DE102017008303A1 - Method for operating a motor vehicle with an actively controllable rear axle steering - Google Patents

Method for operating a motor vehicle with an actively controllable rear axle steering Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit einer aktiv steuerbaren Hinterachslenkung (9),- gemäß welchem bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs (1) die Position eines momentanen Drehpunkts (14) des Kraftfahrzeugs (1) um seine Hochachse (H) modell-gestützt berechnet und mit der Position des tatsächlich ermittelten Drehpunkts verglichen wird,wobei der Drehpunkt (14) als derjenige Punkt auf der Mittellängsachse (M) des Kraftfahrzeugs (1) definiert ist, in welchem die momentane Quergeschwindigkeit (v) bei der Kurvenfahrt einen Null-Wert aufweist.The invention relates to a method for operating a motor vehicle (1) having an actively controllable rear axle steering system (9), according to which the position of a current pivot point (14) of the motor vehicle (1) about its vertical axis (H ) is model-based calculated and compared with the position of the actually determined pivot point, wherein the pivot point (14) as the point on the central longitudinal axis (M) of the motor vehicle (1) is defined, in which the instantaneous lateral velocity (v) when cornering has a zero value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer aktiv steuerbaren Hinterachslenkung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtet/programmiert ist.The invention relates to a method for operating a motor vehicle with an actively controllable rear axle steering. The invention further relates to a motor vehicle with a control / regulating device, which is set up / programmed for carrying out this method.

Kraftfahrzeuge mit einer aktiv steuerbaren Hinterachslenkung erlauben eine Manipulation der Giergeschwindigkeit sowie der Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durch Verstellen des in den Hinterrädern des Kraftfahrzeugs eingestellten, sogenannten Lenkwinkels.Motor vehicles with an actively controllable rear axle steering system allow a manipulation of the yaw rate as well as the transverse speed of the motor vehicle by adjusting the so-called steering angle set in the rear wheels of the motor vehicle.

Vor diesem Hintergrund behandelt die WO 2005/044650 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung eines Drehpunkts eines Kraftfahrzeugs um eine Fahrzeughochachse. Die Vorrichtung ist dabei derart konfiguriert, dass sie den Drehpunkt in Abhängigkeit von einer momentanen Giergeschwindigkeit und einem momentanen Schwimmwinkel des Kraftfahrzeugs bestimmt.Against this background, the WO 2005/044650 A1 an apparatus and a method for determining a pivot point of a motor vehicle about a vehicle vertical axis. The device is configured such that it determines the pivot point in dependence on a current yaw rate and a current slip angle of the motor vehicle.

Das Verhältnis der genannten beiden Zustandsgrößen, also von Quergeschwindigkeit zu Giergeschwindigkeit, kann durch die momentane Position des Drehpunkts des Kraftfahrzeugs um seine Hochachse entlang der Mittellängsachse des Kraftfahrzeugs beschrieben werden. Besagte Position kann aber gerade bei Kurvenfahrten des Kraftfahrfahrzeugs und bei hierfür erforderlichen Lenkeingriffen durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs entlang der Mittellängsachse variieren. Hinzu kommt, dass äußere Störeinflüsse wie beispielsweise Seitenwind zu unerwünschten Querabweichungen beim Befahren einer kurvenförmigen Trajektorie führen, die dann manuell vom Fahrer korrigiert werden müssen.The ratio of said two state variables, that is from lateral velocity to yaw rate, can be described by the instantaneous position of the pivot point of the motor vehicle about its vertical axis along the central longitudinal axis of the motor vehicle. But said position can vary just when cornering of the motor vehicle and required for this steering intervention by the driver of the motor vehicle along the central longitudinal axis. In addition, external disturbances such as side wind lead to undesirable transverse deviations when driving on a curved trajectory, which must then be corrected manually by the driver.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von Verfahren zur Steuerung von Kraftfahrzeugen mit aktiver Hinterachslenkung bei Kurvenfahrten neue Wege aufzuzeigen und insbesondere ein Verfahren zu schaffen, bei welchem unerwünschte Querabweichungen während der Kurvenfahrt zumindest erkannt und im Idealfall sogar automatisch korrigiert werden.It is therefore an object of the present invention, in the development of methods for controlling motor vehicles with active rear axle steering when cornering show new ways and in particular to provide a method in which undesirable transverse deviations are at least recognized during cornering and corrected in the ideal case even automatically.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Grundgedanke der Erfindung ist demnach, bei der Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeugs die Position eines Drehpunkts des Kraftfahrzeugs um eine Hochachse entlang der Mittellängsachse modell-basiert zu berechnen und mit einem tatsächlichen gemessenen Wert zu vergleichen. Auf diese Weise kann eine durch äußere Umgebungseinflüsse erzeugte Querabweichung beim Befahren der kurvenförmigen Trajektorie ermittelt werden, sodass geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen werden können. Typischerweise kann eine solche Gegenmaßnahme eine aktiver Lenkeingriff sein, der mittels der aktiv steuerbaren Hinterachslenkung des Kraftfahrzeugs umgesetzt wird. Mit dem hier vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahren geht eine erhöhte Stabilität des Kraftfahrzeugs beim Befahren der kurvenförmigen Trajektorie einher, auch wenn dieses äußeren Störeinflüssen wie beispielsweise Seitenwind ausgesetzt ist.The basic idea of the invention is therefore to calculate the position of a pivot point of the motor vehicle about a vertical axis along the central longitudinal axis on a model-based basis during cornering of a motor vehicle and to compare it with an actual measured value. In this way, a transverse deviation generated by external environmental influences when driving on the curved trajectory can be determined, so that appropriate countermeasures can be taken. Typically, such a countermeasure may be an active steering intervention, which is implemented by means of the actively controllable rear axle steering of the motor vehicle. With the method according to the invention presented here, an increased stability of the motor vehicle when driving on the curved trajectory is accompanied, even if it is exposed to external disturbing influences such as side wind.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer aktiv steuerbaren Hinterachslenkung wird bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs die Position eines momentanen Drehpunkts des Kraftfahrzeugs um seine Hochachse modell-gestützt berechnet und mit der Position eines tatsächlich mittels Messung ermittelten Drehpunkts verglichen. Dabei ist besagter Drehpunkt als derjenige Punkt auf der Mittellängsachse des Kraftfahrzeugs definiert, in welchem die momentane Quergeschwindigkeit bei der Kurvenfahrt einen Null-Wert aufweist.In the method according to the invention for operating a motor vehicle with an actively controllable rear axle steering system, the position of a current pivot point of the motor vehicle is model-supported about its vertical axis during cornering of the motor vehicle and compared with the position of a pivot point actually determined by means of measurement. In this case, said pivot point is defined as the point on the central longitudinal axis of the motor vehicle, in which the instantaneous transverse speed during cornering has a zero value.

