DE102021101411A1

DE102021101411A1 - Side slip angle-adapted active steering reset

Info

Publication number: DE102021101411A1
Application number: DE102021101411.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Mayer; Jens Dornhege
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2022-07-28
Also published as: CN114802432A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur aktiven Rückstellung der Auslenkung einer Lenkung eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) eine Achse mit einer Anzahl lenkbarer Räder (11) und eine Lenkvorrichtung einer Steuervorrichtung (30) mit einer aktiven Rückstellfunktion umfasst, beschrieben. Das Verfahren zeichnet sich durch dadurch aus, dass der Lenkwinkel bezogen auf eine Ausgangsposition erfasst wird und daraus ein mittlerer Lenkwinkel δ der lenkbaren Räder bestimmt wird (21); der Schräglaufwinkel α_f der lenkbaren Räder (11) bestimmt wird (22); eine Zieleinstellung des Lenkwinkels für eine aktive Rückstellung der Auslenkung basierend auf dem Schräglaufwinkel α_f der lenkbaren Räder (11) so festgelegt wird, dass der Schräglaufwinkel α_f der gelenkten Räder in der Zieleinstellung Null Grad beträgt (23).

A method for actively resetting the steering deflection of a motor vehicle (1) is described, the motor vehicle (1) comprising an axle with a number of steerable wheels (11) and a steering device of a control device (30) with an active resetting function. The method is characterized by the fact that the steering angle is detected in relation to an initial position and from this a mean steering angle δ of the steerable wheels is determined (21); the slip angle α _f of the steerable wheels (11) is determined (22); a target setting of the steering angle for an active return of the deflection based on the slip angle α _f of the steerable wheels (11) is determined such that the slip angle α _f of the steered wheels in the target setting is zero degrees (23).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur aktiven oder automatischen Rückstellung der Auslenkung einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Steuervorrichtung zur aktiven Rückstellung der Auslenkung einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges, eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug, ein computerimplementiertes Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und ein Datenträgersignal.The present invention relates to a method for actively or automatically resetting the steering deflection of a motor vehicle. The invention also relates to a control device for actively resetting the deflection of a steering system of a motor vehicle, a steering device for a motor vehicle, a motor vehicle, a computer-implemented method, a computer program product and a data carrier signal.

Im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen, welche durch einen Menschen mittels eines Lenkrades oder einer anderen Lenkeinrichtung gelenkt werden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn dem Fahrer ein Drehmoment-Feedback an dem Lenkrad gegeben wird. Dabei sollte das Drehmoment-Feedback mit der jeweiligen Fahrsituation korrespondieren. Typischerweise wird das Feedback-Drehmoment durch Schräglauf-Kräfte an den Rädern erzeugt. In manchen Fahrsituationen, insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten, sind die Schräglauf-Kräfte der Reifen nicht ausreichend um das Lenksystem zurück in die zentrale Position oder auch Ausgangsposition für eine Geradeausfahrt (Geradeaus-Position) zu drücken oder zu überführen. Aus diesem Grund weisen elektrisch angetriebene Lenksysteme sogenannte aktive Rückstellfunktionen (englisch: „Active Return“) auf. Diese sind so ausgestaltet, dass aktiv ein Assistenz-Drehmoment erzeugt wird, um die Lenkung in eine Geradeaus-Position zu überführen. Die Richtung des Feedback-Drehmoments ist dabei so gewählt, dass das Lenkrad sich immer in die zentrale Position oder Geradeaus-Position zurückdreht.In connection with motor vehicles which are steered by a person using a steering wheel or another steering device, it has proven to be advantageous if torque feedback is given to the driver on the steering wheel. The torque feedback should correspond to the respective driving situation. Typically, the feedback torque is generated by slip forces on the wheels. In some driving situations, especially at low speeds, the slip forces of the tires are not sufficient to push or convert the steering system back into the central position or the starting position for driving straight ahead (straight-ahead position). For this reason, electrically powered steering systems have so-called active return functions. These are designed in such a way that an assistance torque is actively generated in order to move the steering into a straight-ahead position. The direction of the feedback torque is selected in such a way that the steering wheel always turns back to the central or straight-ahead position.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass beispielsweise in Situationen, in welchen sich das Fahrzeug in einem übersteuerten Zustand befindet, die zuvor beschriebene Ausgestaltung des Feedbacks und der entsprechenden Fahrerassistenz-Funktion nicht ideal ist. Unter einem übersteuerten Zustand wird hier ein Zustand verstanden, in welchem das Kraftfahrzeug einen hohen Hinterachsschwimmwinkel aufweist, häufig auch Schleudern genannt. Der Schwimmwinkel des Kraftfahrzeugs ist definiert als der Winkel des momentanen Karrosseriegeschwindigkeitsvektors am Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs zur Längsachse des Kraftfahrzeugs Der Hinterachsschwimmwinkel ist definiert als der Winkel des momentanen Karrosseriegeschwindigkeitsvektors in der Mitte zwischen beiden Hinterrädern zur Längsachse des Kraftfahrzeugs. Der Vorderachsschwimmwinkel ist definiert als der Winkel des momentanen Karrosseriegeschwindigkeitsvektors in der Mitte zwischen beiden Vorderrädern zur Längsachse des Kraftfahrzeugs.However, it has been found that, for example, in situations in which the vehicle is in an oversteered state, the configuration of the feedback and the corresponding driver assistance function described above is not ideal. An oversteered state is understood here to mean a state in which the motor vehicle has a high rear axle slip angle, often also referred to as skidding. The sideslip angle of the motor vehicle is defined as the angle of the instantaneous body velocity vector at the center of gravity of the motor vehicle to the longitudinal axis of the motor vehicle. The front axle slip angle is defined as the angle of the instantaneous body speed vector in the middle between both front wheels to the longitudinal axis of the motor vehicle.

Wirkt eine Querkraft an einem Reifen, so tritt ein sogenannter Schräglaufwinkel auf. Der Schräglaufwinkel ist bei einem Reifen oder einem Rad der Winkel zwischen dem Geschwindigkeitsvektor im Radaufstandspunkt und der Schnittlinie zwischen Radmittenebene und Fahrbahnebene.If a lateral force acts on a tire, a so-called slip angle occurs. The slip angle of a tire or wheel is the angle between the speed vector at the wheel contact point and the line of intersection between the center plane of the wheel and the plane of the road.

