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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Regelung einer Lenkunterstützung für ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Die
DE 10 2008 031 729 A1 beschreibt ein Verfahren zur elektronischen Regelung einer Lenkunterstützung für ein Fahrzeug. Dabei ist ein momentanes Soll-Lenkmoment für ein am Lenkrad des Fahrzeuges anliegendes Lenkmoment in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit, einem Lenkradwinkel und einer Lenkgeschwindigkeit sowie vorgebbaren fahrzeugspezifischen Parametern unter Verwendung gespeicherter Kennfelder bestimmt und wird als Führungsgröße für die Regelung verwendet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur elektronischen Regelung einer Lenkunterstützung für ein Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur elektronischen Regelung einer Lenkunterstützung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Beim Verfahren zur elektronischen Regelung einer Lenkunterstützung für ein Fahrzeug, wobei ein momentanes Soll-Lenkmoment für ein am Lenkrad des Fahrzeuges anliegendes Lenkmoment additiv aus einem Grundlenkmoment und einem Zusatzlenkmoment gebildet wird, wird das Zusatzlenkmoment bei einer Lenkbewegung aus einer Geradeausfahrt heraus erhöht. Dadurch ist vorteilhafterweise ein bei derartigen Hilfskraftlenkungen bestehender Zielkonflikt zwischen einem Lenkgefühl im Bereich einer Mittellage des Lenkrads, auch als so genanntes Centerpoint-Feeling bezeichnet und einem direkten Ansprechen der Lenkung lösbar. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sind entsprechende Hilfskraftlenkungen derart abstimmbar, dass ein gutes Lenkgefühl mit einem entsprechenden Anstieg des Lenkmoments im Bereich einer Mittellage des Lenkrads mit einem besonders direkten Ansprechen der Lenkung kombinierbar ist.
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Dadurch ist in besonders vorteilhafter Weise ein Lenkkomfort des Fahrzeugs steigerbar.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch ein Ablaufdiagramm für eine Erfassung oder Ermittlung einer Lenkbewegung aus einer Geradeausfahrt heraus und
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2 schematisch ein Ablaufprogramm für die Bestimmung eines momentanen Soll-Lenkmoments.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm für eine Erfassung oder Ermittlung einer Lenkbewegung aus einer Geradeausfahrt eines nicht dargestellten Fahrzeugs heraus. Ein solches Fahrzeug umfasst eine herkömmliche, beispielsweise in der
DE 10 2008 031 729 A1 offenbarte, elektronisch geregelte Lenkunterstützung.
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Ein solcher herkömmlicher Lenkmomentenregler generiert ein momentanes Soll-Lenkmoment SL für ein am Lenkrad des Fahrzeuges anliegendes Lenkmoment aus den Fahrzustandsgrößen Fahrgeschwindigkeit v und Lenkwinkel w. Dabei wird das Soll-Lenkmoment SL additiv aus einem Grundlenkmoment GL und einem Zusatzlenkmoment ZL gebildet.
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Mittels des Zusatzlenkmoments ZL werden dabei bevorzugt den Lenkkomfort verbessernde Eigenschaften der Lenkung berücksichtigt. Dazu zählt beispielsweise eine die Lenkung stabilisierende Reibung und Dämpfung innerhalb des Lenksystems, ohne die die Lenkung nervös wirken würde und dem Fahrer ein unsicheres Fahrgefühl vermittelt werden würde.
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Um das momentane Soll-Lenkmoment SL regeln zu können, muss bei derartigen Hilfskraftlenkungen das am Lenkrad des Fahrzeuges anliegende Lenkmoment erfasst oder gemessen werden. Diese Messung erfolgt mittels eines Drehstabs am lenkradseitigen Lenkgetriebeeingang. Die Steifigkeit des Drehstabs beträgt üblicherweise ca. 2 Newtonmeter/Grad Drehwinkel.
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Um ein gutes Lenkgefühl im Bereich einer Mittellage des Lenkrads, auch als so genanntes Centerpoint-Feeling bezeichnet, zu erzeugen, muss das Lenkmoment beim Anlenken um die Mittellage des Lenkrads schnell ansteigen.
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Eine derartig starke Lenkmomentenänderung bewirkt jedoch eine starke Verdrehung des Drehstabs. Der Winkel, der zur Verdrehung des Drehstabs benötigt wird, wird nicht als Lenkbewegung an die Vorderräder weitergeleitet. Dadurch ist ein Ansprechen der Lenkung herkömmlicherweise verzögert oder verschlechtert.
