DE102015005124A1 - A method of controlling a steering actuator of a steering system of a vehicle, steering system and vehicle having such a steering system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Steuerung eines Lenkaktuators eines Lenksystems mit einem Lenkeingabegerät und mit variabler Lenkübersetzung in einem Fahrzeug, wobei zur Ermittlung der gewünschten Lenkbewegung eine auf das Lenkeingabegerät aufgebrachte Lenkeingabe erfasst wird und ein Eingabewert (x) ermittelt wird, in Abhängigkeit von dem ermittelten Eingabewert (x) anhand einer vordefinierten Sollwertkurve (ASoll = f(x)) ein Sollwert (ASoll) ermittelt wird und der Lenkaktuator mit diesem Sollwert (ASoll) zur Einstellung einer Sollgröße (RLW) und damit zur Umsetzung der gewünschten Lenkbewegung angesteuert wird, wobei die Sollwertkurve (ASoll = f(x)), anhand derer der Sollwert (ASoll) ermittelt wird, mit dem der Lenkaktuator angesteuert wird, durch eine Basisfunktion (fBasis(x)) definiert ist, die über den Lenkeingabebereich einer Lenkrichtung (= {xmin ... 0},= {0 ... xmax}) aus wenigstens zwei Basis-Sollkurvensegmentenzusammengesetzt ist, wobei die einzelnen Basis-SollkurvensegmenteParabelsegmente sind und derart tangential ineinander übergehen, dass sich ein harmonischer, polstellenfreier Sollwertkurvenverlauf ergibt. Ferner betrifft die Erfindung ein zur Durchführung des Verfahrens ausgebildetes Lenksystem sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Lenksystem.Method for controlling a steering actuator of a steering system with a steering input device and with variable steering ratio in a vehicle, wherein a steering input applied to the steering input device is detected to determine the desired steering movement and an input value (x) is determined as a function of the determined input value (x) Based on a predefined setpoint curve (ASoll = f (x)) a setpoint (ASoll) is determined and the steering actuator with this setpoint (ASoll) for setting a target value (RLW) and thus to implement the desired steering movement, the setpoint curve (ASoll = f (x)), on the basis of which the desired value (ASoll), with which the steering actuator is controlled, is defined by a basic function (fBasis (x)), which is determined via the steering input range of a steering direction (= {xmin }, = {0 ... xmax}) is composed of at least two base setpoint curve segments, the individual base setpoint curve segments parabolic are tangent and merge into each other so tangential that results in a harmonic, polstellenfreier setpoint curve. Furthermore, the invention relates to a trained for carrying out the method steering system and a vehicle with such a steering system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Lenkaktuators eines Lenksystems mit einem Lenkeingabegerät mit variabler Lenkübersetzung in einem Fahrzeug, vorzugsweise zur Steuerung eines Steer-by-wire-Lenksystems, insbesondere zur Steuerung eines Lenksystems mit einem Joystick als Lenkeingabegerät, wobei das Lenkeingabegerät dazu ausgebildet ist, eine von einem Fahrzeugführer gewünschte Lenkbewegung zu ermitteln und wobei der Lenkaktuator dazu ausgebildet ist, die gewüschte Lenkbewegung umzusetzen, wobei in einem ersten Schritt zur Ermittlung der gewünschten Lenkbewegung eine auf das Lenkeingabegerät aufgebrachte Lenkeingabe erfasst wird und daraus ein Eingabewert ermittelt wird, in einem zweiten Schritt in Abhängigkeit von dem ermittelten Eingabewert anhand einer vordefinierten Sollwertkurve ein Sollwert ermittelt wird und in einem dritten Schritt der Lenkaktuator mit diesem Sollwert zur Einstellung einer Sollgröße und damit zur Umsetzung der gewünschten Lenkbewegung angesteuert wird.The invention relates to a method for controlling a Lenkaktuators a steering system with a steering input device with variable steering ratio in a vehicle, preferably for controlling a steer-by-wire steering system, in particular for controlling a steering system with a joystick as a steering input device, wherein the steering input device is designed to determine a desired by a driver steering movement and wherein the steering actuator is adapted to implement the desired steering movement, wherein in a first step to determine the desired steering movement applied to the steering input device steering input is detected and from an input value is determined in a second Step in dependence on the determined input value based on a predefined setpoint curve a setpoint is determined and in a third step, the steering actuator with this setpoint to set a target size and thus to implement the desired Lenkbe movement is controlled.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Lenksystem mit variabler Lenkübersetzung mit einem Lenkeingabegerät und einem Lenkaktuator sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Lenksystem, insbesondere ein Behindertenfahrzeug, wobei das Lenksystem vorzugsweise ein Steer-by-Wire-Lenksystem ist, insbesondere ein Lenksystem mit einem Joystick als Lenkeingabegerät.Furthermore, the invention relates to a steering system with variable steering ratio with a steering input device and a steering actuator and a vehicle with such a steering system, in particular a disabled vehicle, wherein the steering system is preferably a steer-by-wire steering system, in particular a steering system with a joystick as a steering input device ,
Gattungsgemäße Verfahren sowie entsprechend ausgebildete Lenksysteme sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, auch Steer-by-Wire-Lenksysteme, Lenksysteme mit einem Joystick als Lenkeingabegerät sowie Steer-by-Wire-Systeme mit einem Joystick als Lenkeingabegerät. Steer-by-Wire-Lenksysteme sind dabei grundsätzlich für alle Arten von Fahrzeugen geeignet, d. h. für Luft-, Wasser- und Landfahrzeuge, wobei Steer-by-Wire-Lenksysteme besonders vorteilhaft in Flugzeugen und Baumaschinen eingesetzt werden können. Häufig ist das Lenkeingabegerät dabei auch als Joystick oder Steuerknüppel ausgebildet.Generic methods and appropriately designed steering systems are basically known from the prior art, including steer-by-wire steering systems, steering systems with a joystick as a steering input device and steer-by-wire systems with a joystick as a steering input device. Steer-by-wire steering systems are basically suitable for all types of vehicles, d. H. for air, water and land vehicles, with steer-by-wire steering systems can be used particularly advantageously in aircraft and construction machinery. Often the steering input device is also designed as a joystick or joystick.
Steer-by-Wire-Lenksysteme, insbesondere mit einen Joystick als Lenkeingabegerät, werden außerdem bevorzugt in Behindertenfahrzeugen eingesetzt, d. h. in speziell für behinderte Menschen angepassten Fahrzeugen, wie beispielsweise in elektrischen Rollstühlen oder in speziell an die Bedürfnisse behinderter Menschen angepassten Kraftfahrzeugen, da mittels der By-Wire-Technologie eine besonders einfache Anpassung eines Fahrzeugs an die Bedürfnisse eines körperlich behinderten Fahrzeugführers realisierbar ist. Die Verwendung eines Joysticks als Lenkeingabegerät ist dabei in vielen Fällen von zentraler Bedeutung, da die Menschen, für die derartige Fahrzeuge vorgesehen sind, in der Regel aufgrund ihrer Behinderung nicht in der Lage sind ein herkömmliches Lenkrad zu bedienen.Steer-by-wire steering systems, in particular with a joystick as a steering input device, are also preferably used in disabled vehicles, d. H. in specially adapted for disabled people vehicles, such as electric wheelchairs or in specially adapted to the needs of disabled people vehicles, since by-wire technology, a particularly simple adaptation of a vehicle to the needs of a physically disabled driver is feasible. The use of a joystick as a steering input device is in many cases of central importance, since the people are provided for such vehicles, usually due to their disability are not able to operate a conventional steering wheel.
Gattungsgemäße Lenksysteme bzw. Fahrzeuge mit solchen Lenksystemen weisen dabei häufig eine variable Lenkübersetzung auf, beispielsweise eine geschwindigkeitsabhängige Lenkübersetzung. D. h. die Lenkübersetzung zwischen einer aufgebrachten Lenkeingabe und einer tatsächlich umgesetzten Lenkbewegung ist variabel und nicht konstant, insbesondere unterschiedlich für verschiedene Fahrsituationen und beispielsweise abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit.Generic steering systems or vehicles with such steering systems often have a variable steering ratio, for example, a speed-dependent steering ratio. Ie. the steering ratio between an applied steering input and an actually converted steering movement is variable and not constant, in particular different for different driving situations and, for example, depending on the vehicle speed.