Während eines übersteuerten Betriebszustandes muss der Fahrer gegen die Schwimmbewegung des Fahrzeuges gegenlenken, um das Fahrzeug zu stabilisieren. Während passive reibungsfreie Lenksysteme im allgemeinen immer dazu tendieren würden, die Vorderräder in einen Zustand ohne Schräglaufwinkel auszurichten, also in einen Zustand, in welchem keine lateralen Kräfte an den Vorderrädern wirken, führt die Anwendung einer oben beschriebenen aktiven Rückstellfunktion dazu, dass die Vorderräder in eine Geradeaus-Position in Bezug auf den Fahrzeugkörper bzw. die Karosserie gelenkt werden. Dieses Vorgehen hat jedoch eine geringere Stabilisierung des Fahrzeuges in Fällen zur Folge, in denen der Fahrer das Lenkrad frei drehen lässt, weil das Lenkrad von der Rückstellfunktion in die Geradeaus-Position zurückbewegt wird, dies aber nicht eine angestrebte Geradeausfahrt bewirkt. In Fällen, in denen der Fahrer aktiv lenkt, führt die aktive Rückstellfunktion zu einer falschen Drehmomentinformation für den Fahrer. Es fehlt an einer Verknüpfung zwischen dem Schräglaufwinkel von 0 Grad an den gelenkten Rädern des Kraftfahrzeugs und dem in diesem Fall erwarteten verschwindenden Drehmoment am Lenkrad. Üblicherweise ist mit einem Ansteigen des Schräglaufwinkels der gelenkten Räder oder Reifen ein erhöhtes Feedback-Drehmoment verbunden. Die bekannte Active Return Funktion ist in einer solchen Schleudersituation für den Fahrer irritierend und führt zu überflüssigen oder sogar falschen Lenkmanövern.During an oversteer operating condition, the driver must countersteer against the swimming movement of the vehicle in order to stabilize the vehicle. While passive frictionless steering systems would generally always tend to align the front wheels in a non-slip condition, i.e. in a condition in which no lateral forces are acting on the front wheels, the application of an active return function described above results in the front wheels being in a Straight-ahead position are steered in relation to the vehicle body or the body. However, this procedure results in less stabilization of the vehicle in cases where the driver allows the steering wheel to turn freely because the steering wheel is moved back to the straight-ahead position by the return function, but this does not result in the intended straight-ahead driving. In cases where the driver is actively steering, the active return function will result in incorrect torque information for the driver. There is a lack of a link between the slip angle of 0 degrees at the steered wheels of the motor vehicle and the vanishing torque expected at the steering wheel in this case. Typically, an increase in the slip angle of the steered wheels or tires is associated with increased feedback torque. The well-known Active Return function is irritating for the driver in such a skid situation and leads to unnecessary or even incorrect steering manoeuvres.

Im Rahmen der bekannten aktiven Rückstellfunktionen wird die Ausgangsposition oder auch zentrale Position der Lenkanordnung durch Positionsmessungen des Lenksystems bei einer Geradeaus-Fahrt definiert. Diese so definierte Ausgangsposition gilt in der Folge unabhängig von der jeweiligen Fahrsituation und berücksichtigt insbesondere nicht Situationen, in welchem Lenkradwinkel und Hinterachsschwimmwinkel sich in Bezug aufeinander in einem übersteuerten Zustand befinden. Dieses sind insbesondere Schleuder-Situationen.Within the framework of the known active reset functions, the starting position or central position of the steering arrangement is defined by position measurements of the steering system when driving straight ahead. This initial position defined in this way subsequently applies independently of the respective driving situation and, in particular, does not take into account situations in which the steering wheel angle and rear axle slip angle are in an oversteered state in relation to one another. These are in particular skid situations.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur aktiven Rückstellung der Auslenkung einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, sowie eine entsprechende Steuervorrichtung, eine Lenkvorrichtung und ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche dem Fahrer ein an die jeweilige Fahrsituation angepasstes Feedback geben. Weitere Aufgaben bestehen darin, ein vorteilhaftes computerimplementiertes Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und ein Datenträgersignal zur Verfügung zu stellen.Against this background, it is the object of the present invention to provide an improved method for actively resetting the deflection of a steering system of a motor vehicle, and to provide a corresponding control device, a steering device and a motor vehicle that adapt the driver to the respective driving situation give customized feedback. Further objects consist in making available an advantageous computer-implemented method, a computer program product and a data carrier signal.

Die genannten Aufgaben werden durch ein Verfahren zur aktiven Rückstellung der Auslenkung einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges gemäß Patentanspruch 1, eine Steuervorrichtung gemäß Patentanspruch 12, eine Lenkvorrichtung gemäß Patentanspruch 13, ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 14, ein computerimplementiertes Verfahren gemäß Patentanspruch 15, ein Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 16 und ein Datenträgersignal gemäß Patentanspruch 17 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The stated objects are achieved by a method for actively resetting the deflection of a steering system of a motor vehicle according to patent claim 1, a control device according to patent claim 12, a steering device according to patent claim 13, a motor vehicle according to patent claim 14, a computer-implemented method according to patent claim 15, a computer program product according to patent claim 16 and a data carrier signal according to claim 17 solved. The dependent claims contain further advantageous developments of the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur aktiven, insbesondere automatischen, Rückstellung der Auslenkung einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, welches eine Achse, zum Beispiel eine Vorderachse, mit einer Anzahl lenkbarer Räder und eine Lenkvorrichtung mit einer Steuervorrichtung mit einer aktiven, insbesondere automatischen, Rückstellfunktion umfasst. Die Lenkvorrichtung umfasst vorzugsweise ein Lenkrad und die Rückstellfunktion kann sich auf die Auslenkung des Lenkrades und/oder der gelenkten Räder beziehen.The method according to the invention for the active, in particular automatic, resetting of the steering deflection of a motor vehicle relates to a motor vehicle which has an axle, for example a front axle, with a number of steerable wheels and a steering device with a control device with an active, in particular automatic, resetting function includes. The steering device preferably comprises a steering wheel and the resetting function can relate to the deflection of the steering wheel and/or the steered wheels.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte: Der Lenkwinkel, zum Beispiel der Radlenkwinkel oder der Lenkradwinkel, bezogen auf eine Ausgangsposition, bei welcher es sich beispielsweise um eine Geradeaus-Position handeln kann, wird erfasst und daraus ein mittlerer Lenkwinkel der lenkbaren Räder bestimmt, insbesondere berechnet. Der Schräglaufwinkel der lenkbaren Räder wird bestimmt, zum Beispiel berechnet. In einem weiteren Schritt wird eine Zieleinstellung des Lenkwinkels für eine aktive Rückstellung der Auslenkung basierend auf dem Schräglaufwinkel der lenkbaren Räder so festgelegt, dass der Schräglaufwinkel der gelenkten Räder in der Zieleinstellung Null Grad beträgt. Falls die Vorderräder gelenkt werden, stehen also in der Zieleinstellung die gelenkten Räder der Vorderachse parallel zur Momentangeschwindigkeit an der Vorderachse, ihr Schräglaufwinkel beträgt damit Null Grad.The method according to the invention comprises the following steps: The steering angle, for example the wheel steering angle or the steering wheel angle, based on an initial position, which can be a straight-ahead position, for example, is detected and an average steering angle of the steerable wheels is determined, in particular calculated . The slip angle of the steerable wheels is determined, e.g. calculated. In a further step, a target setting of the steering angle for an active return of the deflection is determined based on the slip angle of the steerable wheels such that the slip angle of the steered wheels is zero degrees in the target setting. If the front wheels are steered, then in the target setting the steered wheels on the front axle are parallel to the current speed on the front axle, so their slip angle is zero degrees.

