DE102004038008A1 - Drive-By-Wire-Lenksystem und dazugehörendes Verfahren, zur Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit - Google Patents

Drive-By-Wire-Lenksystem und dazugehörendes Verfahren, zur Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drive-by-Wire-Lenksystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge zur Steuerung und/oder Regelung der Fahrtrichtung, sowie ein dazugehörendes Verfahren,zur Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit, bei welchem das Zusammenspiel/die Abhängigkeit der Mensch-Maschinen-Schnittstelle, vorzugsweise in Form eines Lenkrades und/oder eines Steuerhebels ausgebildet, zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, und dem Lenkmechanismus zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder, zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung, einer Funktion folgt, welche in Abhängigkeit von mindestens einer Einflussgröße, vorzugsweise der Fahrzeugbewegungsrichtung, einem nichtlinearen und/oder nichtkonstanten Zusammenhang beschreibt/folgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Drive-by-Wire-Lenksystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge zur Steuerung und/oder Regelung der Fahrtrichtung, sowie ein dazugehörendes Verfahren, zur Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit, bei welchem das Zusammenspiel/die Abhängigkeit der Mensch-Maschinen-Schnittstelle, vorzugsweise in Form eines Lenkrades und/oder einer Steuerhebels ausgebildet, zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, und dem Lenkmechanismus zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder, zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung, einer Funktion folgt, welche in Abhängigkeit von mindestens einer Einflussgröße, vorzugsweise der Fahrzeugbewegungsrichtung, einem nichtlinearen und/oder nichtkonstanten Zusammenhang beschreibt/folgt.
  • Um die Sicherheit und den Bedienkomfort für Verkehrsteilnehmer im Straßenverkehr zu verbessern, wurden in den letzten Jahren verstärkt Lenkeinrichtungen, wie beispielsweise Servolenkungen, in Fahrzeuge zur Unterstützung eingebaut, so dass diese Art von Lenkeinrichtungen heute nicht mehr wegzudenken sind, und zum Stand der Technik gehören. Bei diesen Lenksystemen ist ein Betätigungselement, wie beispielsweise ein Hydraulikzylinder oder Elektromotor, zur Unterstützung des Lenkvorgangs vorgesehen, wobei das Betätigungselement zur Unterstützung der Arbeit des Lenkmechanismus entsprechend der Drehung des Lenkrades anhand eines detektierten Ergebnisses einer auf das Lenkrad aufgebrachten Kraft betätigt wird, wodurch das Lenken für den Fahrzeugbediener weniger kraftaufwendiger wird.
  • Wie der weitere Entwicklungstrend zeigt, werden diese Lenksysteme zukünftig dahingehend entwickelt, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad/Lenkvorrichtung und dem Lenkmechanismus entfällt, analog zu den heute bereits bekannten Drive-by-Wire-Systemen die in der Luftfahrtechnik bei Flugzeugen bereits Einzug gehalten hat, da sich dadurch mehrere Vorteile erzielen lassen.
  • Die Vorteile sind beispielsweise hierin zu sehen, dass in der Wahl der Einbauposition des Lenkrades ein größerer Freiheitsgrad besteht, eine Reduzierung einer Verletzungsgefahr bei einem Unfall erreicht wird, da die relativ starre Lenksäule entfallen kann, eine Gewichtsersparnis sowie eine Montagevereinfachung in der Fahrzeugfertigung durch den Entfall der Lenksäule erreicht wird.
  • Aus verschiedenen Schriften sind bereits gattungsgemäße Lenksysteme für Fahrzeuge, welche in der Literatur auch unter dem Namen Drive-by-Wire-System, x-by-Wire-System, Steer-by-Wire-System oder x-Drive genannt sind, bekannt, welche dieses Themengebiet/diesen Entwicklungstrend näher beschreiben.
