DE102017221379A1 - Method for operating a motor vehicle and corresponding motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) eine lenkbare Radachse (2) mit wenigstens zwei Rädern (3,4) aufweist, die zum Lenken des Kraftfahrzeugs (1) einen einstellbaren Lenkwinkel aufweisen, wobei ein Vorspurwinkel (δ) der Räder (3,4) auf einen Sollvorspurwinkel eingestellt wird. Dabei ist vorgesehen, dass bei Abweichung des Lenkwinkels von einem für eine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs (1) vorliegenden Geradeausfahrlenkwinkel mittels einer elektrischen Lenkeinrichtung (8) ein auf eine Anpassung des Lenkwinkels in Richtung des Geradeausfahrlenkwinkels gerichtetes Korrekturdrehmoment erzeugt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug (1).The invention relates to a method for operating a motor vehicle (1), wherein the motor vehicle (1) has a steerable wheel axle (2) with at least two wheels (3,4) which have an adjustable steering angle for steering the motor vehicle (1) a toe angle (δ) of the wheels (3, 4) is set to a target toe angle. It is provided that in deviation of the steering angle of a straight ahead driving angle of the motor vehicle (1) present straight ahead steering angle by means of an electric steering device (8) directed to an adjustment of the steering angle in the direction of the straight-ahead steering angle correction torque is generated. The invention further relates to a motor vehicle (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug eine lenkbare Radachse mit wenigstens zwei Rädern aufweist, die zum Lenken des Kraftfahrzeugs einen einstellbaren Lenkwinkel aufweisen, wobei ein Vorspurwinkel der Räder auf einen Sollvorspurwinkel eingestellt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a motor vehicle, wherein the motor vehicle has a steerable wheel axle with at least two wheels which have an adjustable steering angle for steering the motor vehicle, wherein a toe-in angle of the wheels is set to a desired toe-in angle. The invention further relates to a motor vehicle.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Weiterhin beschreibt die Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere einen effizienten Betrieb des Kraftfahrzeugs bei gleichzeitig hohem Fahrkomfort ermöglicht.It is an object of the invention to provide a method for operating a motor vehicle, which has advantages over known methods, in particular allows efficient operation of the motor vehicle at the same time high ride comfort.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass bei Abweichung des Lenkwinkels von einem für eine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs vorliegenden Geradeausfahrlenkwinkel mittels einer elektrischen Lenkeinrichtung ein auf eine Anpassung des Lenkwinkels in Richtung des Geradeausfahrlenkwinkels gerichtetes Korrekturdrehmoment erzeugt wird.This is achieved according to the invention with a method for operating a motor vehicle having the features of
Unter der lenkbaren Radachse ist eine Radachse mit den wenigstens zwei Rädern zu verstehen, wobei beide Räder jeweils zum Einstellen des Lenkwinkels lenkbar sind. In anderen Worten wird ein Solllenkwinkel vorgegeben und der Lenkwinkel auf diesen Solllenkwinkel durch entsprechendes Lenken der beiden Räder der lenkbaren Radachse eingestellt. Durch das Einstellen eines Lenkwinkels, welcher von dem Geradeausfahrlenkwinkel abweicht, wird eine Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs vorbereitet beziehungsweise eingeleitet.Under the steerable wheel axle is a wheel axle with the at least two wheels to understand, both wheels are steerable respectively for adjusting the steering angle. In other words, a desired steering angle is set and the steering angle is set to this desired steering angle by appropriately steering the two wheels of the steerable wheel axle. By setting a steering angle which deviates from the straight-ahead steering angle, cornering of the motor vehicle is prepared or initiated.
Der Geradeausfahrlenkwinkel ist derjenige Lenkwinkel, welcher an der Radachse beziehungsweise den Rädern eingestellt wird, um eine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs zu bewirken. Üblicherweise entspricht der Geradeausfahrlenkwinkel einem Lenkwinkel von 0°. Für die Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs wird der Solllenkwinkel beziehungsweise der Lenkwinkel gleich dem Geradeausfahrlenkwinkel gesetzt und eingestellt.The straight-ahead steering angle is that steering angle which is set on the wheel axle or the wheels in order to bring about a straight-ahead travel of the motor vehicle. Usually, the straight-ahead steering angle corresponds to a steering angle of 0 °. For the straight-ahead travel of the motor vehicle, the desired steering angle or the steering angle is set and set equal to the straight-ahead driving angle.
