DE102004004537A1

DE102004004537A1 - Lenkunterstützung als Wegfahrsperre

Info

Publication number: DE102004004537A1
Application number: DE200410004537
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. Eichhorn; Michael Dr. Rohlfs
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-18

Abstract

Eine Lenkunterstützungsvorrichtung (1) ist derart ausgestaltet, dass sie einen Betrieb eines Kraftfahrzeugs (10) durch eine nicht berechtigte Person erfasst und auf einen Lenkwinkel (alpha) von gelenkten Rädern (2) des Kraftfahrzeugs (10) unabhängig von Lenkanweisungen aktiv einwirkt, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeugs (10) durch eine nicht berechtigte Person erfasst worden ist. Dabei kann die Lenkunterstützungsvorrichtung (1), wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeugs (10) durch eine nicht berechtigte Person erfasst worden ist, mit einem Ziel auf den Lenkwinkel (alpha) einwirken, das Kraftfahrzeug (10) in Vorwärtsrichtung ständig nach rechts oder ständig nach links zu lenken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkunterstützungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche insbesondere als eine Art Wegfahrsperre für das Kraftfahrzeug eingesetzt wird, sowie ein entsprechendes Verfahren.

In der DE 101 58 923 A1 ist eine Lenkungseinrichtung, insbesondere eine mit elektrischer Servounterstützung, für ein Kraftfahrzeug offenbart. Dabei ist ein Sperrelement der Verriegelungseinrichtung zur Zusammenwirkung mit einer Lenksäule in direkten Eingriff mit dem für die Servounterstützung dienenden ersten Antrieb bringbar.

Die DE 100 16 487 A1 bezieht sich auf eine elektromechanische Lenkungsverriegelung in Kraftfahrzeugen, die mit einer Servolenkung ausgestattet sind, sowie auf ein Verfahren zur Ansteuerung solcher Lenkungsverriegelungen. Dabei umfasst die Lenkungsverriegelung einen elektromotorisch bewegbaren Bolzen, der zur Verriegelung in einer Ausnehmung eines drehbaren Elementes der Lenkung eingefahren und zur Entriegelung aus dieser ausgefahren wird.

Sowohl die DE 101 58 923 A1 als auch die DE 100 16 487 A1 benötigen zusätzliche Vorrichtungen, welche ausschließlich dazu dienen eine Lenkung eines Kraftfahrzeuges zu verhindern, wenn eine unberechtigte Bedienperson das Kraftfahrzeug betreiben möchte.

Die DE 196 17 566 C2 betrifft eine hydraulische Servolenkung eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Ventilanordnung bei abgestelltem Fahrzeug eine hydraulische Verriegelung der Lenkung bewirkt.

Die DE 197 33 032 C1 offenbart ebenfalls eine hydraulische Servolenkung für Kraftfahrzeuge, wobei zwei Druckminderventile simultan auf einen sehr hohen Maximalwert gestellt werden, wenn vor Fahrtantritt von einem Sicherungsgerät nicht ein Signal "berechtigter Fahrer" erhalten wird, was zur Folge hat, dass das Fahrzeug unlenkbar wird.

Bei der DE 196 17 566 C2 und bei der DE 197 33 032 C1 wird jeweils eine Hydraulik einer Servolenkung eines Kraftfahrzeuges benötigt, welche in einen speziellen Modus gebracht wird, um ein Lenken des Kraftfahrzeuges durch eine nicht berechtigte Bedienperson zu verhindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde mit Hilfe einer Servolenkung eine Art Wegfahrsperre zu implementieren, ohne zusätzliche Vorrichtungen zu benötigen, wobei die Servolenkung nicht mit einer Hydraulik arbeiten muss.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Lenkungsunterstützung eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 und eine Lenkunterstützungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 4 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Lenkunterstützung eines Kraftfahrzeuges bereitgestellt, bei dem im Normalbetrieb Lenkanweisungen in einen entsprechenden Lenkwinkel von gelenkten Rädern des Kraftfahrzeuges umgesetzt werden, wobei aktiv unabhängig von den Lenkanweisungen auf den Lenkwinkel eingewirkt wird, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeuges durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.

