DE102011012841A1

DE102011012841A1 - Method for controlling steering of steerable rear wheel of motor vehicle while executing brake operation, involves adjusting steering angle of rear wheel based on determined vehicle velocity and determined steering angle of front wheel

Info

Publication number: DE102011012841A1
Application number: DE102011012841A
Authority: DE
Inventors: Michael Redeker
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2012-09-06

Abstract

The method involves defining an association prescription for a set of values of a driving dynamics size. A value of the driving dynamics size, a vehicle velocity (v) of a motor vehicle (10) and a steering angle (a) of a front wheel (12) are determined in predetermined driving conditions. A steering angle (b) of a rear wheel (14) is adjusted based on the determined vehicle velocity and based on the determined steering angle of the front wheel in accordance with the association prescription belonging to the determined value of the driving dynamics size. An independent claim is also included for a control device for controlling a steering unit of a steerable rear wheel of a vehicle while executing brake operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Lenkung zumindest eines lenkbaren Hinterrades eines Fahrzeugs in einer Bremssituation des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug zumindest ein lenkbares Vorderrad umfasst. Die Erfindung betrifft auch eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Lenkung zumindest eines lenkbaren Hinterrades eines Fahrzeugs. Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Kraftwagen mit einer solchen Steuerungsvorrichtung.The invention relates to a method for controlling the steering of at least one steerable rear wheel of a vehicle in a braking situation of the vehicle, wherein the vehicle comprises at least one steerable front wheel. The invention also relates to a control device for controlling the steering of at least one steerable rear wheel of a vehicle. Finally, the invention also relates to a motor vehicle with such a control device.

Es sind Kraftwägen mit aktiven Lenksystemen bekannt, bei denen eine Vorderachslenkung und/oder Hinterachslenkung über z. B. mechatronische Systeme aktiv von einer Steuerungsvorrichtung gelenkt werden können. Diese Lenksysteme sind häufig Teil eines Fahrerassistenzsystems, wie z. B. eines Spurhalteassistenten oder einer selbstlenkenden Einparkhilfe. Der fahrdynamische Eingriff erfolgt durch Verstellen des Lenkwinkels der Vorder- und/oder Hinterräder.There are cars with active steering systems known in which a front axle steering and / or rear axle steering over z. B. mechatronic systems can be actively controlled by a control device. These steering systems are often part of a driver assistance system, such. B. a lane departure warning or a self-steering parking aid. The dynamic driving intervention takes place by adjusting the steering angle of the front and / or rear wheels.

Mit Hilfe einer aktiven Hinterachslenkung lassen sich insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten durch gegensinniges Verschwenken der Vorder- und Hinterräder engere Kurvenradien realisieren, so dass sich z. B. die Wende- oder Einparkeigenschaften des Kraftwagens verbessern. Bei hohen Geschwindigkeiten, z. B. bei Autobahnfahrt, können Vorder- und Hinterräder auch gleichsinnig verschwenkt werden, so dass ein sehr fließender und querbeschleunigungsminimierter Spurwechsel durch ein diagonales Gleiten des Kraftwagens ermöglicht ist. Der Komfort für die Fahrzeuginsassen erhöht sich insgesamt.With the help of an active rear axle steering can be realized in particular at low speeds by opposing pivoting of the front and rear wheels tighter curve radii, so that z. B. improve the turning or Einparkkeigenschaften the motor vehicle. At high speeds, eg. As in highway driving, front and rear wheels can also be pivoted in the same direction, so that a very fluent and lateral acceleration minimized lane change is made possible by a diagonal sliding of the motor vehicle. The comfort for the vehicle occupants increases overall.

Hierbei ist es bekannt, bei gegebener Lenkwinkelanforderung durch einen Fahrzeugführer in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit über eine geeignete Steuerungsvorrichtung die Hinterräder des Kraftwagens automatisch zu lenken. Beispielsweise kann bei Geschwindigkeiten oberhalb 50 km/h die Steuerungsvorrichtung dergestalt reagieren, dass bei einer Lenkung der Vorderräder aus Sicherheitsgründen keine Lenkung der Hinterräder erfolgt, sondern diese in einer Neutralstellung verharren. Ist dagegen die Geschwindigkeit geringer als 50 km/h, so kann vorgesehen sein, dass mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit bei gegebenem Vorderradlenkwinkel die Hinterräder zunehmend verschwenkt werden. Dann lässt sich der Wendekreis des Kraftwagens erheblich verringern. Fährt das Kraftfahrzeug beispielsweise lediglich mit Schrittgeschwindigkeit, so kann vorgesehen sein, dass zwischen Vorderrad und Hinterradverschwenkung ein maximaler Proportionalitätsfaktor vorgesehen ist, um sehr kleine Kurvenradien zu ermöglichen. Dies ist insbesondere beim Einparken des Kraftwagens von Vorteil. Das Nachführen der Hinterradverschwenkung erfolgt hierbei vollautomatisch, ohne dass der Fahrzeugführer hierauf einen Einfluss hätte. Zudem ist die Hinterachslenkung nur abhängig vom Lenkwinkel an der Vorderachse und der Geschwindigkeit des Kraftwagens. Eine differenzierte Anpassung der Hinterachslenkung an die jeweilige Fahrsituation erfolgt nicht.It is known, for a given steering angle requirement by a vehicle driver in dependence on the vehicle speed via a suitable control device to steer the rear wheels of the motor vehicle automatically. For example, at speeds above 50 km / h, the control device react in such a way that when steering the front wheels for safety reasons no steering of the rear wheels, but these remain in a neutral position. If, on the other hand, the speed is less than 50 km / h, then it can be provided that, as the driving speed decreases, the rear wheels are increasingly pivoted for a given front wheel steering angle. Then the turning circle of the motor vehicle can be significantly reduced. If, for example, the motor vehicle is only traveling at walking speed, it can be provided that a maximum proportionality factor is provided between the front wheel and the rear wheel swivel in order to enable very small curve radii. This is particularly advantageous when parking the motor vehicle. The tracking of the Hinterradverschwenkung here is fully automatic, without the driver would have an influence on this. In addition, the rear axle steering only depends on the steering angle at the front axle and the speed of the motor vehicle. A differentiated adjustment of the rear axle steering to the respective driving situation does not take place.