Das Einstellen des Lenkwinkels auf den Solllenkwinkel kann grundsätzlich auf beliebige Art und Weise erfolgen. Der Solllenkwinkel wird beispielsweise von einem Fahrer und/oder einer Fahrerassistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Im Falle des Fahrers erfolgt dies mithilfe eines Bedienelements, nämlich eines Lenkrads oder dergleichen. Zusätzlich oder alternativ kann der Lenkwinkel von der Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben werden, beispielsweise zur Durchführung eines autonomen oder zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, in dessen Rahmen eine automatische Querführung des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird.The setting of the steering angle to the desired steering angle can basically be done in any way. The desired steering angle is predetermined, for example, by a driver and / or a driver assistance device of the motor vehicle. In the case of the driver, this is done by means of an operating element, namely a steering wheel or the like. Additionally or alternatively, the steering angle can be predetermined by the driver assistance device, for example for carrying out an autonomous or at least partially autonomous driving operation of the motor vehicle, in the context of which an automatic lateral guidance of the motor vehicle is undertaken.
Beispielsweise ist zum Einstellen des Lenkwinkels auf den Solllenkwinkel eine mechanische Verbindung zwischen dem Bedienelement und der Radachse beziehungsweise den Rädern vorgesehen, bevorzugt über eine Lenkstange. Die Lenkstange greift insbesondere über einen Lenkhebel an Radträgern an, an welchen die Räder der Radachse drehbar gelagert sind. Alternativ kann die Lenkstange über eine Spurstange an den Radträgern angreifen.For example, a mechanical connection between the operating element and the wheel axle or the wheels is provided for adjusting the steering angle to the desired steering angle, preferably via a handlebar. The handlebar engages in particular via a steering lever to wheel carriers, on which the wheels of the wheel axle are rotatably mounted. Alternatively, the handlebar can attack via a tie rod to the wheel carriers.
Der Vorspurwinkel der Räder ist auf den Sollvorspurwinkel eingestellt, welcher vorgegeben ist. Unter dem Vorspurwinkel ist der Spurwinkel der Räder zu verstehen, welcher bei der Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs vorliegt, also bei einem dem Geradeausfahrlenkwinkel entsprechenden Lenkwinkel. Üblicherweise wird zur Erhöhung der Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs und zur Erzeugung eines Rückstelldrehmoments auf die Räder bei von dem Geradeausfahrlenkwinkel abweichendem Lenkwinkel ein von 0° verschiedener Vorspurwinkel verwendet.The toe-in angle of the wheels is set to the desired toe-in angle, which is predetermined. The toe-in angle is to be understood as meaning the toe angle of the wheels which is present when the motor vehicle is driving straight ahead, that is to say at a steering angle corresponding to the straight-ahead driving angle. Usually, to increase the driving stability of the motor vehicle and to generate a restoring torque to the wheels in by the Straight-ahead steering angle deviating steering angle used a different toe-in angle of 0 °.
Je größer jedoch der Vorspurwinkel ist, umso größer ist der Verschleiß der Räder, weil durch eine Art „Schneepflugeffekt“ kontinuierlich ein Rollreibmoment entsteht. Die zusätzliche Rollreibung muss zum einen mittels einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs überwunden werden, wodurch die Effizienz des Kraftfahrzeugs verschlechtert wird. Zum anderen tritt ein erhöhter Abrieb an den Rädern auf, sodass deren Haltbarkeit reduziert ist.However, the greater the toe-in angle, the greater the wear of the wheels, because a rolling friction torque is created continuously by a kind of "snow plowing effect". The additional rolling friction must first be overcome by means of a drive device of the motor vehicle, whereby the efficiency of the motor vehicle is deteriorated. On the other hand, increased wear occurs on the wheels, so that their durability is reduced.