Das Verfahren hat den Vorteil, dass die automatische Rückstellung der Auslenkung, insbesondere des Lenkrades, angepasst an die jeweilige Fahrsituation, insbesondere unter Berücksichtigung eines in Folge einer Übersteuerung oder aus anderen Gründen auftretenden Schwimmwinkels erfolgt. Der Fahrer erhält so ein realistisches Feedback, welches nicht zu weiteren irritierenden Gegenlenkmanövern führt. Gleichzeitig führt die Rückstellung auf der Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Stabilisierung des Fahrzeuges auch in Situationen, in denen eine Übersteuerung vorgelegen hat.The method has the advantage that the automatic resetting of the deflection, in particular of the steering wheel, is adapted to the respective driving situation, in particular taking into account a sideslip angle occurring as a result of oversteering or for other reasons. The driver thus receives realistic feedback, which does not lead to further irritating counter-steering manoeuvres. At the same time, resetting on the basis of the method according to the invention leads to stabilization of the vehicle, even in situations in which there was oversteer.

In einer vorteilhaften Variante wird der Schwimmwinkel des Kraftfahrzeugs ermittelt und der Schräglaufwinkel basierend auf dem Schwimmwinkel des Kraftfahrzeugs bestimmt, also letztlich die Zieleinstellung des Lenkwinkels basierend auf dem Schwimmwinkel des Kraftfahrzeugs festgelegt.In an advantageous variant, the side slip angle of the motor vehicle is determined and the slip angle is determined based on the side slip angle of the motor vehicle, ie ultimately the target setting of the steering angle is determined based on the side slip angle of the motor vehicle.

In einer weiteren Variante wird der Schwimmwinkel der Achse der lenkbaren Räder ermittelt wird und der Schräglaufwinkel basierend auf dem Schwimmwinkel der Achse, zum Beispiel der Vorderachse, bestimmt, also die Zieleinstellung des Lenkwinkels basierend auf dem Schwimmwinkel der Achse festgelegt. In diesem Fall kann der Schräglaufwinkel als Differenz aus dem mittlerem Lenkwinkel und dem Schwimmwinkel der Achse berechnet werden.In a further variant, the side slip angle of the axle of the steerable wheels is determined and the slip angle is determined based on the side slip angle of the axle, for example the front axle, i.e. the target setting of the steering angle is determined based on the side slip angle of the axle. In this case, the slip angle can be calculated as the difference between the average steering angle and the slip angle of the axle.

Beispielsweise kann der Vorderachsschwimmwinkel des Kraftfahrzeugs ermittelt, zum Beispiel erfasst, insbesondere gemessen, werden, also der Winkel zwischen der Momentangeschwindigkeit der Vorderachse und der Fahrzeuglängsachse. Wird der Schwimmwinkel an einem anderen Punkt des Fahrzeugs erfasst, kann er mit der ebenfalls erfassten Gierwinkelgeschwindigkeit und den geometrischen Abmessungen des Fahrzeugs in den Vorderachsschwimmwinkel überführt werden. Der Zielwinkel für die erfindungsgemäße Rückstellfunktion wird nun so gewählt, dass die gelenkten Räder der Vorderachse parallel zur Momentangeschwindigkeit der Vorderachse stehen, ihr Schräglaufwinkel also Null Grad beträgt.For example, the front axle slip angle of the motor vehicle can be determined, for example detected, in particular measured, ie the angle between the instantaneous speed of the front axle and the longitudinal axis of the vehicle. If the side slip angle is recorded at another point on the vehicle, it can be converted into the front axle side slip angle using the yaw rate that is also recorded and the geometric dimensions of the vehicle. The target angle for the reset function according to the invention is now chosen so that the steered wheels of the front axle are parallel to the current speed of the front axle, so their slip angle is zero degrees.

Ist die Regelung der erfindungsgemäßen Rückstellfunktion statt auf dem Radlenkwinkel auf dem Lenkradwinkel basiert, muss der Zielwinkel von den gelenkten Rädern in den Zielwinkel am Lenkrad überführt werden. In einer mechanisch gekoppelten Lenkung geschieht das beispielsweise über die mechanische Lenkübersetzungsfunktion, bei einer Überlagerungslenkung oder gar einer Steer-by-Wire Lenkung kommen weitere üblicherweise in Software ausgeführte Funktionen in Betracht. Um die Differenz zwischen dem aktuellen Lenkradwinkel und dem Ziellenkradwinkel zu reduzieren kommen jetzt bekannte Ausführungen der aktiven Rückstellfunktionen in Betracht, beispielsweise über interpolierte Tabellen oder über eine Rückführgeschwindigkeitsregelung.If the regulation of the reset function according to the invention is based on the steering wheel angle instead of the wheel steering angle, the target angle of the steered wheels must be converted into the target angle on the steering wheel. In a mechanically coupled steering system, this happens, for example, via the mechanical steering ratio function; in the case of superimposed steering or even steer-by-wire steering, other functions that are usually implemented in software come into consideration. In order to reduce the difference between the current steering wheel angle and the target steering wheel angle, known versions of the active restoring functions can now be considered, for example using interpolated tables or using a return speed control.

