DE10353247A1 - Vehicle control method with superposition steering e.g. for motor vehicles and people carriers, involves steering angle input by driver being superimposed with further angle according to magnitude of dynamic travel variables - Google Patents

Vehicle control method with superposition steering e.g. for motor vehicles and people carriers, involves steering angle input by driver being superimposed with further angle according to magnitude of dynamic travel variables Download PDF

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Abstract

A method for controlling a vehicle with a 'superposition' steering system, in which a steering angle input by the driver and dynamic traveling variables are ascertained and in which by means of steering angle regulation the input steerage angle can be superimposed with a further angle (additional steering angle) according to the magnitude of the dynamic traveling variables. According to the magnitude of at least one dynamic travel variable, a braking pressure is controlled in one or more wheel brakes of the vehicle when the requirement of the 'superposition' with an additional steerage angle is recognized or when a 'superposition' with an addition steering angle results. Independent claims are also included for the following: (i) a computer program; and (ii) a control device for a vehicle.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Überlagerungslenkungssystem, bei dem ein vom Fahrer eingegebener Lenkwinkel und fahrdynamische Größen ermittelt werden, und bei dem mittels einer Lenkwinkelregelung der eingegebene Lenkwinkel durch einen weiteren Winkel (Zusatzlenkwinkel) nach Maßgabe der fahrdynamischen Größen überlagert werden kann.The invention relates to a method for controlling a vehicle with a superimposed steering system, where a steering angle entered by the driver and driving dynamics Sizes are determined and the entered steering angle by means of a steering angle control by a further angle (additional steering angle) in accordance with the driving dynamics Sizes overlaid can be.
  • Die Erfindung betrifft ebenso ein Computerprogramm und eine Steuerung für ein Fahrzeug mit einem an einer Lenksäule angeordneten Lenkrad, mit einem Lenkgetriebe, einem an der Lenksäule angeordneten Drehwinkelsensor, einem über ein Überlagerungsgetriebe auf die Lenksäule wirkenden Überlagerungsmotor, einem elektrischen Lenksteller, einem Sensor zur Messung der Stellung der gelenkten Räder und mit einem Fahrzeug-Steuergerät.The invention also relates to a Computer program and a controller for a vehicle with one on a steering column arranged steering wheel, with a steering gear, one arranged on the steering column Angle of rotation sensor, one over a superposition gear on the steering column acting superposition motor, an electric steering actuator, a sensor for measuring the position of the steered wheels and with a vehicle control unit.
  • Heutige Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, sind in der Regel mit hydraulischen oder elektrohydraulischen Servolenkungen ausgestattet, bei denen ein Lenkrad mechanisch mit den lenkbaren Fahrzeugrädern zwangsgekoppelt ist. Die Servounterstützung ist derart aufgebaut, dass im Mittelbereich des Lenkmechanismus Aktuatoren, z.B. Hydraulikzylinder, angeordnet sind. Durch eine von den Aktuatoren erzeugte Kraft wird die Betätigung des Lenkmechanismus in Reaktion auf die Drehung des Lenkrads unterstützt. Dadurch ist der Kraftaufwand des Fahrers beim Lenkvorgang verringert.Today's motor vehicles, in particular Passenger cars are usually hydraulic or electrohydraulic Power steering systems, where a steering wheel mechanically with the steerable vehicle wheels is forcibly coupled. The servo support is constructed in such a way that actuators, e.g. Hydraulic cylinders, are arranged. By a force generated by the actuators the actuation of the steering mechanism in response to the rotation of the steering wheel. Thereby the driver's effort when steering is reduced.
  • Überlagerungslenkungen sind bekannt. Sie sind dadurch charakterisiert, dass dem vom Fahrer eingegebenen Lenkwinkel bei Bedarf ein weiterer Lenkwinkel (Zusatzlenkwinkel) durch einen Aktuator überlagert werden kann. Es werden üblicherweise elektrische Aktuatoren verwendet, die auf ein Überlagerungsgetriebe wirken und den Zusatzlenkwinkel weitgehend unabhängig vom Fahrer einstellen. Der zusätzliche Lenkwinkel dient insbesondere auch zur Erhöhung der Stabilität und Agilität des Fahrzeugs.Superposition steering are known. They are characterized in that the one entered by the driver Steering angle, if necessary, another steering angle (additional steering angle) overlaid by an actuator can be. They are usually electrical Actuators used that act on a superposition gear and set the additional steering angle largely independently of the driver. The additional Steering angle also serves in particular to increase the stability and agility of the vehicle.
