DE102018204965B3 - Method, control unit and steering system for determining the value of a steering intervention variable in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festlegen eines Werts einer Lenkeingriffsgröße (LEG) für ein Lenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Lenksystem (1) nach Maßgabe der Lenkeingriffsgröße (LEG), eines Handmoments (HM), das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs aufgebracht wird, und einer Lenkunterstützungsgröße (LUG) zum Unterstützen des Handmoments (HM) betreibbar ist, und wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer ersten Lenkeingriffsgrößenkomponente (A) auf Basis eines vorbestimmten Schwellenwerts (HMmax) des Handmoments (HM);
Bestimmen einer zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente (B) auf Basis der Lenkunterstützungsgröße (LUG) und des aufgebrachten Handmoments (HM) derart, dass die zweite Lenkeingriffsgrößenkomponente (B) bei einem zunehmenden Handmoment (HM) spätestens ab Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts (HMmax) zumindest vorübergehend abnimmt; und Festlegen eines Werts (LEG') der Lenkeingriffsgröße (LEG) auf Basis der ersten und zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente (A, B).
Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinheit (10) und ein Lenksystem (1) umfassend eine solche Steuereinheit (10).
The invention relates to a method for setting a value of a steering intervention variable (LEG) for a steering system (1) of a motor vehicle, wherein the steering system (1) in accordance with the steering intervention variable (LEG), a manual torque (HM) applied by a driver of the motor vehicle and a steering assist amount (LUG) for supporting the manual torque (HM), and wherein the method comprises: determining a first steering engagement amount component (A) based on a predetermined threshold value (HMmax) of the manual torque (HM);
Determining a second steering intervention variable component (B) on the basis of the steering assist variable (LUG) and the applied manual torque (HM) such that the second steering intervention variable component (B) at least temporarily decreases at an increasing hand torque (HM) at the latest from reaching or exceeding the threshold value (HMmax) ; and determining a value (LEG ') of the steering intervention amount (LEG) based on the first and second steering intervention amount components (A, B).
Furthermore, the invention relates to a control unit (10) and a steering system (1) comprising such a control unit (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Steuereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 und ein Lenksystem zum Festlegen des Werts einer Lenkeingriffsgröße in einem Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuereinheit. Insbesondere betrifft die Erfindung die Erfindung das Ermöglichen assistierender Lenkeingriffe auf Basis einer Lenkeingriffsgröße mit einem entsprechend festgelegten Wert.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1, a control unit according to the preamble of claim 9 and a steering system for setting the value of a steering intervention variable in a motor vehicle with such a control unit. In particular, the invention relates to enabling assisted steering interventions based on a steering intervention amount with a correspondingly determined value.
Bei Lenksystemen für Kraftfahrzeuge mit Lenkunterstützung wird oftmals ein Handmoment (auch als Handlenkmoment bezeichnet), das von einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs auf ein Lenkrad des Lenksystems manuell ausgeübt wird, durch ein von einem Lenkunterstützungsantrieb bereitgestelltes Lenkunterstützungsmoment ergänzt. Hierdurch kann ein erhöhtes Lenkmoment zur Durchführung einer gewünschten Lenkbewegung erhalten werden. Dem Lenkunterstützungsantrieb kann hierfür eine Lenkunterstützungsgröße vorgegeben werden oder, mit anderen Worten, der Lenkunterstützungsantrieb kann nach Maßgabe einer Lenkunterstützungsgröße betrieben werden. Die Lenkunterstützungsgröße kann allgemein eine zu erzeugende Lenkunterstützungskraft oder ein zu erzeugendes Lenkunterstützungsmoment angeben.In steering assisted steering systems for motor vehicles, a manual torque (also referred to as manual steering torque) manually applied to a steering wheel of the steering system by a driver of a motor vehicle is often supplemented by a steering assist torque provided by a steering assist drive. In this way, an increased steering torque for performing a desired steering movement can be obtained. For this purpose, a steering assistance variable can be specified for the steering assistance drive or, in other words, the steering assistance drive can be operated in accordance with a steering assistance variable. The steering assist amount may generally indicate a steering assist force to be generated or a steering assist torque to be generated.
