DE102010039130A1

DE102010039130A1 - Method for determining actual steering ratio at front wheels of two-lane motor car for performing automatic parking, involves determining correction factor for steering ratio using deviation between actual steering angle and given target

Info

Publication number: DE102010039130A1
Application number: DE102010039130A
Authority: DE
Inventors: Horst Flechtner; Dr. Pfeiffer Andreas
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2012-02-16

Abstract

The method involves determining a correction factor for a steering ratio using a deviation between an actual steering angle and a given target. A front wheel steering angle is determined on basis of difference of rotation speeds of two front wheels of a vehicle. The correction factor is determined using speed signals of rear wheels and/or the front wheels of the vehicle corrected by a tire allowance alignment. Correction factors for forward motion and reverse motion of the vehicle are individually determined and stored.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der tatsächlichen Lenkübersetzung an den Vorderrädern eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs aus während einer stabilen Fahrt erfassten Messwerten. Zu diesem Stand der Technik wird auf die DE 10 2006 008 156 A1 verwiesen, wonach die Lenkübersetzung aus der Gierrate des Fahrzeugs bestimmt wird, was nur bei höheren Fahrgeschwindigkeiten möglich ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen oder Beeinflussen der Position eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs beim Rangieren mit gelenkten Vorderrädern durch eine elektronische. Steuereinheit unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Lenkübersetzungskennlinie, wobei die nach dem erstgenannten Verfahren bestimmte Lenkübersetzung Berücksichtigung findet.The invention relates to a method for determining the actual steering ratio at the front wheels of a two-lane two-axle vehicle from measured values acquired during a stable journey. To this state of the art is on the DE 10 2006 008 156 A1 reference is made, according to which the steering ratio of the yaw rate of the vehicle is determined, which is possible only at higher speeds. Furthermore, the invention relates to a method for determining or influencing the position of a two-lane two-axle vehicle when maneuvering with steered front wheels by an electronic. Control unit taking into account a given steering ratio characteristic curve, wherein the determined according to the former method steering ratio is taken into account.

In elektronischen Steuereinheiten von Kraftfahrzeugen wird bei der Steuerung der Fahrdynamik in vielen Prozessen auch der aktuelle Lenkwinkel der lenkbaren Fahrzeug-Räder berücksichtigt. Üblicherweise wird dabei der aktuelle Rad-Lenkwinkel aus der Lenkwinkel-Vorgabe des Fahrers des Fahrzeugs oder aus der von einer elektronischen Steuereinheit bestimmten Lenkwinkel-Vorgabe abgeleitet, und zwar über die für ein Fahrzeug bekannte theoretisch gültige Lenkübersetzung, bei der es sich üblicherweise um eine Lenkübersetzungs-Kennlinie handelt, durch die die Abhängigkeit der Lenkübersetzung vom Betrag des Lenkwinkels dargestellt ist. Alternativ kann der Rad-Lenkwinkel auch direkt am Lenkgestänge gemessen werden.In electronic control units of motor vehicles, the steering angle of the steerable vehicle wheels is also taken into account in the control of the driving dynamics in many processes. Usually, the current wheel steering angle is derived from the steering angle specification of the driver of the vehicle or from the steering angle specification determined by an electronic control unit, namely via the theoretically valid steering ratio known for a vehicle, which is usually a steering transmission Characteristic curve, by which the dependence of the steering ratio on the amount of the steering angle is shown. Alternatively, the wheel steering angle can also be measured directly on the steering linkage.