Aus diesem Grund ist es wünschenswert, den Vorspurwinkel so klein als möglich einzustellen. Besonders bevorzugt ist ein Vorspurwinkel beziehungsweise Sollvorspurwinkel von 0° vorgesehen, sodass also bei der Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs die Räder exakt in Fahrrichtung beziehungsweise parallel zur Fahrrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sind. Dies verringert zum einen das Rollreibmoment und zum anderen den Radabrieb. Umgekehrt entfällt das durch den von 0° verschiedenen Vorspurwinkel bewirkte Rückstelldrehmoment, welches auf ein Rückstellen des Lenkwinkels in Richtung beziehungsweise auf den Geradeausfahrlenkwinkel gerichtet ist. Entsprechend nimmt die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs ab. Gleichzeitig ergibt sich ein für den Fahrer des Kraftfahrzeugs ungewohntes Fahrgefühl, weil die normalerweise auf das Bedienelement wirkende Rückstellkraft, welche durch das Rückstelldrehmoment bewirkt wird, entfällt.For this reason, it is desirable to set the toe-in angle as small as possible. Particularly preferably, a toe-in angle or setpoint toe-in angle of 0 ° is provided, so that the wheels are aligned exactly in the direction of travel or parallel to the direction of travel of the motor vehicle when driving straight ahead of the motor vehicle. This reduces on the one hand the rolling friction moment and on the other hand the wheel abrasion. Conversely, the restoring torque caused by the different toe angle of 0 °, which is directed to a return of the steering angle in the direction or on the straight-ahead steering angle. Accordingly, the driving stability of the motor vehicle decreases. At the same time results in an unusual for the driver of the motor vehicle feel, because the normally acting on the control restoring force, which is caused by the restoring torque, is eliminated.
Aus diesem Grund ist die elektrische Lenkeinrichtung vorgesehen. Diese wird gemäß der Erfindung dazu verwendet, das Korrekturdrehmoment zu erzeugen, wenn der Lenkwinkel von dem Geradeausfahrlenkwinkel abweicht. Das Korrekturdrehmoment entspricht hinsichtlich seiner Wirkung dem bereits erwähnten Rückstelldrehmoment und ist auf eine Veränderung des Lenkwinkels in Richtung des Geradeausfahrlenkwinkels gerichtet. Bewirkt die Lenkeinrichtung das Korrekturdrehmoment auf die Radachse beziehungsweise die Räder der Radachse, so wird zum einen die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs verbessert und zum anderen dem Fahrer das gewohnte Fahrgefühl bereitgestellt, nämlich indem aufgrund des Korrekturdrehmoments die Rückstellkraft auf das Bedienelement wirkt. Dies ist insbesondere im Falle der vollständig mechanischen Wirkverbindung zwischen dem Bedienelement und der Radachse beziehungsweise den Rädern der Fall.For this reason, the electric steering device is provided. This is used according to the invention to generate the correction torque when the steering angle deviates from the straight-ahead steering angle. The correction torque corresponds in terms of its effect to the aforementioned restoring torque and is directed to a change in the steering angle in the direction of the straight-ahead steering angle. If the steering device effects the correction torque on the wheel axle or the wheels of the wheel axle, then the driving stability of the motor vehicle is improved on the one hand and the driver gets the usual driving sensation on the other hand because the restoring force acts on the operating element due to the correction torque. This is the case in particular in the case of the completely mechanical operative connection between the operating element and the wheel axle or the wheels.
Liegt die Wirkverbindung zumindest teilweise ausschließlich elektrisch vor, so kann es vorgesehen sein, das Korrekturdrehmoment lediglich dann zu erzeugen, wenn der Lenkwinkel von dem Solllenkwinkel abweicht, insbesondere größer ist, gleichzeitig von dem Geradeausfahrlenkwinkel verschieden ist. In anderen Worten wird das Korrekturdrehmoment lediglich dann mittels der Lenkeinrichtung auf die Radachse beziehungsweise die Räder aufgeprägt, sofern festgestellt wird, dass der Solllenkwinkel dem Geradeausfahrlenkwinkel entspricht oder zumindest zwischen dem Lenkwinkel und dem Geradeausfahrlenkwinkel liegt. In diesem Fall sollen die Radachse beziehungsweise ihre Räder in Richtung des Geradeausfahrlenkwinkels und mithin in Richtung des Solllenkwinkels verstellt werden. Dies wird durch das Aufprägen des Korrekturdrehmoments mittels der elektrischen Lenkeinrichtung realisiert.If the operative connection is at least partially exclusively electrically, then it may be provided to generate the correction torque only if the steering angle deviates from the nominal steering angle, in particular is greater, and at the same time differs from the straight-ahead driving angle. In other words, the correction torque is only impressed on the wheel axle or the wheels by means of the steering device, if it is determined that the desired steering angle corresponds to the straight-ahead steering angle or at least lies between the steering angle and the straight-ahead steering angle. In this case, the wheel axle or its wheels should be adjusted in the direction of the straight-ahead steering angle and thus in the direction of the desired steering angle. This is realized by the impressing of the correction torque by means of the electrical steering device.
