WO2024056665A1 - Method for dynamic adjustment of a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of a vehicle by changing a toe of the vehicle wheel - Google Patents

Method for dynamic adjustment of a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of a vehicle by changing a toe of the vehicle wheel Download PDF

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WO2024056665A1
WO2024056665A1 PCT/EP2023/075024 EP2023075024W WO2024056665A1 WO 2024056665 A1 WO2024056665 A1 WO 2024056665A1 EP 2023075024 W EP2023075024 W EP 2023075024W WO 2024056665 A1 WO2024056665 A1 WO 2024056665A1
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WO
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vehicle
wheel
steering angle
wheel steering
track
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/075024
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French (fr)
Inventor
Joerg Strecker
Roland Greul
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D17/00—Means on vehicles for adjusting camber, castor, or toe-in
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0418—Electric motor acting on road wheel carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/06—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle vibration dampening arrangements

Definitions

  • the invention is based on a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a computing unit for carrying out such a method and a vehicle with such a computing unit.
  • a method for operating a vehicle comprising a steering system with at least one wheel steering angle adjuster for changing a wheel steering angle of the vehicle wheel, and wherein a toe-in of the vehicle wheel is dynamically adjusted to a current driving situation.
  • the object of the invention is, in particular, to provide a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of a vehicle with improved properties in terms of adaptivity and/or variability.
  • the object is achieved by the features of claims 1, 8 and 9, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.
  • the invention is based on a method, in particular a computer-implemented method, for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of a vehicle, in particular by changing a track, advantageously a toe-in, of the vehicle wheel, wherein the vehicle has a steering system with at least one wheel steering angle adjuster for changing the wheel steering angle of the vehicle wheel and a vehicle sensor system for driving situation recognition, and wherein the track of the vehicle wheel is dynamically adapted to a current driving situation in order to adjust the wheel steering angle.
  • a driving situation-dependent adaptation value is determined and that the wheel steering angle actuator is controlled to dynamically adapt the track of the vehicle wheel using the adaptation value in such a way, that the track of the vehicle wheel is adjusted to the target value.
  • the target value for the track of the vehicle wheel and/or the mechanical track change of the vehicle wheel correlated with the current driving situation can preferably be determined in advance, for example calculated, measured or retrieved from an operating memory of the vehicle.
  • the mechanical track change can result in particular from a change in a vehicle height, in particular by changing a spring deflection on the vehicle wheel, and/or an external force acting on the vehicle wheel and/or the wheel steering angle adjuster.
  • the wheel steering angle adjuster is therefore targeted Dynamic adjustment of the track of the vehicle wheel is controlled in such a way that the track of the vehicle wheel is set or corrected to the target value, taking into account the mechanical track change.
  • the adaptation value i.e. an additional value, is determined in advance for controlling the wheel steering angle adjuster, which, in combination with the mechanical lane change for the respective driving situation, leads to the target value for the lane of the vehicle wheel.
  • the mechanical lane change is set or corrected to the correct target value by a software function if there is a deviation between the target value and the mechanical lane change for the respective driving situation.
  • This configuration makes it possible in particular to improve adaptivity and/or variability and to fulfill lane change specifications and/or lane change requests regardless of the mechanical design of the vehicle or the chassis.
  • an advantageous adjustment of the vehicle wheel's track can be achieved in every driving situation.
  • the vehicle is preferably designed as a motor vehicle and in particular includes the steering system and the vehicle sensor system, which is intended to provide at least one sensor variable correlated with a current driving situation.
  • the vehicle sensor system can comprise at least one, in particular electrical, magnetic and/or optical, sensor element.
  • the vehicle sensor system can determine the sensor size correlated with the current driving situation based on a sensor model, based on a manipulated variable and/or based on information from at least one other actuator.
  • the steering system is preferably designed as a steer-by-wire steering system, in which a steering input, in particular from a driver, is advantageously transmitted purely electrically to the vehicle wheels.
  • the steering system comprises at least one wheel steering angle adjuster and advantageously an operating unit that is mechanically separate from the wheel steering angle adjuster.
  • an “operating unit” should be understood to mean, in particular, an input unit that can be actuated by a driver for controlling the at least one wheel steering angle adjuster.
  • the operating unit can in particular comprise a steering handle, for example in the form of a steering wheel, and advantageously a feedback actuator, for example in the form of an electric motor, for generating a steering resistance and/or a restoring torque on the steering handle.
  • a “wheel steering angle adjuster” should in particular have at least one An actuator unit that is operatively connected to a vehicle wheel can be understood, which is intended to transmit a steering specification to the vehicle wheel by changing a wheel steering angle of at least one vehicle wheel and thereby advantageously control at least one orientation of the vehicle wheel and / or influence a direction of travel of the vehicle.
  • the wheel steering angle adjuster advantageously comprises at least one steering control element, for example in the form of a rack, and at least one steering actuator operatively connected to the steering control element, for example in the form of an electric motor.
  • the wheel steering angle adjuster can in particular be assigned to a front axle or a rear axle of the vehicle.
  • the vehicle can have further components and/or assemblies, such as at least one spring-damper unit, in particular assigned to the vehicle wheel, for absorbing and damping a force acting on the vehicle wheel from a surface.
  • the vehicle comprises at least one computing unit, which is intended to carry out the method for dynamically adjusting the wheel steering angle of the at least one vehicle wheel.
  • a “computing unit” is to be understood in particular as an electrical and/or electronic unit which has an information input, information processing and an information output.
  • the computing unit advantageously also has at least one processor, at least one operating memory, at least one input and/or output means, at least one operating program, at least one control routine, at least one calculation routine, at least one determination routine, at least one evaluation routine and/or at least one adaptation routine.
  • the computing unit is intended to determine the driving situation-dependent adaptation value depending on the target value for the track of the vehicle wheel and the mechanical track change correlated with the current driving situation.
  • the computing unit can be provided to determine the target value and the mechanical track change of the vehicle wheel.
  • the computing unit can be provided for controlling the wheel steering angle adjuster.
  • the computing unit is intended in particular to use the wheel steering angle adjuster to dynamically adjust the track of the vehicle wheel using the adjustment Solution value to be controlled in such a way that the track of the vehicle wheel is set to the target value.
  • the computing unit is preferably integrated into a control device of the vehicle, for example a central vehicle control device, or a control device of the steering system, in particular in the form of a steering control device.
  • “Provided” is intended to mean, in particular, specifically programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the target value is also determined as a function of a steering specification, advantageously on the steering handle of the steering system, and as a function of at least one sensor variable of the vehicle sensor system, advantageously several sensor variables of the vehicle sensor system.
  • the mechanical lane change is preferably determined depending on a steering specification, advantageously on the steering handle of the steering system, and depending on at least one sensor size of the vehicle sensor system, advantageously several sensor sizes of the vehicle sensor system.
  • the target value is preferably purely controlled and without mechanical or electronic or software adaptation to the respective driving situation, while the mechanical lane change is determined specifically for the respective current driving situation. In this way, the target value and/or the mechanical track change can advantageously be easily determined.
  • a sensor model is used to determine the target value and/or the mechanical track change.
  • the sensor model can include a combination of several sensor elements or sensors and/or a corresponding model, for example of the vehicle axle.
  • the target value and/or the mechanical track change can advantageously be determined precisely.
  • the vehicle sensor system comprises at least one driving dynamics sensor, at least one spring travel sensor, in particular assigned to a spring-damper unit of the vehicle, and/or at least one force sensor, in particular assigned to the wheel steering angle adjuster.
  • the driving dynamics sensor can be provided, for example, to detect a lateral acceleration, a yaw rate, a vehicle speed, a roll angle and/or a longitudinal acceleration of the vehicle.
  • the steering system can be designed as a steer-by-wire steering system and the wheel steering angle adjuster as a center adjuster.
  • the wheel steering angle adjuster is assigned to at least two, in particular steerable, vehicle wheels.
  • the steering system is designed as a steer-by-wire steering system and the wheel steering angle actuator is designed as an individual wheel actuator.
  • the steering system can advantageously comprise several wheel steering angle actuators, with each wheel steering angle actuator being assigned to exactly one, in particular steerable, vehicle wheel. This allows an advantageous wheel-specific track adjustment, whereby individual events, such as driving over an obstacle on one side, can also be recognized and taken into account when dynamically adjusting the track of the vehicle wheel.
  • the steering system comprises at least one further wheel steering angle adjuster designed as an individual wheel actuator for changing a wheel steering angle of at least one further vehicle wheel, with a separate, wheel-specific adaptation value being determined for each of the vehicle wheels and being set by means of the respective wheel steering angle adjuster.
  • a driving situation-dependent further adaptation value is determined, so that a separate, wheel-specific adaptation value is determined for each of the vehicle wheels, the further wheel steering angle actuator for dynamic adjustment of the track of the further vehicle wheel using the further adaptation value is controlled in such a way that the track of the further vehicle wheel is set to the further target value.
  • the further target value for the track of the further vehicle wheel and/or the further mechanical track change of the further vehicle wheel correlated with the current driving situation can be determined in advance, for example, calculated, measured or retrieved from an operating memory of the vehicle.
  • the wheel steering angle actuator and the further wheel steering angle actuator are preferably also assigned to the same vehicle axle, i.e. the front axle or the rear axle, of the vehicle.
  • the further target value and/or the further mechanical lane change is determined depending on the steering specification, advantageously on the steering handle of the steering system, and depending on at least one further sensor variable of the vehicle sensor system, advantageously several further sensor variables of the vehicle sensor system.
  • the target value and the further target value and/or the sensor size and the further sensor size can also be identical to one another. In this way, a further improvement in the individual wheel tracking can be achieved.
  • the method for dynamically adjusting the wheel steering angle of the at least one vehicle wheel and the vehicle should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the method for dynamically adjusting the wheel steering angle of the at least one vehicle wheel and the vehicle can have a number of individual elements, components and units that deviate from a number of individual elements, components and units mentioned herein in order to fulfill a function of operation described herein.
  • 1a-b shows a vehicle with a steering system designed as an example as a steer-by-wire steering system in a simplified representation
  • FIG. 2 shows an exemplary flowchart with main method steps of a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of the vehicle. Description of the exemplary embodiment
  • Figures la and lb show an example of a vehicle 14 designed as a passenger vehicle with several vehicle wheels 10, 12 and with a steering system 16 in a simplified representation.
  • the steering system 16 has an operative connection with the vehicle wheels 10, 12 and is intended to influence the direction of travel of the vehicle 14.
  • the steering system 16 in the present case is designed as a steer-by-wire steering system, in which a steering specification is passed on electrically to the vehicle wheels 10, 12 in at least one operating state.
  • the steering system 16 has an operating unit 38 which is known per se.
