| JP10203396 | MOTOR-DRIVEN POWER STEERING DEVICE |
| JP3630278 | MOTOR-DRIVEN POWER STEERING DEVICE |
| JP07186993 | POWER STEERING CONTROLLER |
WEIN, Michael (Winn 16, Seubersdorf, 92358, DE)
REUTER, Mirko (Herzog-Wilhelm-Str. 17, Dachau, 85221, DE)
MEISSNER, Tim (Königsberger Str. 132, Ingolstadt, 85053, DE)
WEIN, Michael (Winn 16, Seubersdorf, 92358, DE)
REUTER, Mirko (Herzog-Wilhelm-Str. 17, Dachau, 85221, DE)
| PATENTANSPRÜCHE: Verfahren zum elektromechanischen Einstellen eines Lenkwinkels an zumindest einer Radachse eines Kraftfahrzeugs (10), bei welchem ein Zusatzlenkwinkel einem durch einen Fahrer mittels einer Lenkhandhabe (14) vorgegebenen Lenkwinkel überlagert oder hinzugefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzlenkwinkel in Abhängigkeit von einem Betriebszustand wenigstens einer Kraftmaschine (20, 22) zum Antreiben eines Rades (16, 18) des Kraftfahrzeugs (10) und/oder zumindest einer diesen Betriebszustand wiedergebenden Größe festgelegt wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die den Betriebszustand der Kraftmaschine (20, 22) wiedergebende Größe ein auf eine Radachse (36, 38) wirkendes Drehmoment ist. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Zusatzlenkwinkels in Abhängigkeit von einer Unterschiedlichkeit zweier Drehmomente festgelegt wird, welche an jeweiligen Radachsen (36, 38) zweier bezüglich einer Längsachse des Kraftfahrzeugs (10) einander gegenüberliegenden Räder (16, 18) wirken. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Zusatzlenkwinkels in Abhängigkeit von einer Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (10), einer Gierrate des Kraftfahrzeugs (10) und dem von dem Fahrer mittels der Lenkhandhabe (14) des Kraftfahrzeugs (10) vorgegebenen Lenkwinkel festgelegt wird. Kraftfahrzeug (10) mit zumindest zwei Kraftmaschinen (20, 22), die auf zwei unterschiedliche, bezüglich einer Fahrzeuglängsachse einander gegenüberliegende Räder (16, 18) arbeiten, und mit einer elektromechanischen Lenkung (12) zum Einstellen eines Lenkwinkels, mittels welcher einem von einem Fahrer mittels einer Lenkhandhabe (14) vorgegebenen Lenkwinkel ein Zusatzlenkwinkel überlagerbar oder hinzufügbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanische Lenkung (12) zumindest eine Steuereinheit (28) umfasst, welche dazu ausgelegt ist, den Zusatzlenkwinkel in Abhängigkeit von dem Betriebszustand wenigstens einer Kraftmaschine (20, 22) zum Antreiben eines Rades (16, 18) des Kraftfahrzeugs ( 0) und/oder zumindest einer diesen Betriebszustand wiedergebenden Größe zu berechnen und einen Aktor derart anzusteuern, dass beim Einstellen des Lenkwinkels dieser Zusatzlenkwinkel dem von dem Fahrer mittels der Lenkhandhabe (14) vorgegebenen Lenkwinkel überlagert oder hinzugefügt wird. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (28) dazu ausgelegt ist, den Zusatzlenkwinkel derart zu berechnen, dass ein von dem Betriebszustand der wenigstens einen Kraftmaschine (20, 22) abhängiges Giermoment durch den Zusatzlenkwinkel kompensierbar ist. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10) Mittel zum Messen und/oder Berechnen einer aktuellen Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (10) sowie einer Gierrate des Kraftfahrzeugs (10) und einen Lenkwinkelsensor zum Feststellen eines von einem Fahrer mittels einer Lenkhandhabe (14) vorgegebenen Lenkwinkels umfasst, wobei die Steuereinheit (28) dazu ausgelegt ist, den Zusatzlenkwinkel in Abhängigkeit von der Gierrate, der Querbeschleunigung und dem vom Fahrer mittels der Lenkhandhabe (14) vorgegebenen Lenkwinkel zu berechnen. |
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektromechanischen Einstellen eines Lenkwinkels der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 5 angegebenen Art.