Aus der DE 10 2005 019 487 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit lenkbaren Vorder- und Hinterrädern bekannt, wobei die Hinterräder in Abhängigkeit von einer zweiten, zur Drehbewegung eines Lenkrads separaten Lenkradbetätigung unabhängig von einer Lenkung der Vorderräder lenkbar sind.From the DE 10 2005 019 487 A1 a motor vehicle with steerable front and rear wheels is known, wherein the rear wheels are steerable independently of a steering of the front wheels in response to a second, the rotational movement of a steering wheel separate steering wheel operation.

Aus der DE 10 2007 019 724 A1 ist eine Hilfskraftlenkung und ein Verfahren zum Betreiben dieser Hilfskraftlenkung bekannt. Es wird vorgeschlagen, die mögliche Funktionalität einer elektrischen Servolenkung um Funktionen zur Fahrerassistenz beim Geländefahrbetrieb zu erweitern.From the DE 10 2007 019 724 A1 is a power steering system and a method for operating this power steering known. It is proposed to extend the possible functionality of an electric power steering by functions for driver assistance in off-road driving.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Lenkverhalten eines Fahrzeugs in Bremssituationen zu verbessern.It is an object of the invention to improve the steering behavior of a vehicle in braking situations.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, eine Steuerungsvorrichtung, welche die Merkmale des Patentanspruchs 6 aufweist und einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.This object is achieved by a method comprising the features of claim 1, a control device having the features of claim 6 and a motor vehicle having the features of claim 7.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Steuern der Lenkung zumindest eines lenkbaren Hinterrades eines Fahrzeugs in einer Bremssituation des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug zumindest ein lenkbares Vorderrad umfasst. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a) Für einen ersten Satz von Werten einer Fahrdynamikgröße, welche einen Fahrzustand des Fahrzeugs charakterisiert, Festlegen einer ersten Zuordnungsvorschrift, welche jedem Wert eines Lenkwinkels des Vorderrades und jedem Wert einer Fahrzeuggeschwindigkeit einen Lenkwinkel des Hinterrades zuordnet;
b) für einen zweiten Satz von Werten der Fahrdynamikgröße Festlegen einer zweiten Zuordnungsvorschrift, welche jedem Wert des Lenkwinkels des Vorderrades und jedem Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit einen Lenkwinkel des Hinterrades dergestalt zuordnet, dass für alle Fahrzeuggeschwindigkeiten kleiner als einer vorgebbaren Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lenkwinkel des Hinterrades gemäß der zweiten Zuordnungsvorschrift kleiner oder gleich dem Lenkwinkel des Hinterrades bei der vorgebbaren Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der ersten Zuordnungsvorschrift ist;
c) in einer vorgebbaren Fahrsituation Ermitteln des Wertes der Fahrdynamikgröße, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels des Vorderrades; und
d) Einstellen des Lenkwinkels am Hinterrad in Abhängigkeit von der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit und in Abhängigkeit von dem ermittelten Lenkwinkel des Vorderrades gemäß der zum ermittelten Wert der Fahrdynamikgröße gehörenden Zuordnungsvorschrift.

The method according to the invention serves to control the steering of at least one steerable rear wheel of a vehicle in a braking situation of the vehicle, the vehicle comprising at least one steerable front wheel. The method comprises the following steps:

a) For a first set of values of a vehicle dynamics quantity characterizing a driving condition of the vehicle, determining a first assignment rule associating a steering angle of the rear wheel with each value of a steering angle of the front wheel and each value of a vehicle speed;
b) for a second set of values of the driving dynamics quantity, determining a second assignment rule which assigns a steering angle of the rear wheel to each value of the steering angle of the front wheel and each value of the vehicle speed such that for all vehicle speeds less than a predefinable vehicle speed, the steering angle of the rear wheel according to second assignment rule is less than or equal to the steering angle of the rear wheel at the predetermined vehicle speed according to the first assignment rule;
c) in a predeterminable driving situation, determining the value of the vehicle dynamics quantity, the vehicle speed and the steering angle of the front wheel; and
d) setting of the steering angle at the rear wheel as a function of the determined vehicle speed and as a function of the determined steering angle of the front wheel according to the determined for the determined value of the vehicle dynamics size assignment rule.