Die elektrische Lenkeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige Art und Weise an der Radachse beziehungsweise den Rädern angreifen. Beispielsweise weist die elektrische Lenkeinrichtung einen elektrischen Antrieb, insbesondere einen Elektromotor auf, welcher mit der Radachse beziehungsweise ihren Rädern wirkverbunden ist. Beispielsweise liegt diese Wirkverbindung über die Lenkstange, den Lenkhebel und/oder die Spurstange vor.The electric steering device can basically act on the wheel axle or the wheels in any desired manner. For example, the electrical steering device has an electric drive, in particular an electric motor, which is operatively connected to the wheel axle or its wheels. For example, this operative connection is via the handlebar, the steering lever and / or the tie rod.
Unter Verwendung der beschriebenen Vorgehensweise kann durch entsprechende Wahl des Vorspurwinkels die Energieeffizienz des Kraftfahrzeugs verbessert und der Radabrieb verringert werden. Zugleich wird dem Fahrer des Kraftfahrzeugs ein gewohntes Fahrgefühl geboten, nämlich insbesondere durch das Bewirken der Rückstellkraft an dem Bedienelement.Using the procedure described, the energy efficiency of the motor vehicle can be improved and the wheel abrasion can be reduced by appropriate selection of the toe angle. At the same time the driver of the motor vehicle is offered a familiar driving feeling, namely in particular by effecting the restoring force on the operating element.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Sollvorspurwinkel konstant ist oder variabel gewählt wird. Es wurde bereits erwähnt, dass grundsätzlich der Vorspurwinkel so klein wie möglich gewählt werden sollte, um das Kraftfahrzeug möglichst energieeffizient betreiben zu können und zum anderen den Radabrieb gering zu halten. Insbesondere im Falle des konstanten Sollvorspurwinkels wird dieser also im Vergleich mit üblichen Werten klein gewählt. Beispielsweise soll der Sollvorspurwinkel konstant höchstens 1,5°, höchstens 1°, höchstens 0,5° oder höchstens 0,25° betragen.A further embodiment of the invention provides that the nominal toe-in angle is constant or is selected variably. It has already been mentioned that, in principle, the toe-in angle should be chosen as small as possible in order to be able to operate the motor vehicle as energy-efficiently as possible and, secondly, to keep the wheel abrasion to a minimum. In particular, in the case of constant Sollvorspurwinkels this is therefore chosen small compared with conventional values. For example, the target toe-in angle should be constant at most 1.5 °, at most 1 °, at most 0.5 ° or at most 0.25 °.
Im Falle des konstanten Sollvorspurwinkels wird der Vorspurwinkel der Räder zumindest während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, also während sich das Kraftfahrzeug in Bewegung befindet, konstant gehalten. Besonders bevorzugt kann der Vorspurwinkel lediglich manuell verändert werden, beispielsweise im Rahmen eines Werkstattbesuchs. In anderen Worten ist eine Veränderung des Vorspurwinkels im Rahmen eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Kraftfahrzeugs nicht vorgesehen und kann bevorzugt lediglich im Rahmen einer Fahrwerkkalibrierung des Kraftfahrzeugs vorgenommen werden.In the case of the constant Sollvorspurwinkels the toe angle of the wheels is kept constant at least during the driving operation of the motor vehicle, so while the motor vehicle is in motion. Particularly preferably, the toe-in angle can only be changed manually, for example as part of a workshop visit. In other words, a change in the toe-in angle within the scope of a normal operation of the motor vehicle is not provided and can preferably be undertaken only within the framework of a chassis calibration of the motor vehicle.