Für moderne Kraftfahrzeuge ist der Einsatz elektromechanischer Lenksysteme beschrieben. Bei diesen unterscheidet man so genannte„steer by wire"-Lenksysteme von Lenksystemen mit einem Überlagerungsgetriebe. Durch erstere kann eine Lenkvorgabe des Fahrers am Lenkrad mittels eines Sensors festgestellt und dann mittels eines elektromechanischen Aktors ausschließlich elektrisch ausgeführt werden. Es ist auch möglich, der Lenkvorgabe des Fahrers einen Zusatzlenkwinkel hinzuzufügen, um die Stabilität des Kraftfahrzeugs in bestimmten Fahrsituationen zu erhöhen.
Bei Lenksystemen mit Überlagerungsgetrieben kann die Lenkvorgabe des Fahrers durch einen so genannten Überlagerungslenkwinkel überlagert werden. Dieser wird in der Regel durch einen elektrischen Steller eingestellt. Der Lenkwinkel besteht dann aus dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkel und dem Überlagerungslenkwinkel.
Ein Verfahren zum elektromechanischen Einstellen eines Lenkwinkels gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist beispielsweise durch die WO 2004/087486 offenbart.
Für moderne Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb der Räder ist außerdem bekannt, dass unterschiedliche Räder durch verschiedene elektrische Kraftmaschinen des Kraftfahrzeugs angetrieben werden können. Fällt bei derartigen Kraftfahrzeugen nun beispielsweise einer dieser Antriebsmotoren aus, so führt das Kraftfahrzeug eine Gierbewegung aus. Dies vermindert die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort, da der Fahrer aktiv gegenlenken muss, um die ursprüngliche Fahrtrichtung beibehalten zu können. Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum elekt- romechanischen Einstellen eines Lenkwinkels der eingangs genannten Art bereitzustellen, durch welches die Fahrsicherheit und der Fahrkomfort vergrößert werden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.
Um Beeinträchtigungen im Fahrkomfort und bei der Fahrsicherheit - bei- spielsweise beim Ausfall eines Antriebsmotors - zu verhindern bzw. zu reduzieren, wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum elektromechanischen Einstellen eines Lenkwinkels der Zusatzlenkwinkel in Abhängigkeit von einem Betriebszustand wenigstens einer Kraftmaschine zum Antreiben eines Rads des Kraftfahrzeugs und/oder zumindest einer diesen Betriebszustand wiedergebenden Größe festgelegt. Der Zusatzlenkwinkel wird hierdurch besser an aktuelle Fahrsituationen angepasst, so dass das Kraftfahrzeug komfortabler lenkbar und die Fahrsicherheit vergrößert ist. Außerdem wird eine Ausführungsform möglich, bei der es dem Fahrer erleichtert wird, einer unerwünschten Gierbewegung des Kraftfahrzeugs, welche auf einem ungleich starken Antreiben unterschiedlicher Räder - beispielsweise aufgrund des Ausfalls eines Antriebsmotors - beruht, entgegenzuwirken. Der Fahrer muss also lediglich zu Beginn des Lenkvorgangs weiterhin den zum Ausgleich der Gierbewegung erforderlichen Lenkwinkel durch Betätigen des Lenkrads einstellen. Hierdurch sind der Fahrkomfort und die Fahrsicherheit des Kraftfahr- zeugs besonders groß.
Der Betriebszustand der Kraftmaschine wird bei modernen Kraftfahrzeugen in der Regel durch geeignete Steuereinheiten überwacht bzw. festgestellt. Ein derart festgestellter aktueller Betriebszustand kann nun beispielsweise durch Aussenden entsprechender Daten von der Kraftmaschine zu einer Steuereinheit der elektromechanischen Lenkung übermittelt werden.