Dabei ist es unter anderem von der Lenkübersetzung an sich, d. h. von dem absoluten Verhältnis von Lenkeingabe zu Lenkbewegung, als auch vom Verlauf der Lenkübersetzung abhängig, ob das Fahrgefühl, das ein Fahrzeugführer beim Fahren eines Fahrzeugs erlebt, als angenehm, insbesondere als sicher und komfortabel, oder als unsicher und unkomfortabel und damit als unangenehm empfunden wird.It is among other things of the steering ratio itself, d. H. Depending on the absolute ratio of steering input to steering movement, as well as the course of the steering ratio depends on whether the driving experience that a driver experienced when driving a vehicle, as comfortable, especially safe and comfortable, or as unsafe and uncomfortable and thus uncomfortable ,
Gemäß der
Aus der
Eine besondere Bedeutung kommt der Lenkübersetzung eines Lenksystems dabei in Behindertenfahrzeugen zu, insbesondere in den Fällen, in denen als Lenkeingabegerät ein Joystick vorgesehen ist. Denn insbesondere die Bedienung eines Joysticks erfordert aufgrund der kurzen Lenkwege gute feinmotorische Fähigkeiten, über welche jedoch gerade körperlich behinderte Menschen häufig aufgrund ihrer Behinderung nicht oder nicht mehr in dem erforderlichen Maß verfügen, so dass die Lenkübersetzung keinesfalls zu direkt sein darf. Zu indirekt darf die Lenkübersetzung jedoch auch nicht gewählt werden, da die Fahrzeugreaktion ansonsten möglicherweise als unangemessen verzögert auf die Lenkeingabe wahrgenommen wird, was die Fahrzeugbeherrschung ebenfalls erschwert.Of particular importance is the steering ratio of a steering system in this case in vehicles for the disabled, especially in those cases in which a joystick is provided as a steering input device. Because in particular the operation of a joystick requires due to the short steering lines good fine motor skills, but about which physically disabled people often due to their disability not or no longer to the required extent, so that the steering ratio may not be too direct. However, the steering ratio may not be chosen too indirectly, since otherwise the vehicle reaction may be perceived as being unreasonably delayed on the steering input, which also makes vehicle control more difficult.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur Steuerung eines Lenkaktuators eines gattungsgemäßen Lenksystems in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems mit einem Joystick als Lenkeingabegerät bereitzustellen, mit dem ein angenehmes Fahrgefühl erreicht werden kann und das insbesondere auch körperbehinderten Menschen ein angenehmes Fahren ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechend ausgebildetes Lenksystem sowie ein entsprechend ausgebildetes Fahrzeug bereitzustellen.Object of the present invention is to provide an alternative method for controlling a steering actuator of a generic steering system in a motor vehicle, preferably for controlling a steer-by-wire steering system with a joystick as a steering input device, with a pleasant driving feeling can be achieved and in particular also allows physically handicapped people a pleasant driving. It is another object of the present invention to provide a suitably designed steering system and a correspondingly designed vehicle.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Lenksystem mit den Merkmalen von Anspruch 17 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 18. Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Selbstverständlich können die lediglich im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmale dabei auch bei einem erfindungsgemäßen Lenksystem und/oder einem erfindungsgemäßen Fahrzeug verwirklicht sein und umgekehrt.This object is achieved by a method having the features of
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwertkurve, anhand derer der Sollwert ermittelt wird mit dem der Lenkaktuator angesteuert wird, von einer aus mehreren Basis-Sollkurvensegmenten zusammengesetzten Basisfunktion abhängt, die über den Lenkeingabebereich einer Lenkrichtung aus wenigstens zwei Basis-Sollkurvensegmenten zusammengesetzt ist, die Parabelsegmente sind und derart tangential ineinander übergehen, dass sich ein harmonischer, polstellenfreier Sollwertkurvenverlauf ergibt.A method according to the invention is characterized in that the setpoint curve, on the basis of which the desired value is determined with which the steering actuator is driven, depends on a base function composed of a plurality of base setpoint curve segments, which is composed of at least two basic setpoint curve segments via the steering input section of a steering direction, are the parabolic segments and so tangentially merge into each other, that results in a harmonic, polstellenfreier setpoint curve.
Um die vom Fahrzeugführer gewünschte Lenkbewegung zu ermitteln, kann wenigstens für eine Lenkrichtung, vorzugsweise für zwei Lenkrinchtungen, insbesondere für zwei entgegengesetzte Lenkrichtungen, eine vom Fahrzeugführer auf das Lenkeingabegerät aufgebrachte Lenkeingabe erfasst werden. Dazu kann das Lenkeingabegerät vorzugsweise entsprechend bewegt werden, besonders bevorzugt korrelierend zu einer gewünschten Lenkbewegung und insbesondere innerhalb eines definierten Lenkeingabebereichs, d. h. beispielsweise maximal bis zu einem linken Anschlag nach links für eine gewünschte Lenkbewegung nach links und maximal bis zu einem rechten Anschlag nach rechts für eine gewünschte Lenkbewegung nach rechts, wobei die Bewegung des Lenkeingabegerätes mittels entsprechender Sensorik erfasst wird. Aus der vom Fahrzeugführer auf das Lenkeingabegerät aufgebrachten und erfassten Lenkeingabe, d. h. vorzugsweise aus der erfassten Bewegung, lässt sich dann der Eingabewert ermitteln, in dessen Abhängigkeit der Sollwert zur Ansteuerung des Lenkaktuators bestimmt werden kann, um die gewüschte Sollgröße, d. h. die gewünschte Lenkbewegung, einzustellen.In order to determine the steering movement desired by the driver, a steering input applied by the vehicle driver to the steering input device can be detected at least for one steering direction, preferably for two steering directions, in particular for two opposite steering directions. For this purpose, the steering input device can preferably be moved accordingly, particularly preferably correlated to a desired steering movement and in particular within a defined steering input range, d. H. for example, up to a left stop to the left for a desired steering movement to the left and a maximum to a right stop to the right for a desired steering movement to the right, wherein the movement of the steering input device is detected by means of appropriate sensors. From the driver's input to the steering input device and detected steering input, d. H. preferably from the detected movement, then the input value can be determined, in dependence of which the set value for controlling the steering actuator can be determined in order to determine the required setpoint value, ie. H. to set the desired steering movement.
Dabei kann das Lenksystem, insbesondere das Lenkeingabegerät, selbstverständlich auch zur Erfassung weiterer Fahrerwünsche ausgebildet sein, wie beispielsweise zur Erfassung einer gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit. D. h. das Lenksystem kann zusätzlich auch zur Erfassung weiterer Fahrereingaben ausgebildet sein, wobei das Lenksystem dazu entweder wenigstens ein zusätzliches Eingabegerät aufweist, und/oder das Lenkeingabegerät des Lenksystems ist derart ausgebildet, dass mit dem Lenkeingabegerät weitere Eingabewerte erfasst werden können.In this case, the steering system, in particular the steering input device, of course, be designed to detect further driver requests, such as for detecting a desired vehicle speed. Ie. the steering system can additionally be designed to record further driver inputs, the steering system either having at least one additional input device for this purpose, and / or the steering input device of the steering system being designed such that further input values can be detected with the steering input device.
Ist das Lenkeingabegerät beispielsweise ein Joystick, ist der Joystick vorzugsweise derart ausgebildet, dass durch ein Bewegen des Joysticks nach links und/oder rechts eine gewünschte Lenkbewegung erfasst werden kann und insbesondere durch ein Bewegen nach oben und/oder unten eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. eine gewünschte Beschleunigung und/oder Verzögerung. Die zugehörige Sollgröße wäre in diesem Fall beispielsweise eine Gaspedalstellung und/oder ein Bremsdruck.If the steering input device is, for example, a joystick, the joystick is preferably designed such that a desired steering movement is detected by moving the joystick to the left and / or right can be and in particular by moving up and / or down a desired vehicle speed or a desired acceleration and / or deceleration. The associated desired size would be in this case, for example, an accelerator pedal position and / or a brake pressure.
Das Lenkeingabegerät ist bevorzugt ein Lenkrad, ein Steuerknüppel, ein Joystick, eine Lenkstange oder ein Lenkschieber, wobei sich die vorgenannten Lenkeingabegeräte vor allen Dingen in der zu ihrer Bedienung, insbesondere in der zum Vorgeben einer gewünschten Lenkbewegung, erforderlichen Bewegung unterscheiden. D. h. je nach Lenkeingabegerät ist eine spezifische Bewegung durch den Fahrzeugführer erforderlich, um die gewünschte Lenkbewegung vorzugeben, d. h. die Lenkeingabe aufzubringen.The steering input device is preferably a steering wheel, a control stick, a joystick, a handlebar or a steering slide, wherein the aforementioned steering input devices differ above all in the required for their operation, in particular in the predetermination of a desired steering movement. Ie. Depending on the steering input device, a specific movement is required by the driver to specify the desired steering movement, d. H. to apply the steering input.
Für Behindertenfahrzeuge haben sich insbesondere Joysticks, sowohl Einhand-Joysticks als auch Zweihand-Joysticks und herkömmliche Lenkräder sowie sogenannte Mini-Lenkräder, insbesondere mit einem Knauf oder dergleichen, als geeignet erwiesen. Je nach Lenkeingabegerät ist der Eingabewert somit bevorzugt ein Lenkweg, ein Lenkwinkel oder eine Kombination daraus. Selbstverständlich sind auch andere, übliche Eingabegeräte als Lenkeingabegerät denkbar.For disabled vehicles in particular joysticks, both one-handed joysticks and two-handed joysticks and conventional steering wheels and so-called mini-steering wheels, in particular with a knob or the like, have proven to be suitable. Depending on the steering input device, the input value is thus preferably a steering path, a steering angle or a combination thereof. Of course, other common input devices as steering input device are conceivable.