  • the operating unit 38 comprises a steering handle 40, in particular operable by a driver, for example in the form of a steering wheel, as well as a feedback actuator 42, in particular mechanically coupled to the steering handle 40.
  • the feedback actuator 42 is at least for generating a Steering resistance and / or a restoring torque on the steering handle 40 is provided.
  • a steering handle could also be designed as a joystick, as a steering lever and/or as a steering ball or the like.
  • a feedback actuator could in principle be dispensed with. It is also conceivable to completely dispense with a control unit.
  • the steering system 16 has at least one wheel steering angle adjuster 18, 20.
  • the steering system 16 comprises, for example, two wheel steering angle actuators 18, 20 designed as individual wheel actuators and consequently in particular wheel-specific steering.
  • the wheel steering angle actuators 18, 20 are at least essentially identical in construction and can in particular be designed as translational and/or rotary actuators.
  • the wheel steering angle actuators 18, 20 are designed separately from one another and in the present case are free of a mechanical connection.
  • the wheel steering angle actuators 18, 20 can be controlled independently of one another.
  • the wheel steering angle actuators 18, 20 are connected purely electrically to the operating unit 38 and consequently to the steering handle 40.
  • Each of the wheel steering angle actuators 18, 20 has an operative connection with exactly one of the vehicle wheels 10, 12, in the present case a front wheel.
  • the wheel steering angle adjusters 18, 20 are provided depending on a Steering specification to change a respective wheel steering angle of the corresponding vehicle wheel 10, 12.
  • each of the wheel steering angle actuators 18, 20 comprises a steering actuator 44, 46, which is designed, for example, as a toothed rack, and a steering actuator 48, 50 which interacts with the steering actuator element 44, 46 and is designed as an electric motor.
  • a steering system could of course also include a wheel steering angle actuator designed as a center adjuster.
  • a steering system can also include at least four wheel steering angle actuators designed as individual wheel actuators.
  • a steering system could also include a combination of a wheel steering angle adjuster designed as an individual wheel actuator and a wheel steering angle adjuster designed as a central adjuster.
  • at least one wheel steering angle adjuster could in particular be assigned to a vehicle wheel designed as a rear wheel.
  • a wheel steering angle adjuster could also be different from an individual wheel actuator and/or central adjuster and could in particular be installed in addition to an existing individual wheel adjuster and/or central adjuster. In this case, the wheel steering angle actuator could therefore be designed as a special additional actuator.
  • the vehicle 14 comprises at least one spring-damper unit 32, 34.
  • the vehicle 14 comprises several spring-damper units 32, 34 designed as chassis dampers, with two of the spring-damper units 32 being shown in Figure la as an example , 34 are shown and provided with reference numbers.
  • the spring-damper units 32, 34 are at least essentially identical in construction.
  • Each of the spring-damper units 32, 34 is arranged in an area of one of the wheel steering angle adjusters 18, 20 and is in particular assigned to the respective vehicle wheel 10, 12. In principle, however, a vehicle could also have a different number of spring-damper units.
  • the vehicle 14 includes a known vehicle sensor system 22 for driving situation recognition.
  • the vehicle sensor system 22 is intended to provide at least one sensor variable correlated with a current driving situation.
  • the vehicle sensor system 22 can comprise at least one, in particular electrical, magnetic and/or optical, sensor element.
  • the vehicle sensor system 22 includes, for example, at least one driving dynamic microphone sensor 24, several spring travel sensors 26, 27, with each of the spring-damper units 32, 34 being assigned to one of the spring travel sensors 26, 27, and several force sensors 28, 30, with each of the wheel steering angle adjusters 18, 20 being assigned one of the force sensors 28, 30 is assigned.
  • the driving dynamics sensor 24 can be provided, for example, for detecting a lateral acceleration, a yaw rate, a vehicle speed, a roll angle and/or a longitudinal acceleration of the vehicle 14.
  • the spring travel sensors 26, 27 can be provided to detect a change in vehicle height, in particular by changing a spring travel on the corresponding vehicle wheel 10, 12.
  • the force sensors 28, 30 can be provided for detecting an external force acting on the vehicle wheels 10, 12 and/or the wheel steering angle actuators 18, 20, for example in the form of a tie rod force.
  • the vehicle sensor system 22 can alternatively or additionally determine the sensor size correlated with the current driving situation using a sensor model. In principle, however, it is also conceivable to completely dispense with a driving dynamics sensor, spring travel sensors and/or force sensors.
  • a sensor variable correlated with a current driving situation could also be determined based on a manipulated variable and/or based on information from at least another actuator.
  • the vehicle 14 has a control unit 52.
  • the control device 52 is designed as a steering control device and is therefore part of the steering system 16.
  • the control device 52 has an electrical connection to the operating unit 38.
  • the control unit 52 also has an electrical connection to the wheel steering angle actuators 18, 20.
  • the control unit 52 has an electrical connection to the vehicle sensor system 22.
  • the control device 52 is at least intended to control operation of the steering system 16.
  • the control device 52 has a computing unit 36.
  • the computing unit 36 comprises at least one processor (not shown), for example in the form of a microprocessor, and at least one operating memory (not shown).
  • the computing unit 36 includes at least one operating program stored in the operating memory with at least one calculation routine, at least one determination routine, at least one evaluation routine and/or at least one Adjustment routine.
  • a control device could also be different from a steering control device and, for example, be designed as a single, central vehicle control device with a central computing unit. It is also conceivable to provide separate control devices for each wheel steering angle actuator and for the operating unit and to connect them to one another in a communicative manner.
  • vehicle 14 and/or the steering system 16 may comprise further components and/or assemblies, not shown, such as, for example, an internal vehicle sensor system for detecting at least one operating signal of the wheel steering angle actuators 18, 20, an on-board computer known per se and/or an on-board computer per se well-known navigation device.
  • an internal vehicle sensor system for detecting at least one operating signal of the wheel steering angle actuators 18, 20, an on-board computer known per se and/or an on-board computer per se well-known navigation device.
  • a correspondingly designed steering system which preferably has individually steered vehicle wheels, offers the possibility of meeting these lane change specifications regardless of the mechanical design of the vehicle or the chassis.
  • a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel 10, 12 of the vehicle 14, in particular by changing a track of the vehicle wheel 10, 12 is proposed below.
  • the method is described by way of example with reference to the vehicle wheel 10 and the wheel steering angle adjuster 18 assigned to the vehicle wheel 10, although the following description can also be applied to the additional vehicle wheel 12 and the additional wheel steering angle adjuster 20 assigned to the additional vehicle wheel 12.
  • the computing unit 36 is intended to carry out the method and, for this purpose, in particular has a computer program with corresponding program code means.
  • a driving situation-dependent adaptation value in particular in the form of an additional value, is determined depending on a target value for the track of the vehicle wheel 10 and a mechanical track change correlated with a current driving situation.
  • the target value and the mechanical track change can be determined in advance, for example calculated, measured or retrieved from the operating memory of the computing unit 36 or another operating memory of the vehicle 14. In principle, however, it is also conceivable to forego a separate determination of a target value and/or a mechanical track change.
  • the mechanical track change can result, for example, from a change in a vehicle height, in particular by changing a spring deflection on the vehicle wheel 10, and/or an external force acting on the vehicle wheel 10 and/or the wheel steering angle adjuster 18.
  • the adaptation value is then used to control the wheel steering angle actuator 18, wherein the wheel steering angle actuator 18 is controlled to dynamically adapt the track of the vehicle wheel 10 using the adaptation value in such a way that the track of the vehicle wheel 10 is set to the target value.
  • the method also serves to adjust a toe-in of the vehicle wheel 10. In principle, however, the method can also be used to adjust a toe-in of the vehicle wheel 10.
  • the mechanical lane change is set or corrected to the correct target value by a software function if there is a deviation between the target value and the mechanical lane change for the respective driving situation.
  • the aim is to set a specific driving situation-dependent and wheel-specific additional value based on a given mechanical axle design. In this way, lane change specifications and/or lane change requests in particular can be fulfilled regardless of the mechanical design of the vehicle 14 or the chassis.
  • the target value can also be determined depending on a steering specification and preferably depending on several sensor variables of the vehicle sensor system 22.
  • the steering specification can be provided by a driver, for example be applied to the steering handle 40, whereby the driver can specify a general steering specification.
  • a desired Ackermann condition can be set.
  • the resulting target value for the vehicle wheel 10 or for the vehicle wheels 10, 12 is in this case purely controlled and without mechanical or electronic or software adaptation to the respective driving situation.
  • a sensor model can also be used to determine the target value in this context.
  • the mechanical lane change can be determined depending on several sensor variables of the vehicle sensor system 22 and preferably the steering specification and is specific to the respective current driving situation.
  • sensor sizes of the driving dynamics sensor 24 at least one of the spring travel sensors 26, 27 and/or at least one of the force sensors 28, 30 can be used.
  • a further optimization of the adaptation value can be achieved, for example, based on an image of mechanical properties, in particular due to deflection, and/or based on the driving dynamics of the vehicle 14.
  • a sensor model can also be used to determine the mechanical track change.
  • the present method can therefore in principle be used for dynamically adapting a wheel steering angle of a single vehicle wheel 10, 12 of the vehicle 14, in particular by changing a track of the vehicle wheel 10, 12, and/or for dynamically adapting a wheel steering angle of several vehicle wheels 10, 12 of the vehicle 14 , in particular by changing a respective track of the vehicle wheels 10, 12.
  • a first application of the aforementioned method occurs, for example, when the vehicle 14 deflects.
  • the vehicle 14 deflects.
  • the wheel steering angle actuators 18, 20 are controlled to dynamically adapt the respective track of the vehicle wheels 10, 12 using the respective adaptation value in such a way that 0 is again in each case .5° can be added.
  • a second application of the aforementioned method can arise, for example, when the vehicle 14 is braked.
  • the track change when braking with 0.8g on the left and right should be 1.75°. Due to the chassis, however, there is only a mechanical track change of 1°, so that in this case the wheel steering angle adjusters 18, 20 are controlled for dynamic adjustment of the respective track of the vehicle wheels 10, 12 using the respective adaptation value in such a way that another 0.75 ° be supplemented.
  • FIG. 2 finally shows an exemplary flow chart with main process steps of the method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of the vehicle 14.
  • a current driving situation and a need for dynamic adjustment of a wheel steering angle of at least one vehicle wheel 10, 12 of the vehicle 14 are first determined, in particular by changing a track of the vehicle wheel 10, 12.
  • the computing unit 36 can be provided, for example, to determine and evaluate at least one sensor size of the vehicle sensor system 22.
  • a target value for the track of the at least one vehicle wheel 10, 12 and/or a mechanical track change of the at least one vehicle wheel 10, 12 that is correlated with the current driving situation can be determined.
  • a driving situation-dependent adaptation value in particular in the form of an additional value, is then determined depending on the target value and the mechanical lane change.
