-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels in einem Fahrzeug mit einer elektromechanischen Lenkung.
-
Elektromechanische Lenksysteme weisen typischerweise Sensoren für einen relativen Rotorwinkel eines Servomotors des elektromechanischen Lenksystems auf. Softwarefunktionen in einer elektrischen Servolenkung arbeiten üblicherweise mit einem absoluten Lenkwinkel, entweder als Referenz für eine interne Berechnung oder als Führungsgröße für beispielsweise eine Lenkrückstellungsfunktion.
-
Die Bestimmung eines Lenkwinkels kann aus Informationen des relativen Rotorwinkels des Servomotors erfolgen. Bei der Bestimmung des Lenkwinkels aus Informationen des relativen Rotorwinkels fehlt, insbesondere nach Einschalten der Zündung, ein Bezug des relativen Rotorwinkels zum Geradeausfahrtwinkel des Fahrzeugs. In der Regel ist der Nullwinkel des Rotors gegenüber dem Geradeausfahrtwinkel um einen Lenkwinkeloffset versetzt. Zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels des Fahrzeugs können beispielsweise absolute Rotorwinkelsensoren verwendet werden. Diese bedingen jedoch den Einbau zusätzlicher Bauteile und verursachen zusätzliche Kosten. Des Weiteren erschwert die Integration eines absoluten Rotorwinkelsensors die Konstruktion einer elektromechanischen Lenkung. Weiterhin erfordert die Einführung absoluter Rotorwinkelsensoren eine zusätzliche Steuer- und Plausibilisierungssoftware.
-
Aus der
DE 10 2004 062 153 A1 ist ein Verfahren zur möglichst exakten Ermittlung der Winkelposition des Rotors eines Stellmotors in einem Überlagerungslenksystem eines Kraftfahrzeugs bekannt, welches den arithmetischen Mittelwert aus dem maximalen positiven Lenkwinkel und dem Maximalbetrag des negativen Lenkwinkels als Nullposition bzw. Offset des Stellmotors betrachtet. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es nicht im laufenden Betrieb des Fahrzeugs angewendet werden kann, da hierzu das Lenkrad jeweils in die mechanischen Endanschläge gedreht werden muss.
-
Steht ein absoluter Lenkwinkel nicht zur Verfügung, kann dieser auch mittels geeigneter Algorithmen gelernt werden. Derzeit ist es jedoch ohne aufwendige, kostenintensive zusätzliche Sensorik nicht möglich, einen Absolutwert in einer ausreichend kleinen Zeitdauer ausreichend genau zu bestimmen. Derzeit beruhen Verfahren zur Schätzung eines absoluten Lenkwinkels auf statischen Berechnungsverfahren, wobei eine Genauigkeit der Schätzung von der Dauer des Lernvorgangs abhängt.
-
Aus der der Anmeldung am nächsten liegenden Schrift
DE 600 11 684 T2 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels in einem Fahrzeug mit elektromechanischer Lenkung bekannt, wobei mittels eines ersten Verfahrens zur Schätzung ei erster absoluter Lenkwinkel geschätzt wird und mittels eines zweiten Verfahrens zur Schätzung ein zweiter absoluter Lenkwinkel geschätzt wird.
-
Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels in einem Fahrzeug mit elektromechanischer Lenkung zu schaffen, welche eine möglichst genaue und möglichst schnelle Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels ermöglichen, ohne hierfür einen absoluten Lenkwinkelsensor oder Rotorwinkelsensor zu benötigen.