Die Fahrdynamikgröße kann insbesondere das Fahrzeugverhalten in einer Abbremssituation des Fahrzeugs charakterisieren. Sie kann insbesondere eine Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerbeschleunigung sein. Die Zuordnungsvorschrift kann in Form eines mathematischen Zusammenhangs, einer von Vorderradlenkwinkel und Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Funktion oder einer Kennlinie bzw. eines Kennfeldes gegeben sein. Der erste und/oder zweite Satz von Werten kann einen oder mehrere diskrete Werte umfassen oder auch durch ein Kontinuum von Werten gegeben sein. Die in Schritt c) vorgebbare Fahrsituation kann insbesondere eine Abbremssituation des Fahrzeugs sein.The driving dynamics parameter may in particular characterize the vehicle behavior in a deceleration situation of the vehicle. In particular, it may be a vehicle longitudinal and / or vehicle lateral acceleration. The assignment rule may be given in the form of a mathematical relationship, a function dependent on front wheel steering angle and vehicle speed, or a characteristic curve or a characteristic diagram. The first and / or second set of values may include one or more discrete values, or may be given by a continuum of values. The driving situation predeterminable in step c) can be, in particular, a braking situation of the vehicle.

Es kann vorgesehen sein, in Abhängigkeit vom Vorderradlenkwinkel einen zu diesem Lenkwinkel korrespondierenden Hinterradlenkwinkel festzulegen, wobei die Lenkwinkel über einen geeigneten Proportionalitätsfaktor miteinander verknüpft sein können. Diese Festlegung kann in Abhängigkeit von der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen, d. h. der Proportionalitätsfaktor ist zusätzlich fahrzeuggeschwindigkeitsabhängig. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Lenkwinkel des Hinterrades bei konstant eingestelltem Vorderradlenkwinkel mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt und gegebenenfalls den Wert 0° erreicht. Das Hinterrad befindet sich dann in einer Neutralstellung und wird für Geschwindigkeiten größer als einer Grenzgeschwindigkeit, bei der die Neutralstellung des Hinterrades erreicht ist, nicht mehr gelenkt. Es kann dann vorgesehen sein, dass nur noch eine Lenkung des Vorderrades erfolgt. Es kann insbesondere ein stetiger oder auch stufenförmiger Zusammenhang zwischen Vorderradlenkwinkel und Lenkwinkel des Hinterrades vorgesehen sein.It can be provided, depending on the front wheel steering angle, to define a rear wheel steering angle corresponding to this steering angle, wherein the steering angle can be linked to one another via a suitable proportionality factor. This determination can be made depending on the current vehicle speed, d. H. the proportionality factor is additionally vehicle speed-dependent. In particular, it may be provided that the steering angle of the rear wheel decreases with increasing speed when the front wheel steering angle is constantly adjusted and, if appropriate, reaches the value 0 °. The rear wheel is then in a neutral position and is no longer steered for speeds greater than a limit speed at which the neutral position of the rear wheel is reached. It can then be provided that only one steering of the front wheel takes place. In particular, a steady or even step-like relationship between the front wheel steering angle and the steering angle of the rear wheel can be provided.

Zusätzlich kann nunmehr der Hinterradlenkwinkel nicht nur in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, sondern auch in Abhängigkeit von einer Fahrdynamikgröße festgelegt werden, welche den Fahrzustand des Fahrzeugs charakterisiert. In Abhängigkeit vom Wert der Fahrdynamikgröße wird hierbei der tatsächliche Lenkwinkel am Hinterrad stets kleiner oder gleich dem Lenkwinkel des Hinterrads gewählt, welcher nur in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ohne Berücksichtigung des Werts der Fahrdynamikgröße festgelegt würde.In addition, the rear wheel steering angle can now be set not only as a function of the vehicle speed but also as a function of a vehicle dynamics quantity which characterizes the driving state of the vehicle. Depending on the value of the vehicle dynamics quantity, the actual steering angle at the rear wheel is always chosen to be smaller than or equal to the steering angle of the rear wheel, which would only be determined as a function of the vehicle speed without taking into account the value of the driving dynamics parameter.

Auf diese Art wird eine sehr angepasste Einstellung des Hinterradlenkwinkels unter Berücksichtigung des momentan jeweils herrschenden Fahrzustandes des Fahrzeugs erreicht. In Bremssituationen kann ein unerwünscht starkes Lenken der Hinterachse zuverlässig vermieden werden. Dem Fahrzeugführer fällt es leichter, in einer Bremssituation die Fahrspur zu halten. Das Fahrzeug folgt dem Lenkwinkeleinschalg an den Vorderrädern direkter. Fahrkomfort und Sicherheit werden erhöht.In this way, a very adjusted adjustment of the rear wheel steering angle is achieved taking into account the currently prevailing driving state of the vehicle. In braking situations, an undesirably strong steering of the rear axle can be reliably avoided. The driver is easier to keep the lane in a braking situation. The vehicle follows the steering angle at the front wheels more directly. Ride comfort and safety are increased.