Das hier vorgestellte Verfahren ist aber nicht nur auf Kurvenfahrten des Kraftfahrzeugs beschränkt. So kann bei einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs mithilfe des hier vorgestellten Verfahrens anhand einer Änderung der Position des Drehpunkts auf einen äußeren Störeinfluss geschlossen werden, welcher wiederum durch aktive Lenkeingriffe kompensiert werden kann. In einem solchen Szenario, also bei einer reinen Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs, ist die momentane Position des Drehpunkts nicht definiert. Ändert bzw. ergibt sich ein Drehpunkt ohne einen Fahrer-Lenkeingriff und ohne einen aktiven Lenkeingriff, so lässt sich daraus ableiten, dass eine äußere Störung, beispielsweise hervorgerufen durch Fahrbahnunebenheiten, Seitenwind o.ä. vorliegen muss.However, the method presented here is not limited to cornering of the motor vehicle. Thus, in a straight-ahead driving of the motor vehicle by means of the method presented here based on a change in the position of the pivot point can be concluded on an external interference, which in turn can be compensated by active steering intervention. In such a scenario, ie in a pure straight ahead driving of the motor vehicle, the current position of the pivot point is not defined. Changes or results in a fulcrum without a driver steering intervention and without an active steering intervention, it can be deduced that an external disturbance, caused for example by road bumps, crosswind or similar. must be present.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung wird zur Ermittlung der tatsächlichen Position des Drehpunkts auf der Mittellängsachse die momentane Giergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt, insbesondere gemessen, und ausgewertet. Dies kann mithilfe eines serienmäßig im Kraftfahrzeug verbauten Gierratensensors geschehen. Die separate Bereitstellung eines solchen Gierratensensors im Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit entfallen. Daraus ergeben sich Kostenvorteile bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs.In an advantageous development, the instantaneous yaw rate of the motor vehicle is determined, in particular measured, and evaluated to determine the actual position of the pivot point on the central longitudinal axis. This can be done by means of a yaw rate sensor installed as standard in the motor vehicle. The separate provision of such a yaw rate sensor in the motor vehicle for carrying out the method according to the invention can thus be dispensed with. This results in cost advantages in the production of the motor vehicle.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird zur Ermittlung der tatsächlichen Position des Drehpunkts auf der Mittellängsachse die momentane Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt, insbesondere gemessen, und ausgewertet. Dies kann mithilfe eines oder mehrerer serienmäßig im Kraftfahrzeug verbauten Geschwindigkeitssensoren geschehen. Die separate Bereitstellung eines solchen Geschwindigkeitssensors im Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit entfallen. Auch daraus ergeben sich Kostenvorteile bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs.In a further advantageous development, the instantaneous transverse speed of the motor vehicle is determined, in particular measured, and evaluated to determine the actual position of the pivot point on the central longitudinal axis. This can be done by means of one or more speed sensors built into the motor vehicle as standard. The separate provision of such a speed sensor in the motor vehicle for carrying out the method according to the invention can thus be dispensed with. This also results in cost advantages in the production of the motor vehicle.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird anstelle der Position des Drehpunkts ein Abstand zum Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs berechnet bzw. gemessen. Da besagter Abstand das Verhältnis der Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu seiner Giergeschwindigkeit wiedergibt, kann auf diese Weise eine ungewünschte Querabweichung des Kraftfahrzeugs beim Befahren der Trajektorie ermittelt werden.According to a preferred embodiment of the method, a distance to the center of gravity of the motor vehicle is calculated or measured instead of the position of the pivot point. Since said distance reflects the ratio of the lateral velocity of the motor vehicle to its yaw rate, an undesired transverse deviation of the motor vehicle when driving on the trajectory can be determined in this way.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird als Ergebnis des Vergleichs ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Differenz zwischen dem berechneten und dem gemessenen Drehpunkt bzw. dessen Abstand zum Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Bei dieser Weiterbildung kann besagtes Fehlersignal dazu herangezogen werden, durch einen aktiven Lenkeingriff, der von der steuerbaren Hinterachslenkung ausgeführt wird, einer zu hohen Querabweichung des Kraftfahrzeugs beim Befahren der Trajektorie entgegenzuwirken.According to an advantageous development, as a result of the comparison, an error signal is generated when the difference between the calculated and the measured pivot point or its distance from the center of gravity of the motor vehicle exceeds a predetermined threshold value. In this development, said error signal can be used to counteract by an active steering intervention, which is performed by the controllable Hinterachslenkung, too high a transverse deviation of the motor vehicle when driving on the trajectory.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung wird als Ergebnis des Vergleichs oder in Reaktion auf das Fehlersignal in der Hinterachslenkung ein Lenkeingriff erzeugt, wenn die Differenz zwischen dem berechneten und dem gemessenen Drehpunkt bzw. dessen Abstand zum Schwerpunkt einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Auch bei dieser Weiterbildung kann besagtes Fehlersignal dazu herangezogen werden, durch einen aktiven Lenkeingriff der steuerbaren Hinterachs-lenkung einer zu hohen Querabweichung des Kraftfahrzeugs beim Befahren der Trajektorie entgegenzuwirken.According to another advantageous development, a steering intervention is generated as a result of the comparison or in response to the error signal in the rear axle steering, when the difference between the calculated and the measured pivot point or its distance from the center of gravity exceeds a predetermined threshold. Also in this development, said error signal can be used to counteract by an active steering intervention of the controllable rear-axle steering excessive transverse deflection of the motor vehicle when driving on the trajectory.

