DE102014218509A1 - Aktiver Lenkmomentausgleich bei negativem Antriebsmoment für Hybrid- und Elektrofahrzeuge - Google Patents

Abstract

Ein System und Verfahren zum Ausgleich von Antriebseinflüssen eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug einen Traktionsmotor und eine Servolenkung mit einem Servomotor, der zur Bereitstellung von Drehmoment für eine Fahrzeuglenkungszahnstange konfiguriert ist, aufweist, umfassen Ansteuern des Servomotors zum Anlegen eines Ausgleichsmoments an die Fahrzeuglenkungszahnstange. Das Ausgleichsmoment wird als Reaktion auf einen durch ein Nutzbremsmoment verursachten prädiktiven Antriebseinfluss angelegt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zum Ausgleich von Antriebseinflüssen eines Antriebsstrangs eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs auf sein Lenksystem, wobei das Fahrzeug eine elektrische Servolenkung hat. Ein im Kraftfahrzeug integriertes und permanent aktiviertes Antriebsstrangsimulationsmodell wird zur Bestimmung von Störgrößen von Motor- und Nutzbremsverhalten verwendet, so dass ein Ausgleichsmoment, das den Störgrößen entgegenwirkt, für die Servolenkung erzeugt wird.
• Fahrzeuge, die einen Traktionsmotor für den Antrieb verwenden ("Elektrofahrzeuge" als Sammelbegriff, einschließlich Plug-In-Elektro- und -Hybridelektrofahrzeuge) können Nutzbremsung ausnutzen. Bei Nutzbremsung wird durch eine direkt auf das Kraftübertragungssystem wirkende kontrollierte Last ein Drehmoment beaufschlagt, das der Bewegungsrichtung entgegenwirkt und kinematische Energie in potenzielle Energie umwandelt. Im Allgemeinen ist der Mechanismus für Nutzbremsung ein Traktionsmotor in Verbindung mit einer Batterie, obgleich auch andere Implementierungen, die ein negatives Drehmoment an die Räder anlegen und die erzeugte Energie speichern können, möglich sind.
• Bei starker Beschleunigung eines Fahrzeugs kann beobachtet werden, dass Kraftfahrzeuge mit angetriebener Vorderachse infolge der Motorkräfte Lenkeinflüsse erfahren. Ähnliche Lenkeinflüsse mit einer entgegengesetzten Richtung lassen sich beobachten, wenn ein Motor in einem Elektrofahrzeug Nutzbremsmoment an die angetriebenen Räder des Fahrzeugs anlegt. Konventionsgemäß beaufschlagen Motorkräfte das Fahrzeuglenksystem mit positiven Drehmomenteinflüssen, und Nutzbremsen beaufschlagt das Fahrzeuglenksystem mit negativen Drehmomenteinflüssen. Zusammen können die positiven und negativen Drehmomenteinflüsse auch als Antriebs- oder Antriebsmomenteinflüsse bezeichnet werden. Der Fahrer des Fahrzeugs muss aktiv eingreifen, um der erzeugten Lenkkraftdifferenz entgegenzuwirken und die gewählte Spur zu halten. Ursachen für diese Lenkeinflüsse umfassen sekundäre Momente aus den äußeren Gleichlaufgelenken der Antriebswellen, falls auf beiden Seiten des Fahrzeugs unterschiedliche Knickwinkel vorliegen; sowie unsymmetrische Antriebskräfte, die aus der Reibung in dem Differentialgetriebe, einem selbst oder geregelt sperrenden Differentialgetriebe oder aus Trägheitskräften resultieren. Des Weiteren kommen starke Einflüsse aus den Geometrieverhältnissen der angetriebenen Vorderräder zur Straßenoberfläche, wodurch sich der Kraftangriffspunkt der Reifenkraft verschiebt.
