung bzw. Steuerung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs
US9108600B2 (en) 2009-05-07 2015-08-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and device for performing closed-loop or open-loop control of the driving stability of a vehicle
US8983706B2 (en) 2011-03-01 2015-03-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg Safety device for motor vehicle and method for operating a motor vehicle
US9081387B2 (en) 2011-03-01 2015-07-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and device for the prediction and adaptation of movement trajectories of motor vehicles
US9174641B2 (en) 2011-03-09 2015-11-03 Continental Teves Ag & Co. Ohg Safety device for a motor vehicle and method for operating a motor vehicle
EP2902301A4 (de) * 2012-09-25 2016-03-23 Nissan Motor Lenksteuergerät
EP3351457A1 (de) * 2012-09-25 2018-07-25 Nissan Motor Co., Ltd. Lenkungssteuerungsvorrichtung
US9569968B2 (en) 2012-12-20 2017-02-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and device for the automated braking and steering of a vehicle
DE102015114763A1 (de) * 2015-09-03 2017-03-09 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Drehmomentenverteilung auf verschiedene Räder einer angetriebenen Achse in einem Fahrzeug
EP3360758A4 (de) * 2015-10-05 2019-06-19 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Lenksteuerungsvorrichtung für ein nutzfahrzeug
WO2018039661A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Trw Automotive Us Llc Method of controlling a vehicle
DE102017219161B4 (de) 2016-10-25 2022-06-30 Mando Corporation Lenkvorrichtung für ein fahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3496995B1 (de) Regelung eines steer-by-wire-lenksystems
EP1765655B1 (de) Hydraulische servolenkung und verfahren zur bestimmung eines lenkmoments
EP3595958B1 (de) Schätzung der zahnstangenkraft in einem steer-by-wire system
DE102008026652B4 (de) Lenkvorrichtung zum Einstellen eines Radeinschlagwinkels
DE10354662B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Unterstützen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs in fahrdynamischen Grenzsituationen
EP1585662B1 (de) Verfahren zur synchronisation von lenkhandhabe und gelenkten fahrzeugrädern
EP2013069B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ermitteln eines optimalen lenkwinkels in untersteuersituationen eines fahrzeugs
EP1521700B1 (de) Hydraulische servolenkung
EP2900529B1 (de) Verfahren zur regelung einer bremsanlage für kraftfahrzeuge
EP1480864B1 (de) Hydraulische servolenkung
DE112008002788T5 (de) Fahrzeugfahrverhalten-Regelungsvorrichtung
DE102005021845A1 (de) Fahrzeugbedienungs-Unterstützungssystem
DE10248343A1 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Betätigungskraftsimulators einer Fahrzeuglenkung
EP1845007A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Servolenksystems
DE102004060053A1 (de) Servolenkung und Verfahren zur Fahrerunterstützung bei seiner Lenktätigkeit
WO2005063550A1 (de) Servolenkung
EP3781454A1 (de) Verfahren zur steuerung eines steer-by-wire lenksystems mit einem begrenzer zum erreichen eines sicherheitsniveaus
EP1554169A1 (de) Verfahren zur bestimmung eines lenkradmoments
EP1521701B1 (de) Verfahren zum lenken eines fahrzeugs mit einer überlagerungslenkung
WO2005047085A1 (de) Verfahren zur verbesserung des betriebs einer fahrzeuglenkung und fahrzeuglenkung
EP1508493B1 (de) Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Servolenkung
WO2005012061A2 (de) Verfahren zum lenken eines fahrzeugs mit einer überlagerungslenkung
EP1944219A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung
DE10256306A1 (de) Hydraulische Servolenkung
WO2005063547A1 (de) Verfahren zum lenken eines fahrzeugs und fahrzeuglenkung

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8105 Search report available
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20111209

R120 Application withdrawn or ip right abandoned

Effective date: 20120512