  • Aus der DE 100 18 191 A1 ist beispielsweise eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, bei welcher ein Lenkmechanismus für die Richtungsänderung der Räder nicht mechanisch mit dem Lenkrad verbunden ist. Hierbei wird ein auf das Lenkrad aufgebrachtes Lenkdrehmoment erhalten und ein in dem Lenkmechanismus vorgesehener Elektromotor entsprechend dem berechnetem Lenkdrehmoment angetrieben und gesteuert, wodurch ein Lenkwinkel vergrößert oder verkleinert wird. Ein Lenkvorgang eines Fahrzeugs erfolgt hierbei durch das Betätigen einer Lenkvorrichtung im Fahrgastraum, durch Übertragung einer Drehung des Lenkrads auf den Lenkmechanismus, der zum Führen der Räder außerhalb des Fahrgastraums angeordnet ist.
  • Aus der DE 100 32 179 A1 ist ein Steuerungssystem für ein Drive-by-Wire-System für ein Fahrzeug mit mehreren Signalverarbeitungsebenen und Aktuatoren, wie beispielsweise für die Lenkung, bekannt, bei welchem die Schaffung eines sicheren und zuverlässigen elektronischen Steuerungssystem mit vergleichsweise einfachem Aufbau und die Bereitstellung eines zuverlässigen und sicheren Verfahrens zur Steuerung eines Fahrzeugs zugrunde liegt, da infolge einer nichtdurchgehenden/fehlenden mechanischen Verbindung zwischen Lenkrad und den gelenkten Rädern, eine absolut störungsfreie robuste und zuverlässige alternative Steuerung diese Funktion übernehmen muss.
  • Aus der DE 40 28 320 C2 ist ein Verfahren zum Lenken von Straßenfahrzeugen mit Vorder- und Hinterradlenkung bekannt, bei welchem mittels Assistenzsystemunterstützung das dynamische Verhalten des Fahrzeugs unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen für den Fahrer, insbesondere in Grenzsituationen, leichter beherrschbar wird, indem die Auswirkungen von auftretenden unerwarteten/unerwünschten Gierbewegungen auf die seitliche Bewegung der Vorderachse automatisch und vollständig, mittels einer automatischen Regelung der Gierbewegung, ausgeglichen werden, indem beispielsweise die Eigenwerte der Gierbewegung durch Rückführung des gemessenen Giergeschwindigkeitssignals auf die Hinterradlenkung nach Wunsch so verschiebbar sind, dass die Wahl der Giereigenwerte keinen Einfluss auf die Lenkübertragungsfunktion vom Lenkrad zur Seitenbewegung der Vorderachse hat.
  • Aus der DE 199 46 074 A1 ist eine elektrohydraulische Lenkung für ein Fahrzeug bekannt, welche im Falle eines sicherheitskritischen Fehlers, in einem der zur Lenkung gehörenden Sensoren, trotzdem eine fehlerfreie Steuerung gewährleistet. Erfindungsgemäß wird diese fehlerfreie Funktion des Drive-by-Wire-Lenksystems dadurch erreicht, dass eine Mehrzahl von redundant angeordneten Sensoren ausgewertet werden, und aus diesen eine Mehrheitsentscheidung gebildet wird.
  • Aus der DE 199 46 073 A1 ist ein Drive-by-Wire-System, bei diesem mindestens einem eine Bewegung des Lenkrades/der Lenkeinrichtung erfassenden ersten Sensors und mindestens einem die Stellung des lenkbaren Rades erfassenden zweiten Sensors verknüpft sind, bekannt, welches im Falle eines sicherheitsrelevanten Fehlers in einen sicheren Zustand übergeht. Erfindungsgemäß wird diese sichere Zustandsfunktion des Drive-by-Wire-Lenksystems dadurch erreicht, dass aus einer Mehrzahl von Mehrheitsentscheider selektiert wird, falls die Systemfunktion Abweichungen von den Modellerwartungen zeigt.
