DE102008001136A1

DE102008001136A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Verbesserung des Lenkverhaltens bei Fahrzeugen mit Torque Vectoring System

Info

Publication number: DE102008001136A1
Application number: DE200810001136
Authority: DE
Inventors: Oliver Gerundt; Ulrich Kappenstein; Eveline-Johanna Fackelmann; Carolin Scholler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2009-10-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betätigen eines Lenkaktuators (5) in einem Fahrzeug mit einer einstellbaren Kupplung (6), die eine variable Verteilung des Antriebsmoments zwischen einem linken und einem rechten Rad (4a, 4b) ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird der Lenkaktuator (5) abhängig von der Kupplungseinstellung derart geregelt, dass ein durch eine Änderung der Momentenverteilung verursachtes, auf die Lenkung wirkendes Moment wenigstens teilweise kompensiert wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern des Lenkverhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
In modernen Fahrzeugen werden in zunehmenden Maße einstellbare Kupplungen verbaut, mit denen das Antriebsmoment zwischen der linken und rechten Fahrzeugseite, aber auch zwischen den beiden Achsen eines Fahrzeugs variabel verteilt werden kann. Derartige Systeme werden auch als Torque Vectoring Systeme bezeichnet.
Mit diesen Systemen ist es möglich, ein Fahrzeug in kritischen Fahrsituationen, in denen das Fahrzeug beispielsweise über- oder untersteuert, zu stabilisieren. Zu diesem Zweck wird das Antriebsmoment an einzelnen Rädern variiert, so dass das Fahrzeug einem vorgegebenen Kurvenradius besser folgt. Bei einem untersteuernden Fahrverhalten wird beispielsweise das kurvenäußere Rad mit einem höheren Moment, und bei übersteuerndem Fahrverhalten das kurveninnere Rad mit einem höheren Moment beaufschlagt. Das Fahrzeug wird somit aktiv in der Kurve geführt.
Die Änderung der Antriebsmomente an den Rädern führt aber auch zu einem veränderten Lenkverhalten des Fahrzeugs. Dies ist vom Fahrer am Gegenmoment des Lenkrads haptisch spürbar. Das veränderte Lenkverhalten ist für den Fahrer ungewohnt, muss aber auch unter dem Aspekt der Fahrsicherheit als kritisch betrachtet werden.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Lenkverhalten eines Fahrzeugs bei einem Eingriff des Torque Vectoring Systems zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patenanspruch 1 sowie im Patentanspruch 5 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, den Lenkaktuator derart zu regeln, dass ein durch die Änderung der Antriebsmomente verursachtes, auf die Lenkung wirkendes Moment vom Lenkaktuator wenigstens teilweise kompensiert wird. Der Fahrer spürt daher eine wesentlich geringere – im Idealfall gar keine – Rückwirkung des Torque Vectoring Systems am Lenkrad. Gemäß der Erfindung wird die Servounterstützung des Lenkaktuators bei einem Eingriff, der zu einer Abnahme der Lenkradkräfte führt, reduziert, so dass das am Lenkrad spürbare Lenkradmoment im Wesentlichen konstant bleibt. Bei einer Zunahme der Lenkradkräfte gilt Umgekehrtes.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Lenkaktuator derart geregelt, dass die durch die Änderung der Antriebsmomente verursachte Änderung des Lenkradmoments vollständig kompensiert wird.
Der Lenkaktuator wird vorzugsweise von einem Regler geregelt, der einen Sollwert für den Lenkaktuator ermittelt. Der Sollwert ist vorzugsweise abhängig von der Kupplungseinstellung bzw. deren Änderung und ggf. weiteren Größen, wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Sollwert kann alternativ oder zusätzlich auch vom Kurvenradius der aktuell durchfahrenen Kurve abhängig sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild der wesentlichen Elemente eines Torque Vectoring Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
2 ein schematisches Flussdiagramm zur Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Kompensation von Lenkradmomenten.
Ausführungsformen der Erfindung
2 zeigt die wesentlichen Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Kompensieren des durch den Eingriff eines Torque Vectoring Systems verursachten Lenkradmoments. Dabei wird in Schritt 1 zunächst abgefragt, ob die Momentenverteilung zwischen einem linken und rechten angetriebenen Rad verändert worden ist oder in Kürze verändert werden wird. Diese Information ist in einem Steuergerät des Torque Vectoring Systems vorhanden. Bei einem Eingriff des Systems, oder kurz zuvor, wird in Schritt 2 ein Sollwert für den Lenkaktuator ermittelt, der so bemessen ist, dass das durch die Änderung der Antriebsmomente verursachte Lenkradmoment wenigstens teilweise kompensiert wird. In Schritt 3 wird schließlich der Lenkaktuator, wie z. B. eine Hydraulikpumpe oder ein Elektromotor, auf den entsprechenden Sollwert geregelt. Der Fahrer spürt somit am Lenkrad keine oder nur eine geringe Änderung der Lenkradkräfte.
Zur Bestimmung des Sollwertes können verschiedene fahrspezifische Parameter, wie z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Kurvenradius oder andere Größen berücksichtigt werden.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit den wichtigsten Kräften und Momenten. In einer Fahrsituation, in der das Fahrzeug beispielsweise untersteuert, greift das Torque Vectoring System 6 in den Fahrbetrieb ein und verteilt das vom Fahrzeugmotor bereitgestellte Motormoment nicht mehr gleichmäßig auf beide angetriebenen Räder 4a, 4b, sondern vermehrt auf das kurvenäußere Rad 4b. Das Moment M₂ am kurvenäußeren Rad 4b wird in Folge größer als das am kurveninneren Rad 4a wirkende Moment M₁. Dadurch wird ein Giermoment M_G um die Hochachse des Fahrzeugs erzeugt, das zum stärkeren Einlenken des Fahrzeugs in die Kurve führt. Systembedingt ändern sich damit auch die am Lenkrad wirkenden Kräfte.
Um die Änderung der Lenkradkräfte zu kompensieren, wird hier die Servounterstützung des Servomotors 5 der Lenkung z. B. geringfügig reduziert.
Dadurch entsteht ein Gegenmoment M_L, das dem durch den Eingriff des Torque Vectoring Systems erzeugten Moment entgegenwirkt. Wenn das Moment M_L betragsmäßig gleich groß ist wie das durch die Antriebsmomentenänderung bewirkte Lenkradmoment, wird letzteres vollständig kompensiert. Der Fahrer spürt somit trotz Eingriff des Torque Vectoring Systems keine Änderung der Lenkradkräfte.