Bei modernen Kraftfahrzeugen ist ein Lenkrad in der Regel durch eine elektromechanische Kopplung, welche meist einen Elektromotor umfasst, mit den gelenkten Rädern des Kraftfahrzeuges verbunden. Indem dieser Elektromotor entsprechend angesteuert wird, ist es relativ einfach möglich (z. B. durch ein zusätzliches Softwaremodul), auf den Lenkwinkel und damit auf die gelenkten Räder einzuwirken, wodurch das Kraftfahrzeug auch entgegen einem mechanisch über das Lenkrad auf die gelenkten Räder aufgebrachtes Drehmoment entsprechend der Ansteuerung des Elektromotors bzw. der elektromechanischen Kopplung gesteuert wird. Damit ist das Kraftfahrzeug nicht mehr lenkbar. Ein Kraftfahrzeug, welches nicht mehr lenkbar ist, kann ohne fremde Hilfsmittel (z. B. einen Abschleppwagen) nicht entwendet werden. Damit kommt eine aktive Einwirkung auf den Lenkwinkel und damit auf die gelenkten Räder eines Kraftfahrzeuges, was zu einer Unlenkbarkeit des Kraftfahrzeuges führt, einer Wegfahrsperre des Kraftfahrzeuges gleich.

Der Lenkwinkel kann auch unabhängig von den Lenkanweisungen eingestellt werden, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeuges durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.

Bei zukünftigen Kraftfahrzeugen wird das Lenkrad in der Regel nicht mehr mechanisch mit den gelenkten Rädern des Kraftfahrzeuges verbunden sein (steer by wire). Dadurch ist es relativ einfach möglich, die gelenkten Räder unabhängig von Lenkanweisungen, welche z. B. durch einen Fahrer des Kraftfahrzeuges mit Hilfe des Lenkrades vorgegeben werden einzustellen. Wenn der Lenkwinkel bzw. die gelenkten Räder unabhängig von den von einer Bedienperson verursachten Lenkanweisungen eingestellt werden, ist das Kraftfahrzeug von der Bedienperson nicht mehr lenkbar.

Erfindungsgemäß kann, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeuges durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist, auf den Lenkwinkel bzw. die gelenkten Räder mit einem Ziel eingewirkt werden, das Kraftfahrzeug in Vorwärtsrichtung ständig nach rechts oder ständig nach links zu lenken.

Indem ein Kraftfahrzeug in Vorwärtsrichtung ständig nach rechts (links) gelenkt wird, wird das Kraftfahrzeug in Ländern mit Rechtsfahrgebot (Linksfahrgebot) in der Regel sehr rasch gegen einen Bordstein bzw. von der Straße gelenkt. Selbst wenn keine Hindernisse vorhanden sein sollten (z. B. auf einem großen freien Parkplatz), kann das Kraftfahrzeug in diesem Fall nur im Kreis bewegt werden, wodurch eine Entwendung ohne Hilfsmittel ausgeschlossen ist.

Vergleicht man ein Kraftfahrzeug, welches in einem unlenkbaren Zustand ständig geradeaus gelenkt wird, mit einem Kraftfahrzeug, welches in einem unlenkbaren Zustand ständig nach rechts bzw. links gelenkt wird, zeigt sich, dass das ständig geradeaus gelenkte Kraftfahrzeug trotz seines unlenkbaren Zustands z. B. über eine beliebig lange gerade Strecke bewegt werden kann, sofern sich auf dieser Strecke kein Hindernis befindet, wodurch das Kraftfahrzeug auch ohne Hilfsmittel beliebig weit von seinem ursprünglichen Stellplatz entfernt werden kann. Dagegen ist dies mit einem Kraftfahrzeug, welches in einem unlenkbaren Zustand ständig nach rechts bzw. links gelenkt wird, aus offensichtlichen Gründen nicht möglich.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Lenkunterstützungsvorrichtung bereitgestellt, welche im Normalbetrieb derart ausgestaltet ist, dass sie Lenkanweisungen erfasst und in einen entsprechenden Lenkwinkel von gelenkten Rädern des Kraftfahrzeuges umsetzt. Dabei ist die Lenkunterstützungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass sie einen Betrieb des Kraftfahrzeugs durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst und auf den Lenkwinkel aktiv unabhängig von den Lenkanweisungen einwirkt, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeugs durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.

Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Lenkunterstützungsvorrichtung auch dann aktiv, wenn eine nicht berechtigte Bedienperson das Kraftfahrzeug betreibt. Allerdings wirkt die Lenkunterstützungsvorrichtung für den Fall, dass eine nicht berechtigte Bedienperson das Kraftfahrzeug betreibt, aktiv auf den Lenkwinkel ein, so dass das Kraftfahrzeug eventuell auch entgegen einem über das Lenkrad auf die gelenkten Räder aufgebrachten Drehmoment entsprechend der Lenkunterstützungsvorrichtung gelenkt wird. Somit ist das Kraftfahrzeug für die nicht berechtigte Bedienperson nicht lenkbar.

Es sei zur Klarstellung angemerkt, dass die aktive Einwirkung der Lenkunterstützungsvorrichtung auf den Lenkwinkel bzw. auf die gelenkten Räder nicht mit einer nach dem Stand der Technik bekannten Blockierung oder Verriegelung einer Lenkunterstützungsvorrichtung gleichzusetzen ist, da die erfindungsgemäße aktive Einwirkung auch eine Einwirkung auf den Lenkwinkel und damit auf die gelenkten Räder mit dem Ziel umfasst, den Lenkwinkel zu verändern.

Dabei kann die Lenkunterstützungsvorrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie auch ein Laufen eines Motors des Kraftfahrzeuges erfasst, wobei sie vorteilhafter Weise erfasst, dass eine nicht berechtigte Person das Kraftfahrzeug betreibt, wenn sie keine zum Betreiben des Kraftfahrzeuges berechtigte Person erfasst und gleichzeitig entweder Lenkanweisungen oder das Laufen des Motors erfasst.

Indem die Eigenschaft, dass das Kraftfahrzeug von einer nicht berechtigten Person betrieben wird, nicht nur an der Eigenschaft festgemacht wird, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung keine zum Betreiben des Kraftfahrzeuges berechtigte Person erfasst, sondern zusätzliche Bedingungen, nämlich dass die Lenkunterstützungsvorrichtung gleichzeitig entweder Lenkanweisungen oder das Laufen des Motors erfasst, umfasst, muss z. B. nicht ständig überprüft werden, ob sich eine berechtigte Person im Erkennungsbereich einer mit der Lenkunterstützungsvorrichtung in Verbindung stehenden Fahrerauthentifizierungsvorrichtung befindet, wodurch z.B. Batterieleistung eingespart werden kann.

Außerdem kann die Lenkunterstützungsvorrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie einen Betrieb des Kraftfahrzeugs durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst und den Lenkwinkel unabhängig von den Lenkanweisungen aktiv einstellt, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeugs durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.

Bei Kraftfahrzeugen, bei welchen keine mechanische Kopplung zwischen dem Lenkrad und den gelenkten Rädern existiert, kann die Lenkunterstützungsvorrichtung für den Fall, dass eine nicht berechtigte Bedienperson das Kraftfahrzeug betreibt, das Kraftfahrzeug nicht entsprechend der Lenkanweisungen dieser nicht berechtigten Bedienperson, sondern völlig unabhängig davon lenken. In diesem Fall kann eine nicht berechtigte Bedienperson die Lenkung des Kraftfahrzeuges noch nicht einmal ansatzweise beeinflussen.

