DE102014017127A1 - Steering device for a two-lane vehicle - Google Patents

Steering device for a two-lane vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102014017127A1
DE102014017127A1 DE102014017127.2A DE102014017127A DE102014017127A1 DE 102014017127 A1 DE102014017127 A1 DE 102014017127A1 DE 102014017127 A DE102014017127 A DE 102014017127A DE 102014017127 A1 DE102014017127 A1 DE 102014017127A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering
vehicle
wheel
actuator
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102014017127.2A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102014017127B4 (en
Inventor
Tilo Koch
Sebastian Loos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102014017127.2A priority Critical patent/DE102014017127B4/en
Publication of DE102014017127A1 publication Critical patent/DE102014017127A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102014017127B4 publication Critical patent/DE102014017127B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
    • B62D6/003—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein zweispuriges Fahrzeug, mit einem Lenkrad (10), das Bestandteil eines Steer-by-wire-Lenksystems (9) mit einem vom Lenkrad (10) mechanisch entkoppelten Aktor (15) ist, wobei der Lenkradeinschlag (α) durch winkelfeste Lenkanschläge (L) begrenzt ist und im Lenksystem (9) eine in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit variable Lenkübersetzung integriert ist, die bei reduzierter Fahrzeuggeschwindigkeit eine erste Übersetzung vorgibt, in der der Lenkradeinschlag (α) bis zum Lenkanschlag (L) einen Fahrzeugradeinschlag (β1) bis zu einem Volleinschlag (V) bewirkt, und bei gesteigerter Fahrzeuggeschwindigkeit eine zweite Übersetzung vorgibt, in der der Lenkradeinschlag (α) bis zum Lenkanschlag (L) einen Fahrzeugradeinschlag (β2) bis zu einem Teilanschlag (T) bewirkt, der um einen Lenkwinkel-Bereich (γ) kleiner ist als der Volleinschlag (V). Erfindungsgemäß ist der Aktor (15) des Steer-by-wire-Lenksystems (9) zusätzlich ein Bestandteil einer aktiven Fahrdynamikregelung (21), mittels der über den Aktor (15) ein vom fahrerseitigen Lenkbefehl unabhängiger Lenkeingriff durchführbar ist zur Stabilisierung des Fahrzeugs.The invention relates to a steering device for a two-lane vehicle, comprising a steering wheel (10) which is part of a steer-by-wire steering system (9) with a mechanically decoupled from the steering wheel (10) actuator (15), wherein the steering wheel angle (α ) is limited by angle-fixed steering stops (L) and in the steering system (9) a variable depending on the vehicle speed steering ratio is incorporated, which specifies a reduced ratio at reduced vehicle speed in which the steering wheel (α) to the steering stop (L) a Fahrzeugradinschlag (β1) up to a full turn (V) causes, and at increased vehicle speed, a second translation dictates, in which the steering wheel angle (α) to the steering stop (L) a Fahrzeugradinschlag (β2) to a partial stop (T) causes to a steering angle range (γ) is smaller than the full turn (V). According to the invention, the actuator (15) of the steer-by-wire steering system (9) is additionally a component of an active vehicle dynamics control (21), by means of which a steering intervention independent of the driver's steering command can be carried out via the actuator (15) to stabilize the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein zweispuriges Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Lenkung eines solchen Fahrzeugs.The invention relates to a steering device for a two-lane vehicle according to the preamble of claim 1 and a method for steering such a vehicle.

Eine solche Lenkvorrichtung kann ein Steer-by-wire Lenksystem aufweisen, bei dem keine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und dem Lenkgetriebe vorhanden ist. Bei einem solchen Lenksystem ist eine vollständige elektronische Kraft- und Wegansteuerung von sowohl dem Lenkrad als auch den gelenkten Fahrzeugrädern realisiert. Hierzu weist das Lenksystem unter anderem einen Lenksensor, der die Drehposition und/oder eine Drehbetätigung des Lenkrads als einen Lenkbefehl erfasst, und ein Steuergerät auf, mit dem in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkbefehl ein elektromechanischer Aktor elektrisch ansteuerbar ist, um den jeweiligen Lenkwinkel der gelenkten Fahrzeugräder einzustellen. Zudem ist ein weiterer elektromechanischer Aktor vorgesehen, mit dem eine Kraft-/Wegansteuerung des Lenkrads erfolgt, um den Fahrer eine haptische Rückmeldung vom vorgenommenen Lenkvorgang bereitzustellen.Such a steering device may include a steer-by-wire steering system in which there is no mechanical connection between the steering wheel and the steering gear. In such a steering system, a complete electronic power and travel control of both the steering wheel and the steered vehicle wheels is realized. For this purpose, the steering system has, inter alia, a steering sensor which detects the rotational position and / or a rotational actuation of the steering wheel as a steering command, and a control unit with which an electromechanical actuator can be electrically controlled as a function of the detected steering command in order to control the respective steering angle of the steered steering To adjust vehicle wheels. In addition, a further electromechanical actuator is provided, with which a force / travel control of the steering wheel takes place in order to provide the driver with a haptic feedback from the steering operation.