Nicht berücksichtigt werden können bei dieser Ermittlung des Rad-Lenkwinkels jedoch Einflüsse des Rad-Reifens. Der tatsächlich vorliegende zwischen dem Rad-Reifen und der Fahrbahn wirksame Rad-Lenkwinkel und somit die tatsächlich vorliegende Lenkübersetzung kann sich vom theoretisch ermittelten oder am Lenkgestänge gemessenen Rad-Lenkwinkel oder von der theoretisch gültigen Lenkübersetzung unterscheiden, und zwar aufgrund verschiedener Einflussfaktoren am Rad-Reifen, wie der individuell vorliegenden insbesondere in Vertikalrichtung wirkenden Radlast, und/oder des aktuellen Reifen-Fülldrucks und/oder der Breite und Steifigkeit des Rad-Reifens, dessen Dimensionierung und Typ der Bereifung, dem Verschleiß des Reifen-Profils und vielem mehr. All diese Einflussfaktoren haben zur Folge, dass insbesondere bei betragsmäßig großen Rad-Lenkwinkeln in der Nähe des Lenk-Endanschlages aufgrund des dann üblicherweise größeren Rad-Sturzes der Radaufstandspunkt bzw. der Abrollradius um ein unterschiedliches, von den jeweiligen Randbedingungen abhängiges Maß zur Rad-Mittenebene seitlich versetzt ist. Der Kurven-Radius, den ein solches stark eingeschlagenes bzw. einen großen Lenkwinkel aufweisendes Rad mit einem abseits der Radmittenebene liegenden Radaufstandspunkt bzw. Abrollradius befährt, unterscheidet sich naturgemäß von einem theoretischen Kurvenradius, der bei gleichem vorgegebenen Lenkwinkel vorliegen würde, wenn der Radaufstandspunkt im wesentlichen in der Rad-Mittenebene läge. Somit stellt sich in der Praxis bei betragsmäßig großen Lenkwinkeln und insbesondere bei solchen Lenkwinkeln, die nahe des Lenk-Endanschlags liegen, ein von den genannten Randbedingungen wie Radlast, Reifen-Typ etc. abhängiger tatsächlicher Lenkwinkel zwischen dem Reifen und der Fahrbahn ein, der sich von dem theoretischen Lenkwinkel, der aus der Lenkwinkel-Vorgabe abgeleitet oder im Lenkgestänge gemessen ist, unterscheidet. Entsprechendes gilt für die Lenkübersetzung, d. h. auch die tatsächliche Lenkübersetzung zwischen der auf der Fahrbahn abwälzenden Reifen-Oberfläche und der Lenkwinkel-Vorgabe kann sich von der vorgegebenen theoretischen Lenkübersetzung bzw. Lenkübersetzungs-Kennlinie in Abhängigkeit von den genannten oder von weiteren Randbedingungen unterscheiden.In this determination of the wheel steering angle, however, influences of the wheel tire can not be taken into account. The actual present between the wheel tire and the road effective wheel steering angle and thus the actual steering ratio may differ from the theoretically determined or measured on the steering linkage steering wheel angle or the theoretically valid steering ratio, due to various factors influencing the wheel tire such as the individually present wheel load, in particular in the vertical direction, and / or the current tire inflation pressure and / or the width and stiffness of the wheel tire, its dimensions and type of tires, wear of the tire tread and much more. As a result, all of these influencing factors have the wheel contact point or the rolling radius to a different, depending on the respective boundary conditions measure to the wheel center plane especially in magnitude large wheel steering angles in the vicinity of the steering end stop due to the then usually larger wheel crash laterally offset. The radius of curvature that such a wheel with or without a large steering angle travels with a wheel contact point or rolling radius lying away from the wheel center plane naturally differs from a theoretical curve radius that would exist for the same given steering angle if the wheel contact point was substantially in the wheel center plane. Thus, in practice, in terms of magnitude steering angles and in particular at those steering angles that are close to the steering end stop, an actual dependent on the above boundary conditions such as wheel load, tire type, etc. actual steering angle between the tire and the roadway, which from the theoretical steering angle derived from the steering angle specification or measured in the steering linkage. The same applies to the steering ratio, d. H. The actual steering ratio between the rolling surface rolling over the road surface and the steering angle specification can also differ from the given theoretical steering ratio or steering ratio characteristic as a function of the above-mentioned or other boundary conditions.

Zwar liegen die Abweichungen zwischen der tatsächlichen und der theoretischen Lenkübersetzung, die sich aufgrund der genannten oder weiterer Randbedingungen einstellen, lediglich im kleinen einstelligen Prozentbereich, so dass die Verwendung der theoretisch gültigen Lenkübersetzung für eine Vielzahl von fahrdynamischen Steuerungssystemen oder Regelsystemen ausreichend genau ist. Als Beispiele für solche fahrdynamischen Steuerungs- oder Regelsysteme seien neben Fahrspur-Erkennungssystemen und automatischen Spurführungssystemen auch längsdynamische Regelsysteme und Systeme zur Stabilisierung des Fahrzustands (sog. ESP oder dgl.) genannt. Diese Systeme arbeiten nämlich insbesondere in der Mittelage des Lenksystems, d. h. insbesondere bei im wesentlichen geradeaus stehenden lenkbaren Rädern oder allenfalls betragsmäßig geringen Lenkwinkeln derselben, wo die Unterschiede zwischen der tatsächlichen Lenkübersetzung und der theoretischen Lenkübersetzung minimal sind.Although the deviations between the actual and the theoretical steering ratio, which adjust due to the mentioned or other boundary conditions, only in the small single-digit percentage range, so that the use of the theoretically valid steering ratio for a variety of vehicle dynamics control systems or control systems is sufficiently accurate. Examples of such dynamic control or regulating systems, in addition to lane detection systems and automatic guidance systems also longitudinal dynamic control systems and systems for stabilizing the driving state (so-called. ESP or the like.) Called. Namely, these systems work in particular in the middle of the steering system, i. H. in particular at substantially straight-ahead steerable wheels or possibly in terms of absolute low steering angles thereof, where the differences between the actual steering ratio and the theoretical steering ratio are minimal.