Es kann alternativ jedoch auch vorgesehen sein, dass der Sollvorspurwinkel variabel gewählt wird. Das bedeutet, dass der Vorspurwinkel der Räder während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs veränderbar ist. Hierzu ist bevorzugt eine entsprechende Stelleinrichtung vorgesehen. Bevorzugt wird der Vorspurwinkel mittels der Stelleinrichtung derart eingestellt, dass er während der Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs möglichst klein ist. Besonders bevorzug wird der Sollvorspurwinkel gleich 0° gewählt, sofern der Lenkwinkel dem Geradeausfahrlenkwinkel entspricht und der Vorspurwinkel mittels der Stelleinrichtung auf den Sollvorspurwinkel eingestellt. Sowohl bei konstantem Einstellen des Sollvorspurwinkels als auch bei dessen variabler Wahl können die bereits genannten Vorteile erzielt werden.Alternatively, however, it may also be provided that the desired toe-in angle is selected variably. This means that the toe-in angle of the Wheels is variable while driving the motor vehicle. For this purpose, a corresponding adjusting device is preferably provided. Preferably, the toe-in angle is set by means of the adjusting device such that it is as small as possible during the straight-ahead travel of the motor vehicle. Particularly Favor the Sollvorspurwinkel is selected equal to 0 °, provided that the steering angle corresponds to the straight-ahead steering angle and set the toe-in angle by means of the adjusting device to the Sollvorspurwinkel. Both with constant setting of the Sollvorspurwinkels as well as its variable choice, the aforementioned advantages can be achieved.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Korrekturdrehmoment aus wenigstens einer Zustandsgröße des Kraftfahrzeugs ermittelt und mittels der Lenkeinrichtung auf die Räder ausgeübt wird. Das Korrekturdrehmoment liegt in anderen Worten als Funktion der Zustandsgröße vor, ist also üblicherweise nicht konstant. Vielmehr wird das Korrekturdrehmoment auf den momentanen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs angepasst, um eine besonders hohe Fahrstabilität zu erzielen.Within the scope of a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the correction torque is determined from at least one state variable of the motor vehicle and is exerted on the wheels by means of the steering device. In other words, the correction torque is present as a function of the state variable, so it is usually not constant. Rather, the correction torque is adapted to the current driving state of the motor vehicle in order to achieve a particularly high driving stability.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine der folgenden Größen als Zustandsgröße verwendet wird: Der Lenkwinkel, eine Fahrgeschwindigkeit, das Lenkdrehmoment, eine Querbeschleunigung, eine Längsbeschleunigung, eine Gierrate, eine Raddrehzahl. Der Lenkwinkel entspricht vorzugsweise dem momentan an der Radachse beziehungsweise den Rädern eingestellten Lenkwinkel. Alternativ kann er dem Solllenkwinkel entsprechend. Beispielsweise ist es vorgesehen, das Korrekturdrehmoment umso größer zu wählen, je größer der Lenkwinkel ist.A further embodiment of the invention provides that at least one of the following variables is used as state variable: the steering angle, a driving speed, the steering torque, a lateral acceleration, a longitudinal acceleration, a yaw rate, a wheel speed. The steering angle preferably corresponds to the steering angle currently set on the wheel axle or the wheels. Alternatively, it may correspond to the desired steering angle. For example, it is provided that the larger the steering angle, the greater the correction torque.
Die Fahrgeschwindigkeit beschreibt die momentane Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung. Bevorzugt ist es vorgesehen, das Korrekturdrehmoment umso kleiner zu wählen, je größer die Fahrgeschwindigkeit ist, um die Fahrstabilität nicht zu beeinträchtigen. Ohnehin ist jedoch üblicherweise bei höheren Fahrgeschwindigkeiten der Lenkwinkel üblicherweise kleiner als bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten, sodass das geringere Korrekturdrehmoment zum Anpassen des Lenkwinkels in Richtung des Geradeausfahrlenkwinkels innerhalb eines angemessenen Zeitraums ausreicht.The driving speed describes the instantaneous driving speed of the motor vehicle in the longitudinal direction. It is preferably provided that the smaller the correction torque, the greater the driving speed so as not to impair the driving stability. In any event, however, usually at higher driving speeds, the steering angle is usually smaller than at lower driving speeds, so that the lower correction torque for adjusting the steering angle in the direction of the straight-ahead steering angle is sufficient within a reasonable period of time.
Das Lenkdrehmoment entspricht dem momentan an der Radachse beziehungsweise den Rädern anliegenden, auf eine Veränderung des Lenkwinkels gerichteten Drehmoment. Das Lenkdrehmoment wird beispielsweise aus dem Solllenkwinkel ermittelt und eingestellt. Zusätzlich kann der momentane Lenkwinkel in die Ermittlung des Lenkdrehmoments einfließen. Das Lenkdrehmoment wird beispielsweise mittels eines entsprechenden Drehmomentsensors gemessen.The steering torque corresponds to the momentarily applied to the wheel axle or the wheels, directed to a change in the steering angle torque. The steering torque is determined and set, for example, from the desired steering angle. In addition, the instantaneous steering angle can be incorporated into the determination of the steering torque. The steering torque is measured, for example, by means of a corresponding torque sensor.