Die den Betriebszustand der Kraftmaschine wiedergebende Größe kann ein auf eine Radachse wirkendes Drehmoment sein. Dieses kann beispielsweise durch geeignete Sensoren gemessen werden. Mittels des Drehmoments ist der aktuelle Betriebszustand der Kraftmaschine auf einfache Weise feststellbar. Alternativ oder zusätzlich kann das Drehmoment auch aus dem Betriebszustand der elektrischen Kraftmaschine abgeleitet werden, da in der Regel bekannt ist, welcher Betriebszustand der elektrischen Kraftmaschine welches Drehmoment der Radachsen bewirkt. Die Größe des Zusatzlenkwinkels kann nun in Abhängigkeit von einer Unterschiedlichkeit zweier Drehmomente, welche an jeweiligen Radachsen zweier bezüglich einer Längsachse des Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegender Räder wirken, festgelegt werden. Ist der Betriebszustand zweier verschiedener Kraftmaschinen, welche unterschiedliche Räder antreiben, ver- schieden, so spiegelt sich das in der Unterschiedlichkeit der Drehmomente wider. Es kann also einfach festgestellt werden, welche Unterstützungskraft notwendig ist, um eine auf ungleichen Betriebszuständen der Kraftmaschine beruhenden unerwünschten Gierbewegung des Kraftfahrzeugs entgegenzuwirken.
Die Größe des Zusatzlenkwinkels kann in Abhängigkeit von einer Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, einer Gierrate des Kraftfahrzeugs und dem von dem Fahrer mittels der Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs vorgegebenen Lenkwinkel festgelegt werden. Der Zusatzlenkwinkel kann dann so berechnet werden, dass ein durch verschiedene Betriebszustände der Kraftmaschinen bzw. ungleich große Drehmomente verursachtes Giermoment
kompensierbar ist.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist zumindest zwei Kraftmaschinen auf, die auf zwei unterschiedliche, bezüglich einer Längsachse einander gegenüberliegende Rädern arbeiten. Das Kraftfahrzeug umfasst des Weiteren eine elektromechanische Lenkung zum Einstellen eines Lenkwinkels. Durch diese ist einem von einem Fahrer mittels einer Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkwinkel ein Zusatzlenkwinkel überlagerbar oder hinzufügbar. Hierfür um- fasst die elektromechanische Lenkung eine Steuereinheit, welche dazu ausgelegt ist, den Zusatzlenkwinkel in Abhängigkeit von dem Betriebszustand wenigstens einer Kraftmaschine zum Antreiben eines Rades des Kraftfahrzeugs und/oder zumindest einer diesen Betriebszustand wiedergebenden Größen zu berechnen. Ein Aktor der elektromechanischen Lenkung wird dann derart angesteuert, dass dieser Zusatzlenkwinkel beim Einstellen des Lenkwinkels den vom Fahrer mittels der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkwinkel überlagert beziehungsweise diesem hinzugefügt wird. Der Zusatzlenkwinkel ist hierdurch sehr gut an eine aktuelle Fahrsituation anpass- bar. Das Kraftfahrzeug ist komfortabler lenkbar und die Fahrsicherheit vergrößert. Außerdem wird eine Ausführungsform möglich, bei welcher eine auf unterschiedlichen Betriebszuständen verschiedener Kraftmaschinen beruhende Gierbewegung des Kraftfahrzeugs auf komfortable Weise ausgeglichen wird. Der Fahrer muss keine Ausgleichlenkbewegungen durchführen, wodurch die Fahrsicherheit vergrößert ist.
Die Steuereinheit kann dazu ausgelegt sein, den Zusatzlenkwinkel derart zu berechnen, dass ein von dem Betriebszustand der wenigstens einen Kraftmaschine abhängiges Giermoment durch den Zusatzlenkwinkel
kompensierbar ist. Der Fahrer kann den von ihm an der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkwinkel beibehalten, da der Zusatzlenkwinkel der
Gierbewegung des Kraftfahrzeugs entgegenwirkt.