Hingegen ist beispielsweise für ein System zum Rangieren eines zweispurigen Fahrzeugs, so bspw. für ein System zum automatischen Einparken, die Verwendung der theoretisch gültigen Lenkübersetzung etwas zu ungenau, und zwar insbesondere deshalb, weil im Rangierbetrieb oder dgl. betragsmäßig große Lenkwinkel insbesondere in der Nähe des Lenk-Endanschlags benötigt werden. Wie bereits ausgeführt wurde läuft in Abhängigkeit von den Spur-Sturz-Kennlinien einer Achskonstruktion das Rad bei großen Lenkeinschlägen nicht mehr auf einem idealen Abrollradius in der Radmittenebene, sondern aufgrund der Schrägstellung gegenüber der Vertikalachse auf einem etwas anderen Abrollradius auf dem Reifenlatsch außerhalb der Radmittenebene, ebenso wie dann – wie bereits erwähnt wurde – der Radaufstandspunkt außerhalb der Radmittenebene liegt. Dies führt dazu, dass mit betragsmäßig größeren Lenkwinkeln unter Anwendung von Rechenmodellen bzw. eines Odometriemodells, mit dem oder denen bei einem Rangiervorgang des Fahrzeugs dessen Position unter Verwendung der theoretischen Lenkübersetzung bestimmt wird, Abweichungen zwischen der Berechnung des Fahrzeug-Verhaltens und dem realen Fahrzeugverhalten auftreten. Beispielsweise bei gesteuerten Einpark-Vorgängen können solche Abweichungen zwischen der tatsächlichen Lenkübersetzung und der von einem System zum Rangieren berücksichtigten theoretischen Lenkübersetzung zu unerwünschten Kontakten zwischen den Rädern und dem Fahrbahn-Bordstein oder zu einem Schiefstand des Fahrzeugs in der Parklücke führen.By contrast, for example, for a system for maneuvering a two-lane vehicle, so for example for a system for automatic parking, the use of the theoretically valid steering ratio is a bit too inaccurate, especially because in shunting or the like. Amount large steering angle especially in the vicinity of the steering end stop needed. As already stated, the wheel no longer runs on an ideal rolling radius in the wheel center plane, depending on the lane-crash characteristics of an axle construction, but on a slightly different rolling radius on the tire lash outside the wheel center plane due to the skewed position relative to the vertical axis. as well as then - as already mentioned - the Radaufstandspunkt is outside the Radmittenebene. As a result, deviations between the calculation of the vehicle behavior and the real vehicle behavior occur with magnitude-increasing steering angles using mathematical models or an odometry model with which or at a maneuvering of the vehicle its position is determined using the theoretical steering ratio , For example, in controlled parking operations, such deviations between the actual steering ratio and the theoretical steering ratio taken into account by a system for maneuvering may result in undesirable contact between the wheels and the road curb or in a misalignment of the vehicle in the parking space.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.To point out a remedy for this problem is the object of the present invention.

Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass beim Befahren einer engen Kurve unter nicht zu hohem Schlupf zwischen den Rädern und der Fahrbahn aus der Differenz der Drehzahlen oder Wegstrecken der beiden Hinterräder des Fahrzeugs auf den Ist-Lenkwinkel der Vorderräder geschlossen wird, und dass aus der Abweichung zwischen dem Ist-Lenkwinkel und dem vorgegebenen Soll-Lenkwinkel der Vorderräder ein Korrekturfaktor oder Korrekturfaktoren für die Lenkübersetzung bestimmt wird oder werden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt von Unteransprüchen.The solution of this problem is for a method according to the preamble of claim 1, characterized in that when driving a tight curve under not too high slip between the wheels and the road from the difference in rotational speeds or travel distances of the two rear wheels of the vehicle on the actual Steering angle of the front wheels is closed, and that from the deviation between the actual steering angle and the predetermined target steering angle of the front wheels, a correction factor or correction factors for the steering ratio is or will be determined. Advantageous developments are content of dependent claims.

Ferner wird in einem weiteren Patentanspruch angegeben, dass solchermaßen bestimmte Korrekturfaktoren in einem Verfahren zum Bestimmen oder Beeinflussen der Position eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs beim Rangieren mit gelenkten Vorderrädern durch eine elektronische Steuereinheit unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Lenkübersetzungskennlinie benutzt werden, wobei die vorgegebene Lenkübersetzungskennlinie mit zumindest einem erfindungsgemäß ermittelten Korrekturfaktor korrigiert wird. Schließlich wird Schutz für eine elektronische Steuereinheit in einem zweispurigen Kraftfahrzeug beansprucht, in der ein Verfahren nach einem der Patentansprüche durchgeführt wird.Furthermore, it is specified in a further claim that certain correction factors are used in a method for determining or influencing the position of a two-lane two-axle vehicle when maneuvering with steered front wheels by an electronic control unit taking into account a predetermined steering ratio characteristic, wherein the predetermined steering ratio characteristic with at least one according to the invention corrected correction factor is corrected. Finally, protection is claimed for an electronic control unit in a two-lane motor vehicle, in which a method is carried out according to one of the claims.