Unter der Querbeschleunigung ist die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in seitlicher Richtung zu verstehen, unter der Längsbeschleunigung die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung. Die Gierrate beschreibt wiederum eine Drehbewegung des Kraftfahrzeugs um seine Hochachse. Die Raddrehzahl entspricht der Drehzahl wenigstens eines der beiden Räder. Selbstverständlich können auch die Raddrehzahlen beider Räder jeweils als Zustandsgröße herangezogen werden.The transverse acceleration is to be understood as meaning the acceleration of the motor vehicle in the lateral direction, while the longitudinal acceleration is to be understood as meaning the acceleration of the motor vehicle in the longitudinal direction. The yaw rate in turn describes a rotational movement of the motor vehicle about its vertical axis. The wheel speed corresponds to the speed of at least one of the two wheels. Of course, the wheel speeds of both wheels can also be used as a state variable.
Vorzugsweise wird das Korrekturdrehmoment umso größer gewählt, je größer die Querbeschleunigung, die Längsbeschleunigung und die Gierrate ist. Umgekehrt wird es hingegen umso kleiner gewählt, je größer die Raddrehzahl ist, welche im Wesentlichen mit der Fahrgeschwindigkeit korrespondiert. Entsprechend gelten hierzu die vorstehenden Ausführungen.Preferably, the larger the lateral acceleration, the longitudinal acceleration and the yaw rate, the larger the correction torque. Conversely, the larger the wheel speed, which corresponds essentially to the driving speed, the smaller it is chosen. Accordingly, the above statements apply to this.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Korrekturdrehmoment derart ermittelt wird, dass es einem bestimmten von Null verschiedenen Vorspurwinkel verschiedenen Vorspurlenkdrehmoment entspricht. Unter dem Vorspurlenkdrehmoment ist dasjenige Lenkdrehmoment zu verstehen, welches bei einem bestimmten Lenkwinkel aufgrund des von Null verschiedenen Vorspurwinkels auf die Radachse beziehungsweise die Räder wirkt. Um das Fahrgefühl eines herkömmlichen Kraftfahrzeugs nachzubilden, soll nun das Korrekturdrehmoment diesem Vorspurlenkdrehmoment entsprechen. Beispielsweise ist das Vorspurlenkdrehmoment für unterschiedliche Lenkwinkel hinterlegt und wird anhand des Lenkwinkels ausgelesen und als Korrekturdrehmoment verwendet.A development of the invention provides that the correction torque is determined such that it corresponds to a different non-zero toe angle different Vorspurlenkdrehmoment. Under the Vorspurlenkdrehmoment that steering torque is to be understood, which acts at a certain steering angle due to the non-zero toe angle on the wheel axle or the wheels. In order to simulate the driving feel of a conventional motor vehicle, the correction torque should now correspond to this toe steering torque. For example, the Vorspurlenkdrehmoment is deposited for different steering angle and is read from the steering angle and used as correction torque.