-
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und den Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels in einem Fahrzeug mit elektromechanischer Lenkung. Hierbei wird in einem ersten Schritt mittels eines ersten Verfahrens zur Schätzung ein erster absoluter Lenkwinkel geschätzt. Mittels eines zweiten Verfahrens zur Schätzung wird ein zweiter absoluter Lenkwinkel geschätzt. Der erste und der zweite absolute Lenkwinkel werden im Folgenden auch nur als erster und zweiter Lenkwinkel bezeichnet. Mittels eines weiteren Verfahrens zur Schätzung wird ein absoluter Lenkwinkel als Referenzwinkel geschätzt. Eine Schätzung der absoluten Lenkwinkel erfolgt hierbei wiederholt mit einer vorbestimmten Frequenz. Die Verfahren zur Schätzung können sequenziell oder parallel ablaufen. In einem weiteren Schritt werden der erste und der zweite Lenkwinkel mit dem Referenzwinkel verglichen. Abhängig von einer Abweichung des ersten Lenkwinkels vom Referenzwinkel wird ein erster Zuverlässigkeitsfaktor erhöht. Beispielsweise kann der erste Zuverlässigkeitsfaktor erhöht werden, falls der erste Lenkwinkel mit dem Referenzwinkel übereinstimmt oder um höchstens einen vorbestimmten Betrag von dem Referenzwinkel abweicht. Analog kann ein zweiter Zuverlässigkeitsfaktor erhöht werden, falls der zweite Lenkwinkel mit dem Referenzwinkel übereinstimmt oder um höchstens einen vorbestimmten Betrag von dem Referenzwinkel abweicht. Auch kann der erste Zuverlässigkeitsfaktor erhöht werden, falls der erste Lenkwinkel mit dem Referenzwinkel übereinstimmt oder um höchstens einen vorbestimmten Betrag von dem Referenzwinkel abweicht und die Abweichung des ersten Lenkwinkels vom Referenzwinkel kleiner als die Abweichung des zweiten Lenkwinkels vom Referenzwinkel ist. Analog kann der zweite Zuverlässigkeitsfaktor dann erhöht werden, wenn der zweite Lenkwinkel mit dem Referenzwinkel übereinstimmt oder um höchstens einen vorbestimmten Betrag von dem Referenzwinkel abweicht und die Abweichung des zweiten Lenkwinkels vom Referenzwinkel kleiner als die Abweichung des ersten Lenkwinkels vom Referenzwinkel ist. Hierdurch wird folglich nur der Zuverlässigkeitsfaktor erhöht, der dem genauer geschätzten absoluten Lenkwinkel zugeordnet ist.
-
Abschließend wird der absolute Lenkwinkel als der erste Lenkwinkel bestimmt, falls der erste Zuverlässigkeitsfaktor größer als der zweite Zuverlässigkeitsfaktor ist. Falls jedoch der zweite Zuverlässigkeitsfaktor größer als der erste Zuverlässigkeitsfaktor ist, wird der absolute Lenkwinkel als der zweite Lenkwinkel bestimmt. Sind die beiden Zuverlässigkeitsfaktoren gleich, so kann beispielsweise vorbestimmt sein, dass in diesem Fall der erste oder der zweite Lenkwinkel als absoluter Lenkwinkel bestimmt wird. Durch das vorgeschlagene Verfahren ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass aus verschiedenen Verfahren zur Schätzung des absoluten Lenkwinkels das Ergebnis des jeweilig zum aktuellen Zeitpunkt zuverlässigsten Verfahrens verwendet wird.
-
Auch ist vorstellbar, dass der absolute Lenkwinkel mittels einer gewichteten Mittelwertbildung aus dem ersten und dem zweiten Lenkwinkel bestimmt wird, wobei sich eine Gewichtung nach einem Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Zuverlässigkeitsfaktor bestimmen kann. Weiter ist vorstellbar, dass der absolute Lenkwinkel zusätzlich in Abhängigkeit des Referenzwinkels bestimmt werden kann.