Zweckmäßig erfolgt also der Lenkeingriff mittels der aktiven Hinterachslenkung derart, dass sich die momentane Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ändert.Expediently, therefore, the steering intervention by means of the active rear axle steering takes place in such a way that the instantaneous transverse speed of the motor vehicle changes.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird bei der modell-gestützten Berechnung des Drehpunkts wenigstens ein Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs berücksichtigt. Auf diese Weise kann eine besonders genaue Regelung der Differenz zwischen dem berechneten und dem gemessenen Drehpunkt erreicht werden.According to an advantageous development, at least one environmental parameter of the motor vehicle is taken into account in the model-based calculation of the pivot point. In this way, a particularly accurate control of the difference between the calculated and the measured pivot point can be achieved.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung wird der wenigstens eine Umgebungsparameter mittels eines im Kraftfahrzeug verbauten Sensors ermittelt. Dies erlaubt eine präzise Ermittlung besagten Umgebungsparameters, so dass dieser bei der modell-gestützten Berechnung der Drehpunkts-Position besonders genau berücksichtigt werden kann.According to another advantageous development, the at least one environmental parameter is determined by means of a sensor installed in the motor vehicle. This allows a precise determination of said environmental parameter, so that it can be taken into account particularly accurately in the model-based calculation of the pivot position.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Umgebungsparameter der auf das Kraftfahrzeug wirkende Seitenwind, der vorzugsweise mittels eines im Kraftfahrzeug verbauten Windsensors detektiert werden kann. Auf diese Weise kann beim Befahren der Trajektorie etwaig auftretender Seitenwind bei der modellbasierten Drehpunkts-Berechnung berücksichtigt werden.According to a further preferred embodiment, the at least one environmental parameter is the crosswind acting on the motor vehicle, which can preferably be detected by means of a wind sensor installed in the motor vehicle. In this way, when crossing the trajectory any occurring crosswind can be taken into account in the model-based fulcrum calculation.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird als Ergebnis des Vergleichs zwischen berechnetem und gemessenem Drehpunkt ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Differenz zwischen dem berechneten und dem gemessenen Drehpunkt einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Auf diese Weise kann definiert festgelegt werden, ab wann eine zu starke Abweichung der berechneten Position des Drehpunkt bzw. des Abstands zum Schwerpunkt gegenüber der gemessenen Position vorliegt.According to another preferred embodiment, as the result of the comparison between the calculated and measured fulcrum, an error signal is generated when the difference between the calculated and measured fulcrums exceeds a predetermined threshold. In this way, it can be defined defined as of when there is an excessive deviation of the calculated position of the pivot point or the distance to the center of gravity relative to the measured position.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung wird zur Bestimmung der momentanen Position des Drehpunkts bzw. dessen Abstands auf der Mittellängsachse die momentane Giergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt und ausgewertet. Dies kann mithilfe eines serienmäßig im Kraftfahrzeug verbauten Gierratensensors geschehen. Die separate Bereitstellung eines solchen Gierratensensors im Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit entfallen. Daraus ergeben sich Kostenvorteile bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs.In an advantageous development, the instantaneous yaw rate of the motor vehicle is determined and evaluated to determine the instantaneous position of the pivot point or its distance on the central longitudinal axis. This can be done by means of a yaw rate sensor installed as standard in the motor vehicle. The separate provision of such a yaw rate sensor in the motor vehicle for carrying out the method according to the invention can thus be dispensed with. This results in cost advantages in the production of the motor vehicle.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung wird zur Bestimmung der momentanen Position des Drehpunkts bzw. dessen Abstands auf der Mittellängsachse die momentane Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt und ausgewertet. Dies kann mithilfe eines oder mehrerer serienmäßig im Kraftfahrzeug verbauten Geschwindigkeitssensoren geschehen. Die separate Bereitstellung eines solchen Geschwindigkeitssensors im Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit entfallen. Auch daraus ergeben sich Kostenvorteile bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs.In another advantageous development, the instantaneous transverse speed of the motor vehicle is determined and evaluated to determine the instantaneous position of the pivot point or its distance on the central longitudinal axis. This can be done by means of one or more speed sensors built into the motor vehicle as standard. The separate provision of such a speed sensor in the motor vehicle for carrying out the method according to the invention can thus be dispensed with. This also results in cost advantages in the production of the motor vehicle.