Die vorliegende Erfindung eignet sich vorzugsweise als eine Art Wegfahrsperre für Kraftfahrzeuge. Sie ist jedoch nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert.
1 stellt schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen eine elektromechanische Kopplung umfassenden Lenkunterstützungsvorrichtung dar.
In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, welches eine Lenkunterstützungsvorrichtung 1, über eine Antriebswelle 5 verbundene gelenkte Räder 2, einen Motor 4, eine Fahrerauthentifizierungsvorrichtung 6 und ein Lenkrad 3 umfasst. Dabei umfasst die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 eine elektromechanische Kopplung 7, welche das Lenkrad 3 mit den gelenkten Rädern 2 elektromechanisch koppelt. Durch diese elektromechanische Kopplung 7 ist das Kraftfahrzeug 10 auch dann noch lenkbar, wenn z. B. eine Stromversorgung der elektromechanischen Kopplung 7 ausfällt.
Wenn der Motor 4 gestartet wird, wird ein entsprechendes Signal an die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 gesendet. Diese stößt nun eine Überprüfung der Fahrerauthentifizierungsvorrichtung 6 an, ob eine zum Betreiben des Kraftfahrzeuges 10 berechtigte Person erfasst werden kann. Daraufhin wird von der Fahrerauthentifizierungsvorrichtung 6 ein Signal ausgesendet, welches im Fall, dass sich eine berechtigte Person im Erkennungsbereich der Fahrerauthentifizierungsvorrichtung 6 befindet, von einem entsprechenden ID-Geber mit einem entsprechenden Antwortsignal quittiert wird, was von der Fahrerauthentifizierungsvorrichtung 6 empfangen und ausgewertet wird. Wenn die Fahrerauthentifizierungsvorrichtung 6 der Lenkunterstützungsvorrichtung 1 meldet, dass sie keine zum Betreiben des Kraftfahrzeuges 10 berechtigte Person erfasst hat, wirkt die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 mit Hilfe eines nicht dargestellten Elektromotors derart auf einen Lenkwinkel α und damit die gelenkten Räder 2 ein, dass das Kraftfahrzeug 10 in Vorwärtsrichtung ständig nach rechts gelenkt wird, wie es in 1 dargestellt ist. Dabei arbeitet die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 auch gegen ein eventuell vorhandenes Drehmoment, welches z. B. von der nicht berechtigten Bedienperson über das Lenkrad 3 mittels eines mechanischen Anteils der elektromechanischen Kopplung 7 auf die gelenkten Räder 2 aufgebracht wird.
Ähnlich verhält sich die Lenkunterstützungsvorrichtung 1, wenn sie eine Lenkanweisung, z. B. in Form eines auf die elektromechanische Kopplung 7 aufgebrachten Drehmoments, erfasst. Auch dann stößt sie über die Fahrerauthentifizierungsvorrichtung 6 eine Überprüfung an, ob sich eine berechtigte Person im Erkennungsbereich der Fahrerauthentifizierungsvorrichtung 6 befindet. Nur wenn dies der Fall ist, unterstützt die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 den mechanischen Anteil der elektromechanischen Kopplung 7 mit Hilfe des Elektromotors, wodurch das Kraftfahrzeug 10 komfortabel in normaler Weise lenkbar ist.
Auch Lenkanweisungen von einem automatischen System, z. B. einer automatischen Einparkhilfe (nicht dargestellt), würden von der Lenkunterstützungsvorrichtung 1 ignoriert werden, wenn keine zum Betreiben des Kraftfahrzeuges 10 berechtigte Person erfasst worden ist.
Da die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 beliebig auf den Lenkwinkel α einwirken kann, ist für weitere Ausführungsformen auch denkbar, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 auf den Lenkwinkel α laufend zufällig einwirkt oder auf den Lenkwinkel α derart einwirkt, dass er an dem Lenkrad 3 verursachten Lenkbewegungen quasi entgegenwirkt, wenn die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 erfasst, dass das Kraftfahrzeug 10 durch eine nicht berechtigte Person betrieben wird. Auch damit ist das Kraftfahrzeug 10 für die unberechtigte Person unlenkbar, wodurch die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 als eine Art Wegfahrsperre fungiert.
Die in 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Ausführungsform nur darin, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 keine elektromechanische Kopplung 7 umfasst. D. h. bei dem in 2 dargestellten Kraftfahrzeug 10 ist das Lenkrad 3 nicht mehr mechanisch mit den gelenkten Rädern 2 verbunden. Da die Ausführungsformen der 1 und 2 ähnlich sind, wurden für dieselben Objekte dieselben Bezugszeichen verwendet, welche hier deshalb nicht nochmals erläutert werden.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 über die Fahrerauthentifizierungsvorrichtung 6 erfasst, dass eine nicht berechtigte Personen das Kraftfahrzeug 10 betreibt, stellt die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 den Lenkwinkel α und damit die gelenkten Räder 2 derart ein, dass das Kraftfahrzeug 10 in Vorwärtsrichtung ständig nach rechts gelenkt wird. Dabei ist es völlig unerheblich, welche Lenkanweisungen die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 auf Grund von Lenkbewegungen an dem Lenkrad 3 erfasst. Da die gelenkten Räder 2 nicht mechanisch mit dem Lenkrad 3 verbunden sind, kann der Lenkwinkel bzw. die gelenkten Räder 2 über das Lenkrad 3 auch nicht mechanisch beeinflusst werden.
Auch bei dieser Ausführungsform werden Lenkanweisungen von einem automatischen System ignoriert, wenn keine zum Betreiben des Kraftfahrzeuges 10 berechtigte Person erfasst worden ist.
Da die Lenkung der Stützungsvorrichtung 1 den Lenkwinkel α beliebig einstellen kann, ist für weitere Abarten der Ausführungsform denkbar, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 den Lenkwinkel α laufend zufällig ändert oder den Lenkwinkel derart einstellt, dass er an dem Lenkrad 3 verursachten Lenkbewegungen quasi entgegenwirkt, wenn die Lenkunterstützungsvorrichtung 1 erfasst, dass das Kraftfahrzeug 10 durch eine nicht berechtigte Person betrieben wird.