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Würde beispielsweise im Bereich der Mittellage des Lenkrads ein Lenkmomentenanstieg von 2 Newtonmeter/Grad Drehwinkel benötigt, um ein gutes Centerpoint-Feeling zu erzeugen, hätte dies bei einem Drehstab mit einer Steifigkeit von 2 Newtonmeter/Grad Drehwinkel zur Folge, dass eine Bewegung des Lenkrads herkömmlicherweise keinerlei Bewegung an den Rädern der gelenkten Achse bewirkt.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sind entsprechende Hilfskraftlenkungen derart abstimmbar, dass ein gutes Lenkgefühl mit einem entsprechenden Anstieg des Lenkmoments im Bereich einer Mittellage des Lenkrads mit einem besonders direkten Ansprechen der Lenkung kombinierbar ist.
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Um dies zu ermöglichen, wird das Zusatzlenkmoment ZL bei einer Lenkbewegung aus einer Geradeausfahrt heraus erhöht. Dies erfolgt bevorzugt durch einen temporären Lenkmomenteneingriff. Wird eine Lenkbewegung aus einer Geradeausfahrt heraus erkannt, wird das Zusatzlenkmoment ZL um einen vorgebbaren Betrag erhöht.
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Dabei wird diese Erhöhung des Zusatzlenkmoments ZL für einen vorgebbaren Zeitraum eingestellt und sehr schnell wieder zurückgenommen. Das Zusatzlenkmoment ZL wird bevorzugt am Ende des vorgebbaren Zeitraums auf seinen ursprünglichen Wert reduziert.
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Mittels einer solchen temporären Erhöhung des Zusatzlenkmoments ZL kann ein gefordertes Centerpoint-Feeling erzeugt werden. Durch die schnelle Rücknahme der temporären Erhöhung des Zusatzlenkmoments ZL ist gleichzeitig ein direktes Ansprechen der Lenkung ermöglicht.
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Dabei ist die anschließende Reduzierung des Zusatzlenkmoments ZL für den Fahrzeugführer vorteilhafterweise nicht wahrnehmbar. Besonders vorteilhafterweise ist ein Gradient einer solchen Lenkmomentenreduzierung variabel einstellbar.
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Wenn es sich um ein Anlenken hin zu größeren Lenkwinkeln w handelt, steigt das Lenkmoment durch das Weiterlenken stark an und überlagert dadurch die Lenkmomentenreduzierung des Zusatzlenkmoments ZL.
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Kleine Lenkbewegungen im Bereich einer Mittellage des Lenkrads sind bereits nach kurzer Zeit beendet oder zum Stillstand gekommen oder es erfolgt eine Umkehr der Lenkbewegungsrichtung. Dabei tritt aufgrund der innerhalb der Lenkung auftretenden Reibung eine starke Lenkmomentenreduzierung auf, welche die Lenkmomentenreduzierung des Zusatzlenkmoments ZL übersteigt.
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Um diese Erhöhung des Zusatzlenkmoments ZL für einen vorgebbaren Zeitraum einzustellen, wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Lenkbewegung aus einer Geradeausfahrt eines nicht dargestellten Fahrzeugs heraus erfasst und/oder ermittelt.
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Eine Lenkgeschwindigkeit u wird mittels eines Tiefpassfilters TF gefiltert und einer ersten mathematischen Funktion mF1 zugeleitet, welche einen Betrag ermittelt. Mittels dieses Signals wird in einer ersten Auswerteeinheit AE1 ermittelt, ob eine Lenkbewegung aus einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs heraus begonnen hat.
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Die ungefilterte Lenkgeschwindigkeit u wird gemeinsam mit dem Lenkwinkel w einer zweiten mathematischen Funktion mF2 zugeleitet und verglichen und/oder kombiniert. Dabei wird der Lenkwinkel w vor einer Zuführung zur zweiten mathematischen Funktion mF2 in einer dritten mathematischen Funktion mF3 verarbeitet. Mittels dieses Signals ist in einer zweiten Auswerteeinheit AE2 eine Detektion einer Lenkbewegung in Richtung Zustellung ermöglicht.
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Der Lenkwinkel w wird einer vierten mathematischen Funktion mF4 zugeleitet, welche einen Betrag ermittelt. Dieses Signal wird in einer dritten Auswerteeinheit AE3 derart ausgewertet, dass eine Erhöhung des Zusatzlenkmoments ZL nur bei Lenkbewegungen im Bereich der Mittellage des Lenkrads aktuiert werden.