Besonders bevorzugt kann zur Korrektur einer durch Vergleich von gemessener und berechneter Drehpunkt-Position mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung die momentane Giergeschwindigkeit und/oder die momentane Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs geändert werden. Auf diese Weise kann die vom Kraftfahrzeug während der Kurvenfahrt befahrene Trajektorie dynamisch geändert und auf diese Weise etwaigen Querabweichungen entgegengewirkt werden.Particularly preferably, the instantaneous yaw rate and / or the instantaneous lateral speed of the motor vehicle can be changed by correcting a measured and calculated pivot point position by means of the control / regulating device. In this way, the traveled by the motor vehicle during cornering trajectory can be changed dynamically and be counteracted in this way any cross deviations.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung, welche zur Durchführung des vorangehend vorgestellten Verfahrens eingerichtet/programmiert ist. Die vorangehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Ein solches, erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine Vorderachslenkung, mittels welcher durch Betätigung eines im Kraftfahrzeug vorhandenen Handlenkrads ein momentaner Lenkwinkel der Vorderräder des Kraftfahrzeugs einstellbar ist. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug eine Hinterachslenkung, mittels welcher von der Steuerungs-/Regelungseinrichtung des Kraftfahrzeugs ein momentaner hinterer Lenkwinkel der beiden Hinterräder des Kraftfahrzeugs einstellbar ist.The invention further relates to a motor vehicle with a control / regulating device, which is set up / programmed for carrying out the method presented above. The above-explained advantages of the method according to the invention are therefore also transferred to the motor vehicle according to the invention. Such a motor vehicle according to the invention comprises a front axle steering, by means of which an instantaneous steering angle of the front wheels of the motor vehicle can be set by actuating a hand steering wheel present in the motor vehicle. Furthermore, the motor vehicle comprises a rear axle steering, by means of which a current rear steering angle of the two rear wheels of the motor vehicle is adjustable by the control / regulating device of the motor vehicle.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist die Vorderachslenkung als aktive Vorderachslenkung ausgebildet oder umfasst eine aktive Vorderachslenkung, mittels welcher der vordere Lenkwinkel zusätzlich zur Betätigung mittels des Handlenkrads auch von der Steuerungs-/Regelungseinrichtung verstellbar ist. Mittels einer aktiven Vorderachslenkung, welche zusätzlich zur Steuerung mittels des Handlenkrads durch den Fahrer zusätzlich - in analoger Weise zur Hinterachslenkung - auch durch die Steuerungs-/Regelungseinrichtung gesteuert werden kann. Darunter ist vorliegend zu verstehen, dass der momentan in den Vorderrädern eingestellte vordere Lenkwinkel der Vorderräder unabhängig von dem mittels des Handlenkrads vom Fahrer eingestellten Lenkwinkels von der Steuerungs-/Regelungseinrichtung innerhalb eines vorbestimmten, typischerweise stark begrenzten Winkelbereichs verändert werden kann. Auf diese Weise lässt sich die momentane Giergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unabhängig von der momentanen Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verändern. Dies kann dazu genutzt werden, die vom Kraftfahrzeug während der Kurvenfahrt tatsächlich befahrene Trajektorie dynamisch zu beeinflussen und insbesondere zu ändern. Dies kann ohne Störung des eigentlichen erfindungswesentlichen Regelungsvorgangs zur Regelung der Drehpunkt-Position entlang der Mittellängsachse erfolgen.In a preferred embodiment of the motor vehicle according to the invention, the front axle steering is designed as an active front axle steering or comprises an active front axle steering, by means of which the front steering angle in addition to the operation by means of the hand steering wheel and the control / regulating device is adjustable. By means of an active front axle steering, which in addition to the control by means of the hand steering wheel by the driver in addition - in a manner analogous to the rear axle - can also be controlled by the control / regulating device. This is to be understood in the present case that the front steering angle of the front wheels currently set in the front wheels can be changed by the control / regulation device within a predetermined, typically very limited angular range independently of the steering angle set by the driver by means of the hand steering wheel. In this way, the instantaneous yaw rate of the motor vehicle can be changed independently of the current transverse speed of the motor vehicle. This can be used to dynamically influence and in particular change the trajectory actually traveled by the motor vehicle during cornering. This can be done without disturbing the actual control process essential to the invention for controlling the pivot point position along the central longitudinal axis.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Kraftfahrzeug einen Gierratensensor zur Bestimmung der momentanen Giergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder einen Geschwindigkeitssensor zur Bestimmung der momentanen Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Beide Maßnahmen, für sich genommen oder in Kombination, ermöglichen eine einfache Bestimmung der genannten beiden Größen, also der momentanen Giergeschwindigkeit sowie der momentanen Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs.According to an advantageous development, the motor vehicle comprises a yaw rate sensor for determining the current yaw rate of the motor vehicle and / or a speed sensor for determining the instantaneous lateral speed of the motor vehicle. Both measures, taken alone or in combination, allow a simple determination of the two variables mentioned, that is to say the instantaneous yaw rate and the instantaneous transverse speed of the motor vehicle.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch:

