DE102012200392B4

DE102012200392B4 - Method for operating a steering device for adjusting a wheel lock angle of a rear wheel of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102012200392B4
Application number: DE102012200392.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Domesle; Martin Griesser
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2032-01-13
Also published as: DE102012200392A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Lenkvorrichtung zum Einstellen eines Radeinschlagwinkels eines Hinterrads (δHA) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Lenkvorrichtung mindestens ein Radführungsglied (15a, 15b) zum Verändern des Radeinschlagwinkels des Hinterrads (δHA) und ein Lenkungssteuergerät (35) zum Steuern des Radführungsgliedes (15a, 15b) aufweist, wobei das Lenkungssteuergerät (35) ein Stellsignal (δHA_Soll) für das Radführungsglied (15a, 15b) erzeugt und wobei das Stellsignal (δHA_Soll) in Abhängigkeit vom Vorderradlenkwinkel (δVA) und von der Fahrzeuggeschwindigkeit (VKfz) über eine allgemeine Zuordnungsfunktion erzeugt wird, wobei ein Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer erkannt wird dadurch gekennzeichnet, dass ein Übersetzungsverhältnis (k), das aus einem Quotienten des Radeinschlagwinkels des Hinterrades (δHA) und des Vorderradlenkwinkels (δVA) gebildet wird, einen unveränderlichen Wert (kconst) annimmt, wenn ein Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer erkannt wird.Method for operating a steering device for adjusting a wheel lock angle of a rear wheel (δHA) of a motor vehicle, the steering device having at least one wheel guide element (15a, 15b) for changing the wheel lock angle of the rear wheel (δHA) and a steering control unit (35) for controlling the wheel guide element (15a, 15b), wherein the steering control unit (35) generates an actuating signal (δHA_Soll) for the wheel guide element (15a, 15b) and wherein the actuating signal (δHA_Soll) is generated as a function of the front wheel steering angle (δVA) and the vehicle speed (VKfz) via a general assignment function whereby a steering operation by the vehicle driver is recognized, characterized in that a transmission ratio (k), which is formed from a quotient of the wheel lock angle of the rear wheel (δHA) and the front wheel steering angle (δVA), assumes a constant value (kconst) when a Steering operation is recognized by the vehicle driver.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Lenkvorrichtung zum Einstellen eines Radeinschlagwinkels eines Hinterrads eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei die Lenkvorrichtung mindestens ein Radführungsglied zum Verändern des Radeinschlagwinkels des Hinterrads und ein Lenkungssteuergerät zum Steuern des Radführungsgliedes aufweist, wobei das Lenkungssteuergerät ein Stellsignal für das Radführungsglied erzeugt und wobei das Stellsignal in Abhängigkeit vom Vorderradlenkwinkel und von der Fahrzeuggeschwindigkeit über eine allgemeine Zuordnungsfunktion erzeugt wird, wobei ein Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer erkannt wird.The present invention relates to a method for operating a steering device for adjusting a wheel lock angle of a rear wheel of a motor vehicle according to the preamble of claim 1, wherein the steering device has at least one wheel guide element for changing the wheel lock angle of the rear wheel and a steering control unit for controlling the wheel guide element, the steering control unit having a Control signal generated for the wheel guide member and wherein the control signal is generated as a function of the front wheel steering angle and the vehicle speed via a general assignment function, wherein a steering operation is detected by the vehicle driver.

Aus der gattungsbildenden DE 41 18 699 A1 ist ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem während Verzögerungsfahrzuständen und Kurvenfahrten gewisse Lenkanteile reduziert werden. So wird bei Endphasen von Bremsvorgängen, die von hohen Geschwindigkeiten ausgehen, der Hinterradlenkwinkel zu Null gewählt.From the generic DE 41 18 699 A1 a steering system for a motor vehicle is known in which certain steering components are reduced during decelerated driving states and cornering. For example, the rear wheel steering angle is selected to be zero in the end phases of braking processes that start at high speeds.

Aus der DE 3145618 A1 ist ein Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs bekannt, bei dem die Hinterräder um einen Winkel ausgelenkt werden, der in einem Verhältnis zum Vorderradlenkwinkel steht, wobei das Verhältnis insbesondere von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist.From the DE 3145618 A1 a method for steering a vehicle is known, in which the rear wheels are deflected by an angle which is in a ratio to the front wheel steering angle, the ratio being dependent in particular on the vehicle speed.

