-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Geradeausfahrt eines Kraftfahrzeuges, das ein Lenksystem mit einer Lenksäule und eine Zahnstange aufweist, auf welche ein Aktuator einer fremdkraftunterstützen Hilfslenkeinrichtung einwirkt, und wobei auf die Lenksäule eine Stelleinheit bzw. ein Elektromotor eines Aktivlenksystems einwirkt. Die Erfindung betrifft aber auch ein Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3, welches zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
-
Die
DE 102 44 070 A1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Lenkunterstützung für Fahrzeuge mit elektromechanischer Lenkung, wobei lenkbare Fahrzeugräder sowohl mit einem Lenkmittel als auch mit einem elektrischen Servomotor antreibend verbunden sind, ein Unterstützungswinkel und/oder ein Unterstützungsmoment durch den Servomotor aufgebracht wird, der Unterstützungswinkel und/oder das Unterstützungsmoment mindestens aus einem Langzeitkorrekturwert für eine Langzeitkorrektur und/oder einem Kurzzeitkorrekturwert für eine Kurzzeitkorrektur gebildet wird und die Langzeitkorrektur und/oder die Kurzzeitkorrektur fahrsituationsabhängig zu- und/oder abgeschaltet werden.
-
Mit der
DE 10 2006 057 084 A1 werden ein Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung und eine solche Hilfskraftlenkung vorgestellt, die für eine Geradeauslaufkompensation eingerichtet sind. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass das aufgebrachte Handmoment über einen Zeitraum integriert wird und der Integrationswert als Kompensationswert mit dem aktuellen Handmoment verrechnet wird.
-
Die
DE 697 05 365 T2 befasst sich mit einem Steuersystem für Fahrzeuge, und im einzelnen mit einem steuernden Zugwirkungs- und Abdriftkorrektursystem, für das Kompensieren des Fahrzeuges während der Geradeausfahrt.
-
Die zuvor genannten
DE 102 44 070 A1 ,
DE 10 2006 057 084 A1 und
DE 697 05 365 T2 betreffen fremdkraftunterstützte Hilfslenkeinrichtungen, also Servolenkungen welche kein AFS aufweisen. Lediglich die Kompensation von Pull und Drift allein mit der Servolenkung wird andiskutiert. Eine Kompensation allein mittels der Servolenkung kann jedoch zu einem wahrnehmbaren Lenkradwinkelversatz führen.
-
Die
DE 10 2007 019 739 A1 betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Korrektur eines Lenkwinkels einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, bei welchem der Lenkwinkel durch eine Sensorik erfasst wird, wobei eine Referenzstrecke mit dem Fahrzeug befahren wird und in einem Diagnosemodus eine Mehrzahl von den Lenkwinkel betreffenden Messwerten bei einem die Geradeausfahrt des Fahrzeugs definierenden Fahrbetrieb erfasst werden und abhängig von einem Vergleich zumindest eines erfassten Messwerts oder eines den Messwert charakterisierenden Werts mit einem Referenzwert des Lenkwinkels bei Geradeausfahrt eine Korrektur des Lenkwinkels bestimmt wird. Die
DE 10 2007 019 739 A1 beschäftigt sich also mit der Lenkwinkelkorrektur, wenn sich der Lenkwinkel des Lenkrades einmal so verstellt haben sollte, dass das Lenkrad nicht exakt gerade steht. Der Lenkradschiefstand soll kompensiert werden können, in dem eine Referenzstrecke hin und zurück befahren wird.
