DE102009002710B4 - Method for determining an understeering behavior of a motor vehicle - Google Patents

Method for determining an understeering behavior of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei ein momentanes Untersteuerverhalten des Kraftfahrzeugs, bestimmt wird, wobei ein erster ermittelter Wert für ein Untersteuerverhalten (US[%],suspect) von einem ESP-System oder einem zentralen Fahrdynamikrechner unter Verwendung eines zweiten ermittelten Werts für ein Untersteuerverhalten (US[%],transv.) zur Bestimmung eines für wahr erachteten Werts des momentanen Untersteuerverhaltens (US[%],trust) plausibilisiert oder verrechnet wird, wobei der zweite Wert auf Grundlage einer Größe, die geeignet zur Beschreibung eines an der Vorderachse des Kraftfahrzeugs wirkenden Kraftverlaufs (FQ) ist, ermittelt wird, wobei als zweiter ermittelter Wert für das Untersteuerverhalten (US[%],transv.) ein Verlauf und/oder ein Gradient (dFQ/dt) einer gemessenen Zahnstangenkraft (FZ,meas) oder ein durch einen Schätzer (104) ermittelter Wert einer Zahnstangenkraft (FZ,est.) einer Zahnstange eines Lenksystems des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird, und wobei der für wahr erachtete Wert des momentanen Untersteuerverhaltens (US[%],trust) zu Steuerungs- und Regelungszwecken von Aktuatoren des Kraftfahrzeugs verwendet wird.A method for operating a motor vehicle, a momentary understeering behavior of the motor vehicle being determined, a first determined value for an understeering behavior (US [%], suspect) from an ESP system or a central vehicle dynamics computer using a second determined value for an understeering behavior (US [%], transv.) To determine a true value of the current understeering behavior (US [%], trust) is plausibility checked or offset, the second value being based on a variable that is suitable for describing an on the front axle of the Motor vehicle acting force curve (FQ) is determined, the second determined value for the understeering behavior (US [%], transv.) Being a course and / or a gradient (dFQ / dt) of a measured rack force (FZ, meas) or a The value of a rack force (FZ, est.) of a rack of a steering system of the motor vehicle determined by an estimator (104) is taken into account, and where where the value of the current understeer behavior (US [%], trust) that is considered to be true is used for control and regulation purposes of actuators of the motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei ein momentanes Untersteuerverhalten des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.The invention relates to a method for operating a motor vehicle, an instantaneous understeering behavior of the motor vehicle being determined.

In der deutschen Anmeldung DE10 2007 000 995 A1 wird ein Verfahren für den Betrieb einer Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei dem ein Maß für ein momentanes Untersteuerverhalten ermittelt und ausgewertet wird. In dieser Anmeldung ist ein Zusammenhang zwischen dem Schräglaufwinkel und Zahnstangenkraft offenbart.In the German registration DE10 2007 000 995 A1 A method is proposed for the operation of a superimposed steering system for a motor vehicle, in which a measure for an instantaneous understeering behavior is determined and evaluated. In this application, a relationship between the slip angle and rack force is disclosed.

Ferner ist aus der DE 10 2006 019 790 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei ein momentanes Untersteuerverhalten des Kraftfahrzeugs, bestimmt wird, und wobei ein Wert für das Untersteuerverhalten auf Grundlage einer Größe ermittelt wird, die geeignet zur Beschreibung eines an der Vorderachse des Kraftfahrzeugs wirkenden Kraftverlaufs ist.Furthermore, from the DE 10 2006 019 790 A1 a method for operating a motor vehicle is known, wherein an instantaneous understeer behavior of the motor vehicle is determined, and wherein a value for the understeer behavior is determined on the basis of a variable which is suitable for describing a force profile acting on the front axle of the motor vehicle.

Die Aufgabe der Erfindung besteht vorliegend darin, ein Verfahren mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich der Ermittlung eines Untersteuerverhaltens eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.The object of the invention is to provide a method with improved properties with regard to the determination of an understeering behavior of a motor vehicle.