Eine gattungsgemäße Lenkvorrichtung weist ein solches Steer-by-wire-Lenksystem auf, bei dem der Lenkradeinschlag durch winkelfeste Lenkanschläge begrenzt ist. Zudem ist in dem gattungsgemäßen Lenksystem eine variable Lenkübersetzung integriert, bei der ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkrad und den gelenkten Fahrzeugrädern in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und ggf. weiteren Fahrbetriebsparametern variierbar ist. So erfolgt bei einem Fahrzeugstillstand oder bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten, wie sie beim Parken/Rangieren auftreten, eine Direktübersetzung. Bei der Direktübersetzung bewirkt ein Lenkradeinschlag bis zum winkelfesten Lenkanschlag einen Fahrzeugradeinschlag bis zu einem Volleinschlag. Der Volleinschlag definiert einen maximal zulässigen Fahrzeugrad-Lenkwinkel. Bei größeren Fahrzeugrad-Lenkwinkeln ist dagegen die Freigängigkeit des Fahrzeugrads nicht mehr gewährleistet, was zu einer Kollision mit angrenzenden Bauteilen führen könnte.A generic steering device has such a steer-by-wire steering system, in which the steering wheel angle is limited by angle-fixed steering stops. In addition, a variable steering ratio is integrated in the generic steering system, in which a gear ratio between the steering wheel and the steered vehicle wheels in dependence on the vehicle speed and possibly further driving parameters can be varied. Thus, in a vehicle standstill or at low vehicle speeds, as they occur during parking / maneuvering, a direct translation. In the case of direct transmission, a steering wheel impact up to the angle-fixed steering stop causes a vehicle wheel impact up to a full turn. Full steering defines a maximum permissible vehicle wheel steering angle. For larger vehicle wheel steering angles, however, the freedom of movement of the vehicle wheel is no longer guaranteed, which could lead to a collision with adjacent components.

Demgegenüber erfolgt bei gesteigerter Fahrzeuggeschwindigkeit eine weniger direkte Lenkübersetzung, in der der Lenkradeinschlag bis zum Lenkanschlag einen Fahrzeugradeinschlag nicht bis zum Volleinschlag, sondern nur bis zu einem Teileinschlag bewirkt, der um einen Lenkwinkelbereich kleiner ist als der Volleinschlag. Das heißt, dass aufgrund des durch die winkelfesten Lenkanschläge begrenzten Lenkradeinschlages bei größeren Fahrzeuggeschwindigkeiten kein Fahrzeugrad-Volleinschlag realisierbar ist. Der Fahrzeugrad-Lenkwinkelbereich zwischen dem Volleinschlag und dem Teileinschlag ist daher bei größeren Fahrzeuggeschwindigkeiten nicht für das Steer-by-wire-System nutzbar. Um trotz gesteigerter Fahrzeuggeschwindigkeiten eine Nutzung des Fahrzeugrad-Winkelbereiches zu ermöglichen, sind im Stand der Technik auf kostengünstige winkelfeste Lenkanschläge verzichtet und anstelle dessen mit hohem technischen Aufwand und großem Bauraumbedarf variable mechanische Lenkanschläge bereitgestellt, deren Position in Abhängigkeit von der variablen Lenkübersetzung variiert.In contrast, there is a less direct steering ratio at increased vehicle speed, in which the steering wheel until the steering stop a Fahrzeugradinschlag not to full wrap, but only up to a Teileinschlag causes, which is smaller by a steering angle range than the full wrap. This means that due to the steering wheel impact limited by the angle-fixed steering stops, it is not possible to achieve full vehicle wheel coverage at higher vehicle speeds. The vehicle wheel steering angle range between the full turn and the partial turn is therefore not usable for the steer-by-wire system at higher vehicle speeds. In order to enable use of the vehicle wheel angular range despite increased vehicle speeds, cost-effective angle-fixed steering stops are omitted in the art and instead provided with high technical complexity and large space requirements variable mechanical steering stops whose position varies depending on the variable steering ratio.