  • Aus der DE 101 22 153 A1 ist ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem eine Regelung der Rückstellkraft oder des Rückstellmoments in einem Lenksystem, als Funktion/in Abhängigkeit von Randbedingungen entsprechend beeinflusst wird. Hierbei hängt erfindungsgemäß der Betrag der Rückstellkraft oder des Rückstellmoments von der vom Fahrer initiierten Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkrades ab. Des weiteren kann hier bei eine zusätzliche überlagerte Kraft auf die Rückstellkraft oder das Rückstellmoment aufgebracht/überlagert werden, wenn eine Annäherung an eine systemspezifische Grenze des Fahrzeugs ermittelt wird, bzw. die vom Fahrer initiierte Lenkbewegung eine Grenzwerterreichung zur Folge hätte.
  • Aus der DE 100 55 160 A1 ist ein Fahrzeuglenksystem der Bauart „Steer-by-Wire" bekannt, mit welchem erfindungsgemäß eine Erhöhung der Betriebssicherheit erreicht wird, wenn ein Ausfall des Motors bzw. des Antriebs, welcher die Lenkbewegung in eine lineare Kraftbewegung (Auslenkung) umsetzt, auftritt.
  • Aus der DE 195 12 644 A1 ist ein optisches Abstandswarngerät, zur Vermeidung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs, bekannt, mittels diesem auch der Straßenverlauf bzw. die Kurven im Straßenverlauf erkannt werden, und in Abhängigkeit davon, die Sendefrequenz der entsprechenden Abtaststrahlen erhöht wird, um eine entsprechende Auflösung in den kritischeren Bereichen der Kurve zu erlangen.
  • All die obigen gewürdigten Drive-by-Wire-Systeme beschreiben Lenksysteme, wobei jeweils der Aspekt der Sicherheit, im Falle eines Fehlers/einer Störung/einer auftretenden Störgröße im Vordergrund steht, da bei den Drive-by-Wire-Lenksystemen, eine direkte mechanische Kopplung, infolge einer nichtdurchgehenden/fehlenden mechanischen Verbindung, zwischen Lenkrad und den gelenkten Rädern nicht gegeben ist und deshalb die elektronische Lenkung besonders störsicher bzw. robust Funktionieren muss, um folgenschwere Auswirkungen im Falle eines möglichen Fehlers zu vermeiden. Die mittels Drive-by-Wire-Lenksystemen erreichbaren Vorteile, liegen insbesondere, wie diese in den gewürdigten Schriften angeführt sind, in der Flexibilität der Platzierung des Lenkrades, in einer Gewichteinsparung hinsichtlich des Fahrzeuggesamtgewichts, in der Erhöhung der Sicherheit gegenüber Verletzungen bei Unfällen, in einer Realisierungsvariabilität bezüglich einer freien Wahlmöglichkeit des Übersetzungsverhältnisses zwischen Lenkrad und den damit gekoppelten Rädern, sowie in der freien Wahlmöglichkeit, als auch der variablen Abhängigkeit, des Rückstellmoments am Lenkrad.
  • Hierbei gilt es zu beachten, dass bei diesen Schriften, sofern der Begriff einer „variablen Übersetzung" zwischen Lenkrad und den damit gekoppelten Rädern gebraucht wird, dieser Begriff als Unterscheidungsmerkmal (Gegenteil) zur Ausdrucksweise eines „einzig möglichen Übersetzungsverhältnis", wie dieses bei mechanisch gekoppelten Lenksystem gemäß dem zitierten Stand der Technik vorzufinden ist, gebraucht wird, wobei hierbei in der Ausdrucksweise der „variablen Übersetzung" bei den Drive-by-Wire-Lenksystemen, keine nichtlinearen Funktionszusammenhänge zu verstehen sind.
  • Keine dieser Schriften offenbart den erfindungsgemäßen Gedanken, dass mittels einer Weiterentwicklung der Drive-by-Wire-Lenksysteme, bezüglich der freien Wahlmöglichkeit des Übersetzungsverhältnisses zwischen Lenkrad und den damit gekoppelten Rädern, eine Steigerung des Komforts sowie auch der Sicherheit erreicht werden kann, indem die freie Wahlmöglichkeit dafür herangezogen wird, dass das Übersetzungsverhältnis aktiv während des Betriebes den gegebenen Fahrsituationen optimal (variabel) angepasst wird.