• Antriebseinflüsse, einschließlich Motoreinflüsse und Nutzbremseinflüsse, könnten sich möglicherweise derart nachteilig auf ein Lenkgefühl des Fahrers des Fahrzeugs auswirken, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs dies als eine unzumutbare Belästigung bei der normalen Bedienung des Kraftfahrzeugs ansieht. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb, aber auch bei Fahrzeugen mit Allradantrieb, treten starke Beeinflussungen des Lenkgefühls durch die Antriebskräfte des Motors auf. Diese Einflüsse sind bauartbedingt und hängen in ihrer Intensität stark von der Vorderachskonstruktion, externen Einflüssen und dem Leistungsvermögen des Antriebsstrangs ab. Da diese wahrgenommenen Änderungen des Lenkmoments nicht der natürlichen Rückmeldung des Fahrzeugs auf eine spezielle Situation entsprechen, werden sie von dem Fahrer als eine Störung wahrgenommen.
• Ein System und ein Verfahren zum Ausgleich von Antriebseinflüssen eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug einen Traktionsmotor und eine Servolenkung mit einem Servomotor, der zur Bereitstellung von Drehmoment für eine Fahrzeuglenkungszahnstange konfiguriert ist, aufweist, umfassen Ansteuern des Servomotors zum Anlegen eines Ausgleichsmoments an die Fahrzeuglenkungszahnstange. Das Ausgleichsmoment wird als Reaktion darauf angelegt, dass eine Lenkungszahnstangendifferenzhöhe aufgrund eines Nutzbremsereignisses einen zugehörigen Schwellenwert übersteigt.
• Bei einigen Ausführungsformen erfolgt das Ansteuern des Servomotors ferner als Reaktion auf ein Fahrzeugverhaltensmodell. Das Fahrzeugverhaltensmodell kann auf Größen, darunter dem Nutzbremsmoment, der Raddrehzahl, der Lenkungszahnstangenkraft und dem Lenkradwinkel, basieren. Bei einigen Ausführungsformen wird der Servomotor dazu angesteuert, ein Drehmoment mit einer Höhe zum Ausgleichen der Differenz zwischen einer berechneten Sollkraft an der Fahrzeuglenkungszahnstange und einer gemessenen Kraft an der Fahrzeuglenkungszahnstange anzulegen. Bei einigen Ausführungsformen ist der zugehörige Schwellenwert ein erster vorbestimmter Schwellenwert, und das Ansteuern erfolgt ferner als Reaktion darauf, dass eine Antriebsmomenthöhe einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und eine Fahrzeugbeschleunigungshöhe einen dritten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Verschiedene Ausführungsformen umfassen weiterhin Ansteuern des Servomotors zum Anlegen eines zweiten Ausgleichsmoments an die Fahrzeuglenkungszahnstange als Reaktion darauf, dass die Lenkungszahnstangendifferenzhöhe aufgrund eines Motorbeschleunigungsereignisses einen zweiten zugehörigen Schwellenwert übersteigt.
• Ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Servolenkung, die dazu konfiguriert ist, Drehmoment für eine Fahrzeuglenkungszahnstange bereitzustellen. Weiterhin enthält das Fahrzeug einen Motor, der dazu konfiguriert ist, Nutzbremsmoment an angetriebene Fahrzeugräder anzulegen. Darüber hinaus enthält das Fahrzeug ein Steuergerät, das dazu konfiguriert ist, die Servolenkung dazu anzusteuern, als Reaktion darauf, dass eine Lenkungszahnstangendifferenzhöhe aufgrund eines Nutzbremsereignisses einen zugehörigen Schwellenwert übersteigt, ein Ausgleichsmoment bereitzustellen.
• Bei einigen Ausführungsformen ist das Steuergerät ferner dazu konfiguriert, das Fahrzeugverhalten basierend auf Größen, einschließlich des Nutzbremsmoments, der Raddrehzahl, der Lenkungszahnstangenkraft und des Lenkwinkels, zu modellieren. Bei einigen Ausführungsformen ist das Steuergerät dazu konfiguriert, die Servolenkung dazu anzusteuern, ein Ausgleichsmoment mit einer Höhe zum Ausgleichen der Differenz zwischen einer berechneten Sollkraft an der Fahrzeuglenkungszahnstange und einer gemessenen Kraft an der Fahrzeuglenkungszahnstange anzulegen. Bei anderen Ausführungsformen ist der zugehörige Schwellenwert ein erster vorbestimmter Schwellenwert, und das Steuergerät ist ferner dazu konfiguriert, die Servolenkung dazu anzusteuern, als Reaktion darauf, dass eine Fahrzeugbeschleunigungshöhe einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und eine Antriebsmomenthöhe einen dritten Schwellenwert übersteigt, ein Ausgleichsmoment bereitzustellen. Bei anderen Ausführungsformen ist das Steuergerät ferner dazu konfiguriert, als Reaktion darauf, dass die Antriebsmomenthöhe aufgrund eines Motorbeschleunigungsereignisses einen zweiten zugehörigen Schwellenwert übersteigt, ein zweites Ausgleichsmoment bereitzustellen.