Der Schwimmwinkel kann beispielsweise mittels eines speziellen Sensors erfasst werden. Als Sensor kann dabei ein speziell für die Erfassung des Schwimmwinkels ausgelegter Sensor vorgesehen sein, oder es können bereits vorhandene Sensoren zu diesem Zweck genutzt werden. Insbesondere kann der Schwimmwinkel mittels der Gierrate und/oder lateralen Beschleunigung des Fahrzeuges und/oder der Drehzahl mindestens eines Rades und/oder weiterer bekannter Fahrzeuggrößen anhand eines Bewegungsmodells ermittelt werden. Die genannten Varianten haben den Vorteil, dass sie kostengünstig nachgerüstet werden können oder bei der Nutzung vorhandener Sensoren oder bereits vorhandener Daten keine zusätzlichen Kosten verursachen.The sideslip angle can be detected, for example, using a special sensor. A sensor specially designed for detecting the sideslip angle can be provided as the sensor, or existing sensors can be used be used for this purpose. In particular, the sideslip angle can be determined using a motion model using the yaw rate and/or lateral acceleration of the vehicle and/or the speed of at least one wheel and/or other known vehicle parameters. The variants mentioned have the advantage that they can be retrofitted inexpensively or cause no additional costs when using existing sensors or already existing data.

In einer weiteren, vorteilhaften Anwendung des Verfahrens wird die Lenkungsrückstellkraft, also die an der Lenkung angreifende Kraft, der lenkbaren Räder ermittelt und der Schräglaufwinkel der lenkbaren Räder basierend auf der Lenkungsrückstellkraft bestimmt. Dabei kann die Lenkungsrückstellkraft abgeschätzt werden, zum Beispiel mittels eines Lenksystem-Reibungsmodells, und/oder mittels eines Sensors erfasst werden und/oder aus Messdaten vorhandener Sensoren und/oder Steuersignalen ermittelt werden. Es wird in dieser Variante also auf die Bestimmung des Schwimmwinkels als Grundlage für die Ermittlung des Zielwinkels verzichtet. Bei dieser Anwendung wird aus einer Abschätzung der Lenkungsrückstellkraft direkt auf den Winkelabstand der aktuellen Radlenkposition zum Lenkwinkel des frei rollenden gelenkten Rades geschlossen. Mit anderen Worten wird direkt aus der Lenkungsrückstellkraft der Schräglaufwinkel des gelenkten Rades berechnet und als Abstand zum Zielwinkel am Rad verwendet. Dieser Abstand kann jetzt wie oben beschrieben genutzt werden, um den Zielwinkel am Lenkrad und/oder den gelenkten Rädern zu ermitteln.In a further advantageous application of the method, the steering restoring force, ie the force acting on the steering, of the steerable wheels is determined and the slip angle of the steerable wheels is determined based on the steering restoring force. The steering restoring force can be estimated, for example using a steering system friction model, and/or can be detected using a sensor and/or can be determined from measurement data from existing sensors and/or control signals. In this variant, therefore, the determination of the side slip angle as a basis for determining the target angle is dispensed with. In this application, the angular distance between the current wheel steering position and the steering angle of the freely rolling steered wheel is directly deduced from an estimate of the steering restoring force. In other words, the slip angle of the steered wheel is calculated directly from the steering restoring force and used as the distance from the target angle on the wheel. This distance can now be used as described above to determine the target angle on the steering wheel and/or the steered wheels.

Wird diese Anwendung weiter vereinfacht kann die aktuelle Lenkungsrückstellkraft genutzt werden, um die Richtung für die Rückstellfunktion zu ermitteln. In diesem Fall bietet es sich an als aktive Rücklauffunktion einen Rückführgeschwindigkeitsregler in die entsprechende Richtung zu nutzen. Vorteilhaft kann an dieser Stelle die Amplitude der Lenkungsrückstellkraft genutzt werden, um die Rückstellfunktion zu beeinflussen.If this application is further simplified, the current steering return force can be used to determine the direction for the return function. In this case, it is advisable to use a return speed controller in the appropriate direction as an active return function. At this point, the amplitude of the steering restoring force can advantageously be used to influence the restoring function.

Die an der Lenkung angreifende Rückstellkraft der Räder oder Reifen kann, wie bereits erwähnt, zum Beispiel mittels eines Sensors erfasst werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die aktuell an der Lenkung angreifende Rückstellkraft aus Messdaten vorhandener Sensoren und/oder aus Steuersignalen ermittelt werden, zum Beispiel berechnet oder abgeschätzt werden. Insbesondere kann die aktuell an der Lenkung angreifende Rückstellkraft mittels eines Torsionssensors ermittelt werden, beispielsweise gemessen werden, und/oder mittels einer Drehmomentanforderung und/oder einer Lenkwinkelbeschleunigung ermittelt werden. Dabei kann die Lenkwinkelbeschleunigung aus der mittels eines Lenkwinkelsensors bestimmten Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder aus erfassten Lenkwinkeln berechnet werden. Zusätzlich oder alternativ zu den genannten Varianten kann die aktuell an der Lenkung eingreifende Rückstellkraft auch mittels eines Lenksystems-Reibungsmodells genauer ermittelt werden, beispielsweise abgeschätzt werden. Die Berücksichtigung der aktuell an der Lenkung angreifenden Rückstellkraft als Indikator für die Größe des Schräglaufwinkels, insbesondere des Vorderachsschräglaufwinkels, stellt eine zuverlässige und einfach umzusetzende Variante dar.As already mentioned, the restoring force of the wheels or tires acting on the steering can be detected, for example, by means of a sensor. In addition or as an alternative to this, the restoring force currently acting on the steering can be determined, for example calculated or estimated, from measurement data from existing sensors and/or from control signals. In particular, the restoring force currently acting on the steering can be determined using a torsion sensor, for example measured, and/or determined using a torque request and/or a steering angle acceleration. The steering angle acceleration can be calculated from the steering angle speed determined by means of a steering angle sensor and/or from detected steering angles. In addition or as an alternative to the variants mentioned, the restoring force currently acting on the steering can also be determined more precisely, for example estimated, by means of a steering system friction model. The consideration of the restoring force currently acting on the steering as an indicator for the size of the slip angle, in particular the front axle slip angle, represents a reliable and easy-to-implement variant.