Aus der DE 10 2010 021 761 A1 ist ein Verfahren zur Einstellung von Lenkwinkeln einer Allradlenkung bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass die Hinterräder bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit gegensinnig zu den Vorderrädern und bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit gleichsinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen werden. Außerdem werden die Hinterräder bei einer erkannten kritischen Fahrsituation im Wesentlichen unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit gleichsinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen. Durch diese Maßnahme wird eine Verbesserung der Fahreigenschaften ermöglicht.From the DE 10 2010 021 761 A1 a method for setting the steering angles of an all-wheel steering system is known. It is provided that the rear wheels are turned in the opposite direction to the front wheels at low vehicle speeds and in the same direction as the front wheels at high vehicle speeds. In addition, when a critical driving situation is detected, the rear wheels are turned in the same direction as the front wheels, essentially independently of the vehicle speed. This measure makes it possible to improve the driving characteristics.

Problematisch ist ein derartiges Verfahren, wenn ein Fahrzeugführer mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit in eine Kurve mit engem Kurvenradius einfährt und während der Kurvenfahrt seine Geschwindigkeit stark reduzieren muss. In diesem Fall wird die Lenkvorrichtung zum Einstellen eines Radeinschlagwinkels eines Hinterrads von einer gleichsinnigen zu einer gegensinnigen Ansteuerung in Bezug auf den Vorderradlenkwinkel wechseln. Dieser Wechsel hat zur Folge, dass das Fahrzeug in die Kurve hineingetragen wird und die Fahrzeugstabilität beträchtlich vermindert wird.Such a method is problematic when a vehicle driver enters a curve with a tight curve radius at high vehicle speed and has to reduce his speed considerably while cornering. In this case, the steering device for setting a wheel lock angle of a rear wheel will switch from activation in the same direction to activation in the opposite direction in relation to the front wheel steering angle. This change causes the vehicle to be carried into the curve and vehicle stability is significantly reduced.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs verbessert wird.It is therefore the object of the present invention to improve a method of the type mentioned at the outset such that the driving stability of the motor vehicle is improved.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen den Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Dabei ist vorgesehen, dass ein Übersetzungsverhältnis, das aus einem Quotienten des Radeinschlagwinkels des Hinterrades und des Vorderradlenkwinkels gebildet wird, einen unveränderlichen Wert annimmt, wenn ein Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer erkannt wird. Überschreitet der Fahrer einen Lenkradwinkel von +10° bzw. -10°, so wird darin eine gewünschte Kurvenfahrt interpretiert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Übersetzungsverhältnis aus der Zuordnungsfunktion entnommen und für den kompletten Lenkvorgang beibehalten. Dadurch bleibt das Übersetzungsverhältnis des Vorderradlenkwinkel zum Radeinschlagwinkel des Hinterrads für die komplette Kurvenfahrt konstant und ist unabhängig bezüglich Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous developments can be found in the dependent claims.
It is provided that a transmission ratio, which is formed from a quotient of the wheel lock angle of the rear wheel and the front wheel steering angle, assumes a constant value when a steering operation by the vehicle driver is detected. If the driver exceeds a steering wheel angle of +10° or -10°, a desired cornering is interpreted therein. At this point, the transmission ratio is taken from the mapping function and retained for the entire steering process. As a result, the transmission ratio of the front wheel steering angle to the wheel lock angle of the rear wheel remains constant for the complete cornering and is independent of vehicle speed changes.

Dabei wird das Stellsignal für das Radführungsglied so gewählt, dass das Übersetzungsverhältnis konstant bleibt, wenn ein Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer erkannt wird. Durch diese Maßnahme ist ein Wechsel von einer gleichsinnigen zu einer gegensinnigen Ansteuerung von Vorder- und Hinterrädern während einer Kurvenfahrt ausgeschlossen. Bei Kurveneintritt wird der Wert des Übersetzungsverhältnisses aus der Zuordnungsfunktion berechnet und dann unabhängig von einer möglichen Geschwindigkeitsänderung beibehalten. The actuating signal for the wheel guide element is selected in such a way that the transmission ratio remains constant when the vehicle driver detects a steering operation. This measure prevents a change from activation of the front and rear wheels in the same direction to an activation in the opposite direction during cornering. When entering a corner, the value of the gear ratio is calculated from the mapping function and then maintained regardless of any possible change in speed.

Ist die Kurvenfahrt beendet, ist vorgesehen, dass das Übersetzungsverhältnis einen veränderbaren Wert annimmt, der zumindest von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist, wenn der Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer beendet ist. Dadurch wird die Unveränderlichkeit des Übersetzungsverhältnisses nach Beendigung einer kritischen Kurvenfahrt wieder aufgehoben.When cornering is complete, it is provided that the transmission ratio assumes a changeable value that is dependent at least on the vehicle speed when the driver's steering operation is complete. As a result, the invariability of the transmission ratio is canceled again after a critical cornering session has been completed.