Aus der DE 10 2012 022 900 A1 ist eine Lenkvorrichtung bekannt, bei der der Lenkeinschlag durch winkelfeste mechanische Lenkanschläge begrenzbar ist. Um die mechanischen Lenkanschläge vor Beschädigungen zu schützen, weist die Lenkvorrichtung zusätzlich Software-Endanschläge auf, die in einer Lenkrichtung den mechanischen Lenkanschlägen vorgelagert sind. Aus der DE 101 090 85 A1 ist eine weitere Lenkvorrichtung bekannt, bei der die den Lenkradeinschlag begrenzenden Lenkanschläge durch Aktivierung einer mechanischen Koppelung herstellbar sind.From the DE 10 2012 022 900 A1 is a steering device is known in which the steering angle can be limited by angle-fixed mechanical steering stops. To protect the mechanical steering stops from damage, the steering device additionally has software end stops, which are upstream of the mechanical steering stops in a steering direction. From the DE 101 090 85 A1 is another steering device is known in which the Steering gear limit limiting steering stops can be produced by activating a mechanical coupling.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lenkvorrichtung für ein zweispuriges Fahrzeugrad bereitzustellen, bei der in einfacher Weise in fahrdynamischen Situationen die Fahrzeugstabilität verbessert ist.The object of the invention is to provide a steering device for a two-lane vehicle wheel, in which the vehicle stability is improved in a simple manner in driving-dynamic situations.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist der vom Lenkrad mechanisch entkoppelte Aktor nicht nur Bestandteil des Steer-by-wire-Lenksystems, sondern in Doppelfunktion zugleich auch Bestandteil einer aktiven Fahrdynamikregelung, mittels der über den Aktor ein vom fahrerseitigen Lenkbefehl unabhängiger Lenkeingriff durchführbar ist, um in den fahrdynamischen Situationen das Fahrzeug zu stabilisieren.According to the characterizing part of claim 1 of the steering wheel mechanically decoupled actuator is not only part of the steer-by-wire steering system, but also a dual function at the same time part of an active vehicle dynamics control by means of the actuator on the driver side steering command independent steering intervention is feasible to stabilize the vehicle in dynamic driving situations.

In den meisten Fahrsituationen wird bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten nicht der Fahrzeugrad-Volleinschlag benötigt, da die maximale Querbeschleunigung bereits mit deutlich kleineren Radeinschlagwinkeln erreicht wird. Von daher ist in solchen normalen Fahrsituationen eine Nutzung des oben genannten Fahrzeugrad-Winkelbereiches zwischen dem Fahrzeugrad-Teileinschlag und dem Fahrzeugrad-Volleinschlag, der bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten dem Steer-by-wire-System nicht verfügbar ist, ohne Bedeutung. Allerdings kann in bestimmten extremen fahrdynamischen Situationen, insbesondere für das Stabilisieren eines übersteuernden Fahrzeugs, ein Fahrzeugrad-Volleinschlag jedoch erforderlich sein. Vor diesem Hintergrund ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Lenkeingriff von der Fahrdynamikregelung unter Nutzung des Fahrzeugrad-Winkelbereiches durchführbar, der bei gesteigerter Fahrzeuggeschwindigkeit dem Steer-by-wire-System nicht verfügbar ist.In most driving situations, vehicle wheel full-turn is not required at higher vehicle speeds because the maximum lateral acceleration is already achieved with significantly smaller wheel steering angles. Therefore, in such normal driving situations, the use of the aforementioned vehicle wheel angle range between the vehicle wheel partial impact and the vehicle wheel full turn, which is not available to the steer-by-wire system at high vehicle speeds, is of no significance. However, in certain extreme driving dynamics situations, particularly for stabilizing an oversteer vehicle, a full vehicle wheel lock may occur however, be required. Against this background, in a particularly preferred embodiment, the steering intervention by the vehicle dynamics control using the vehicle wheel angle range can be performed, which is not available to the steer-by-wire system with increased vehicle speed.

In einer technischen Realisierung kann die Fahrdynamikregelung eine Regeleinheit aufweisen, die in Signalverbindung mit dem vom Lenkrad mechanisch entkoppelten Aktor steht. Die Regeleinheit kann auf der Grundlage eines Soll-/Istwertes-Vergleiches einer Fahrdynamikgröße den Aktor ansteuern, damit dieser den Lenkeingriff vornimmt.In a technical realization, the vehicle dynamics control can have a control unit which is in signal connection with the actuator mechanically decoupled from the steering wheel. The control unit can control the actuator on the basis of a setpoint / actual value comparison of a vehicle dynamics variable, so that it makes the steering intervention.

Zur weiteren Stabilisierung des Fahrzeugs in fahrdynamischen Situationen kann bevorzugt nicht nur der vom Lenkrad mechanisch entkoppelte Aktor des Steer-by-wire-Lenksystems, sondern zusätzlich auch die Fahrzeugradbremsen und/oder eine Momentenverteilung zwischen den angetriebenen Fahrzeugrädern Bestandteil der Fahrdynamikregelung sein. In diesem Fall steuert die Fahrdynamik-Regeleinheit nicht nur den Aktor, sondern zusätzlich auch die Fahrzeugradbremsen und/oder ein die Momentenverteilung (zum Beispiel ein Achsdifferenzial oder dergleichen und/oder Hinterradlenkung) zwischen angetriebenen Fahrzeugrädern an.For further stabilization of the vehicle in dynamic driving situations, preferably not only the actuator of the steer-by-wire steering system mechanically decoupled from the steering wheel but also the vehicle wheel brakes and / or a torque distribution between the driven vehicle wheels can be part of the vehicle dynamics control. In this case, the vehicle dynamics control unit controls not only the actuator but also the vehicle wheel brakes and / or the torque distribution (for example an axle differential or the like and / or rear wheel steering) between driven vehicle wheels.