• Ein Verfahren zur Steuerung einer Servolenkung in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug einen Traktionsmotor hat, gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst Ansteuern der Servolenkung zur Bereitstellung eines ersten Ausgleichsmoments als Reaktion darauf, dass ein Antriebsmoment einen ersten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und eine Höhe einer Lenkungszahnstangenkraftdifferenz einen zweiten Schwellenwert übersteigt. Darüber hinaus umfasst das Verfahren Ansteuern der Servolenkung zur Bereitstellung eines zweiten Ausgleichsmoments als Reaktion darauf, dass das Antriebsmoment unter einen dritten vorbestimmten Schwellenwert fällt und die Höhe der Lenkungszahnstangenkraftdifferenz einen vierten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Die Lenkungszahnstangenkraftdifferenz ist die Differenz zwischen einer berechneten Solllenkungszahnstangenkraft und einer gemessenen Lenkungszahnstangenkraft, und der dritte Schwellenwert ist kleiner als der erste Schwellenwert.
• Bei einigen Ausführungsformen erfolgt das Ansteuern der Servolenkung zur Bereitstellung des ersten Ausgleichsmoments ferner als Reaktion darauf, dass eine Fahrzeugbeschleunigung einen fünften vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und eine Fahrzeuggeschwindigkeit einen sechsten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Bei solch einer Ausführungsform erfolgt das Ansteuern der Servolenkung zur Bereitstellung des zweiten Ausgleichsmoments ferner als Reaktion darauf, dass die Fahrzeugbeschleunigung unter einen siebten vorbestimmten Schwellenwert fällt. Der siebte Schwellenwert ist kleiner als der fünfte Schwellenwert.
• Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung können zahlreiche Vorteile bieten. Zum Beispiel stellt die vorliegende Erfindung Systeme und Verfahren zum Ausgleichen von durch Nutzbremsmoment verursachten unerwünschten Antriebseinflüssen bereit. Darüber hinaus können solche Systeme und Verfahren solche unerwünschten Antriebseinflüsse von der Wahrnehmung eines Fahrers fernhalten, ohne erwünschte Rückkopplung durch Kontakt zwischen den angetriebenen Fahrzeugrädern und der Straße zu eliminieren.
• Die obigen und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht hervor.
• Die Figuren zeigen:
• 1 ist eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs, das eine elektrische Zahnstangen-Servolenkung enthält,
• 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Operation darstellt, die eine Lenkkraftdifferenz aus Motor- oder Nutzbremskräften berechnet,
• 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Operation darstellt, die eine Sollkraft an einer Zahnstange berechnet,
• 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Operation darstellt, die einen Gewichtungswert für eine synthetische Sollzahnstangenkraft berechnet.
• 5 ist ein Blockdiagramm, das die Einbeziehung der berechneten Lenkkraftdifferenz, der Sollkraft an der Zahnstange und des Gewichtungswerts der synthetischen Sollkraft in der Servolenkungsunterstützung zeigt.
• 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Steuerung einer Servolenkung zum Ausgleich von positiven oder negativen Antriebseinflüssen darstellt, und