Dabei wird eine Kurvenfahrt bzw. ein Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer erkannt, wenn ein durch den Fahrzeugführer vorgegebener Fahrerlenkwinkel größer als ein vorab bestimmter Wert ist. Entsprechend ist eine Kurvenfahrt beendet und der Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer wird als beendet erkannt, wenn ein durch den Fahrzeugführer vorgegebener Fahrerlenkwinkel kleiner als ein vorab bestimmter Wert ist. Überschreitet der Fahrzeugführer einen Lenkradwinkel von +10° bzw. -10°, so wird darin eine gewünschte Kurvenfahrt interpretiert. Unterschreitet der Fahrzeugführer durch Zurücklenken einen Lenkradwinkel von +10° bzw. -10°, so wird die Kurvenfahrt als beendet angesehen.In this case, cornering or a steering operation by the vehicle driver is recognized if a driver's steering angle specified by the vehicle driver is greater than a previously determined value. Correspondingly, cornering has ended and the steering operation by the vehicle driver is recognized as having ended when a driver's steering angle specified by the vehicle driver is smaller than a predetermined value. If the vehicle driver exceeds a steering wheel angle of +10° or -10°, a desired cornering is interpreted therein. If the driver falls below a steering wheel angle of +10° by steering back or -10°, cornering is considered to be over.

Eine Kurvenfahrt bzw. der Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer wird dabei über Sensoren eingelesen, aus Ersatzsignalen berechnet oder über andere Systeme mitgeteilt.Cornering or the steering process by the vehicle driver is read in via sensors, calculated from substitute signals or communicated via other systems.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Stellsignal für das Radführungsglied des Hinterradeinschlagwinkels unter Berücksichtigung einer Gierrate und/oder einer Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs erzeugt wird. Durch diese Maßnahme können weitere, für die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs entscheidende Faktoren in die Berechnung des Hinterradlenkwinkels mit einfließen.A particularly advantageous development of the method according to the invention provides that the actuating signal for the wheel guide element of the rear wheel steering angle is generated taking into account a yaw rate and/or a lateral acceleration of the motor vehicle. As a result of this measure, other factors which are decisive for the driving stability of the motor vehicle can also be included in the calculation of the rear-wheel steering angle.

Eine weitere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Übersetzungsverhältnis einen unveränderlichen Wert annimmt, wenn eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs größer als ein vorab bestimmter Wert ist oder wenn eine Fahrbahneigenschaft in Bezug auf Steigung, Gefälle oder Neigung einen vorab bestimmten Wert überschreitet. Das bedeutet, dass auch andere Fahrdynamikgrößen bereits eine Konstanz des Übersetzungsverhältnisses von Vorderradlenkwinkel zu Radeinschlagwinkel des Hinterrads auslösen können. Dabei werden die Informationen zur Fahrbahneigenschaft von einem externen Gerät, wie beispielsweise einem Navigationsgerät mit GPS-basiertem Kartenmaterial, bereitgestellt.A further development of the method according to the invention provides that the transmission ratio assumes an unchangeable value when a longitudinal acceleration of the motor vehicle is greater than a predetermined value or when a roadway property with regard to uphill, downhill or incline exceeds a predetermined value. This means that other driving dynamics variables can already trigger a constancy of the transmission ratio of the front wheel steering angle to the wheel lock angle of the rear wheel. The information on the road surface is provided by an external device, such as a navigation device with GPS-based map material.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Lenkvorrichtung zum Einstellen eines Radeinschlagwinkels eines Hinterrads sowie einer Vorderradlenkung und
2 ein Diagramm des Übersetzungsverhältnisses von Vorderrad- zu Hinterradlenkwinkel gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit.

The method according to the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment in connection with the drawing. Show in the drawing:

1 a schematic representation of a motor vehicle with a steering device for adjusting a wheel lock angle of a rear wheel and a front wheel steering and
2 a graph of front wheel to rear wheel steering angle gear ratio versus vehicle speed.

1 zeigt zwei Hinterradlenkungen mit jeweils zwei Einzelaktuatoren. Das beschriebene Verfahren ist aber auch bei einer Hinterradlenkung mit einem Zentralaktuator anwendbar. 1 shows two rear-wheel steering systems, each with two individual actuators. However, the method described can also be used in rear-wheel steering with a central actuator.