Bevorzugt ist der ermittelte Eingabewert, aus dem anhand der vordefinierten Sollwertkurve der Sollwert zur Ansteurung des Lenkaktuators ermittelt wird, dabei eine skalierte Größe, vorzugsweise eine prozentual skalierte Größe, insbesondere bezogen auf den zur Verfügung stehenden Lenkweg des Lenkeingabegerätes, wobei der Eingabewert dabei besonders bevorzugt auf den jeweils für eine Lenkrichtung zur Verfügung stehenden Lenkweg skaliert ist. D. h. bevorzugt gibt der ermittelte Eingabewert den Anteil des zurückgelegten Lenkweges vom gesamten Lenkweg des Lenkeingabegerätes in der jeweiligen Lenkrichtung in Prozent wieder. Zur Unterscheidung der Lenkrichtung ist es vorteilhaft, insbesondere bei nur zwei Lenkrichtungen, beispielsweise rechts und links, einer der Lenkrichtungen ein negatives Vorzeichen zuzuordnen. D. h der Betrag des Eingabewerts kann bevorzugt Werte zwischen 0% und 100% annehmen, wobei der Eingabewert dabei vorzugsweise für jede Lenkrichtung betragsmäßige Werte von 0% bis 100% annehmen kann, d. h. bei zwei Lenkrichtungen insbesondere Werte von –100% bis 0% für die eine Lenkrichtung und 0% bis 100% für die andere Lenkrichtung.Preferably, the determined input value from which the setpoint value for controlling the steering actuator is determined on the basis of the predefined setpoint curve is a scaled variable, preferably a scaled-down variable, in particular based on the available steering path of the steering input device, wherein the input value is particularly preferred is scaled each available for a steering direction steering path. Ie. Preferably, the determined input value represents the proportion of the traveled steering path from the total steering travel of the steering input device in the respective steering direction in percent. To distinguish the steering direction, it is advantageous, in particular with only two steering directions, for example, right and left, one of the steering directions to assign a negative sign. That is, the amount of the input value may preferably assume values between 0% and 100%, wherein the input value may preferably assume values of 0% to 100% for each steering direction, ie. H. in particular, values of -100% to 0% for one steering direction and 0% to 100% for the other steering direction in two steering directions.
Der Lenkaktuator des Lenksystems, der dazu ausgebildet ist, das elektrische Steuersignal mit dem Sollwert, mit welchem er angesteuert wird, in eine mechanische Lenkbewegung umzusetzen und die Sollgröße in Abhängigkeit vom Sollwert einzustellen, weist bevorzugt eine Antriebseinrichtung sowie entsprechende mechanische, kinematisch mit der Antriebseinreichtung gekoppelte Komponenten auf, mit welchen die Lenkbewegung mechanisch umgesetzt werden kann. Besonders bevorzugt werden die mechanischen Komponenten dabei mit Unterstützung der Antriebseinrichtung, d. h. zumindest teilweise mittels der Antriebseinrichtung, oder sogar vollständig durch die Antriebseinrichtung bewegt, um die gewünschte Lenkbewegung auszuführen.The steering actuator of the steering system, which is designed to convert the electrical control signal with the desired value, with which it is controlled, into a mechanical steering movement and adjust the desired value as a function of the desired value, preferably has a drive device and corresponding mechanical, kinematically coupled to the Antriebseinreichtung Components with which the steering movement can be mechanically implemented. Particularly preferred are the mechanical components with the support of the drive device, d. H. at least partially by means of the drive means, or even completely moved by the drive means to perform the desired steering movement.
Bevorzugt ist die Antriebseinrichtung des Lenkaktuators dabei eine elektromechanische Antriebseinrichtung, sie kann aber selbstverständlich auch elektrohydraulisch, rein hydraulisch, pneumatisch oder dergleichen ausgebildet sein. Der Sollwert zur Ansteuerung des Lenkaktuators kann dabei je nach Art des Lenkaktuators bzw. je nach Antriebseinrichtung beispielsweise ein Sollwert für eine elektrische Spannung, einen hydraulischen oder pneumatischen Druck oder eine vergleichbare physikalische Größe sein.In this case, the drive device of the steering actuator is preferably an electromechanical drive device, but it can of course also be designed electrohydraulically, purely hydraulically, pneumatically or the like. Depending on the type of steering actuator or, depending on the drive device, the desired value for controlling the steering actuator can be, for example, a desired value for an electrical voltage, a hydraulic or pneumatic pressure or a comparable physical variable.
Bei den mechanischen Komponenten, welche kinematisch mit der Antriebseinrichtung gekoppelt sind und welche für die Umsetzung der eigentlichen Lenkbewegung bewegt werden, handelt es sich bevorzugt jeweils um die üblicherweise lenkbaren Komponenten eines Fahrzeugs, wobei der Begriff Fahrzeug hierbei nicht einschränkend auf Kraftfahrzeuge zu verstehen ist, sondern sämtliche Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge einschließt, d. h. neben Kraftfahrzeugen auch Baumaschinen, beispielsweise Bagger, Hubschrauber, Flugzeuge und Schiffe, insbesondere Behindertenfahrzeuge auf PKW-Basis, auch elektrische Rollstühle. Die üblichen lenkbaren Komponenten sind dabei im Fall eines Kraftfahrzeugs beispielsweise unter anderem das Lenksgestänge und die lenkbaren Räder einer Achse, bei einem Flugzeug zum Beispiel das Höhen-, Seiten- und/oder Querruder und bei einem Bagger beispielsweise die angetriebenen Achsen und der Baggerarm mit dem daran angeordneten Anbaugerät zum Beispiel eine Baggerschaufel.In the mechanical components which are kinematically coupled to the drive device and which are moved for the implementation of the actual steering movement, it is preferably each of the usually steerable components of a vehicle, the term vehicle is not to be understood as limiting motor vehicles, but includes all land, water and air vehicles, d. H. In addition to motor vehicles and construction equipment, such as excavators, helicopters, aircraft and ships, especially handicapped vehicles based on cars, and electric wheelchairs. The usual steerable components are in the case of a motor vehicle, for example, the steering linkage and the steerable wheels of an axle, in an aircraft, for example, the height, side and / or aileron and an excavator, for example, the driven axles and the excavator with the attached thereto attachment, for example, an excavator bucket.
Die erfindungsgemäße Sollwertkurve bzw. der erfindungsgemäße Sollwertkurvenverlauf gelten dabei vorzugsweise für ein lineares Verhalten von Sollwert zu Sollgröße, d. h. sie gelten bevorzugt für ein lineares Systemverhalten des Lenkaktuators. Bei der Steuerung eines Lenkaktuators mit nichtlinearem Systemverhalten kann es daher erforderlich sein, um den für das gewünschte, angenehme Fahrgefühl erforderlichen Lenkübersetzungsverlauf zu erhalten, die Sollwertkurve mittels einer entsprechenden Korrekturfunktion anzupassen, um die vorhandenen Nichtlinearitäten zu kompensieren.The setpoint curve according to the invention or the setpoint curve course according to the invention preferably apply to a linear behavior of the setpoint to the setpoint, ie. H. they preferably apply to a linear system behavior of the steering actuator. In the control of a steering actuator with non-linear system behavior, it may therefore be necessary to obtain the steering transmission characteristic required for the desired, pleasant driving feel, to adapt the desired value curve by means of a corresponding correction function in order to compensate for the existing nonlinearities.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren dabei zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems ausgebildet, wobei unter einem Steer-by-Wire-Lenksystem im Sinne dieser Anmeldung ein Lenksystem mit einem Lenkeingabegerät und einem Lenkaktuator verstanden wird, bei welchen ein Lenkbefehl von einem Sensor ausschließlich elektrisch zum Lenkaktuator weitergleitet wird. D. h. ein Steer-by-Wire-Lenksystem ist ein Lenksystem, welches charakteristischerweise keine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkeingabegerät und dem Lenkaktuator aufweist, insbesondere kein mechanisches Getriebe zwischen Lenkeingabegerät und Lenkaktuator. The method according to the invention is preferably designed to control a steer-by-wire steering system, wherein a steer-by-wire steering system in the sense of this application is understood to mean a steering system with a steering input device and a steering actuator, in which a steering command from a sensor is only electrically passed on to the steering actuator. Ie. a steer-by-wire steering system is a steering system which characteristically has no mechanical connection between the steering input device and the steering actuator, in particular no mechanical transmission between the steering input device and the steering actuator.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei besonders zur Steuerung eines Lenkaktuators eines Lenksystems mit einem Joystick oder einem Steuerknüppel oder dergleichen geeignet, da mit dem erfindungsgemäßen Sollwertkurvenverlauf ein als sehr angenehm empfundener Lenkübersetzungsverlauf einstellbar ist. Der erfindungsgemäße Sollwertkurvenverlauf ermöglicht auch körperlich behinderten Menschen ein präzises und damit sicheres Lenken, so dass das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zu Steuerung eines Lenkaktuators eines Lenksystems eines Behindertenfahrzeugs geeignet ist.The method according to the invention is particularly suitable for controlling a steering actuator of a steering system with a joystick or a joystick or the like, since a steering transmission characteristic which is perceived as very pleasant can be set with the desired-value curve course according to the invention. The desired value curve course according to the invention also enables physically disabled people precise and therefore safe steering, so that the method according to the invention is particularly suitable for controlling a steering actuator of a steering system of a disabled vehicle.