  • Ebenso offenbart keine dieser Schriften den weiteren erfindungsgemäßen Gedanken, dass bei Erkennung einer gefährlichen drohenden Grenzwertsituation, automatisch eine Ausführung der vom Fahrer gewünschten/initiierten Aktion, nicht nur mittels einer entsprechend gerichteten „Kraftvergrößerung"/„Gegenkraft" an der Mensch-Maschinen-Schnittstelle entgegen gewirkt wird, sondern aktiv verhindert wird, oder aktiv eine Kompensationsmaßnahme zur Reduzierung der drohenden Grenzwertsituation durchgeführt wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Weiterentwicklung bzw. eine Verbesserung der bereits bekannten Drive-by-Wire-Lenksysteme, insbesondere für Kraftfahrzeuge zur Steuerung und/oder Regelung der Fahrtrichtung, zu schaffen, mittels diesem aufbauend auf den bereits bekannten technischen Wirkprinzipien der technischen Systemen, eine Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder eine Erhöhung der Bediensicherheit erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der Patenansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen.
  • Auf die einzelnen Funktionsprinzipien der bereits angesprochenen Basislösungen wird in dem nachfolgendem erfindungsgemäßem Ausführungsbeispiel nicht mehr näher eingegangen, da das jeweilige Funktionsprinzip bzw. der Inhalt der jeweiligen Schriften, durch den Verweis in vollem Umfang als aufgenommen gilt, bzw. als Stand der Technik betrachtet werden kann.
  • Der Einfachheit halber werden nachfolgend z.T. nur einzelne Begriffe verwendet, wobei zu beachten ist, das hierbei natürlich auch die für ein System erforderlichen, umgebenden Komponenten zu verstehen bzw. inbegriffen/einzubeziehen sind. Beispielsweise sei hier das Fahrbahnüberwachungssystem (7) genannt, welches als Überbegriff für alle möglichen technischen Wirkprinzipien (z.B. optisch, akustisch, elektromagnetische Wellen, GPS-basiert) steht, sowie die dazugehörenden „Komponenten" (z.B. Sender, Empfänger, Abtaststrahl, am Objekt reflektierte „physikalische Einheit", GPS-Empfänger, Karteninformationsmaterial) umfasst.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der 1 bis 9 näher erläutert werden. Es sei bemerkt, dass der Einfachheit halber in der Figurbeschreibung meist nur der Überbegriff eines als Vertreter genannten Systems verwendet wird. Selbstverständlich sind darunter ebenso auch andere Systeme, mit vergleichbarem Funktionsprinzip bzw. Einrichtungen mit sinngemäßen Funktionen, zu verstehen.
  • Es zeigen
  • 1: Eine prinzipielle mögliche Realisierung eines Drive-by-Wire-Lenksystems (1).
  • 2: Eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „der Fahrzeugbewegungsrichtung".
  • 3: Eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2)".
  • 4: Eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „der Fahrbahnbeschaffenheit".
  • 5: Eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) ➔ des Lenkmechanismus (3) bzgl. der maximalen Auslenkung als Funktion der zeitliche Fahrhistorie bzw. der Häufigkeit der Anzahl, wie oft in der (kürzeren) Vergangenheit eine Drehbewegung mit x % erreicht wurde.
  • 6: Eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „der Geschwindigkeit".
  • 7: Eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „der Fahrers/Fahrzeugführers".
  • 8: Eine Darstellung eines möglichen Kennlinienfeldes, aus dieses die maximale zulässige Geschwindigkeit als Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3), sowie des Grenzwertes bzgl. der maximal zulässigen/entstehenden Fliehkraft ersichtlich ist, sowie weitere Detaildarstellungen als annäherndes Berechnungsbeispiel.