Bei der in 1 dargestellten Hinterradlenkung wird die radindividuelle Lenkbewegung der beiden Hinterräder 31a, 31b durch eine, mittels 2 Elektromotoren elektromechanisch verstellbare Spurstange des Hinterachsintegralträgers erreicht. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein vierrädriges Kraftfahrzeug mit einem linken Hinterrad 31a und einem rechten Hinterrad 31b. Die Hinterräder 31a, 31b sind durch einen Hinterachsträger 32 an dem Fahrzeug befestigt. Jedem Hinterrad 31a, 31b ist ein Radführungsglied 15a und 15b zugeordnet, bei der es sich jeweils um eine in ihrer Länge verstellbare Spurstange handelt. Die Spurstangen greifen über in der Figur schematisch dargestellte Hebel 33a, 33b an die Hinterräder 31a, 31b an, so dass diese sich aufgrund von Längenänderungen der Spurstangen bzw. der Radführungsglieder 15a, 15b bezüglich einer Schwenkachse 34a, 34b um einen Winkel verschwenken lassen. Die Hebel 33a, 33b ergeben sich dadurch, dass die Spurstangen bzw. Radführungsglieder 15a und 15b außerhalb der Mittelpunkte der Radträger an diese angreifen.At the in 1 In the rear-wheel steering shown, the wheel-specific steering movement of the two rear wheels 31a, 31b is achieved by means of a tie rod of the rear-axle integral carrier that is electromechanically adjustable by means of 2 electric motors. 1 shows a schematic representation of a four-wheel motor vehicle with a left rear wheel 31a and a right rear wheel 31b. The rear wheels 31a, 31b are fixed to the vehicle by a rear axle bracket 32. As shown in FIG. Each rear wheel 31a, 31b is assigned a wheel guide member 15a and 15b, each of which is a tie rod adjustable in length. The tie rods engage the rear wheels 31a, 31b via levers 33a, 33b shown schematically in the figure, so that these can be pivoted through an angle with respect to a pivot axis 34a, 34b due to changes in the length of the tie rods or wheel guide members 15a, 15b. The levers 33a, 33b result from the fact that the tie rods or wheel guide members 15a and 15b act on the wheel carriers outside of their center points.

Die Ansteuerung der Radführungsglieder 15a, 15b erfolgt durch ein Hinterradlenkungssteuergerät 35, mit dem die Radführungsglieder 15a, 15b jeweils über eine elektronische Schnittstelle verbunden sind. Das Hinterradlenkungssteuergerät 35 wird dabei über die 12-Volt-Versorgungsspannung des Bordnetzes des Fahrzeugs versorgt. Über die Schnittstelle können insbesondere Steuerbefehle zur Ansteuerung des Motors der Radführungsglieder 15a, 15b einerseits sowie andererseits Signale von Wegsensoren, welche die Position der Schubstange innerhalb des Gehäuses des Radführungsglieds 15a, 15b erfassen, übermittelt werden. Innerhalb des Hinterradlenkungssteuergerätes 35 kann aus diesen Signalen der jeweils aktuelle Radeinschlagwinkel δ_HA der Hinterräder 31a, 31b ermittelt werden. Die beiden Radführungsglieder 15a, 15b können dabei eigenständige Module darstellen, die unabhängig voneinander angesteuert werden können, so dass an jedem Hinterrad 31a, 31b grundsätzlich ein frei wählbarer Radeinschlagwinkel δ_HA einstellbar ist. Das Radführungsglied 15a, 15b zum Verändern des Radeinschlagwinkel des Hinterrades δ_HA stellt also eine Hinterradlenkung dar. Entsprechend wird der Radeinschlagwinkel des Hinterrades δ_HA auch Hinterradlenkwinkel δ_HA genannt.The wheel guide members 15a, 15b are controlled by a rear wheel steering control unit 35, to which the wheel guide members 15a, 15b are each connected via an electronic interface. The rear-wheel steering control unit 35 is supplied with power via the 12-volt supply voltage of the vehicle's electrical system. In particular, control commands for controlling the motor of the wheel guide members 15a, 15b as well as signals from displacement sensors, which detect the position of the push rod within the housing of the wheel guide member 15a, 15b, can be transmitted via the interface. Within the rear-wheel steering control unit 35, the current wheel lock angle δ _HA of the rear wheels 31a, 31b can be determined from these signals. The two wheel guide members 15a, 15b can represent independent modules that can be controlled independently of one another, so that a freely selectable wheel lock angle δ _HA can be set on each rear wheel 31a, 31b. The wheel guide member 15a, 15b for changing the wheel lock angle of the rear wheel δ _HA thus represents rear-wheel steering. Correspondingly, the wheel lock angle of the rear wheel δ _HA is also called the rear-wheel steering angle δ _HA .