Bekanntlich kann aus der Drehzahldifferenz zwischen den beiden Rädern einer Fahrzeug-Achse auf den Radius einer Kurve geschlossen werden, welche diese Achse befährt. Insbesondere gilt dies für relativ niedrige Fahrgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen der Räder dieser Achse. Wenn mit „s_a” die vom kurvenäußeren Rad beim Befahren einer bestimmten Kurve zurückgelegte Wegstrecke und mit „s_i” die dabei vom kurveninneren Rad zurückgelegte Wegstrecke bezeichnet wird, so gilt für den Kurvenradius „r”, den der Mittelpunkt dieser Achse beschreibt, auf der die beiden Räder um die Spurbreite „b” voneinander beabstandet sind, der folgende Zusammenhang: r = ½·(s_a + s_i)/(s_a – s_i)·b As is known, from the difference in rotational speed between the two wheels of a vehicle axle, it is possible to deduce the radius of a curve which traverses this axis. This applies in particular to relatively low speeds or speeds of rotation of the wheels of this axle. If "s _a " refers to the distance traveled by the outside wheel when driving along a certain curve and "s _i " to the distance traveled by the inside wheel, the curve radius "r", which the center of this axis describes, applies the two wheels are spaced apart by the track width "b", the following relationship: r = ½ · (s _a + s _i ) / (s _a - s _i ) · b

Dabei bezeichnet „·” eine algebraische Multiplikation, „/” eine Division, „+” eine Addition und „–” eine algebraische Subtraktion.In this case, "·" denotes an algebraic multiplication, "/" a division, "+" an addition and "-" an algebraic subtraction.

In Kenntnis der üblicherweise nicht gelenkten oder maximal mit betragsmäßig sehr geringen Lenkwinkeln (in der Größenordnung von maximal 3°) eingeschlagenen Hinterräder des Fahrzeugs kann dann aus dem Kurvenradius der Hinterachse beispielsweise über das dem Fachmann bekannte Einspurmodell oder ein geeignetes Zweispurmodell der Kurvenradius des Fahrzeug-Schwerpunkts und aus diesem über die dem Fachmann bekannte Ackermann-Beziehung der bzw. die entsprechende(n) tatsächliche(n) Lenkwinkel der lenkbaren bzw. gelenkten Vorderräder des Fahrzeugs bestimmt werden. Für jeden vorgegebenen Lenkwinkel, vorzugsweise jedoch für betragsmäßig große Lenkwinkel kann daraufhin der tatsächliche Lenkwinkel mit dem sich aus der theoretischen Lenkübersetzung ergebenden theoretischen Lenkwinkel der Vorderräder verglichen werden und aus diesem Vergleich ein geeigneter additiver oder multiplikativer Korrekturfaktor bestimmt werden, wobei sich für verschiedene Lenkwinkel-Vorgaben auch verschiedene Korrekturfaktoren ergeben können.In knowledge of the usually not steered or maximum amount of very small steering angles (in the order of a maximum of 3 °) embossed rear wheels of the vehicle can then from the curve radius of the rear axle, for example via the one-track model known to the expert or a suitable two-track model, the curve radius of the vehicle's center of gravity and from this via the Ackermann relationship known to the person skilled in the art, the corresponding actual steering angle or angles of the steerable or steered front wheels of the vehicle are determined. For each given steering angle, but preferably for magnitude large steering angle then the actual steering angle can be compared with the resulting from the theoretical steering ratio theoretical steering angle of the front wheels and from this comparison, a suitable additive or multiplicative correction factor can be determined for different steering angle specifications can also give different correction factors.