In einer vorteilhaften Variante wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens das zur aktiven Rückstellung erforderliche Drehmoment, also das unterstützende Rückstellmoment, bestimmt, zum Beispiel berechnet. Insbesondere kann das zur aktiven Rückstellung erforderliche Drehmoment als am Lenkrad angreifendes Feedback-Drehmoment generiert werden. Vorzugsweise wird das Lenkrad in die festgelegte Zielstellung des Lenkwinkels gebracht.In an advantageous variant, the torque required for active restoring, ie the supporting restoring torque, is determined, for example calculated, as part of the method according to the invention. In particular, the torque required for active return can be generated as a feedback torque acting on the steering wheel. The steering wheel is preferably brought into the defined target position of the steering angle.

In einer weiteren Variante kann ein Signal an die Steuervorrichtung zur aktiven Rückstellung der Auslenkung des Lenkrades ausgegeben werden. Dies kann in Form eines Feedback-Drehmomentsignals und/oder als Signal zur Steuerung der aktiven Rückstellfunktion und/oder als Signal repräsentativ für den Zielwinkel erfolgen.In a further variant, a signal can be output to the control device for actively resetting the deflection of the steering wheel. This can be in the form of a feedback torque signal and/or a signal to control the active return function and/or a signal representative of the target angle.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung zur aktiven, insbesondere automatischen, Rückstellung der Auslenkung einer Lenkung, insbesondere eines Lenkrades und/oder lenkbarer Räder, eines Kraftfahrzeuges bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, welches eine Anzahl lenkbarer Räder und eine Lenkvorrichtung, vorzugsweise mit einem Lenkrad, umfasst. Die Steuervorrichtung umfasst eine Einrichtung zum Erfassen des Lenkwinkels bezogen auf eine Ausgangsposition eine Einrichtung zum Bestimmen des Schräglaufwinkels der lenkbaren Räder und eine Auswertungseinrichtung zum Festlegen einer Zieleinstellung des Lenkwinkels für eine aktive Rückstellung der Auslenkung basierend auf dem Schräglaufwinkel der lenkbaren Räder so dass der Schräglaufwinkel der gelenkten Räder in der Zieleinstellung Null Grad beträgt.The control device according to the invention for the active, in particular automatic, resetting of the deflection of a steering system, in particular a steering wheel and/or steerable wheels, of a motor vehicle relates to a motor vehicle which has a number of steerable wheels and a steering device, preferably with a steering wheel. The control device comprises a device for detecting the steering angle in relation to an initial position, a device for determining the slip angle of the steerable wheels and an evaluation device for determining a target setting of the steering angle for an active return of the deflection based on the slip angle of the steerable wheels so that the slip angle of the steered wheels in the target setting is zero degrees.

Vorzugsweise ist/sind eine Einrichtung zum Erfassen des Schwimmwinkels des Kraftfahrzeugs, beispielsweise des Schwimmwinkels an der Vorderachse, und/oder eine Einrichtung zum Erfassen der Rückstellkraft der Räder vorhanden. Bei den Einrichtungen kann es sich um entsprechende Sensoren oder um Signaleingänge zum Empfangen entsprechender Signale von geeigneten Sensoren handeln.Preferably, there is/are a device for detecting the side slip angle of the motor vehicle, for example the side slip angle on the front axle, and/or a device for detecting the restoring force of the wheels. The devices can be corresponding sensors or signal inputs for receiving corresponding signals from suitable sensors.

Die Steuervorrichtung ist vorzugsweise zur Ausführung eines oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung hat die oben bereits genannten Merkmale und Vorteile. Die Steuervorrichtung kann zum Beispiel als Steuer- und/oder Regeleinrichtung ausgebildet sein.The control device is preferably designed to carry out a method according to the invention as described above. The control device according to the invention has the features and advantages already mentioned above. The control device can be designed, for example, as a control and/or regulating device.

Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung umfasst eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Steuervorrichtung oder ist dazu ausgelegt, ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung hat die oben bereits genannten Merkmale und Vorteile.The steering device according to the invention comprises a control device according to the invention as described above or is designed to carry out a method according to the invention as described above. The steering device according to the invention has the features and advantages already mentioned above.

Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst beispielsweise ein Lenkrad und eine mit dem Lenkrad mechanisch verbundene Zahnstange. Die Zahnstange ist mechanisch mit mindestens einem lenkbaren Rad verbindbar ausgestaltet. Es sind auch andere mechanische Verbindungen zwischen dem Bedienelement für den Fahrer, oft als Lenkrad ausgeführt, und den gelenkten Rädern, üblicherweise an der Vorderachse, denkbar. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Lenkeinrichtung eine Überlagerungslenkung, die über ein aktives Element einen zusätzlichen Lenkwinkel einbringen kann oder eine Steer-by-Wire Lenkung ganz ohne mechanische Kopplung sein.The steering device according to the invention for a motor vehicle comprises, for example, a steering wheel and a rack mechanically connected to the steering wheel. The rack is designed to be mechanically connectable to at least one steerable wheel. Other mechanical connections are also conceivable between the driver's control element, often in the form of a steering wheel, and the steered wheels, usually on the front axle. Furthermore, the steering device according to the invention can be a superimposed steering, which can introduce an additional steering angle via an active element, or a steer-by-wire steering without any mechanical coupling.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Lenkvorrichtung. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich zum Beispiel um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Bus, einen Kleinbus handeln.The motor vehicle according to the invention comprises a steering device according to the invention as described above. The motor vehicle can be, for example, a passenger car, a truck, a bus, a minibus.