Die Ansteuerung erfolgt anhand eines Regelverfahrens in Abhängigkeit von verschiedenen Fahrzeuggrößen, die insbesondere mit Hilfe von Sensoren gemessen werden. Vorzugsweise wird zur Durchführung des Regelverfahrens die Sensorik eines Fahrdynamikregelsystems verwendet. Diese umfasst üblicherweise einen Lenkwinkelsensor 36 zum Erfassen des Fahrerlenkwinkels δ_Driver, den der Fahrzeugführer mittels eines Lenkrads 37 an den lenkbaren Vorderrädern 38a, 38b eingestellt hat, einen Raddrehzahlsensor 39a, 39b, 39c, 39d an jedem Rad des Fahrzeugs, einen Pedalwegsensor 40 zum Erfassen der Stellung des Fahrpedals, sowie einen Gierratensensor bzw. ein Sensorcluster 41, der einen Gierratensensor, einen Querbeschleunigungssensor und einen Längsbeschleunigungssensor enthält.The control is based on a control method depending on different vehicle variables, which are measured in particular with the help of sensors. The sensors of a vehicle dynamics control system are preferably used to carry out the control method. This usually includes a steering angle sensor 36 for detecting the driver's steering angle δ _Driver , which the vehicle driver has set using a steering wheel 37 on the steerable front wheels 38a, 38b, a wheel speed sensor 39a, 39b, 39c, 39d on each wheel of the vehicle, a pedal travel sensor 40 for detecting the position of the accelerator pedal, and a yaw rate sensor or a sensor cluster 41, which contains a yaw rate sensor, a lateral acceleration sensor and a longitudinal acceleration sensor.

Diese Signale werden üblicherweise in einem Fahrdynamik-Steuergerät empfangen und ausgewertet. Das Fahrdynamik-Steuergerät ist üblicherweise mit einer elektrohydraulischen Einheit zur Durchführung von Bremseneingriffen in einer Baugruppe 42 integriert. Über die elektrohydraulische Einheit ist dabei der Hauptbremszylinder 43 der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit den Radbremsen 44a, 44b, 44c, 44d verbunden. Mithilfe elektronisch steuerbarer Ventile lässt sich dabei der von dem Fahrer über den Bremskraftverstärker 45 mittels einer Bremsenbetätigungseinrichtung 46 aufgebaute Bremsdruck radindividuell modifizieren. Ferner verfügt die elektrohydraulische Einheit über eine Druckaufbaueinrichtung, mit der fahrerunabhängig Bremseneingriffe zur Stabilisierung des Fahrzeugs vorgenommen werden können, die von dem Fahrdynamik-Steuergerät aufgrund eines an sich bekannten Regelverfahrens gesteuert werden.These signals are usually received and evaluated in a vehicle dynamics control unit. The vehicle dynamics control device is usually integrated in a subassembly 42 with an electrohydraulic unit for carrying out braking interventions. The main brake cylinder 43 of the hydraulic vehicle brake system is connected to the wheel brakes 44a, 44b, 44c, 44d via the electrohydraulic unit. With the help of electronically controllable valves, the brake pressure built up by the driver via the brake booster 45 by means of a brake actuation device 46 can be modified for each individual wheel. Furthermore, the electro-hydraulic unit has a pressure build-up device with which brake interventions can be carried out independently of the driver to stabilize the vehicle, which are controlled by the vehicle dynamics control unit on the basis of a control method known per se.

Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist eine Schnittstelle zur Signalübertragung zwischen dem Fahrdynamik-Steuergerät und dem Hinterradlenkungssteuergerät 35 vorgesehen. Die Signalübertragung kann dabei beispielsweise über ein Datenbussystem, wie das üblicherweise in Kraftfahrzeugen eingesetzte CAN (Controller Area Network), erfolgen.At the in 1 illustrated embodiment, an interface for signal transmission between the driving dynamics control unit and the rear wheel steering control unit 35 is provided. The signals can be transmitted, for example, via a data bus system, such as the CAN (Controller Area Network) commonly used in motor vehicles.

Die Schnittstelle kann zur Übertragung der eben genannten Sensorsignale an das Hinterradlenkungssteuergerät 35 genutzt werden, welches in Abhängigkeit von den Sensorsignalen anhand eines Regelverfahrens Stellsignale bzw. Sollwertvorgaben δ_{HA_Soll} für die Radeinschlagwinkel δ_HA der Hinterräder 31a, 31b bzw. die Längen der Spurstangen bzw. Radführungsglieder 15a, 15b generiert.The interface can be used to transmit the sensor signals just mentioned to the rear-wheel steering control unit 35, which, depending on the sensor signals, uses a control process to generate control signals or setpoint specifications δ _{HA_Soll} for the wheel lock angle δ _HA of the rear wheels 31a, 31b or the lengths of the tie rods or wheel guide elements 15a, 15b generated.