In anderen Worten entspricht das Korrekturdrehmoment dem Vorspurlenkdrehmoment für einen bestimmten Lenkwinkel. Es kann vorgesehen sein, dass das Vorspurlenkdrehmoment für die verschiedenen Lenkwinkel für mehrere von Null verschiedene Vorspurwinkel hinterlegt ist. In diesem Fall kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise aus mehreren Vorspurwinkeln auswählen und entsprechend das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs nach seinem Geschmack anpassen. Dies ermöglicht einen besonders komfortablen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs.In other words, the correction torque corresponds to the toe steering torque for a certain steering angle. It may be provided that the toe steering torque for the various steering angles for several non-zero toe angles is stored. In this case, the driver of the motor vehicle, for example, from several toe angles select and adjust the driving behavior of the motor vehicle according to his taste. This allows a particularly comfortable driving operation of the motor vehicle.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass als konstanter Sollvorspurwinkel ein Sollvorspurwinkel von 0° verwendet wird. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass bei dem Vorspurwinkel von 0° das Rollreibmoment sowie der Radabrieb besonders gering ist. Durch eine entsprechende Wahl des konstanten Sollvorspurwinkels und dem darauffolgenden Einstellen des Vorspurwinkels auf den Sollvorspurwinkel wird also ein energieeffizientes Betreiben des Kraftfahrzeugs umgesetzt. Gleichzeitig wird durch das Bereitstellen des Korrekturdrehmoments mittels der elektrischen Lenkeinrichtung dem Fahrer das gewohnte Fahrgefühl bereitgestellt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Sollvorspurwinkel aus wenigstens einer der folgenden Größen ermittelt wird: Dem Lenkdrehmoment, dem Lenkwinkel, der Fahrgeschwindigkeit, der Querbeschleunigung, der Längsbeschleunigung, der Gierrate, der Raddrehzahl. Hinsichtlich der einzelnen Werte wird auf die vorstehenden Ausführungen hingewiesen. Es ist nun nicht vorgesehen, den Sollvorspurwinkel konstant zu halten, sondern vielmehr während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs variabel zu wählen und anhand der wenigstens einen Zustandsgröße anzupassen. Beispielsweise ist es vorgesehen, den Sollvorspurwinkel umso größer zu wählen, je größer das Lenkdrehmoment und/oder der Lenkwinkel sind. Umgekehrt soll der Sollvorspurwinkel umso kleiner gewählt werden, je höher die Fahrgeschwindigkeit ist.A particularly preferred embodiment of the invention provides that a setpoint toe-in angle of 0 ° is used as the constant nominal toe-in angle. It has already been pointed out that with the toe-in angle of 0 °, the rolling friction torque and the wheel abrasion are particularly low. By an appropriate choice of the constant Sollvorspurwinkels and the subsequent setting of the Vorspurwinkels on the Sollvorspurwinkel so energy-efficient operation of the motor vehicle is implemented. At the same time, by providing the correction torque by means of the electric steering device, the driver is provided with the usual driving sensation. A further embodiment of the invention provides that the target toe-in angle is determined from at least one of the following variables: the steering torque, the steering angle, the vehicle speed, the lateral acceleration, the longitudinal acceleration, the yaw rate, the wheel speed. With regard to the individual values, reference is made to the above statements. It is now not intended to keep the desired toe-in angle constant, but rather to choose variable during the driving operation of the motor vehicle and to adjust it on the basis of the at least one state variable. For example, it is provided that the setpoint toe-in angle is greater, the greater the steering torque and / or the steering angle. Conversely, the target toe-in angle should be selected the smaller, the higher the driving speed.
Aus Gründen der Fahrstabilität ist es vorteilhaft, den Sollvorspurwinkel umso größer zu wählen, je größer die Querbeschleunigung, die Längsbeschleunigung, die Gierrate und/oder die Raddrehzahl sind. Mit einer derartigen Vorgehensweise werden die Vorteile des geringen Vorspurwinkels mit der stabilisierenden Wirkung eines von Null abweichenden Vorspurwinkels kombiniert, indem der Sollvorspurwinkel in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs gewählt wird. Insbesondere soll der Sollvorspurwinkel gleich Null sein, wenn der Lenkwinkel dem Geradeausfahrlenkwinkel entspricht.For reasons of driving stability, it is advantageous to select the setpoint toe-in angle the greater the lateral acceleration, the longitudinal acceleration, the yaw rate and / or the wheel speed are. With such a procedure, the advantages of the low toe-in angle are combined with the stabilizing effect of a non-zero toe-in angle by selecting the desired toe-in angle as a function of the respective driving situation of the motor vehicle. In particular, the Sollvorspurwinkel should be equal to zero, when the steering angle corresponds to the straight-ahead steering angle.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine Vorrichtung zum Einstellen des Vorspurwinkels als die elektrische Lenkeinrichtung verwendet wird. Es wurde bereits darauf eingegangen, dass durch entsprechende Wahl des Vorspurwinkels das Rückstelldrehmoment erzielt werden kann, welches hinsichtlich seiner Wirkung dem Korrekturdrehmoment entspricht. Dies bedeutet jedoch schlussendlich auch, dass die Vorrichtung, die zum Einstellen des Vorspurwinkels dient, auch zum Erzeugen des Korrekturdrehmoments herangezogen werden kann, nämlich indem der Vorspurwinkel derart eingestellt wird, dass das gewünschte Korrekturdrehmoment vorliegt. A further embodiment of the invention provides that a device for adjusting the toe-in angle is used as the electrical steering device. It has already been discussed that the reset torque can be achieved by appropriate selection of the toe angle, which corresponds in terms of its effect to the correction torque. However, in the end, this also means that the device which serves to adjust the toe-in angle can also be used to generate the correction torque, namely by setting the toe-in angle such that the desired correction torque is present.