-
Nachfolgend werden Möglichkeiten zur Schätzung eines absoluten Lenkwinkels vorgestellt:
- In einem Verfahren zur Schätzung des absoluten Lenkwinkels erfolgt eine Bestimmung eines Lenkwinkeloffsets einer elektromechanischen Lenkung (und somit auch eines absoluten Lenkwinkels) mittels eines Elektromotors zur Erzeugung eines Servomoments und eines Rotorlagesensors zur Erfassung eines relativen Rotorwinkels des Elektromotors. Hierbei wird der Lenkwinkeloffset in Abhängigkeit von mindestens einem relativen Rotorwinkel pro Lenkrichtung berechnet, wobei die relativen Rotorwinkel in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der Gruppe Lenkmoment, Servomoment, Rotorwinkelgeschwindigkeit und Fahrzeuggeschwindigkeit gemessen werden. Hierbei kann ein relativer Rotorwinkel pro Lenkrichtung gemessen werden, wenn in einem ersten Messszenario, in dem eine, aus Lenkmoment und Servomoment berechnete, Lenkzahnstangenkraftänderung das gleiche Vorzeichen wie die Rotorwinkelgeschwindigkeit hat, der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem ersten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem ersten vorbestimmten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt. Alternativ oder kumulativ kann ein relativer Rotorwinkel pro Lenkrichtung gemessen werden, wenn in einem zweiten Messszenario, in dem die, aus Lenkmoment und Servomoment berechnete, Lenkzahnstangenkraftänderung ein der Rotorwinkelgeschwindigkeit entgegengesetztes Vorzeichen hat, der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem zweiten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem zweiten vorbestimmten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt. Hierbei bezeichnet das erste Messszenario ein aktives Lenkmanöver, welches durch den Kraftfahrzeugführer eingeleitet wird. Beim aktiven Lenkmanöver leitet der Kraftfahrzeugführer durch Betätigung einer Lenkhandhabe eine Kurvenfahrt ein. Während der Einleitung der Kurvenfahrt steigt der Betrag der Lenkzahnstangenkraft und die Lenkzahnstangenkraftänderung hat die gleiche Richtung wie die Rotorwinkelgeschwindigkeit.
-
Ein zweites Verfahren zur Schätzung eines absoluten Lenkwinkels kann erfolgen, falls die Bedingungen des zweiten Messszenarios erfüllt worden sind. Das zweite Messszenario bezeichnet ein passives Lenkmanöver. Beim passiven Lenkmanöver sind die aus Reifenkräften und/oder die aus der Achskinematik resultierenden Kräfte an der Lenkzahnstange größer als die durch Lenkmoment und Servomoment an der Lenkzahnstange erzeugten Kräfte. Der Kraftunterschied erzeugt eine Bewegung der Lenkzahnstange und damit auch eine Veränderung des relativen Rotorwinkels. Somit hat die Lenkzahnstangekraftänderung ein der Rotorwinkelgeschwindigkeit entgegengesetztes Vorzeichen. Ein beispielhafter Fahrzeugzustand, bei dem das passive Lenken auftritt, ist beispielsweise durch das Herausfahren des Fahrzeugs aus einer Kurve gegeben. Durch die Prüfung des Betrages der Lenkzahnstangenkraft und/oder des Betrages der Rotorwinkelgeschwindigkeit wird vorteilhaft sichergestellt, dass ein relativer Rotorwinkel nur dann gemessen wird, wenn sich das Fahrzeug in einer Links- oder Rechtskurve befindet, die gleiche oder ähnliche Radien aufweisen. Ist pro Lenkrichtung, also für Links- und Rechtskurve, jeweils mindestens ein relativer Rotorwinkel gemessen worden, so kann der Lenkwinkeloffset (und somit auch der absolute Lenkwinkel) aus diesen beiden relativen Rotorwinkeln berechnet werden.
-
Beispielsweise erfolgt die Ermittlung des Lenkwinkeloffsets hierbei durch eine Mittelwertbildung und/oder eine gewichtete Mittelwertbildung und/oder eine gleitende Mittelwertbildung aus den beiden relativen Rotorwinkeln.
-
In einem weiteren Verfahren zur Schätzung eines absoluten Lenkwinkels kann ein Lenkwinkeloffset in Abhängigkeit von mindestens zwei relativen Rotorwinkeln für mindestens eine Lenkrichtung und einer eine Lenksystemreibung beschreibenden Kenngröße ermittelt werden. Hierfür ist in einem weiteren Schritt eine die Lenksystemreibung beschreibende Kenngröße zu ermitteln. Eine solche Ermittlung wird nachfolgend näher erläutert.