Dieser oder diese Korrekturfaktor(en) können dann in einer elektronischen Steuereinheit abgespeichert und bei Bedarf, nämlich beispielsweise wenn ein genanntes Rechenprogramm für Rangiervorgänge unter Berücksichtigung der Lenkwinkel-Vorgaben die Position des Fahrzeugs bestimmen soll, abgerufen und verwendet werden, um aus der Lenkwinkel-Vorgabe in Verbindung mit der durch den relevanten Korrekturfaktor korrigierten theoretischen Lenkübersetzung und somit mit der tatsächlichen Lenkübersetzung den tatsächlichen Lenkwinkel der Vorderräder zu bestimmen. Allgemein gesprochen wird vorgeschlagen, die ermittelte tatsächliche von diversen Randbedingungen abhängige Lenkübersetzung über die genannten Korrekturfaktoren für die Verwendung durch eine elektronische Steuereinheit, welche für durchzuführende Steuerungsprozesse insbesondere in einem Querdynamik-Regelsystem des Fahrzeugs auf eine möglichst exakt ermittelte Lenkübersetzung zugereift, zu speichern. In diesem Zusammenhang sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass in der gesamten vorliegenden Beschreibung sowie in den Patentansprüchen zwar von einer Lenkübersetzung gesprochen wird, welche ermittelt wird, dass aber auch irgend eine Ersatzgröße hierfür, die ein Maß für die Lenkübersetzung ist, unter den Begriff „Lenkübersetzung” fallen soll. Als eine solche Ersatzgröße seien beispielsweise Wegstrecken oder Drehzahlen genannt, die jedes der gelenkten Räder in Abhängigkeit von der Lenkwinkelvorgabe in einem bestimmten Zeitintervall zurücklegen, wenn sich das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt. Beispielsweise können die Drehzahlen oder Wegstrecken der beiden gelenkten Vorderräder auch zueinander in Relation gesetzt werden. Es ist also funktional gleichwertig, ob ein Korrekturfaktor für die Lenkübersetzungskennlinie im relevanten Wertebereich oder Korrekturfaktoren für die Raddrehzahlen bzw. Wegstrecken der Vorderräder bestimmt werden.This or these correction factor (s) can then be stored in an electronic control unit and, if necessary, namely, for example, when a said computing program for shunting taking into account the steering angle specifications to determine the position of the vehicle, retrieved and used to from the steering angle specification in conjunction with the theoretical steering ratio corrected by the relevant correction factor, and thus with the actual steering ratio, to determine the actual steering angle of the front wheels. Generally speaking, it is proposed that the determined actual of various boundary conditions dependent steering ratio on the above correction factors for use by an electronic control unit, which ripened for performing control processes, especially in a lateral dynamics control system of the vehicle to a very precisely determined steering ratio. In this context, it should be expressly understood that throughout the present specification and in the claims it is true that a steering ratio is used, which is determined to be any such substitute variable, which is a measure of steering ratio, by the term " Lenkübersetzung "should fall. As such a substitute size, for example, routes or speeds are called, which cover each of the steered wheels in dependence on the steering angle specification in a certain time interval when the vehicle is moving at a certain speed. For example, the speeds or distances of the two steered front wheels can also be related to each other. So it is functionally equivalent, whether a correction factor for the steering ratio characteristic in the relevant range of values or correction factors for the wheel speeds or distances of the front wheels are determined.

Dies soweit zusammenfassend wurde vorliegend also erkannt, dass dann, wenn das Fahrzeug beispielsweise im Rangierbetrieb eine enge Kurve befährt, über einen Vergleich der Radrehzahlen an der Hinterachse und den vorgegebenen Lenkwinkel ein Vergleich zwischen der Soll-Differenz zwischen den Drehzahlen der beiden lenkbaren Räder an der Vorderachse und der einfach messbaren Ist-Differenz zwischen den Drehzahlen der beiden lenkbaren Räder an der Vorderachse möglich ist. Über den bekannten vorgegebenen Lenkwinkel und die einfach messbare Rad-Drehzahldifferenz an der Hinterachse ist jedenfalls beim Rangieren des Fahrzeugs, wenn kein erheblicher Schlupf (wie Längsschlupf, Querschlupf oder hohe Schräglaufwinkel) zwischen den Rädern und der Fahrbahn auftritt, eine klare Voraussage über die Drehzahldifferenz der beiden vorderen lenkbaren Räder möglich. Die danach feststellbare Abweichung zwischen der Soll-Differenz und der Ist-Differenz zwischen den Rad-Drehzahlen an der Vorderachse (bzw. die Abweichung zwischen Soll-Lenkwinkel und Ist-Lenkwinkel) erlaubt dann nicht nur einen Rückschluss auf mögliche Parameter, die den realen Kurvenradius vorne beeinflussen, sondern erlaubt es insbesondere, Korrekturfaktoren zu ermitteln, mit denen die theoretische, also mechanisch vorgegebene Lenkübersetzung zu korrigieren, bzw. multiplizieren ist, um die tatsächliche aktuelle Lenkübersetzung zu erhalten. Beispielsweise ist somit der Unterschied des Kurvenradius unter Einfluss der Reifenbreite eliminierbar, ebenso Einflüsse des Reifenprofils, des Reifen-Fülldrucks und unterschiedlicher Radlasten.This summary so far was in the present case therefore recognized that when the vehicle travels, for example, in maneuvering a tight turn, a comparison of the wheel speeds at the rear axle and the predetermined steering angle, a comparison between the desired difference between the speeds of the two steerable wheels on the Front axle and the easily measurable actual difference between the speeds of the two steerable wheels on the front axle is possible. About the known predetermined steering angle and the easily measurable wheel speed difference at the rear axle is at least when maneuvering the vehicle when no significant slip (such as longitudinal slip, lateral slip or high slip angle) between the wheels and the roadway, a clear prediction about the speed difference of two front steerable wheels possible. The then detectable deviation between the desired difference and the actual difference between the wheel speeds at the front axle (or the deviation between the desired steering angle and actual steering angle) then allows not only a conclusion on possible parameters that the real turning radius In particular, it allows in particular to determine correction factors with which the theoretical, that is to say mechanically prescribed, steering ratio can be corrected or multiplied in order to obtain the actual current steering ratio. For example, thus the difference of the radius of curvature can be eliminated under the influence of the tire width, as well as influences of the tire profile, the tire inflation pressure and different wheel loads.