Die Lösung vorstehend genannter Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The above-mentioned object is achieved by a method with the features of claim 1. Advantageous developments result from the subclaims.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem ein erster ermittelter Wert für ein Untersteuerverhalten unter Verwendung eines zweiten ermittelten Werts für ein Untersteuerverhalten zur Bestimmung eines für wahr erachteten Werts des momentanen Untersteuerverhaltens plausibilisiert oder verrechnet wird, wobei der zweite Wert auf Grundlage einer Größe, die geeignet zur Beschreibung eines an der Vorderachse des Kraftfahrzeugs wirkenden Kraftverlaufs ist, ermittelt wird, wobei als zweiter ermittelter Wert für das Untersteuerverhalten ein Verlauf und/oder ein Gradient einer gemessenen Zahnstangenkraft oder ein durch einen ermittelter Wert einer Zahnstangenkraft einer Zahnstange eines Lenksystems des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird, und wobei der für wahr erachtete Wert des momentanen Untersteuerverhaltens zu Steuerungs- und Regelungszwecken von Aktuatoren des Kraftfahrzeugs verwendet wird.According to the invention, a method is provided in which a first determined value for an understeering behavior is checked for plausibility or offset using a second determined value for an understeering behavior to determine a value of the current understeering behavior that is considered to be true, the second value being based on a variable which is suitable for describing a force profile acting on the front axle of the motor vehicle is determined, with a profile and / or a gradient of a measured rack force or a determined value of a rack force of a rack of a steering system of the motor vehicle being taken into account as the second determined value for the understeering behavior and the value of the current understeering behavior that is deemed to be true is used for control and regulation purposes of actuators of the motor vehicle.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 anhand der 1 und 2 ausführlich beschrieben.Further refinements of the invention are specified in the subclaims and are described in connection with the method according to the invention with the features of claim 1 with reference to FIG 1 and 2 described in detail.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In der Funktionseinheit 100 werden einer Verrechnungsstelle 102 ein erster ermittelter Wert für ein Untersteuerverhalten US[%],suspect und ein zweiter ermittelter Wert für ein Untersteuerverhalten US[%],transv. zugeführt. Der erste ermittelte Wert für das Untersteuerverhalten US[%],suspect stammt dabei aus einer als „unsicher“ erachteten externen Quelle 103. Dieser Wert wird potentiell als falsch oder mit einer für bestimmte Anwendungen zu hohen Abweichung behaftetet eingestuft. Hierbei handelt es sich um einen zentralen Fahrdynamik-Rechner oder ein ESP-System. In einer Funktionseinheit 101 wird der zweite Wert ermittelt, der auf Grundlage einer den Kraftverlauf FQ (Querkraft) des Kraftfahrzeugs beschreibenden Größe basiert. Der Kraftverlauf FQ steht repräsentativ für die an der Vorderachse des Kraftfahrzeugs wirkenden Kräfte. 1 shows an embodiment of the method according to the invention.
In the functional unit 100 become a clearing house 102 a first determined value for an understeer behavior US [%], suspect and a second determined value for an understeer behavior US [%], transv. fed. The first determined value for the understeering behavior US [%], suspect comes from an external source that is considered "uncertain" 103 . This value is classified as potentially incorrect or with a deviation that is too high for certain applications. This is a central vehicle dynamics computer or an ESP system. In one functional unit 101 the second value is determined, which is based on a variable describing the force curve F Q (transverse force) of the motor vehicle. The force curve F Q is representative of the forces acting on the front axle of the motor vehicle.