-
Ist die die Lenksystem beschreibende Kenngröße bekannt, so kann der Lenkwinkeloffset in Abhängigkeit von mindestens zwei relativen Rotorwinkeln für mindestens eine Lenkrichtung bestimmt werden, wobei ein erster relativer Rotorwinkel für eine Lenkrichtung gemessen wird, wenn in einem ersten Messszenario, in dem eine, aus Lenkmoment und Servomoment berechnete, Lenkzahnstangenkraftänderung das gleiche Vorzeichen wie die Rotorwinkelgeschwindigkeit hat, der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem ersten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem ersten vorbestimmten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt und ein zweiter relativer Rotorwinkel für die Lenkrichtung gemessen wird, wenn in dem ersten Messszenario der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem zweiten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem zweiten vorbestimmten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt. Alternativ oder kumulativ kann ein erster relativer Rotorwinkel für eine Lenkrichtung gemessen werden, wenn in einem zweiten Messszenario, in dem eine, aus Lenkmoment und Servomoment berechnete, Lenkzahnstangenkraftänderung ein der Rotorwinkelgeschwindigkeit entgegengesetztes Vorzeichen hat, der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem ersten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem ersten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt und ein zweiter relativer Rotorwinkel für die Lenkrichtung gemessen werden, wenn in dem zweiten Messszenario der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem zweiten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem zweiten vorbestimmten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt.
-
Weiter können die relativen Rotorwinkel auch in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit gemessen werden, wobei z.B. erst dann relative Rotorwinkel gemessen werden, wenn der Betrag der Fahrzeuggeschwindigkeit in einem vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsintervall liegt.
-
Weiter kann der gemessene relative Rotorwinkel vor der Berechnung des Lenkwinkeloffsets und/oder der Lenksystemreibung beschreibenden Kenngröße in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert werden, wobei die Änderung des gemessenen relativen Rotorwinkels über ein Fahrzeugmodell erfolgt, welches einen Zusammenhang zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem relativen Rotorwinkel herstellt.
-
Eine die Lenksystemreibung beschreibende Kenngröße kann in Abhängigkeit von mindestens zwei relativen Rotorwinkeln pro Lenkrichtung ermittelt werden. Hierbei wird ein erster relativer Rotorwinkel pro Lenkrichtung gemessen, wenn in einem ersten Messszenario, in dem eine, aus Lenkmoment und Servomoment berechnete, Lenkzahnstangenkraftänderung das gleiche Vorzeichen wie die Rotorwinkelgeschwindigkeit hat, der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem ersten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem ersten vorbestimmten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt. Ein zweiter relativer Rotorwinkel pro Lenkrichtung wird gemessen, wenn in dem ersten Messszenario der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem zweiten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem zweiten vorbestimmten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt. Alternativ oder kumulativ wird ein erster relativer Rotorwinkel pro Lenkrichtung gemessen, wenn in einem zweiten Messszenario, in dem die, aus Lenkmoment und Servomoment berechnete, Lenkzahnstangenkraftänderung ein der Rotorwinkelgeschwindigkeit entgegengesetztes Vorzeichen hat, der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem ersten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem ersten vorbestimmten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt und ein zweiter relativer Rotorwinkel pro Lenkrichtung wird gemessen, wenn in dem zweiten Messszenario der Betrag der Lenkzahnstangenkraft in einem zweiten vorbestimmten Lenkzahnstangenkraftintervall und/oder der Betrag der Rotorwinkelgeschwindigkeit in einem zweiten vorbestimmten Rotorwinkelgeschwindigkeitsintervall liegt. Hierbei sei angemerkt, dass die ersten und/oder zweiten Intervalle des Betrags der Lenkzahnstangenkraftänderung und des Betrags der Rotorwinkelgeschwindigkeit im ersten und/oder zweiten Messszenario nicht unbedingt dem Intervall des Betrags der Lenkzahnstangenkraftänderung und des Betrags der Rotorwinkelgeschwindigkeit bei der Ermittlung des Lenkwinkeloffsets in Abhängigkeit von mindestens einem relativen Lenkwinkel pro Lenkrichtung entsprechen müssen.