Vorzugsweise charakterisiert die Fahrdynamikgröße eine Fahrzeugverzögerung. Es kann dann insbesondere vorgesehen sein, dass bei nur geringen Fahrzeugverzögerungen, also langsamem Abbremsen des Fahrzeugs, der Lenkwinkel des Hinterrades in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird und insbesondere mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Überschreitet dagegen die Fahrzeugverzögerung beispielsweise einen festlegbaren Schwellwert, bremst also das Fahrzeug sehr stark und schnell ab, kann vorgesehen sein, dass der Lenkwinkel des Hinterrades weniger stark nachgestellt wird, als dies bei geringen Verzögerungswerten der Fall wäre. Bei starkem Abbremsen des Fahrzeugs wird so ein gegebenenfalls unerwünschtes Verschwenken des Hinterrades zuverlässig vermieden. Findet der Bremsvorgang während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs statt, so verändert sich der Kurvenradius weniger stark als dies nach dem Stand der Technik der Fall wäre.Preferably, the vehicle dynamics quantity characterizes a vehicle deceleration. It can then be provided in particular that with only slight vehicle decelerations, ie slow braking of the vehicle, the steering angle of the rear wheel is set as a function of the vehicle speed and in particular increases with decreasing vehicle speed. If, on the other hand, the vehicle deceleration exceeds, for example, a definable threshold value, that is, if the vehicle brakes very sharply and quickly, it can be provided that the steering angle of the rear wheel is adjusted less strongly than would be the case with low deceleration values. With heavy braking of the vehicle so possibly undesirable pivoting of the rear wheel is reliably avoided. If the braking process takes place during cornering of the vehicle, then the curve radius changes less strongly than would be the case in the prior art.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Fahrdynamikgröße eine Lenkgeschwindigkeit an einem Lenkrad des Fahrzeugs und/oder eine Lenkbeschleunigung an dem Lenkrad des Fahrzeugs charakterisiert. Kommt es zu schnellen und hektischen Lenkbewegungen am Lenkrad des Fahrzeugs, so deutet dies auf eine kritische Fahrsituation hin. Dies wiederum kann indizieren, dass ein Verschwenken des Hinterrades in der sonst üblichen Art und Weise nicht geboten ist. Würden die Hinterräder nämlich verstellt, so könnte dies den kritischen Fahrzustand noch verstärken. Die Ausführungsform erlaubt es, zuverlässig extreme bzw. kritische Fahrsituationen zu erkennen und die Einstellung des Hinterradlenkwinkels so anzupassen, dass der Fahrzustand des Fahrzeugs stabilisiert wird.Alternatively or additionally, it may be provided that the driving dynamics parameter characterizes a steering speed at a steering wheel of the vehicle and / or a steering acceleration at the steering wheel of the vehicle. If there are quick and hectic steering movements on the steering wheel of the vehicle, this indicates a critical driving situation. This in turn can indicate that a pivoting of the rear wheel in the usual way is not required. If the rear wheels were adjusted, this could increase the critical driving condition. The embodiment makes it possible to reliably detect extreme or critical driving situations and to adjust the adjustment of the rear wheel steering angle so that the driving state of the vehicle is stabilized.

Vorzugsweise wird in Schritt b) die zweite Zuordnungsvorschrift so festgelegt, dass der Lenkwinkel des Hinterrades für alle Fahrzeuggeschwindigkeiten kleiner als der vorgebbaren Fahrzeuggeschwindigkeit einen konstanten Wert besitzt. Wird aufgrund des ermittelten Wertes der Fahrdynamikgröße eine kritische Fahrsituation erkannt, so kann das Verstellen des Hinterradlenkwinkels unterbunden werden und der Hinterradlenkwinkel unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen konstanten Wert eingestellt werden. Es wird verhindert, dass das Fahrzeug in einer gefährlichen Fahrsituation unerwünschte Lenkbewegungen an der Hinterachse ausführt. Das Fahrzeugverhalten wird für einen Fahrzeugführer kontrollierbarer und vorhersehbarer. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der konstante Wert den Wert 0° besitzt. Dann befindet sich das Hinterrad in einer Neutralstellung und das Fahrzeug verhält sich so wie ein aus dem Stand der Technik bekanntes Fahrzeug ohne Hinterradlenkung. Der Fahrzeugführer ist an ein solches Fahrzeugverhalten gewohnt und kann sein Fahrzeug in einer Bremssituation erheblich besser kontrollieren.Preferably, in step b), the second assignment rule is set so that the steering angle of the rear wheel for all vehicle speeds less than the predetermined vehicle speed has a constant value. If a critical driving situation is detected on the basis of the determined value of the driving dynamics parameter, the adjustment of the rear wheel steering angle can be prevented and the rear wheel steering angle can be set to a constant value, independently of the speed of the vehicle. It prevents that Vehicle executes unwanted steering movements on the rear axle in a dangerous driving situation. Vehicle behavior becomes more controllable and predictable for a vehicle driver. This is especially the case when the constant value has the value 0 °. Then the rear wheel is in a neutral position and the vehicle behaves as a well-known from the prior art vehicle without rear-wheel steering. The vehicle driver is used to such a vehicle behavior and can control his vehicle considerably better in a braking situation.