  • Problematisch ist dabei, dass bei Regelungen zur Fahrzeugstabilisierung (ESP-Eingriffen) durch eine Überlagerungslenkung ein im Vergleich zu „reinen" ESP-Eingriffen (nur mit Antriebsmotor- und/oder Bremseneingriff) unruhigeres Fahrverhalten erzeugt werden kann, da ein Geschwindigkeitsabbau durch den Regelungseingriff deutlich schwächer ausfällt als bei einer Fahrdynamikregelung (ESP) mit Bremseneingriff.The problem is that with Regulations for vehicle stabilization (ESP interventions) through superimposed steering a compared to "pure" ESP interventions (only with Drive motor and / or brake intervention) uneasy driving behavior can be generated, since a speed reduction due to the control intervention significantly weaker fails than with vehicle dynamics control (ESP) with brake intervention.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einer Überlagerungslenkung bereitzustellen, welches ein ruhigeres Fahrverhalten ohne Komforteinbußen erlaubt.The invention is based on the object Method for controlling a vehicle with superimposed steering To provide, which allows a smoother driving behavior without sacrificing comfort.
  • Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.The task is solved by the independent claims. preferred Refinements are in the dependent dependent claims specified.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass nach Maßgabe zumindest einer fahrdynamischen Größe ein Bremsdruck in ein oder mehrere Radbremsen des Fahrzeugs dann eingesteuert wird, wenn die Notwendigkeit der Überlagerung mit einem Zusatzlenkwinkel erkannt wird oder wenn eine Überlagerung mit einem Zusatzlenkwinkel erfolgt.This object is achieved according to the invention solved, that in accordance a braking pressure in at least one dynamic variable in one or more The vehicle's wheel brakes are applied when the need arises the overlay is detected with an additional steering angle or if an overlay with an additional steering angle.
  • Es ist demnach vorgesehen, bei einer Lenkwinkelregelung einen, vorzugsweise geringen Bremsdruck in ein oder mehrere Räder einzusteuern. Dies kann auch schon im Vorfeld, bei einer bevorstehenden oder beginnenden Lenkwinkelregelung erfolgen.It is therefore provided that one Steering angle control a, preferably low brake pressure in one or more wheels einzusteuern. This can also be done in advance, with an upcoming one or beginning steering angle control.
  • Dadurch wird ein ruhigeres Fahrverhalten ohne Komforteinbußen erzielt. Denn diese Bremseneingriffe bewirken, dass das Fahrzeug in einen weniger kritischen Geschwindigkeitsbereich gelangt. Darüber hinaus kann ein relativ geringes Abbremsen bestimmter Räder auch ein Giermoment aufbauen, um das Fahrzeug weiter zu stabilisieren.This will make driving behavior quieter without loss of comfort achieved. Because these brake interventions cause the vehicle reaches a less critical speed range. Furthermore a relatively low braking of certain wheels can also build up a yaw moment, to further stabilize the vehicle.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Reibwert zwischen Fahrbahn und Reifen des Fahrzeugs ermittelt wird, und dass der Bremsdruck in Abhängigkeit vom ermittelten Reibwert eingesteuert wird.According to the invention it is provided that the Coefficient of friction is determined between the road and the tires of the vehicle, and that the brake pressure is dependent is controlled by the determined coefficient of friction.
  • Denn bei einem hohen Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn wird ein geringfügig höheres Geschwindigkeitsniveau bei Folgemanövern, wie der Einfahrt in die zweite bzw. dritte „Gasse" bei einem Spurwechsel, möglich, da die „normalen" Bremseneingriffe des ESP reduziert werden. Demnach wird insbesondere bei einem hohen Reibwert ein Bremsdruck eingesteuert, der zu einer Fahrzeugverzögerung führt.Because with a high coefficient of friction between tires and roadway becomes a minor higher speed level in subsequent maneuvers, like entering the second or third "alley" when changing lanes, possible because the "normal" brake interventions of the ESP can be reduced. Accordingly, especially at high Friction coefficient controlled a brake pressure that leads to a vehicle deceleration.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ein Druck eingesteuert wird, der geringer ist als ein vorgegebener Grenzwert.An advantageous embodiment of the inventive method consists in controlling a pressure that is lower as a predetermined limit.