-
Die
DE 101 52 704 A1 betrifft eine Kraftfahrzeuglenkung mit folgenden Elementen: – einem Lenkrad, das drehfest mit einer Lenksäule verbunden ist; – einem Lenkritzel, das mit einer Zahnstange kämmt; – einem eingangsseitig mit der Lenksäule und ausgangsseitig mit dem Lenkritzel verbundenen Überlagerungsgetriebe, das einen zweiten Eingang mit einem elektrischen Überlagerungsantrieb aufweist; sowie – mit einer elektronischen Steuerung, die zur Ansteuerung des elektrischen Überlagerungsantriebs in Abhängigkeit von Eingangssignalen eingerichtet ist. Weil weiter ein Servoantrieb vorgesehen ist, der von der elektronischen Steuerung angesteuert wird und der auf das Lenkritzel oder auf die Zahnstange wirkt, und dass zwischen dem Lenkrad und dem Lenkritzel ein Drehmomentsensor vorgesehen ist, der ein Drehmoment-Eingangssignal für die Steuerung liefert, können steer-by-wire-Funktionen ohne Rückwirkung auf das Lenkrad erfolgen. Insofern sollen unvermittelt auftretende Drehmomente an das Lenkrad unterbunden werden, wenn unabhängig vom Fahrerwunsch autonome Lenkeingriffe durchgeführt werden. Dazu soll die bei einem autonomen Lenkeingriff entstehende Reaktionskraft oder das Reaktionsmoment am Gehäuse der Lenkung abgestützt werden. So könne beispielsweise ein Lenkradflattern kompensiert werden. Es soll ein zusätzlicher, autonomer Lenkeingriff, also Lenkeinschlag durchgeführt werden, wenn dies z.B. aufgrund der Detektion eines Stabilisationssystems erforderlich ist, wobei nur dieser zu Sicherheitszwecken zusätzliche Lenkeingriff kompensiert wird, oder ein Lenkradflattern kompensiert werden könne.
-
Die
DE 10 2006 017 440 A1 betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer Lenkhandhabe ein Lenkradwinkel als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel für wenigstens ein lenkbares Rad des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird, bei welchem ein Zusatzwinkel generiert und zur Ermittlung eines Eingangswinkels eines Lenkgetriebes des elektrischen Servolenksystems dem Lenkradwinkel überlagert wird, bei welchem der Eingangswinkel des Lenkgetriebes in einen korrigierten Radlenkwinkel für das wenigstens eine lenkbare Rad des Kraftfahrzeugs umgesetzt wird und bei welchem ein elektrischer Servoantrieb verwendet wird. Der elektrische Servoantrieb wird zu einer von einem Fahrer unabhängigen Einstellung des gewünschten Radlenkwinkels für das wenigstens eine lenkbare Rad des Kraftfahrzeugs verwendet, wobei die Überlagerung des Zusatzwinkels zur Einstellung eines vorgegebenen Handmoments an der Lenkhandhabe für den Fahrer verwendet wird. Insofern wird ein Lenksystem offenbart, welches eine elektromechanische Servolenkung in Kombination mit einem Überlagerungswinkelsteller (active steering) aufweist, wobei ein steer-by-wire System offenbart ist, bei welchem eine mechanische Entkopplung der Lenkbewegung des Fahrers von der Lenkung der Räder vorliegt. Lenkwinkel, Lenkrichtung und Lenkkraft bilden nur noch Daten. Die
DE 10 2006 017 440 A1 kombiniert nun die beiden Lenksysteme (Servolenkung und AS) miteinander, um so die steer-by-wire Funktionalität zu erhalten, d.h. eine unabhängige Vorgabe von Radlenkwinkel und Lenkradhandmoment zu schaffen. Es sei anstrebsam, die steer-by-wire Funktionalität zu erreichen, wobei von dem Überlagerungswinkelsteller ein Lenkradhandmoment erzeugt wird, welches dem Lenkeinschlag entspricht.
-
Die
EP 1 508 493 A2 befasst sich ebenso wie die
DE 10 2006 017 440 A1 mit dem Problem durch eine Kombination von Servolenkung mit Überlagerungsgetriebe eine steer-by-wire Funktionalität zu erreichen. Zudem wird offenbart, dass eine so genannte Geradeauslaufverbesserung durchgeführt werden könne. Dabei wird eine Abweichung von der Geradeausfahrt mittels Messungen von Querbeschleunigung oder Gierrate festgestellt, um so eine Kompensation beispielsweise von Seitenwindeinflüssen oder unterschiedlichen Reibwerten der Fahrbahn, zu erreichen, welche für den Fahrer unbemerkt bleiben sollen. Es sollen also lediglich, Querbeschleunigung oder Giermoment gemessen werden. Zudem sei ein selbstlenkendes Fahrzeug erreichbar, wenn der Fahrer keine Hand am Lenkrad hätte, wobei das Überlagerungsgetriebe dann aber nicht aktiv sei. Hält der Fahrer das Lenkrad nur „locker“, wird der Fahrer gezwungen die aufgezwungene Lenkbewegung mitzumachen, so dass der Fahrer die aufgezwungene Lenkbewegung wahrnimmt.