  • at least one of the wheel steering angle adjusters 18, 20 is controlled for dynamically adapting the track of the at least one vehicle wheel 10, 12 using the adaptation value in such a way that the track of the vehicle wheel 10, 12 is set to the target value and a wheel steering angle of the at least one vehicle wheel 10, 12 is varied.
  • the mechanical lane change can be set or corrected to the correct target value using a software function, provided there is a deviation between the target value and the mechanical lane change for the respective driving situation.
  • the exemplary flowchart in Figure 2 is intended merely to describe, by way of example, a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of the vehicle 14.
  • individual process steps can also vary or additional process steps can be added.
  • the method can in principle be provided for dynamically adjusting a wheel steering angle of a single vehicle wheel 10, 12 of the vehicle 14 and/or for dynamically adjusting a wheel steering angle of several vehicle wheels 10, 12 of the vehicle 14.

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Abstract

The invention relates to a method for dynamic adjustment of a wheel steering angle of at least one vehicle wheel (10, 12) of a vehicle (14), wherein the vehicle (14) comprises a steering system (16), having at least one wheel steering angle adjuster (18, 20) for changing the wheel steering angle of the vehicle wheel (10, 12), and a vehicle sensor system (22) for identifying driving situations, and wherein a toe of the vehicle wheel (10, 12) is dynamically adjusted to a current driving situation in order to adjust the wheel steering angle. According to the invention, depending on a target value for the toe of the vehicle wheel and a mechanical toe change of the vehicle wheel correlated with the current driving situation, a driving-situation-dependent adjustment value is determined, and, for dynamic adjustment of the toe of the vehicle wheel using the adjustment value, the wheel steering angle adjuster (18, 20) is controlled such that the toe of the vehicle wheel (10, 12) is adjusted to the target value.

Description

Beschreibung Description
Titel title
Verfahren zur
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eines Radlenkwinkels
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eines
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einer Spur des
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Procedure for
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a wheel steering angle
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one
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a trace of the
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Stand der Technik State of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung eine Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Recheneinheit. The invention is based on a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of a vehicle according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a computing unit for carrying out such a method and a vehicle with such a computing unit.
Für Fahrzeuge und insbesondere deren Fahrwerke müssen hinsichtlich kinematischer und elastokinematischer Eigenschaften grundsätzlich hersteiler- bzw. fahrzeugspezifische Spezifikationen berücksichtigt werden, wobei neben der grundsätzlichen Auslegung auch generelle Komfort- und Sicherheitsaspekte eine Rolle spielen. In diesem Zusammenhang werden radindividuelle mechanische Vorspuränderungen für viele Szenarien entwickelt, wie beispielsweise zum Abbremsen, für eine Kurvenfahrt, für eine einseitige Hindernisüberfahrt und/oder im Hinblick auf eine Beladung des Fahrzeugs. Ein entsprechend ausgebildetes Lenksystem bietet die Möglichkeit diese Spuränderungsspezifikationen unabhängig von der mechanischen Auslegung des Fahrzeugs bzw. des Fahrwerks zu erfüllen. For vehicles and in particular their chassis, manufacturer- and vehicle-specific specifications must always be taken into account with regard to kinematic and elastokinematic properties, whereby in addition to the basic design, general comfort and safety aspects also play a role. In this context, wheel-specific mechanical toe-in changes are developed for many scenarios, such as braking, cornering, one-sided obstacle crossing and/or with regard to loading the vehicle. An appropriately designed steering system offers the possibility of meeting these lane change specifications regardless of the mechanical design of the vehicle or the chassis.
Ferner ist aus der DE 10 2017 221 379 Al ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs bekannt, wobei das Fahrzeug ein Lenksystem mit zumindest einem Radlenkwinkelsteller zur Änderung eines Radlenkwinkels des Fahrzeugrads umfasst, und wobei eine Vorspur des Fahrzeugrads dynamisch an eine aktuelle Fahrsituation angepasst wird. Furthermore, from DE 10 2017 221 379 A1 a method for operating a vehicle is known, wherein the vehicle comprises a steering system with at least one wheel steering angle adjuster for changing a wheel steering angle of the vehicle wheel, and wherein a toe-in of the vehicle wheel is dynamically adjusted to a current driving situation.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein Verfahren zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads eines Fahrzeugs mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Adaptivität und/oder Variabilität bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 9 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention is, in particular, to provide a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of a vehicle with improved properties in terms of adaptivity and/or variability. The object is achieved by the features of claims 1, 8 and 9, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, insbesondere einem computerimplementierten Verfahren, zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads eines Fahrzeugs, insbesondere durch Änderung einer Spur, vorteilhaft einer Vorspur, des Fahrzeugrads, wobei das Fahrzeug ein Lenksystem mit zumindest einem Radlenkwinkelsteller zur Änderung des Radlenkwinkels des Fahrzeugrads und eine Fahrzeugsensorik zur Fahrsituationserkennung umfasst, und wobei zur Anpassung des Radlenkwinkels die Spur des Fahrzeugrads dynamisch an eine aktuelle Fahrsituation angepasst wird. The invention is based on a method, in particular a computer-implemented method, for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of a vehicle, in particular by changing a track, advantageously a toe-in, of the vehicle wheel, wherein the vehicle has a steering system with at least one wheel steering angle adjuster for changing the wheel steering angle of the vehicle wheel and a vehicle sensor system for driving situation recognition, and wherein the track of the vehicle wheel is dynamically adapted to a current driving situation in order to adjust the wheel steering angle.
Es wird vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit eines Zielwerts für die Spur des Fahrzeugrads und einer mit der aktuellen Fahrsituation korrelierten mechanischen Spuränderung des Fahrzeugrads ein fahrsituationsabhängiger Anpassungswert ermittelt wird und, dass der Radlenkwinkelsteller zur dynamischen Anpassung der Spur des Fahrzeugrads unter Verwendung des Anpassungswerts derart angesteuert wird, dass die Spur des Fahrzeugrads auf den Zielwert eingestellt wird. Der Zielwert für die Spur des Fahrzeugrads und/oder die mit der aktuellen Fahrsituation korrelierte mechanische Spuränderung des Fahrzeugrads kann bevorzugt vorab ermittelt, beispielsweise berechnet, gemessen oder aus einem Betriebsspeicher des Fahrzeugs abgerufen, werden. Die mechanische Spuränderung kann insbesondere aus einer Änderung einer Fahrzeughöhe, insbesondere durch Änderung eines Einfederwegs am Fahrzeugrad, und/oder einer auf das Fahrzeugrad und/oder den Radlenkwinkelsteller einwirkenden, externen Kraft resultieren. Vorliegend wird der Radlenkwinkelsteller demnach zur gezielten dynamischen Anpassung der Spur des Fahrzeugrads derart angesteuert, dass die Spur des Fahrzeugrads unter Berücksichtigung der mechanischen Spuränderung auf den Zielwert gestellt bzw. korrigiert wird. Dazu wird vorab der Anpassungswert, also ein Zusatzwert, zur Ansteuerung des Radlenkwinkelstellers ermittelt, welcher in Kombination mit der mechanischen Spuränderung für die jeweilige Fahrsituation zum Zielwert für die Spur des Fahrzeugrads führt. Demzufolge wird im vorliegenden Fall die mechanische Spuränderung durch eine Softwarefunktion auf den richtigen Zielwert gestellt bzw. korrigiert, sofern eine Abweichung zwischen dem Zielwert und der mechanischen Spuränderung für die jeweilige Fahrsituation existiert. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine Adaptivität und/oder Variabilität verbessert und Spuränderungsspezifikationen und/oder Spuränderungswünsche unabhängig von der mechanischen Auslegung des Fahrzeugs bzw. des Fahrwerks erfüllt werden. Zudem kann in jeder Fahrsituation eine vorteilhafte Anpassung der Spur des Fahrzeugrads erreicht werden. It is proposed that, depending on a target value for the track of the vehicle wheel and a mechanical change in track of the vehicle wheel that is correlated with the current driving situation, a driving situation-dependent adaptation value is determined and that the wheel steering angle actuator is controlled to dynamically adapt the track of the vehicle wheel using the adaptation value in such a way, that the track of the vehicle wheel is adjusted to the target value. The target value for the track of the vehicle wheel and/or the mechanical track change of the vehicle wheel correlated with the current driving situation can preferably be determined in advance, for example calculated, measured or retrieved from an operating memory of the vehicle. The mechanical track change can result in particular from a change in a vehicle height, in particular by changing a spring deflection on the vehicle wheel, and/or an external force acting on the vehicle wheel and/or the wheel steering angle adjuster. In the present case, the wheel steering angle adjuster is therefore targeted Dynamic adjustment of the track of the vehicle wheel is controlled in such a way that the track of the vehicle wheel is set or corrected to the target value, taking into account the mechanical track change. For this purpose, the adaptation value, i.e. an additional value, is determined in advance for controlling the wheel steering angle adjuster, which, in combination with the mechanical lane change for the respective driving situation, leads to the target value for the lane of the vehicle wheel. Accordingly, in the present case, the mechanical lane change is set or corrected to the correct target value by a software function if there is a deviation between the target value and the mechanical lane change for the respective driving situation. This configuration makes it possible in particular to improve adaptivity and/or variability and to fulfill lane change specifications and/or lane change requests regardless of the mechanical design of the vehicle or the chassis. In addition, an advantageous adjustment of the vehicle wheel's track can be achieved in every driving situation.