Es ist also weiterhin vorgesehen, bei einem Lenkwinkel, welcher dem Geradeausfahrlenkwinkel entspricht, einen möglichst kleinen Vorspurwinkel zu verwenden, jedoch bei von dem Geradeausfahrlenkwinkel abweichenden Lenkwinkel den Vorspurwinkel auf einen von 0° verschiedenen Wert einzustellen, um das Korrekturdrehmoment zu bewirken. Entsprechend kann die separate elektrische Lenkeinrichtung entfallen, sodass der konstruktive Aufwand reduziert ist.It is therefore further provided to use a smallest possible toe-in angle at a steering angle which corresponds to the straight-ahead steering angle, but to adjust the toe-in angle to a different value from 0 ° in the steering angle different from the straight-ahead steering angle in order to effect the correction torque. Accordingly, the separate electrical steering device can be omitted, so that the design effort is reduced.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Anpassen des Lenkwinkels an den Geradeausfahrlenkwinkel mittels einer Regelung erfolgt. Es ist also nicht lediglich vorgesehen, das Korrekturdrehmoment auf beliebige Art und Weise zu ermitteln und mittels der elektrischen Lenkeinrichtung zu erzeugen. Vielmehr soll das Korrekturdrehmoment situativ erzeugt werden. Hierzu dient die Regelung. Beispielsweise dient eine der vorstehend genannten Größen als Regelgröße, wohingegen das Korrekturdrehmoment als Stellgröße verwendet wird. Bevorzugt dient als Regelgröße der Lenkwinkel beziehungsweise seine Differenz zu dem Geradeausfahrlenkwinkel. Zusätzlich kann wenigstens eine weitere der genannten Größen herangezogen werden.Finally, it can be provided within the scope of a further preferred embodiment of the invention that the adaptation of the steering angle to the straight-ahead steering angle is effected by means of a control. Thus, it is not merely intended to determine the correction torque in any manner and to generate by means of the electric steering device. Rather, the correction torque should be generated situationally. This is the purpose of the regulation. For example, one of the above-mentioned variables serves as a controlled variable, whereas the correction torque is used as a manipulated variable. Preferably, the steering angle or its difference from the straight-ahead driving angle serves as a controlled variable. In addition, at least one more of the mentioned variables can be used.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei das Kraftfahrzeug eine lenkbare Radachse mit wenigstens zwei Rädern aufweist, die zum Lenken des Kraftfahrzeugs einen einstellbaren Lenkwinkel aufweisen, wobei ein Vorspurwinkel der Räder auf einen Sollvorspurwinkel einstellbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug dazu ausgebildet, bei Abweichung des Lenkwinkels von einer für eine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs vorliegenden Geradeausfahrlenkwinkel mittels einer elektrischen Lenkeinrichtung ein auf eine Anpassung des Lenkwinkels in Richtung des Geradeausfahrlenkwinkels gerichtetes Korrekturdrehmoment zu erzeugen.The invention further relates to a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to the preceding embodiments, wherein the motor vehicle has a steerable wheel axle with at least two wheels, which have an adjustable steering angle for steering the motor vehicle, wherein a toe-in angle of the wheels is adjustable to a Sollvorspurwinkel. It is provided that the motor vehicle is designed to generate a deviation in the steering angle of a present for a straight-ahead driving of the motor vehicle straight-ahead steering angle by means of an electric steering device directed to an adjustment of the steering angle in the direction of the straight-ahead steering angle correction torque.
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Kraftfahrzeug als auch das Verfahren zu seinem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such an approach or such an embodiment of the motor vehicle has already been pointed out. Both the motor vehicle and the method for its operation can be further developed according to the statements in the context of this description, so that reference is made to this extent.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
- Figur eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer lenkbaren Radachse.
- Figure a schematic representation of a motor vehicle with a steerable wheel axle.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der ersten Radachse
Um dennoch die gewohnte Fahrstabilität beizubehalten und zudem einem Fahrer des Kraftfahrzeugs
Mit der beschriebenen Vorgehensweise beziehungsweise der beschriebenen Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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