Neben der bloßen Lenkunterstützung sind sogenannte Lenkeingriffsfunktionen bekannt, die zum Beispiel im Rahmen von Fahrerassistenzfunktionen autonome und/oder automatische Lenkeingriffe in dem Lenksystem vornehmen können. Hierunter kann insbesondere das Erzeugen radlenkwirksamer Kräfte oder Momente verstanden werden, die nicht unmittelbar auf Handlenkmomenten und/oder Lenkvorgaben des Fahrers basieren. Beispielsweise wird für Parkassistenzsysteme eine automatische Querführung des Fahrzeugs zugelassen, bei der die Lenkung des Kraftfahrzeugs ohne Lenkvorgaben des Fahrers vorgenommen wird. Ferner ermöglicht eine Spurhalteassistenzfunktion, das Fahrzeug durch assistierende Lenkeingriffe in einer Fahrspur zu halten.In addition to the mere steering assistance so-called steering intervention functions are known, which can make autonomous and / or automatic steering interventions in the steering system, for example, in the context of driver assistance functions. This can be understood, in particular, as the generation of wheel-steering-effective forces or moments which are not directly based on manual steering torques and / or steering specifications of the driver. For example, an automatic lateral guidance of the vehicle is permitted for parking assistance systems, in which the steering of the motor vehicle is performed without the driver's steering requirements. Further, a lane departure warning function enables the vehicle to be kept in lane by assisted steering interventions.
Die Lenkeingriffsfunktionen stellen oftmals von extern eine Soll-Lenkstellungsgröße zur Verfügung, auf die eine Lenkpositionsregelung die Lenkung einstellen soll. Die Soll-Lenkstellungsgröße kann einem erwünschten Radlenkwinkel oder einer gewünschten Lenkradstellung oder einer davon abhängigen Größe entsprechen. Da mehrere das Lenksystem beeinflussende Lenkfunktionen (zum Beispiel in Form einer Lenkunterstützung oder von Lenkeingriffsfunktionen) gleichzeitig oder wechselweise aktiv sein können, kann dies dazu führen, dass während Übergangssituationen, bei denen beispielsweise eine Vorgabe einer Soll-Lenkstellungsgröße und eine Vorgabe einer Lenkunterstützungsgröße gleichzeitig vorliegen, keine zufriedenstellende Umsetzung für die Ansteuerung des Lenkunterstützungsantriebs erreicht wird.The steering intervention functions often provide externally a desired steering position size to which a steering position control is to adjust the steering. The desired steering position variable may correspond to a desired wheel steering angle or a desired steering wheel position or a size dependent thereon. Since several steering functions influencing the steering system (for example in the form of steering assistance or steering intervention functions) can be active simultaneously or alternately, this can mean that during transition situations in which, for example, a specification of a nominal steering position variable and a specification of a steering assistance variable are present at the same time, no satisfactory implementation for the control of the steering assistance drive is achieved.
Insbesondere kann bei Aktivierung einer Lenkeingriffsfunktion aufgrund der aktiven Lenkpositionsregelung ein merklicher Eingriff durch den Lenkunterstützungsantrieb erfolgen, der sich haptisch am Lenkrad für den Fahrer bemerkbar macht. Ähnliche Probleme können dann auftreten, wenn ein Fahrer durch Aufbringen eines sogenannten Überlenkmoments oder auch maximalen Handmoments, mit dem er einen Wunsch zum Überwinden des von der Lenkeingriffsfunktion aufgebrachten Lenkmoments zum Ausdruck bringt, eine Lenkeingriffsfunktion zumindest vorübergehend deaktiviert oder übersteuert. Es ist jedoch wünschenswert, dass bei zunehmender Anzahl von verschiedenen in das Lenksystem eingreifenden Funktionen eine Schnittstelle zur Verfügung steht, die ein Zusammenspiel dieser Funktionen zulässt, ohne dass eine unerwünschte Haptik auftritt.In particular, upon activation of a steering engagement function due to the active steering position control, a noticeable engagement by the steering assist drive can be made, which makes itself felt haptically on the steering wheel for the driver. Similar problems can occur when a driver by applying a so-called Überlenkmoments or maximum manual torque, with which he expresses a desire to overcome the force applied by the steering engagement function steering torque, at least temporarily disables or overrides a steering intervention function. However, it is desirable that as the number of different steering functions intervene increases, there is an interface that allows these functions to work together without undesirable haptics.