Nach einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass beim Befahren einer engen Kurve unter nicht zu hohem Schlupf zwischen den Rädern und der Fahrbahn auch anhand der Differenz der Drehzahlen der beiden Vorderräder des Fahrzeugs ein Vorderrad-Lenkwinkel ermittelt wird. Diese Ermittlung kann ähnlich der obigen Beschreibung der Ermittlung des Ist-Lenkwinkels erfolgen, nämlich indem aus der Drehzahl-Differenz der beiden Vorderräder der von der Vorderachse befahrene Kurvenradius und aus diesem über ein Modell und die Ackermann-Beziehung der Vorderrad-Lenkwinkel bestimmt wird. Sollte sich der so ermittelte Vorderrad-Lenkwinkel vom aus der Lenkvorgabe bestimmten theoretischen Lenkwinkel signifikant, nämlich um mehr als einen vorgegebenen Differenzbetrag unterscheiden, so wird auf das Vorliegen ungünstiger Randbedingungen, so insbesondere einen hohen Schlupf zwischen Reifen und Fahrbahn, geschlossen. Als Folge hiervon wird die zugehörige erfindungsgemäße Bestimmung von Korrekturfaktoren, die im Rahmen der gleichen Kurvenfahrt durchgeführt wurde, als nicht ausreichend genau verworfen. In anderen Worten ausgedrückt wird also dann, wenn die Abweichung zwischen einem aus den Drehzahldifferenzen der Vorderräder ermittelten Vorderrad-Lenkwinkel und einem aus der Lenkvorgabe bestimmten Lenkwinkel einen Grenzwert überschreitet, kein Korrekturfaktor auf die zuvor genannte Weise ermittelt wird. Im übrigen existieren weitere Randbedingungen, bei deren Vorliegen das erfindunsgemäße Verfahren nicht angewandt werden sollte, da damit keine ausreichend genauen Ergebnisse erziehbar sind. Eine solche Randbedingung stellt beispielsweise ein Eingriff eines Schlupfregelsystems dar. Aber auch bei Vorliegen ausgesprochenen niedriger Reibwerte zwischen Reifen und Fahrbahn, was über einen auffällig niedrigen Betrag von angeforderter Lenkmomentunterstützung festgestellt werden kann, sollte kein Korrekturfaktor für die Lenkübersetzung ermittelt werden.According to a development of the present invention can be provided that when driving a tight curve under not too high slip between the wheels and the roadway and on the basis of the difference in rotational speeds of the two front wheels of the vehicle, a front wheel steering angle is determined. This determination can be made similarly to the above description of the determination of the actual steering angle, namely, by determining from the speed difference of the two front wheels the radius of curvature traveled by the front axle and from this via a model and the Ackermann relationship the front wheel steering angle. Should the thus-determined front wheel steering angle differ significantly from the theoretical steering angle determined from the steering input, namely by more than a predetermined difference, then the presence of unfavorable boundary conditions, in particular a high slip between the tire and the road, is inferred. As a result, the associated inventive determination of correction factors, which was carried out in the context of the same cornering, rejected as insufficiently accurate. In other words, if the deviation between a front wheel steering angle determined from the speed differences of the front wheels and a steering angle determined from the steering input exceeds a limit value, then no correction factor is determined in the aforementioned manner. For the rest, there are further boundary conditions, in the presence of which the method according to the invention should not be used, since thus it is not possible to obtain sufficiently accurate results. Such a boundary condition represents, for example, an intervention of a slip control system. However, even in the presence of pronounced low coefficients of friction between the tire and the road surface, which can be determined by a conspicuously low amount of requested steering torque assistance, no correction factor for the steering ratio should be determined.

Bekanntlich werden bei einer Geradeausfahrt eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs im Stand der Technik solche Parameter, die die Raddrehzahlsignale bei Geradeausfahrt störend beeinflussen, abgeglichen und als sog. Radtoleranzabgleich („RTA”) in fahrdynamischen Steuerungsprozessen berücksichtigt. Dies ist bspw. in der DE 198 31 732 A1 erwähnt. Dabei wird in definierten Fahrsituationen, nämlich bei geringem Schlupf und geringen zu übertragenden Längskräfte bestimmt, wie sich die einzelnen Raddrehzahlen in Relation zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verhalten und es wird für jedes Rad ein multiplikativer Abgleichsfaktor bestimmt, mit dem sich aus der Raddrehzahl diese Fahrgeschwindigkeit ergibt. Hierdurch sind Abweichungen, die sich aus unterschiedlichen Raddurchmessern, insbesondere resultierend aus unterschiedlichem Reifenfülldruck und Verschleiß ergeben, eliminierbar. Im Sinne einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, die über einen Reifentoleranzabgleich korrigierten Drehzahlsignale der Hinterräder und/oder Vorderräder des Fahrzeugs zur Bestimmung des genannten Korrekturfaktors oder der Korrekturfaktoren für die Lenkübersetzung zu verwenden.As is known, in the case of a straight-ahead travel of a two-lane two-axle vehicle in the prior art, such parameters which disturb the wheel speed signals when driving straight ahead are adjusted and taken into account as so-called wheel tolerance adjustment ("RTA") in driving dynamics control processes. This is, for example, in the DE 198 31 732 A1 mentioned. It is determined in defined driving situations, namely at low slip and low longitudinal forces to be transmitted, how the individual wheel speeds behave in relation to the vehicle speed and it is determined for each wheel a multiplicatory adjustment factor with which results from the wheel speed, this driving speed. As a result, deviations that result from different wheel diameters, in particular as a result of different tire inflation pressure and wear, can be eliminated. In the context of a further development of the present invention, it is proposed to use the speed signals of the rear wheels and / or front wheels of the vehicle, corrected via a tire tolerance compensation, for determining said correction factor or the correction factors for the steering ratio.