  • 9: Eine Darstellung einer möglichen Szene eines Einparkvorganges, bei diesem ein Fahrbahnüberwachungssystem (7) den Abstand zu den dem Fahrzeugumfeld befindlichen Gegenständen/Autos überwacht, um gegebenenfalls bei nahen einer kritischen Situation, einen Einfluss auf eine oder mehrere der Größe/n/der Abhängigkeiten auszuüben.
  • 1 zeigt eine prinzipielle mögliche Realisierung eines Drive-by-Wire-Lenksystems (1). Das Drive-by-Wire-Lenksystems (1) besteht im einfachstem Falle, je nach dem um welche Art/Komfortstufe von Drive-by-Wire-Lenksystem es sich handelt, aus mindestens eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), vorzugsweise in Form eines Lenkrades und/oder einer Steuerhebels ausgebildet, zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, und einem Lenkmechanismus (3) zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder (4), zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung, wobei die funktionale Verbindung zwischen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und dem Lenkmechanismus (3) nicht durch eine mechanische Verbindung gegeben ist, sondern von einer elektronischen Umsetzeinheit (5)/Lenkungssteuerung/Lenkungsregelung gebildet wird, indem die elektronische Umsetzeinheit (5), die Eingangsgröße von der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) stammend, in eine Ausgangsgröße zur Steuerung/Regelung des Lenkmechanismus (3), gegebenenfalls unter Berücksichtigung von zusätzlichen Eingangsgrößen/Eingangsinformationen, umsetzt, wodurch eine Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder eine Erhöhung der Bediensicherheit zustande kommt, indem ein situationsangepasstes Übersetzungsverhältnis bzw. nichtlinearer und/oder nichtkonstanter Zusammenhang, zwischen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und des Lenkmechanismus (3), gebildet/ermöglicht wird. Zur Umsetzung eines situationsangepasstem Übersetzungsverhältnis, können neben der Fahrzeugbewegungsrichtung (Gangstellung/Getriebegangstellung/Vorwärts-/Rückwärtsgang), zusätzliche Einflussgrößen mitverarbeitet werden, wie beispielsweise, die Auslenkung bzw. der Drehwinkel der Mensch-Maschinen-Schnittstelle, der Zustand der Fahrbahnbeschaffenheit, die „Bewegungshistorie" der Mensch-Maschinen-Schnittstelle, die Informationen eines optischen, akustischem, GPS-basierendem oder elektromagnetischen Wellen basierenden „Fahrspurerkennungssystems", die Informationen bezüglich der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit/Motordrehzahl, sowie vom Fahrer festgelegte manuelle/persönliche Einstellungen, welche beispielsweise durch eine nicht näher dargestellte Fahreridentifikation/Personenklassifikation, wie beispielsweise einer Zugangsberechtigung/Fahrzeugschlüssel, automatisch aktiviert werden können. Die Beziehungen bzw. der Einfluss/nichtlinearer Veränderungsfaktor (Rechenvorschriften), welche/r zwischen dem situationsangepasstes Übersetzungsverhältnis der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und des Lenkmechanismus (3) und den einzelnen Einflussgrößen, welche auch untereinander Vorteilhafterweise miteinander in Kombination/in einer Beziehung stehen, besteht, sind Vor teilhafterweise in einem oder in mehreren eindimensionalen bzw. mehrdimensionalen Kennlinienfeld/ern, der elektronische Umsetzeinheit (5) in einem nichtflüchtigem Speicher hinterlegt, welcher gegebenenfalls in flashbarer Ausführung realisiert ist, damit jederzeit Aktualisierungen der Kennlinienfelder vorgenommen werden können.