Das erfindungsgemäße computerimplementiertes Verfahren umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Das erfindungsgemäße Datenträgersignal überträgt das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt. Das erfindungsgemäße computerimplementiertes Verfahren, das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt und das erfindungsgemäße Datenträgersignal haben die bereits genannten Vorteile und ermöglichen ein einfaches und kostengünstiges Nachrüsten von Kraftfahrzeugen für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The computer-implemented method according to the invention comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out a method according to the invention as described above. The computer program product according to the invention comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to carry out a method according to the invention as described above. The data carrier signal according to the invention transmits the computer program product according to the invention. The computer-implemented method according to the invention, the computer program product according to the invention and the data carrier signal according to the invention have the advantages already mentioned and enable motor vehicles to be retrofitted easily and inexpensively for the application of the method according to the invention.

Die vorliegende Erfindung hat insgesamt den Vorteil, dass sie im Zusammenhang mit aktiven Rückstellfunktionen für Lenkungen, insbesondere Lenkräder, ein verbessertes und realistischeres Drehmoment-Feedback für den Nutzer ermöglicht. Weiterhin wird die Fahrsicherheit dadurch verbessert, dass in jedem Fall einer aktiven Rückstellung der Lenkung eine Stabilisierung des Fahrzeuges gewährleistet ist, insbesondere auch in Situationen, in denen das Kraftfahrzeug übersteuert bzw. in denen ein großer Schwimmwinkel an der Hinterachse auftritt.Overall, the present invention has the advantage that it enables improved and more realistic torque feedback for the user in connection with active return functions for steering systems, in particular steering wheels. Furthermore, driving safety is improved in that stabilization of the vehicle is ensured in every case of an active return of the steering, especially in situations in which the motor vehicle oversteers or in which a large sideslip angle occurs on the rear axle.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wird, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the attached figures. Although the invention is illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Die Figuren sind nicht notwendigerweise detailgetreu und maßstabsgetreu und können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um einen besseren Überblick zu bieten. Daher sind hier offenbarte funktionale Einzelheiten nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als anschauliche Grundlage, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik Anleitung bietet, um die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise einzusetzen.The figures are not necessarily detailed or to scale and may be enlarged or reduced in order to provide a better overview. Therefore, the functional details disclosed herein are not to be taken as limiting, but merely as a basis for providing guidance for one skilled in the art to utilize the present invention in various ways.

Der hier verwendete Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, dass die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.

1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
2 zeigt schematisch eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.

As used herein, the term "and/or" when used in a series of two or more items means that each of the listed items can be used alone, or any combination of two or more of the listed items can be used. For example, if a composition is described as containing components A, B and/or C, composition A alone; B alone; C alone; A and B in combination; A and C in combination; B and C in combination; or A, B, and C in combination.

1 shows schematically a motor vehicle with a steering device according to the invention with a control device according to the invention.
2 shows schematically an embodiment variant of a method according to the invention in the form of a flowchart.

1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit nichtgelenkten Hinterrädern 10 und gelenkten Vorderädern 11, welche über Spurstangen 16 von einer Zahnstange 14 betätigt werden. Die Zahnstange 14 ist wiederum über eine Lenksäule 13 an das Lenkrad 12 gekoppelt. Eine Servounterstützung bestehend aus einem Motor 15 nebst entsprechendem Steuergerät 30 ist vorhanden und unterstützt den Kraftaufwand eines Fahrers. 1 shows schematically a motor vehicle 1 with non-steered rear wheels 10 and steered front wheels 11, which are actuated by a steering rack 14 via tie rods 16. The toothed rack 14 is in turn coupled to the steering wheel 12 via a steering column 13 . A power assistance consisting of a motor 15 together with a corresponding control unit 30 is present and supports the driver's effort.

Das Fahrzeug 1 bewegt sich in seinem Schwerpunkt 17 mit einer Momentangeschwindigkeit v_c, welche einen Schwimmwinkel β_c zur Längsachse 2 einschließt und mit einer momentanen Drehrate ψ in der Ebene. Über die geometrischen Verhältnisse kann nun für andere Punkte des Fahrzeugs 1, insbesondere für die Vorderachse, eine entsprechende Vorderachsmomentangeschwindigkeit v_f und der entsprechende Vorderachsschwimmwinkel β_f ermittelt werden. Der Radlenkwinkel ist mit δ gekennzeichnet. Der Winkel zwischen der Mittelachse 3 der gelenkten Räder 11 und der momentanen Vorderachsgeschwindigkeit v_f wird als Vorderradschräglaufwinkel α_f definiert.The vehicle 1 moves in its center of gravity 17 at an instantaneous speed v _c , which encloses a sideslip angle β _c to the longitudinal axis 2 and at an instantaneous rate of rotation ψ in the plane. A corresponding instantaneous front-axle speed v _f and the corresponding front-axle slip angle β _f can now be determined via the geometric relationships for other points of the vehicle 1, in particular for the front axle. The wheel steering angle is marked with δ. The angle between the central axis 3 of the steered wheels 11 and the instantaneous front axle speed v _f is defined as the front wheel slip angle α _f .

Das Lenksystem, bestehend aus Lenkrad 12, Lenksäule 13, Zahnstange 14, Servomotor 15 zur Servounterstützung, einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 30 und Spurstangen 16 ist beispielhaft zu sehen und kann durch anders gestaltete Lenksystem ersetzt werden. Insbesondere kann die mechanische Kopplung zwischen dem Lenkrad 12 und den gelenkten Rädern 11 unterbrochen werden, indem man auf die Lenksäule 13 verzichtet und die Zahnstange 14 mit einem eigenen Servomotor betreibt oder gar jedes gelenkte Rad 11 mit einem eigenen Motor auslenkt.The steering system, consisting of steering wheel 12, steering column 13, rack 14, servomotor 15 for power assistance, a control device 30 according to the invention and tie rods 16 is to be seen as an example and can be replaced by a differently designed steering system. In particular, the mechanical coupling between the steering wheel 12 and the steered wheels 11 can be interrupted by dispensing with the steering column 13 and operating the rack 14 with its own servomotor or even deflecting each steered wheel 11 with its own motor.