Weiterhin soll der Entwicklungsaufwand und insbesondere Anpassungsaufwand der in das Lenksystem eingreifenden Lenkeingriffsfunktionen an verschiedene System- und/oder Fahrzeugvarianten nicht unnötig hoch ausfallen. Insbesondere ist es wünschenswert, dass Lenkeingriffsfunktionen mit einer gewünschten Haptik bereitstellbar und/oder ausführbar sind, ohne dass diese hierfür umfassend an konkrete Eigenschaften einer gegebenen System- und/oder Fahrzeugvariante angepasst werden müssen.Furthermore, the development effort and in particular adaptation effort of engaging in the steering system steering intervention functions to different system and / or vehicle variants should not be unnecessarily high. In particular, it is desirable that steering intervention functions can be provided and / or executed with a desired haptic, without them having to be comprehensively adapted to specific properties of a given system and / or vehicle variant.
Ein Stand der Technik, von dem vorliegend ausgegangen wird, ist die
Weiterer Stand der Technik existiert in Form der
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren, eine Steuereinheit und ein Lenksystem für Lenkeingriffe eines Kraftfahrzeugs mit einer bevorzugten Haptik zu schaffen, insbesondere derart, dass der hierfür benötigte Entwicklungsaufwand begrenzt ist.An object of the present invention is therefore to provide a method, a control unit and a To provide steering system for steering intervention of a motor vehicle with a preferred feel, in particular such that the development effort required for this purpose is limited.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Steuereinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und ein Lenksystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Ferner versteht es sich, dass die in der einleitenden Beschreibung erwähnten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination auch bei der vorliegend offenbarten Lösung vorgesehen sein können, sofern nicht anders angegeben oder ersichtlich.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1, a control unit having the features of patent claim 9 and a steering system having the features of
Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, den endgültigen Wert einer Lenkeingriffsgröße, auf deren Basis ein assistierender Lenkeingriff ausführbar ist, derart festzulegen, dass ein aus Sicht des Fahrers möglichst gleichmäßiger Übergang zwischen einem Lenkunterstützungsbetrieb und einem Lenkeingriffsbetrieb ermöglicht wird. Als Lenkunterstützungsbetrieb kann dabei ein Betriebszustand verstanden werden, bei dem eine Fahrzeuglenkung hauptsächlich oder ausschließlich nach Maßgabe von Lenkvorgaben des Fahrers erfolgt. Als Lenkeingriffsbetrieb kann hingegen ein Betriebszustand verstanden werden, bei dem eine Fahrzeuglenkung hauptsächlich oder ausschließlich nach Maßgabe von Lenkeingriffen wenigstens einer Lenkeingriffsfunktion erfolgt. Hierfür sieht die Erfindung allgemein vor, eine Lenkeingriffsgröße nach Maßgabe eines Handmoments des Fahrers anzupassen, insbesondere derart, dass diese spätestens ab Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwerts des Handmoments abnimmt. Überlenkt der Fahrer somit in der vorstehend geschilderten Weise einen Lenkeingriff, beispielsweise indem er ein Handmoment mit dem vorbestimmten Schwellenwert aufbringt, kann ein von dem Lenkeingriff erzeugtes Gegenmoment spätestens ab dem Überlenken abnehmen, um ein gewünschtes haptisches Verhalten zu erzielen. A basic idea of the invention is to determine the final value of a steering intervention variable on the basis of which an assisting steering intervention can be carried out in such a way that the transition between a steering assistance operation and a steering intervention operation which is as uniform as possible from the perspective of the driver is possible. As a steering assistance operation can be understood an operating condition in which a vehicle steering takes place mainly or exclusively in accordance with the driver's steering specifications. By contrast, an operating state in which a vehicle steering system mainly or exclusively takes place in accordance with steering interventions of at least one steering intervention function can be understood as a steering intervention operation. For this purpose, the invention generally provides for adapting a steering intervention variable in accordance with a manual torque of the driver, in particular in such a way that it decreases at the latest from reaching or exceeding a predetermined threshold value of the manual torque. If the driver thus deflects a steering engagement in the above-described manner, for example by applying a manual torque with the predetermined threshold value, a counter-torque generated by the steering engagement can decrease at the latest from the deflection in order to achieve a desired haptic behavior.
Insbesondere können aus Sicht des Fahrers störende haptische Rückmeldungen vermieden werden.In particular, annoying haptic feedback can be avoided from the driver's point of view.