Diese Kraft entsteht durch Seitenführungskräfte der Reifen. Aufgrund der bekannten Zusammenhänge zwischen Rückstellmoment des Reifens und der Achsgeometrie wirken diese Kräfte neben der entsprechenden Gegenkraft (Hand- und Servomoment) auf die Zahnstange des Lenksystems. Es ist vorgesehen, dass der Funktionseinheit 101 weitere Fahrzeuggrößen zugeführt werden. Insbesondere kommen dabei ein Reibwert µ, der die Reibung zwischen Straße und Reifen beschreibt, ein Rad- oder Summenlenkwinkel δRLW, ein fahrerseitig eingeleiteter Lenkwinkel ös, sowie auch eine Gierrate ψ̇ und eine Querbeschleunigung ay, sowie eine Fahrzeuggeschwindigkeit v oder weitere Größen, die die Bewegung des Kraftfahrzeugs beschreiben, in Betracht.This force is created by the cornering forces of the tires. Due to the known relationships between the restoring torque of the tire and the axle geometry, these forces act on the steering rack of the steering system in addition to the corresponding counterforce (manual and servo torque). It is intended that the functional unit 101 other vehicle sizes can be supplied. In particular, a coefficient of friction µ, which describes the friction between the road and the tires, a wheel or total steering angle δ RLW , a driver-initiated steering angle ös, as well as a yaw rate ψ̇ and a lateral acceleration a y , as well as a vehicle speed v or other variables that describe the movement of the motor vehicle into consideration.

Zur Bestimmung des momentanen Untersteuerverhaltens des Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass der erste ermittelte Wert für das Untersteuerverhalten US[%],suspect unter Verwendung des zweiten ermittelten Werts für das Untersteuerverhalten US[%],transv. zur Bestimmung eines für wahr erachteten Werts des momentanen Untersteuerverhaltens US[%],trust plausibilisiert oder verrechnet wird. Der zweite Wert ist dabei auf der Grundlage einer Größe ermittelt, die geeignet ist, ein an der Vorderachse des Kraftfahrzeugs wirkenden Kraftverlauf FQ zu beschreiben. Hierzu zählt eine berechnete Zahnstangenkraft FZ,est., die mittels eines Schätzers 104 ermittelt wird, oder eine gemessene Zahnstangenkraft FZ,meas, die mittels eines Kraftsensors 105 ermittelt wird. Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine gemessene Zahnstangenkraft FZ,meas. oder ein durch einen Schätzer 104 ermittelter angenommener Wert einer Zahnstangenkraft FZ,est, den Kraftverlauf FQ repräsentiert.To determine the current understeering behavior of the motor vehicle, it is provided that the first determined value for the understeering behavior US [%], suspect using the second determined value for the understeering behavior US [%], transv. to determine a value considered to be true of the current under-tax behavior US [%], trust is checked for plausibility or offset. The second value is determined on the basis of a variable that is suitable for describing a force profile F Q acting on the front axle of the motor vehicle. This includes a calculated rack force F Z , est ., Which is determined by means of an estimator 104 is determined, or a measured rack force F Z, meas , which by means of a force sensor 105 is determined. According to the invention it is provided that a measured rack force F Z , meas . or one by an appraiser 104 determined assumed value of a rack force F Z, est, which represents the force curve F Q.

Bezüglich der Ermittlung einer Zahnstangenkraft FZ,est. mittels einer Berechnung wird an dieser Stelle auf die Anmeldung DE 10 2009 002 706 A1 verwiesen.Regarding the determination of a rack force F Z, est . a calculation is made at this point on the registration DE 10 2009 002 706 A1 referenced.

2 zeigt einen typischen Kraftverlauf FQ der Reifenrückstellkraft bzw. einer Zahnstangenkraft Fz in Abhängigkeit des Schräglaufwinkels α. 2 shows a typical force curve F Q of the tire restoring force or a rack force Fz as a function of the slip angle α.

In dem eingezeichneten Punkt P' stellt sich eine Sättigung des Kraftverlaufs FQ ein, wobei rechts des Punktes von einem „wahren“ oder tatsächlich vorliegenden Untersteuerverhalten ausgegangen wird, linksseitig des Punkts P' wird hingegen von einem Nicht-Vorliegen eines Untersteuerverhaltens ausgegangen.A saturation of the force curve F Q occurs at the drawn point P ', with a “true” or actually present understeer behavior being assumed to the right of the point, while on the left of point P' it is assumed that no understeer behavior is present.