Da wegen der ausgeführten Lenkungskinematik der Zahnstange 14 mit den Spurstangen 16 die gelenkten Vorderräder 11 nicht zwangsweise parallel stehen, kann ein arithmetischer Mittelwert der Vorderradlenkwinkel genutzt werden.Since the steering kinematics of the rack 14 with the tie rods 16 do not necessarily mean that the steered front wheels 11 are parallel, an arithmetic mean of the front wheel steering angles can be used.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 30 umfasst eine Einrichtung 31 zum Erfassen des aktuellen Lenkwinkels δ, zum Beispiel des Lenkrades 12 oder der lenkbaren Räder 11, bezogen auf eine Ausgangsposition, eine Einrichtung (32) zum Bestimmen des Schräglaufwinkels der lenkbaren Räder und eine Auswertungseinrichtung 33 zum Festlegen einer Zieleinstellung des Lenkwinkels der Lenkung, zum Beispiel des Lenkrades. Dabei sind die Einrichtung zum Erfassen des aktuellen Lenkwinkels und Einrichtung zum Bestimmen des Schräglaufwinkels 32 zur Signalübertragung mit der Auswertungseinrichtung 33 verbunden. Dies ist durch Pfeile gekennzeichnet.The control device 30 according to the invention comprises a device 31 for detecting the current steering angle δ, e.g Target setting of the steering angle of the steering, for example the steering wheel. The device for detecting the current steering angle and the device for determining the slip angle 32 are connected to the evaluation device 33 for signal transmission. This is indicated by arrows.

Die Auswertungseinrichtung 33 ist zum Festlegen einer Zieleinstellung des Lenkwinkels für eine aktive Rückstellung der Auslenkung basierend auf dem Schräglaufwinkel der lenkbaren Räder so ausgelegt, dass der Schräglaufwinkel der gelenkten Räder in der Zieleinstellung Null Grad beträgt. Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung zum Ermitteln und Ausgeben eines Rückstellmoments ausgelegt..The evaluation device 33 is designed to determine a target setting of the steering angle for an active return of the deflection based on the slip angle of the steerable wheels such that the slip angle of the steered wheels is zero degrees in the target setting. The evaluation device is preferably designed to determine and output a restoring torque.

In dem in der 2 gezeigten Verfahren zur aktiven Rückstellung der Auslenkung eines Lenkrades 12 eines Kraftfahrzeuges 1 wird in einem ersten Schritt 21 der Lenkwinkel der Lenkung, zum Beispiel der Radlenkwinkel δ und/oder der Auslenkwinkel des Lenkrades 12 bezogen auf eine Ausgangsposition erfasst und daraus ein mittlerer Lenkwinkel der lenkbaren Räder bestimmt. Zum Beispiel kann ein mittlerer Lenkwinkel der Vorderräder 11 errechnet werden.In the in the 2 In the method shown for actively restoring the deflection of a steering wheel 12 of a motor vehicle 1, in a first step 21 the steering angle of the steering, for example the wheel steering angle δ and/or the deflection angle of the steering wheel 12 in relation to an initial position, is recorded and from this an average steering angle of the steerable wheels definitely. For example, an average steering angle of the front wheels 11 can be calculated.

In einen zweiten Schritt 22 wird der Schräglaufwinkel der lenkbaren Räder bestimmt. Dazu kann der aktuelle Schwimmwinkel β_c des Kraftfahrzeugs erfasst und daraus der aktuelle Vorderachsschwimmwinkel β_f errechnet. Es kann nun der mittlere Lenkwinkel der Vorderräder 11 mit dem Vorderachsschwimmwinkel β_f verglichen werden, um daraus den Vorderradschräglaufwinkel α_f zu berechnen.In a second step 22, the slip angle of the steerable wheels is determined. For this purpose, the current float angle β _c of the motor vehicle can be recorded and the current front axle float angle β _f can be calculated therefrom. The average steering angle of the front wheels 11 can now be compared with the front axle slip angle β _f in order to calculate the front wheel slip angle α _f therefrom.

In Schritt 23 wird eine Zieleinstellung des Lenkwinkels für eine aktive Rückstellung der Auslenkung basierend auf dem Schräglaufwinkel α_f der lenkbaren Räder so festgelegt wird, dass der Schräglaufwinkel der gelenkten Räder in der Zieleinstellung Null Grad beträgt. In Schritt 24 kann basierend auf dem Vorderradschräglaufwinkel α_f und/oder der Zieleinstellung des Lenkwinkels ein unterstützendes Rückstellmoment ermittelt, vorzugsweise berechnet, werden. Dieses zur aktiven Rückstellung erforderliche Drehmoment kann als am Lenkrad eingreifendes Feedback-Drehmoment generiert werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die festgelegte Zieleinstellung und/oder das bestimmte, zur aktiven Rückstellung erforderliche Drehmoment in Form eines Signals an die Steuervorrichtung zur Steuerung der aktiven Rückstellfunktion ausgegeben werden.In step 23, a target setting of the steering angle for an active return of the deflection is determined based on the slip angle α _f of the steerable wheels such that the slip angle of the steered wheels in the target setting is zero degrees. In step 24, based on the front wheel slip angle α _f and/or the target setting of the steering angle, a supporting restoring torque can be determined, preferably calculated. This active return torque can be generated as feedback torque applied to the steering wheel. In addition or as an alternative to this, the specified target setting and/or the specific torque required for active resetting can be output in the form of a signal to the control device for controlling the active resetting function.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung werden zur Bestimmung des Schräglaufwinkels verschiedene Größen des elektrischen Lenksystems erfasst. Dazu gehören das vom Fahrer am Lenkrad 12 eingebrachte Lenkraddrehmoment und das vom Servomotor 15 aufgebrachte unterstützende Lenkmoment. Vorteilhaft können noch weitere Werte, beispielsweise die aktuelle Lenkradwinkelgeschwindigkeit eingelesen werden. Aus diesen Größen wird die von den Spurstangen 16 auf die Zahnstange 14 wirkende Rückstellkraft der Reifen errechnet. Das kann über ein Drehmomentengleichgewicht, eventuell mit Ausgleich dynamischer Lasten und Reibungslasten geschehen. Vorteilhaft kann auch über Rückführung bekannter Werte ein Beobachtermodell eingesetzt werden. Aus der von den Spurstangen 16 auf die Zahnstange 14 wirkenden Rückstellkraft der Reifen wird auf den Vorderradschräglaufwinkel α_f geschlossen.In an alternative embodiment of the invention, different variables of the electric steering system are detected to determine the slip angle. These include the steering wheel torque applied by the driver to the steering wheel 12 and the supporting steering torque applied by the servo motor 15 . Further values, for example the current steering wheel angle speed, can also be read in. The restoring force of the tires acting on the rack 14 from the tie rods 16 is calculated from these variables. This can be done via a torque balance, possibly with balancing of dynamic loads and friction loads. An observer model can also be used advantageously by returning known values. The front wheel slip angle α _f is deduced from the restoring force of the tires acting on the rack 14 from the tie rods 16 .