  • Wie aus der 1 weiter zu entnehmen ist, besteht zwischen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und der elektronischen Umsetzeinheit (5) eine elektrische Verbindung (2.2), welche zur Übermittlung der vom Fahrzeugführer an die Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) eingegebenen Befehle/Instruktionen/Eingangsgrößen, diese mittels einer mechanischelektronischen Umsetzeinheit (2.1), die im einfachsten Fall als Drehwinkelgeber ausgebildet ist, gewandelt/angepasst werden, vorgesehen ist. Die vom Fahrzeugführer an die Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) eingegebenen Befehle/Instruktionen/Eingangsgrößen zur Auslenkung/Anregung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle, werden hierbei in der Regel wie von herkömmlichen Lenksystemen bekannt, durch entsprechende Kraftaufwendung (Muskelkraft) des Fahrzeugführers initiiert.
  • Nachdem die vom Fahrer eingegebenen Befehle/Instruktionen/Eingangsgrößen von der elektronischen Umsetzeinheit (5) entsprechend den Einflussgrößen situationsbedingt in die entsprechenden Ausgangskenngrößen gewandelt/bestimmt/umgeformt wurden, werden diese Ausgangskenngrößen mittels einer elektrische Verbindung (5.1) an den Lenkmechanismus (3) zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder (4), zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung übermittelt. Auf die genaue Ausführungsform (beispielsweise: elektromechanisch/Elektro-Motor mit Getriebe, elektropneumatisch/Hub-Druck-Zylinder mit Ventilsteuerung) der Aktuatorik, sowie der mechanischen Lager und Gelenkanordnung, des Lenkmechanismus (3) wird hierbei nicht näher eingegangen, da dies hinsichtlich der Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist.
  • Des weiteren ist aus der 1 eine Verbindungsleitung (5.2) zwischen der elektronischen Umsetzeinheit (5) und dem Lenkmechanismus (3) ersichtlich, welche zur Informations-Rückmeldung dient, damit der Grad der Umsetzung, der von der elektronischen Umsetzeinheit (5) ermittelten und gewollten Auslenkung der Räder überwacht werden kann, um gegebenenfalls mittels einer Regelschaltung eine Nachregelung vornehmen zu können.
  • 2 zeigt eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „der Fahrzeugbewegungsrichtung".
  • Wie aus der Darstellung hierbei ersichtlich ist, entspricht in diesem Beispiel das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3) zur Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), bei einer Vorwärtsfahrt/Vorwärtsgangstufe, einem Faktor von 1 bzw. 100%, wohingegen das Übersetzungsverhältnis bei einer Rückwärtsfahrt/Rückwärtsgangstufe, einem Faktor von 2 bzw. 200% entspricht. Wie aus den beiden Darstellungen weiter ersichtlich ist, folgt das abhängige Übersetzungsverhältnis bei konstanter Einflussgröße (Fahrtrichtung), hierbei einem linearen/konstanten Verhältnis/Zusammenhang.
  • Der Vorteil eines progressiveren Übersetzungsverhältnisses bei einer Rückwärtsfahrt, ist beispielsweise bei einem Einparkvorgang, wie dieser in 9 gezeigt wird, zu sehen, da bei einem Einparkvorgang bekanntlich viele Lenkmanöver (Lenkrad-Drehbewegungen) zur Erlangung der gewünschten Parkposition erforderlich sind. Mittels des progressiveren Übersetzungsverhältnisses wird hierbei die aufzubringenden Arbeit an Drehbewegungen etwas reduziert, bzw. ein zügigeres Manövrieren (Einparken) ermöglicht.
  • 3 zeigt eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2)".
  • Wie aus der Darstellung hierbei ersichtlich ist, entspricht in diesem Beispiel das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3) zur Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), einer Funktion, welche einer nichtlinearen Kennlinie folgt. Im „unteren Auslenkungsbereich" der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) ist das Übersetzungsverhältnis geringer als 1, so dass der Lenkmechanismus (3) nur bedingt bzw. nicht so empfindlich den Änderungen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) folgt, wohingegen im oberen Auslenkungsbereich sich beispiels weise ein Verhältnis von 1 einstellt, so dass der Lenkmechanismus (3) direkt den Änderungen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) folgt.