Die von der Fahrdynamikregelung geregelte Fahrdynamikgröße kann besonders bevorzugt ein Fahrzeug-Schwimmwinkel sein, der als ein Winkel zwischen der Fahrzeug-Bewegungsrichtung im Schwerpunkt und der Fahrzeuglängsachse definiert ist. Bei hohen Querbeschleunigungen gilt der Schwimmwinkel als Maß für die Beherrschbarkeit von Fahrzeugen. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Fahrdynamikgröße die Gierrate und/oder die Querbeschleunigung des Fahrzeuges sein. Der Fahrdynamikregelung kann zusätzlich eine Auswerteeinheit zum Beispiel als Programmbaustein zugeordnet sein, mittels der der aktuelle Istwert und/oder der Sollwert der zu regelnden Fahrdynamikgröße auf der Grundlage von sensorisch erfassten Fahrbetriebsparametern ermittelt oder gegebenenfalls modellbasiert abgeschätzt wird.The driving dynamics variable controlled by the vehicle dynamics control can particularly preferably be a vehicle slip angle, which is defined as an angle between the vehicle movement direction in the center of gravity and the vehicle longitudinal axis. At high lateral accelerations, the slip angle is a measure of the controllability of vehicles. Alternatively and / or additionally, the driving dynamics variable may be the yaw rate and / or the lateral acceleration of the vehicle. The vehicle dynamics control can additionally be associated with an evaluation unit, for example as a program module, by means of which the current actual value and / or the desired value of the vehicle dynamics variable to be controlled are determined on the basis of sensor-detected driving parameters or possibly model-based estimated.

Das Steer-by-wire-Lenksystem kann in einer technischen Realisierung einen Lenksensor, der eine Drehposition und/oder eine Drehbetätigung des Lenkrades als einen Lenkbefehl erfasst, und ein elektronisches Steuergerät aufweisen, mit dem in Abhängigkeit vom erfassten Lenkbefehl der vom Lenkrad mechanisch entkoppelte Aktor zur Einstellung des Fahrzeugrad-Lenkwinkels elektrisch ansteuerbar ist. Das Lenksystem kann eine weitere Stelleinheit aufweisen, mit der eine Kraft-Wegansteuerung des Lenkrades durchführbar ist, um dem Fahrer eine haptische Rückmeldung über den Lenkvorgang zu vermitteln.In a technical realization, the steer-by-wire steering system may comprise a steering sensor, which detects a rotational position and / or a rotational actuation of the steering wheel as a steering command, and an electronic control unit, with which the actuator mechanically decoupled from the steering wheel as a function of the detected steering command for electrically adjusting the vehicle wheel steering angle. The steering system may have a further actuating unit, with which a force-travel control of the steering wheel can be carried out in order to give the driver a haptic feedback on the steering operation.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the dependent claims can be used individually or else in any desired combination with one another, for example in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile sind nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 in einem schematischen Blockschaltdiagramm die Lenkvorrichtung sowie die Fahrdynamikregelung in einem Fahrzeug; 1 in a schematic block diagram of the steering device and the vehicle dynamics control in a vehicle;

2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene I-I aus der 1; 2 a sectional view along the section plane II of the 1 ;

3 eine weitere Prinzipdarstellung, in der die unterschiedlichen Fahrzeugradeinschläge veranschaulicht sind. 3 a further schematic diagram in which the different vehicle wheel envelopes are illustrated.

Die 1 bis 3 sind im Hinblick auf ein einfaches Verständnis der Erfindung angefertigt. Von daher sind die Figuren lediglich grob vereinfachte Darstellungen, die keinen realitätsgetreuen Aufbau des Lenksystems oder der Fahrdynamikregelung wiedergeben. In der 1 weist das Fahrzeug eine Brennkraftmaschine 1 auf, die über ein Getriebe 3 auf ein Vorderachsdifferenzial 5 abtreibt, das mit den Fahrzeugvorderrädern 7 in angedeuteter trieblicher Verbindung ist. Die Brennkraftmaschine 1 wird in gängiger Praxis über ein nicht gezeigtes Motorsteuergerät mit einer fahrerseitigen Sollmoment-Vorgabe angesteuert.The 1 to 3 are made with a view to a simple understanding of the invention. Therefore, the figures are only roughly simplified representations that do not reflect a realistic structure of the steering system or the vehicle dynamics control. In the 1 the vehicle has an internal combustion engine 1 on that over a gearbox 3 on a front axle differential 5 aborts that with the vehicle's front wheels 7 is in indicated driving connection. The internal combustion engine 1 is driven in common practice via a not shown engine control unit with a driver-side setpoint torque specification.