Im vierten Schritt 24 wird wiederum erfindungsgemäß basierend auf dem Vorderradschräglaufwinkel α_f ein unterstützendes Rückstellmoment berechnet. Dieses zur aktiven Rückstellung erforderliche Drehmoment kann als am Lenkrad eingreifendes Feedback-Drehmoment generiert werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die festgelegte Zieleinstellung und/oder das bestimmte, zur aktiven Rückstellung erforderliche Drehmoment in Form eines Signals an die Steuervorrichtung zur Steuerung der aktiven Rückstellfunktion ausgegeben werden.In the fourth step 24, a supporting restoring torque is again calculated according to the invention based on the front wheel slip angle α _f . This active return torque can be generated as feedback torque applied to the steering wheel. In addition or as an alternative to this, the specified target setting and/or the specific torque required for active resetting can be output in the form of a signal to the control device for controlling the active resetting function.

BezugszeichenlisteReference List

11: Kraftfahrzeugmotor vehicle
22: Längsachselongitudinal axis
33: Mittelachsecentral axis
1010: Hinterräderrear wheels
1111: Vorderräderfront wheels
1212: Lenkradsteering wheel
1313: Lenksäulesteering column
1414: Zahnstangerack
1515: Servomotorservo motor
1616: Spurstangentie rods
1717: Schwerpunktmain emphasis
2121: Lenkwinkel bezogen auf eine Ausgangsposition erfassen und mittleren Lenkwinkel der lenkbaren Räder bestimmenDetect the steering angle based on a starting position and determine the mean steering angle of the steerable wheels
2222: Schräglaufwinkel der lenkbaren Räder bestimmenDetermine the slip angle of the steerable wheels
2323: Zieleinstellung des Lenkwinkels für eine aktive Rückstellung der Auslenkung basierend auf dem Schräglaufwinkel α_f der lenkbaren Räder so festlegen, dass der Schräglaufwinkel der gelenkten Räder in der Zieleinstellung Null Grad beträgtSet the target setting of the steering angle for an active return of the deflection based on the slip angle α _f of the steerable wheels so that the slip angle of the steered wheels is zero degrees in the target setting
2424: unterstützendes Rückstellmoment ermittelnDetermine supporting restoring torque
3030: Steuervorrichtungcontrol device
3131: Einrichtung zum Erfassen des aktuellen LenkwinkelsDevice for detecting the current steering angle
3232: Einrichtung zum Bestimmen des Schräglaufwinkels der lenkbaren RäderDevice for determining the slip angle of the steerable wheels
3333: Auswertungseinrichtungevaluation device
vcvc: Momentangeschwindigkeitinstantaneous speed
vfvf: Vorderachsmomentangeschwindigkeitfront axle instantaneous speed
αfαf: VorderradschräglaufwinkelFront Wheel Slip Angle
βcβc: Schwimmwinkelslip angle
βfβf: Vorderachsschwimmwinkelfront axle slip angle
δδ: Radlenkwinkelwheel steering angle
ψψ: Drehrateturn rate

Claims

Method for actively resetting the deflection of a steering system of a motor vehicle (1), the motor vehicle (1) comprising an axle with a number of steerable wheels (11) and a steering device of a control device (30) with an active resetting function, characterized in that - the steering angle is detected in relation to an initial position and from this a mean steering angle δ of the steerable wheels is determined (21), - the slip angle α _f of the steerable wheels (11) is determined (22), - a target setting of the steering angle for active resetting of the deflection is set based on the slip angle α _f of the steerable wheels (11) so that the slip angle α _f of the steered wheels is zero degrees in the target setting (23).

procedure according to claim 1 , characterized in that the side slip angle β _c of the motor vehicle (1) is determined and the slip angle α _f is determined based on the side slip angle β _c of the motor vehicle (1).

procedure according to claim 1 or 2 , characterized in that the side slip angle β _f of the axle of the steerable wheels (11) is determined and the slip angle α _f is determined based on the side slip angle β _f of the axle.

procedure according to claim 1 , characterized in that the steering restoring force of the steerable wheels (11) is determined and the slip angle α _f of the steerable wheels (11) is determined based on the steering restoring force.

procedure according to claim 4 , characterized in that the steering restoring force is estimated and/or is detected by means of a sensor and/or is determined from measurement data of existing sensors and/or control signals.

procedure according to claim 4 or 5 , characterized in that the steering restoring force is determined by means of a torsion sensor and/or a steering angle acceleration and/or by means of a steering system friction model.

Method according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the slip angle α _f is detected by a sensor.

Method according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the slip angle α _f is determined by means of the yaw rate and/or the lateral acceleration of the vehicle and/or the speed of at least one wheel (11) and/or by means of a steering system friction model.

Method according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the torque required for active resetting is determined (24).

procedure according to claim 9 , characterized in that the torque required for active resetting is generated as a feedback torque acting on the steering wheel (12) and/or the steering wheel (12) is brought into the target setting of the steering angle.

Method according to one of Claims 1 until 10 , characterized in that a signal is output to the control device (30) for actively resetting the deflection of the steering wheel (12).

Control device (30) for actively resetting the deflection of a steering system of a motor vehicle (1) with a number of steerable wheels (11), characterized in that the control device (30) has a device for detecting the steering angle in relation to an initial position (31), a device (32) for determining the slip angle of the steerable wheels and an evaluation device (33) for determining a target setting of the steering angle for an active return of the deflection based on the slip angle of the steerable wheels so that the slip angle of the steered wheels is zero degrees in the target setting.

Steering device for a motor vehicle (1), characterized in that the steering device according to a control device (30). claim 12 includes and / or is designed to a method according to any one of Claims 1 until 11 to execute.

Motor vehicle (1) with a number of steerable wheels (11), which according to a steering device Claim 13 includes.

A computer-implemented method, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out a method according to any one of Claims 1 until 11 to execute.

Computer program product, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to carry out a method according to any one of Claims 1 until 11 to execute.

Data carrier signal, which the computer program product according to Claim 16 transmits.