DE102022125521A1 - Method for controlling rear wheel steering of a vehicle - Google Patents

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DE102022125521A1
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Martin Muenster
Sebastian Spirk
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Abstract

Bei einem Verfahren zum Ansteuern einer Hinterradlenkung eines Fahrzeugs wird eine angepasste Kennlinie einer Abhängigkeit eines Vorderradlenkwinkels von einem Lenkradlenkwinkel mit einem linearen Verlauf berechnet, Es werden ein tatsächlicher aktueller Vorderradlenkwinkel (Vta) und ein virtueller aktueller Vorderradlenkwinkel (Vva) aus der angepassten Kennlinie ermittelt. Es wird ein aktueller modifizierter Sollwert (Hm) für einen Hinterradlenkwinkel auf Grundlage des tatsächlichen und des virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vta, Vva) ermittelt, und der Hinterradlenkwinkels wird gemäß dem aktuellen modifizierten Sollwert (Hm) eingestellt.In a method for controlling rear-wheel steering of a vehicle, an adapted characteristic curve of a dependency of a front-wheel steering angle on a steering wheel steering angle with a linear progression is calculated. An actual current front-wheel steering angle (Vta) and a virtual current front-wheel steering angle (Vva) are determined from the adapted characteristic curve. A current modified target value (Hm) for a rear-wheel steering angle is determined on the basis of the actual and the virtual current front-wheel steering angle (Vta, Vva), and the rear-wheel steering angle is set according to the current modified target value (Hm).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Hinterradlenkung eines Fahrzeugs.The invention relates to a method for controlling rear wheel steering of a vehicle.

Bisher wird der Sollwert für die Hinterradlenkung, also der einzustellende Hinterradlenkwinkel, abhängig vom aktuellen Vorderradlenkwinkel sowie abhängig von der Fahrgeschwindigkeit berechnet. Die Hinterradlenkung wird in der Regel automatisiert durch ein Fahrzeugsystem abhängig von den Lenkbewegungen des Fahrers, aber nicht direkt durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigt.So far, the setpoint for the rear wheel steering, i.e. the rear wheel steering angle to be set, has been calculated depending on the current front wheel steering angle and depending on the driving speed. Rear wheel steering is usually automated by a vehicle system depending on the driver's steering movements, but is not operated directly by the driver of the vehicle.

Die Kennlinie der Vorderradlenkung weist eine Progression auf, d.h., die Übersetzung von Lenkradlenkwinkel zur Zahnstangenposition und damit dem Vorderradlenkwinkel ist nichtlinear abhängig vom Lenkradlenkwinkel. Eine niedrige, d.h. direktere Übersetzung mit mehr Zahnstangenhub pro Lenkradlenkwinkel, wird bei großen Lenkradlenkwinkeln wirksam, die vorrangig bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten vorkommen. Dies reduziert den Lenkaufwand z.B. beim Parken oder im Stadtverkehr. Hingegen ist eine hohe, indirektere Übersetzung, d.h. weniger Zahnstangenhub pro Lenkradlenkwinkel, bei geringen Lenkradlenkwinkeln um den Mittenbereich des Lenkrads wirksam, was vorrangig bei hohen Fahrgeschwindigkeiten vorkommt. Dies ist vorteilhaft für eine höhere Präzision und erhöhte Fahrstabilität bei der Fahrzeugführung bei höheren Geschwindigkeiten.The characteristic curve of the front wheel steering has a progression, i.e. the translation from the steering wheel steering angle to the rack position and thus the front wheel steering angle is non-linearly dependent on the steering wheel steering angle. A low, i.e. more direct, ratio with more rack stroke per steering wheel steering angle is effective at large steering wheel steering angles, which primarily occur at low driving speeds. This reduces steering effort, for example when parking or in city traffic. On the other hand, a high, more indirect ratio, i.e. less rack stroke per steering wheel steering angle, is effective at low steering wheel steering angles around the central area of the steering wheel, which primarily occurs at high driving speeds. This is advantageous for greater precision and increased driving stability when driving the vehicle at higher speeds.

Aufgrund der Abhängigkeit vom Vorderradlenkwinkel überträgt sich diese Progression auch auf den Sollwert für die Hinterradlenkung. Dies kann zu einer zu stark empfundenen Lenkwirkung der Hinterradlenkung bei bestimmten Fahrgeschwindigkeiten und Lenkradlenkwinkeln führen. Insbesondere kann dies auftreten, wenn das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit mit großen Lenkradlenkwinkeln bewegt wird, um beispielsweise Unter- bzw. Übersteuersituationen zu korrigieren.Due to the dependency on the front wheel steering angle, this progression is also transferred to the target value for the rear wheel steering. This can lead to the steering effect of the rear wheel steering being perceived as too strong at certain driving speeds and steering wheel steering angles. This can occur in particular when the vehicle is driven at high speeds with large steering wheel steering angles, for example to correct understeering or oversteering situations.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Ansteuerung einer Hinterradlenkung zu verbessern.The object of the invention is to improve the control of a rear wheel steering.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ansteuern einer Hinterradlenkung eines Fahrzeugs gelöst, das die folgenden Schritte aufweist:

  • - Berechnen einer angepassten Kennlinie einer Abhängigkeit eines Vorderradlenkwinkels von einem Lenkradlenkwinkel mit einem linearen Verlauf,
  • - Ermitteln eines tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels,
  • - Ermitteln eines virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels aus der angepassten Kennlinie,
  • - Berechnen eines aktuellen modifizierten Sollwerts für einen Hinterradlenkwinkel auf Grundlage des tatsächlichen und des virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels, und
  • - Einstellen des Hinterradlenkwinkels gemäß dem aktuellen modifizierten Sollwert.
This task is solved by a method for controlling rear wheel steering of a vehicle, which has the following steps:
  • - Calculating an adapted characteristic curve of a dependence of a front wheel steering angle on a steering wheel steering angle with a linear course,
  • - Determining an actual current front wheel steering angle,
  • - Determining a virtual current front wheel steering angle from the adapted characteristic curve,
  • - Calculating a current modified target value for a rear wheel steering angle based on the actual and the virtual current front wheel steering angle, and
  • - Adjusting the rear wheel steering angle according to the current modified setpoint.

Die angepasste Kennlinie bildet dabei eine Vorderradlenkung mit einer linearen Abhängigkeit ohne Progression ab. Der virtuelle aktuelle Vorderradlenkwinkel entspricht daher einem Vorderradlenkwinkel, der ohne eine Progression der Kennlinie bei dem jeweiligen Lenkradlenkwinkel auftreten würde.The adapted characteristic curve represents front wheel steering with a linear dependency without progression. The virtual current front wheel steering angle therefore corresponds to a front wheel steering angle that would occur without a progression of the characteristic curve at the respective steering wheel steering angle.

Erfindungsgemäß lässt sich funktional eine Progression der Kennlinie der Vorderradlenkung mit Hilfe der Lenkung der Hinterräder kompensieren. So ist z.B. eine geringere Lenkwinkelverstärkung an der Hinterachse als an der Vorderachse realisierbar. Beispielsweise kann die Progression des Vorderradlenkwinkels bei der Berechnung des Hinterradlenkwinkels vollständig eliminiert werden, solange der progressive Anteil des Vorderradlenkwinkels den maximal stellbaren Hinterradlenkwinkel nicht übersteigt. Dadurch wird eine Verstärkung vermieden, die dadurch entsteht, dass die Progression bei der konventionellen Berechnung in den Hinterradlenkwinkel eingeht. Das Hinterrad wird also nur proportional zum Lenkradlenkwinkel, und damit proportional zum linearen Anteil des Vorderradlenkwinkels, und nicht überproportional dazu ausgelenkt.According to the invention, a progression of the characteristic curve of the front wheel steering can be functionally compensated for with the help of the steering of the rear wheels. For example, a lower steering angle gain can be achieved on the rear axle than on the front axle. For example, the progression of the front wheel steering angle can be completely eliminated when calculating the rear wheel steering angle, as long as the progressive portion of the front wheel steering angle does not exceed the maximum adjustable rear wheel steering angle. This avoids amplification that occurs because the progression is included in the rear wheel steering angle in the conventional calculation. The rear wheel is therefore only deflected in proportion to the steering wheel steering angle, and therefore proportional to the linear component of the front wheel steering angle, and not disproportionately to it.

Generell ist es möglich, die zusätzliche Verstärkung der Hinterradlenkung aufgrund der Progression des Vorderradlenkwinkels nach Belieben zu reduzieren, vollständig zu eliminieren oder überzukompensieren.In general, it is possible to reduce, completely eliminate or overcompensate for the additional gain of the rear wheel steering due to the progression of the front wheel steering angle as desired.

Vorzugsweise wird die angepasste Kennlinie in einer geeigneten Steuereinheit des Fahrzeugs abgespeichert. Bevorzugt wird auch die tatsächliche Kennlinie der Übersetzung der Vorderradlenkung, also der Abhängigkeit des Vorderradlenkwinkels vom Lenkradlenkwinkel inklusive der tatsächlich auftretenden Progression abgespeichert. Der tatsächliche aktuelle Vorderradlenkwinkel wird beispielsweise sensorisch erfasst, aus der tatsächlichen Kennlinie bestimmt oder über andere geeignete, bekannte Quellen wie z.B. dem Zahnstangenhub ermittelt.Preferably, the adjusted characteristic curve is stored in a suitable control unit of the vehicle. Preferably, the actual characteristic curve of the front wheel steering ratio, i.e. the dependence of the front wheel steering angle on the steering wheel steering angle including the progression that actually occurs, is also stored. The actual current front wheel steering angle is recorded, for example, by sensors, determined from the actual characteristic curve or determined via other suitable, known sources such as the rack stroke.

Die Berechnung des aktuellen modifizierten Sollwerts des Hinterradlenkwinkels erfolgt vorteilhaft mittels eines geeigneten Programmcodes, der in der Steuereinheit abgelegt ist.The calculation of the current modified target value of the rear wheel steering angle is advantageously carried out by means of a suitable program code that is stored in the control unit.