Das Fahrzeug weist ein Steer-by-wire-Lenksystem 9 auf, dessen Lenkrad 10 ohne mechanische Verbindung zu einem mit den gelenkten Fahrzeugrädern 7 gekoppelten Lenkgetriebe 11 ist. Anstelle einer solchen mechanischen Verbindung werden im Lenksystem 9 Lenkbefehle des Fahrers in einem Steuergerät 13 verarbeitet, das in Abhängigkeit davon einen mechanisch vom Lenkrad 10 entkoppelten Aktor 15 elektrisch ansteuert. Der Aktor 15 ist in nicht dargestellter trieblicher Verbindung mit dem Lenkgetriebe 17, um eine fahrerseitig gewünschte Einstellung des Lenkwinkels der gelenkten Fahrzeugräder 7 durchzuführen. Dem Steuergerät 13 ist zudem ein Lenksensor zugeordnet, der eine Drehbetätigung des Lenkrads 10 als einen Lenkbefehl erfasst. In Abhängigkeit davon wird der oben erwähnte Aktor 15 angesteuert. Zudem ist eine Stelleinheit 17 vorgesehen, mit der eine Kraft-/Wegansteuerung des Lenkrads 10 durchführbar ist, um dem Fahrer eine haptische Rückmeldung über den Lenkvorgang zu vermitteln.The vehicle has a steer-by-wire steering system 9 on, whose steering wheel 10 without mechanical connection to one with the steered vehicle wheels 7 coupled steering gear 11 is. Instead of such a mechanical connection are in the steering system 9 Steering commands of the driver in a control unit 13 processed, depending on a mechanically from the steering wheel 10 decoupled actuator 15 electrically energized. The actor 15 is in unillustrated driving connection with the steering gear 17 To a driver side desired adjustment of the steering angle of the steered vehicle wheels 7 perform. The control unit 13 In addition, a steering sensor is associated with a rotary actuation of the steering wheel 10 detected as a steering command. Depending on this, the above-mentioned actuator becomes 15 driven. In addition, an actuating unit 17 provided with the power / travel control of the steering wheel 10 is feasible to give the driver a haptic feedback on the steering operation.

In dem Lenksystem 9 ist eine variable Lenkübersetzung integriert, bei der eine Auswerteeinheit 19 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und gegebenenfalls weiterer Fahrbetriebsparameter ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkrad 10 und den gelenkten Fahrzeugrädern 7 zu variieren In the steering system 9 a variable steering ratio is integrated, in which an evaluation unit 19 as a function of the vehicle speed and possibly further driving parameters, a transmission ratio between the steering wheel 10 and the steered vehicle wheels 7 to vary

Wie aus den 1 und 2 weiter hervorgeht, ist der Lenkradeinschlag α ausgehend von einer Geradeausfahrt-Position G (2 oder 3) durch winkelfeste mechanische Lenkanschläge L begrenzt.Like from the 1 and 2 is further apparent, the steering wheel angle α starting from a straight ahead position G ( 2 or 3 ) limited by angle-resistant mechanical steering stops L.

Neben dem Lenksystem 9 ist zudem eine Fahrdynamikregelung 21 im Fahrzeug bereitgestellt, bei der ein Regler 23 in Signalverbindung 25 mit dem Aktor 15 des Lenksystems 9 sowie mit den angedeuteten Fahrzeugradbremsen 27 und dem Vorderachsdifferenzial 5 ist. In dem Regler 23 erfolgt ein Vergleich zwischen dem Sollwert Fsoll und dem Istwert Fist einer Fahrdynamikgröße, etwa eines Fahrzeug-Schwimmwinkels. Auf der Grundlage dieses Vergleichs werden die Fahrzeugradbremsen 27, das Vorderachsdifferenzial 5 und/oder der Aktor 15 des Lenksystems 9 angesteuert.In addition to the steering system 9 is also a vehicle dynamics control 21 provided in the vehicle, at which a regulator 23 in signal connection 25 with the actor 15 of the steering system 9 as well as with the indicated vehicle wheel brakes 27 and the front axle differential 5 is. In the controller 23 there is a comparison between the desired value F soll and the actual value F is a driving dynamics, such as a vehicle slip angle. Based on this comparison, the vehicle wheel brakes 27 , the front axle differential 5 and / or the actor 15 of the steering system 9 driven.