-
Fremdkraftunterstützte Hilfslenkeinrichtungen für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden insbesondere mit hydraulischer Unterstützung (HPAS), mit elektrohydraulischer Unterstützung (EHPAS) oder mit elektromechanischer Unterstützung (EPAS) verwirklicht. Für bestimmte Fahrsituationen, wie beispielsweise das Einparken, kann ein variabel einstellbares Übersetzungsverhältnis zwischen einer vom Benutzer, insbesondere mittels eines Lenkrads, in die Lenkeinrichtung eingeleiteten Lenkbewegung und der Stellbewegung einer Stelleinrichtung, die der Anlenkung mindestens eines zu lenkenden Rads des Kraftfahrzeugs dient, vorgesehen werden.
-
Zu Verwirklichung eines variabel und gegebenenfalls geschwindigkeitsabhängig einstellbaren Übersetzungsverhältnis ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und der Stelleinrichtung, üblicherweise als Lenksäule bezeichnet, aufzutrennen und an der Trennstelle eine Lenkwinkelstelleinrichtung vorzusehen. Die Lenkwinkelstelleinrichtung ermöglicht eine Einstellung eines Differenzstellwinkels zwischen Lenkrad und Stelleinrichtung, um beispielsweise beim Rangieren des Kraftfahrzeugs eine andere Lenkübersetzung als im Fahrbetrieb bei höheren Geschwindigkeiten bereitstellen zu können (Überlagerungsgetriebe). Lenkeinrichtungen mit aufgetrennter Lenksäule werden beispielsweise als Aktivlenksysteme (Active Front Steering – AFS) bezeichnet.
-
Das Aktivlenksystem kann beispielsweise als Kombination eines mit den gegenüberliegenden Endbereichen der aufgetrennten Lenksäule verbundenen Planetengetriebes und eines auf das Planetengetriebe einwirkenden Elektromotors verwirklicht werden. Eine Ansteuerung des Elektromotors erfolgt durch eine Steuereinheit, die beispielsweise Informationen von der Lenkeinrichtung, von der Stelleinrichtung und einer Einrichtung zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit erhält und verarbeitet.
-
Das Aktivlenksystem kann dem Fahrer ein erhöhtes Komfortgefühl zur Verfügung stellen und gleichzeitig das Kraftfahrzeug stabilisieren. Der erforderliche Winkel für das Getriebe wird zum Beispiel mittels eines Algorithmus bestimmt. Die Motor-Getriebe Einheit wird bei einem Hochfahren bzw. Anschalten des Systems und bei einem erkannten Systemfehler geblockt, also außer Betrieb genommen.
-
Ein Aktivlenkungssystem wird in der Regel durch das Lenkkraftunterstützungssystem (PAS, Power Assisted Steering) zur Reduktion der erforderlichen Lenkstellkräfte ergänzt.
-
Es kann bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs vorkommen, dass das Kraftfahrzeug aufgrund wirkender Drehmomente die Geradeausfahrt verlässt, also abdriftet. Dem Versucht der Fahrer mit einem entsprechenden Gegenlenkmoment gegen zu steuern.