Zur Berechnung der angepassten Kennlinie des virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels wird vorzugsweise ein Abschnitt der tatsächlichen Kennlinie um einen Nullpunkt des Vorderradlenkwinkels extrapoliert. In diesem mittleren Bereich mit linearer,d.h.konstanter Übersetzung ist normalerweise die Steigung der tatsächlichen Kennlinie geringer als in den Bereichen mit großem Lenkradlenkwinkel, sodass ein geringerer Lenkwinkel pro Lenkradlenkwinkel auftritt als in den äußeren Bereichen der Kennlinie. Somit weist die angepasste Kennlinie außerhalb des Mittenbereichs eine geringere Steigung auf als die tatsächliche Kennlinie.To calculate the adapted characteristic curve of the virtual current front wheel steering angle, a section of the actual characteristic curve is preferably used around a zero point of the front wheel steering angle extrapolated. In this middle area with a linear, ie constant, ratio, the slope of the actual characteristic curve is usually lower than in the areas with a large steering wheel steering angle, so that a lower steering angle per steering wheel steering angle occurs than in the outer areas of the characteristic curve. The adapted characteristic curve therefore has a smaller slope outside the central region than the actual characteristic curve.

Um das Verfahren einfach in bestehende Abläufe zum Einstellen des Hinterradlenkwinkels integrieren zu können, wird vorzugsweise ein modifizierter aktueller Vorderradlenkwinkel berechnet, in denen der virtuelle aktuelle Vorderradlenkwinkel und der tatsächliche aktuelle Vorderradlenkwinkel eingehen, wobei der modifizierte Sollwert des Hinterradlenkwinkels aus dem modifizierten aktuellen Vorderradlenkwinkel berechnet wird. Der modifizierte aktuelle Vorderradlenkwinkel kann somit in den bisher verwendeten Berechnungsverfahren für den Sollwert des Hinterradlenkwinkels anstelle des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels verwendet werden.In order to be able to easily integrate the method into existing processes for adjusting the rear wheel steering angle, a modified current front wheel steering angle is preferably calculated, in which the virtual current front wheel steering angle and the actual current front wheel steering angle are included, the modified setpoint of the rear wheel steering angle being calculated from the modified current front wheel steering angle. The modified current front wheel steering angle can therefore be used in the previously used calculation methods for the setpoint of the rear wheel steering angle instead of the actual current front wheel steering angle.

In die Berechnung des modifizierten aktuellen Vorderradlenkwinkels geht vorzugsweise ein fahrzeuggeschwindigkeitsabhängiger Gewichtungsfaktor ein. Auf diese Weise kann der aktuelle modifizierte Sollwert des Hinterradlenkwinkels auf Basis einer gewichteten Interpolation zwischen dem virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkel und dem tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkel sowie auf Basis der Fahrgeschwindigkeit gebildet werden. Die Fahrgeschwindigkeit gibt beispielsweise einen Hinweis auf eine aktuelle Fahrsituation, beispielsweise, ob das Fahrzeug gerade eine Kurvenfahrt mit hoher Geschwindigkeit durchführt oder aber mit geringen Geschwindigkeiten beim Parken rangiert. Bei hohen Geschwindigkeiten wird vorzugsweise der Einfluss der Progression stärker reduziert als bei niedrigen Geschwindigkeiten.A weighting factor dependent on the vehicle speed is preferably used in the calculation of the modified current front wheel steering angle. In this way, the current modified target value of the rear wheel steering angle can be formed on the basis of a weighted interpolation between the virtual current front wheel steering angle and the actual current front wheel steering angle, as well as on the basis of the driving speed. The driving speed, for example, provides an indication of a current driving situation, for example whether the vehicle is currently cornering at high speed or maneuvering at low speeds when parking. At high speeds, the influence of the progression is preferably reduced more than at low speeds.

Es ist auch denkbar, dass der Gewichtungsfaktor zusätzlich abhängig vom gewählten Fahrmodus oder einer fahrerseitig wählbaren Fahrwerksabstimmung ist.It is also conceivable that the weighting factor is additionally dependent on the selected driving mode or a chassis setting that can be selected by the driver.

Der Gewichtungsfaktor liegt beispielsweise zwischen 0 (der tatsächliche Lenkwinkel (d.h. linearer und nichtlinearer Anteil) wird für die Sollwertbestimmung verwendet) und 1 (ausschließlich der virtuelle Lenkwinkel (d.h. der lineare Anteil) wird für die Sollwertbestimmung verwendet), wobei insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten die Progression vollständig und bei hohen Geschwindigkeiten anteilig oder gar nicht berücksichtigt wird.The weighting factor lies, for example, between 0 (the actual steering angle (i.e. linear and non-linear components) is used to determine the setpoint) and 1 (only the virtual steering angle (i.e. the linear component) is used to determine the setpoint), whereby the progression is taken into account completely, particularly at low speeds, and partially or not at all at high speeds.