Wie oben erwähnt, erfolgt die variable Lenkübersetzung im Lenksystem 9 mittels der Auswerteeinheit 19. Diese ist so ausgelegt, dass sie dem Steuergerät 13 beim Fahrzeugstillstand oder bei reduzierten Fahrzeuggeschwindigkeiten eine Direktübersetzung vorgibt, bei der der Lenkradeinschlag α bis zum winkelfesten Lenkanschlag L einen Fahrzeugradeinschlag β1 bis zu einem Volleinschlag V bewirkt. Demgegenüber gibt die Auswerteeinheit 19 bei gesteigerten Fahrzeuggeschwindigkeiten eine weniger direkte Übersetzung vor, in der der Lenkradeinschlag α bis zum Lenkanschlag L einen Fahrzeugradeinschlag β2 bis zu einem Teilanschlag T bewirkt. Der Teilanschlag T ist um einen Lenkwinkelbereich γ kleiner als der Volleinschlag V. Von daher ist der Fahrzeugrad-Lenkwinkelbereich γ bei gesteigerten Fahrzeuggeschwindigkeiten nicht durch das Steer-by-wire-System 9 nutzbar.As mentioned above, the variable steering ratio is in the steering system 9 by means of the evaluation unit 19 , This is designed to be the control unit 13 at vehicle standstill or at reduced vehicle speeds dictates a direct ratio, in which the steering wheel angle α to the angle-fixed steering stop L causes a Fahrzeugradinschlag β 1 to a full V. In contrast, the evaluation unit 19 at increased vehicle speeds, a less direct translation, in which the steering wheel angle α to the steering stop L causes a Fahrzeugradinschlag β 2 to a partial stop T. The partial stop T is smaller than the full turn V by a steering angle range γ. Therefore, the vehicle wheel steering angle range γ at increased vehicle speeds is not due to the steer-by-wire system 9 available.

Speziell bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten können jedoch fahrdynamische Situationen auftreten, in denen ein Fahrzeugrad-Volleinschlag benötigt wird, um ein übersteuerndes Fahrzeug zu stabilisieren. Im Unterschied zum Lenksystem 9 kann daher bei der in der 1 oder 3 gezeigten Anordnung der Fahrdynamik-Regler 23 den Aktor 15 auch bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten in den Fahrzeugrad-Lenkwinkelbereich γ bis zum Volleinschlag V ansteuern. Der Lenkeingriff kann unabhängig von oder überlagert mit einem fahrerseitigen Lenkeingriff erfolgen.However, especially at higher vehicle speeds, dynamic driving situations may occur in which full vehicle wheel lock-in is needed to stabilize an oversteer vehicle. Unlike the steering system 9 can therefore at the in the 1 or 3 shown arrangement of the vehicle dynamics controller 23 the actor 15 even at high vehicle speeds in the vehicle wheel steering angle range γ drive to the full V. The steering intervention can be done independently of or superimposed with a driver-side steering intervention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012022900 A1 [0005] DE 102012022900 A1 [0005]
  • DE 10109085 A1 [0005] DE 10109085 A1 [0005]

Claims (7)