-
Bei diesen Drehmomenten handelt es sich einerseits, um meist nicht zu vermeidende, dem Fahrzeug immanente Auswirkungen einer fehlerhaften beziehungsweise fehlerhaft gewordenen Fahrzeugabstimmung, zum Beispiel unterschiedlicher Reifendruck, Reifenform, Verstellung der Lenkgeometrie oder beispielsweise Aufhängungsabweichungen. Da diese Einwirkungen im Vergleich von langer Dauer sind, spricht man auch von einer Langzeitkorrektur. Andererseits können fahrsituationsabhängige Bedingungen, wie Seitenwind, Straßenwölbung usw., sich derart auf die Fahrdynamik auswirken, dass es zu einem Abdriften kommt, welches das Aufbringen eines zusätzlichen Drehmoments zur Kompensation des Abdrifts oder der Korrektur des ungewünschten Lenkverhaltens durch den Fahrer am Lenkrad erforderlich macht. Da diese Störungen im Vergleich von kurzer Dauer sind, spricht man auch von einer Kurzzeitkorrektur.
-
Diese Korrekturen werden von der fremdkraftunterstützten Hilfslenkeinrichtung, also von der EPAS, der HPAS oder der EHPAS durchgeführt, wie zum Beispiel die
DE 10 2006 022 663 B4 offenbart. Die
DE 10 2006 022 663 B4 offenbart ein Verfahren zur Verbesserung eines Geradeauslaufs eines Fahrzeugs mit einem Lenksystem mit aktiver Lenkunterstützung, also mit einer elektromechanischen oder hydraulischen Lenkunterstützung (EPAS, HPAS), welches folgende Schritte aufweist:
- (a) Erfassung von Daten zur Fahrdynamik;
- (b) Identifikation eines Zustands eines Geradeauslaufs aus den erfassten Daten, weil wenigstens ein Wert der erfassten Daten oder ein aus den Daten abgeleiteter Wert unter oder über einen vorgegebenen Schwellenwert für einen vorgegebenen Zeitraum oder eine vorgegebene Strecke fällt.
- (c) Messung eines an dem Lenksystem anliegenden Drehmoments wenigstens bei Geradeauslauf;
- (d) Berechnung eines erforderlichen Kompensationsdrehmoments aus dem in Schritt (c) gemessenen Drehmoment;
- (e) Ansteuerung der aktiven Lenkunterstützung mit dem Kompensationsdrehmoments zur Gegenkompensation des am Lenksystem anliegenden, gemessenen Drehmoments, wobei
in Schritt d) Reibungskräfte und/oder Rückstellkräfte berücksichtigt werden, indem von im Geradeauslauf gemessenen Drehmomentbetrag der Reibungsdrehmomentbetrag subtrahiert und der Rückstelldrehmomentbetrag addiert werden.
-
Eine derartige Korrektur hat sich zwar als vorteilhaft erwiesen, jedoch ist es nicht auszuschließen, dass der Fahrer die Korrektur mittels der fremdkraftunterstützten Hilfslenkeinrichtung, also mittels der Servolenkung beispielsweise durch ein, zwar geringes, aber doch unerwünschtes Verdrehen des Lenkrades, oder durch eine zusätzliche wahrnehmbare Gegenlenkbewegung des Lenkrades noch wahrnimmt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie ein verbessertes Lenksystem zur Korrektur eines Geradeauslaufs eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, bei dem der Fahrer die Korrektur durch das System nicht mehr wahrnimmt.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem Unteranspruch. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Lenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Das Verfahren umfasst zwei Teilverfahren, wobei in einem ersten Teilverfahren, nach einer Detektion einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges erkannt wird, ob Zug (Pull) oder Abdrift (drift) vorliegt, wobei in einem zweiten Teilverfahren ein Überlagerungsbetrag berechnet wird, welcher von der Stelleinheit des Aktivlenksystems zur Verfügung gestellt werden soll, so dass die fremdkraftunterstützte Hilfslenkeinrichtung die erforderliche Unterstützung bereitstellt.