Vorzugsweise wird zumindest in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich gemäß der ersten Zuordnungsvorschrift jedem Lenkwinkel des Vorderrads ein hierzu proportionaler Lenkwinkel des Hinterrades zugeordnet, wobei der Lenkwinkel des Vorderrads und der Lenkwinkel des Hinterrads bezüglich einer Neutralstellung des Vorderrads bzw. Hinterrads ein unterschiedliches Vorzeichen aufweisen. Dies ist der Fall, wenn Vorderrad und Hinterrad in einander entgegengesetzte Richtungen um eine Hochachse des Fahrzeugs verschwenkt werden und hierbei ein korreliertes Verschwenken vorgesehen ist. D. h., dass für jedes Verschwenken des Vorderrades das Hinterrad dieser Schwenkvorgabe gemäß dem Proportionalitätsfaktor folgt. Bei einem kontinuierlich einstellbaren Vorderradlenkwinkel ist folglich auch der Hinterradlenkwinkel kontinuierlich einstellbar.Preferably, at least in a vehicle speed range according to the first assignment rule, each steering angle of the front wheel is assigned a steering angle of the rear wheel proportional thereto, the steering angle of the front wheel and the steering angle of the rear wheel having a different sign relative to a neutral position of the front wheel or rear wheel. This is the case when the front wheel and the rear wheel are pivoted in opposite directions about a vertical axis of the vehicle and in this case a correlated pivoting is provided. That is, for each pivoting of the front wheel, the rear wheel follows this swing preset according to the proportionality factor. With a continuously adjustable front wheel steering angle, consequently, the rear wheel steering angle is also continuously adjustable.

Eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung dient zur Steuerung der Lenkung zumindest eines lenkbaren Hinterrades eines Fahrzeugs in einer Bremssituation des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug zumindest ein lenkbares Vorderrad umfasst. Hierbei umfasst die Steuerungsvorrichtung eine Recheneinheit, in der für einen ersten Satz von Werten einer Fahrdynamikgröße, welche einen Fahrzustand des Fahrzeugs charakterisiert, eine erste Zuordnungsvorschrift festgelegt ist, wobei die erste Zuordnungsvorschrift jedem Wert eines Lenkwinkels des Vorderrades und jedem Wert einer Fahrzeuggeschwindigkeit einen Lenkwinkel des Hinterrades zuordnet. In der Recheneinheit ist für einen zweiter Satz von Werten der Fahrdynamikgröße eine zweite Zuordnungsvorschrift festgelegt, welche jedem Wert des Lenkwinkels des Vorderrades und jedem Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit einen Lenkwinkel des Hinterrades dergestalt zuordnet, dass für alle Fahrzeuggeschwindigkeiten kleiner als einer vorgebbaren Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lenkwinkel des Hinterrades gemäß der zweiten Zuordnungsvorschrift kleiner oder gleich dem Lenkwinkel des Hinterrades bei der vorgebbaren Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der ersten Zuordnungsvorschrift ist. Die Steuerungsvorrichtung umfasst auch eine Fahrzustandsermittlungseinheit (22, 24), welche dazu ausgebildet ist, in einer vorgebbaren Fahrsituation den Wert der Fahrdynamikgröße zu ermitteln. Schließlich umfasst die Steuerungsvorrichtung eine Stelleinheit, welche dazu ausgebildet ist, den Lenkwinkel am Hinterrad gemäß der zum ermittelten Wert gehörenden Zuordnungsvorschrift einzustellen.A control device according to the invention serves to control the steering of at least one steerable rear wheel of a vehicle in a braking situation of the vehicle, wherein the vehicle comprises at least one steerable front wheel. In this case, the control device comprises a computing unit in which a first assignment rule is defined for a first set of values of a vehicle dynamics quantity characterizing a driving state of the vehicle, the first assignment rule defining a value of a steering angle of the front wheel and each value of a vehicle speed a steering angle of the rear wheel assigns. In the arithmetic unit, a second assignment rule is defined for a second set of values of the vehicle dynamics quantity which assigns a steering angle of the rear wheel to each value of the steering angle of the front wheel and to each value of the vehicle speed such that for all vehicle speeds less than a predefinable vehicle speed, the steering angle of the rear wheel according to the second assignment rule is less than or equal to the steering angle of the rear wheel at the predetermined vehicle speed according to the first assignment rule. The control device also includes a driving state determination unit ( 22 . 24 ), which is designed to determine the value of the driving dynamics parameter in a predefinable driving situation. Finally, the control device comprises an actuating unit which is designed to adjust the steering angle at the rear wheel in accordance with the assignment rule belonging to the determined value.

Ein erfindungsgemäßer Kraftwagen umfasst eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung.A motor vehicle according to the invention comprises a control device according to the invention.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung sowie den erfindungsgemäßen Kraftwagen.The preferred embodiments and their advantages described with reference to the method according to the invention apply correspondingly to the control device according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:Reference to exemplary embodiments, the invention is explained in more detail below. Show it:

1 eine schematische Aufsicht auf einen Kraftwagen mit einer Steuerungsvorrichtung; 1 a schematic plan view of a motor vehicle with a control device;

2 eine schematische Darstellung eines Abbremsvorgangs eines Kraftwagons nach dem Stand der Technik; 2 a schematic representation of a braking operation of a motor vehicle according to the prior art;

3 eine schematische Darstellung eines Abbremsvorgangs eines Kraftwagens mit einer Steuerungsvorrichtung; und 3 a schematic representation of a deceleration of a motor vehicle with a control device; and