Lenkvorrichtung für ein zweispuriges Fahrzeug, mit einem Lenkrad (10), das Bestandteil eines Steer-by-wire-Lenksystems (9) mit einem vom Lenkrad (10) mechanisch entkoppelten Aktor (15) ist, wobei der Lenkradeinschlag (α) durch winkelfeste Lenkanschläge (L) begrenzt ist und im Lenksystem (9) eine in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit variable Lenkübersetzung integriert ist, die bei reduzierter Fahrzeuggeschwindigkeit eine erste Übersetzung vorgibt, in der der Lenkradeinschlag (α) bis zum Lenkanschlag (L) einen Fahrzeugradeinschlag (β1) bis zu einem Volleinschlag (V) bewirkt, und bei gesteigerter Fahrzeuggeschwindigkeit eine zweite Übersetzung vorgibt, in der der Lenkradeinschlag (α) bis zum Lenkanschlag (L) einen Fahrzeugradeinschlag (β2) bis zu einem Teilanschlag (T) bewirkt, der um einen Lenkwinkel-Bereich (γ) kleiner ist als der Volleinschlag (V), dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (15) des Steer-by-wire-Lenksystems (9) zusätzlich ein Bestandteil einer aktiven Fahrdynamikregelung (21) ist, mittels der über den Aktor (15) ein vom fahrerseitigen Lenkbefehl unabhängiger Lenkeingriff durchführbar ist zur Stabilisierung des Fahrzeugs.Steering device for a two-lane vehicle, with a steering wheel ( 10 ), which is part of a steer-by-wire steering system ( 9 ) with one from the steering wheel ( 10 ) mechanically decoupled actuator ( 15 ), wherein the steering wheel angle (α) is limited by angle-fixed steering stops (L) and in the steering system ( 9 ) is integrated as a function of the vehicle speed steering ratio, which provides a reduced ratio at reduced vehicle speed, in which the steering wheel (α) to the steering stop (L) a Fahrzeugradinschlag (β 1 ) to a full turn (V) causes, and at increased vehicle speed, a second translation dictates, in which the steering wheel angle (α) to the steering stop (L) causes a Fahrzeugradinschlag (β 2 ) to a partial stop (T), which is smaller by a steering angle range (γ) than the full wrap (V), characterized in that the actuator ( 15 ) of the steer-by-wire steering system ( 9 ) additionally a component of an active vehicle dynamics control ( 21 ) by means of the via the actuator ( 15 ) A steering intervention independent of the driver's steering command is feasible to stabilize the vehicle. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkeingriff von der Fahrdynamikregelung (21) unter Nutzung des Fahrzeugrad-Winkelbereiches (γ) durchführbar ist, der bei gesteigerter Fahrzeuggeschwindigkeit dem Steer-by-wire-System (9) nicht verfügbar ist.Steering device according to claim 1, characterized in that the steering intervention of the vehicle dynamics control ( 21 ) using the vehicle wheel angular range (γ) is feasible, the steer-by-wire system with increased vehicle speed ( 9 ) not available. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrdynamikregelung (21) eine Regeleinheit (23) aufweist, die in Signalverbindung (25) mit dem Aktor (15) ist, und dass die Regeleinheit (23) auf der Grundlage eines Soll-/Istwert-Vergleiches einer Fahrdynamikgröße (F) den Aktor (15) zur Durchführung des Lenkeingriffes ansteuert.Steering device according to claim 1 or 2, characterized in that the vehicle dynamics control ( 21 ) a control unit ( 23 ), which are in signal connection ( 25 ) with the actuator ( 15 ), and that the control unit ( 23 ) on the basis of a setpoint / actual value comparison of a driving dynamics variable (F) the actuator ( 15 ) to perform the steering intervention. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Aktor (15) des Steer-by-wire-Lenksystems (9) die Fahrzeugradbremsen (27) und/oder eine Momentverteilung (5) und/oder eine Hinterradlenkung zwischen den angetriebenen Fahrzeugrädern (7) Bestandteile der Fahrdynamikregelung (21) sind.Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the actuator ( 15 ) of the steer-by-wire steering system ( 9 ) the vehicle wheel brakes ( 27 ) and / or a moment distribution ( 5 ) and / or a rear-wheel steering between the driven vehicle wheels ( 7 ) Components of the vehicle dynamics control system ( 21 ) are. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Fahrdynamikregelung (21) geregelte Fahrdynamikgröße (F) ein Schwimmwinkel, die Gierrate und/oder die Querbeschleunigung des Fahrzeugs ist.Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the of the vehicle dynamics control ( 21 ) controlled vehicle dynamics quantity (F) is a float angle, the yaw rate and / or the lateral acceleration of the vehicle. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrdynamikregelung (21) eine Auswerteinheit (19) aufweist, mittels der der aktuelle Istwert (FIst) und/oder der Sollwert (Fsoll) der Fahrdynamikgröße auf der Grundlage von sensorisch erfassten Fahrbetriebsparametern ermittelbar ist oder modellbasiert geschätzt wird.Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle dynamics control ( 21 ) an evaluation unit ( 19 ), by means of which the current actual value (F actual ) and / or the desired value (F soll ) of the driving dynamics variable can be determined on the basis of sensory driving parameters and is estimated based on a model. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steer-by-wire-Lenksystem (9) einen Lenksensor, der eine Drehposition und/oder eine Drehbetätigung des Lenkrades (10) als einen Lenkbefehl erfasst, und ein elektronisches Steuergerät (13) aufweist, mit dem in Abhängigkeit vom erfassten Lenkbefehl der vom Lenkrad (10) mechanisch entkoppelte Aktor (15) zur Einstellung des Fahrzeugrad-Lenkwinkels elektrisch ansteuerbar ist, und dass das Lenksystem (10) eine weitere Stelleinheit (17) aufweist, mit der eine Kraft-Wegansteuerung des Lenkrades (10) durchführbar ist, um dem Fahrer eine haptische Rückmeldung über den Lenkvorgang zu vermitteln.Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the steer-by-wire steering system ( 9 ) a steering sensor having a rotational position and / or a rotational actuation of the steering wheel ( 10 ) is detected as a steering command, and an electronic control unit ( 13 ), with which, depending on the detected steering command from the steering wheel ( 10 ) mechanically decoupled actuator ( 15 ) is electrically controllable for adjusting the vehicle wheel steering angle, and that the steering system ( 10 ) a further actuating unit ( 17 ), with which a force-travel control of the steering wheel ( 10 ) is feasible to give the driver a haptic feedback on the steering operation.
DE102014017127.2A 2014-11-19 2014-11-19 Steering device for a two-lane vehicle Active DE102014017127B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014017127.2A DE102014017127B4 (en) 2014-11-19 2014-11-19 Steering device for a two-lane vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014017127.2A DE102014017127B4 (en) 2014-11-19 2014-11-19 Steering device for a two-lane vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014017127A1 true DE102014017127A1 (en) 2016-05-19
DE102014017127B4 DE102014017127B4 (en) 2018-08-16