• 7 ist ein Flussdiagramm, das eine andere Ausführungsform eines Verfahrens zur Steuerung einer Servolenkung zum Ausgleich von positiven oder negativen Antriebseinflüssen darstellt.
• Wie erforderlich, werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart, es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Ausführungsformen zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen daher nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einzusetzen.
• Eine elektrische Fahrzeugservolenkung (EPAS – electric power steering system) verwendet einen Mikroprozessor und kann deshalb ein bestimmtes" smartes" Betriebsniveau erreichen. Dieses "smarte" Betriebsniveau ermöglicht es, die Lenkeigenschaften des Kraftfahrzeugs den Anforderungen und Betriebsbedingungen des Fahrzeugs bzw. den Wünschen des Fahrers anzupassen, oder den Störungen aktiv entgegenzuwirken.
• Unter Bezugnahme auf 1 wird eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs 2 gezeigt. Das Elektrofahrzeug 2 enthält ein Zahnstangenlenksystem mit einem EPAS (das allgemein als Lenksystem bezeichnet werden kann). Ein Fahrer kann ein Lenkradhandmoment M_hand anlegen, das mittels eines geeigneten Getriebes 4 in eine Zahnstangenkraft umgesetzt werden kann. Eine Zahnstange 6 stützt sich über Spurstangen 8 an Schwenklagern ab und kontrolliert damit die Drehung der Räder um eine virtuelle Lenkachse 10. Die Spurstangen 8 leiten ein Radlenkmoment M_rad aus dem Reifen/Fahrbahnkontakt in das Lenksystem ein. Ein Servomotor 12 wirkt auf die Zahnstange 6, um ein unterstützendes Lenkmoment M_servo anzulegen. Ein Steuergerät 14 steuert den Servomotor 12 an, um als Reaktion auf verschiedene Eingaben M_servo für die Zahnstange 6 bereitzustellen. Im quasistatischen Fall gleicht das Lenkradhandmoment M_hand in Summe mit dem unterstützenden Servomoment M_servo die Momente der Räder um die virtuelle Lenkachse M_rad aus. Das Elektrofahrzeug 2 enthält auch einen Elektromotor 15, der zur Bereitstellung von Drehmoment für die angetriebenen Räder des Fahrzeugs konfiguriert ist.
• Die Zahnstangenkraft F_ZS ist eine Funktion von Lenkradhandmoment M_hand, Unterstützungsmoment des Servomotors M_servo, Trägheit und Reibung. F_ZS und andere Kraftgrößen können durch Auswertung von Größen, einschließlich des Antriebsmoments des Motors, des Nutzbremsmoments und des Lenkmoments oder der Lenkkraft, gemessen werden. Verschiedene (nicht dargestellte) Sensoren können diese Größen überwachen und liefern dem Steuergerät 14 direkte oder indirekte Eingaben.
• Im Allgemeinen können Radlenkmomente M_rad in jene unterteilt werden, die durch Kräfte im Reifenlatschbereich verursacht werden, und jene, die sich aus Antriebskräften ergeben, die in der Projektion des Reifenlatschbereichs auf die Drehachse des Rads wirken.
• Diese Kräfte erzeugen ein Lenkmoment um die virtuelle Lenkachse, in jedem Fall mit dem entsprechenden Hebelarm. Zur Erhöhung der Fahrerzufriedenheit sollten nur die Kräfte im Reifenlatschbereich im Lenkradhandmoment wahrgenommen werden. Kurz gesagt, asymmetrische Antriebskräfte sollten vorhergesagt werden, und ihre Auswirkung auf das Lenksystem durch den Servomotor sollte eliminiert werden.
• Die Verteilung der Antriebskräfte und Nutzbremskräfte zwischen den Rädern wird anhand von zur Verfügung stehenden Größen (in der Regel vom CAN-Bus erhältlich), einschließlich Motormoment, Motordrehzahl, Nutzbremsmoment und Raddrehzahlen der angetriebenen und gelenkten Räder, berechnet. Bei Kenntnis der konstruktiv bedingten geometrischen und kinematischen Verhältnisse kann unter Berücksichtigung des Lenkradwinkels der Einfluss der Motorkräfte und der Nutzbremskräfte auf die Radlenkmomente und damit auf die Zahnstange bestimmt werden.