Vorzugsweise werden erfindungsgemäß ermittelte Korrekturfaktoren in Abhängigkeit von bei der jeweiligen Ermittlung vorliegenden Randbedingungen hinsichitich ihrer Relevanz gewichtet und für die Weiterverwendung (wie bereits erwähnt) in einer elektronischen Steuereinheit gespeichert. Durch entsprechende Wichtungsfaktoren kann also Korrekturfaktoren, die beim Befahren einer sehr engen Kurve ermittelt wurden, eine höhere Bedeutung zugeordnet werden, als Korrekturfaktoren, die beim Befahren einer weniger engen Kurve (mit größerem Kurvenradius) ermittelt wurden. In gleicher Weise kann die Größe der im Rahmen der Korrekturfaktor-Ermittlung befahrenen Wegstrecke berücksichtigt werden, indem bspw. einem größeren Kreisbogen eine höhere Wichtung zugeordnet wird, als einem kleineren, kurzen Kreisbogensegment. Berücksichtigt werden kann auch die Größe des vorliegenden Schlupfes, eine Neigung der Fahrbahn und somit des Fahrzeugs, der gemessene Reifen-Fülldruck und mehr, wie beispielsweise die Tatsache, ob hohe Radlasten vorliegen, was aus einem Höhenstandsensor oder einer Fzg.-Masseschätzung gefolgert werden kann. Höhere Radlasten verstärken nämlich den Radsturz der Hinterräder und verringern dadurch die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. Indem die Lenkübersetzung bzw. Korrekturfaktoren hierfür auf die beschriebene Weise mehrfach in jeweils günstigen Situationen ermittelt werden, wobei vorzugsweise eine geeignete Gewichtung hinsichtlich der mehreren Ermittlungsprozesse durchgeführt wird, kann insbesondere eine schleichende Veränderung der Lenkübersetzung, resultierend aus der Abnutzung der Reifen, registriert werden. Es sollte also das erfindungsgemäße Verfahren selbsttätig immer wieder im Hintergrund durchgeführt werden.Preferably, correction factors determined according to the invention are weighted as to their relevance as a function of the boundary conditions prevailing in the respective determination, and for the reuse (as already mentioned) stored in an electronic control unit. By means of corresponding weighting factors, therefore, correction factors which were determined when driving on a very narrow curve can be assigned a greater significance than correction factors which were determined when driving on a less narrow curve (with a larger curve radius). In the same way, the size of the distance traveled as part of the correction factor determination can be taken into account by, for example, assigning a higher weighting to a larger circular arc than to a smaller, short circular arc segment. It is also possible to take into account the size of the present slip, a slope of the road and thus of the vehicle, the measured tire inflation pressure and more, such as the fact whether there are high wheel loads, which can be inferred from an altitude sensor or a vehicle mass estimate , Higher wheel loads namely amplify the camber of the rear wheels and thereby reduce the accuracy of the method according to the invention. By the steering ratio or correction factors for this in the manner described are repeatedly determined in each case favorable situations, preferably with a suitable weighting is carried out with respect to the several investigation processes, in particular a gradual change in the steering ratio, resulting from the wear of the tires registered. Thus, the method according to the invention should always be carried out automatically in the background.

Auch eine quasi schlagartige Veränderung der Lenkübersetzung bspw. aufgrund eines Reifenwechsels oder anderer Einflüsse kann auf diese Weise Berücksichtigung finden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass nach Durchführung eines Reifenwechsels oder einer anderen definierten Randbedingung die zuvor ermittelten und gespeicherten Korrekturfaktoren verworfen werden oder erheblich geringer gewichtet werden als danach ermittelte und gespeicherte Korrekturfaktoren.Even a quasi-sudden change in the steering ratio, for example, due to a tire change or other influences can be considered in this way. However, it can also be provided that, after a tire change or another defined boundary condition has been carried out, the previously determined and stored correction factors are rejected or weighted considerably less than correction factors determined and stored subsequently.