4 einen Zusammenhang zwischen Hinterradlenkwinkel und Fahrzeuggeschwindigkeit. 4 a relationship between rear wheel steering angle and vehicle speed.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt einen Kraftwagen 10 mit Vorderrädern 12 und Hinterrädern 14. Die Vorderräder 12 sind über ein Lenkrad 20 lenkbar, so dass sie um eine Hochachse des Kraftwagens 10 gegenüber einer gestrichelt eingezeichneten Neutralstellung um einen Lenkwinkel a verschwenkbar sind. Der Lenkwinkel a kann von einem Lenkwinkelsensor 24 erfasst und von einem Rechner 16 verarbeitet werden. Der Rechner 16 ordnet dann dem gemessenen Lenkwinkel a einen Lenkwinkel b für die Hinterräder 14 zu. Dieser Lenkwinkel b wird an der Hinterachse des Kraftwagens 10 über einen Aktor 18, z. B. einen Elektromotor, eingestellt. 1 shows a car 10 with front wheels 12 and rear wheels 14 , The front wheels 12 are over a steering wheel 20 steerable, allowing them around a vertical axis of the motor vehicle 10 relative to a dashed neutral position about a steering angle a are pivotable. The steering angle a can from a steering angle sensor 24 captured and from a computer 16 are processed. The computer 16 then assigns the measured steering angle a a steering angle b for the rear wheels 14 to. This steering angle b is at the rear axle of the motor vehicle 10 via an actor 18 , z. B. an electric motor set.

Es ist hierbei vorgesehen, dass der Rechner 16 diese Einstellung des Lenkwinkels b nicht nur in Abhängigkeit vom Lenkwinkel a, sondern auch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v des Kraftwagens 10 vornimmt. Dieser Zusammenhang ist schematisch in 4 für einen konstanten Lenkwinkel a dargestellt. Die Kurve K1 beschreibt den proportionalen Zusammenhang. Für Geschwindigkeiten v oberhalb von 50 km/h beträgt der Lenkwinkel b unabhängig von der Geschwindigkeit stets 0°. D. h., die Hinterräder 14 befinden sich in der durch gestrichelte Linien in 1 dargestellten Neutralstellung. Die eigentlich lenkbare Hinterachse des Kraftwagens 10 verhält sich so, als wäre sie nicht lenkbar. Für Geschwindigkeiten kleiner als 50 km/h nimmt der Lenkwinkel b stetig mit abnehmender Geschwindigkeit v zu, bis er bei 0 km/h den Wert 5° erreicht hat. Diese starke Auslenkung der Hinterräder 14 bei geringen Geschwindigkeiten ist insbesondere bei Einparkvorgängen oder Wendemanövern des Kraftwagens 10 vorteilhaft. Die Einstellung des Lenkwinkels b erfolgt hierbei gemäß der Kurve K1 vollautomatisch durch den Rechner 16 bzw. den Aktor 18. Die Kurve K1 ist hierbei unabhängig von anderen Fahrzustandswerten des Kraftwagens 10.It is provided here that the calculator 16 this setting of the steering angle b not only as a function of the steering angle a, but also as a function of the speed v of the motor vehicle 10 performs. This relationship is schematic in 4 represented for a constant steering angle a. The curve K1 describes the proportional relationship. For speeds v above 50 km / h, the steering angle b is always 0 ° regardless of the speed. That is, the rear wheels 14 are in the dashed line Lines in 1 illustrated neutral position. The actually steerable rear axle of the motor vehicle 10 behaves as if she were not steerable. For speeds less than 50 km / h, the steering angle b steadily increases with decreasing speed v until it reaches 5 ° at 0 km / h. This strong deflection of the rear wheels 14 at low speeds, especially during parking operations or turning maneuvers of the motor vehicle 10 advantageous. The adjustment of the steering angle b takes place here according to the curve K1 fully automatically by the computer 16 or the actuator 18 , The curve K1 is independent of other driving state values of the motor vehicle 10 ,

Dies ist insbesondere bei starkem Abbremsen des Kraftwagens 10 und der damit einhergehenden stark negativen Beschleunigung dv/dt nachteilig. Die sich ergebende Situation ist schematisch in 2 dargestellt. In einer Position p1 bewegt sich der Kraftwagen 10 mit einer Geschwindigkeit v0 = 100 km/h auf eine Ampel 26 mit einer Haltelinie 28 zu. Der Kraftwagen bewegt sich hierbei auf der Trajektorie T2' in einer Kurve, d. h., seine Vorderräder 12 sind eingeschlagen. Ist nun die durch den Rechner 16 gebildete Steuerungsvorrichtung nach dem Stand der Technik ausgebildet, so stellt sie geschwindigkeitsabhängig den Lenkwinkel b gemäß Kurve K1 ein. Dies bedeutet, dass während des Bremsvorgangs die Hinterräder 14 automatisch verschwenken, so dass der Kraftwagen 10 nach Beendigung des Bremsmanövers (also bei Geschwindigkeit v = 0 km/h) an der Haltelinie 28 in Position p2 zu stehen kommt. Er bewegt sich also nicht auf der eigentlich zu erwartenden Trajektorie T2', sondern auf der Trajektorie T1, welche gegenüber der Trajektorie T2' durch einen kleineren Kurvenradius charakterisiert ist. Hierdurch ergibt sich für den Fahrzeugführer des Kraftwagens 10 ein für ihn ungewohntes Fahrverhalten seines Fahrzeugs. Während des Bremens wird der Fahrweg T2' ungewollt verlassen. Um dies zu verhindern, muss der Fahrzeugführer am Lenkrad 20 gegenlenken, um den Lenkwinkel a der Vorderachse zu verkleinern. Nur durch diesen manuellen Lenkeingriff kann er erreichen, dass sein Kraftwagen 10 in der eigentlich gewünschten Position p3' zu stehen kommt.This is especially with heavy braking of the motor vehicle 10 and the associated strongly negative acceleration dv / dt disadvantageous. The resulting situation is schematic in 2 shown. In a position p1 the car moves 10 at a speed v0 = 100 km / h at a traffic light 26 with a stop line 28 to. The motor vehicle moves on the trajectory T2 'in a curve, ie, its front wheels 12 are beaten. Is now through the computer 16 formed control device according to the prior art, it sets the speed depending on the steering angle b according to curve K1. This means that during the braking process the rear wheels 14 automatically pivot, leaving the car 10 after completion of the braking maneuver (ie at speed v = 0 km / h) at the stop line 28 to stand in position p2. It therefore does not move on the actually expected trajectory T2 ', but on the trajectory T1, which is characterized by a smaller radius of curvature with respect to the trajectory T2'. This results for the driver of the motor vehicle 10 a unusual for him driving behavior of his vehicle. During braking, the travel path T2 'is left unintentionally. To prevent this, the driver must be on the steering wheel 20 counter-steer to reduce the steering angle a of the front axle. Only by this manual steering intervention can he achieve that his car 10 in the actually desired position p3 'comes to stand.