-
Vorteilhaft wird die Pull-Drift-Kompensation, also die Korrektur der Abweichung des Kraftfahrzeuges von der Geradeausfahrt nicht allein mit Hilfe der fremdkraftunterstützten Hilfslenkeinrichtung (z.B. EPAS, HPAS, EHPAS) sondern zusätzlich unter Zuhilfenahme der AFS durchgeführt. Insofern wird ein kombiniertes System eingeführt, mit welchem mittels des AFS ein Korrekturmoment oder ein Korrekturwinkel in die Lenksäule eingeleitet wird, um die erforderliche Unterstützung von der fremdkraftunterstützten Hilfslenkeinrichtung, also von der Servolenkung zu erhalten. Somit nimmt der Fahrer die Pull-Drift-Kompensation und den eingeleiteten Versatz an dem Lenkrad, also ein automatisches Gegenlenken nicht mehr wahr.
-
Das Verfahren wird gemäß der folgenden Schrittabfolge durchgeführt, wobei in einem Schritt a) zunächst das Detektieren einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges vorsieht. In einem weiteren Schritt b) wird erkannt, dass ein aktuelles Lenkradmoment des Fahrers bei Geradeausfahrt größer ist als zumindest ein minimaler Grenzwert des Lenkradmomentes bei Geradeausfahrt. Unabhängig von dem Schritt b) wird in einem Schritt c) erkannt, ob das Kraftfahrzeug die Geradeausfahrt verlässt, wenn ein aktuelles Lenkradmoment des Fahrers einen Betrag von Null aufweist. In einem Schritt d) werden die in den Schritten a, b) oder a, c) erkannten Zustände als Eingangsignal in eine Steuereinheit weitergeleitet. In der Steuereinheit wird in einem Schritt e) ein Überlagerungswinkel ermittelt und daraus ein Überlagerungssignal generiert. Das Überlagerungssignal wird in einem Schritt f) der Stelleinheit des Aktivlenksystems zugeführt, so dass ein Überlagerungsbetrag in einem Schritt g) so in die Lenksäule eingeleitet wird, dass die fremdkraftunterstützte Hilfslenkeinrichtung die erforderliche Unterstützung bereitstellt.
-
Die Pull-Drift-Kompensation (PDC) ist eine Methode zur Reduzierung eines konstanten Zugs an dem Lenkrad bei Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges. Hat der Fahrer nun zumindest eine Hand am Lenkrad, oder bringt in anderer Form ein Lenkmoment trotz erkannter Geradeausfahrt auf das Lenkrad auf, ist Schritt b) maßgebend, so dass dieses Lenkmoment quasi als Gegenlenkmoment erkannt wird. Hat der Fahrer aber zum Beispiel keine Hand am Lenkrad, bringt also kein Lenkmoment auf das Lenkrad auf, wobei das Kraftfahrzeug trotz erkannter Geradeausfahrt aus der idealen Linie herausdriftet, wird dies analog zu Schritt c) erkannt.
-
Das Verfahren ist, wie oben bereits beschrieben, in zwei Teilverfahren aufgeteilt. In dem ersten Teil wird analog zu Schritt b) und/oder c) erkannt, ob Zug (Pull) und/oder Abdrift (Drift) vorliegen. In dem zweiten Teil wird berechnet, wie groß der Überlagerungsbetrag sein muss, welcher von der Stelleinheit des AFS zur Verfügung gestellt werden soll.
-
Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist, wenn der Term „Versatz PDC Winkel“ berechnet wird, welcher aus dem angeforderten Getriebewinkel und dem gemessenen Getriebewinkel gemäß der Folgenden Formel gebildet wird: Versatz PDC Winkel = angeforderter Getriebewinkel ± gemessener Getriebewinkel
-
Wird eine Pull-Drift-Kompensation nicht erforderlich, wenn also zum Beispiel keine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs über ein vorbestimmte Zeitdauer oder eine vorbestimmte Wegstrecke detektiert wird, hat der Term „Versatz PDC Winkel“ den Betrag von Null.
-
Grundsätzlich bedarf es also bei der Kompensation von Zug-Abdrift (Pull-Drift), dass eine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges detektiert wird. Ist diese wesentliche Forderung erfüllt, und sind Signale wie z.B. Querbeschleunigungen und Gierwinkel bezogen auf jeweilige Sollwerte signifikant erhöht, um das Kraftfahrzeug auf der geraden Linie, also der Ideallinie zu halten, wenn das Lenkradmoment des Fahrers Null (Schritt c) oder größer als ein minimaler Grenzwert (Schritt b) ist, so wird erkannt, dass die Pull-Drift-Kompensation mittels des AFS durchgeführt werden sollte.