-
Selbstverständlich sind auch weitere Verfahren zur Schätzung eines absoluten Lenkwinkels, die aus dem Stand der Technik einem Fachmann bekannt sind, anwendbar.
-
In einer weiteren Ausführungsform entspricht der erste und der zweite Zuverlässigkeitsfaktor einem Zählerstand eines inkrementierbaren Zählers. Hierbei wird der inkrementierbare Zähler inkrementiert, falls der diesem Zähler zugeordnete geschätzte absolute Lenkwinkel mit dem Referenzwinkel übereinstimmt oder um höchstens einen vorbestimmten Betrag von dem Referenzwinkel abweicht. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfach zu implementierende Form des ersten und des zweiten Zuverlässigkeitsfaktors.
-
Selbstverständlich können auch noch weitere Verfahren zur Schätzung eines absoluten Lenkwinkels in das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels integriert werden. Beispielsweise kann ein drittes und viertes Verfahren zur Bestimmung eines dritten und vierten absoluten Lenkwinkels integriert werden, wobei auch diese mit dem Referenzwinkel verglichen werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Verstärkung der Lenkrückstellung und/oder eine Verstärkung der Lenkunterstützung in Abhängigkeit des ersten Zuverlässigkeitsfaktors bestimmt, falls der erste Zuverlässigkeitsfaktor größer als der zweite Zuverlässigkeitsfaktor ist. Alternativ wird eine Verstärkung der Lenkrückstellung und/oder eine Verstärkung der Lenkunterstützung in Abhängigkeit des zweiten Zuverlässigkeitsfaktors bestimmt, falls der zweite Zuverlässigkeitsfaktor größer als der erste Zuverlässigkeitsfaktor ist. Über die Verstärkung wird die Höhe eines Servomoments des Servomotors bei der Lenkrückstellung und/oder Lenkunterstützung bestimmt.
-
Hierbei kann z.B. eine Verstärkung für die Lenkrückstellung und/oder eine Verstärkung der Lenkunterstützung mit steigendem Zuverlässigkeitsfaktor erhöht werden. Vorzugsweise erfolgt eine Änderung der Verstärkung der Lenkrückstellung gleichzeitig mit einer Verstärkung der Lenkunterstützung, wobei zusätzlich die Änderung der Verstärkung der Lenkrückstellung an die Änderung der Verstärkung der Lenkunterstützung angepasst ist. Beispielsweise kann die Änderung der Verstärkung der Lenkrückstellung gleich der Änderung der Verstärkung der Lenkunterstützung sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise kein ungewöhnliches Lenkgefühl für den Fahrer. Eine Verstärkung der Lenkrückstellung und/oder Lenkunterstützung wird somit also bei zuverlässigerer, also genauerer Schätzung des Lenkwinkels erhöht, wodurch in vorteilhafter Weise verbesserte Lenkeigenschaften der elektromechanischen Lenkung realisierbar sind. Insbesondere erfolgt keine unnötige bzw. zu starke Verstärkung bei noch nicht hinreichend genau bestimmten absolutem Lenkwinkel.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist die Änderung der Verstärkung der Lenkrückstellung und/oder die Änderung der Verstärkung der Lenkunterstützung in Abhängigkeit des ersten oder zweiten Zuverlässigkeitsfaktors gradientenbegrenzt. Eine Änderung wird also nur dann durchgeführt, falls eine Differenz zwischen einer zuletzt bestimmten Verstärkung und einer aktuell bestimmten Verstärkung kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Dieser Schwellwert kann zusätzlich in Abhängigkeit einer Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt der Bestimmung der zuletzt bestimmten Verstärkung und dem Zeitpunkt der aktuell bestimmten Verstärkung bestimmt werden. Liegt beispielsweise ein kleiner Zeitraum zwischen den Zeitpunkten der Bestimmung, so ist der vorbestimmte Schwellwert kleiner zu wählen als wenn ein größerer Zeitraum zwischen den Zeitpunkten liegt. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass keine Unstetigkeiten im Lenkgefühl eines Kraftfahrzeugführers erzeugt werden, welche für Irritation des Kraftfahrzeugführers sorgen könnten.