Alternativ oder zusätzlich kann in die Berechnung des aktuellen modifizierten Sollwerts des Hinterradlenkwinkels ein Kompensationsfaktor eingehen, in den eine Differenz (i.e., der progressive Anteil) des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels und des virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels eingeht.Alternatively or additionally, the calculation of the current modified target value of the rear wheel steering angle can include a compensation factor which includes a difference (i.e., the progressive component) between the actual current front wheel steering angle and the virtual current front wheel steering angle.

Die Differenz des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels und des virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels stellt grundsätzlich ein Maß für die aktuelle Progression der Kennlinie des Vorderradlenkwinkels beim aktuellen Lenkradlenkwinkel dar.The difference between the actual current front wheel steering angle and the virtual current front wheel steering angle basically represents a measure of the current progression of the characteristic curve of the front wheel steering angle at the current steering wheel steering angle.

Der Kompensationsfaktor ist vorzugsweise so gewählt, dass über den eingestellten Hinterradlenkwinkel im Lenkverhalten des Fahrzeugs eine Progression in der Kennlinie des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels reduziert oder komplett ausgeglichen wird. Dabei kann der modifizierte Sollwert des Hinterradlenkwinkels sogar kleiner gewählt werden, als er gemäß der angepassten Kennlinie für den jeweiligen Lenkradlenkwinkel wäre. In diesem Fall werden die Vorderräder überproportional bezüglich einer linearen Kennlinie ausgelenkt, während die Hinterräder unterproportional ausgelenkt werden. So lässt sich z.B. die Gierbewegung des Fahrzeugs auf das Maß eines Fahrzeugs mit einer linearen Übersetzung zwischen Lenkradlenkwinkel und Vorderradlenkwinkel reduzieren. In der Regel wird ein höherer Kompensationsfaktor bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten verwendet. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann der Kompensationsfaktor auf 0 gesetzt sein.The compensation factor is preferably selected so that a progression in the characteristic curve of the actual current front wheel steering angle is reduced or completely compensated for in the steering behavior of the vehicle via the set rear wheel steering angle. The modified target value of the rear wheel steering angle can even be selected to be smaller than it would be according to the adjusted characteristic curve for the respective steering wheel steering angle. In this case, the front wheels are deflected disproportionately with respect to a linear characteristic curve, while the rear wheels are deflected less than proportionally. In this way, for example, the yaw movement of the vehicle can be reduced to the level of a vehicle with a linear ratio between the steering wheel steering angle and the front wheel steering angle. As a rule, a higher compensation factor is used at higher vehicle speeds. At low vehicle speeds, the compensation factor can be set to 0.

In den modifizierten Sollwert des Hinterradlenkwinkels gehen vorzugsweise der Gewichtungsfaktor und/oder der Kompensationsfaktor ein.The modified target value of the rear wheel steering angle preferably includes the weighting factor and/or the compensation factor.

Das Maß, zu dem der Gewichtungsfaktor und/oder der Kompensationsfaktor in den modifizierten Sollwert des Hinterradlenkwinkels eingehen, kann von einer Fahrsituationen des Fahrzeugs abhängig sein. Bei der Fahrsituation kann beispielsweise eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, ein aktueller Lenkradlenkwinkel, eine Fahrbahnbeschaffenheit, ein prognostizierter Fahrbahnverlauf oder auch ein aktuell gewählter Fahrmodus (beispielsweise ein Komfortmodus oder ein Sportmodus) berücksichtigt werden.The extent to which the weighting factor and/or the compensation factor are included in the modified setpoint of the rear wheel steering angle can depend on a driving situation of the vehicle. In the driving situation, for example, a current vehicle speed, a current steering wheel steering angle, a road surface, a predicted road course or a currently selected driving mode (for example a comfort mode or a sport mode) can be taken into account.

In einem vorgegebenen Winkelbereich um den Nulldurchgang des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels wird vorzugsweise der virtuelle aktuelle Vorderradlenkwinkel gleich dem tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkel gesetzt. Dieser Mittenbereich von beispielsweise 1° bis 2° wird somit bei der Anpassung des Sollwerts des Hinterradlenkwinkels ausgeblendet, um Sprünge beim Vorzeichenwechsel zu vermeiden. In diesem Bereich entspricht die tatsächliche Kennlinie des Vorderradlenkwinkels in erster Näherung der angepassten Kennlinie, sodass auch der konventionelle Sollwert des Hinterradlenkwinkels dem aktuellen modifizierten Sollwert im Wesentlichen entspricht.In a predetermined angular range around the zero crossing of the actual current front wheel steering angle, the virtual current front wheel steering angle is preferably set equal to the actual current front wheel steering angle. This central range of, for example, 1° to 2° is therefore hidden when adjusting the setpoint of the rear wheel steering angle in order to avoid jumps when the sign changes. In this area the actual characteristic curve of the front wheel corresponds steering angle in a first approximation of the adapted characteristic curve, so that the conventional target value of the rear wheel steering angle essentially corresponds to the current modified target value.

Der Mittenbereich ist vorzugsweise durch wenigstens einen Grenzwert des Betrags des tatsächlichen Vorderradlenkwinkels definiert.The center range is preferably defined by at least one limit value of the magnitude of the actual front wheel steering angle.