Durch die tangentialen, harmonischen Übergänge ohne Polstellen ist ein harmonischer Kurvenverlauf der Sollwertkurve und somit auch der Sollgröße sichergestellt. Ein in der Regel als besonders verunsichernd und dadurch unangenehm empfundenes „Springen” der Sollgröße kann dadurch vermieden werden.Due to the tangential, harmonic transitions without poles a harmonic curve of the setpoint curve and thus also the setpoint size is ensured. A usually as a particularly unsettling and thus uncomfortable perceived "jumping" of the target size can be avoided.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Sollwertkurvenverlaufs infolgedessen, auch bei im Vergleich zum Lenkrad nur kurzen zur Verfügung stehenden Lenkwegen, wie beispielsweise bei einem Joystick oder einem Steuerknüppel, ein sehr angenehmes Lenkgefühl, insbesondere ein sehr präzises und damit sicheres Lenkgefühl, erzeugt werden.With the method according to the invention, a very pleasant steering feel, in particular a very precise and thus safe steering feel, can be generated with the help of the setpoint curve characteristic according to the invention, even with only short steering paths compared to the steering wheel, such as a joystick or joystick ,
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens ein Basis-Sollkurvensegment durch eine parametrierbare Funktion beschrieben. Bevorzugt können die Parameter zur Definition des Basis-Sollkurvensegmentes im Lenksystem hinterlegt werden und bei Bedarf angepasst werden. D. h. bevorzugt ist die Sollwertkurve eine sogenannte „bedatbare” Funktion, so dass im Rahmen der möglichen Parametervariationen eine Anpassung des Lenkverhaltens des Fahrzeugs an das gewünschte Lenkverhalten möglich ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise das Lenkverhalten des Fahrzeugs an die jeweiligen Bedürfnisse und Fähigkeiten des Fahrzeugführers angepasst werden, beispielsweise an die speziellen Einschränkungen eines körperbehinderten Fahrzeugführers.In an advantageous embodiment, at least one basic setpoint curve segment is described by a parameterizable function. Preferably, the parameters for defining the base target curve segment can be stored in the steering system and adjusted as needed. Ie. Preferably, the setpoint curve is a so-called "controllable" function, so that an adjustment of the steering behavior of the vehicle to the desired steering behavior is possible within the scope of the possible parameter variations. As a result, the steering behavior of the vehicle can be adapted in a simple manner to the respective needs and abilities of the vehicle driver, for example to the special restrictions of a physically handicapped vehicle driver.
Bei zwei Lenkrichtungen, insbesondere zwei entgegengesetzten Lenkrichtungen, ist die Sollwertkurve bevorzugt durch eine Basisfunktion definiert ist, die über den gesamten Lenkeingabebereich aus wenigstens vier Basis-Sollkurvensegmenten zusammengesetzt ist, wobei vorzugsweise jeder Lenkrichtung wenigstens zwei Basis-Sollkurvensegmente zugeordnet sind, insbesondere symmetrisch um eine Nullposition. D. h. bevorzugt wird der Abschnitt der Sollwertkurve einer Lenkrichtung jeweils durch zwei Basis-Sollkurvensegmente definiert, wobei sich die Nullposition besonders bevorzugt in der Mitte vom gesamten Lenkbereich befindet und die Lenkbereich der einzelnen Lenkrichtungen insbesondere gleich groß sind.In two steering directions, in particular two opposite steering directions, the desired value curve is preferably defined by a basic function, which is composed over the entire steering input range of at least four basic setpoint curve segments, preferably each steering direction at least two base setpoint curve segments are assigned, in particular symmetrically about a zero position , Ie. Preferably, the portion of the setpoint curve of a steering direction is defined in each case by two base setpoint curve segments, wherein the zero position is particularly preferably located in the middle of the entire steering range and the steering range of the individual steering directions are in particular equal.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Sollwertkurve ASoll = f(x) punktsymmetrisch zum Symmetriepunkt (x = 0; ASoll = f(x = 0)). Dadurch kann bei zwei Lenkrichtungen ein symmetrisches Lenkverhalten in beide Lenkrichtungen erreicht werden.In a preferred embodiment of a method according to the invention, the setpoint curve A setpoint = f (x) is point-symmetrical with respect to the point of symmetry (x = 0, A setpoint = f (x = 0)). As a result, symmetrical steering behavior in both steering directions can be achieved with two steering directions.
Besonders bevorzugt ist die Basisfunktion dabei aus wenigstens vier Parabelsegmenten, insbesondere aus vier Parabelsegmenten zweiter Ordnung, zusammengesetzt, wobei die Sollwertkurve, beginnend von einem kleinstmöglichen, d. h. minimalen, Eingabewert in Richtung eines größtmöglichen, d. h. maximalen Eingabewertes, im dritten Quadranten aus einem ersten, nach oben geöffneten Parabelsegment und einem sich daran anschließenden, zweiten, nach unten geöffneten Parabelsegment zusammengesetzt ist und im ersten Quadranten aus einem dritten, nach oben geöffneten Parabelsegment und einem sich daran anschließenden, vierten, nach unten geöffneten Parabelsegment.The basic function is particularly preferably composed of at least four parabolic segments, in particular of four parabolic segments of the second order, wherein the setpoint curve, starting from a smallest possible, d. H. minimal, input value towards the greatest possible, d. H. maximum input value, in the third quadrant of a first, upwardly open parabolic segment and an adjoining, second, downwardly open parabolic segment is composed and in the first quadrant of a third, upwardly open parabolic segment and an adjoining, fourth, down opened parabolic segment.
Grundsätzlich besteht die Gefahr, dass durch die Bewegung des Fahrzeugs, beispielsweise durch Stöße beim Durchfahren von Schlaglöchern oder dergleichen, auftretende Fahrzeugbeschleunigungen, insbesondere auftretende Querbeschleunigungen, zu einer unerwünschten, insbesondere mitkoppelnden Lenkbewegung führen. Da sich derartige, störende Fahrzeugbeschleunigungen besonders um die Nulllage auswirken, wird bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lenksystemen die Lenkübersetzung um die Nulllage bzw. eine Mittellage, insbesondere bei hohen Fahrzeuggeschwindgkeiten, häufig eher indirekt gewählt mit einem flachen Ansteig bei zunehmender Lenkeingabe. Dies erfordert jedoch in der Regel, um mit dem zur Verfügung stehenden Lenkweg einen Stellbereich des Lenkaktuators und damit einen Stellbereich der Sollgröße vollständig ausnutzen zu können, bei größeren Lenkeingabewerten zum Ausgleich eine direktere Lenkübersetzung, d. h einen steileren Anstieg des Lenkübersetzungsverlaufs. Dies führt jedoch dazu, dass in einem Bereich größerer Lenkeingabewerte bereits kleine Lenkbewegungen eine starke Änderung des Sollwertes und damit der Sollgröße bewirken. D. h. die direkte Lenkübersetzung bei größeren Eingabewerten, welche zum Ausgleich der indirekten Übersetzung der Nulllage erforderlich ist, wenn der gesamte Stellbereich der Sollgröße ausgenutzt werden soll, führt dazu, dass im Bereich größerer Eingabewerte bereits kleine Lenkbewegungen eine deutliche Fahrzeugreaktion hervorrufen. Diese führt jedoch häufig zu einer Verunsicherung des Fahrers und erschwert ein präzises Lenken des Fahrzeugs, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten in engeren Kurven, wie z. B. in Kreisverkehren etc.. und erzeugt ein unangenehmes Fahrgefühl.In principle, there is the danger that vehicle accelerations occurring due to the movement of the vehicle, for example due to impacts when driving through potholes or the like, and in particular occurring lateral accelerations, lead to an undesired steering movement, in particular coupled with it. Since such, disturbing vehicle accelerations particularly affect the zero position, in the steering systems known from the prior art, the steering ratio to the zero position or a central position, especially at high Fahrzeuggeschwindgkeiten, often rather indirectly chosen with a flat rise with increasing steering input. However, this usually requires to be available with the standing Steering a position range of the steering actuator and thus to be able to fully exploit an adjustment range of the target size, for larger steering input values to compensate for a more direct steering ratio, d. h a steeper increase in the steering ratio curve. However, this means that even in a range of larger steering input values even small steering movements cause a large change in the setpoint and thus the target size. Ie. The direct steering ratio at larger input values, which is required to compensate for the indirect translation of the zero position when the entire range of the target size is to be exploited, leads to the fact that in the range of larger input values even small steering movements cause a significant vehicle response. However, this often leads to uncertainty of the driver and makes it difficult to precisely steer the vehicle, especially at higher speeds in narrower curves, such. B. in roundabouts, etc .. and creates an unpleasant driving experience.
Mit einer vorbeschriebenen Sollwertkurve, welche beginnend von einem kleinstmöglichen, d. h. minimalen, Eingabewert in Richtung eines größtmöglichen, d. h. maximalen Eingabewertes, im dritten Quadranten aus einem ersten, nach oben geöffneten Parabelsegment und einem sich daran anschließenden, zweiten, nach unten geöffneten Parabelsegment zusammengesetzt ist und im ersten Quadranten aus einem dritten, nach oben geöffneten Parabelsegment und einem sich daran anschließenden, vierten, nach unten geöffneten Parabelsegment, kann dieser Zielkonflikt jedoch vorteilhaft gelöst werden, insbesondere mit Parabelsegmenten zweiter Ordnung.With a prescribed setpoint curve, which starts from a smallest possible, d. H. minimal, input value towards the greatest possible, d. H. maximum input value, in the third quadrant of a first, upwardly open parabolic segment and an adjoining, second, downwardly open parabolic segment is composed and in the first quadrant of a third, upwardly open parabolic segment and an adjoining, fourth, down opened parabolic segment, however, this conflict of objectives can be solved advantageously, in particular with second-order parabola segments.