  • 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Seitenansicht.
  • 2 das Kraftfahrzeug der 1 in einer Draufsicht während einer Kurvenfahrt.
In each case show schematically:
  • 1 an example of a motor vehicle according to the invention in a side view.
  • 2 the motor vehicle of 1 in a top view during a cornering.

1 zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 in einer Seitenansicht. Die 2 zeigt das Kraftfahrzeug 1 in einer Draufsicht während einer Kurvenfahrt. Die Trajektorie dieser Kurvenfahrt ist in 2 durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 13 angedeutet. Das Kraftfahrzeug 1 durchfährt demnach eine Linkskurve. 1 shows an example of a motor vehicle according to the invention 1 in a side view. The 2 shows the motor vehicle 1 in a top view during a cornering. The trajectory of this cornering is in 2 by an arrow with the reference numeral 13 indicated. The car 1 therefore goes through a left turn.

Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen in 1 nur grobschematisch dargestellten Fahrzeugrahmen 2 sowie Vorderräder 3 und Hinterräder 4. Wie die Draufsicht der 2 erkennen lässt, sind die Vorderräder 3 an einer Vorderachse 5 des Kraftfahrzeugs 1 und die Hinterräder 4 an einer Hinterachse 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. An der Vorderachse 5 ist eine Vorderachslenkung 7 ausgebildet, die in 2 nur grobschematisch angedeutet ist. Mittels der Vorderachslenkung 7 kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 durch Betätigung eines ebenfalls nur schematisch angedeuteten Handlenkrads 8 den momentanen Lenkwinkel der Vorderräder 5 verstellen. An der Hinterachse 6 ist eine aktive Hinterachslenkung 9 ausgebildet, mittels welcher der momentane hintere Lenkwinkel der beiden Hinterräder 4 des Kraftfahrzeugs 1 einstellbar ist. Die aktive Hinterachslenkung 9 wird von einer im Kraftfahrzeug 1 vorgesehenen Steuerungs-/Regelungseinrichtung 10, die als herkömmliches Steuergerät ausgebildet sein kann, angesteuert.The car 1 includes an in 1 only roughly illustrated vehicle frame 2 as well as front wheels 3 and rear wheels 4 , Like the top view of the 2 recognize are the front wheels 3 on a front axle 5 of the motor vehicle 1 and the rear wheels 4 on a rear axle 6 of the motor vehicle 1 arranged. At the front axle 5 is a front axle steering 7 trained in 2 only roughly sketched is indicated. By means of the front axle steering 7 can the driver of the motor vehicle 1 by actuation of a likewise only schematically indicated hand steering wheel 8th the current steering angle of the front wheels 5 adjust. At the rear axle 6 is an active rear-axle steering 9 formed by means of which the instantaneous rear steering angle of the two rear wheels 4 of the motor vehicle 1 is adjustable. The active rear axle steering 9 is from a motor vehicle 1 provided control / regulation device 10 , which can be designed as a conventional control unit, driven.