Vorzugsweise ist das Fahrzeug als Kraftfahrzeug ausgebildet und umfasst insbesondere das Lenksystem und die Fahrzeugsensorik, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens eine mit einer aktuellen Fahrsituation korrelierte Sensorgröße bereitzustellen. Dazu kann die Fahrzeugsensorik wenigstens ein, insbesondere elektrisches, magnetisches und/oder optisches, Sensorelement umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugsensorik die mit der aktuellen Fahrsituation korrelierte Sensorgröße anhand eines Sensormodells, anhand einer Stellgröße und/oder anhand einer Information wenigstens eines anderen Aktuators ermitteln. Ferner ist das Lenksystem bevorzugt als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, bei welchem eine Lenkvorgabe, insbesondere eines Fahrers, vorteilhaft rein elektrisch an die Fahrzeugräder weitergeleitet wird. Das Lenksystem umfasst in diesem Fall wenigstens einen Radlenkwinkelsteller und vorteilhaft eine mechanisch von dem Radlenkwinkelsteller getrennte Bedieneinheit. Unter einer „Bedieneinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine von einem Fahrer betätigbare Eingabeeinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Radlenkwinkelstellers verstanden werden. Die Bedieneinheit kann insbesondere eine Lenkhandhabe, beispielsweise in Form eines Lenkrads, und vorteilhaft einen Feedback-Aktuator, beispielsweise in Form eines Elektromotors, zur Erzeugung eines Lenkwiderstands und/oder eines Rückstellmoments auf die Lenkhandhabe umfassen. Unter einem „Radlenkwinkelsteller“ soll insbesondere eine mit zumindest einem Fahrzeugrad in Wirkverbindung stehende Aktuatoreinheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, durch Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads eine Lenkvorgabe an das Fahrzeugrad zu übertragen und hierdurch vorteilhaft zumindest eine Ausrichtung des Fahrzeugrads zu steuern und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Dazu umfasst der Radlenkwinkelsteller vorteilhaft wenigstens ein Lenkungsstellelement, beispielsweise in Form einer Zahnstange, und wenigstens einen mit dem Lenkungsstellelement wirkverbundenen Lenkaktuator, beispielsweise in Form eines Elektromotors. Der Radlenkwinkelsteller kann dabei insbesondere einer Vorderachse oder einer Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet sein. Darüber hinaus kann das Fahrzeug weitere Bauteile und/oder Baugruppen aufweisen, wie beispielsweise wenigstens eine, insbesondere dem Fahrzeugrad zugeordnete, Feder- Dämpfer-Einheit zur Aufnahme und Dämpfung einer von einem Untergrund auf das Fahrzeugrad einwirkenden Kraft. The vehicle is preferably designed as a motor vehicle and in particular includes the steering system and the vehicle sensor system, which is intended to provide at least one sensor variable correlated with a current driving situation. For this purpose, the vehicle sensor system can comprise at least one, in particular electrical, magnetic and/or optical, sensor element. Alternatively or additionally, the vehicle sensor system can determine the sensor size correlated with the current driving situation based on a sensor model, based on a manipulated variable and/or based on information from at least one other actuator. Furthermore, the steering system is preferably designed as a steer-by-wire steering system, in which a steering input, in particular from a driver, is advantageously transmitted purely electrically to the vehicle wheels. In this case, the steering system comprises at least one wheel steering angle adjuster and advantageously an operating unit that is mechanically separate from the wheel steering angle adjuster. In this context, an “operating unit” should be understood to mean, in particular, an input unit that can be actuated by a driver for controlling the at least one wheel steering angle adjuster. The operating unit can in particular comprise a steering handle, for example in the form of a steering wheel, and advantageously a feedback actuator, for example in the form of an electric motor, for generating a steering resistance and/or a restoring torque on the steering handle. A “wheel steering angle adjuster” should in particular have at least one An actuator unit that is operatively connected to a vehicle wheel can be understood, which is intended to transmit a steering specification to the vehicle wheel by changing a wheel steering angle of at least one vehicle wheel and thereby advantageously control at least one orientation of the vehicle wheel and / or influence a direction of travel of the vehicle. For this purpose, the wheel steering angle adjuster advantageously comprises at least one steering control element, for example in the form of a rack, and at least one steering actuator operatively connected to the steering control element, for example in the form of an electric motor. The wheel steering angle adjuster can in particular be assigned to a front axle or a rear axle of the vehicle. In addition, the vehicle can have further components and/or assemblies, such as at least one spring-damper unit, in particular assigned to the vehicle wheel, for absorbing and damping a force acting on the vehicle wheel from a surface.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug wenigstens eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zur dynamischen Anpassung des Radlenkwinkels des wenigstens einen Fahrzeugrads durchzuführen. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Betriebsspeicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Berechnungsroutine, zumindest eine Ermittlungsroutine, zumindest eine Auswerteroutine und/oder zumindest eine Anpassungsroutine auf. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, in Abhängigkeit des Zielwerts für die Spur des Fahrzeugrads und der mit der aktuellen Fahrsituation korrelierten mechanischen Spuränderung den fahrsituationsabhängigen Anpassungswert zu ermitteln. Zudem kann die Recheneinheit dazu vorgesehen sein, den Zielwert und die mechanische Spuränderung des Fahrzeugrads zu ermitteln. Darüber hinaus kann die Recheneinheit zur Ansteuerung des Radlenkwinkelstellers vorgesehen sein. In diesem Zusammenhang ist die Recheneinheit insbesondere dazu vorgesehen, den Radlenkwinkelsteller zur dynamischen Anpassung der Spur des Fahrzeugrads unter Verwendung des Anpas- sungswerts derart anzusteuern, dass die Spur des Fahrzeugrads auf den Zielwert eingestellt wird. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dabei in ein Steuergerät des Fahrzeugs, beispielsweise ein zentrales Fahrzeugsteuergerät, oder ein Steuergerät des Lenksystems, insbesondere in Form eines Lenkungssteuergeräts, integriert. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Furthermore, the vehicle comprises at least one computing unit, which is intended to carry out the method for dynamically adjusting the wheel steering angle of the at least one vehicle wheel. A “computing unit” is to be understood in particular as an electrical and/or electronic unit which has an information input, information processing and an information output. The computing unit advantageously also has at least one processor, at least one operating memory, at least one input and/or output means, at least one operating program, at least one control routine, at least one calculation routine, at least one determination routine, at least one evaluation routine and/or at least one adaptation routine. In particular, the computing unit is intended to determine the driving situation-dependent adaptation value depending on the target value for the track of the vehicle wheel and the mechanical track change correlated with the current driving situation. In addition, the computing unit can be provided to determine the target value and the mechanical track change of the vehicle wheel. In addition, the computing unit can be provided for controlling the wheel steering angle adjuster. In this context, the computing unit is intended in particular to use the wheel steering angle adjuster to dynamically adjust the track of the vehicle wheel using the adjustment Solution value to be controlled in such a way that the track of the vehicle wheel is set to the target value. The computing unit is preferably integrated into a control device of the vehicle, for example a central vehicle control device, or a control device of the steering system, in particular in the form of a steering control device. “Provided” is intended to mean, in particular, specifically programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
Bevorzugt wird der Zielwert ferner in Abhängigkeit einer Lenkvorgabe, vorteilhaft an der Lenkhandhabe des Lenksystems, und in Abhängigkeit wenigstens einer Sensorgröße der Fahrzeugsensorik, vorteilhaft mehrerer Sensorgrößen der Fahrzeugsensorik, ermittelt. Ferner wird die mechanische Spuränderung bevorzugt in Abhängigkeit einer Lenkvorgabe, vorteilhaft an der Lenkhandhabe des Lenksystems, und in Abhängigkeit wenigstens einer Sensorgröße der Fahrzeugsensorik, vorteilhaft mehrerer Sensorgrößen der Fahrzeugsensorik, ermittelt. Der Zielwert ist in diesem Fall vorzugsweise rein gesteuert und ohne mechanische oder elektronische bzw. softwaretechnische Anpassung an die jeweilige Fahrsituation, während die mechanische Spuränderung spezifisch für die jeweilige aktuelle Fahrsituation ermittelt wird. Hierdurch kann der Zielwert und/oder die mechanische Spuränderung vorteilhaft einfach bestimmt werden. Preferably, the target value is also determined as a function of a steering specification, advantageously on the steering handle of the steering system, and as a function of at least one sensor variable of the vehicle sensor system, advantageously several sensor variables of the vehicle sensor system. Furthermore, the mechanical lane change is preferably determined depending on a steering specification, advantageously on the steering handle of the steering system, and depending on at least one sensor size of the vehicle sensor system, advantageously several sensor sizes of the vehicle sensor system. In this case, the target value is preferably purely controlled and without mechanical or electronic or software adaptation to the respective driving situation, while the mechanical lane change is determined specifically for the respective current driving situation. In this way, the target value and/or the mechanical track change can advantageously be easily determined.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass zur Ermittlung des Zielwerts und/oder der mechanischen Spuränderung ein Sensormodell verwendet wird. Das Sensormodell kann dabei eine Kombination aus mehreren Sensorelementen bzw. Sensoren und/oder ein entsprechendes Modell, beispielsweise der Fahrzeugachse, umfassen. Hierdurch kann der Zielwert und/oder die mechanische Spuränderung vorteilhaft präzise bestimmt werden. In addition, it is proposed that a sensor model is used to determine the target value and/or the mechanical track change. The sensor model can include a combination of several sensor elements or sensors and/or a corresponding model, for example of the vehicle axle. As a result, the target value and/or the mechanical track change can advantageously be determined precisely.
Umfasst die Fahrzeugsensorik zur Ermittlung der mechanischen Spuränderung wenigstens einen Fahrdynamiksensor, wenigstens einen, insbesondere einer Fe- der-Dämpfer-Einheit des Fahrzeugs zugeordneten, Federwegsensor und/oder wenigstens einen, insbesondere dem Radlenkwinkelsteller zugeordneten, Krafts- ensor, kann eine vorteilhafte Fahrsituationserkennung erreicht und die mechanische Spuränderung besonders einfach ermittelt werden. Der Fahrdynamiksensor kann dabei beispielsweise zur Erfassung einer Querbeschleunigung, einer Gierrate, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Wankwinkels und/oder einer Längs- beschleunigung des Fahrzeugs vorgesehen sein. For determining the mechanical lane change, the vehicle sensor system comprises at least one driving dynamics sensor, at least one spring travel sensor, in particular assigned to a spring-damper unit of the vehicle, and/or at least one force sensor, in particular assigned to the wheel steering angle adjuster. sensor, advantageous driving situation recognition can be achieved and the mechanical lane change can be determined particularly easily. The driving dynamics sensor can be provided, for example, to detect a lateral acceleration, a yaw rate, a vehicle speed, a roll angle and/or a longitudinal acceleration of the vehicle.