Im Detail wird ein Verfahren zum Festlegen und insbesondere Begrenzen eines endgültigen Werts einer Lenkeingriffsgröße für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Lenksystem nach Maßgabe der Lenkeingriffsgröße, eines Handmoments, das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs aufgebracht wird, und einer Lenkunterstützungsgröße zum Unterstützen des Handmoments betreibbar ist, und wobei das Verfahren umfasst:
- Bestimmen einer ersten Lenkeingriffsgrößenkomponente auf Basis eines vorbestimmten Schwellenwerts des Handmoments; Bestimmen einer zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente auf Basis der Lenkunterstützungsgröße und des aufgebrachten Handmoments derart, dass die zweite Lenkeingriffsgrößenkomponente bei einem zunehmenden Handmoment spätestens ab Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts zumindest vorübergehend abnimmt; und
- Festlegen (und insbesondere Begrenzen) eines endgültigen Werts der Lenkeingriffsgröße auf Basis der ersten und zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente und der Lenkeingriffsgröße.
- Determining a first steering intervention amount component based on a predetermined threshold of the manual torque; Determining a second steering engagement variable component based on the steering assist amount and the applied hand torque such that the second steering engagement variable component at least temporarily decreases with an increasing hand momentum at the latest from reaching or exceeding the threshold value; and
- Determining (and, in particular, limiting) a final value of the steering engagement amount based on the first and second steering-engagement-size component and the steering-engagement amount.
Ferner wird eine Steuereinheit für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Lenksystem nach Maßgabe einer Lenkeingriffsgröße, eines Handmoments, das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs aufgebracht wird, und einer Lenkunterstützungsgröße zum Unterstützen des Handmoments betreibbar ist, und die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, Folgendes auszuführen: Bestimmen einer ersten Lenkeingriffsgrößenkomponente auf Basis eines vorbestimmten Schwellenwerts des Handmoments; Bestimmen einer zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente auf Basis der Lenkunterstützungsgröße und des aufgebrachten Handmoments derart, dass die zweite Lenkeingriffsgrößenkomponente bei einem zunehmenden Handmoment spätestens ab Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts zumindest vorübergehend abnimmt; Festlegen (und insbesondere Begrenzen) eines endgültigen Werts der Lenkeingriffsgröße auf Basis von mindestens der ersten und zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente und der Lenkeingriffsgröße.Further, a control unit for a steering system of a motor vehicle is proposed, wherein the steering system is operable in accordance with a steering engagement amount, a hand torque applied by a driver of the motor vehicle, and a steering assist amount for assisting the manual torque, and the control unit is configured to perform the following Determining a first steering intervention amount component based on a predetermined threshold of the manual torque; Determining a second steering engagement variable component based on the steering assist amount and the applied hand torque such that the second steering engagement variable component at least temporarily decreases with an increasing hand momentum at the latest from reaching or exceeding the threshold value; Determining (and, in particular, limiting) a final value of the steering intervention amount based on at least the first and second steering-engagement-size component and the steering-engagement amount.
Weiterhin wird auch Lenksystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit: einem mechanischen Glied, das mit wenigstens einem gelenkten Rad des Kraftfahrzeugs kraftübertragend verbunden oder verbindbar ist; einer Steuereinheit gemäß dem vorstehenden Aspekt; und einem Lenkunterstützungsantrieb, der dazu ausgebildet ist, eine Lenkeingriffsgröße mit dem von der Steuereinheit festgelegten endgültigen Wert auf das mechanische Glied aufzubringen. Das mechanische Glied kann eine Zahnstange umfassen oder als eine solche realisiert sein. Allgemein kann das mechanische Glied ein bewegbares Glied innerhalb des Lenkunterstützungsantriebs und/oder eines Lenkunterstützungs-Antriebsstrangs bilden. Zusätzlich oder alternativ kann auf das mechanische Glied ein von einem Fahrer erzeugtes Handmoment aufbringbar sein oder, mit anderen Worten, kann das mechanische Glied nach Maßgabe eines vom Fahrer erzeugten Handmoments bewegbar sein.Furthermore, steering system is proposed for a motor vehicle, comprising: a mechanical member which is force-transmitting connected or connectable with at least one steered wheel of the motor vehicle; a control unit according to the above aspect; and a steering assist driver configured to apply a steering engagement amount to the mechanical member at the final value set by the control unit. The mechanical member may comprise or be realized as a rack. Generally, the mechanical member may form a movable member within the steering assist drive and / or a steering assist power train. Additionally or alternatively, a manual torque generated by a driver can be applied to the mechanical member or, in other words, the mechanical member can be movable in accordance with a hand torque generated by the driver.