Grundsätzlich können die Hinterräder 31a, 31b dabei gleichsinnig oder gegensinnig in Bezug auf die Lenkbewegung der Vorderräder 38a, 38b eingelenkt werden. Durch ein gegensinniges Einlenken der Hinterräder 31a, 31b und der Vorderräder 38a, 38b verringert sich bei gleichbleibendem Lenkwinkel an den Vorderrädern 38a, 38b der Kurvenradius, so dass eine Erhöhung der Agilität des Fahrzeugs erreicht werden kann. Werden die Hinterräder 31a, 31b gleichsinnig zu den Vorderrädern eingelenkt, verringert sich die Gierrate ψ des Fahrzeugs, so dass das Fahrzeug in kritischen Fahrsituationen stabilisiert werden kann.In principle, the rear wheels 31a, 31b can be steered in the same direction or in opposite directions in relation to the steering movement of the front wheels 38a, 38b. By turning in the rear wheels 31a, 31b and the front wheels 38a, 38b in opposite directions, the curve radius is reduced while the steering angle on the front wheels 38a, 38b remains the same, so that the agility of the vehicle can be increased. If the rear wheels 31a, 31b are steered in the same direction as the front wheels, the yaw rate ψ of the vehicle is reduced, so that the vehicle can be stabilized in critical driving situations.

In 2 ist eine Zuordnungsfunktion zwischen dem Vorderradlenkwinkel δ_VA und dem Hinterradwinkel δ_HA in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V_Kfz dargestellt. Dabei ist auf der Ordinate der Proportionalitätsfaktor bzw. das Übersetzungsverhältnis k dargestellt, das aus einem Quotienten des Hinterradwinkels δ_HA und des Vorderradlenkwinkel δ_VA gebildet wird: $k = δ_{HA} / δ_{VA}$

In 2 an association function between the front wheel steering angle δ _VA and the rear wheel angle δ _HA as a function of the vehicle speed V _Kfz is shown. The proportionality factor or the transmission ratio k, which is formed from a quotient of the rear wheel angle δ _HA and the front wheel steering angle δ _VA , is shown on the ordinate:

k = δ_{HA} / δ_{v.a}

Auf der Abszisse ist die Fahrzeuggeschwindigkeit V_Kfz abgetragen. Wie der 2 entnehmbar ist, werden bei kleinen Geschwindigkeiten die Hinterräder 31a, 31b und der Vorderräder 38a, 38b gegensinnig eingelenkt. Dadurch verringert sich bei gleichbleibendem Lenkwinkel an den Vorderrädern 38a, 38b der Kurvenradius. Dies führt bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten V_Kfz zu einer Erhöhung der Agilität des Fahrzeugs, was für den Fahrzeugführer beispielsweise im Stadtverkehr als angenehm empfunden wird. Bei höheren Geschwindigkeiten werden Hinterräder 31a, 31b und der Vorderräder 38a, 38b gleichsinnig eingelenkt. Dies führt zu einer Verringerung der Gierrate ψ und damit zu einer höheren Stabilität des Fahrzeugs bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten V_Kfz.The vehicle speed V _Kfz is plotted on the abscissa. Again 2 can be removed, the rear wheels 31a, 31b and the front wheels 38a, 38b are steered in opposite directions at low speeds. As a result, the curve radius is reduced while the steering angle on the front wheels 38a, 38b remains the same. At low vehicle speeds V _Kfz , this leads to an increase in the agility of the vehicle, which is perceived as pleasant by the vehicle driver in city traffic, for example. At higher speeds, rear wheels 31a, 31b and front wheels 38a, 38b are turned in the same direction. This leads to a reduction in the yaw rate ψ and thus to greater vehicle stability at high vehicle speeds V _Kfz .

Das nachfolgend beschriebene Verfahren bezieht sich auf das Problem, dass eine Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit V_Kfz einen Wechsel von gegensinniger zu gleichsinniger Ansteuerung der Hinterräder 31a, 31b und der Vorderräder 38a, 38b zur Folge hat, was jedoch zu kritischen Situationen führen kann:

Für eine Hinterradlenkung, welche einer geschwindigkeitsabhängigen Funktionskurve folgt, ergibt sich folgende Problemstellung: Problematisch ist es, wenn ein Fahrzeugführer mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit V_Kfz in eine Kurve mit engem Kurvenradius einfährt und während der Kurvenfahrt die Fahrzeuggeschwindigkeit V_Kfz stark reduzieren muss. In diesem Fall wird die Lenkvorrichtung zum Einstellen eines Radeinschlagwinkels eines Hinterrads δ_HA von einer gleichsinnigen zu einer gegensinnigen Ansteuerung in Bezug auf den Vorderradlenkwinkel δ_VA wechseln, wie es die Zuordnungsfunktion in 2 zeigt. Dieser Wechsel hat zur Folge, dass das Fahrzeug in die Kurve hineingetragen wird und die Fahrzeugstabilität beträchtlich vermindert wird.