Des Weiteren kann das Lenksystem als Steer-by-Wire-Lenksystem und der Radlenkwinkelsteller als Zentraisteller ausgebildet sein. In diesem Fall ist der Radlenkwinkelsteller zumindest zwei, insbesondere lenkbaren, Fahrzeugrädern zugeordnet. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass das Lenksystem als Steer- by-Wire-Lenksystem und der Radlenkwinkelsteller als Einzelradsteller ausgebildet ist. In diesem Fall kann das Lenksystem vorteilhaft mehrere Radlenkwinkelsteller umfassen, wobei jeder Radlenkwinkelsteller genau einem, insbesondere lenkbaren, Fahrzeugrad zugeordnet ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte radindividuelle Spureinstellung ermöglicht werden, wobei auch Einzelereignisse, wie beispielsweise ein einseitiges Überfahren eines Hindernisses, erkannt und bei der dynamischen Anpassung der Spur des Fahrzeugrads berücksichtigt werden kann. Furthermore, the steering system can be designed as a steer-by-wire steering system and the wheel steering angle adjuster as a center adjuster. In this case, the wheel steering angle adjuster is assigned to at least two, in particular steerable, vehicle wheels. However, it is preferably proposed that the steering system is designed as a steer-by-wire steering system and the wheel steering angle actuator is designed as an individual wheel actuator. In this case, the steering system can advantageously comprise several wheel steering angle actuators, with each wheel steering angle actuator being assigned to exactly one, in particular steerable, vehicle wheel. This allows an advantageous wheel-specific track adjustment, whereby individual events, such as driving over an obstacle on one side, can also be recognized and taken into account when dynamically adjusting the track of the vehicle wheel.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Lenksystem zumindest einen als Einzelradsteller ausgebildeten weiteren Radlenkwinkelsteller zur Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines weiteren Fahrzeugrads umfasst, wobei für jedes der Fahrzeugräder ein separater, radindividueller Anpassungswert ermittelt und mittels des jeweiligen Radlenkwinkelstellers eingestellt wird. Vorliegend wird demnach in Abhängigkeit eines weiteren Zielwerts für die Spur des weiteren Fahrzeugrads und einer mit der aktuellen Fahrsituation korrelierten weiteren mechanischen Spuränderung des weiteren Fahrzeugrads ein fahrsituationsabhängiger weiterer Anpassungswert ermittelt, sodass für jedes der Fahrzeugräder ein separater, radindividueller Anpassungswert ermittelt wird, wobei der weitere Radlenkwinkelsteller zur dynamischen Anpassung der Spur des weiteren Fahrzeugrads unter Verwendung des weiteren Anpassungswerts derart angesteuert wird, dass die Spur des weiteren Fahrzeugrads auf den weiteren Zielwert eingestellt wird. Zudem kann der weitere Zielwert für die Spur des weiteren Fahrzeugrads und/oder die mit der aktuellen Fahrsituation korrelierte weitere mechanische Spuränderung des weiteren Fahrzeugrads vorab ermittelt, beispielsweise berechnet, gemessen oder aus einem Betriebsspeicher des Fahrzeugs abgerufen, werden. Bevorzugt sind der Radlenkwinkelsteller und der weitere Radlenkwinkelsteller ferner derselben Fahrzeugachse, also der Vorderachse oder der Hinterachse, des Fahrzeugs zugeordnet. Darüber hinaus wird der weitere Zielwert und/oder die weitere mechanische Spuränderung in Abhängigkeit der Lenkvorgabe, vorteilhaft an der Lenkhandhabe des Lenksystems, und in Abhängigkeit wenigstens einer weiteren Sensorgröße der Fahrzeugsensorik, vorteilhaft mehrerer weiterer Sensorgrößen der Fahrzeugsensorik, ermittelt. Grundsätzlich können der Zielwert und der weitere Zielwert und/oder die Sensorgröße und die weitere Sensorgröße auch identisch miteinander sein. Hierdurch kann eine weitere Verbesserung der radindividuellen Spureinstellung erreicht werden. In a further embodiment, it is proposed that the steering system comprises at least one further wheel steering angle adjuster designed as an individual wheel actuator for changing a wheel steering angle of at least one further vehicle wheel, with a separate, wheel-specific adaptation value being determined for each of the vehicle wheels and being set by means of the respective wheel steering angle adjuster. In the present case, depending on a further target value for the track of the further vehicle wheel and a further mechanical track change of the further vehicle wheel correlated with the current driving situation, a driving situation-dependent further adaptation value is determined, so that a separate, wheel-specific adaptation value is determined for each of the vehicle wheels, the further wheel steering angle actuator for dynamic adjustment of the track of the further vehicle wheel using the further adaptation value is controlled in such a way that the track of the further vehicle wheel is set to the further target value. In addition, the further target value for the track of the further vehicle wheel and/or the further mechanical track change of the further vehicle wheel correlated with the current driving situation can be determined in advance, for example, calculated, measured or retrieved from an operating memory of the vehicle. The wheel steering angle actuator and the further wheel steering angle actuator are preferably also assigned to the same vehicle axle, i.e. the front axle or the rear axle, of the vehicle. In addition, the further target value and/or the further mechanical lane change is determined depending on the steering specification, advantageously on the steering handle of the steering system, and depending on at least one further sensor variable of the vehicle sensor system, advantageously several further sensor variables of the vehicle sensor system. In principle, the target value and the further target value and/or the sensor size and the further sensor size can also be identical to one another. In this way, a further improvement in the individual wheel tracking can be achieved.
Das Verfahren zur dynamischen Anpassung des Radlenkwinkels des wenigstens einen Fahrzeugrads und das Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren zur dynamischen Anpassung des Radlenkwinkels des wenigstens einen Fahrzeugrads und das Fahrzeug zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. The method for dynamically adjusting the wheel steering angle of the at least one vehicle wheel and the vehicle should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the method for dynamically adjusting the wheel steering angle of the at least one vehicle wheel and the vehicle can have a number of individual elements, components and units that deviate from a number of individual elements, components and units mentioned herein in order to fulfill a function of operation described herein.
Zeichnungen drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Further advantages result from the following drawing description. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings.
Es zeigen: Show it:
Fig. la-b ein Fahrzeug mit einem beispielhaft als Steer-by-Wire-Lenksys- tem ausgebildeten Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung und 1a-b shows a vehicle with a steering system designed as an example as a steer-by-wire steering system in a simplified representation and
Fig. 2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels wenigstens einen Fahrzeugrads des Fahrzeugs. Beschreibung des Ausführungsbeispiels 2 shows an exemplary flowchart with main method steps of a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of the vehicle. Description of the exemplary embodiment
Die Figuren la und lb zeigen ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 14 mit mehreren Fahrzeugrädern 10, 12 und mit einem Lenksystem 16 in einer vereinfachten Darstellung. Das Lenksystem 16 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 10, 12 auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 14 vorgesehen. Ferner ist das Lenksystem 16 vorliegend als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, bei welchem eine Lenkvorgabe in zumindest einem Betriebszustand elektrisch an die Fahrzeugräder 10, 12 weitergeleitet wird. Figures la and lb show an example of a vehicle 14 designed as a passenger vehicle with several vehicle wheels 10, 12 and with a steering system 16 in a simplified representation. The steering system 16 has an operative connection with the vehicle wheels 10, 12 and is intended to influence the direction of travel of the vehicle 14. Furthermore, the steering system 16 in the present case is designed as a steer-by-wire steering system, in which a steering specification is passed on electrically to the vehicle wheels 10, 12 in at least one operating state.
Das Lenksystem 16 weist eine an sich bekannte Bedieneinheit 38 auf. Die Bedieneinheit 38 umfasst eine, insbesondere von einem Fahrer betätigbare, Lenkhandhabe 40, beispielsweise in Form eines Lenkrads, sowie einen, insbesondere mechanisch mit der Lenkhandhabe 40 gekoppelten, Feedback-Aktuator 42. Im vorliegenden Fall ist der Feedback-Aktuator 42 zumindest zur Erzeugung eines Lenkwiderstands und/oder eines Rückstellmoments auf die Lenkhandhabe 40 vorgesehen. Alternativ könnte eine Lenkhandhabe auch als Joystick, als Lenkhebel und/oder als Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Ferner könnte grundsätzlich auch auf einen Feedback-Aktuator verzichtet werden. Zudem ist denkbar, auf eine Bedieneinheit vollständig zu verzichten. The steering system 16 has an operating unit 38 which is known per se. The operating unit 38 comprises a steering handle 40, in particular operable by a driver, for example in the form of a steering wheel, as well as a feedback actuator 42, in particular mechanically coupled to the steering handle 40. In the present case, the feedback actuator 42 is at least for generating a Steering resistance and / or a restoring torque on the steering handle 40 is provided. Alternatively, a steering handle could also be designed as a joystick, as a steering lever and/or as a steering ball or the like. Furthermore, a feedback actuator could in principle be dispensed with. It is also conceivable to completely dispense with a control unit.
Darüber hinaus weist das Lenksystem 16 wenigstens einen Radlenkwinkelsteller 18, 20 auf. Im vorliegenden Fall umfasst das Lenksystem 16 beispielhaft zwei als Einzelradsteller ausgebildete Radlenkwinkelsteller 18, 20 und folglich insbesondere eine radindividuelle Lenkung. Die Radlenkwinkelsteller 18, 20 sind zumindest im Wesentlichen baugleich ausgebildet und können dabei insbesondere als translatorische und/oder rotatorische Steller ausgestaltet sein. Die Radlenkwinkelsteller 18, 20 sind getrennt voneinander ausgebildet und im vorliegenden Fall frei von einer mechanischen Verbindung. Die Radlenkwinkelsteller 18, 20 sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Ferner sind die Radlenkwinkelsteller 18, 20 rein elektrisch mit der Bedieneinheit 38 und folglich der Lenkhandhabe 40 verbunden. Jeder der Radlenkwinkelsteller 18, 20 weist eine Wirkverbindung mit genau einem der Fahrzeugräder 10, 12, vorliegend beispielhaft einem Vorderrad, auf. Die Radlenkwinkelsteller 18, 20 sind dazu vorgesehen, in Abhängigkeit einer Lenkvorgabe einen jeweiligen Radlenkwinkel des entsprechenden Fahrzeugrads 10, 12 zu ändern. Dazu umfasst jeder der Radlenkwinkelsteller 18, 20 ein beispielhaft als Zahnstange ausgebildetes Lenkungsstellelement 44, 46 und einen mit dem Lenkungsstellelement 44, 46 zusammenwirkenden und als Elektromotor ausgebildeten Lenkaktuator 48, 50. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem natürlich auch einen als Zentraisteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller umfassen. Ferner kann ein Lenksystem auch wenigstens vier als Einzelradsteller ausgebildete Radlenkwinkelsteller umfassen. Prinzipiell könnte ein Lenksystem auch eine Kombination aus einem als Einzelradsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller und einem als Zentraisteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller umfassen. Darüber hinaus könnte insbesondere auch wenigstens ein Radlenkwinkelsteller einem als Hinterrad ausgebildeten Fahrzeugrad zugeordnet sein. Ferner könnte ein Radlenkwinkelsteller auch von einem Einzelradsteller und/oder Zentraisteller verschieden sein und insbesondere zusätzlich zu einem vorhandenen Einzelradsteller und/oder Zentraisteller verbaut werden. In diesem Fall könnte der Radlenkwinkelsteller demnach als spezieller Zusatzsteller ausgebildet sein. In addition, the steering system 16 has at least one wheel steering angle adjuster 18, 20. In the present case, the steering system 16 comprises, for example, two wheel steering angle actuators 18, 20 designed as individual wheel actuators and consequently in particular wheel-specific steering. The wheel steering angle actuators 18, 20 are at least essentially identical in construction and can in particular be designed as translational and/or rotary actuators. The wheel steering angle actuators 18, 20 are designed separately from one another and in the present case are free of a mechanical connection. The wheel steering angle actuators 18, 20 can be controlled independently of one another. Furthermore, the wheel steering angle actuators 18, 20 are connected purely electrically to the operating unit 38 and consequently to the steering handle 40. Each of the wheel steering angle actuators 18, 20 has an operative connection with exactly one of the vehicle wheels 10, 12, in the present case a front wheel. The wheel steering angle adjusters 18, 20 are provided depending on a Steering specification to change a respective wheel steering angle of the corresponding vehicle wheel 10, 12. For this purpose, each of the wheel steering angle actuators 18, 20 comprises a steering actuator 44, 46, which is designed, for example, as a toothed rack, and a steering actuator 48, 50 which interacts with the steering actuator element 44, 46 and is designed as an electric motor. In principle, a steering system could of course also include a wheel steering angle actuator designed as a center adjuster. Furthermore, a steering system can also include at least four wheel steering angle actuators designed as individual wheel actuators. In principle, a steering system could also include a combination of a wheel steering angle adjuster designed as an individual wheel actuator and a wheel steering angle adjuster designed as a central adjuster. In addition, at least one wheel steering angle adjuster could in particular be assigned to a vehicle wheel designed as a rear wheel. Furthermore, a wheel steering angle adjuster could also be different from an individual wheel actuator and/or central adjuster and could in particular be installed in addition to an existing individual wheel adjuster and/or central adjuster. In this case, the wheel steering angle actuator could therefore be designed as a special additional actuator.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 14 wenigstens eine Feder-Dämpfer-Einheit 32, 34. Im vorliegenden Fall umfasst das Fahrzeug 14 mehrere als Fahrwerksdämpfer ausgebildete Feder-Dämpfer-Einheiten 32, 34, wobei in Figur la beispielhaft zwei der Feder-Dämpfer-Einheiten 32, 34 dargestellt und mit Bezugszeichen versehen sind. Die Feder-Dämpfer-Einheiten 32, 34 sind zumindest im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Jede der Feder-Dämpfer-Einheiten 32, 34 ist dabei in einem Bereich eines der Radlenkwinkelsteller 18. 20 angeordnet und insbesondere dem jeweiligen Fahrzeugrad 10, 12 zugeordnet. Grundsätzlich könnte ein Fahrzeug jedoch auch eine andere Anzahl an Feder-Dämpfer-Einhei- ten aufweisen. Furthermore, the vehicle 14 comprises at least one spring-damper unit 32, 34. In the present case, the vehicle 14 comprises several spring-damper units 32, 34 designed as chassis dampers, with two of the spring-damper units 32 being shown in Figure la as an example , 34 are shown and provided with reference numbers. The spring-damper units 32, 34 are at least essentially identical in construction. Each of the spring-damper units 32, 34 is arranged in an area of one of the wheel steering angle adjusters 18, 20 and is in particular assigned to the respective vehicle wheel 10, 12. In principle, however, a vehicle could also have a different number of spring-damper units.