Aus dieser Erkenntnis heraus ist es vorgesehen, den Verlauf der Größe, die den Kraftverlauf FQ beschreibt, und/oder einen Gradienten dFQ/dt dieser Größe, zu analysieren und bei der Bestimmung des für wahr erachteten Werts des momentanen Untersteuerverhaltens US[%],trust zu berücksichtigen.Based on this knowledge, it is intended to analyze the course of the variable that describes the force course F Q and / or a gradient dF Q / dt of this variable and to determine the value of the current understeer behavior US [%] to consider trust.

Die Erfindung sieht des Weiteren vor, dass ein Grenzwert des Gradienten th(dFQ/dt) festgelegt wird und zur Bestimmung des zweiten ermittelten Werts für das Untersteuerverhalten US[%],transv. verwendet wird.The invention further provides that a limit value of the gradient th (dF Q / dt) is established and to determine the second determined value for the understeering behavior US [%], transv. is used.

Des Weiteren ist es Vorgesehen, dass zusätzliche fahrdynamische Bewegungsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder ein gemessener oder berechneter Reibwert µ zur Bestimmung des zweiten ermittelten Werts für das Untersteuerverhalten US[%],transv. verwendet werden. Hierzu zählen die zuvor genannten Größen: Der Radlenkwinkel δRLW, die Gierrate ψ̇, die Querbeschleunigung ay oder die Fahrzeuggeschwindigkeit v.Furthermore, it is provided that additional dynamic driving movement variables of the motor vehicle and / or a measured or calculated coefficient of friction μ for determining the second determined value for the understeering behavior US [%], transv. be used. These include the aforementioned variables: the wheel steering angle δ RLW , the yaw rate ψ̇, the transverse acceleration a y or the vehicle speed v.

Eine konkrete Nutzungsanwendung des Verfahrens sieht vor, dass der für wahr erachtete Wert des momentanen Untersteuerverhaltens US[%],trust zu Steuerungs- und Regelungszwecken eines Aktuators eines EPS- Lenksystems 107 des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Hierzu zählt im Wesentlichen die Generierung einer Sollwertvorgabe für das Servomoment Ms oder den Zusatzlenkwinkel δZLW.A specific application of the method provides that the value of the current understeering behavior US [%], trust , which is considered to be true, is used for control and regulation purposes of an actuator of an EPS steering system 107 of the motor vehicle is used. This essentially includes the generation of a setpoint specification for the servo torque Ms or the additional steering angle δ ZLW .

Eine weitere erfinderische Anwendung des Verfahren sieht vor, dass der für wahr erachtete Wert des momentanen Untersteuerverhaltens US[%],trust zu Steuerungs- und Regelungszwecken von weiteren Aktuatoren 106 des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Hierzu zählen Fahrwerk- (AFR), Antriebs- und Bremskomponenten (ABS, ESP).Another inventive application of the method provides that the value of the current understeering behavior US [%], trust, which is considered to be true, is used for control and regulation purposes of further actuators 106 of the motor vehicle is used. These include chassis (AFR), drive and brake components (ABS, ESP).

Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass fahrzeugglobale Strategien unter Verwendung des für wahr erachteten Werts des momentanen Untersteuerverhaltens US[%],trust entwickelt und beeinflusst werden. Insbesondere ist die Verwendung in deren Softwaremodule zur Umsetzung eines computerimplementierten Betriebs- und Arbeitsverfahrens vorgesehen.In addition, it is envisaged that global vehicle strategies will be developed and influenced using the value of the current understeering behavior US [%], trust , which is considered to be true. In particular, it is intended to be used in their software modules to implement a computer-implemented operating and working method.

Gemäß der Erfindung ist es in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein binärer Wert des für wahr erachten Werts des momentanen Untersteuerverhaltens US[%],trust entsprechend des logischen Werts „untersteuernd“ oder „nicht-untersteuernd“ erzeugt und weiterverarbeitet wird.According to the invention, a further advantageous embodiment of the invention provides that a binary value of the value of the current understeering behavior US [%], trust , which is considered to be true, is generated and processed further according to the logical value "understeering" or "not understeering".