Zusätzlich zur aktiven Hinterachslenkung 9 kann auch die Vorderachslenkung 7 als aktive Lenkung ausgelegt sein, die nicht nur mittels des Handlenkrads 8, sondern auch von der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 10 gesteuert werden kann. Dies kann dazu genutzt werden, die vom Kraftfahrzeug 1 während der Kurvenfahrt tatsächlich befahrene Trajektorie 13 dynamisch zu beeinflussen und aktuellen Gegebenheiten anzupassen.In addition to the active rear axle steering 9 can also be the front axle steering 7 as active Be designed steering, not only by means of the hand steering wheel 8th , but also from the control / regulation device 10 can be controlled. This can be used to that of the motor vehicle 1 while cornering actually traded trajectory 13 to dynamically influence and adapt to current conditions.

Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 10 kann eine Steuerungseinheit 11 und eine Speichereinheit 12 umfassen, in welcher das erfindungsgemäße Verfahren in Form eines geeigneten Algorithmus und als Computerprogrammcode abgelegt ist, sodass die Steuerungseinheit 11 das erfindungsgemäße Verfahren während der Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs 1 ausführen kann.The control / regulation device 10 can be a control unit 11 and a storage unit 12 in which the inventive method is stored in the form of a suitable algorithm and as a computer program code, so that the control unit 11 the inventive method during cornering of the motor vehicle 1 can perform.

Gemäß diesem Verfahren wird bei der in 2 gezeigten Kurvenfahrt entlang der Trajektorie 13 die Position eines momentanen Drehpunkts 14 des Kraftfahrzeugs 1 um seine Hochachse H modell-gestützt berechnet und mit der Position des tatsächlich gemessenen Drehpunkts 14 verglichen.According to this method, in 2 shown cornering along the trajectory 13 the position of a current pivot point 14 of the motor vehicle 1 calculated model-based about its vertical axis H and with the position of the actually measured pivot point 14 compared.

Bei der modell-gestützten Berechnung der Position des Drehpunkts 14 werden fahrerinduzierte Lenkeingriffe sowie Stelleingriffe aktiver, im Kraftfahrzeug vorhandener Systeme berücksichtigt. Entsprechende Modell-Daten können in dem in der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 10 vorhandenen Speicher 12 abgelegt sein. Bei der modell-gestützten Berechnung des Drehpunkts 14 können verschiedene Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs 1 berücksichtigt. Auf diese Weise kann eine besonders genaue Regelung der Differenz zwischen dem berechneten und dem gemessenen Drehpunkt 14 erreicht werden. Besagte Umgebungsparameter können mit Hilfe geeigneter im Kraftfahrzeug verbauter Sensoren ermittelt werden. Rein exemplarisch und in schematischer, stark vereinfachter Form ist in den 1 und 2 ein Windsensor 17 angedeutet. Der Windsensor 17 ermöglicht eine Bestimmung des auf das Kraftfahrzeug 1 wirkenden Seitenwinds 18. Dies erlaubt eine präzise Ermittlung des Seitenwinds, so dass dieser bei der modell-gestützten Berechnung der Drehpunkts-Position 14 berücksichtigt werden kann.In the model-based calculation of the position of the fulcrum 14 driver-induced steering interventions and control actions of active, existing in the motor vehicle systems are taken into account. Corresponding model data can be found in the control / regulation device 10 existing memory 12 be filed. In the model-based calculation of the fulcrum 14 can different environmental parameters of the motor vehicle 1 considered. In this way, a particularly accurate control of the difference between the calculated and the measured pivot point 14 be achieved. Said environmental parameters can be determined by means of suitable sensors installed in the motor vehicle. By way of example and in a schematic, greatly simplified form is in the 1 and 2 a wind sensor 17 indicated. The wind sensor 17 allows a determination of the on the motor vehicle 1 acting crosswinds 18 , This allows a precise determination of the crosswind, so that this in the model-based calculation of the pivot position 14 can be taken into account.