• 2 zeigt den bevorzugten Signalfluss.
• Das Antriebsmotormoment 16, die Antriebsmotordrehzahl 18, die mittlere Antriebsraddrehzahl 24 und das Nutzbremsmoment 32 werden der Drehmomentberechnung 26 zugeleitet. Die Drehmomentberechnung 26 berechnet ein Antriebsachsmoment 30. Das Antriebsachsmoment 30 ist ein vorzeichenbehafteter Wert. Mit anderen Worten, das Achsmoment 30 kann positiv sein, wenn es vom Motormoment beherrscht wird, oder negativ sein, wenn es vom Nutzbremsmoment beherrscht wird. Das Antriebsachsmoment 30 wird dem Modell 28 zugeleitet. Das Modell 28 entspricht dem permanent aktivierten Simulationsmodell des Antriebsstrangs. Dem Modell 28 werden auch jeweils die Antriebsraddrehzahl 20 und 22 zugeleitet. Das Modell 28 erzeugt die Radantriebskraft links und rechts 34 bzw. 36, welche dem Modell 40 zugeleitet werden. Dem Modell 40 wird auch der Lenkradwinkel 38 zugeleitet. In dem Modell 40 wird die Lenkkraftdifferenz 42 erzeugt. Mit der Kenntnis dieser beispielhaften Einflüsse werden die störenden Lenkmomente auf Grund der Motorkräfte und Nutzbremskräfte durch den Servomotor abgestützt und sind für den Fahrer im Lenkradhandmoment nicht spürbar.
• Neben dem allgemeinen Fall kann es für bestimmte Betriebspunkte und Konfigurationen zutreffen, dass die Berechnungen im Modell Differenzialgetriebe/Antriebswelle 28 des in 2 dargestellten Blockdiagramms nicht zuverlässig sind. Dies gilt insbesondere für kleine Differenzen der Raddrehzahlen 20 und 22. In diesem Fall werden die Radantriebskräfte links und rechts als gleich groß angenommen.
• Weiterhin können im Kontakt Reifen/Fahrbahn geometrische Unregelmäßigkeiten, wie zum Beispiel Spurrillen, auftreten, die mathematisch nicht vorhersehbare Einflüsse auf das Lenkmoment haben. Für diese Fälle wird im entwickelten Algorithmus aus verfügbaren Größen (üblicherweise CAN-Bus) eine Sollkraft an der Zahnstange errechnet, siehe dazu auch 3.
• Die Fahrzeuggeschwindigkeit 44, die Querbeschleunigung 46, die Gierrate 48 und die Lenkradgeschwindigkeit 50 werden dem Sollwertberechnungsmittel 52 zugeleitet, das die Sollkraft 54 für die Zahnstange berechnet. Hierzu wird ein Kennfeld aus Fahrzeugdaten entwickelt, das in den Block 52 eingegeben wird. Ersatzweise kann die Sollkraft an der Zahnstange statt aus diesem Kennfeld auch aus geeigneten mathematischen Gleichungen mit den gleichen Eingabegrößen gebildet werden. Statt der Gierrate kann auch die Gierbeschleunigung als Eingangsgröße dienen.
• Weicht jetzt die Sollkraft an der Zahnstange von der um die Lenkkraftdifferenz korrigierten wirklich auftretenden Kraft ab und sind weitere Voraussetzungen, wie beispielsweise hohes Achsantriebsmoment oder geringe Differenzdrehzahl der Antriebsräder bei Kurvenfahrt, in der Fahrsituation gegeben, wird diese Sollkraft mit in die Berechnung des Ausgleichsmoments einbezogen. Die Servounterstützung legt dann ein Lenkradausgleichsmoment entsprechend einer Zahnstangenkraft zwischen der Sollkraft und der wirklich auftretenden Kraft an.
• Das vom Fahrer spürbare Lenkradhandmoment beruht grundsätzlich auf der Zahnstangenkraft, unabhängig davon, ob die Servounterstützung durch die Zahnstangenkraft aus einem Beobachtermodell, aus einem Drehmomentsensor in der Lenksäule oder durch ein anderes Verfahren berechnet wird. Vorzugsweise wird davon ausgegangen, dass die Servounterstützung anhand der Zahnstangenkraft aus einem Beobachtermodell generiert wird. Für andere Fälle sind Schnittstellen entsprechend anzupassen.