  • Da der Bremsdruck sehr früh und ggf, an mehreren Rädern eingesteuert werden kann, ist es oft ausreichend , nur einen relativ geringen Bremsdruck zu erzeugen. Mit einem relativ geringen Bremsdruck kann schon eine ausreichende Verzögerung erzielt werden, die dann eine hinreichend starke Beruhigung des Fahrzeugs bewirkt.Since the brake pressure is very early and on several wheels can be controlled, it is often sufficient, only one relative to generate low brake pressure. With a relatively low brake pressure a sufficient delay can already be achieved then causes the vehicle to calm down sufficiently.
  • Vorzugsweise wird ein Grenzwert in einem Bereich von 15 bis 30 bar, insbesondere ein Bremsdruck von 15 bis 30 auf alle Räder des Fahrzeugs, vorgegeben. Ein besonders bevorzugter Wert liegt bei ca. einem Druck von ca. 20 bar auf alle Räder.A limit value is preferably in a range from 15 to 30 bar, in particular a brake pressure of 15 to 30 on all wheels of the vehicle. A particularly preferred value is included approx. 20 bar pressure on all wheels.
  • Insbesondere bei hochdynamischen Fahrsituationen wird die Regelung der Überlagerungslenkung durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert. Denn die vorgesehenen Bremsdrücke von unter ca. 30 bar, insbesondere kleiner ca. 20 bar, sind bei hochdynamischen Manövern auf Hochreibwert vom Fahrer nicht mehr aufgelöst, d.h. sie können nicht mehr wahrgenommen werden.Especially with highly dynamic ones Driving situations becomes the regulation of the superimposed steering by this Design of the method according to the invention improved. Because the intended brake pressures of less than approx. 30 bar, in particular less approx. 20 bar, are from the driver in high dynamic maneuvers with high friction no longer resolved i.e. you can are no longer perceived.
  • Unter dem Begriff „hochdynamische 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. Viele Fahrer sind bei Fahrsituationen im fahrdynamischen Grenzbereich, wie Schleudermanövern, bezüglich eines angebrachten Lenkverhaltens überfordert.Under the term “highly dynamic driving si tuation “are all driving situations with a relatively rapid change in the vehicle direction and / or the vehicle speed, which can lead to instability of the vehicle or the desired vehicle movement. Many drivers are overwhelmed with the appropriate steering behavior in driving situations in the dynamic driving range, such as skidding.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Bremsdruck nach Maßgabe der fahrdynamischen Größe zumindest in bestimmte Räder eingesteuert wird.According to a further embodiment the invention provides that the brake pressure according to the dynamic size at least in certain wheels is controlled.
  • Es ist nach der Erfindung vorgesehen, dass der Bremsdruck in bestimmte Räder eingesteuert wird, zwecks Stabilisierung des Fahrzeugs durch definiertes Aufbringen eines Giermoments.According to the invention, for the brake pressure to be applied to certain wheels Stabilization of the vehicle by applying a defined Yaw moment.
  • Die zu beaufschlagenden Räder können in Abhängigkeit von einem zu erwartenden ESP Eingriff ausgewählt werden, oder achsweise beaufschlagt werden, um eine annähernd „momentenneutrale" Bremssituation zu erzeugen.The wheels to be loaded can be dependent be selected from an expected ESP intervention, or by axis be applied to an approximately "torque-neutral" braking situation produce.
  • Der Bremsdruckaufbau kann aber auch asymmetrisch an der Achse erfolgen, wobei durch das ESP „künstlich" eine momentenneutrale Bremsung erzeugt wird.The brake pressure build-up can also be asymmetrical take place on the axle, whereby the ESP "artificially" generates a torque-neutral braking becomes.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Bremsdruck erzeugt wird, der eine geringe Fahrzeugverzögerung, vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 g bis 0,3 g, bewirkt.According to a further embodiment the invention provides that a brake pressure is generated, which is a slight vehicle deceleration, preferably in a range of 0.1 g to 0.3 g.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Lenkwinkelregelung zwecks Erhöhung der Fahrstabilität des Fahrzeugs erfolgt.According to a further embodiment the invention provides that the steering angle control for the purpose increase driving stability of the vehicle.