Als vorteilhaft hat sich dabei für zwei Lenkrichtungen, z. B. rechts und links, wobei vorzugsweise Eingabewerte < 0 eine Lenkeingabe nach links beschreiben und Eingabewerte > 0 eine Lenkeingabe nach rechts, eine Basisfunktion fBasis(x) herausgestellt, welche folgendermaßen definiert ist: wobei die Menge aller mittels des Lenkeingabegerätes aufbringbaren Eingabewerte x ist und
Besonders bevorzugt ist die Basisfunktion fBasis(x) folgendermaßen definiert: wobei ymin bzw. ymax der minimal bzw. maximal mögliche Sollwert ASoll ist, mit dem der Lenkaktuator bei dem zugehörigen minimalen bzw. maximalen Eingabewert xmin bzw. xmax angesteuert werden soll, wobei jeweils p sowie die Wahl der Bereichsgrenzen der einzelnen Abschnitte der Basis-Sollkurvensegmente die einstellbaren Parameter zur Anpassung der Funktion sind, wobei vorzugsweise gilt
Besonders bevorzugt weisen die Parameter p dabei jeweils den gleichen Betrag auf, d. h. besonders bevorzugt gilt pIII-1 = pIII-2 = pI-1 = pI-2.Particularly preferably, the parameters p each have the same amount, ie p III-1 = p III-2 = p I-1 = p I-2 is particularly preferred.
Besonders bevorzugt definiert wenigstens ein Basis-Sollkurvensegment ein Totband, wobei das Basis-Sollkurvensegment, welches das Totband definiert, vorzugsweise einem Bereich um die Nullposition des Lenkeingabegerätes zugeordnet ist und somit ein Totband um die Nullposition definiert, wobei das Basis-Sollkurvensegment insbesondere ein um die Nulllage symmetrisches Totband definiert. Durch das Totband kann die Unempfindlichkeit gegen störende Fahrzeugbeschleunigungen um die Nulllage noch weiter verbessert werden.Particularly preferably, at least one base setpoint curve segment defines a deadband, wherein the base setpoint segment defining the deadband is preferably associated with a region around the zero position of the steering input device and thus defines a deadband about the zero position, the base Specified curve segment in particular defines a dead band symmetrical about the zero position. Due to the dead band, the insensitivity to disturbing vehicle accelerations around the zero position can be further improved.
Bevorzugt ist der Sollwertkurvenverlauf dabei im Bereich des Totbands konstant. Besonders bevorzugt erstreckt sich das Totband dabei in eine Lenkrichtung über einen Bereich von etwa 1% bis 10% des Lenkweges dieser Lenkrichtung, ausgehend von der Nulllage, vorzugsweise über einen Bereich von 3% bis 5%, insbesondere über einen Bereich von 4%.In this case, the setpoint curve profile is preferably constant in the area of the deadband. Particularly preferably, the dead band extends in a steering direction over a range of about 1% to 10% of the steering path of this steering direction, starting from the zero position, preferably over a range of 3% to 5%, in particular over a range of 4%.
Eine besonders vorteilhafte Sollwertkurve ist aus fünf Basis-Sollkurvensegmenten zusammengesetzt, wobei die Sollwertkurve zwischen dem zweiten, nach unten geöffneten Parabelsegment und dem dritten, nach oben geöffneten Parabelsegment ein Basis-Sollkurvensegment aufweist, das ein Totband definiert.A particularly advantageous setpoint curve is composed of five base setpoint curve segments, wherein the setpoint curve between the second downwardly opened parabola segment and the third upwardly open parabola segment has a base setpoint curve segment which defines a deadband.
Dabei ist eine aus fünf Basis-Sollkurvensegmenten zusammengesetzte Basisfunktion fBasis(x) vorzugsweise folgendermaßen definiert: mit
Als besonders vorteilhaft hat sich insbesondere eine Basisfunktion fBasis(x) herausgestellt, welche tangential zu einer horizontalen Tangente in die Nullposition und/oder in wenigstens einen Endpunkt des Totbands und/oder in wenigstens einen Endpunkt am Ende des Lenkeingabebereichs einläuft. D. h. besonders bevorzugt gilt: mit
Mit anderen Worten gilt bevorzugt
Bevorzugt ist ein Betrag einer Steigung
Vorzugsweise ist der Betrag einer Steigung
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hängt die Sollwertkurve nicht nur von der Basisfunktion fBasis(x) ab, sondern ist durch diese definiert. D. h. in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung gilt nicht nur ASoll = F(fBasis(x)), sondern vielmehr ASoll = fBasis(x). In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the desired value curve not only depends on the basic function f base (x), but is defined by it. Ie. In a particularly advantageous embodiment, not only is A setpoint = F (f basis (x)), but rather A setpoint = f basis (x).
Bevorzugt ist die Funktion, welche den Sollwertkuvenverlauf definiert, insbesondere die Basisfunktion fBasis(x), monoton steigend und/oder stetig differenzierbar.Preferably, the function that defines the set value curve, in particular the base function f base (x), monotonically increasing and / or continuously differentiable.
Besonders bevorzugt läuft nicht nur die Basisfunktion fBasis(x), sondern insbesondere die Sollwertkurve tangential zu einer horizontalen Tangente in eine Nullposition und/oder in einen Endpunkt ein.Particularly preferably, not only does the basic function f Basis (x), but in particular the setpoint curve tangent to a horizontal tangent in a zero position and / or in an end point.
Bevorzugt wird der Sollwert, insbesondere zusätzlich zur Abhängigkeit von der Basisfunktion fBasis(x), in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. D. h. die Sollwertkurve ist bevorzugt geschwindigkeitsabhängig mit ASoll = f(x, v). Dies ermöglicht insbesondere die Einstellung einer, für ein angenehmes Fahrgefühl erforderlichen, direkten Lenkübersetzung bei langsamer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer indirekten Lenkübersetzung bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten.The desired value, in particular in addition to the dependence on the basic function f base (x), is preferably determined as a function of a current vehicle speed. Ie. the setpoint curve is preferably speed-dependent with A setpoint = f (x, v). This makes it possible, in particular, to set a direct steering ratio required at low vehicle speed and an indirect steering ratio at high vehicle speeds for a pleasant driving feel.
Bevorzugt wird der Sollwert, insbesondere zusätzlich zur Abhängigkeit von der Basisfunktion fBasis(x), in Abhängigkeit von der aktuellen Sollgröße ermittelt, wobei bei einem Verfahren zur Steuerung eines Lenkaktuators eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, wie beispielsweie eines Behindertenfahrzeugs, der Sollwert vorzugsweise in Abhängigkeit vom aktuellen Radlenkwinkel (RLW) ermittelt wird. D. h. in einem Kraftfahrzeug bildet bevorzugt der aktuelle Radlenkwinkel die Sollgröße, d. h. bevorzugt gilt ASoll = f(x, RLW). Dadurch kann, bei entsprechender Definition der Sollwertkurve, eine sollgrößenabhängige Lageverschiebung der Nullposition erreicht werden, welche im Ergebnis einen kleineren Gradienten des Sollwertkurvenverlaufs und damit der Lenkübersetzung bewirkt. Dies ermöglicht beispielsweise, die Sensitivität des Lenkeingabegerätes rechnerisch im Bereich größerer Eingabewerte zu verringern, so dass beispielsweise im Bereich größerer Eingabewerte eine größere Lenkbewegung erforderlich ist, um die gleiche Lenkbewegung auszulösen wie im Bereich kleinerer Eingabewerte.Preferably, the desired value, in particular in addition to the dependence on the base function f base (x), determined in dependence on the current target size, wherein in a method for controlling a steering actuator of a motor vehicle, in particular a two-lane motor vehicle, such as a handicapped vehicle, the desired value is determined as a function of the current wheel steering angle (RLW). Ie. In a motor vehicle, the current wheel steering angle preferably forms the desired value, ie, preferably, A setpoint = f (x, RLW). As a result, with a corresponding definition of the setpoint curve, a setpoint-dependent positional shift of the zero position can be achieved which, as a result, effects a smaller gradient of the setpoint curve profile and thus of the steering ratio. This makes it possible, for example, to reduce the sensitivity of the steering input device in the range of larger input values, so that, for example, in the range of larger input values a larger steering movement is required to trigger the same steering movement as in the range of smaller input values.
Besonders bevorzugt wird der Sollwert jedoch in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und in Abhängigkeit von der aktuellen Sollgröße ermittelt, wobei vorzugsweise eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem konstanten Eingabewert einen konstanten Sollwert ergibt.However, the setpoint value is particularly preferably determined as a function of a current vehicle speed and as a function of the current setpoint value, with a change in the vehicle speed preferably resulting in a constant setpoint value given a constant input value.
Aus dem Stand der Technik ist grundsätzlich bekannt, den Lenkaktuator abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit anzusteuern und insbesondere die Lenkübersetzung geschwindigkeitsabhängig zu verändern. Allerdings führt bei einem Lenksystem mit einer lediglich von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen variablen Lenkübersetzung eine Geschwindigkeitsänderung bei einem konstanten Eingabewert, beispielsweise beim Durchfahren einer Kurve mit konstantem Radius, in der Regel zu einer Änderung der Lenkübersetzung, so dass der konstante Radius verlassen wird bzw. eine Korrekturlenkbewegung zum Ausgleich der Geschwindigkeitsänderung erforderlich ist, um den Radius zu halten.From the prior art is basically known to control the steering actuator depending on a vehicle speed and in particular to change the steering ratio speed-dependent. However, in a steering system with a variable only on the vehicle speed variable steering ratio, a change in speed at a constant input value, for example when driving through a curve with a constant radius usually leads to a change in the steering ratio, so that the constant radius is left or a corrective steering movement to compensate for the speed change is required to hold the radius.
Mit einer Sollwertkurve jedoch, bei welcher der Sollwert in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und in Abhängigkeit von der aktuellen Sollgröße ermittelt wird und bei welcher eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem konstanten Eingabewert einen konstanten Sollwert ergibt, kann dies vermieden werden, so dass eine reine Geschwindigkeitsänderung keine Lenkbewegung auslöst. Nur eine Änderung des Eingabewertes bewirkt eine Lenkbewegung.With a setpoint curve, however, in which the setpoint value is determined as a function of a current vehicle speed and as a function of the current setpoint and in which a change in the vehicle speed at a constant input value results in a constant setpoint, this can be avoided, so that a pure speed change no steering movement triggers. Only a change of the input value causes a steering movement.
