DE10323844A1

DE10323844A1 - Verfahren zur Lenkungsregelung

Info

Publication number: DE10323844A1
Application number: DE2003123844
Authority: DE
Inventors: Bernhard Giers
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-16
Also published as: WO2005014368A1; EP1628870B1; EP1628870A1; DE502004011661D1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Lenkungsregelung für eine Lenkung, bei dem ein vom Fahrer am Lenkrad aufgebrachtes Lenkmoment mit einem Zusatz-Lenkmoment überlagert werden kann, wird das Fahrerlenkverhalten ermittelt. Das Zusatz-Lenkmoment wird nach Maßgabe des ermittelten Fahrerlenkverhaltens oder nach Maßgabe einer Änderung des Fahrerlenkverhaltens automatisch aufgebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lenkungsregelung für eine Lenkung, bei dem ein vom Fahrer am Lenkrad aufgebrachtes Lenkmoment mit einem Zusatz-Lenkmoment überlagert werden kann.

Überlagerungslenkungen sind bekannt, bei denen einem vom Fahrer eingegebenen Lenkmoment bei Bedarf ein weiteres (geregeltes) Moment durch einen Aktuator überlagert werden kann. Das zusätzliche Moment wird durch einen Regler definiert und dient in der Regel zur Erhöhung der Stabilität und Agilität des Fahrzeugs. Es besteht auch die Möglichkeit, Störgrößen zu kompensieren. Mit derartigen Systemen kann darüber hinaus dem Fahrer der Eindruck eines sportlich direkten Lenkverhaltens bis hin zum betont komfortablen Lenkverhalten vermittelt werden.

Bei Schleudermanövern sind viele Fahrer bezüglich eines angebrachten Lenkverhaltens überfordert. Fahrdynamikregelungen (ESP-Systeme) erkennen solche Schleuderzustände und bringen stabilisierende Momente über die Betriebsbremse in das Fahrzeug ein. Wenn der Fahrer in diesen Situationen mit seiner Lenkaktivität unangemessen reagiert, können bei bisher eingesetzten Systemen Lenkmomente lediglich durch hohen Radschlupf an den Rädern reduziert werden.

Ziel dieser Erfindung ist es, eine Lenkungsregelung für ein Lenksystem mit einer Lenkmomentüberlagerung bereitzustellen, welches die Fahrdynamik unterstützt und die Fahrsicherheit erhöht.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Fahrerlenkverhalten ermittelt wird und ein Zusatz-Lenkmoment nach Maßgabe des ermittelten Fahrerlenkverhaltens oder nach Maßgabe einer Änderung des Fahrerlenkverhaltens veränderbar ist.

Durch das Aufbringen des Zusatz-Lenkmoments nach der Erfindung kann ein Komfortgewinn erzielt werden. Das Verfahren kann aber auch genutzt werden, um den Fahrer in bestimmten Fahrsituationen, die ihn ggf. überfordern, eine Hilfestellung zu geben. Dazu wird die Reaktion des Fahrers auf Zusatz-Momente durch einen elektronischen Regler ausgewertet. Daraus resultierend wird die zeitliche und absolute Dimensionierung von Zusatz-Momenten so angepasst, dass diese als „Warnmomente" dienen. Darüber hinaus wird überwacht, ob der Fahrer die Lenkkorrektur in der gewünschten Richtung durchführt. Abhängig von der Reaktion wird die Warnstrategie (Momentendimensionierung) angepasst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das Fahrerlenkverhalten kontinuierlich ermittelt wird und das Zusatz-Lenkmoment kontinuierlich veränderbar ist.

Erfindungsgemäß wird bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhaltens eine Lenkreaktion des Fahrers auf eine dynamische Fahrsituation berücksichtigt. Unter dem Begriff „dynamische Fahrsituation" sind alle Fahrsituationen mit einer relativ raschen Änderung der Fahrzeugrichtung und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verstehen, die zu einer Instabilität des Fahrzeugs bzw. der gewünschten Fahrzeugbewegung führen können. Denn viele Fahrer sind bei instabilen Fahrsituationen, wie Schleudermanövern, bezüglich eines angebrachten Lenkverhaltens überfordert. Liegt ein Schleuderzustand vor, dann wird der Fahrer durch ein bestimmtes Lenkverhalten darauf regieren. Nach Maßgabe der Änderung des Fahrerlenkverhaltens wird erfindungsgemäß ein Zusatz-Lenkmoment erzeugt oder ein bereits aufgebrachtes Zusatz-Lenkmoment verändert.