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Wirkbereich einer Lenkrückstellung und/oder ein Wirkbereich einer Lenkunterstützung in Abhängigkeit des ersten Faktors bestimmt, falls der erste Faktor größer als der zweite Faktor ist. Alternativ werden die genannten Wirkbereiche in Abhängigkeit des zweiten Faktors bestimmt, falls der zweite Zuverlässigkeitsfaktor größer als der erste Zuverlässigkeitsfaktor ist. Ein Wirkbereich der Lenkrückstellung und/oder ein Wirkbereich der Lenkunterstützung bezeichnet hierbei einen Winkelbereich des Lenkwinkels, indem die genannte Funktion (Lenkrückstellung und/oder Lenkunterstützung) aktivierbar sein soll. Insbesondere wird eine (betragsmäßige) untere Grenze des Wirkbereichs mit steigendem Zuverlässigkeitsfaktor verkleinert, d.h., dass beim Start des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Lenkrückstellung und/oder Lenkunterstützung erst bei verhältnismäßig großem Lenkwinkel aktiviert wird. Ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmter absoluter Lenkwinkel wird umso genauer, je höher der jeweilige Zuverlässigkeitsfaktor ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass eine Lenkrückstellung und/oder Lenkunterstützung für den vollen Wirkbereich erst bei hinreichend genau bestimmten absoluten Lenkwinkeln aktiviert wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Verstärkung der Lenkrückstellung und/oder eine Verstärkung der Lenkunterstützung und/oder ein Wirkbereich einer Lenkrückstellung und/oder ein Wirkbereich einer Lenkunterstützung zeitabhängig bestimmt. Beispielsweise kann eine Lenkunterstützung und/oder Lenkrückstellung erst nach einer vorbestimmten Zeit aktiviert werden. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass der absolute Lenkwinkel hinreichend genau bestimmt ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren beendet, falls eine vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgend bestimmten Abweichungen des ersten Lenkwinkels vom Referenzwinkel und/oder des zweiten Lenkwinkels vom Referenzwinkel kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert der Abweichung ist, wobei nach Beendigung des Verfahrens der absolute Lenkwinkel als der erste Lenkwinkel bestimmt wird, falls der zuletzt bestimmte erste Zuverlässigkeitsfaktor größer als der zuletzt bestimmte zweite Zuverlässigkeitsfaktor ist. Alternativ wird der absolute Lenkwinkel als der zweite Lenkwinkel bestimmt, falls der zuletzt bestimmte zweite Zuverlässigkeitsfaktor größer als der zuletzt bestimmte erste Zuverlässigkeitsfaktor ist. Hierbei kann das erfindungsgemäße Verfahren wieder gestartet werden, falls der zuletzt bestimmte Lenkwinkel nicht mehr mit hinreichend großer Genauigkeit bestimmt ist. Hierzu kann der zuletzt bestimmte Lenkwinkeloffset vorzugsweise periodisch mit einem aktuell geschätzten absoluten Lenkwinkel verglichen werden, wobei das erfindungsgemäße Verfahren wieder gestartet wird, falls eine Abweichung des zuletzt bestimmten Lenkwinkel vom aktuell geschätzten absoluten Lenkwinkel größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
-
Weiter vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels in einem Fahrzeug mit elektromechanischer Lenkung, wobei mittels der Vorrichtung mindestens eines der vorhergehend genannten Verfahren ausführbar ist. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung einen Elektromotor zur Erzeugung eines Servomoments und mindestens einen Rotorlagesensor zur Erfassung eines relativen Rotorwinkels des Elektromotors. Weiter umfasst die Vorrichtung Einheiten zur Schätzung eines absoluten Lenkwinkels und mindestens eine Berechnungseinheit, wobei mittels der Berechnungseinheit der absolute Lenkwinkel berechenbar ist.