Bei der Lenkunterstützungsgröße kann es sich um eine Vorgabegröße zum Beispiel in Form eines Lenkmoments oder einer Lenkkraft handeln, um ein vom Fahrer aufgebrachtes Handmoment zu unterstützen. Mittels dieser Vorgabegröße kann ein Lenkunterstützungsantrieb angesteuert und/oder betrieben werden, um eine entsprechend gewünschte Lenkunterstützung bereitzustellen.The steering assist amount may be a default size, for example, in shape act a steering torque or a steering force to assist a hand applied torque by the driver. By means of this default size, a steering assist drive can be controlled and / or operated to provide a correspondingly desired steering assistance.
Bei dem Schwellenwert kann es sich um ein vorstehend geschildertes Überlenkmoment oder maximales Handmoment handeln. Dieses kann je nach einer auszuführenden oder ausgeführten Lenkeingriffsfunktion und/oder für jedes Fahrerassistenzsystem individuell gewählt sein. Zusätzlich oder alternativ kann dieser Wert abhängig von aktuellen Fahrzustandsparametern und/oder Fahrzeugparametern wie zum Beispiel einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit sein.The threshold value may be a deflection torque described above or a maximum manual torque. This can be selected individually depending on an executed or executed steering intervention function and / or for each driver assistance system. Additionally or alternatively, this value may be dependent on current driving state parameters and / or vehicle parameters such as a current driving speed.
Die Abnahme der zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente kann allgemein stetig erfolgen und insbesondere stufenförmigen, im Wesentlichen linear, gemäß einem vorbestimmten Gradienten, gekrümmt und/oder kurvenförmig. Allgemein kann die Abnahme gemäß einer stetig differenzierbaren Funktion erfolgen und/oder vorzugsweise kontinuierlich.The decrease of the second steering intervention variable component can generally be continuous and in particular step-shaped, substantially linear, according to a predetermined gradient, curved and / or curved. In general, the decrease can take place in accordance with a continuously differentiable function and / or preferably continuously.
Die Abnahme der zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente kann gemäß einer der folgenden Zusammenhänge (
Allgemein kommt das Verwenden dieser Zusammenhänge insbesondere dann in Betracht, wenn ein Wert der zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente zunächst auf Basis des Handmoments ermittelt und anschließend mit einem entsprechenden Faktor f(x) multipliziert wird. Das Ermitteln des Werts der zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente auf Basis des Handmoments kann anhand einer sogenannten Lenkunterstützungsfunktion erfolgen. Der erste Zusammenhang (
Allgemein kann im Rahmen der vorliegenden Offenbarung vorgesehen sein, dass ein Wert der Lenkeingriffsgröße zunächst mittels einem separaten Verfahren oder einer separaten Steuer- und/oder Berechnungseinheit bestimmt wird (beispielsweise mittels eines sogenannten Positionsreglers). Anschließend kann dieser Wert auf Basis des vorliegenden Verfahrens endgültig festgelegt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren einen Schritt des Ansteuerns eines Lenkunterstützungsantriebs auf Basis des festgelegten Werts umfassen. Weiterhin ist unter dem Begriff Festlegen nicht zwingend zu verstehen, dass die Lenkeingriffsgröße bzw. deren Wert gegenüber einem Ausgangszustand verändert wird. Stattdessen kann auch vorgesehen sein, einen entsprechenden Ausgangszustand zu überprüfen und wenn dieser ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt, die Lenkeingriffsgröße nicht zu verändern. Dies betrifft zum Beispiel Fälle, bei denen die Lenkeingriffsgröße im Rahmen des Festlegens lediglich begrenzt wird und zum Beispiel unterhalb eines Grenzwerts liegt.Generally, it can be provided in the context of the present disclosure that a value of the steering intervention variable is first determined by means of a separate method or a separate control and / or calculation unit (for example by means of a so-called position controller). Subsequently, this value can be finally determined based on the present method. Additionally or alternatively, the method may include a step of driving a steering assist drive based on the set value. Furthermore, the term setting does not necessarily mean that the steering intervention variable or its value is changed compared to an initial state. Instead, it may also be provided to check a corresponding initial state and if it fulfills a predetermined criterion, not to change the steering intervention variable. This applies, for example, to cases in which the steering intervention variable is only limited during setting and is below a limit, for example.