Claims

Verfahren zum Betätigen eines Lenkaktuators (5) in einem Fahrzeug mit einer einstellbaren Kupplung (6), die zumindest eine variable Verteilung des Antriebsmoments zwischen einem linken und einem rechten Rad (4a, 4b) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkaktuator (5) derart geregelt wird, dass ein durch eine Änderung der Momentenverteilung verursachtes, auf die Lenkung wirkendes Moment wenigstens teilweise kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkaktuator (5) derart geregelt wird, dass das Moment vollständig kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Lenkaktuator (5) ein Sollwert ermittelt wird, der abhängig von der Kupplungseinstellung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Lenkaktuator (5) ein Sollwert ermittelt wird, der abhängig von der Kupplungseinstellung und dem Kurvenradius der Kurve ist, durch die das Fahrzeug fährt.
Lenksystem mit einem Lenkaktuator (5) für ein Fahrzeug mit einer einstellbaren Kupplung (3), die eine variable Verteilung des Antriebsmoments zwischen einem linken und einem rechten Rad (4a, 4b) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler (2) vorgesehen ist, der den Lenkaktuator (5) derart regelt, dass ein durch eine Änderung der Momentenverteilung verursachtes, auf die Lenkung wirkendes Moment wenigstens teilweise kompensiert wird.