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Die Fahrgeschwindigkeit v wird einer vierten Auswerteeinheit AE4 zugeleitet, innerhalb der ein Kennfeld hinterlegt ist, in welchem jeder Fahrgeschwindigkeit v ein maximales Zusatzlenkmoment ZL zugeordnet ist. Somit wird der Betrag, um welchen das Zusatzlenkmoment ZL erhöht wird, in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit v des Fahrzeugs eingestellt, wobei in der vierten Auswerteeinheit AE4 ein maximal zulässiges Zusatzlenkmoment mZL ermittelt wird.
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Die Signale der Auswerteeinheiten AE1 bis AE4 werden einer Steuereinheit SE zugeleitet, welche die Signale auswertet und bei Detektion einer Lenkbewegung aus einer Geradeausfahrt heraus das Zusatzlenkmoment ZL anhand des mittels der vierten Auswerteeinheit AE4 ermittelten maximal zulässigen Zusatzlenkmoments mZL erhöht.
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Dabei wird eine Erhöhung des Zusatzlenkmoments ZL bevorzugt für einen vorgebbaren Zeitraum eingestellt, wobei das Zusatzlenkmoment ZL am Ende dieses vorgebbaren Zeitraums auf seinen ursprünglichen Wert reduziert wird und ein Gradient einer derartigen Lenkmomentenreduzierung variabel einstellbar ist.
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2 zeigt schematisch ein Ablaufprogramm für die Bestimmung eines momentanen Soll-Lenkmoments SL. Dabei wird ein momentanes Soll-Lenkmoment SL für ein am Lenkrad des Fahrzeuges anliegendes Lenkmoment in einem Additionsmodul AM additiv aus dem Grundlenkmoment GL und dem Zusatzlenkmoment ZL gebildet, wobei das Grundlenkmoment GL in herkömmlicher, nicht dargestellter Art und Weise anhand des Lenkwinkels w und der Fahrgeschwindigkeit v ermittelt wird.
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Wird eine Lenkbewegung aus einer Geradeausfahrt heraus detektiert, wird mittels des Vergleichsmoduls EM überprüft, ob das aktuell ermittelte maximal zulässige Zusatzlenkmoments mZL größer ist, als ein eventuell bereits anliegendes Zusatzlenkmoment ZL. Das Vergleichsmodul EM gibt immer das höhere der beiden Momente weiter.
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Die zeitliche Abnahme des Zusatzlenkmoments ist im Modul M hinterlegt und/oder einstellbar. In diesem Modul M ist definiert, um welchen Betrag das Lenkmoment bei jedem Berechnungsschritt abnimmt, wobei ein Gradient einer derartigen Lenkmomentenreduzierung variabel einstellbar ist.
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Dabei wird die Reduzierung des Lenkmoments in einem Begrenzungsmodul BM auf Null begrenzt, so dass das erhöhte Zusatzlenkmoment ZL am Ende dieses vorgebbaren Zeitraums auf seinen ursprünglichen Wert reduziert ist.
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Mittels der Umschalteinheit USE ist bewirkt, dass ein gegebenenfalls aktuiertes Zusatzlenkmoment ZL abgeschaltet wird, wenn Lenkwinkel w und Lenkgeschwindigkeit u unterschiedliche Vorzeichen aufweisen. Dies tritt beispielsweise bei einer Lenkungsrückstellung nach einem Lenkvorgang auf.
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Bezugszeichenliste
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- SL
- Soll-Lenkmoment
- GL
- Grundlenkmoment
- ZL
- Zusatzlenkmoment
- mZL
- maximal zulässiges Zusatzlenkmoment
- v
- Fahrgeschwindigkeit
- w
- Lenkwinkel
- u
- Lenkgeschwindigkeit
- SE
- Steuereinheit
- mF1
- erste mathematische Funktion
- mF2
- zweite mathematische Funktion
- mF3
- dritte mathematische Funktion
- mF4
- vierte mathematische Funktion
- TF
- Tiefpassfilter
- AE1
- erste Auswerteeinheit
- AE2
- zweite Auswerteeinheit
- AE3
- dritte Auswerteeinheit
- AE4
- vierte Auswerteeinheit
- EM
- Einstellmodul
- AM
- Additionsmodul
- M
- Modul
- BM
- Begrenzungsmodul
- USE
- Umschalteinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008031729 A1 [0002, 0013]