Ferner umfasst das Fahrzeug 14 eine an sich bekannte Fahrzeugsensorik 22 zur Fahrsituationserkennung. Die Fahrzeugsensorik 22 ist dazu vorgesehen, wenigstens eine mit einer aktuellen Fahrsituation korrelierte Sensorgröße bereitzustellen. Dazu kann die Fahrzeugsensorik 22 wenigstens ein, insbesondere elektrisches, magnetisches und/oder optisches, Sensorelement umfassen. Vorliegend umfasst die Fahrzeugsensorik 22 beispielsweise wenigstens einen Fahrdyna- miksensor 24, mehrere Federwegsensoren 26, 27, wobei jeder der Feder-Dämp- fer-Einheiten 32, 34 einer der Federwegsensoren 26, 27 zugeordnet ist, und mehrere Kraftsensoren 28, 30, wobei jedem der Radlenkwinkelsteller 18, 20 einer der Kraftsensoren 28, 30 zugeordnet ist. Der Fahrdynamiksensor 24 kann beispielsweise zur Erfassung einer Querbeschleunigung, einer Gierrate, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Wankwinkels und/oder einer Längsbeschleuni- gung des Fahrzeugs 14 vorgesehen sein. Die Federwegsensoren 26, 27 können zur Erfassung einer Änderung einer Fahrzeughöhe, insbesondere durch Änderung eines Einfederwegs am entsprechenden Fahrzeugrad 10, 12, vorgesehen sein. Ferner können die Kraftsensoren 28, 30 zur Erfassung einer auf die Fahrzeugräder 10, 12 und/oder die Radlenkwinkelsteller 18, 20 einwirkenden, externen Kraft, beispielsweise in Form einer Spurstangenkraft, vorgesehen sein. Zudem kann die Fahrzeugsensorik 22 die mit der aktuellen Fahrsituation korrelierte Sensorgröße alternativ oder zusätzlich auch anhand eines Sensormodells ermitteln. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, auf einen Fahrdynamiksensor, auf Federwegsensoren und/oder auf Kraftsensoren vollständig zu verzichten. Ferner könnte eine mit einer aktuellen Fahrsituation korrelierte Sensorgröße auch anhand einer Stellgröße und/oder anhand einer Information wenigstens eines anderen Aktuators ermittelt werden. Furthermore, the vehicle 14 includes a known vehicle sensor system 22 for driving situation recognition. The vehicle sensor system 22 is intended to provide at least one sensor variable correlated with a current driving situation. For this purpose, the vehicle sensor system 22 can comprise at least one, in particular electrical, magnetic and/or optical, sensor element. In the present case, the vehicle sensor system 22 includes, for example, at least one driving dynamic microphone sensor 24, several spring travel sensors 26, 27, with each of the spring-damper units 32, 34 being assigned to one of the spring travel sensors 26, 27, and several force sensors 28, 30, with each of the wheel steering angle adjusters 18, 20 being assigned one of the force sensors 28, 30 is assigned. The driving dynamics sensor 24 can be provided, for example, for detecting a lateral acceleration, a yaw rate, a vehicle speed, a roll angle and/or a longitudinal acceleration of the vehicle 14. The spring travel sensors 26, 27 can be provided to detect a change in vehicle height, in particular by changing a spring travel on the corresponding vehicle wheel 10, 12. Furthermore, the force sensors 28, 30 can be provided for detecting an external force acting on the vehicle wheels 10, 12 and/or the wheel steering angle actuators 18, 20, for example in the form of a tie rod force. In addition, the vehicle sensor system 22 can alternatively or additionally determine the sensor size correlated with the current driving situation using a sensor model. In principle, however, it is also conceivable to completely dispense with a driving dynamics sensor, spring travel sensors and/or force sensors. Furthermore, a sensor variable correlated with a current driving situation could also be determined based on a manipulated variable and/or based on information from at least another actuator.
Darüber hinaus weist das Fahrzeug 14 ein Steuergerät 52 auf. Das Steuergerät 52 ist im vorliegenden Fall als Lenkungssteuergerät ausgebildet und folglich Teil des Lenksystems 16. Das Steuergerät 52 weist eine elektrische Verbindung mit der Bedieneinheit 38 auf. Das Steuergerät 52 weist ferner eine elektrische Verbindung mit den Radlenkwinkelstellern 18, 20 auf. Zudem weist das Steuergerät 52 eine elektrische Verbindung mit der Fahrzeugsensorik 22 auf. Das Steuergerät 52 ist zumindest zur Steuerung eines Betriebs des Lenksystems 16 vorgesehen. In addition, the vehicle 14 has a control unit 52. In the present case, the control device 52 is designed as a steering control device and is therefore part of the steering system 16. The control device 52 has an electrical connection to the operating unit 38. The control unit 52 also has an electrical connection to the wheel steering angle actuators 18, 20. In addition, the control unit 52 has an electrical connection to the vehicle sensor system 22. The control device 52 is at least intended to control operation of the steering system 16.
Das Steuergerät 52 weist eine Recheneinheit 36 auf. Die Recheneinheit 36 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 36 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Ermittlungsroutine, zumindest einer Auswerteroutine und/oder zumindest einer Anpassungsroutine. Prinzipiell könnte ein Steuergerät auch von einem Lenkungssteuergerät verschieden und beispielsweise als einzelnes, zentrales Fahrzeugsteuergerät mit einer zentralen Recheneinheit ausgebildet sein. Zudem ist denkbar, für jeden Radlenkwinkelsteller sowie für die Bedieneinheit separate Steuergeräte vorzusehen und diese kommunizierend miteinander zu verbinden. The control device 52 has a computing unit 36. The computing unit 36 comprises at least one processor (not shown), for example in the form of a microprocessor, and at least one operating memory (not shown). In addition, the computing unit 36 includes at least one operating program stored in the operating memory with at least one calculation routine, at least one determination routine, at least one evaluation routine and/or at least one Adjustment routine. In principle, a control device could also be different from a steering control device and, for example, be designed as a single, central vehicle control device with a central computing unit. It is also conceivable to provide separate control devices for each wheel steering angle actuator and for the operating unit and to connect them to one another in a communicative manner.
Darüber hinaus kann das Fahrzeug 14 und/oder das Lenksystem 16 weitere, nicht dargestellte Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise eine interne Fahrzeugsensorik zur Erfassung wenigstens eines Betriebssignals der Radlenkwinkelsteller 18, 20, einen an sich bekannten Bordcomputer und/oder ein an sich bekanntes Navigationsgerät. In addition, the vehicle 14 and/or the steering system 16 may comprise further components and/or assemblies, not shown, such as, for example, an internal vehicle sensor system for detecting at least one operating signal of the wheel steering angle actuators 18, 20, an on-board computer known per se and/or an on-board computer per se well-known navigation device.
Allgemein müssen für Fahrzeuge und insbesondere deren Fahrwerke hinsichtlich kinematischer und elastokinematischer Eigenschaften hersteiler- bzw. fahrzeugspezifische Spezifikationen berücksichtigt werden, wobei neben der grundsätzlichen Auslegung auch generelle Komfort- und Sicherheitsaspekte eine Rolle spielen. Ein entsprechend ausgebildetes Lenksystem, welches bevorzugt einzeln gelenkte Fahrzeugräder aufweist, bietet die Möglichkeit diese Spuränderungsspezi- fikationen unabhängig von der mechanischen Auslegung des Fahrzeugs bzw. des Fahrwerks zu erfüllen. In general, manufacturer and vehicle-specific specifications must be taken into account for vehicles and in particular their chassis with regard to kinematic and elastokinematic properties, whereby in addition to the basic design, general comfort and safety aspects also play a role. A correspondingly designed steering system, which preferably has individually steered vehicle wheels, offers the possibility of meeting these lane change specifications regardless of the mechanical design of the vehicle or the chassis.