  • Es ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Lenkwinkelregelung entsprechend der gegenwärtigen Fahrsituation, insbesondere gemäß einer erfassten Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und einem ermittelten Lenkradeinschlagwinkel (Lenkwinkel), erfolgt.According to the invention, that the steering angle control according to the current driving situation, especially according to one recorded longitudinal vehicle speed and a determined steering wheel steering angle (steering angle).
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine Fahrdynamikregelung (ESP-System) mit der Lenkungsregelung zusammenwirkt und dass wenn die Notwendigkeit eines stabilisierenden Eingriffs von der Fahrdynamikreglung erkannt wird, der Bremsdruck in die Radbremsen eingestuert wird.An advantageous embodiment of the inventive method is that a vehicle dynamics control (ESP system) with the Steering system interacts and that if the need for a stabilizing intervention is recognized by the vehicle dynamics control, the brake pressure is controlled in the wheel brakes.
  • So kann schon beim Beginn einer bei Überlagerungslenkungen sehr früh einsetzenden Stabilitätsregelung durch das ESP ein geringer Bremsdruck erzeugt werden, obwohl die Situation auch durch die Überlagerungslenkung allein ausgeregelt werden könnte.This can already be the case at the start of a superimposed steering very early onset of stability control a small brake pressure is generated by the ESP, although the Situation also due to the overlay steering could be settled alone.
  • Es ist vorgesehen, dass der auf Grundlage eines korrigierenden Eingriffs eines Fahrdynamikreglers erzeugte zusätzliche fahrdynamikabhängige Lenkwinkel dem Fahrerlenkwunsch additiv überlagert wird.It is envisaged that the on the basis of a corrective intervention of a driving dynamics controller generated additional Steering angle dependent on driving dynamics additively superimposed on the driver's steering request becomes.
  • Erfindungsgemäß wird die Regelung des Bemsdrucks durch ein Computerprogramm realisiert, das geeignete Programmschritte für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens aufweist.According to the invention, the regulation of the brake pressure realized by a computer program, the appropriate program steps for the execution of the described method.
  • Die Aufgabe wird auch durch eine Steuerung für ein Fahrzeug gelöst, mit einem an einer Lenksäule angeordneten Lenkrad, mit einem Lenkgetriebe, einem an der Lenksäule angeordneten Drehwinkelsensor, einem über ein Überlagerungsgetriebe auf die Lenksäule wirkenden Überlagerungsmotor, einem elektrischen Lenksteller, einem Sensor zur Messung der Stellung der gelenkten Räder und mit einem Fahrzeug- Steuergerät, das Mittel zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens nach der Erfindung aufweist.The task is also carried out by a Control for solved a vehicle with one on a steering column arranged steering wheel, with a steering gear, one arranged on the steering column Angle of rotation sensor, one over a superposition gear on the steering column acting superposition motor, an electric steering actuator, a sensor for measuring the position of the steered wheels and with a vehicle control unit that means to carry out the previously described method according to the invention.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Überlagerungslenkungssystem, bei dem ein vom Fahrer eingegebener Lenkwinkel und fahrdynamische Größen ermittelt werden, und bei dem mittels einer Lenkwinkelregelung der eingegebene Lenkwinkel durch einen weiteren Winkel (Zusatzlenkwinkel) nach Maßgabe der fahrdynamischen Größen überlagert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass nach Maßgabe zumindest einer fahrdynamischen Größe ein Bremsdruck in ein oder mehrere Radbremsen des Fahrzeugs dann eingesteuert wird, wenn die Notwendigkeit der Überlagerung mit einem Zusatzlenkwinkel erkannt wird oder wenn eine Überlagerung mit einem Zusatzlenkwinkel erfolgt.Method for controlling a vehicle with a superimposed steering system, in which a steering angle entered by the driver and driving dynamics variables are determined, and in which the steering angle entered can be superimposed by a further angle (additional steering angle) in accordance with the driving dynamics variables by means of steering angle control, characterized in that that, in accordance with at least one dynamic driving variable, a brake pressure is applied to one or more wheel brakes of the vehicle when the necessity of the superimposition with an additional steering angle is recognized or when a superimposition with an additional steering angle takes place.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwert zwischen Fahrbahn und Reifen des Fahrzeugs ermittelt wird, und dass der Bremsdruck in Abhängigkeit vom ermittelten Reibwert eingesteuert wird.A method according to claim 1, characterized in that determines the coefficient of friction between the road surface and the tires of the vehicle and that the brake pressure as a function of the determined coefficient of friction is controlled.