  • Der Vorteil dieser Kennlinienart ist darin zu sehen, das bei nur niedriger/geringer erforderlicher Auslenkungen des Lenkmechanismus (3) ein großer „Arbeitsweg" an Auslenkung/Drehwinkelweg der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) zur Verfügung steht. Dieses ermöglicht insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, bei diesen nur niedrige/geringe Auslenkungen des Lenkmechanismus (3) erforderlich sind, das der Lenkvorgang sehr präzise durchgeführt werden kann, da viel Arbeitsweg (Drehwinkel) zur Verfügung steht.
  • Andererseits wirkt sich die progressive nichtlineare Zunahme des Übersetzungsverhältnisses positiv bei höherer/viel erforderlicher Auslenkungen des Lenkmechanismus (3) aus, da ein geringerer „Arbeitsweg" an Auslenkung/Drehwinkelweg der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) erforderlich ist. Dieses ist insbesondere bei niedrigeren Geschwindigkeiten, bei diesen eine höhere/mehr Auslenkungen des Lenkmechanismus (3) erforderlich ist von Vorteil, da der Lenkvorgang im „oberen End-Bereich" sehr schnell durchgeführt werden kann, da weniger Arbeitsweg (Drehwinkel) vom Fahrer geleistet/verändert werden muss, als vergleichbar im „unteren Anfangs-Bereich".
  • 4 zeigt eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „der Fahrbahnbeschaffenheit".
  • Wie aus der Darstellung hierbei ersichtlich ist, entspricht in diesem Beispiel das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3) zur Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), einer Funktion, welche bezogen auf eine konstante Größe (Fahrbahnbeschaffenheit) der Einflussgröße bzw. bei eines statisch konstanten Wertes der Einflussgröße einer linearen Kennlinie folgt. Bei einer unebenen Fahrbahnbeschaffenheit beträgt hierbei das Übersetzungsverhältnis des Lenkmechanismus (3) zur Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), ca. den Faktor 0.5 (50%), wohingegen bei ebener Fahrbahn das Übersetzungsverhältnis des Lenkmechanismus (3) zur Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), ca. den Faktor 1 (100%) beträgt.
  • Wie aus der Darstellung hierbei weiter ersichtlich ist, entspricht das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3), zur Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), bezogen auf die Dynamik der Einflussgröße (Fahrbahnbeschaffenheit) selbst, einer Funktion, welche einer nichtlinearen Kennlinie folgt.
  • Der Vorteil dieser Kennlinienart ist darin zu sehen, das bei ebener Fahrbahn bzw. ordentlicher Fahrbahnbeschaffenheit ein normales Lenkverhalten wie gewohnt gewährleistet ist, wohingegen bei einer unebenen Fahrbahnbeschaffenheit, bei dieser der Fahrer gegebenenfalls vielen Schlaglöchern ausweichen muss, dieser einen relativ großer „Arbeitsweg" an Auslenkung/Drehwinkelweg der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) zur Verfügung steht, um die erforderlichen Lenkmanöver zur Steuerung des Lenkmechanismus (2) sicher durchzuführen.
  • 5 zeigt eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) ➔ des Lenkmechanismus (3) bzgl. der maximalen Auslenkung als Funktion der zeitliche Fahrhistorie bzw. der Häufigkeit der Anzahl, wie oft in der (kürzeren) Vergangenheit eine Drehbewegung mit x % erreicht wurde.
  • Wie aus der Darstellung hierbei ersichtlich ist, wird in diesem Beispiel die kurzfristige Historie der stattgefundenen Drehbewegungen/Auslenkungen, bei diesem ein gewisse Auslenkung erreicht wurde (alternativ auch mit Häufigkeitsbewertung, wie oft in der Vergangenheit eine Drehbewegung mit einer gewissen Auslenkung stattgefunden hat) ausgewertet bzw. berücksichtigt, um davon das Übersetzungsverhältnis zu steuern/für eine gewisse Zeitdauer abhängig zu machen.