-
Günstiger Weise ist daher vorgesehen, die Signale Querbeschleunigung und/oder Gierrate unter Bezugnahme auf den Lenkradwinkel mittels geeigneter Überprüfungen zu detektieren.
-
Bisher wurde zur Pull-Drift-Kompensation die fremdkraftunterstützte Hilfslenkeinrichtung (z.B. EPAS, HPAS, EHPAS) herangezogen, um den Zug bzw. die Abdrift auszugleichen. Dies kann aber zu einem wahrnehmbaren Lenkradwinkelversatz führen. Durch die Einbindung des AFS kann diese Aufgabe, also die Pull-Drift-Kompensation, für den Fahrer übernommen werden, wobei mit Hilfe des AFS, und nicht allein mittels der fremdkraftunterstützten Hilfslenkeinrichtung, ein konstanter Zug an dem Lenkrad, also ein sich konstant unveränderbares Lenkgefühl eingestellt wird.
-
Selbstverständlich ist das Verfahren gemäß der Erfindung bei Fahrzeugen mit den genannten EPAS, HPAS oder EHPAS einsetzbar, sofern diese Fahrzeuge mit AFS ausgerüstet sind.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems,
-
2 eine schematische Darstellung der Module eines PDC Algorithmus-Blockdiagramms, und
-
3 eine schematische Darstellung eines Blockdiagramms zur Pull-Drift Detektion und Kompensation.
-
Ein in 1 dargestelltes Lenksystem 1 ist für eine Übertragung von Lenkbewegungen eines Lenkrads 2 auf Räder 3 ausgebildet. Zu diesem Zweck ist das Lenkrad 2 drehfest mit einem oberen Lenksäulenabschnitt 4 verbunden, der als Welle ausgebildet ist und die Übertragung von Lenkmomenten ermöglicht.
-
Der obere Lenksäulenabschnitt 4 ist über ein Überlagerungsgetriebe 6 mit einem unteren Lenksäulenabschnitt 7 gekoppelt. Die beiden Lenksäulenabschnitte 4 und 7 bilden eine Lenksäule 5. Eines der Antriebsräder des Überlagerungsgetriebes 6 ist an einer Welle einer Stelleinheit 8, in der bevorzugten Ausführung als Elektromotor 8 angebracht, so dass durch Betätigung des Elektromotors 8 eine Drehwinkeldifferenz zwischen dem oberen Lenksäulenabschnitt 4 und dem unteren Lenksäulenabschnitt 7 eingeleitet werden kann. Der untere Lenksäulenabschnitt 7 weist endseitig ein Lenkritzel 9 auf, das derart in eine Zahnstange 11 eingreift, dass eine Rotation des Lenkritzels 9 zu einer Translation der Zahnstange 11 führt. Die Zahnstange 11 ist jeweils endseitig über nicht näher dargestellte Spurstangen mit den Rädern 3 gekoppelt und ermöglicht eine Rotation der Räder 3 um eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Achse, um dadurch eine Lenkbewegung hervorzurufen. Die in 1 links neben dem Lenkrad 2 dargestellten Pfeile stellen zum einen, einen vom Fahrer eingeleiteten Lenkradwinkel und zum anderen ein Reaktionsmoment dar.
-
Der Zahnstange 11 ist mit einem koaxial angeordneten Unterstützungsmotor 12 ausgerüstet, der in einen nicht näher dargestellten Spindelabschnitt der Zahnstange 11 eingreift und die Einleitung von Axialkräften in der Haupterstreckungsrichtung der Zahnstange 11 ermöglicht.
-
Die vom Fahrer auf das Lenkrad 2 eingeleitete Lenkbewegung wird mit Hilfe eines Lenkwinkelsensors detektiert und an eine Steuereinheit übermittelt. In der Steuereinheit wird der ermittelte Lenkwinkel nach der Zeit abgeleitet, woraus sich die momentane Lenkwinkelgeschwindigkeit ergibt.