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der endgültige Wert der Lenkeingriffsgröße auf Basis von keiner anderen Lenkeingriffsgrößenkomponente als der ersten und zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente festgelegt wird. Insbesondere kann die Lenkeingriffsgröße ausschließlich auf Basis der ersten und zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente festgelegt (d. h. auch ohne Berücksichtigung jeglicher anderer Größen). Gemäß einer weiteren Ausführungsform können für das Festlegen der Lenkeingriffsgröße auch weitere Größen berücksichtigt werden, insbesondere weitere Lenkeingriffsgrößenkomponenten, wie beispielsweise die nachstehend erläuterte dritte Lenkeingriffsgrößenkomponente.One embodiment provides that the final value of the steering engagement amount is determined based on no other steering engagement variable component than the first and second steering engagement variable components. In particular, the steering intervention amount may be determined based solely on the first and second steering engagement variable components (i.e., without regard to any other sizes). According to a further embodiment, further variables can also be taken into account for specifying the steering intervention variable, in particular further steering intervention variable components, such as the third steering intervention variable component explained below.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der endgültige Wert der Lenkeingriffsgröße auf Basis der ersten und zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente begrenzbar ist. Hierfür kann er beispielsweise bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts, der auf Basis der ersten und zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente festgelegt wird, begrenzt werden, insbesondere auf eben diesen Grenzwert. Insbesondere kann das Begrenzen umfassen, dass der endgültige Wert der Lenkeingriffsgröße eine Summe der ersten und zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente oder eine Summe von aus der ersten und zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente ableitbaren (bzw. herleitbaren) Kräften und/oder Momenten nicht überschreitet.In an embodiment, it is provided that the final value of the steering intervention variable can be limited on the basis of the first and second steering intervention variable components. For this purpose, it can be limited, for example, when a predetermined limit value, which is determined on the basis of the first and second steering intervention variable component, is limited, in particular to precisely this limit value. In particular, the limiting may include that the final value of the steering intervention amount does not exceed a sum of the first and second steering engagement variable components or a sum of forces and / or moments derivable from the first and second steering engagement variable components.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Lenkunterstützungsgröße auf Basis des Handmoments ermittelt wird und die Abnahme der zweiten Lenkeingriffsgrößenkomponente derart erfolgt, dass ein Einfluss eines zunehmenden Handmoments auf den Wert Lenkunterstützungsgröße zumindest teilweise kompensiert wird. Hierfür kommen beispielsweise die vorstehend angegebenen Zusammenhänge (
Wie geschildert, kann der vorbestimmte Schwellenwert allgemein einem Wert des Handmoments entsprechen, der zum Überwinden oder Egalisieren von auf Basis der Lenkeingriffsgröße ausführbaren Lenkeingriffen erforderlich ist. Insbesondere kann es sich bei dem Schwellenwert um einen Wert des Handmoments handeln, der mindestens erforderlich ist, um den Lenkeingriff zu überwinden. Beispielsweise kann bei Erreichen des Schwellenwerts der Lenkeingriff mindestens egalisiert und bei einer weiteren Erhöhung des Handmoments (zum Beispiel vollständig) überwunden werden.As described, the predetermined threshold may generally correspond to a value of the manual torque required to overcome or level steer based on the steering intervention amount. In particular, the threshold value may be a value of the manual torque that is at least required to overcome the steering intervention. For example, when the threshold value is reached, the steering intervention can be at least equalized and, if the hand torque is further increased (for example completely), overcome.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Bestimmen einer dritten Lenkeingriffsgrößenkomponente auf Basis eines maximal zulässigen Werts der Lenkeingriffsgröße; Festlegen eines endgültigen Werts der Lenkeingriffsgröße unter zusätzlicher Berücksichtigung der dritten Lenkeingriffsgrößenkomponente. Insbesondere kann der Wert der Lenkeingriffsgröße zusätzlich auf Basis der dritten Lenkeingriffsgrößenkomponente und insbesondere einer Summe der ersten bis dritten Lenkeingriffsgrößenkomponenten begrenzt werden.In one embodiment, the method further comprises: determining a third steering intervention amount component based on a maximum allowable value of the steering intervention amount; Determining a final value of the steering intervention amount with additional consideration of the third steering intervention variable component. In particular, the value of the steering intervention variable may additionally be limited on the basis of the third steering intervention variable component and in particular a sum of the first to third steering intervention variable components.