In weiterer Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug Mittel zum Messen und/oder Berechnen einer aktuellen Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs sowie einer Gierrate des Kraftfahrzeugs aufweisen. Es umfasst des Weiteren einen Lenkwinkelsensor zum Feststellen eines von dem Fahrer mittels der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkwinkel. Die Steuereinheit ist in dieser Ausführungsform dazu ausgelegt, den Zusatzlenkwinkel in Abhängigkeit von der Gierrate, der Querbeschleunigung und dem vom Fahrer mittels der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkwinkel zu berechnen. Auf diese Weise kann das auf unterschiedlichen Antriebsmomenten basierende, auf das Kraftfahrzeug bei der Fahrt wirkende Giermoment einfach und genau kompensiert werden.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei die Figur in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer elektromechanischen Lenkung veranschaulicht.
Ein Kraftfahrzeug 10 weist eine elektromechanische Lenkung 12 auf. Diese kann als Überlagerungslenkung ausgeführt sein, bei welcher -beispielsweise mittels eines in einen Lenkstrang eingefügten Getriebes - einem an einer Lenkhandhabe 14 von einem Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkel ein durch einen Elektromotor bereitgestellter Zusatzlenkwinkel überlagerbar ist. Alternativ kann die elektromechanische Lenkung 12 auch als„steer by wire"- Lenksystem ausgeführt sein. Zwei Hinterräder 16, 18 werden durch zwei verschiedene Elektromotoren 20, 22 angetrieben. Es ist vorstellbar, dass auch die Vorderräder 24, 26 durch weitere, verschiedene Elektromotoren angetrieben werden.
Fällt nun der Elektromotor 20 aus, so entsteht bei der Fahrt des Kraftfahr- zeugs 10 ein Giermoment. Dessen Größe hängt von der von dem weiterhin angetriebenen Rad 8 erzeugten Antriebskraft Fa ab. Es ist auch möglich, dass der Elektromotor 20 nur teilweise ausfällt.
Der Ausfall des Elektromotors 12 kann beispielsweise durch eine spezielle, in an sich bekannter Weise ausgebildete Überwachungseinrichtung des Kraftfahrzeugs 0 festgestellt werden. Die Information über den aktuellen Betriebszustand des Elektromotors 20 wird dann von der Überwachungseinrichtung an eine Steuereinheit 28 der elektromechanischen Lenkung übermittelt. Durch diese wird dann der Zusatzlenkwinkel berechnet, durch welchen die durch den Ausfall des Elektromotors 20 entstehende Gierbewegung des Kraftfahrzeugs 10 bei der Fahrt kompensierbar ist.
Handelt es sich bei der elektromechanischen Lenkung 12 um eine Überlagerungslenkung, so veranlasst die Steuereinheit 28 in der Folge, dass dem von dem Fahrer mittels der Lenkhandhabe 14 vorgegebenen Lenkradwinkel der Zusatzlenkwinkel überlagert wird. Dies geschieht in an sich bekannter Weise mittels eines Überlagerungsgetriebes.
Handelt es sich bei der elektromechanischen Lenkung 12 um ein„steer by wire"-Lenksystem, so wird durch die Steuereinheit 28 der Zusatzlenkwinkel dem von dem Fahrer an der Lenkhandhabe 14 vorgegebenen Lenkradwinkel hinzugefügt und veranlasst, dass ein Aktor 30 der elektromechanischen Lenkung 12 den aus Lenkradwinkel und Zusatzlenkwinkel zusammengesetzten Lenkwinkel einstellt.
Der Fahrer kann dann in komfortabler Weise die gewünschte Fahrtrichtung beibehalten, ohne an der Lenkhandhabe 14 den Lenkradwinkel in Folge der Betriebsstörung des Elektromotors 20 zu verändern. Zusätzlich oder alternativ kann auch durch Drehmomentsensoren 32, 34 festgestellt werden, wie groß jeweilige Drehmomente sind, welche durch die Elektromotoren 20, 22 in einer aktuellen Fahrsituation auf jeweilige Radachsen 36, 38 der Räder 16, 18 wirken. Die jeweils festgestellten Größen kön- nen dann ebenfalls von der Steuereinheit 28 dazu benutzt werden, die Größe des Zusatzlenkwinkels zu berechnen, welche notwendig ist, um eine auf unterschiedlichen Drehmomenten verschiedener Antriebsachsen beruhenden Gierbewegung des Kraftfahrzeugs 10 entgegenzuwirken.
Next Patent: INJECTING REFRACTORY SUBSTANCES