• Auf 4 Bezug nehmend, wird eine Vermittlerfunktion 58 dargestellt, um einen fließenden Übergang zwischen einem der Sollzahnstangenkraft 54 entsprechenden Lenkradhandmoment, einer um die Lenkkraftdifferenz korrigierten wirklichen Zahnstangenkraft 56 oder einem Zwischenwert bereitzustellen. Diese Vermittlerfunktion 58 gibt einen Gewichtungswert 60, der zwischen 0 und 1 variiert, aus. Der Gewichtungswert 60 kann dazu verwendet werden, einen Zahnstangenkraftkorrekturfaktor zu modifizieren, wie unten in Zusammenhang mit 5 beschrieben wird. Ein Gewichtungswert 60 von gleich 0 entspricht, dass keine Zahnstangenkraftkorrektur angelegt ist, und ein Gewichtungswert 60 von gleich 1 entspricht einem vollständig synthetisch erzeugten Lenkradhandmoment, das keine Rückmeldung des Reifen/Fahrbahn-Kontakts zulässt, aber auch keine Störeinflüsse aufweist.
• Bei einer Ausführungsform ist die Vermittlerfunktion 58 so abgestimmt, dass sie allgemein einen Gewichtungswert 60 von 0 im Sinne einer genauen Rückmeldung der Kontaktverhältnisse zwischen Reifen und Fahrbahn ausgibt. Die Vermittlerfunktion 58 erhöht den Gewichtungswert 60 nur in den Fällen, in denen mit störenden Lenkeinflüssen aus Antriebskräften gerechnet werden muss und die wirkliche Zahnstangenkraft von der Sollkraft abweicht. In solchen Situationen erhöht die Vermittlerfunktion 58 den Gewichtungswert 60 progressiv zur Abweichung. Im Allgemeinen gilt, dass mit steigendem Antriebsachsmoment oder Nutzbremsmoment die Wahrscheinlichkeit von Antriebseinflüssen auf die Lenkung größer wird und deshalb der Gewichtungswert mehr zur synthetischen Sollkraft verschoben wird. Mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit ist der Gewichtungswert wiederum der wirklichen Zahnstangenkraft anzunähern, gleiches gilt für hohe Querbeschleunigung. Sind Lenkradwinkel und Querbeschleunigung im Vorzeichen entgegengerichtet, kann man von Gegenlenken und damit einem hochdynamischen Fahrmanöver ausgehen. In diesem Fall ist im Sinne der Rückmeldung die tatsächliche Zahnstangenkraft weiterzugeben.
• Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird ein Schemadiagramm gezeigt, das die Berechnung des Ausgleichsmoments zeigt. Das Lenkradhandmoment 64 und das EPAS-Servomoment 66 werden dem Block 68 zugeleitet, in dem die wirkliche Zahnstangenkraft 56 berechnet wird. Die wirkliche Zahnstangenkraft 56 wird bei Operation 70 von der Sollzahnstangenkraft 54 subtrahiert, um die Sollkraftdifferenz 72 auszugeben.
• Die Lenkkraftdifferenz 42, der Gewichtungswert 60 und die Sollkraftdifferenz 72 werden der Zahnstangenkraftkorrekturoperation 62 zugeleitet. Wie oben besprochen, kann der Gewichtungswert 60 von 0, wo keine Korrektur angelegt wird, bis 1, wo volle Korrektur beruhend auf dem synthetischen Sollwert angelegt wird, variieren. Die Korrekturoperation 62 gibt das Ausgleichssignal 74 aus. Das Ausgleichssignal 74 wird dann in ein Ausgleichsmoment 76 umgesetzt. Das Ausgleichsmoment 76 wird durch einen EPAS-Servomotor angelegt. Erneut auf die Operation Bezug nehmend, wird das Ausgleichsmoment 76 bei Operation 78 mit dem vorherigen EPAS-Servomoment 66 summiert.
• Der Übersichtlichkeit halber werden 2 bis 5 getrennt voneinander dargestellt, und die Blockschaltbilder können auch zu einem einzigen kombiniert werden. Die 2 bis 4 zeigen, wie Eingangsgrößen für den Block 62 generiert werden.
• Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, wird ein Flussdiagramm gezeigt, das eine alternative Ausführungsform der Lenksteuerlogik darstellt. Bei Operation 100 wird bestimmt, ob ein aktuelles Antriebsmoment einen vorbestimmten Schwellenwert X1 übersteigt, eine Fahrzeugbeschleunigung einen vorbestimmten Schwellenwert Y1 übersteigt, eine Höhe einer Zahnstangenkraftdifferenz einen vorbestimmten Schwellenwert Z1 übersteigt und eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert Vspd1 übersteigt. Wie oben besprochen, ist das Antriebsmoment eine vorzeichenbehaftete Größe. Konventionsgemäß sind durch Motormoment verursachte Antriebsmomentwirkungen positiv und durch Nutzbremsung verursachte Antriebsmomentwirkungen negativ. Ebenso ist die Beschleunigung eine vorzeichenbehaftete Größe.
• Wenn bestimmt wird, dass alle Bedingungen von Operation 100 erfüllt sind, dann wird bei Block 102 ein Lenkmomenteingriffbeschleunigungsmodus aktiviert. In diesem Modus wird ein Servomotor in einem Fahrzeug-EPAS dahingehend angesteuert, Drehmoment zum Ausgleich der positiven Antriebsmomentwirkungen bereitzustellen.
• Wenn bestimmt wird, dass nicht alle Bedingungen von Operation 100 erfüllt sind, dann geht die Operation zu Operation 104 über. Bei Operation 104 wird bestimmt, ob das aktuelle Antriebsmoment unter einen vorbestimmten Schwellenwert X2 fällt, die Fahrzeugbeschleunigung unter einen vorbestimmten Schwellenwert Y2 fällt und die Höhe der Zahnstangenkraftdifferenz einen vorbestimmten Schwellenwert Z2 übersteigt. Schwellenwert X2 ist kleiner als Schwellenwert X1, und Schwellenwert Y2 ist kleiner als Schwellenwert Y1.
• Wenn bestimmt wird, dass alle Bedingungen von Operation 104 erfüllt sind, dann wird bei Block 106 ein Lenkmomenteingriffverzögerungsmodus aktiviert. In diesem Modus wird ein Servomotor in einem Fahrzeug-EPAS dahingehend angesteuert, Drehmoment zum Ausgleich der negativen Antriebsmomentwirkungen bereitzustellen.
• Wenn bestimmt wird, dass nicht alle der Bedingungen von Operation 104 erfüllt sind, dann endet die Operation bei Block 108.
• Nunmehr auf 7 Bezug nehmend, wird ein Flussdiagramm gezeigt, dass eine andere Ausführungsform der Lenksteuerlogik darstellt. Es wird bestimmt, ob eine Lenkmomenteingriffsfunktion aktiv ist, wie bei Operation 110 dargestellt. Diese Bestimmung erfolgt einschließlich sowohl Beschleunigungs- als auch Verzögerungsmodus. Wenn bestimmt wird, dass der Lenkmomenteingriff nicht aktiv ist, dann endet die Operation, wie bei Block 118 dargestellt. Wenn bestimmt wird, dass der Lenkmomenteingriff aktiv ist, dann wird bestimmt, ob der Lenkmomenteingriffbeschleunigungsmodus aktiv ist, wie bei Operation 112 dargestellt. Wenn ja, dann wird Beschleunigungslenkmodusabstimmung gewählt, wie bei Block 114 dargestellt. Wenn dieser Abstimmungsmodus aktiv ist, dann kann eine Fahrzeugservolenkung dahingehend gesteuert werden, Antriebsmomentwirkungen aufgrund eines Fahrzeugmotors auszugleichen. Dann endet die Operation, wie bei Block 118 dargestellt. Erneut auf Operation 112 Bezug nehmend, wird dann eine Verzögerungslenkmodusabstimmung gewählt, wenn bestimmt wird, dass der Lenkmomenteingriff nicht im Beschleunigungsmodus liegt, wie bei Block 116 dargestellt. Wenn dieser Abstimmungsmodus aktiv ist, kann eine Fahrzeugservolenkung dahingehend gesteuert werden, Antriebsmomentwirkungen aufgrund von Nutzbremsung auszugleichen. Dann endet die Operation, wie bei Block 118 dargestellt.
• Wie anhand der verschiedenen Ausführungsformen ersichtlich, halten bestimmte Systeme und Verfahren durch Nutzbremsmoment verursachte unerwünschte Antriebseinflüsse von der Wahrnehmung eines Fahrers fern, ohne die erwünschte Rückkopplung aus Kontakt zwischen den angetriebenen Fahrzeugrädern und der Straße zu eliminieren.
• Bezugszeichenliste
• Fig. 2