Der maximal zulässige Wert der Lenkeingriffsgröße kann je nach einer auszuführenden oder ausgeführten Lenkeingriffsfunktion und/oder für jedes Fahrerassistenzsystem individuell gewählt sein. Zusätzlich oder alternativ kann dieser Wert abhängig von aktuellen Fahrzustandsparametern und/oder Fahrzeugparametern wie zum Beispiel einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit sein. Allgemein kann vorgesehen sein, eine entsprechende dritte Lenkeingriffsgrößenkomponente nur dann zu berücksichtigen, wenn ein Lenkeingriff und ein vom Fahrer aktuell aufgebrachtes Handmoment gegenläufig sind (d. h. die damit einhergehenden Momente unterschiedliche Vorzeichen aufweisen). Findet der Lenkeingriff hingegen in derselben Richtung statt, in der ein Fahrer auch aktuell ein Handmoment erzeugt, kann die dritte Lenkeingriffsgrößenkomponente nicht ermittelt und/oder nicht berücksichtigt werden.The maximum permissible value of the steering intervention variable may be selected individually depending on an executed or executed steering intervention function and / or for each driver assistance system. Additionally or alternatively, this value may be dependent on current driving state parameters and / or vehicle parameters such as a current driving speed. In general, provision may be made for a corresponding third steering intervention variable component to be taken into account only when a steering intervention and a manual torque actually applied by the driver are in opposite directions (that is to say that the associated moments have different signs). On the other hand, if the steering intervention takes place in the same direction in which a driver is currently generating a manual torque, the third steering intervention variable component can not be determined and / or ignored.
In diesem Zusammenhang kann ferner vorgesehen sein, dass die dritte Lenkeingriffsgrößenkomponente zusätzlich auf Basis des Schwellenwerts des Handmoments bestimmt wird, und zwar derart, dass sie bei einem zunehmenden Handmoment bis zu dem Erreichen des Schwellenwerts zumindest vorübergehend abnimmt. Insbesondere kann die dritte Lenkeingriffsgrößenkomponente auf Basis einer Differenz des zulässigen Werts der Lenkeingriffsgröße und des Schwellenwerts bestimmt werden.In this context, it may further be provided that the third steering intervention variable component is additionally determined on the basis of the threshold value of the manual torque, such that it decreases at least temporarily with an increasing manual torque until the threshold value is reached. In particular, the third steering intervention amount component may be determined based on a difference of the allowable value of the steering intervention amount and the threshold value.
Die Abnahme der dritten Lenkeingriffsgrößenkomponente kann allgemein stetig erfolgen und insbesondere stufenförmigen, im Wesentlichen linear, gemäß einem vorbestimmten Gradienten, gekrümmt und/oder kurvenförmig. Allgemein kann die Abnahme gemäß einer stetig differenzierbaren Funktion erfolgen und/oder vorzugsweise kontinuierlich.The decrease of the third steering intervention variable component can generally be continuous and in particular step-shaped, substantially linear, according to a predetermined gradient, curved and / or curved. In general, the decrease can take place in accordance with a continuously differentiable function and / or preferably continuously.
Die Abnahme kann zum Beispiel gemäß dem folgenden Zusammenhang (
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die dritte Lenkeingriffsgrößenkomponente spätestens ab dem Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts des Handmoments einen Wert von null annimmt und vorzugsweise auch über den Schwellenwert hinaus beibehält.In particular, it can be provided that the third steering intervention variable component assumes a value of zero at the latest from reaching or exceeding the threshold value of the manual torque, and preferably also maintains it above the threshold value.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten schematischen Figuren erläutert. In Ihrer Art und/oder Funktion übereinstimmende Merkmale können dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Es stellen dar:
-
1 : eine schematische Darstellung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführbar ist; -
2 : ein Funktionsdiagramm für eine Funktion zur Berücksichtigung einer externen Soll-Lenkstellungsgröße für das Bereitstellen einer Vorgabestellgröße zur Ansteuerung des Lenkunterstützungsantriebs aus1 ; und -
3 ein Funktionsdiagramm für eine mögliche Ausgestaltung einerHaptikfunktion aus 2 .