Generell werden in dieser Anmeldung grundsätzlich Beträge der jeweiligen Lenkwinkel und Lenkradlenkwinkel betrachtet (auch wenn dies nicht explizit angegeben ist), und die Berechnung des aktuellen modifizierten Sollwerts des Hinterradlenkwinkels in beide Lenkrichtungen symmetrisch behandelt.In general, amounts of the respective steering angles and steering wheel steering angles are generally considered in this application (even if this is not explicitly stated), and the calculation of the current modified setpoint of the rear wheel steering angle is treated symmetrically in both steering directions.

In der praktischen Umsetzung kann der modifizierte Sollwert des Hinterradlenkwinkels parallel in wenigstens einer ersten und einer zweiten Ausprägung berechnet werden, die mit einem vom Fahrer auswählbaren Fahrmodus verknüpft sind, wobei jeweils unterschiedliche Werte des Gewichtungsfaktors und/oder des Kompensationsfaktors eingehen. Diese Berechnung erfolgt vorzugsweise ständig parallel. Insbesondere der Gewichtungsfaktor kann für unterschiedliche Fahrmodi (z.B. Komfortmodus oder Sportmodus) unterschiedlich gewählt sein, aber auch der Kompensationsfaktor. Auf diese Weise lässt sich die Fahrdynamik abhängig vom gewählten Fahrmodus anpassen.In practical implementation, the modified target value of the rear wheel steering angle can be calculated in parallel in at least a first and a second form, which are linked to a driving mode that can be selected by the driver, with different values of the weighting factor and/or the compensation factor being used in each case. This calculation is preferably carried out continuously in parallel. In particular, the weighting factor can be selected differently for different driving modes (e.g. comfort mode or sport mode), but also the compensation factor. In this way, the driving dynamics can be adapted depending on the selected driving mode.

Gemäß der Erfindung ist somit sowohl eine Fahrdynamik einstellbar, die das Fahrzeug agilisiert, als auch eine Fahrdynamik, die das Fahrzeug eher stabilisiert.According to the invention, both driving dynamics can be set that make the vehicle more agile, as well as driving dynamics that tend to stabilize the vehicle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

  • - 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansteuern einer Hinterradlenkung eines Fahrzeugs; und
  • - 2 diagrammatische Ansicht eines Zusammenhangs zwischen einem Lenkradlenkwinkel und einem Vorderradlenkwinkel.
The invention is described in more detail below using an embodiment with reference to the attached figures. In the drawings:
  • - 1 a schematic representation of a method according to the invention for controlling a rear wheel steering of a vehicle; and
  • - 2 diagrammatic view of a relationship between a steering wheel steering angle and a front wheel steering angle.

1 zeigt den Ablauf eines Verfahrens zum Ansteuern einer (nicht näher dargestellten) Hinterradlenkung eines Fahrzeugs. 1 shows the sequence of a method for controlling a rear wheel steering (not shown in detail) of a vehicle.

Die Hinterräder werden nicht direkt durch den Fahrer, sondern stets durch eine Steuereinheit des Fahrzeugs gelenkt. In den Hinterradlenkwinkel gehen dabei wie herkömmlich bekannt ein Vorderradlenkwinkel sowie eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit vF ein.The rear wheels are not steered directly by the driver, but always by a control unit in the vehicle. As is conventionally known, a front wheel steering angle and a current vehicle speed v F are included in the rear wheel steering angle.

Jedoch wird zur Berechnung eines aktuellen modifizierten Sollwerts Hm des Hinterradlenkwinkels nicht ausschließlich wie bisher ein aktueller tatsächlicher Vorderradlenkwinkel Vta, sondern zusätzlich ein virtueller aktueller Vorderradlenkwinkel Vva verwendet.However, to calculate a current modified target value H m of the rear wheel steering angle, not only a current actual front wheel steering angle V ta is used, as was previously the case, but also a virtual current front wheel steering angle V va .

Diese Unterscheidung dient dazu, Zugriff auf lineare und progressive Anteile des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels Vta zu erhalten.This distinction serves to gain access to linear and progressive components of the actual current front wheel steering angle V ta .

Eine Kennlinie 10, die eine Abhängigkeit zwischen dem Lenkradlenkwinkel und dem tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkel Vta darstellt (siehe 2), weist bauartbedingt eine nichtlineare Progression auf. Der tatsächliche aktuelle Vorderradlenkwinkel Vta nimmt mit zunehmendem Betrag des Lenkradlenkwinkels überproportional zu.A characteristic curve 10, which represents a dependency between the steering wheel steering angle and the actual current front wheel steering angle V ta (see 2 ), has a non-linear progression due to its design. The actual current front wheel steering angle V ta increases disproportionately with increasing steering wheel steering angle.

Aus der Kennlinie 10 wird eine angepasste Kennlinie 12 mit einem linearen Verlauf erstellt. Die angepasste Kennlinie 12 gibt einen virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkel Vva wieder.An adapted characteristic curve 12 with a linear progression is created from the characteristic curve 10. The adapted characteristic curve 12 represents a virtual current front wheel steering angle V va .