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei eine Sollwertkurve ASoll = f(x, v, RLW)) herausgestellt, die wie folgt definiert ist: mit D = [Av – ARLW] wobei v die aktuelle Geschwindigkeit, vmax die maximale Geschwindigkeit, RLW die Sollgröße, k ein Gewichtungsfaktor für den Geschwindigkeitseinfluss und l ein Gewichtungsfaktor für die Sollgröße RLW ist.A setpoint curve A setpoint = f (x, v, RLW)), which is defined as follows, has proved particularly advantageous. with D = [A v -A RLW ] where v is the current speed, v max is the maximum speed, RLW is the setpoint, k is a weighting factor for the speed influence, and l is a weighting factor for the setpoint RLW.
Selbstverständlich können zusätzlich weitere Größen zur Ermittlung des Sollwertes herangezogen werden, um zusätzliche Einflüsse zu berücksichtigen, wie z. B. den (witterungsbedingten) Fahrbahnreibwert, den Reifenfülldruck, den Beladungszustand oder dergleichen.Of course, additional sizes can be used to determine the setpoint in addition to account for additional influences, such. As the (weather-related) Fahrbahnreibwert, the tire inflation pressure, the loading condition or the like.
Für Anwendungen ohne die Erfassung der aktuellen Sollgröße kann auch eine virtuelle Sollgröße generiert werden, vorzugsweise mit einer parametrierbaren Dämpfung. D. h. die Sollgröße kann auch rechnerisch ermittelt werden (virtuell) anstatt messtechnisch erfasst zu werden.For applications without the detection of the current setpoint, a virtual setpoint can also be generated, preferably with a programmable attenuation. Ie. The nominal value can also be calculated (virtual) instead of being measured.
Die Verwendung einer parametrierbaren Dämpfung dabei hat insbesondere den Vorteil, dass der Effekt, dass das Stellglied bzw. die Stellglieder, beispielsweise die Vorderräder eines Fahrzeugs, grundsätzlich leicht verzögert auf die Lenkeingabe reagieren, so dass die bewirkte Lenkbewegung der Lenkeingabe immer nachläuft, besonders gut nachgebildet werden kann und somit eine besonders genaue virtuelle Sollgröße generierbar ist. Dies ist vor allen Dingen bei Lenksystemen ohne Rückmeldung der Position des Lenkaktuators bzw. ohne Rückmeldung der aktuellen Sollgröße vorteilhaft.The use of a parameterizable damping in this case has the particular advantage that the effect that the actuator or the actuators, such as the front wheels of a vehicle, in principle, slightly delayed respond to the steering input, so that the steering movement caused the steering input always trailing, imitated particularly well can be and thus a particularly accurate virtual target size can be generated. This is advantageous above all in steering systems without feedback of the position of the steering actuator or without feedback of the current setpoint.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei prinzipiell für alle gattungsgemäßen Lenksysteme von Fahrzeugen geeignet. Insbesondere eignet es sich jedoch für den Einsatz in Behindertenfahrzeugen und für Lenksysteme, bei denen eine präzise Bedienbarkeit über einen längeren Zeitraum erforderlich ist und/oder in welchen der Fahrzeugführer starken Bewegungen der Fahrzeugs und damit störenden Fahrzeugbeschleunigungen ausgesetzt ist, wie beispielsweise in Geländefahrzeugen oder Baumaschinen.The inventive method is in principle suitable for all generic steering systems of vehicles. In particular, however, it is suitable for use in vehicles for the disabled and for steering systems in which a precise operability over a longer period is required and / or in which the driver is subjected to strong movements of the vehicle and thus disturbing vehicle accelerations, such as in off-road vehicles or construction machinery.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht langes, entspanntes Geradeausfahren ohne den Fahrzeugführer anstrengende ständige Lenkkorrekturen auf langen, geraden Strecken, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten. Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren auch im Bereich größer Eingabewerte ein präzises und damit ermüdungsfreies Lenken.The inventive method allows long, relaxed straight ahead without the driver strenuous constant steering corrections on long, straight stretches, especially at high speeds. Furthermore, the method according to the invention also enables precise and therefore fatigue-free steering even in the range of larger input values.
Da durch den erfindungsgemäßen Sollwertkurvenverlauf die Gefahr unbeabsichtigter, zu korrigierender Lenkbewegungen reduziert wird, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Gefahr des „Aufschwingens” des Fahrzeugs durch geringe, schnelle Lenkeingaben, insbesondere infolge einer unbeabsichtigten, zu korrigierenden Lenkeingabe, reduziert werden.Since the danger of unintentional, to be corrected steering movements is reduced by the setpoint curve according to the invention, the risk of "swinging" of the vehicle by low, fast steering inputs, in particular due to an unintentional, to be corrected steering input, can be reduced with the inventive method.
Wird der Sollwert in geeigneter Form in Abhängigkeit von der aktuellen Sollgröße ermittelt, kann durch den sich daraus ergebenden, quasi „verlängerten Lenkweg”, d. h. durch die dadurch erreichte verringerte Sensitivität des Lenkeingabegerätes, die Fahrzeugbeherrschbarkeit deutlich verbessert werden. Insbesondere wird das Lenken des Fahrzeugs vereinfacht, d. h. ein präzises Lenken erfordert geringere, insbesondere geringere motorische, Fähigkeiten.If the setpoint value is determined in a suitable form as a function of the current setpoint size, the resulting "quasi-extended steering path", i. H. by the resulting reduced sensitivity of the steering input device, the Fahrzeugbeherrschbarkeit be significantly improved. In particular, the steering of the vehicle is simplified, i. H. a precise steering requires less, especially lower motor skills.
Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch in Systemen zur Fokussierung optischer Komponenten oder dergleichen eingesetzt werden. D. h. mit einem erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige Aktuatoren gelenkt werden, insbesondere präzise positioniert werden.Of course, the inventive method can also be used in systems for focusing optical components or the like. Ie. With a method according to the invention, any actuators can be steered, in particular precisely positioned.
Ein erfindungsgemäßes Lenksystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. D. h. bevorzugt ist das Lenksystem zur Hinterlegung wenigstens einer vorbeschriebenen, erfindungsgemäßen Sollwertkurve ausgebildet, wobei besonders bevorzugt dazu entsprechende Parameter hinterlegbar sind.An inventive steering system is characterized in that it is designed for carrying out a method according to the invention. Ie. Preferably, the steering system is designed to deposit at least one above-described setpoint curve according to the invention, with particular preference for corresponding parameters being able to be stored.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Parameterschar hinterlegbar. D. h. bevorzugt können mehrere Parametersätze bzw. mehrere Sollwertkurven hinterlegt werden.In a preferred embodiment, a set of parameters can be stored. Ie. Preferably, several parameter sets or several setpoint curves can be stored.
Je nach Einsatzzweck des zugehörigen Fahrzeugs bzw. des Lenksystems kann es sinnvoll sein, während des Betriebs zwischen den einzelnen, hinterlegten Sollwertkurven umschalten zu können, beispielsweise mittels eines durch den Fahrzeugführer betätigbaren Bedienschalters, oder nur eine einmalige Konfiguration durch einen Experten vorzusehen, beispielsweise im Rahmen de Anpassung eines Behindertenfahrzeugs an die spezifischen körperlichen Einschränkungen eines körperlich behinderten Fahrzeugführers.Depending on the intended use of the associated vehicle or the steering system, it may be useful to be able to switch between the individual, stored setpoint curves during operation, for example by means of an operator switch operable by the driver, or to provide only a one-time configuration by an expert, for example in the context of adapting a disabled vehicle to the specific physical limitations of a physically disabled driver.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Lenksystem zur Ermittlung weiterer, zusätzlicher Einflussgrößen, insbesondere zur Ermittlung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit wenigstens einen Gyrosensor und/oder einen Beschleunigungssensor auf, vorzugsweise mehrere, insbesondere wenigstens einen 3D-Beschleunigungssensor.In a preferred refinement, the steering system has at least one gyrosensor and / or one acceleration sensor for determining further, additional influencing variables, in particular for determining the current vehicle speed, preferably several, in particular at least one 3D acceleration sensor.
Vorzugsweise ist das Lenksystem derart ausgebildet, dass der Sollwert wenigstens in Abhängigkeit einer erfassten Beschleunigung auch zur Fehlerkompensation und/oder zur Dämpfung einer vom Fahrer aufgebrachten Lenkeingabe ermittelt wird, insbesondere in Abhängigkeit einer erfassten Quer- und/oder Längsbeschleunigung. Auf diese Weise können beispielsweise aufgrund von auf das Fahrzeug wirkenden Beschleunigungen unerwünscht verursachte Lenkbewegungen herausgerechnet und damit kompensiert und/oder gedämpft werden, wobei dazu vorzugsweise zum Sollwert ein skalierbarer, von der erfassten Beschleunigung abhängiger Korrekturwert addiert wird oder vom Sollwert subtrahiert wird.Preferably, the steering system is designed such that the desired value is also determined at least as a function of a detected acceleration for error compensation and / or for damping a steering input applied by the driver, in particular as a function of a detected lateral and / or longitudinal acceleration. In this way, for example, due to acting on the vehicle accelerations undesirable steering movements are calculated out and thus compensated and / or attenuated, preferably to the setpoint a scalable, dependent on the detected acceleration correction value is added or subtracted from the setpoint.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass es ein erfindungsgemäßes Lenksystem aufweist.A vehicle according to the invention is characterized in that it has a steering system according to the invention.
Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone.
Manche der genannten Merkmale bzw. Eigenschaften betreffen sowohl ein erfindungsgemäßes Verfahren als auch ein erfindungsgemäßes Lenksystem sowie ein erfindungsgemäßes Fahrzeug. Einige dieser Merkmale und Eigenschaften werden nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander im Rahmen technisch möglicher und sinnvoller Ausgestaltungen sowohl für ein erfindungsgemäßes Verfahren als auch für ein erfindungsgemäßes Lenksystem sowie für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug.Some of the features or properties mentioned relate both to a method according to the invention and to a steering system according to the invention and to a vehicle according to the invention. Some of these features and properties are described only once, but apply independently in the context of technically feasible and useful embodiments both for a method according to the invention and for a steering system according to the invention and for a vehicle according to the invention.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei die Erfindung dazu in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Es zeigen:In the following the invention with reference to several preferred embodiments will be further explained, the invention being schematically illustrated in the accompanying drawings. Show it:
Die in
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der gesamte Lenkeingabebereich definiert durch d. h. der Lenkeingabebereich reicht bei diesem Ausführungsbeispiel von xmin = –392 bis xmax = 392. Dies ist jedoch vom zugehörigen Lenksystem abhängig. In diesem Fall sind Eingabewerte x von xmin = –392 bis x = 0 einer Lenkrichtung nach links zugeordnet, während Eingabewerte x von x = 0 bis xmax = 392 einer Lenkrichtung nach rechts zugeordnet sind. Ein Eingabewert von xmin = –392 entspricht dabei einem Lenkeinschlag nach links von 100% und einem Radlenkwinkel RLW von –100%. Ein Eingabewert von xmax = 392 entspricht einem Lenkeinschlag nach rechts von 100% und einem Radlenkwinkel RLW von 100%.In the embodiment shown, the entire steering input range is defined by ie the steering input area ranges from x min = -392 to x max = 392 in this embodiment. However, this depends on the associated steering system. In this case, input values x from x min = -392 to x = 0 are assigned to a steering direction to the left, while input values x from x = 0 to x max = 392 are assigned to a steering direction to the right. An input value of x min = -392 corresponds to a steering angle to the left of 100% and a wheel steering angle RLW of -100%. An input value of x max = 392 corresponds to a steering angle of 100% to the right and a wheel steering angle RLW of 100%.
D. h., wird der Joystick vom Fahrer nach links bewegt, beispielsweise auf einen Eingabewert von x = –200, wird in Abhängigkeit von diesem Eingabewert x mittels der erfindungsgemäßen Sollwertkurve ASoll = f(x), welche in diesem Fall durch die Basisfunktion fBasis(x) gebildet wird, der zugehörige Sollwert ASoll zur Ansteuerung des Lenkaktuators des Lenksystems ermittelt, um die gewünschte Sollgröße, in diesem Fall den gewünschten Radlenkwinkel RLW der Vorderräder, einstellen zu können.D. h., The joystick is moved by the driver to the left, for example, to an input value of x = -200, depending on this input value x by means of the setpoint curve A target = f (x) according to the invention, which in this case by the basic function f Basis (x) is formed, the associated setpoint A setpoint determined to control the steering actuator of the steering system in order to set the desired target size, in this case the desired wheel steering angle RLW the front wheels.
Die Basisfunktion fBasis(x), welche bei dem in
Die in
Erfindungsgemäß gehen dabei jeweils die unmittelbar aneinander angrenzenden, benachbarten Parabelsegmente und sowie die beiden Parabelsegmente und derart tangential ineinander über, dass sich ein harmonischer, polstellenfreier Sollwertkurvenverlauf ergibt. Dabei gehen die beiden Parabelsegmente und im Punkt
Bei diesem Ausfünrungsbeispiel sind jeder Lenkrichtung, d. h. sowohl der Lenkrichtung nach links, als auch der Lenkrichtung nach rechts, jeweils zwei Parabelsegmente zugeordnet, wobei der Lenkrichtung nach links die Parabelsegmente und zugeordnet sind und der Lenkrichtung nach rechts die Parabelsegmente und Das fünfte Basissegment fBasis,Totband definiert ein symmetrisches Totband um die Nullposition, d. h. um x = 0, wodurch ein besonders harmonisches Anlenkverhalten erreicht werden kann.In this Ausfünrungsbeispiel each steering direction, ie, both the steering direction to the left, and the steering direction to the right, each associated with two parabolic segments, the steering direction to the left the parabolic segments and are assigned and the steering direction to the right of the parabolic segments and The fifth base segment f base, deadband defines a symmetrical dead band around the zero position, ie around x = 0, whereby a particularly harmonious articulation behavior can be achieved.
Beginnend von einem kleinstmöglichen Eingabewert xmin = –392 in Richtung des größtmöglichen Eingabewertes xmax = 392 ist die Basisfunktion fBasis(x) im dritten Quadranten, bezogen auf ein kartesisches Koordinatensystem wie in diesem Fall, aus einem ersten, nach oben geöffneten Parabelsegment und einem sich daran anschließenden, zweiten, nach unten geöffneten Parabelsegment zusammengesetzt und im ersten Quadranten aus einem dritten nach oben geöffneten Parabelsegment und einem sich daran anschließenden, vierten nach unten geöffneten Parabelsegment Das Totband ist dabei zwischen dem zweiten, nach unten geöffneten Parabelsegment und dem dritten, nach oben geöffneten Parabelsegment angeordnet.Starting from a smallest possible input value x min = -392 in the direction of the largest possible input value x max = 392, the base function f base (x) in the third quadrant, based on a Cartesian coordinate system as in this case, consists of a first, upwardly opened parabola segment and a subsequent, second, downwardly open parabolic segment composed and in the first quadrant of a third upwardly open parabolic segment and a subsequent, fourth downwardly open parabolic segment The deadband is between the second, downwardly open parabolic segment and the third, upwardly opened parabolic segment arranged.
Dabei gehen nicht nur jeweils die aneinander grenzenden Parabelsegmente und bzw. die Parabelsegmente und tangential ineinander über, sondern bei diesem Ausführungsbeispiel gehen auch jeweils die sich an das Totband fBasis,Totband anschließenden Parabelsegmente und tangential in das Totband fBasis,Totband über, d. h. es gilt außerdem:
D. h. in diesem Fall laufen die beiden sich unmittelbar an das Totband anschließenden Parabelsegmente bzw. jeweils tangential in die Endpunkte
Demzufolge ist die Steigung im Übergangspunkt
Dadurch kann ein besonders harmonisches als angenehm empfundenes Anlenkverhalten erreicht werden, weil ein besonders weicher Übergang aus dem Totband fBasis,Totband bzw. aus dem Totband fBasis,Totband zugeordneten Lenkbereich =
Damit ergibt sich die in
Bei dem in
Ferner ist die Basisfunktion fBasis(x) bei diesem gezeigten Ausführungsbeispiel punktsymmetrisch um den Nullpunkt, d. h. um p(x = 0; y = 0) ausgebildet, d. h. es gilt außerdem xmin = –xmax, ymin = –ymax,
Weisen außerdem alle vier Parabelsegmente und den gleichen Betrag des Stauchungsfaktor p auf, d. h. gilt außerdem |pIII-2| = |pIII-1| = |pI-1| = |pI-1|, kann auf besonders einfache Art und Weise erreicht werden, dass jeweils die unmittelbar aneinander angrenzenden, benachbarten Parabelsegmente und sowie die beiden Parabelsegmente und erfindungsgemäß tangential ineinander übergehen, so dass sich ein harmonischer, polstellenfreier Sollwertkurvenverlauf ergibt.Also assign all four parabolic segments and the same amount of compression factor p, ie, | p III-2 | = | p III-1 | = | p I-1 | = | p I-1 |, can be achieved in a particularly simple way, that in each case the directly adjacent, adjacent parabolic segments and as well as the two parabolic segments and according to the invention tangentially merge into each other, so that there is a harmonic, polstellenfreier setpoint curve.
Für die einzelnen Punkte p1, p2 und pmax und die Stauchungsfaktoren pI-1 gilt dabei:
pmax = (xmax = 392; ymax = 408)
p2 = (x2 = 225; y2 = 204)
p1 = (x1 = 58; y1 = 0)
pI-1 = 0,007315For the individual points p 1 , p 2 and p max and the compression factors p I-1, the following applies:
p max = (x max = 392; y max = 408)
p 2 = (x 2 = 225, y 2 = 204)
p 1 = (x 1 = 58; y 1 = 0)
p I-1 = 0.007315
D. h., das Totband fBasis,Totband erstreckt sich dabei über einen Lenkeingabebereich =
Mit xmin = –xmax, ymin = –ymax,
pmax = (xmax = 392; ymax = 408)
p2 = (x2 = 207; y2 = 204)
p1 = (x1 = 22; y1 = 0)
pI-1 = 0,005961
p max = (x max = 392; y max = 408)
p 2 = (x 2 = 207; y 2 = 204)
p 1 = (x 1 = 22; y 1 = 0)
p I-1 = 0.005961
Wie bei dem in
Der Scheitelpunkt des Parabelsegmentes liegt in diesem Fall nämlich bei = (Sx,I-1 = –222; Sy,I-1 = –111). Darüber hinaus liegt der Punkt p1 bei p1 = (x1 = 37; y1 = 0) und der Punkt p2 bei p2 = (x2 = 215; y2 = 204) und der Stauchungsfaktor des Parabelsegmentes beträgt pI-1 = 0,0016533.The vertex of the parabolic segment is in fact in this case = (S x, I-1 = -222, S y, I-1 = -111). In addition, the point p 1 is at p 1 = (x 1 = 37, y 1 = 0) and the point p 2 at p 2 = (x 2 = 215, y 2 = 204) and the compression factor of the parabola segment p is I-1 = 0.0016533.