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremsdruck eingesteuert wird, der geringer ist als ein vorgegebener Grenzwert.A method according to claim 1 or 2, characterized in that that a brake pressure is set that is less than one specified limit.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grenzwert von 15 bis 30 bar vorgegeben wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that a limit of 15 to 30 bar is specified.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck nach Maßgabe der fahrdynamischen Größe in bestimmte Radbremsen eingesteuert wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the brake pressure is in accordance the driving dynamics in certain wheel brakes is controlled.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck in bestimmte Räder eingesteuert wird, zwecks Stabilisierung des Fahrzeugs durch definiertes Aufbringen eines Giermoments.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that for the brake pressure to be applied to certain wheels Stabilization of the vehicle by applying a defined Yaw moment.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des eingesteuerten Bremsdrucks nach Maßgabe der fahrdynamischen Größen verändert wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the level of the applied brake pressure in accordance with the driving dynamics mix sizes is changed.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremsdruck erzeugt wird, der eine geringe Fahrzeugverzögerung, vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 g bis 0,3 g, bewirkt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that that a braking pressure is generated that preferably low vehicle deceleration in a range of 0.1 g to 0.3 g.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwinkelregelung zwecks Erhöhung der Fahrstabilität des Fahrzeugs erfolgt.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the steering angle control in order to increase the driving stability of the vehicle he follows.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwinkelregelung entsprechend der gegenwärtigen Fahrsituation, insbesondere gemäß einer erfassten Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und einem ermittelten Lenkradeinschlagwinkel (Lenkwinkel) erfolgt.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the steering angle control according to the current driving situation, in particular according to one recorded longitudinal vehicle speed and a determined steering wheel steering angle (steering angle).
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrdynamikregelung (ESP-System) mit der Lenkungsregelung zusammenwirkt und dass der Bremsdruck in die Radbremsen dann eingestuert wird, wenn die Notwendigkeit eines stabilisierenden Eingriffs von der Fahrdynamikreglung erkannt wird.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that that a driving dynamics control (ESP system) with the steering control interacts and that the brake pressure is then controlled in the wheel brakes when the need for stabilizing intervention from the vehicle dynamics control is recognized.
  12. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche dient.Computer program, characterized in that it to carry out of a method according to one of the preceding claims.
  13. Steuerung für ein Fahrzeug mit einem an einer Lenksäule angeordneten Lenkrad, mit einem Lenkgetriebe, einem an der Lenksäule angeordneten Drehwinkelsensor, einem über ein Überlagerungsgetriebe auf die Lenksäule wirkenden Überlagerungsmotor, einem elektrischen Lenksteller, einem Sensor zur Messung der Stellung der gelenkten Räder und mit einem Fahrzeug-Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug-Steuergerät Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist.Control for a vehicle with a steering wheel arranged on a steering column, with a steering gear, a rotation angle sensor arranged on the steering column, one over a superposition gear on the steering column acting superposition motor, an electric steering actuator, a sensor for measuring the position of the steered wheels and with a vehicle control unit, thereby characterized in that the vehicle control device means for performing the Method according to one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102005016086A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Active driving safety system for motor vehicle, uses control algorithm to evaluate and then effect or disallow lane switching of vehicle based on vehicle driving conditions as well as proximity of vehicle with other vehicles or obstacles
DE102007000653A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Zf Friedrichshafen Ag Method for improving driving dynamics of motor vehicle, involves arranging situation-dependent or permanent yaw moment transfer between electronic stability program system and torque vectoring system or active steering

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