Zur Erhöhung einer Adaptivität und/oder Variabilität wird deshalb im Folgenden ein Verfahren zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads 10, 12 des Fahrzeugs 14, und zwar insbesondere durch Änderung einer Spur des Fahrzeugrads 10, 12, vorgeschlagen. Im vorliegenden Fall wird das Verfahren dabei beispielhaft in Bezug auf das Fahrzeugrad 10 und den dem Fahrzeugrad 10 zugeordneten Radlenkwinkelsteller 18 beschrieben, wobei die folgende Beschreibung jedoch auch auf das weitere Fahrzeugrad 12 und den dem weiteren Fahrzeugrad 12 zugeordneten weiteren Radlenkwinkelsteller 20 übernommen werden kann. Vorliegend ist dabei insbesondere die Recheneinheit 36 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf. Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit eines Zielwerts für die Spur des Fahr- zeugrads 10 und einer mit einer aktuellen Fahrsituation korrelierten mechanischen Spuränderung ein fahrsituationsabhängiger Anpassungswert, insbesondere in Form eines Zusatzwerts, ermittelt. Der Zielwert und die mechanische Spuränderung können dabei vorab ermittelt, beispielsweise berechnet, gemessen oder aus dem Betriebsspeicher der Recheneinheit 36 oder einem weiteren Betriebsspeicher des Fahrzeugs 14 abgerufen, werden. Prinzipiell ist aber auch denkbar, auf eine separate Ermittlung eines Zielwerts und/oder einer mechanischen Spuränderung zu verzichten. Ferner kann die mechanische Spuränderung beispielsweise aus einer Änderung einer Fahrzeughöhe, insbesondere durch Änderung eines Einfederwegs am Fahrzeugrad 10, und/oder einer auf das Fahrzeugrad 10 und/oder den Radlenkwinkelsteller 18 einwirkenden, externen Kraft resultieren. Der Anpassungswert wird dann zur Ansteuerung des Radlenkwinkelstellers 18 verwendet, wobei der Radlenkwinkelsteller 18 zur dynamischen Anpassung der Spur des Fahrzeugrads 10 unter Verwendung des Anpassungswerts derart angesteuert wird, dass die Spur des Fahrzeugrads 10 auf den Zielwert eingestellt wird. Im vorliegenden Fall dient das Verfahren zudem zur Anpassung einer Vorspur des Fahrzeugrads 10. Grundsätzlich kann das Verfahren jedoch auch zur Anpassung einer Nachspur des Fahrzeugrads 10 eingesetzt werden. In order to increase adaptivity and/or variability, a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel 10, 12 of the vehicle 14, in particular by changing a track of the vehicle wheel 10, 12, is proposed below. In the present case, the method is described by way of example with reference to the vehicle wheel 10 and the wheel steering angle adjuster 18 assigned to the vehicle wheel 10, although the following description can also be applied to the additional vehicle wheel 12 and the additional wheel steering angle adjuster 20 assigned to the additional vehicle wheel 12. In the present case, in particular, the computing unit 36 is intended to carry out the method and, for this purpose, in particular has a computer program with corresponding program code means. According to the invention, a driving situation-dependent adaptation value, in particular in the form of an additional value, is determined depending on a target value for the track of the vehicle wheel 10 and a mechanical track change correlated with a current driving situation. The target value and the mechanical track change can be determined in advance, for example calculated, measured or retrieved from the operating memory of the computing unit 36 or another operating memory of the vehicle 14. In principle, however, it is also conceivable to forego a separate determination of a target value and/or a mechanical track change. Furthermore, the mechanical track change can result, for example, from a change in a vehicle height, in particular by changing a spring deflection on the vehicle wheel 10, and/or an external force acting on the vehicle wheel 10 and/or the wheel steering angle adjuster 18. The adaptation value is then used to control the wheel steering angle actuator 18, wherein the wheel steering angle actuator 18 is controlled to dynamically adapt the track of the vehicle wheel 10 using the adaptation value in such a way that the track of the vehicle wheel 10 is set to the target value. In the present case, the method also serves to adjust a toe-in of the vehicle wheel 10. In principle, however, the method can also be used to adjust a toe-in of the vehicle wheel 10.
Demzufolge wird im vorliegenden Fall die mechanische Spuränderung durch eine Softwarefunktion auf den richtigen Zielwert gestellt bzw. korrigiert, sofern eine Abweichung zwischen dem Zielwert und der mechanischen Spuränderung für die jeweilige Fahrsituation existiert. Das Ziel ist es hierdurch einen bestimmten fahrsituationsabhängigen und radindividuellen Zusatzwert auf Basis eines gegebenen mechanischen Achsdesigns einzustellen. Hierdurch können insbesondere Spuränderungsspezifikationen und/oder Spuränderungswünsche unabhängig von der mechanischen Auslegung des Fahrzeugs 14 bzw. des Fahrwerks erfüllt werden. Accordingly, in the present case, the mechanical lane change is set or corrected to the correct target value by a software function if there is a deviation between the target value and the mechanical lane change for the respective driving situation. The aim is to set a specific driving situation-dependent and wheel-specific additional value based on a given mechanical axle design. In this way, lane change specifications and/or lane change requests in particular can be fulfilled regardless of the mechanical design of the vehicle 14 or the chassis.
Im vorliegenden Fall kann der Zielwert ferner in Abhängigkeit einer Lenkvorgabe und bevorzugt in Abhängigkeit mehrerer Sensorgrößen der Fahrzeugsensorik 22 ermittelt werden. Die Lenkvorgabe kann dabei beispielsweise von einem Fahrer auf die Lenkhandhabe 40 aufgebracht werden, wodurch der Fahrer eine generelle Lenkvorgabe vorgeben kann. In einem weiteren Schritt kann eine gewünschte Ackermannbedingung eingestellt werden. Der so entstehende Zielwert für das Fahrzeugrad 10 bzw. für die Fahrzeugräder 10, 12 ist in diesem Fall rein gesteuert und ohne mechanische oder elektronische bzw. softwaretechnische Anpassung an die jeweilige Fahrsituation. Grundsätzlich kann zur Ermittlung des Zielwerts in diesem Zusammenhang auch ein Sensormodell verwendet werden. In the present case, the target value can also be determined depending on a steering specification and preferably depending on several sensor variables of the vehicle sensor system 22. The steering specification can be provided by a driver, for example be applied to the steering handle 40, whereby the driver can specify a general steering specification. In a further step, a desired Ackermann condition can be set. The resulting target value for the vehicle wheel 10 or for the vehicle wheels 10, 12 is in this case purely controlled and without mechanical or electronic or software adaptation to the respective driving situation. In principle, a sensor model can also be used to determine the target value in this context.
Die mechanische Spuränderung kann in Abhängigkeit mehrerer Sensorgrößen der Fahrzeugsensorik 22 und bevorzugt der Lenkvorgabe ermittelt werden und ist spezifisch für die jeweilige aktuelle Fahrsituation. Im vorliegenden Fall können insbesondere Sensorgrößen des Fahrdynamiksensors 24, wenigstens eines der Federwegsensoren 26, 27 und/oder wenigstens eines der Kraftsensoren 28, 30 verwendet werden. Hierdurch kann beispielsweise anhand eines Abbilds mechanischer Eigenschaften, insbesondere aufgrund einer Einfederung, und/oder auf Basis einer Fahrdynamik des Fahrzeugs 14 eine weitere Optimierung des Anpassungswerts erreicht werden. Grundsätzlich kann zur Ermittlung der mechanischen Spuränderung vorliegend auch ein Sensormodell verwendet werden. The mechanical lane change can be determined depending on several sensor variables of the vehicle sensor system 22 and preferably the steering specification and is specific to the respective current driving situation. In the present case, in particular sensor sizes of the driving dynamics sensor 24, at least one of the spring travel sensors 26, 27 and/or at least one of the force sensors 28, 30 can be used. In this way, a further optimization of the adaptation value can be achieved, for example, based on an image of mechanical properties, in particular due to deflection, and/or based on the driving dynamics of the vehicle 14. In principle, a sensor model can also be used to determine the mechanical track change.
Je nach Fahrsituation kann es zudem sinnvoll sein für jedes der Fahrzeugräder 10, 12 einen separaten, radindividuellen Anpassungswert zu ermitteln und mittels des jeweiligen Radlenkwinkelstellers 18, 20 einzustellen. Hierdurch können vorteilhaft auch Einzelereignisse, wie beispielsweise ein einseitiges Überfahren eines Hindernisses, erkannt und bei der dynamischen Anpassung der jeweiligen Spur berücksichtigt werden. Depending on the driving situation, it may also make sense to determine a separate, wheel-specific adjustment value for each of the vehicle wheels 10, 12 and to set it using the respective wheel steering angle adjuster 18, 20. In this way, individual events, such as driving over an obstacle on one side, can advantageously be recognized and taken into account when dynamically adapting the respective lane.
Das vorliegende Verfahren kann demnach grundsätzlich zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels eines einzelnen Fahrzeugrads 10, 12 des Fahrzeugs 14, und zwar insbesondere durch Änderung einer Spur des Fahrzeugrads 10, 12, und/oder zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels mehrerer Fahrzeugräder 10, 12 des Fahrzeugs 14, und zwar insbesondere durch Änderung einer jeweiligen Spur der Fahrzeugräder 10, 12, vorgesehen sein. The present method can therefore in principle be used for dynamically adapting a wheel steering angle of a single vehicle wheel 10, 12 of the vehicle 14, in particular by changing a track of the vehicle wheel 10, 12, and/or for dynamically adapting a wheel steering angle of several vehicle wheels 10, 12 of the vehicle 14 , in particular by changing a respective track of the vehicle wheels 10, 12.
Ein erster Anwendungsfall des zuvor genannten Verfahrens ergibt sich beispielsweise bei einem Einfedern des Fahrzeugs 14. Beispielhaft soll in diesem Fall die Spuränderung beim Einfedern um 5 mm links und rechts 1° betragen. Aufgrund des Fahrwerks ergibt sich jedoch jeweils nur eine mechanische Spuränderung von 0,5°, sodass in diesem Fall die Radlenkwinkelsteller 18, 20 zur dynamischen Anpassung der jeweiligen Spur der Fahrzeugräder 10, 12 unter Verwendung des jeweiligen Anpassungswerts derart angesteuert werden, dass nochmals jeweils 0,5° ergänzt werden. A first application of the aforementioned method occurs, for example, when the vehicle 14 deflects. In this case, as an example Track change during compression of 5 mm on the left and 1° on the right. However, due to the chassis, there is only a mechanical track change of 0.5°, so that in this case the wheel steering angle actuators 18, 20 are controlled to dynamically adapt the respective track of the vehicle wheels 10, 12 using the respective adaptation value in such a way that 0 is again in each case .5° can be added.