Die Erfindung nutzt die Momentenüberlagerung vorteilhaft, um dem Fahrer einen Hinweis zu einem angebrachten Lenkverhalten zu geben. Führt der Fahrer beispielsweise eine Lenkbewegung durch, die für die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit unangemessen ist, so wir ab einem kritischen Lenkradwinkel ein Moment bzw. Drehmoment, ein „Hinweis-Lenkmoment", auf das Lenkrad aufgebracht, das dem Fahrer einen Hinweis über ein falsches Lenkverhalten und/oder einen Hinweis auf eine angemessene Korrektur seines Lenkverhalten gibt. Damit wird dem Fahrer eine unmittelbare Rückmeldung über sein Lenkverhalten gegeben.

Er wird so in die Lage versetzt, seinen falschen Lenkeingriff zu korrigieren.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Lenkreaktion des Fahrers auf das Zusatz-Lenkmoment, das dem Fahrer einen Hinweis über ein falsches Lenkverhalten und/oder einen Hinweis auf eine angemessene Korrektur seines Lenkverhalten gibt, ermittelt und anschließend ein Zusatz-Lenkmoment nach Maßgabe der ermittelten Fahrerreaktion aufgebracht.

Nach der Erfindung wird dabei überwacht, wie schnell, wie häufig und wie heftig der Fahrer auf den Hinweis reagiert. Das Zusatz-Moment kann dabei verändert werden oder aber beibehalten werden.

Vorzugsweise wird das Zusatz-Lenkmoment dem ermittelten Fahrerlenkverhalten automatisch angepasst.

Vorteilhaft wird vorgesehen, dass wenn bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhaltens eine richtige Reaktion auf das Zusatz-Moment erkannt wird, das aufzubringende Zusatz-Moment reduziert wird, wenn die Lenkreaktion des Fahrers auf das Zusatz-Moment rasch erfolgte und das aufzubringende Zusatz-Moment erhöht wird, wenn die Lenkreaktion des Fahrers auf das Zusatz-Moment langsam erfolgte.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenn die Lenkreaktion auf das Zusatz-Moment eine Fahrzeugdestabilisierung verursacht oder diese verstärkt, ein weiteres Zusatz-Moment in Richtung Destabilisierung erzeugt wird und dann beibehalten oder verstärkt wird, wenn eine Lenkreaktion entgegen diesem Zusatz-Moment ermittelt wird und dann verringert wird, wenn eine Lenkreaktion in Richtung dieses Zusatz-Moments ermittelt wird.

Es ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das Zusatz-Lenkmoment durch einen elektronisch ansteuerbaren Unterstützungsmotor, insbesondere einen Elektromotor, erzeugt wird oder mittels einer elektromechanischen Servolenkung.