Claims (6)

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei ein momentanes Untersteuerverhalten des Kraftfahrzeugs, bestimmt wird, wobei ein erster ermittelter Wert für ein Untersteuerverhalten (US[%],suspect) von einem ESP-System oder einem zentralen Fahrdynamikrechner unter Verwendung eines zweiten ermittelten Werts für ein Untersteuerverhalten (US[%],transv.) zur Bestimmung eines für wahr erachteten Werts des momentanen Untersteuerverhaltens (US[%],trust) plausibilisiert oder verrechnet wird, wobei der zweite Wert auf Grundlage einer Größe, die geeignet zur Beschreibung eines an der Vorderachse des Kraftfahrzeugs wirkenden Kraftverlaufs (FQ) ist, ermittelt wird, wobei als zweiter ermittelter Wert für das Untersteuerverhalten (US[%],transv.) ein Verlauf und/oder ein Gradient (dFQ/dt) einer gemessenen Zahnstangenkraft (FZ,meas) oder ein durch einen Schätzer (104) ermittelter Wert einer Zahnstangenkraft (FZ,est.) einer Zahnstange eines Lenksystems des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird, und wobei der für wahr erachtete Wert des momentanen Untersteuerverhaltens (US[%],trust) zu Steuerungs- und Regelungszwecken von Aktuatoren des Kraftfahrzeugs verwendet wird.A method for operating a motor vehicle, a momentary understeering behavior of the motor vehicle being determined, a first determined value for an understeering behavior (US [%], suspect ) from an ESP system or a central vehicle dynamics computer using a second determined value for an understeering behavior (US [%], transv.) To determine a true value of the current understeering behavior (US [%], trust ) is plausibility checked or offset, the second value being based on a variable that is suitable for describing an on the front axle of the Motor vehicle acting force curve (F Q ) is determined, the second determined value for the understeer behavior (US [%], transv .) Being a curve and / or a gradient (dF Q / dt) of a measured rack force (F Z, meas ) or a value of a rack force (F Z, est. ) of a rack of a steering system of the motor vehicle determined by an estimator (104) t, and the value of the current understeering behavior (US [%], trust ) which is considered to be true is used for control and regulation purposes of actuators of the motor vehicle. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grenzwert des Gradienten (th(dFQ/dt)) festgelegt wird und zur Bestimmung des zweiten Werts für das Untersteuerverhalten (US[%],transv.) verwendet wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a limit value of the gradient (th (dF Q / dt)) is set and is used to determine the second value for the understeering behavior (US [%], transv. ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weitere fahrdynamische Bewegungsgrößen des Kraftfahrzeugs (δRLW, δs, ψ̇, ay, v) und/oder ein gemessener oder berechneter Reibwert (µ) zur Bestimmung des zweiten Werts für das Untersteuerverhalten (US[%],transv.) verwendet werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that further dynamic driving movement variables of the motor vehicle (δ RLW , δs, ψ̇, a y , v) and / or a measured or calculated coefficient of friction (µ) to determine the second value for the understeer behavior (US [%], transv. ) be used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der für wahr erachtete Wert des momentanen Untersteuerverhaltens (US[%],trust) zu Steuerungs- und Regelungszwecken eines Aktuators eines Lenksystems 107 des Kraftfahrzeugs verwendet wird.Method according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the value of the current understeering behavior (US [%], trust ) which is considered to be true is used for control and regulation purposes of an actuator of a steering system 107 of the motor vehicle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des für wahr erachten Werts des momentanen Untersteuerverhaltens (US[%],trust) globale Fahrzeugstrategien beeinflusst werden.Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that global vehicle strategies are influenced depending on the value of the current understeering behavior (US [%], trust ) that is considered to be true. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein binärer Wert des für wahr erachten Werts des momentanen Untersteuerverhaltens (US[%],trust) entsprechend des logischen Werts „untersteuernd“ oder „nicht-untersteuernd“ erzeugt und weiterverarbeitet wird.Method according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a binary value of the value considered to be true of the current understeering behavior (US [%], trust ) is generated and processed according to the logical value "understeering" or "not understeering".
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