Der Drehpunkt 14 ist dabei als derjenige Punkt auf der Mittellängsachse M definiert, in welchem die momentane Quergeschwindigkeit vq bei der Kurvenfahrt einen Null-Wert aufweist. Durch den Drehpunkt 14 ist also eine momentane Gierachse G entlang der Hochrichtung H des Kraftfahrzeugs 1 festgelegt, um welche das Kraftfahrzeug 1 eine Drehbewegung ausführt. Beim Befahren der Trajektorie 13 in Form einer Linkskurve kann aufgrund des Lenkeingriffs mittels der Vorderachslenkung 7 durch den Fahrer die Position des Drehpunkts 14 entlang der Mittellängsachse M variieren.The fulcrum 14 is defined as the point on the central longitudinal axis M, in which the instantaneous lateral velocity v q has a zero value during cornering. Through the pivot 14 So is a momentary yaw axis G along the vertical direction H of the motor vehicle 1 determined by which the motor vehicle 1 performs a rotational movement. Driving on the trajectory 13 in the form of a left turn can be due to the steering intervention by means of the front axle steering 7 by the driver the position of the pivot point 14 vary along the median longitudinal axis M.

Die Ermittlung der tatsächlichen Position des Drehpunktes 14 kann durch Messung der momentanen Quergeschwindigkeit vq und der momentanen Giergeschwindigkeit d/dt ψ geschehen. Hierzu kann das Kraftfahrzeug 1 einen Gierratensensor 16 zur Bestimmung der momentanen Giergeschwindigkeit d/dt ψ des Kraftfahrzeugs 1 sowie einen Geschwindigkeitssensor 15 zur Bestimmung der momentanen Quergeschwindigkeit vq des Kraftfahrzeugs 1 quer zur Mittellängsachse M umfassen.The determination of the actual position of the fulcrum 14 can be done by measuring the current lateral velocity v q and the current yaw rate d / dt ψ. For this purpose, the motor vehicle 1 a yaw rate sensor 16 for determining the instantaneous yaw rate d / dt ψ of the motor vehicle 1 and a speed sensor 15 for determining the instantaneous lateral velocity v q of the motor vehicle 1 transverse to the central longitudinal axis M include.

Anstelle der Position des Drehpunkts 14 kann beim erfindungsgemäßen Verfahren auch ein entlang der Mittellängsachse M gemessener Abstand A der Position des Drehpunkts 14 zum Schwerpunkt SP des Kraftfahrzeugs 1 berechnet bzw. gemessen werden. Da besagter Abstand A dem negierten Verhältnis von Giergeschwindigkeit d/dt ψ zur Quergeschwindigkeit vq entspricht, lässt sich der Abstand A mit Hilfe des Gierratensensors 16 zur Bestimmung der momentanen Giergeschwindigkeit d/dt ψ des Kraftfahrzeugs 1 sowie des Geschwindigkeitssensor 15 zur Bestimmung der momentanen Quer-geschwindigkeit vq des Kraftfahrzeugs 1 besonders einfach und präzise ermitteln.Instead of the position of the fulcrum 14 In the method according to the invention, a distance A measured along the central longitudinal axis M can also be the position of the fulcrum 14 to the center of gravity SP of the motor vehicle 1 calculated or measured. Since said distance A corresponds to the negated ratio of yaw rate d / dt ψ to the lateral velocity v q , the distance A can be determined with the aid of the yaw rate sensor 16 for determining the instantaneous yaw rate d / dt ψ of the motor vehicle 1 and the speed sensor 15 for determining the instantaneous transverse speed v q of the motor vehicle 1 very easy and precise determine.