16

Antriebsmotormoment [Nm]

18

Antriebsmotordrehzahl [Nm]

20

Antriebsraddrehzahl links [rad/s]

22

Antriebsraddrehzahl rechts [rad/s]

24

Mittlere Antriebsraddrehzahl von 20 und 22

26

Achsmomentberechnung basierend auf Gesamtgetriebeübersetzungsverhältnis

28

Modell Differenzialgetriebe/Antriebswellen

30

Antriebsachsmoment [Nm]

32

Nutzbremsmoment [Nm]

34

Radantriebskraft links [N]

36

Radantriebskraft rechts [N]

38

Lenkradwinkel [rad]

40

Modell Achskinematik/Lenkkinematik

42

Lenkkraftdifferenz aus Antriebskräften berechnet (Die Bezugszahlen 24, 26, 28 und 40 beziehen sich auf Modellblöcke und ansonsten auf Signale).

Fig. 3

44

Fahrzeuggeschwindigkeit [km/h]

46

Querbeschleunigung [m/s2]

48

Gierrate [rad/s]

50

Lenkradgeschwindigkeit [rad/d]

52

Synthetische Sollberechnung der Zahnstangenkraft-Mehrdimensionales Kennfeld mit Korrekturfunktionen

54

Sollkraft Zahnstange [N]

Claims (5)

1. Verfahren zum Ausgleich von Antriebseinflüssen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, das für Nutzbremsung ausgestattet ist und eine Servolenkung aufweist, die einen Servomotor enthält, der zur Bereitstellung von Drehmoment für eine Fahrzeuglenkungszahnstange konfiguriert ist, umfassend: Ansteuern des Servomotors zum Anlegen eines Ausgleichsmoments an die Fahrzeuglenkungszahnstange als Reaktion darauf, dass eine Lenkungszahnstangendifferenzhöhe aufgrund eines Nutzbremsereignisses einen zugehörigen Schwellenwert übersteigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ansteuern des Servomotors zum Anlegen eines Ausgleichsmoments Ansteuern des Servomotors zum Anlegen eines Drehmoments mit einer Höhe zum Ausgleichen einer Differenz zwischen einer berechneten Sollkraft an der Fahrzeuglenkungszahnstange und einer gemessenen Kraft an der Fahrzeuglenkungszahnstange umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ansteuern des Servomotors ferner als Reaktion auf ein prädiktives Fahrzeugverhaltensmodell basierend mindestens auf Nutzbremsmoment, Raddrehzahl, Lenkungszahnstangenkraft und Lenkradwinkel erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zugehörige Schwellenwert ein erster vorbestimmter Schwellenwert ist und das Ansteuern des Servomotors ferner als Reaktion darauf, dass eine Höhe eines Antriebsmoments einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und eine Höhe einer Fahrzeugbeschleunigung einen dritten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Ansteuern des Servomotors zum Anlegen eines zweiten Ausgleichsmoments an die Fahrzeuglenkungszahnstange als Reaktion darauf, dass die Lenkungszahnstangendifferenzhöhe aufgrund eines Motorbeschleunigungsereignisses einen zweiten zugehörigen Schwellenwert übersteigt.

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