Die angepasste Kennlinie 12 beruht in diesem Beispiel auf dem Verlauf der Kennlinie 10 in einem Mittenbereich 14 um einen Nullpunkt des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels Vta, in dem die Kennlinie 10 mit einer geringeren Steigung als bei größeren Lenkradlenkwinkeln annähernd linear verläuft. Die angepasste Kennlinie 12 extrapoliert diesen Verlauf, wie in 2 zu erkennen ist. Der Abstand zwischen den Kennlinien 10 und 12 stellt den progressiven Anteil ΔW des aktuellen Vorderradlenkwinkels Vta dar, während der entsprechende Wert der angepassten Kennlinie 12 dessen linearen Anteil wiedergibt. Der progressive Anteil ΔW lässt sich durch die Differenz aus dem tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkel Vta und dem virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkel Vva darstellen.In this example, the adjusted characteristic curve 12 is based on the course of the characteristic curve 10 in a central region 14 around a zero point of the actual current front wheel steering angle V ta , in which the characteristic curve 10 runs approximately linearly with a smaller gradient than with larger steering wheel steering angles. The adjusted characteristic curve 12 extrapolates this course, as in 2 can be seen. The distance between the characteristic curves 10 and 12 represents the progressive component ΔW of the current front wheel steering angle V ta , while the corresponding value of the adjusted characteristic curve 12 represents its linear component. The progressive component ΔW can be represented by the difference between the actual current front wheel steering angle V ta and the virtual current front wheel steering angle V va .

Anstelle des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels Vta gehen in die Berechnung des modifizierten Sollwerts Hm des Hinterradlenkwinkels der lineare Anteil, also der virtuelle aktuelle Vorderradlenkwinkel Vva, sowie der progressive Anteil ΔW getrennt ein (siehe Block 18, 20 in 1).Instead of the actual current front wheel steering angle V ta , the linear component, i.e. the virtual current front wheel steering angle V va , and the progressive component ΔW are included separately in the calculation of the modified setpoint H m of the rear wheel steering angle (see block 18, 20 in 1 ).

In diesem Beispiel wird der progressive Anteil ΔW mit einem von der Fahrzeuggeschwindigkeit vF abhängigen Gewichtungsfaktor G modifiziert, und mit dem linearen Anteil, also dem virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkel Vva verrechnet, um einen modifizierten aktuellen Vorderradlenkwinkel Vma zu berechnen. Dieser modifizierte aktuelle Vorderradlenkwinkel Vma bildet einen Vorsteuerwert, der in die weitere Berechnung des aktuellen modifizierten Sollwerts Hm des Hinterradlenkwinkels eingeht.In this example, the progressive component ΔW is modified with a weighting factor G dependent on the vehicle speed v F and offset against the linear component, i.e. the virtual current front wheel steering angle V va , in order to calculate a modified current front wheel steering angle V ma . This modified current front wheel steering angle V ma forms a pilot control value that is included in the further calculation of the current modified setpoint H m of the rear wheel steering angle.

Abhängig vom gewählten Gewichtungsfaktor G entspricht der modifizierte aktuelle Vorderradlenkwinkel Vma mehr oder weniger einem Vorderradlenkwinkel, wie er vorliegen würde, wenn die tatsächliche Kennlinie 10 keinen progressiven Verlauf aufweisen würde.Depending on the selected weighting factor G, the modified current front wheel steering angle V ma corresponds more or less to a front wheel steering angle as it would exist if the actual characteristic curve 10 did not have a progressive course.

Der Gewichtungsfaktor G ist hier zwischen 0 und 1 wählbar, sodass der modifizierte aktuelle Vorderradlenkwinkel Vma im gesamten Bereich zwischen den Kennlinien 10, 12, also zwischen dem tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkel Vta und dem virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkel Vva einstellbar ist.The weighting factor G can be selected here between 0 and 1, so that the modified current front wheel steering angle V ma can be set in the entire range between the characteristics 10, 12, i.e. between the actual current front wheel steering angle V ta and the virtual current front wheel steering angle V va .

Die Hinterradlenkung kann also in einem Extremfall so angesteuert werden, als ob die Vorderradlenkung über den gesamten Lenkradlenkwinkel eine lineare Lenkübersetzung aufweisen würde.In an extreme case, the rear wheel steering can be controlled as if the front wheel steering had a linear steering ratio over the entire steering wheel steering angle.

Der progressive Anteil ΔW wird hier verwendet, um einen Kompensationsfaktor K zu bestimmen. Der Kompensationsfaktor K dient dazu, in bestimmten Fahrsituationen die Progression des Vorderradlenkwinkels durch eine Reduktion des aktuellen modifizierten Sollwerts Hm des Hinterradlenkwinkels auszugleichen und so die Gierrate des Fahrzeugs anzupassen.The progressive component ΔW is used here to determine a compensation factor K. The compensation factor K is used to compensate for the progression of the front wheel steering angle in certain driving situations by reducing the current modified target value H m of the rear wheel steering angle and thus to adjust the yaw rate of the vehicle.