Unabhängig davon, ob ein Vergleich der Drehpunkts-Position 14 oder des Abstands A zwischen Drehpunkt 14 und Schwerpunkt SP erfolgt, kann als Ergebnis dieses Vergleichs ein Fehlersignal erzeugt werden, wenn die Differenz zwischen dem berechneten und dem gemessenen Drehpunkt 14 bzw. dessen Abstand A zum Schwerpunkt SP einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Als Ergebnis des Vergleichs oder in Reaktion auf das Fehlersignal kann von der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 10 durch entsprechende Ansteuerung der Hinterachslenkung 9 ein Lenkeingriff erzeugt werden, um der mit der Schwellwert-Überschreitung einhergehenden Querabweichung des Kraftfahrzeugs beim Befahren der Trajektorie 13 entgegenzuwirken.Regardless of whether a comparison of the fulcrum position 14 or the distance A between the pivot point 14 and center of gravity SP, an error signal may be generated as a result of this comparison if the difference between the calculated and measured fulcrums 14 or whose distance A to the center of gravity SP exceeds a predetermined threshold value. As a result of the comparison or in response to the error signal, the controller / controller may 10 by appropriate control of the rear axle steering 9 a steering intervention are generated to the associated with the threshold crossing transversal deviation of the motor vehicle when driving on the trajectory 13 counteract.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2005/044650 A1 [0003]WO 2005/044650 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit einer aktiv steuerbaren Hinterachslenkung (9), - gemäß welchem bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs (1) die Position eines momentanen Drehpunkts (14) des Kraftfahrzeugs (1) um seine Hochachse (H) modell-gestützt berechnet und mit der Position des mittels Messung ermittelten Drehpunkts verglichen wird, - wobei der Drehpunkt (14) als derjenige Punkt auf der Mittellängsachse (M) des Kraftfahrzeugs (1) definiert ist, in welchem die momentane Quergeschwindigkeit (vq) bei der Kurvenfahrt einen Null-Wert aufweist.Method for operating a motor vehicle (1) with an actively controllable rear axle steering system (9), according to which the position of a current pivot point (14) of the motor vehicle (1) is model-supported around its vertical axis (H) during cornering of the motor vehicle (1) is calculated and compared with the position of the measurement point determined by the measurement, - wherein the pivot point (14) as the point on the central longitudinal axis (M) of the motor vehicle (1) is defined, in which the current lateral velocity (v q ) when cornering a Has zero value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der tatsächlichen Position des Drehpunkts (14) auf der Mittellängsachse (M) die momentane Giergeschwindigkeit (d/dt ψ) des Kraftfahrzeugs (1) gemessen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that for determining the actual position of the pivot point (14) on the central longitudinal axis (M), the instantaneous yaw rate (d / dt ψ) of the motor vehicle (1) is measured. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der tatsächlichen Position des Drehpunkts (14) auf der Mittellängsachse (M) die momentanen Quergeschwindigkeit (vq) des Kraftfahrzeugs (1) gemessen wird.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that for determining the actual position of the pivot point (14) on the central longitudinal axis (M), the instantaneous transverse speed (v q ) of the motor vehicle (1) is measured. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Position des Drehpunkts (14) ein entlang der Mittellängsachse gemessener Abstand (A) des Drehpunkts (14) zum Schwerpunkt (SP) des Kraftfahrzeugs (1) berechnet bzw. gemessen wird.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that instead of the position of the pivot point (14) a measured along the central longitudinal axis distance (A) of the pivot point (14) to the center of gravity (SP) of the motor vehicle (1) is calculated or measured. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ergebnis des Vergleichs ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn die Differenz zwischen dem modell-basiert berechneten Drehpunkt (14) und dem mittels Messung ermittelten Drehpunkt (14) bzw. dessen Abstand (A) zum Schwerpunkt (SP) einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a result of the comparison, an error signal is generated when the difference between the model-based calculated pivot point (14) and the determined by means of measurement pivot point (14) or its distance (A) to Center of gravity (SP) exceeds a predetermined threshold. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ergebnis des Vergleichs oder in Reaktion auf das Fehlersignal durch die Hinterachslenkung (9) ein Lenkeingriff erzeugt wird, wenn die Differenz zwischen dem berechneten und dem gemessenen Drehpunkt (14) bzw. dessen Abstand (A) zum Schwerpunkt (SP) einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a result of the comparison or in response to the error signal by the rear axle steering (9), a steering intervention is generated when the difference between the calculated and the measured pivot point (14) or its distance ( A) to the center of gravity (SP) exceeds a predetermined threshold. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der modell-gestützten Berechnung des Drehpunkts (14) wenigstens ein Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs (1) berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the model-based calculation of the pivot point (14) at least one environmental parameter of the motor vehicle (1) is taken into account. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Umgebungsparameter mittels eines im Kraftfahrzeug (1) verbauten Sensors ermittelt wird.Method according to Claim 7 , characterized in that the at least one environmental parameter is determined by means of a sensor installed in the motor vehicle (1). Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Umgebungsparameter der auf das Kraftfahrzeug (1) wirkende Seitenwind ist, der vorzugsweise mittels eines im Kraftfahrzeug verbauten Windsensors detektierbar ist.Method according to Claim 7 or 8th , characterized in that the at least one environmental parameter of the side of the wind acting on the motor vehicle (1), which is preferably detectable by means of a wind sensor installed in the motor vehicle. Kraftfahrzeug (1), - mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung (10), welche zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet/programmiert ist, - mit einer Vorderachslenkung (7), mittels welcher durch Betätigung eines im Kraftfahrzeug (1) vorhandenen Handlenkrads (8) ein momentaner vorderer Lenkwinkel der Vorderräder (3) des Kraftfahrzeugs (1)einstellbar ist, - mit einer Hinterachslenkung (9), mittels welcher von der Steuerungs-/Regelungseinrichtung (10) ein momentaner hinterer Lenkwinkel der beiden Hinterräder (4) des Kraftfahrzeugs (1) einstellbar ist.Motor vehicle (1), - with a control / regulating device (10), which is set up / programmed for carrying out the method according to one of the preceding claims, - With a front axle steering (7), by means of which an instantaneous front steering angle of the front wheels (3) of the motor vehicle (1) is adjustable by actuation of an existing in the motor vehicle (1) Handlenkrads (8), - With a rear axle steering (9), by means of which of the control / regulating device (10) an instantaneous rear steering angle of the two rear wheels (4) of the motor vehicle (1) is adjustable.
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