The method described below relates to the problem that a reduction in the vehicle speed V _Kfz results in a change from activation of the

rear wheels

31a, 31b and the

front wheels

38a, 38b in the opposite direction to the same direction, which, however, can lead to critical situations:

The following problem arises for rear-wheel steering, which follows a speed-dependent function curve: It is problematic when a vehicle driver enters a curve with a narrow curve radius at high vehicle speed V _Kfz and has to greatly reduce the vehicle speed V _Kfz while cornering. In this case, the steering device for setting a wheel lock angle of a rear wheel δ _HA will change from a control in the same direction to an opposite direction in relation to the front wheel steering angle δ _VA , as the assignment function in FIG 2 indicates. This change causes the vehicle to be carried into the curve and vehicle stability is significantly reduced.

Das vorliegende Verfahren sieht zur Lösung dieses Problems vor, dass das Übersetzungsverhältnis k konstant gehalten wird, wenn ein Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer erkannt wird. Wenn ein Lenkvorgang erkannt wird, wird der aktuelle Wert für das Übersetzungsverhältnis aus der Zuordnungsfunktion in 2 entnommen und so lange konstant gehalten bis der Lenkvorgang als beendet erkannt wird. Durch diese Maßnahme ist es ausgeschlossen, dass die Ansteuerung der Hinterradlenkung von einer gleichsinnigen Ansteuerung zu einer gegensinnigen Ansteuerung während einer Kurvenfahrt wechselt und so kritische Fahrsituationen hervorruft.To solve this problem, the present method provides that the transmission ratio k is kept constant when a steering operation by the vehicle driver is detected. When steering is detected, the current value for the gear ratio from the mapping function is converted into 2 removed and kept constant until the steering process is recognized as finished. This measure prevents the activation of the rear-wheel steering from switching from activation in the same direction to activation in the opposite direction while cornering and thus causing critical driving situations.

Um das Übersetzungsverhältnis k dabei auf einem unveränderlichen Wert halten zu können muss das Stellsignal δ_{HA_Soll} für das Radführungsglied 15a, 15b entsprechend unter Berücksichtigung eines veränderlichen Vorderradlenkwinkels δ_VA gewählt werden.In order to be able to keep the transmission ratio k at a constant value, the actuating signal δ _{HA_Soll} for the wheel guide element 15a, 15b must be selected accordingly, taking into account a variable front wheel steering angle δ _VA .

Wenn die Kurvenfahrt wieder beendet ist und erkannt wird, dass der Fahrzeugführer seinen Lenkvorgang beendet hat, ist das Übersetzungsverhältnis k wieder analog zur Zuordnungsfunktion aus 2 veränderlich in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V_Kfz.When cornering is complete and it is recognized that the driver of the vehicle has completed his steering operation, the transmission ratio k is off again, analogous to the assignment function 2 variable depending on the vehicle speed V _Kfz .

Dabei wird eine Kurvenfahrt bzw. ein Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer erkannt, wenn ein durch den Fahrzeugführer vorgegebener Fahrerlenkwinkel δ_Driver größer als ein vorab bestimmter Wert δ_limit ist. Entsprechend ist eine Kurvenfahrt beendet und der Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer wird als beendet erkannt, wenn ein durch den Fahrzeugführer vorgegebener Fahrerlenkwinkel δ_Driver kleiner als ein vorab bestimmter Wert δ_limit ist. Der vorab bestimmte Wert δ_limit beträgt hierbei +10° bzw. -10°. Überschreitet der Fahrzeugführer einen Lenkradwinkel von +10° bzw. -10°, so wird darin eine gewünschte Kurvenfahrt interpretiert. Unterschreitet der Fahrzeugführer durch Zurücklenken einen Lenkradwinkel von +10° bzw. -10°, so wird die Kurvenfahrt als beendet angesehen.Cornering or a steering operation by the vehicle driver is recognized when a driver steering angle δ _Driver specified by the vehicle driver is greater than a previously determined value δ _limit . Correspondingly, cornering has ended and the steering process by the vehicle driver is recognized as having ended when a driver steering angle δ _Driver specified by the vehicle driver is less than a predetermined value δ _limit . The previously determined value δ _limit is +10° or -10°. If the vehicle driver exceeds a steering wheel angle of +10° or -10°, a desired cornering is interpreted therein. If the vehicle driver falls below a steering wheel angle of +10° or -10° by steering back, cornering is considered to be over.