Die über den Rechner 16 realisierte Steuerungsvorrichtung mit einer Einlenkunterdrückung erlaubt es einem Fahrzeugführer, bei starkem Abbremsen seines Kraftwagens, diesen noch besser unter Kontrolle zu halten. Die Einlenkunterdrückung verhindert eine Erhöhung des Lenkwinkels b bei negativen Fahrzeugbeschleunigungen und konstantem Lenkwinkel a. Durch die Einlenkunterdrückung wird der eingestellte Kurvenradius beim Bremsen konstant gehalten. Ein ungewolltes Verlassen des Fahrweges während des Bremsvorgangs wird zuverlässig verhindert. Das Fahrzeugverhalten wird entsprechend dem Fahrerlenkwunsch konstant gehalten.The over the computer 16 Implemented control device with a Einlenkunterdrückung allows a driver, with strong deceleration of his motor vehicle to keep this even better under control. The steering suppression prevents an increase in the steering angle b at negative vehicle accelerations and constant steering angle a. Steering suppression keeps the set radius of curvature constant during braking. An unwanted leaving the route during the braking process is reliably prevented. The vehicle behavior is kept constant according to the driver's steering request.

Dies ist in 4 schematisch dargestellt. Die Steuerungsvorrichtung misst die Verzögerung des Kraftwagens 10 in der Position p1. Der Rechner 16 erkennt, dass die Verzögerung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, dass also ein sehr starkes Abbremsen vorliegt. Demgemäß wird nunmehr festgelegt, dass der Lenkwinkel b nicht mehr dem Kurvenverlauf K1, sondern der Kurve K2 folgen soll. In der Position p1, also bei der Geschwindigkeit v0 = 100 km/h, beträgt dieser Solllenkwinkel b gleich 0°. Da die Verzögerung den festgelegten Schwellwert überschreitet, wird nunmehr vom Rechner 16 festgelegt, dass dieser Lenkwinkel b = 0° für alle Geschwindigkeiten kleiner 100 km/h konstant beibehalten werden soll.This is in 4 shown schematically. The control device measures the deceleration of the motor vehicle 10 in position p1. The computer 16 recognizes that the delay exceeds a predetermined threshold, so that there is a very strong deceleration. Accordingly, it is now determined that the steering angle b should no longer follow the curve K1, but the curve K2. In position p1, ie at the speed v0 = 100 km / h, this target steering angle b is equal to 0 °. Since the delay exceeds the specified threshold, is now from the computer 16 determined that this steering angle b = 0 ° for all speeds less than 100 km / h should be maintained constant.

Die Einlenkunterdrückung wird also durch Auswertung der Fahrzeuggeschwindigkeit v sowie der Fahrzeugbeschleunigung dv/dt aktiviert. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass diese Festlegung in Abhängigkeit anderer Fahrzustandswerte erfolg, z. B. in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeit. Hierfür kann beispielsweise am Lenkrad 20 ein Lenkradsensor 22 vorgesehen sein, der die Geschwindigkeit erfasst, mit der das Lenkrad 20 bewegt wird.The steering suppression is thus activated by evaluation of the vehicle speed v and the vehicle acceleration dv / dt. Alternatively or additionally, it may be provided that this determination succeeds depending on other driving state values, eg. B. depending on the steering speed. For this example, on the steering wheel 20 a steering wheel sensor 22 be provided, which detects the speed with which the steering wheel 20 is moved.

Insgesamt stellt sich die in 3 gezeigte Situation ein. Der Kraftwagen 10 folgt nunmehr einer Trajektorie T2, welche mit der gewünschten Trajektorie T2' zusammenfällt. Demgemäß kommt der Kraftwagen 10 auch in einer Position p3 zu stehen, welche mit der gewünschten Position p3' zusammenfällt.Overall, the in 3 shown situation. The car 10 Now follows a trajectory T2, which coincides with the desired trajectory T2 '. Accordingly, the car comes 10 also to be in a position p3, which coincides with the desired position p3 '.

