DE102006036744A1 - Steering system controlling method for motor vehicle, involves representing short-term target wheel steering angle as function of vehicle speed and computing final target wheel steering angle from target actual deviation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung eines Lenksystems in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und auf ein Lenksystem zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7.The The invention relates to a method for controlling a steering system in a vehicle according to the preamble of claim 1 and on a steering system for implementation the method according to claim 7.
In „ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 96", 1994, Seiten 674 bis 689, wird ein Verfahren zur Fahrdynamikregelung in Kraftfahrzeugen beschrieben, welches die Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerdynamik berücksichtigt. Bei diesem Verfahren wird ausgehend von dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkel eine Soll-Giergeschwindigkeit ermittelt, die die Querdynamik des Fahrzeuges repräsentiert. Die Soll-Giergeschwindigkeit wird mit einer gemessenen Giergeschwindigkeit verglichen und einer Regelung zugrunde gelegt, in der das für die Fahrzeugquerführung erforderliche Giermoment berechnet wird, das über gezielte Bremseingriffe an den Rädern des Fahrzeuges umgesetzt wird.In "ATZ Automotive Engineering Magazine 96 ", 1994, Pages 674 to 689, a procedure for driving dynamics control in Motor vehicles described which the Fahrzeuglängs- and Vehicle transverse dynamics considered. In this method, starting from the steering wheel angle specified by the driver determines a desired yaw rate, the transverse dynamics of the Vehicle represents. The target yaw rate is measured with a yaw rate compared and based on a regulation in which required for the vehicle transverse guidance Yaw moment is calculated over targeted brake interventions on the wheels of the vehicle is implemented.
Bekannt
sind außerdem
geregelte Lenksysteme in Kraftfahrzeugen, die ein Überlagerungsgetriebe
aufweisen, das dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkel überlagert
wird. Ein derartiges Lenksystem ist beispielsweise in der
Bei derartigen Lenksystemen mit variabler Lenkübersetzung ist darauf zu achten, dass die zur Erfüllung unterschiedlicher Zielfunktionen generierten Soll-Radlenkwinkel nicht zu sich widersprechenden Ergebnissen führen.at such steering systems with variable steering ratio is to pay attention that to fulfillment different target functions generated target wheel steering angle do not lead to conflicting results.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Lenksystem unterschiedliche Zielvorgaben widerspruchsfrei umzusetzen. Es soll insbesondere ein sicheres und zugleich komfortbetontes Fahren ermöglicht werden.Of the Invention is based on the object in a steering system different To implement objectives without contradiction. It should in particular be a safe and at the same time comfort-driven driving possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und bei einem Lenksystem zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruches 7 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.These Task is according to the invention in a Method with the features of claim 1 and in a steering system to carry out the method with the features of claim 7 solved. The under claims give expedient further education at.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung eines Lenksystems in einem Fahrzeug wird ausgehend von dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkel in mehreren Schritten ein einzustellender Soll-Radlenkwinkel erzeugt. Hierfür wird zunächst in einem ersten Schritt der Lenkradwinkel des Fahrers unter Berücksichtigung mindestens einer Fahrzeug-Zustandsgröße in einen vorläufigen Soll-Radlenkwinkel umgesetzt, wobei die Fahrzeugzustandsgröße insbesondere die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. In einem darauf folgenden, zweiten Schritt wird dieser vorläufige Soll-Radlenkwinkel in eine Soll-Zustandsgröße umgesetzt, die die Querdynamik des Fahrzeuges repräsentiert, insbesondere die Soll-Gierrate. Schließlich wird in einem dritten Schritt die Soll-Zustandsgröße mit einer zugeordneten Ist-Größe verglichen, wobei die Abweichung einer Regelung zugeführt wird, in der der endgültige Soll-Radlenkwinkel berechnet wird, welcher im Lenksystem eingestellt werden soll.at the method according to the invention for controlling a steering system in a vehicle is starting from the predetermined by the driver steering wheel angle in several steps generates a set target wheel steering angle. For this, first in a first step of the driver's steering wheel angle under consideration at least one vehicle state quantity into a provisional desired wheel steering angle implemented, wherein the vehicle state quantity in particular the vehicle speed is. In a subsequent second step, this provisional desired wheel steering angle converted into a desired state variable, representing the lateral dynamics of the vehicle, in particular the Target yaw rate. After all In a third step, the desired state variable with a compared to actual size compared, wherein the deviation is fed to a control in which the final target wheel steering angle is calculated, which is to be set in the steering system.