-
Das Lenksystem 1 weist also eine fremdkraftunterstützte Hilfslenkeinrichtung 13 und ein Aktivlenksystem 14 auf. Die fremdkraftunterstützte Hilfslenkeinrichtung 13 weist den Unterstützungsmotor 12 auf, so dass eine EPAS, eine HPAS oder eine EHPAS gebildet ist. Die Aktivlenkeinrichtung 14 weist den Elektromotor 8 auf.
-
Die Aktivlenkeinrichtung 14, welche auch als Active-Front-Steering-System 14, also im Folgenden als AFS-System 14 bezeichnet werden kann, umfasst insbesondere das mit dem vom Fahrer betätigten Lenkrad 2 in Wirkverbindung stehendes Überlagerungsgetriebe 6 oder AFS-Getriebe 6. Ein durch dieses Überlagerungsgetriebe 6 erzeugter Überlagerungswinkel bzw. Motorwinkel wird über den Elektromotor (z. B. einen Hohlwellenmotor) 8 eingestellt, um den Radeinschlagswinkel der Räder (linkes und rechtes Rad 3) auf einen durch das AFS-System 14 erzeugten Radeinschlagswinkel δAFS einzustellen, wobei dieser Winkel δAFS gegeben ist durch δAFS = δdrv – ∆δ.
-
Das Überlagerungsgetriebe 6 addiert oder subtrahiert somit einen vorgebbaren Motorwinkel ∆δ zum Fahrerlenkwinkel δdrv. Die Summe dieser beiden Winkel wirkt dann auf das Lenkgetriebe, welches den Radeinschlag erzeugt.
-
Dabei bezeichnet δdrv den vom Fahrer vorgegebenen Fahrerlenkwinkel (resultierend aus dem Lenkradwinkel δSW), und ∆δ bezeichnet den durch den Elektromotor 8 über das AFS-Getriebe 6 erzeugten und dem Fahrerlenkwinkel δdrv überlagerten Motorwinkel (Überlagerungsbetrag).
-
Um den Überlagerungswinkel zu erhalten werden z.B. Eingangssignale Ψ ., vx, ay (Gierrate, Geschwindigkeit, Lateralbeschleunigung) zusammen mit dem Fahrerlenkwinkel δdrv einem Pull-Drift-Kompensationsblock 16 zugeführt. Es wird also detektiert, ob eine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges vorliegt, wobei zudem beispielhaft die Querbeschleunigung, die Gierrate und die Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingangssignale aufgenommen werden. Der Pull-Drift-Kompensationsblock 16 erzeugt den Winkel δAFS welcher gegeben ist durch δAFS = δdrv – ∆δ, wobei in der Steuereinheit 17 das Signal ∆δ erzeugt wird, so dass Pull oder Drift entsprechend dem in dem Elektromotor 8 mittels des zugeleiteten Signals erzeugten Überlagerungsbetrag überlagert werden, worauf in den 2 und 3 noch näher eingegangen wird.
-
Das Verfahren zur Korrektur der Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges sieht also in einem Schritt a) zunächst das Detektieren einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges vor. In einem weiteren Schritt b) wird erkannt, dass ein aktuelles Lenkradmoment des Fahrers (resultierend aus dem Lenkradwinkel δSW) bei Geradeausfahrt größer ist als zumindest ein minimaler Grenzwert des Lenkradmomentes bei Geradeausfahrt. Unabhängig von dem Schritt b) wird in einem Schritt c) erkannt, ob das Kraftfahrzeug die Geradeausfahrt verlässt, wenn ein aktuelles Lenkradmoment des Fahrers einen Betrag von Null aufweist. In einem Schritt d) werden die in den Schritten a, b) oder a, c) erkannten Zustände als Eingangsignal gemäß der Formel δAFS = δdrv – ∆δ in die Steuereinheit weitergeleitet. In der Steuereinheit 17 wird in einem Schritt e) ein Winkelversatz ermittelt und daraus das Überlagerungssignal ∆δ generiert. Das Überlagerungssignal ∆δ wird in einem Schritt f) der Stelleinheit des Aktivlenksystems 14, also dem Elektromotor 8 zugeführt, so dass ein Überlagerungsbetrag in einem Schritt g) so in die Lenksäule eingeleitet wird, dass die fremdkraftunterstützte Hilfslenkeinrichtung 13, bzw. der Unterstützungsmotor 12 die erforderliche Unterstützung bereitstellt.