-
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels.
-
Hierbei wird in einem ersten Verfahren 1 zur Schätzung eines absoluten Lenkwinkels ein erster absoluter Lenkwinkel geschätzt. Weiter wird in einem zweiten Verfahren 2 zur Schätzung eines absoluten Lenkwinkels ein zweiter absoluter Lenkwinkel geschätzt. In einem dritten Verfahren 3 wird ein absoluter Lenkwinkel als Referenzwinkel geschätzt. In einem Vergleichsschritt 4 wird der erste absolute Lenkwinkel und der zweite absolute Lenkwinkel jeweils mit dem Referenzwinkel verglichen. Hierbei erfolgt eine Inkrementierung eines ersten Zählers 5, falls der erste Lenkwinkel mit dem Referenzwinkel übereinstimmt oder um weniger als einen vorbestimmten Betrag von dem Referenzwinkel abweicht. Analog erfolgt eine Inkrementierung eines zweiten Zählers 6, falls der zweite Lenkwinkel mit dem Referenzwinkel übereinstimmt oder um maximal einen vorbestimmten Betrag von dem Referenzwinkel abweicht. In einem weiteren Schritt 7 wird ein dominanter Zählerstand, also der höhere Zählerstand der beiden Zähler 5, 6, zur Bestimmung einer Verstärkung 8 einer Lenkrückstellung 9 und einer Lenkunterstützung 10 bestimmt. Hierbei zeigen die Lenkrückstellung 9 und die Lenkunterstützung 10 schematisch eine Stärke eines Servomoments über einem absoluten Lenkwinkel.
-
Ist der erste Zähler 5 größer als der zweite Zähler 6, so wird weiter in einem Schritt 11 der erste absolute Lenkwinkel zur Bestimmung eines Totbereichs bzw. eines Wirkbereichs 12 der Lenkrückstellung und Lenkunterstützung verwendet. Der Wirkbereich 12 zeigt hierbei schematisch einen Verlauf eines Aktivierungsfaktors über einem absoluten Lenkwinkel, wobei für einen bestimmten absoluten Lenkwinkel das für die Lenkrückstellung 9 gezeigte Servomoment mit diesem Aktivierungsfaktor multipliziert werden kann. Der Aktivierungsfaktor ist hierbei für einen vorbestimmten Winkelbereich um den Geradeausfahrwinkel (absoluter Lenkwinkel = 0°) gleich Null. Der Winkelbereich ist hierbei schematisch als der zwischen einem ersten Grenzlenkwinkel LW1 und einem zweiten Grenzlenkwinkel LW2 liegende Winkelbereich dargestellt. Die Größe dieses vorbestimmten Winkelbereichs ist hierbei abhängig von der Höhe des ersten oder zweiten Zuverlässigkeitsfaktors. Mit steigendem Zuverlässigkeitsfaktor wird der vorbestimmte Winkelbereich kleiner.
-
Hierbei ist dargestellt, dass die Bestimmung des Wirkbereichs 12 sich nur auf die Bestimmung der Lenkrückstellung 9 auswirkt. Analog kann sich die Bestimmung des Wirkbereichs 12 auch auf die Bestimmung der Lenkunterstützung 10 auswirken.
-
Analog kann auch der zweite absolute Lenkwinkel zur Bestimmung eines Wirkbereichs 12 verwendet werden, falls der zweite Zähler 6 größer als der erste Zähler 5 ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- erstes Verfahren zur Schätzung
- 2
- zweites Verfahren zur Schätzung
- 3
- drittes Verfahren zur Schätzung
- 4
- Vergleichsschritt
- 5
- erster Zähler
- 6
- zweiter Zähler
- 7
- Schritt
- 8
- Verstärkung
- 9
- Lenkrückstellung
- 10
- Lenkunterstützung
- 11
- Übermittlung eines Lenkwinkels
- 12
- Wirkbereich
- LW1
- erster Grenzlenkwinkel
- LW2
- zweiter Grenzlenkwinkel