Family

ID=55854935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014017127.2A Active DE102014017127B4 (en) 2014-11-19 2014-11-19 Steering device for a two-lane vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014017127B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019101380A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-31 Robert Bosch Gmbh Method for operating a steering system of a motor vehicle, and steering system
DE102019208137B3 (en) * 2019-06-05 2020-10-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Setting a vehicle steering angle in a vehicle steering system, taking dynamic variables into account
WO2022152417A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 Zf Friedrichshafen Ag Method and control apparatus for operating an actuator of a steer-by-wire steering system of a motor vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10109085A1 (en) 2001-02-24 2002-09-12 Zf Lenksysteme Gmbh Method and computer program for operating a vehicle steering, control and / or regulating device for vehicle steering and vehicle steering
DE10329278A1 (en) 2003-06-30 2005-01-27 Daimlerchrysler Ag Stabilizer, vehicle equipped with it and stabilization method
DE10351162A1 (en) 2003-11-03 2005-06-09 Jungheinrich Ag Device for an electro-hydraulic or electric steering of a truck
DE102006036744A1 (en) 2006-08-05 2008-02-07 Zf Lenksysteme Gmbh Steering system controlling method for motor vehicle, involves representing short-term target wheel steering angle as function of vehicle speed and computing final target wheel steering angle from target actual deviation
DE102012022900A1 (en) 2012-11-23 2014-05-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for setting software end stop steering system of motor vehicle during driving operation, involves enabling oversteering software end stop, when predetermined vehicle conditions are met

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10109085A1 (en) 2001-02-24 2002-09-12 Zf Lenksysteme Gmbh Method and computer program for operating a vehicle steering, control and / or regulating device for vehicle steering and vehicle steering
DE10329278A1 (en) 2003-06-30 2005-01-27 Daimlerchrysler Ag Stabilizer, vehicle equipped with it and stabilization method
DE10351162A1 (en) 2003-11-03 2005-06-09 Jungheinrich Ag Device for an electro-hydraulic or electric steering of a truck
DE102006036744A1 (en) 2006-08-05 2008-02-07 Zf Lenksysteme Gmbh Steering system controlling method for motor vehicle, involves representing short-term target wheel steering angle as function of vehicle speed and computing final target wheel steering angle from target actual deviation
DE102012022900A1 (en) 2012-11-23 2014-05-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for setting software end stop steering system of motor vehicle during driving operation, involves enabling oversteering software end stop, when predetermined vehicle conditions are met

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019101380A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-31 Robert Bosch Gmbh Method for operating a steering system of a motor vehicle, and steering system
DE102019208137B3 (en) * 2019-06-05 2020-10-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Setting a vehicle steering angle in a vehicle steering system, taking dynamic variables into account
WO2022152417A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 Zf Friedrichshafen Ag Method and control apparatus for operating an actuator of a steer-by-wire steering system of a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014017127B4 (en) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009019365B4 (en) System and method for interfacing a torque vectoring differential with a stability control system
DE102019104392B4 (en) Motor vehicle with driven wheels on several axles and method for its control
WO1993008063A1 (en) Assisted steering system for non-trackbound vehicles
DE102016121632A1 (en) Method for at least semi-autonomous parking of a motor vehicle in a parking space, driver assistance system and motor vehicle
WO2011131320A1 (en) Device for operating a drive unit of a motor vehicle
DE102019104391A1 (en) Motor vehicle and method for its control
DE102010012153A1 (en) Vehicle with at least two Einzelradantriebseinheit
DE102006059921A1 (en) Method for influencing the movement of a land vehicle and device directed thereon
DE102015009241B4 (en) Motor vehicle and method for operating a motor vehicle guidance system
DE102014017127B4 (en) Steering device for a two-lane vehicle
WO2009037147A1 (en) Method to implement a steering process in a motor vehicle
DE102014224970A1 (en) Steering drive and steering system for a vehicle
DE102014203026A1 (en) Vehicle dynamics control system in a motor vehicle with at least one electronic control unit and with an electric-regenerative drive system
DE102015005020A1 (en) Steering device for a two-lane vehicle
WO2014040781A1 (en) Method for operating a vehicle driven by an electric motor
DE102006059075A1 (en) Vehicle steering system
DE102021212197B3 (en) Steer-by-wire steering system and method of operating a steer-by-wire steering system
DE102019204565A1 (en) Method of maneuvering a vehicle
DE102010055223A1 (en) Differential limiting control apparatus for hybrid vehicle, has electric motor that is controlled to become limiting secondary drive-shaft driving torque while controlling internal combustion engine to become main-drive-shaft driving torque
DE102009029459A1 (en) Method for adjusting drive moment in vehicle, involves guiding drive moment of front and rear axles of vehicle, and arranging drive motor as electric motor
EP1990254B1 (en) Method for operating an automobile steering system with an electric motor
DE102016210126A1 (en) Method for controlling a vehicle and vehicle for implementing the method
DE102015219443A1 (en) Vehicle power steering system with electromotive torque assistance
DE102015211840A1 (en) Method and device for detecting a fault condition of an electromechanical steering actuator
DE102012219539A1 (en) Method for controlling electric servo-assisted steering device for vehicles, involves providing control information by active and dynamic control unit, and supplying control information to steering device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final