-
In 2 ist eine schematische Darstellung von Modulen 18, 19, 21, 22, 23 eines PDC Algorithmus-Blockdiagramms dargestellt. Das Modul 18 stellt das AFS-System 14 mit dem zu 1 beschriebenen Pull-Drift-Kompensationsblock 16 dar. Das Modul 19 stellt einen Ritzelmomentensensor dar. Das Modul 21 stellt eine Verknüpfung dar. Das Modul 22 stellt die fremdkraftunterstützte Hilfslenkeinrichtung (EPAS, HPAS EHPAS) dar. Das Modul 23 stellt das eigentliche Fahrzeug dar. In dem Modul 22 erzeugte Signale werden abgegriffen und zur Verknüpfung 21 rückgeführt.
-
3 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren am deutlichsten, wobei das Modul 19 in 3 nicht dargestellt ist, und wobei das Modul 18 aufgeteilt ist in Module 24, 26, 27 und 28. ansonsten entspricht die Darstellung von 3 der Darstellung zu 2.
-
Die Eingangsignale werden dem Modul 24 zugeführt, in dem festgestellt wird, ob eine Geradeausfahrt des Fahrzeuges vorliegt. Das vorliegen einer Geradeausfahrt ist wesentlich für das erfindungemäße Verfahren. Eingangssignale sind zum Beispiel die Signale Ψ ., vx, ay welche am Ausgang von Modul 23 abgegriffen und zu dem Modul 18 bzw. 24 rückgeführt werden. In den Modulen 26 und 27 wird ein Zug (Pull, Modul 26) und/oder ein Abdriften (drift, Modul 27) detektiert.
-
Wird ein Zug an dem Lenkrad 2 detektiert, bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass der Fahrer ein Gegenlenkmoment auf das Lenkrad aufbringt, welches größer ist als ein minimales Grenzlenkmoment bei Geradeausfahrt. Wird dies erkannt, erzeugt Modul 28 das entsprechende Überlagerungssignal ∆δ. Das Überlagerungssignal wird so ermittelt, dass der erzeugte Überlagerungsbetrag eine entsprechende Bereitstellung des Hilfsmomentes des Unterstützungsmotors 12 erzeugt, so dass der Fahrer trotz der Korrektur diese am Lenkrad nicht wahrnimmt, da ein für den Fahrer konstanter Zug am Lenkrad generiert wird.
-
Unabhängig davon wird detektiert, ob ein Abdriften des Fahrzeuges aus der Geradeausfahrt vorliegt, wenn kein Lenkradmoment aufgebracht wird, was zum Beispiel auftreten kann, wenn keine Hand des Fahrers am Lenkrad ist. Wird ein Abdriften erkannt, so wird in Modul 27 das entsprechende Signal erzeugt, so dass Modul 28 wie zuvor das entsprechende Überlagerungssignal ∆δ generiert. Das Überlagerungssignal wird so ermittelt, dass der erzeugte Überlagerungsbetrag eine entsprechende Bereitstellung des Hilfsmomentes des Unterstützungsmotors 12 erzeugt, so dass der Fahrer trotz der Korrektur diese am Lenkrad nicht wahrnimmt, da auch hier ein für den Fahrer quasi konstanter Lenkradwinkel am Lenkrad generiert wird.
-
Grundsätzlich wird mit dem Verfahren erreicht, dass der Fahrer weder die Pull- noch die Drift-Kompensation noch einen Versatz des Lenkrades bei der jeweiligen Kompensation wahrnimmt, da das AFS-System 14 vorteilhaft zusammen mit der Servolenkung wirkt.