1: Lenkunterstützungsvorrichtung
2: gelenkte Räder
3: Lenkrad
4: Motor
5: Antriebswelle
6: Fahrerauthentifizierungsvorrichtung
7: elektromechanische Kopplung
10: Kraftfahrzeug
α: Lenkwinkel

Claims

Verfahren zur Lenkunterstützung eines Kraftfahrzeuges, wobei im Normalbetrieb Lenkanweisungen in einen entsprechenden Lenkwinkel (α) von gelenkten Rädern (2) des Kraftfahrzeuges (10) umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass aktiv unabhängig von den Lenkanweisungen auf den Lenkwinkel (α) eingewirkt wird, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeuges (10) durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkwinkel (α) unabhängig von den Lenkanweisungen eingestellt wird, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeuges (10) durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Ziel auf den Lenkwinkel (α) eingewirkt wird, das Kraftfahrzeug (10) in Vorwärtsrichtung ständig nach rechts oder ständig nach links zu lenken, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeuges (10) durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.
Lenkunterstützungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Lenkunterstützungsvorrichtung (1) im Normalbetrieb derart ausgestaltet ist, dass sie Lenkanweisungen erfasst und in einen entsprechenden Lenkwinkel (α) von gelenkten Rädern (2) des Kraftfahrzeuges umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung (1) derart ausgestaltet ist, dass sie einen Betrieb des Kraftfahrzeugs (10) durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst und auf den Lenkwinkel (α) aktiv unabhängig von den Lenkanweisungen einwirkt, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeugs (10) durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung (1) derart ausgestaltet ist, dass sie mit einem Ziel auf den Lenkwinkel (α) einwirkt, das Kraftfahrzeug (10) in Vorwärtsrichtung ständig nach rechts oder ständig nach links zu lenken, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeugs (10) durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung (1) derart ausgestaltet ist, dass sie Lenkanweisungen, ein Laufen eines Motors (4) des Kraftfahrzeuges (10) und eine zum Betreiben des Kraftfahrzeuges (10) berechtigte Person erfasst, und dass sie erfasst, dass eine nicht berechtigte Bedienperson das Kraftfahrzeug (10) betreibt, wenn zum einen keine zum Betreiben des Kraftfahrzeuges (10) berechtigte Bedienperson erfasst worden ist und zum anderen entweder Lenkanweisungen erfasst worden sind oder das Laufen des Motors (4) des Kraftfahrzeuges (10) erfasst worden ist.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung (1) eine elektromechanische Kopplung (7), welche zwischen einem Lenkrad (3) des Kraftfahrzeuges (10) und den Rädern (2) wirkt, umfasst.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung (1) derart ausgestaltet ist, dass sie den Lenkwinkel (α) unabhängig von den Lenkanweisungen aktiv einstellt, wenn ein Betrieb des Kraftfahrzeugs (10) durch eine nicht berechtigte Bedienperson erfasst worden ist.