Ein zweiter Anwendungsfall des zuvor genannten Verfahrens kann sich beispielsweise bei einem Abbremsen des Fahrzeugs 14 ergeben. Beispielhaft soll in diesem Fall die Spuränderung beim Abbremsen mit 0,8g links und rechts 1,75° betragen. Aufgrund des Fahrwerks ergibt sich jedoch jeweils nur eine mechanische Spuränderung von 1°, sodass in diesem Fall die Radlenkwinkelsteller 18, 20 zur dynamischen Anpassung der jeweiligen Spur der Fahrzeugräder 10, 12 unter Verwendung des jeweiligen Anpassungswerts derart angesteuert werden, dass nochmals jeweils 0,75° ergänzt werden. A second application of the aforementioned method can arise, for example, when the vehicle 14 is braked. As an example, in this case the track change when braking with 0.8g on the left and right should be 1.75°. Due to the chassis, however, there is only a mechanical track change of 1°, so that in this case the wheel steering angle adjusters 18, 20 are controlled for dynamic adjustment of the respective track of the vehicle wheels 10, 12 using the respective adaptation value in such a way that another 0.75 ° be supplemented.
Figur 2 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten des Verfahrens zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels wenigstens einen Fahrzeugrads des Fahrzeugs 14. 2 finally shows an exemplary flow chart with main process steps of the method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of the vehicle 14.
In einem Verfahrensschritt 60 wird zunächst eine aktuelle Fahrsituation sowie eine Notwendigkeit zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads 10, 12 des Fahrzeugs 14, und zwar insbesondere durch Änderung einer Spur des Fahrzeugrads 10, 12, ermittelt. Hierzu kann die Recheneinheit 36 beispielsweise dazu vorgesehen sein, wenigstens eine Sensorgröße der Fahrzeugsensorik 22 zu ermitteln und auszuwerten. In a method step 60, a current driving situation and a need for dynamic adjustment of a wheel steering angle of at least one vehicle wheel 10, 12 of the vehicle 14 are first determined, in particular by changing a track of the vehicle wheel 10, 12. For this purpose, the computing unit 36 can be provided, for example, to determine and evaluate at least one sensor size of the vehicle sensor system 22.
In einem darauffolgenden Verfahrensschritt 62 kann ein Zielwert für die Spur des wenigstens einen Fahrzeugrads 10, 12 und/oder eine mit der aktuellen Fahrsituation korrelierte mechanische Spuränderung des wenigstens einen Fahrzeugrads 10, 12 ermittelt werden. In a subsequent method step 62, a target value for the track of the at least one vehicle wheel 10, 12 and/or a mechanical track change of the at least one vehicle wheel 10, 12 that is correlated with the current driving situation can be determined.
In einem darauffolgenden Verfahrensschritt 64 wird dann in Abhängigkeit des Zielwerts und der mechanischen Spuränderung ein fahrsituationsabhängiger Anpassungswert, insbesondere in Form eines Zusatzwerts, ermittelt. In einem Verfahrensschritt 66 wird wenigstens einer der Radlenkwinkelsteller 18, 20 zur dynamischen Anpassung der Spur des wenigstens einen Fahrzeugrads 10, 12 unter Verwendung des Anpassungswerts derart angesteuert, dass die Spur des Fahrzeugrads 10, 12 auf den Zielwert eingestellt und ein Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads 10, 12 variiert wird. Hierdurch kann die mechanische Spuränderung durch eine Softwarefunktion auf den richtigen Zielwert gestellt bzw. korrigiert werden, sofern eine Abweichung zwischen dem Zielwert und der mechanischen Spuränderung für die jeweilige Fahrsituation existiert. In a subsequent method step 64, a driving situation-dependent adaptation value, in particular in the form of an additional value, is then determined depending on the target value and the mechanical lane change. In a method step 66, at least one of the wheel steering angle adjusters 18, 20 is controlled for dynamically adapting the track of the at least one vehicle wheel 10, 12 using the adaptation value in such a way that the track of the vehicle wheel 10, 12 is set to the target value and a wheel steering angle of the at least one vehicle wheel 10, 12 is varied. As a result, the mechanical lane change can be set or corrected to the correct target value using a software function, provided there is a deviation between the target value and the mechanical lane change for the respective driving situation.
Das beispielhafte Ablaufdiagramm in Figur 2 soll lediglich beispielhaft ein Verfahren zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels wenigstens einen Fahrzeugrads des Fahrzeugs 14 beschreiben. Insbesondere können einzelne Verfahrensschritte auch variieren oder zusätzliche Verfahrensschritte hinzukommen. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise denkbar, auf eine separate Ermittlung eines Zielwerts und/oder einer mechanischen Spuränderung und folglich den Verfahrensschritt 62 zu verzichten. Zudem kann das Verfahren grundsätzlich zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels eines einzelnen Fahrzeugrads 10, 12 des Fahrzeugs 14 und/oder zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels mehrerer Fahrzeugräder 10, 12 des Fahrzeugs 14 vorgesehen sein. The exemplary flowchart in Figure 2 is intended merely to describe, by way of example, a method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel of the vehicle 14. In particular, individual process steps can also vary or additional process steps can be added. In this context, it is conceivable, for example, to dispense with a separate determination of a target value and/or a mechanical track change and consequently to dispense with method step 62. In addition, the method can in principle be provided for dynamically adjusting a wheel steering angle of a single vehicle wheel 10, 12 of the vehicle 14 and/or for dynamically adjusting a wheel steering angle of several vehicle wheels 10, 12 of the vehicle 14.

Claims

Ansprüche . Verfahren zur dynamischen Anpassung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads (10, 12) eines Fahrzeugs (14), wobei das Fahrzeug (14) ein Lenksystem (16) mit zumindest einem Radlenkwinkelsteller (18, 20) zur Änderung des Radlenkwinkels des Fahrzeugrads (10, 12) und eine Fahrzeugsensorik (22) zur Fahrsituationserkennung umfasst, und wobei zur Anpassung des Radlenkwinkels eine Spur des Fahrzeugrads (10, 12) dynamisch an eine aktuelle Fahrsituation angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines Zielwerts für die Spur des Fahrzeugrads und einer mit der aktuellen Fahrsituation korrelierten mechanischen Spuränderung des Fahrzeugrads ein fahrsituationsabhängiger Anpassungswert ermittelt wird und, dass der Radlenkwinkelsteller (18, 20) zur dynamischen Anpassung der Spur des Fahrzeugrads (10, 12) unter Verwendung des Anpassungswerts derart angesteuert wird, dass die Spur des Fahrzeugrads (10, 12) auf den Zielwert eingestellt wird. . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Spuränderung aus einer Änderung einer Fahrzeughöhe, insbesondere durch Änderung eines Einfederwegs am Fahrzeugrad (10, 12), und/oder einer auf das Fahrzeugrad (10, 12) und/oder den Radlenkwinkelsteller (18, 20) einwirkenden, externen Kraft resultiert. . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielwert und/oder die mechanische Spuränderung in Abhängigkeit einer Lenkvorgabe und in Abhängigkeit wenigstens einer Sensorgröße der Fahrzeugsensorik (22) ermittelt wird/werden. . Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Zielwerts und/oder der mechanischen Spuränderung ein Sensormodell verwendet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsensorik (22) wenigstens einen Fahrdynamiksensor (24), wenigstens einen, insbesondere einer Feder-Dämpfer-Ein- heit (32, 34) des Fahrzeugs (14) zugeordneten, Federwegsensor (26, 27) und/oder wenigstens einen, insbesondere dem Radlenkwinkelsteller (18, 20) zugeordneten, Kraftsensor (28, 30) umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem (16) als Steer-by-Wire-Lenksystem und der Radlenkwinkelsteller (18, 20) als Einzelradsteller ausgebildet ist. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem (16) zumindest einen als Einzelradsteller ausgebildeten weiteren Radlenkwinkelsteller (18, 20) zur Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines weiteren Fahrzeugrads (10, 12) umfasst, wobei für jedes der Fahrzeugräder (10, 12) ein separater, radindividueller Anpassungswert ermittelt und mittels des jeweiligen Radlenkwinkelstellers (18, 20) eingestellt wird. Recheneinheit (36) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Fahrzeug (14), insbesondere Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Fahrzeugrad (10, 12), mit einem Lenksystem (16), welches zumindest einen Radlenkwinkelsteller (18, 20) zur Änderung eines Radlenkwinkels des Fahrzeugrads (10, 12) umfasst, mit einer Fahrzeugsensorik (22) zur Fahrsituationserkennung und mit einer Recheneinheit (36) nach Anspruch 8. Expectations . Method for dynamically adjusting a wheel steering angle of at least one vehicle wheel (10, 12) of a vehicle (14), wherein the vehicle (14) has a steering system (16) with at least one wheel steering angle adjuster (18, 20) for changing the wheel steering angle of the vehicle wheel (10, 12 ) and a vehicle sensor system (22) for driving situation recognition, and wherein in order to adapt the wheel steering angle, a track of the vehicle wheel (10, 12) is dynamically adapted to a current driving situation, characterized in that depending on a target value for the track of the vehicle wheel and one with A driving situation-dependent adaptation value is determined based on the mechanical track change of the vehicle wheel, which is correlated with the current driving situation, and the wheel steering angle actuator (18, 20) is controlled to dynamically adapt the track of the vehicle wheel (10, 12) using the adaptation value in such a way that the track of the vehicle wheel (10 , 12) is set to the target value. . Method according to claim 1, characterized in that the mechanical track change results from a change in a vehicle height, in particular by changing a spring deflection on the vehicle wheel (10, 12), and/or on the vehicle wheel (10, 12) and/or the wheel steering angle adjuster (18 , 20) acting external force results. . Method according to claim 1 or 2, characterized in that the target value and/or the mechanical lane change is/are determined as a function of a steering specification and as a function of at least one sensor size of the vehicle sensor system (22). . Method according to claim 3, characterized in that a sensor model is used to determine the target value and/or the mechanical track change. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle sensor system (22) has at least one vehicle dynamics sensor (24), at least one spring travel sensor (26), in particular assigned to a spring-damper unit (32, 34) of the vehicle (14). , 27) and / or at least one force sensor (28, 30), in particular assigned to the wheel steering angle adjuster (18, 20). Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steering system (16) is designed as a steer-by-wire steering system and the wheel steering angle actuator (18, 20) is designed as an individual wheel actuator. Method according to claim 6, characterized in that the steering system (16) comprises at least one further wheel steering angle adjuster (18, 20) designed as an individual wheel actuator for changing a wheel steering angle of at least one further vehicle wheel (10, 12), for each of the vehicle wheels (10, 12 ) a separate, wheel-specific adjustment value is determined and set using the respective wheel steering angle adjuster (18, 20). Computing unit (36) for carrying out a method according to one of the preceding claims. Vehicle (14), in particular a motor vehicle, with at least one vehicle wheel (10, 12), with a steering system (16), which comprises at least one wheel steering angle adjuster (18, 20) for changing a wheel steering angle of the vehicle wheel (10, 12), with a vehicle sensor system (22) for driving situation recognition and with a computing unit (36) according to claim 8.
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