In den Kompensationsfaktor K gehen hier der progressive Anteil ΔW des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels Vta sowie die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit vF ein (siehe Block 20 in 1).The compensation factor K includes the progressive component ΔW of the actual current front wheel steering angle V ta and the current vehicle speed v F (see block 20 in 1 ).

Abhängig vom Wert des Kompensationsfaktors K lässt sich der aktuelle modifizierte Sollwert Hm des Hinterradlenkwinkels reduzieren, um die aufgrund der Progression überproportionale Auslenkung der Vorderräder auszugleichen.Depending on the value of the compensation factor K, the current modified setpoint H m of the rear wheel steering angle can be reduced in order to compensate for the disproportionate deflection of the front wheels due to the progression.

Im Mittenbereich 14, also beidseits des Nullpunktes des aktuellen Vorderradlenkwinkels Vta bzw. des Lenkradlenkwinkels, erfolgt hier eine Ausblendung AM, wird also keine Anpassung des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels Vta vorgenommen. Wie 2 zeigt, entspricht in diesem Abschnitt die angepasste Kennlinie 12 in guter Näherung der progressiven Kennlinie 10, sodass sich durch diese Vorgehensweise unerwünschte Sprünge aufgrund von Vorzeichenwechseln in der Berechnung vermeiden lassen, ohne den Vorteil der Verwendung des virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels Vva einzubüßen.In the middle area 14, i.e. on both sides of the zero point of the current front wheel steering angle V ta or the steering wheel steering angle, there is a blanking out A M , so no adjustment of the actual current front wheel steering angle V ta is made. How 2 shows, in this section the adapted characteristic curve 12 corresponds to a good approximation of the progressive characteristic curve 10, so that this procedure can avoid undesirable jumps due to sign changes in the calculation without losing the advantage of using the virtual current front wheel steering angle V va .

Der Grenzwert für den Mittenbereich 14 ist beispielsweise dadurch festgelegt, dass bis zu diesem Wert der virtuelle aktuelle Vorderradlenkwinkel Vva kleiner ist als der progressive Anteil ΔW. Er kann z.B. 1° bis 2° betragen.The limit value for the center area 14 is determined, for example, by the fact that up to this value the virtual current front wheel steering angle V va is smaller than the progressive component ΔW. It can be, for example, 1° to 2°.

Aus dem modifizierten aktuellen Vorderradlenkwinkel Vma werden hier stets gleichzeitig zwei unterschiedliche Ausprägungen AS, AK berechnet, in die unterschiedliche Werte des Gewichtungsfaktors G und gegebenenfalls auch unterschiedliche Werte des Kompensationsfaktors K eingehen. Die Ausprägungen AS, AK beruhen auf im Fahrzeug zur Auswahl stehenden Fahrmodi, beispielsweise einem Sportmodus oder einem Komfortmodus, in denen sich das Fahrzeug in der Fahrdynamik, beispielsweise bezüglich Agilität und Stabilität, unterschiedlich verhalten soll.From the modified current front wheel steering angle V ma, two different values A S , A K are always calculated at the same time, into which different values of the weighting factor G and possibly also different values of the compensation factor K are included. The characteristics A S , A K are based on driving modes available in the vehicle, for example a sport mode or a comfort mode, in which the vehicle should behave differently in terms of driving dynamics, for example in terms of agility and stability.

Zum Abschluss des Verfahrens wird der durch den Kompensationsfaktor K modifizierte progressive Anteil ΔW in diesem Beispiel zum modifizierten aktuellen Vorderradlenkwinkel Vma gemäß der beiden Ausprägungen As, AK addiert, um den aktuellen modifizierten Sollwert Hm des Hinterradlenkwinkels zu bilden.At the end of the method, the progressive component ΔW modified by the compensation factor K in this example is added to the modified current front wheel steering angle V ma according to the two versions As, A K in order to form the current modified setpoint H m of the rear wheel steering angle.

Mittels der beschriebenen Berechnung des modifizierten Sollwerts Hm des Hinterradlenkwinkels kann die Progression des Vorderradlenkwinkels durch geeignete Werte des Gewichtungsfaktors G, des Kompensationsfaktors K und/oder gegebenenfalls weiterer Komponenten nach Belieben reduziert, ausgeglichen oder überkompensiert werden, um das Lenkverhalten des Fahrzeugs anzupassen.By means of the described calculation of the modified target value H m of the rear wheel steering angle, the progression of the front wheel steering angle can be reduced, compensated or overcompensated as desired by suitable values of the weighting factor G, the compensation factor K and/or, if necessary, other components in order to adapt the steering behavior of the vehicle.