Mit pmax = (xmax = 392; ymax = 408), xmin = –xmax, ymin = –ymax,
= (Sx,I-1 = –83; Sy,I-1 = –54)
pmax = (xmax = 392; ymax = 408)
p2 = (x2 = 225; y2 = 204)
p1 = (x1 = 58; y1 = 0)
pI-1 = 0,002725
= (S x, I-1 = -83; S y, I-1 = -54)
p max = (x max = 392; y max = 408)
p 2 = (x 2 = 225, y 2 = 204)
p 1 = (x 1 = 58; y 1 = 0)
p I-1 = 0.002725
Mit xmin = –xmax, ymin = –ymax,
Zusätzlich zu den vorherigen gezeigten Ausführungsbeispielen ist in dieser Darstellung zur Verdeutlichung der Steigung der Basisfunktion fBasis(x) im Punkt p1 die zugehörige Tangente eingezeichnet. Die Steigung beträgt dabei m(x1) = 0,76 mit
Selbstverständlich ist es auch möglich, die einzelnen Parabelsegmente der Basisfunktion fBasis(x), nicht wie vorstehend in der Scheitelpunktform anzugeben, in der für die Parabel gilt fBasis(x) = p(x – Sx)2 + Sv, sondern beispielsweise in der Parameterform fBasis(x) = ax2 + bx + c, wobei gilt: Of course, it is also possible for the individual parabolic segments of the base function f base (x) does not indicate as described in the apex mold, in applying to the parabola f base (x) = p (x - S x) 2 + S v, but for example, in the parameter form f basis (x) = ax 2 + bx + c, where:
Da die Umrechnung der Koeffizienten zwischen den jeweiligen Formen zur Definition einer Parabel, beispielsweise zur Umrechnung der Koeffizienten der Scheitelpunktform in die Koeffizienten der Parameterform, aus der Schulmathematik dem Fachmann bekannt sein sollte, wird hierauf an dieser Stelle nicht eingegangen und auf entsprechende Mathematik-Lehrbücher zu diesem Thema verwiesen. Since the conversion of the coefficients between the respective forms for defining a parabola, for example for converting the coefficients of the vertex shape into the coefficients of the parameter form, should be known to the person skilled in the art from school mathematics, this will not be discussed here and will be attributed to corresponding mathematics textbooks referenced this topic.
Werden die Parabelsegmente und in der Form fBasis(x) = ax2 + bx + c definiert, kann eine besonders einfache Parametrierung erfolgen, d. h. eine besonders einfache Bedatung, wenn die drei Koeffizienten a, b und c für die einzelnen Parabelsegmente und jeweils in Abhängigkeit dreier Punkte, durch welche das Parabelsegment verlaufen soll, ermittelt werden, wobei die drei Punkte vorzugsweise derart gewählt werden, dass jeweils ein erster Punkt den Anfang des jeweiligen Parabelsegments definiert, jeweils ein zweiter Punkt das Ende des betreffenden Parabelsegmentes und der dritte Punkt zur Einstellung der Krümmung des jeweiligen Parabelsegmentes verwendet wird.Become the parabolic segments and defined in the form f basis (x) = ax 2 + bx + c, a particularly simple parameterization can take place, ie a particularly simple calculation if the three coefficients a, b and c for the individual parabolic segments and are respectively determined as a function of three points through which the parabola segment is to run, the three points preferably being selected such that in each case a first point defines the beginning of the respective parabola segment, in each case a second point the end of the parabolic segment concerned and the third point is used to adjust the curvature of the respective parabolic segment.
Dies ist beispielhaft in
Wie anhand von
Wie vorstehend bereits erläutert, zeigt
Mit
a = 0,002725
b = 0
c = 0
= (Sx,I-1 = 58; Sy,I-1 = 0) und
mit xmin = –xmax, ymin = –ymax,
a = 0.002725
b = 0
c = 0
= (S x, I-1 = 58, S y, I-1 = 0) and
with x min = -x max , y min = -y max ,
Damit ist der dem Eingabewert xk des Punktes pk zugeordnete Sollwert yk bei der in
l = 10
k = 0,3180
und
= (Sx,I-1 = 26; Sy,I-1 = –5)
pmax = (xmax = 392; ymax = 408)
p2 = (x2 = 225; y2 = 204)
p1 = (x1 = 58; y1 = 0)
pI-1 = 0,005307
d. h. für die Basisfunktion gilt:
l = 10
k = 0.3180
and
= (S x, I-1 = 26; S y, I-1 = -5)
p max = (x max = 392; y max = 408)
p 2 = (x 2 = 225, y 2 = 204)
p 1 = (x 1 = 58; y 1 = 0)
p I-1 = 0.005307
ie for the basis function applies:
Mithilfe einer derartigen Sollwertkurve ASoll,v,RLW = f(x, v, RLW) ergibt sich ein besonders angenehmes Lenkgefühl, da zum einen mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit v der Gradient, d. h. die Steigung, der Sollwertkurve ASoll,v,RLW = f(x, v, RLW) abnimmt, d. h. die Sollwertkurve ASoll,v,RLW = f(x, v, RLW) wird mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit v flacher, so dass die gleiche Änderung des Eingabewertes x bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten v eine geringere Änderung des Sollwertes ASoll zur Folge hat, als bei einer geringeren Fahrzeuggeschwindigkeit v.By means of such a desired value curve A target, v, RLW = f (x, v, RLW) results in a particularly pleasant steering feel, firstly with increasing vehicle speed v of the gradient, ie the slope of the setpoint curve A target, v, RLW = f (x, v, RLW) decreases, ie the target value curve A target, v, RLW = f (x, v, RLW) becomes flatter with increasing vehicle speed v, so that the same change of the input value x at lower vehicle speeds v a smaller change of Target value A target has the consequence, as at a lower vehicle speed v.
Zum anderen kann durch die Berücksichtigung des aktuellen Radlenkwinkels RLW rechnerisch im Bereich größere Eingabewerte x die Sensitivität des Lenkeingabegerätes verringert werden, so dass im Bereich größerer Eingabewerte x eine größere Lenkbewegung erforderlich ist, um die gleiche Lenkbewegung auszulösen wie im Bereich kleinerer Eingabewerte x. Ferner kann, bei entsprechender Definition der Sollwertkurve ASoll,v,RLW = f(x, v, RLW), eine sollgrößenabhängige Lageverschiebung der Nullposition ASoll(x = 0) erreicht werden, welche im Ergebnis ebenfalls einen kleineren Gradienten des Sollwertkurvenverlaufs und damit der Lenkübersetzung bewirkt.On the other hand, by taking into account the current wheel steering angle RLW arithmetically in the range of larger input values x, the sensitivity of the steering input device can be reduced, so that in the range of larger input values x a greater steering movement is required to trigger the same steering movement as in the range of smaller input values x. Furthermore, with a corresponding definition of the setpoint curve A setpoint, v, RLW = f (x, v, RLW), a setpoint-dependent positional shift of the zero position A setpoint (x = 0) can be achieved, which likewise results in a smaller gradient of the setpoint curve profile and thus the steering ratio causes.
Durch die kombinierte Berücksichtigung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v und des aktuellen Radlenkwinkels RLW kann erreicht werden, dass eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit v bei einem konstanten Eingabewert x nicht zu einer Änderung des Radlenkwinkels RLW führt, d. h. der Sollwert ASoll bleibt trotz einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit v konstant, wenn der Eingabewert x konstant bleibt.By the combined consideration of the current vehicle speed v and the current wheel steering angle RLW can be achieved that a change in the vehicle speed v at a constant input value x does not lead to a change in the wheel steering angle RLW, ie the target value A target remains constant despite a change in the vehicle speed v if the input value x remains constant.
Der Einfluss des Radlenkwinkels RLW auf die Sollwertkurve ASoll,v,RLW = f(x, v, RLW) wird dabei anhand der
Bei weiterer Abnahme des Eingabewertes x bis auf ein Eingabewert von x = –209, d. h. bei einer weiteren Lenkbewegung nach links, ergibt sich der in
Der Einfluss der Fahrzeuggeschwindigkeit v auf die Sollwertkurve ASoll,v,RLW = f(x, v, RLW) wird dabei anhand der
Selbstverständlich ist eine Vielzahl an Abwandlungen zu den erläuterten Ausführungsbeispielen möglich, insbesondere die Verwendung anderer Parameterwerte, d. h. eine andere Bedatung, sowie die Definition der einzelnen Parabelsegmente der Basisfunktion nicht in Scheitelpunktform, sondern beispielsweise in Parameterform oder anderen äquivalenten Formen, ohne den Inhalt der Schutzansprüche zu verlassen.Of course, a variety of modifications to the illustrated embodiments is possible, in particular the use of other parameter values, ie another Bedatung, as well as the definition the individual parabolic segments of the basis function not in vertex form, but for example in parameter form or other equivalent forms, without departing from the content of the claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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