Unterschiedliche Lenkübersetzungen in allgemeiner Form, also beispielsweise auch ausgedrückt über zurückgelegte Wegstrecken, Raddrehzahl-Unterschiede oder dgl. bzw. entsprechende Korrekturfaktoren hierfür werden in Abhängigkeit von verschiedenen Lenkwinkel-Vorgaben oder Ist-Lenkwinkeln zumindest im relevanten Bereich der Lenkübersetzungskennlinie, nämlich in der Nähe der beiden Lenk-Endanschläge, ermittelt und/oder gespeichert. Dadurch können Veränderungen in der Lenkübersetzung in Abhängigkeit vom Radsturz, der sich bekanntlich über dem Lenkwinkel ändert, besonders genau erfasst und berücksichtigt werden. Dabei können die genannten Korrekturfaktoren auch individuell für eine Vorwärtsfahrt und für eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs ermittelt und gespeichert werden, da sich auch hierbei geringfügig unterschiedliche Lenkübersetzungen einstellen können.Different steering ratios in general form, so for example also expressed over distances covered, wheel speed differences or the like. Corresponding correction factors for this depending on different steering angle specifications or actual steering angles at least in the relevant area of the steering ratio characteristic, namely in the vicinity of the two Steering end stops, determined and / or stored. As a result, changes in the steering ratio depending on the camber, which is known to change the steering angle, are particularly accurately recorded and taken into account. The said correction factors can also be determined and stored individually for forward travel and for reversing the vehicle, since slightly different steering ratios can also be set here.

Wie weiter oben bereits erwähnt wurde, wird vorgeschlagen, die erfindungsgemäß ermittelten und gespeicherten Korrekturfaktoren für die Lenkübersetzung in einem Verfahren zum Bestimmen oder Beeinflussen der Position eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs beim Rangieren mit gelenkten Vorderrädern durch eine elektronische Steuereinheit zu berücksichtigen, wobei diese elektronische Steuereinheit auf vorgegebene Lenkübersetzungskennlinie zugreift, um Lenkwinkel der Vorderräder aus einer Lenkvorgabe zu bestimmen. Dabei wird die vorgegebene Lenkübersetzungskennlinie mit zumindest einem Korrekturfaktor korrigiert, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt wurde. Das genannte Verfahren zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs kann auf ein dem Fachmann bekanntes sog. Odometriemodell zugreifen, es kann jedoch ein solches Verfahren auch selbsttätig bei einem Einparkvorgang die Lenkwinkelvorgabe bereit stellen. Mit dem vorliegend im unabhängigen Patentanspruch vorgeschlagenen Verfahren ist somit insbesondere ein präziseres Rangieren des Fahrzeugs insbesondere durch ein automatisches Parkiersystem unter Verwendung von bereits vorhandenen Signalen, nämlich der einzelnen Rad-Drehzahlsignale, möglich, ohne dass für die Berücksichtigung der oben genannten Störeinflüsse eigenständige Sensoren erforderlich sind, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.As already mentioned above, it is proposed to take into account the inventively determined and stored correction factors for the steering ratio in a method for determining or influencing the position of a two-lane biaxial vehicle when maneuvering with steered front wheels by an electronic control unit, said electronic control unit to predetermined Lenkübersetzungskennlinie accesses to determine steering angle of the front wheels from a steering specification. In this case, the predetermined steering ratio characteristic is corrected with at least one correction factor, which was determined by the method according to the invention. The mentioned method for determining the position of the vehicle can be accessed by a so-called odometry model known to the person skilled in the art, but such a method can also automatically provide the steering angle specification during a parking process. With the method proposed herein in the independent claim is thus in particular a more precise maneuvering of the vehicle, in particular by an automatic parking system using existing signals, namely the individual wheel speed signals, possible without the consideration of the above-mentioned disturbances independent sensors are required , It should be noted that quite a variety of details may deviate from the above explanations, without departing from the content of the claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006008156 A1 [0001]
DE 19831732 A1 [0015]

Claims

A method for determining the actual steering ratio at the front wheels of a two-lane biaxial vehicle from measured values acquired during stable driving of the vehicle, characterized in that when driving a tight curve with not too high slip between the wheels and the roadway from the difference in speeds or distances the two rear wheels of the vehicle is closed to the actual steering angle of the front wheels, and that a correction factor or correction factors for the steering ratio is determined from the deviation between the actual steering angle and the predetermined target steering angle of the front wheels.

A method according to claim 1, characterized in that based on the difference in rotational speeds of the two front wheels of the vehicle, a front wheel steering angle is determined and compared with the predetermined target steering angle, and that when a predetermined difference between these two values is exceeded no correction factor is determined.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the corrected via a tire tolerance adjustment speed signals of the rear wheels and / or front wheels of the vehicle for determining the correction factor or the correction factors are used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that thus determined correction factors are weighted as a function of existing in the determination boundary conditions in terms of their relevance and stored for further use in an electronic control unit.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that after performing a tire change, the previously determined and stored correction factors are discarded or weighted considerably less than determined and stored correction factors.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that such correction factors are determined and stored individually for forward travel and for reverse travel of the vehicle.

A method for determining or influencing the position of a two-lane biaxial vehicle when maneuvering with steered front wheels by an electronic control unit taking into account a predetermined steering ratio characteristic corrected with at least one correction factor determined according to one of the preceding claims.

Electronic control unit in a two-lane motor vehicle, in which a method according to one of the preceding claims is performed.