Es wird darauf hingewiesen, dass in die Berechnung des Stellsignals δ_{HA_Soll} für das Radführungsglied 15a, 15b weitere fahrdynamische Größen einfließen, wie beispielsweise die Gierrate ψ und/oder die Querbeschleunigung a_y des Fahrzeugs.It is pointed out that further driving-dynamic variables, such as yaw rate ψ and/or lateral acceleration a _y of the vehicle, are included in the calculation of control signal δ _{HA_Soll} for wheel guide element 15a, 15b.

Das eben beschriebene „Einfrieren“ des Übersetzungsverhältnisses k kann zusätzlich zu einem erkannten Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer auch dann vorgenommen werden, wenn eine Längsbeschleunigung ax des Kraftfahrzeugs größer als ein vorab bestimmter Wert a_{x_Limit} ist oder wenn eine Fahrbahneigenschaft in Bezug auf Steigung, Gefälle oder Neigung einen vorab bestimmten Wert überschreitet. Die Information zur Fahrbahneigenschaft wird von einem externen Gerät, wie beispielsweise einem Navigationsgerät mit GPS-basiertem Kartenmaterial, bereitgestellt.The "freezing" of the transmission ratio k just described can also be carried out by the vehicle driver in addition to a recognized steering operation if a longitudinal acceleration ax of the motor vehicle is greater than a previously determined value a _{x_Limit} or if a roadway property with regard to uphill, downhill or incline exceeds a predetermined value. The information on the road surface is provided by an external device, such as a navigation device with GPS-based map material.

Der Grundgedanke des vorliegenden Verfahrens ist es, die Geschwindigkeitsabhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses k von Hinterradlenkwinkel δ_HA zu Vorderradlenkwinkel δ_VA in bestimmten Situationen, wie beispielsweise einer Kurvenfahrt, zu unterbrechen.The basic idea of the present method is to interrupt the speed dependency of the transmission ratio k from the rear wheel steering angle δ _HA to the front wheel steering angle δ _VA in certain situations, such as cornering.

Claims

Method for operating a steering device for adjusting a wheel lock angle of a rear wheel (δ _HA ) of a motor vehicle, the steering device having at least one wheel guide element (15a, 15b) for changing the wheel lock angle of the rear wheel (δ _HA ) and a steering control unit (35) for controlling the wheel guide element ( 15a, 15b), the steering control unit (35) generating an actuating signal (δ _{HA_Soll} ) for the wheel guide element (15a, 15b) and the actuating signal (δ _{HA_Soll} ) depending on the front wheel steering angle (δ _VA ) and the vehicle speed (V _Kfz ) is generated via a general assignment function, with a steering operation being recognized by the vehicle driver, characterized in that a transmission ratio (k), which is formed from a quotient of the wheel lock angle of the rear wheel (δ _HA ) and the front wheel steering angle (δ _VA ), is an unchangeable one Value (k _const ) assumes when a steering operation is detected by the vehicle driver.

procedure after claim 1 , characterized in that the actuating signal (δ _{HA_Soll} ) for the wheel guide element (15a, 15b) is selected in such a way that the transmission ratio (k) remains constant when a steering operation by the vehicle driver is detected.

procedure after claim 1 , characterized in that the transmission ratio (k) assumes a variable value which is dependent at least on the vehicle speed (V _Kfz ) when the steering process by the vehicle driver has ended.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that a steering operation by the vehicle driver is recognized when a driver steering angle (δ _Driver ) specified by the vehicle driver is greater than a predetermined value (δ _limit ).

procedure after claim 3 , characterized in that the steering operation is recognized by the vehicle driver as completed when a driver steering angle (δ _Driver ) specified by the vehicle driver is smaller than a predetermined value (δ _limit ).

procedure after claim 4 or 5 , characterized in that the predetermined value (δ _limit ) is +10° or -10°.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the steering process is initiated by the vehicle driver via sensors sen, is calculated from substitute signals or communicated via other systems.

procedure after claim 2 , characterized in that the actuating signal (δ _{HA_Soll} ) for the wheel guide element (15a, 15b) is generated taking into account a yaw rate (ψ) and/or a lateral acceleration (a _y ) of the motor vehicle.

procedure after claim 1 , characterized in that the transmission ratio (k) assumes an unchanging value (k _const ) when a longitudinal acceleration (ax) of the motor vehicle is greater than a predetermined value (a _{x_Limit} ) or when a roadway property in relation to uphill, downhill or incline exceeds a predetermined value.

procedure after claim 9 , characterized in that the information on the roadway property is provided by an external device, such as a navigation device with GPS-based map material.