Claims (10)

Verfahren zum Ansteuern einer Hinterradlenkung eines Fahrzeugs, mit den Schritten: - Berechnen einer angepassten Kennlinie einer Abhängigkeit eines Vorderradlenkwinkels von einem Lenkradlenkwinkel mit einem linearen Verlauf, - Ermitteln eines tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vta), - Ermitteln eines virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vva) aus der angepassten Kennlinie, - Berechnen eines aktuellen modifizierten Sollwerts (Hm) für einen Hinterradlenkwinkel auf Grundlage des tatsächlichen und des virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vta, Vva), und - Einstellen des Hinterradlenkwinkels gemäß dem aktuellen modifizierten Sollwert (Hm).Method for controlling a rear-wheel steering of a vehicle, comprising the steps of: - calculating an adapted characteristic curve of a dependency of a front-wheel steering angle on a steering wheel steering angle with a linear progression, - determining an actual current front-wheel steering angle (V ta ), - determining a virtual current front-wheel steering angle (V va ) from the adapted characteristic curve, - calculating a current modified target value (H m ) for a rear-wheel steering angle on the basis of the actual and the virtual current front-wheel steering angle (V ta , V va ), and - setting the rear-wheel steering angle according to the current modified target value (H m ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Berechnung der angepassten Kennlinie des virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vva) ein Abschnitt einer tatsächlichen Kennlinie um einen Nullpunkt des Vorderradlenkwinkels extrapoliert wird.Procedure according to Claim 1 , whereby to calculate the adapted characteristic curve of the virtual current front wheel steering angle (V va ), a section of an actual characteristic curve is extrapolated around a zero point of the front wheel steering angle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein modifizierter aktueller Vorderradlenkwinkel (Vma) berechnet wird, in den der virtuelle aktuelle Vorderradlenkwinkel (Vva) und der tatsächliche aktuelle Vorderradlenkwinkel (Vta) eingehen, aus dem der modifizierte Sollwert (Hm) des Hinterradlenkwinkels berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a modified current front wheel steering angle (V ma ) is calculated, into which the virtual current front wheel steering angle (V va ) and the actual The actual front wheel steering angle (V ta ) is used, from which the modified target value (H m ) of the rear wheel steering angle is calculated. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in die Berechnung des modifizierten aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vma) ein fahrzeuggeschwindigkeitsabhängiger Gewichtungsfaktor (G) eingeht.Procedure according to Claim 3 , whereby a vehicle speed-dependent weighting factor (G) is included in the calculation of the modified current front wheel steering angle (V ma ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in die Berechnung des aktuellen modifizierten Sollwerts (Hm) ein Kompensationsfaktor (K) eingeht, in den eine Differenz (ΔW) des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vta) und des virtuellen aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vva) eingeht.Method according to one of the preceding claims, wherein the calculation of the current modified target value (H m ) includes a compensation factor (K) which includes a difference (ΔW) between the actual current front wheel steering angle (V ta ) and the virtual current front wheel steering angle (V va ). Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Kompensationsfaktor (K) so gewählt ist, dass über den eingestellten Hinterradlenkwinkel im Lenkverhalten des Fahrzeugs eine Progression in einer Kennlinie des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vta) reduziert oder komplett ausgeglichen wird.Procedure according to Claim 5 , whereby the compensation factor (K) is selected such that a progression in a characteristic curve of the actual current front wheel steering angle (V ta ) in the steering behavior of the vehicle is reduced or completely compensated for via the set rear wheel steering angle. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei in den modifizierten Sollwert des Hinterradlenkwinkels der Gewichtungsfaktor (G) und/oder der Kompensationsfaktor (K) eingehen.Method according to one of the Claims 4 until 6 , whereby the weighting factor (G) and/or the compensation factor (K) are included in the modified target value of the rear wheel steering angle. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Maß, zu dem der Gewichtungsfaktor (G) und/oder der Kompensationsfaktor (K) in den modifizierten Sollwert (Hm) des Hinterradlenkwinkels eingehen, von einer Fahrsituation abhängig sind.Procedure according to Claim 7 , whereby the extent to which the weighting factor (G) and/or the compensation factor (K) are included in the modified setpoint (H m ) of the rear wheel steering angle depends on a driving situation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem vorgegebenen Winkelbereich um den Nulldurchgang des tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkels (Vta) der virtuelle aktuelle Vorderradlenkwinkel (Vva) gleich dem tatsächlichen aktuellen Vorderradlenkwinkel (Vta) gesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein in a predetermined angle range around the zero crossing of the actual current front wheel steering angle (V ta ), the virtual current front wheel steering angle (V va ) is set equal to the actual current front wheel steering angle (V ta ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der modifizierte Sollwert (Hm) des Hinterradlenkwinkels parallel in wenigstens einer ersten und einer zweiten Ausprägung berechnet wird, die mit einem vom Fahrer auswählbaren Fahrmodus verknüpft sind, wobei jeweils unterschiedliche Werte des Gewichtungsfaktors (G) und/oder des Kompensationsfaktors (K) eingehen.Method according to one of the preceding claims, wherein the modified target value (H m ) of the rear wheel steering angle is calculated in parallel in at least a first and a second form, which are linked to a driving mode selectable by the driver, wherein in each case different values of the weighting factor (G) and/or the compensation factor (K) are included.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008026652B4 (en) 2007-06-04 2020-08-27 Continental Teves Ag & Co. Ohg Steering device for setting a wheel lock angle

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