In dieser gestuften Ausführung des Verfahrens zur Regelung des Lenksystems wird das Problem der unterschiedlichen Anforderungen an den einzustellenden Radlenkwinkel ganzheitlich betrachtet und gelöst. In der Regel kommen sowohl komfortorientierte als auch sicherheitsorientierte Aspekte bei der Lenkwinkelregelung zum Tragen. Durch die gestufte, hierarchische Gliederung des Lenkverfahrens kann beispielsweise die Komfortfunktion im ersten Verfahrensschritt berücksichtigt werden, so dass der vorläufige Soll-Radlenkwinkel bereits die Information über die zu umzusetzende Komfortfunktion enthält. Eine derartige Komfortfunktion ist beispielsweise über eine geschwindigkeitsabhängige Lenkübersetzung darstellbar, bei der bei hohen Geschwindigkeiten Lenkradbetätigungen des Fahrers nur zu verhältnismäßig kleinen Radlenkwinkeln führen, wohingegen bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten wie z.B. beim Einparken große Lenkübersetzungen durchgeführt werden, die große Radlenkwinkeländerungen bereits bei verhältnismäßig kleinen Lenkradwinkeln zur Folge haben.In this stepped version of the method of regulating the steering system is the problem of different requirements for the wheel steering angle to be set viewed holistically and solved. Usually come both comfort-oriented and safety-oriented Aspects of the steering angle control to bear. By the stepped, hierarchical structure of the steering process, for example considers the comfort function in the first method step so that the provisional Target wheel steering angle already contains the information about the comfort function to be implemented. A Such comfort function is for example via a speed-dependent steering ratio displayed at the steering wheel operations at high speeds the driver only to relatively small Lead wheel steering angles, whereas at very low speeds, e.g. when parking size Steering translations are carried out the size Radlenkwinkeländerungen already at relatively small Steering wheel angles result.
In den darauf folgenden Verfahrensschritten, also bei der Berechnung der Soll-Zustandsgröße, die die Querdynamik repräsentiert, und dem Soll-Ist-Vergleich mit anschließender Regelung, werden die weiteren Aspekte, insbesondere die Sicherheitsaspekte, automatisch mitberücksichtigt. Sowohl in die Ermittlung der Soll-Zustandsgröße als auch in dem nachfolgenden Regelungsschritt können beispielhaft Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden. Zudem beinhaltet bereits der Soll-Ist-Vergleich für die die Querdynamik repräsentierende Zustandsgröße an sich eine Sicherheitsfunktion, da die Regelung und die Rückführung im geschlossenen Regelkreis zu einer gewünschten Stabilisierung beiträgt.In the subsequent process steps, ie in the calculation the desired state variable that the Represents lateral dynamics, and the target-actual comparison with subsequent regulation, the other aspects, in particular the safety aspects, automatically taken into account. Both in the determination of the desired state variable and in the subsequent Control step can Exemplary safety aspects are considered. Also included already the target-actual comparison for the transverse dynamics representing State variable in itself a safety function, since the regulation and the feedback in the Closed loop contributes to a desired stabilization.
In dem erfindungsgemäßen Lenksystem, welches zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen ist, erfolgt die Einstellung des Radlenkwinkels an den gelenkten Rädern mittels Aktuatoren in Abhängigkeit des vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkels unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Zustandsgrößen. In einem Regel- und Steuergerät des Lenksystems werden Stellsignale erzeugt, die Aktuatoren im Fahrzeug beaufschlagen.In the steering system according to the invention, which is provided for carrying out the method, the adjustment of the Radlenkwinkels takes place the steered wheels by means of actuators as a function of the steering wheel angle specified by the driver, taking into account vehicle state variables. In a control unit of the steering system control signals are generated, act on the actuators in the vehicle.
Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten in dem Lenksystem zur Einstellung der Radlenkwinkel. Zum einen ist es möglich, ein Überlagerungslenkgetriebe im Lenksystem vorzusehen, das in den Übertragungsweg zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern zwischengeschaltet ist. In dem Überlagerungslenkgetriebe ist ein Überlagerungslenkwinkel erzeugbar, der dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkel überlagert wird. Der Überlagerungslenkwinkel wird hierbei unter Anwendung des vorbeschriebenen Verfahrens erzeugt und beinhaltet zweckmäßig sowohl komfortrelevante als sicherheitsrelevante Funktionen.Basically there it's two different ways in the steering system for adjusting the wheel steering angle. For one thing is it is possible a superposition steering gear to provide in the steering system, in the transmission path between the steering wheel and steered wheels is interposed. In the superposition steering gear is a superposition steering angle producible, which overlaps the steering wheel angle specified by the driver becomes. The overlay steering angle is generated here using the method described above and includes both appropriately comfort-relevant as safety-relevant functions.
Gemäß einer zweiten Ausführung ist das Lenksystem als Steer-by-Wire-System ausgeführt. In dieser Ausführung ist zumindest in Normalsituationen ein unmittelbarer mechanischer Durchgriff zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern nicht gegeben, vielmehr wird der vom Fahrer vorgegebene Lenkradwinkel in Signalform Aktuatoren zugeführt, in denen unter Berücksichtigung weiterer Fahrzeugzustands- und betriebsgrößen die gewünschten Radlenkwinkel an den gelenkten Rädern eingestellt werden. Dieses Steer-by-Wire-System kann entweder mit Überlagerungslenkgetriebe oder ohne Überlagerungslenkgetriebe ausgeführt sein.According to one second embodiment is the steering system as a steer-by-wire system executed. In this version is at least in normal situations an immediate mechanical Penetration between the steering wheel and steered wheels not given, rather is the driver specified steering wheel angle in signal form actuators supplied in which considering Further Fahrzeugzustands- and operating variables the desired Radlenkwinkel to the steered wheels be set. This steer-by-wire system can be either with superposition steering gear or without superimposed steering gear accomplished be.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further Advantages and expedient designs are the further claims, the figure description and the drawings. Show it:
Das
in
Des
Weiteren ist ein Überlagerungslenkgetriebe
Die
Einstellung sowohl des optional vorgesehenen Überlagerungslenkgetriebes
Das
Lenksystem
Das
Blockschaltbild gemäß
Die
Soll-Gierrate
- 11
- Lenksystemsteering system
- 22
- Lenkradsteering wheel
- 33
- Lenkwellesteering shaft
- 44
- ÜberlagerungslenkgetriebeSuperimposed steering mechanism
- 55
- Stellmotorservomotor
- 66
- Lenkgetriebesteering gear
- 77
- Zahnstangerack
- 88th
- Vorderradfront
- 99
- Servomotorservomotor
- 1010
- Regel- und SteuergerätRule- and control unit
- 1111
- Sensorsensor
- 1212
- Blockblock
- 1313
- Blockblock
- 1414
- Blockblock
- δL δ L
- Lenkradwinkelsteering wheel angle
- δ .L δ. L
- LenkradwinkelgeschwindigkeitSteering wheel angle speed
- δ ν / R,sollδ ν / R, shall
- vorläufiger Soll-Radlenkwinkelprovisional target wheel steering angle
- δR,soll δ R, shall
- endgültiger Soll-Radlenkwinkelfinal target wheel steering angle
- δV δ V
- Ist-RadlenkwinkelActual wheel steering angle
- δM δ M
- ÜberlagerungslenkwinkelSuperimposed steering angle
- ψ .soll ψ. should
- Soll-GierrateTarget yaw rate
- ψ .ist ψ. is
- Ist-GierrateActual yaw rate
- Vx V x
- Fahrzeuggeschwindigkeitvehicle speed
Claims (9)
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DE200610036744 Withdrawn DE102006036744A1 (en) | 2006-08-05 | 2006-08-05 | Steering system controlling method for motor vehicle, involves representing short-term target wheel steering angle as function of vehicle speed and computing final target wheel steering angle from target actual deviation |
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