-
1 a schematic representation of a steering system of a motor vehicle according to an embodiment of the invention and with which a method according to the invention is executable; -
2 FIG. 3 is a functional diagram of a function for taking into account an external target steering position quantity for providing a default position variable for driving the steering assistance drive1 ; and -
3 a functional diagram for a possible embodiment of ahaptic function 2 ,
In
Die Zahnstange
Es ist weiterhin ein Lenkunterstützungsantrieb
Weiterhin ist eine Steuereinheit
Weiterhin kann ein geeigneter Sensor, z.B. ein Momentensensor
In der Steuereinheit
Die Lenkunterstützungsgröße wird dazu verwendet, die Vorgabegröße SG festzulegen. Genauer gesagt fließt die Lenkunterstützungsgröße in die Vorgabegröße SG zum Beispiel in Form eines Summanden ein. Weiterhin wird die Vorgabegröße SG auch auf Basis einer Lenkeingriffsgröße festgelegt, welche zusätzlich zu einer etwaigen Lenkunterstützungsgröße in die Vorgabegröße SG einfließt. Wie nachstehend erläutert, wird die Lenkeingriffsgröße ebenfalls von der Steuereinheit
In
Von Lenkeingriffsfunktionen, die beispielsweise auf Basis von Fahrassistenzfunktionen ausgeführt werden können, wird der Steuereinheit
Bei mehreren aktiven Lenkeingriffsfunktionen wird eine Soll-Lenkstellungsgröße
Die Soll-Lenkstellungsgröße
Ausgangsseitig der ersten Regelstufe
Die resultierende Lenkgeschwindigkeitsdifferenz
Insgesamt wird in dem Lenkpositionsregler
Der erste und der zweite Reglerblock sind vorzugsweise als PID-Regler vorzusehen. Andere Reglerstrukturen sind dabei auch grundsätzlich möglich. Die Reglerverstärkungen werden so gewählt, dass die Soll-Lenkstellungsgröße
Die Lenkpositionsregelung ermöglicht es, die Soll-Lenkstellungsgröße auch bei Wirkung einer oder mehrerer Störgrößen robust einzuregeln. Eine solche Störgröße kann beispielsweise ein Eingriff des Fahrers am Lenkrad sein.The steering position control makes it possible to control the target steering position variable robustly even with the effect of one or more disturbances. Such a disturbance, for example, be an intervention of the driver on the steering wheel.
Es liegen nun in dem Lenksystem
Es ist ein Haptikblock
In der nachstehend geschilderten Weise wird in dem Haptikblock
In
Der zweiten Begrenzungsfunktion
Eine erste Lenkeingriffsgrößenkomponente
Eine zweite Lenkeingriffsgrößenkomponente B entspricht einem Kraftwert, der durch Multiplizieren der Lenkunterstützungsgröße LUG mit einem auf Basis einer Kennlinie
Für Verhältniswerte von null bis eins entspricht Faktor
Für Verhältniswerte von größer als eins wird ein Faktor
Hat der Fahrer also das maximale Handmoment
Eine dritte Lenkeingriffsgrößenkomponente
Die Abnahme der dritten Lenkeingriffsgrößenkomponente
Vorzugsweise wird die dritte Lenkeingriffsgrößenkomponente C nur dann ermittelt oder berücksichtigt, wenn der Fahrer und eine Lenkeingriffsfunktion gegenläufig agieren oder, mit anderen Worten, gegenläufige Momente erzeugen. Dies kann zum Beispiel aus einem Vorzeichenvergleich des Handmoments HM und der Lenkeingriffsgröße LEG oder daraus ermittelter weiterer Größen festgestellt werden. Wenn der Fahrer und eine Lenkeingriffsfunktion hingegen gleichläufig agieren oder, mit anderen Worten, gleichwirkende Momente erzeugen, kann zum Beispiel mittels eines nicht gesondert dargestellten Bypasses die Ermittlung und/oder Berücksichtigung der dritten Lenkeingriffsgrößenkomponente C in dem Summierer
Ein Vorteil der gezeigten Lösung besteht darin, dass der Haptikblock
Ferner wird ermöglicht, je nach dem Lenkeingriffzustand in Form eines Gegenlenkens oder Mitlenkens von Lenkeingriff und Handmoment HM zu differenzieren und entsprechend individuelle haptische Rückmeldungen am Lenkrad einzustellen. Im Fall des Gegenlenkens wird dabei insbesondere ermöglicht, den Lenkeingriff mit einem möglichst hohen Wert und somit besonders zuverlässig auszuführen, ohne dass sich dies insbesondere bei einem Überlenken in aus Sicht des Fahrers haptisch störender Weise bemerkbar macht.It is also possible to differentiate depending on the steering intervention state in the form of a countersteering or Mitlenkens steering intervention and manual torque HM and adjust according to individual haptic feedback on the steering wheel. In the case of countersteering, it is possible, in particular, to carry out the steering intervention with the highest possible value and thus particularly reliably, without this becoming noticeable in particular in the event of a deflection in a haptically disturbing manner from the perspective of the driver.
Weiterhin müssen in dem Haptikblock
Dies mindert entsprechend den Entwicklungs- und Anpassungsaufwand beim Einrichten des Lenksystems
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