Die Erfindung wird durch nachfolgende Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Führt der Fahrer eine Lenkbewegung durch, die für die aktuelle Lenksituation und Fahrzeuggeschwindigkeit unangemessen ist, wird dem Fahrer erfindungsgemäß durch ein Zusatz-Moment ein Hinweis zu einem der aktuellen Fahrsituation angebrachten Lenkverhalten gegeben. Ab einem kritischen Lenkradwinkel wird ein Zusatz-Moment auf das Lenkrad aufgebracht.
Der Fahrer kann nun auf zwei mögliche Arten reagieren: er kann sich dem elektronisch generierten Hinweis widersetzen oder diesem folgen. Nach der Erfindung wird diese Reaktion des Fahrers ausgewertet. Es wird überwacht ob, wie schnell, wie heftig und in welcher Richtung der Fahrer auf das elektronisch/elektrisch aufgebrachte Zusatz-Moment reagiert.
Zunächst wird der einfachere Fall betrachtet, in dem der Fahrer in der richtigen Weise reagiert, d.h. die Lenkwinkelkorrektur in die fahrzeugstabilisierende Richtung durchführt. Die Reaktion des Fahrers wird ausgewertet und die Parameter für Folgewarnungen werden angepasst. Wenn er unmittelbar, d.h. rasch reagiert hat, werden die Parameter für das aufzubringende Zusatz-Moment weiter reduziert, die Amplitude als Funktion des vom Fahrer aufgebrachten Fehlwinkels wird reduziert. Reagierte der Fahrer eher träge oder langsam, so werden die Parameter entgegengesetzt variiert.
Wenn der Fahrer das aufgebrachte Warnmoment eher wie z.B. eine Fahrbahnstörung betrachtet, d.h. wenn seine Lenkreaktion als Folge des Warnmomentes eher in Richtung einer fahrzeugdestabilisierenden Richtung tendiert, werden zwei weiter Folgestrategien genutzt.
Es wird zunächst im Regelsystem angenommen, dass der Fahrer in dieser Situation gegenphasig reagiert. Es wird dann durch eine kurze Phase der Momentenüberlagerung in Richtung der das Fahrzeug destabilisierenden Richtung angesteuert, um eine Fahrerreaktion zu ermitteln.
Widersetzt sich der Fahrer diesem Moment, d.h. führt er eine Lenkreaktion entgegen diesem Moment durch (in diesem Fall fahrzeugstabilisierend), so wird diese Warnstrategie beibehalten.
Reagiert der Fahrer dagegen weiterhin, indem er eine fahrzeugdestabilisierende Lenkwinkelkorrektur oder keine Lenkwinkelkorrektur durchführt, so wird weiter die übliche Warnstrategie des Aufbringens eines Gegenmoments genutzt.
In jedem Fall aber bewirkt die Auswertung der Fahrerreaktion eine Anpassung der Regelparameter und daher eine automatische und komfortable Adaption des Regelsystems an das aktuelle Fahrerverhalten auf die durch die Momentenüberlagerung auf das Lenkrad aufgebrachten Momente. Dadurch werden Komfort und Sicherheit bei dem Einsatz der Momentenüberlagerung auf das Lenkrad verbessert. Denn die Möglichkeiten des Systems werden nicht nur genutzt, um dem Fahrer ein Gefühl von direktem bis sportlichem Lenkverhalten zu ermöglichen. Vielmehr gibt das System ihm in Situationen, die ein für ihn ungeübtes Lenkverhalten erfordern, insbesondere oder Schleudermaanöver, eine Hilfestellung. Eine weitere unterstützende Funktion der Momentenüberlagerung nach der Erfindung ist auch für Einparkvorgang vorgesehen. Hier kann dem Fahrer der richtige Zeitpunkt und das richtige Maß des optimalen Lenkvorgangs signalisiert werden.

Claims

Verfahren zur Lenkungsregelung für eine Lenkung, bei dem ein vom Fahrer am Lenkrad aufgebrachtes Lenkmoment mit einem Zusatz-Lenkmoment überlagert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerlenkverhalten ermittelt wird und ein Zusatz-Lenkmoment nach Maßgabe des ermittelten Fahrerlenkverhaltens oder nach Maßgabe einer Änderung des Fahrerlenkverhaltens veränderbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerlenkverhalten kontinuierlich ermittelt wird und das Zusatz-Lenkmoment kontinuierlich veränderbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhaltens eine Lenkreaktion des Fahrers auf eine dynamische Fahrsituation berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatz-Lenkmoment aufgebracht wird, das dem Fahrer einen Hinweis über ein falsches Lenkverhalten und/oder einen Hinweis auf eine angemessene Korrektur seines Lenkverhalten gibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkreaktion des Fahrers auf das Zusatz-Lenkmoment, das dem Fahrer einen Hinweis über ein falsches Lenkverhalten und/oder einen Hinweis auf eine angemessene Korrektur seines Lenkverhalten gibt, ermittelt wird und nach Maßgabe der ermittelten Fahrerreaktion anschließend ein weiteres Zusatz-Lenkmoment aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz-Lenkmoment dem ermittelten Fahrerlenkverhalten automatisch angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenn bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhaltens eine richtige Reaktion auf das Zusatz-Moment erkannt wird, das aufzubringende Zusatz-Moment reduziert wird, wenn die Lenkreaktion des Fahrers auf das Zusatz-Moment rasch erfolgte und das aufzubringende Zusatz-Moment erhöht wird, wenn die Lenkreaktion des Fahrers auf das Zusatz-Moment langsam erfolgte.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Lenkreaktion auf das Zusatz-Moment eine Fahrzeugdestabilisierung verursachen oder diese verstärken, ein weiteres Zusatz-Moment in Richtung Destabilisierung erzeugt wird und dann beibehalten oder verstärkt wird, wenn eine Lenkreaktion entgegen diesem Zusatz-Moment ermittelt wird und dann verringert wird, wenn eine Lenkreaktion in Richtung dieses Zusatz-Moments ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz-Lenkmoment durch einen elektronisch ansteuerbaren Unterstützungsmotor erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass überwacht wird, wie schnell, wie häufig und wie heftig der Fahrer auf einen Hinweis über ein falsches Lenkverhalten und/oder einen Hinweis auf eine angemessene Korrektur seines Lenkverhalten reagiert.