Die Einlenkunterdrückung erhöht die Fahrsicherheit, indem in Grenzsituationen wie zum Beispiel bei starkem Bremsen die dynamische Hinterradlenkung unterdrückt wird. Beim langsamen Abbremsen kann dagegen weiterhin vorgesehen sein, dass der Lenkwinkel b automatisch dem Lenkwinkel a nachgeführt wird. Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass die Aktivierung der Lenkwinkelunterdrückung abhängig von dem Lenkwinkel a an den Vorderrädern 12 gemacht wird. Beispielsweise kann für sehr kleine Lenkwinkel a vorgesehen sein, dass selbst bei starken Verzögerungen keine Aktivierung der Einlenkunterdrückung erfolgt.The steering suppression increases driving safety by suppressing the dynamic rear-wheel steering in borderline situations such as during heavy braking. On the other hand, in the case of slow deceleration, it can furthermore be provided that the steering angle b is automatically adjusted to the steering angle a. It can also be provided that the activation of the steering angle suppression depends on the steering angle α at the front wheels 12 is done. For example, it can be provided for very small steering angles a that no activation of the steering suppression takes place even in the case of strong delays.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005019487 A1 [0005]
DE 102007019724 A1 [0006]

Claims

Method for controlling the steering of at least one steerable rear wheel ( 14 ) of a vehicle ( 10 ) in a braking situation of the vehicle ( 10 ), where the vehicle ( 10 ) at least one steerable front wheel ( 12 ), comprising the following steps: a) for a first set of values of a vehicle dynamics quantity (dv / dt) which indicates a driving state of the vehicle ( 10 ), defining a first assignment rule (K1) which corresponds to each value of a steering angle (a) of the front wheel ( 12 ) and each value of a vehicle speed (v) a steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ) assigns; b) for a second set of values of the driving dynamics quantity (dv / dt), a second assignment rule (K2) defining each value of the steering angle (a) of the front wheel ( 12 ) and each value of the vehicle speed (v) a steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ) in such a way that for all vehicle speeds (v) smaller than a predefinable vehicle speed (v0), the steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ) according to the second assignment rule (K2) less than or equal to the steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ) at the predeterminable vehicle speed (v0) according to the first assignment rule (K1); c) determining the value of the vehicle dynamics quantity (dv / dt), the vehicle speed (v) and the steering angle (a) of the front wheel in a predefinable driving situation ( 12 ); and d) adjusting the steering angle (b) on the rear wheel ( 14 ) as a function of the determined vehicle speed (v) and as a function of the determined steering angle (a) of the front wheel ( 12 ) according to the assignment rule (K1, K2) belonging to the determined value of the vehicle dynamics quantity (dv / dt).

A method according to claim 1, characterized in that the driving dynamics quantity is a vehicle deceleration (dv / dt) and / or a steering speed at a steering wheel ( 20 ) of the vehicle ( 10 ) and / or a steering acceleration on the steering wheel ( 20 ) of the vehicle ( 10 Characterized.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the vehicle dynamics quantity characterizes a vehicle deceleration (dv / dt) and a deceleration threshold is set, such that the first set of values of the vehicle dynamics quantity all values less than the deceleration threshold value and the second set of values of the vehicle dynamics parameter all Values greater than or equal to the delay threshold.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step b) the second assignment rule (K2) is set so that the steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ) has a constant value, in particular the value 0 °, for all vehicle speeds (v) smaller than the predefinable vehicle speed (v0).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least in a vehicle speed range according to the first assignment rule (K1) each steering angle (a) of the front wheel ( 12 ) a proportional thereto steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ), wherein the steering angle (a) of the front wheel ( 12 ) and the steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ) with respect to a neutral position of the front wheel ( 12 ) or rear wheel ( 14 ) have a different sign.

Control device for controlling the steering of at least one steerable rear wheel ( 14 ) of a vehicle ( 10 ) in a braking situation of the vehicle ( 10 ), where the vehicle ( 10 ) at least one steerable front wheel ( 12 ), comprising - a computing unit ( 16 ), in which, for a first set of values of a vehicle dynamics quantity (dv / dt), which determines a driving state of the vehicle ( 10 ), a first assignment rule (K1) is defined, wherein the first assignment rule (K1) is assigned to each value of a steering angle (a) of the front wheel ( 12 ) and each value of a vehicle speed (v) a steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ), and wherein in the arithmetic unit ( 16 ), a second assignment rule (K2) is defined for a second set of values of the driving dynamics quantity (dv / dt) which corresponds to each value of the steering angle (a) of the front wheel ( 12 ) and each value of the vehicle speed (v) a steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ) in such a way that for all vehicle speeds (v) smaller than a predefinable vehicle speed (v0), the steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ) according to the second assignment rule (K2) less than or equal to the steering angle (b) of the rear wheel ( 14 ) at the predeterminable vehicle speed (v0) according to the first assignment rule (K1); A driving condition determination unit ( 22 . 24 ), which is designed, in a predefinable driving situation, the value of the driving dynamics variable (dv / dt), the vehicle speed (v) and the steering angle (a) of the front wheel ( 12 ) to investigate; and an actuator ( 18 ), which is adapted to the steering angle (b) on the rear wheel ( 14 ) as a function of the determined vehicle speed (v) and as a function of the determined steering angle (a) of the front wheel ( 12 ) according to the assignment rule (K1, K2) belonging to the determined value of the vehicle dynamics quantity (dv / dt).

Car ( 10 ) with a control device according to claim 6.