  • Wie aus der Darstellung hierbei weiter ersichtlich ist, entspricht das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3), zur Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), bezogen auf die kurzfristige Historie hinsichtlich der stattgefundenen Drehbewegungen, bei diesem ein gewisse Auslenkung erreicht wurde (alternativ auch mit Häufigkeitsbewertung, wie oft in der Vergangenheit eine Drehbewegung mit einer gewissen Auslenkung stattgefunden hat), einer unstetigen Funktion, welche im Verhalten mit einer gewissen Zeitverzögerung der Realität (dem Ist-Verhalten) nachgezogen wird. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3), zur Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), wird hierbei abhängig von den stattgefundenen Drehbewegungen, bei diesem eine gewisse Auslenkung erreicht wurde gesteuert, so dass wenn beispielsweise viele bzw. ausgiebige Lenkbewegungen stattgefunden haben, das Übersetzungsverhältnis im Faktor angehoben wird, und für eine gewisse Zeit beibehalten wird.
  • Der Vorteil dieser unstetigen Kennlinienart ist darin zu sehen, das beispielsweise bei einer kurvenreichen Fahrbahnbeschaffenheit, bei dieser der Fahrer viele Lenkmanöver durchführen muss, diesem etwas entgegengekommen wird, indem das Übersetzungsverhältnis dahingehend verändert wird (zu größeren Faktoren), dass der Lenkvorgang in „kurvenreichen Bereichen" effektiver/aggressiver ausgeführt werden kann, da vom Fahrer weniger Arbeitsweg (Drehwinkel) geleistet/verändert werden muss, als vergleichbar in kurvenarmen Bereichen, um eine große Auslenkung des Lenkmechanismus (3) zu erwirken.
  • 6 zeigt eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „der Geschwindigkeit".
  • Wie aus der Darstellung hierbei ersichtlich ist, entspricht in diesem Beispiel das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3) zur Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), einer Funktion, welche bezogen auf eine konstante Größe (Geschwindigkeit) der Einflussgröße bzw. bei einem statisch konstanten Wert der Einflussgröße einer linearen Kennlinie folgt. Bei einer hohen Geschwindigkeit (200 km/h) beträgt hierbei das Übersetzungsverhältnis des Lenkmechanismus (3) zur Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), ca. den Faktor 0.4 (40%), wohingegen bei einer geringen Geschwindigkeit (50 km/h) das Übersetzungsverhältnis des Lenkmechanismus (3) Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), zum ca. den Faktor 0.8 (80%) beträgt. Wie aus der Darstellung hierbei weiter ersichtlich ist, entspricht das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3), zur Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnitts. (2), bezogen auf die Dynamik der Einflussgröße (Geschwindigkeit) selbst, einer Funktion, welche einer nichtlinearen Kennlinie folgt.
  • Der Vorteil dieser Kennlinienart ist darin zu sehen, das bei hohen Geschwindigkeiten, für die nur niedrigen/geringen erforderlichen Auslenkungen des Lenkmechanismus (3), ein großer „Arbeitsweg" an Auslenkung/Drehwinkelweg der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) zur Verfügung gestellt werden kann. Dieses ermöglicht insbesondere dann bei hohen Geschwindigkeiten, bei diesen nur niedrige/geringe Auslenkungen des Lenkmechanismus (3) erforderlich sind, das der Lenkvorgang sehr präzise durchgeführt werden kann, da viel Arbeitsweg (Drehwinkel) zur Verfügung steht.
  • Andererseits wirkt sich die progressive nichtlineare Zunahme des Übersetzungsverhältnisses bei niedrigeren Geschwindigkeiten positiv aus, da besonders in niedrigen Geschwindigkeitsbereichen, wie z.B. im Stadtverkehr, eine höhere Dynamik (höhere Auslenkungswerte) erforderlich ist, und somit dem Fahrer entgegengekommen werden kann, das dieser die erforderlichen Lenkvorgänge sehr schnell durchführen kann, da weniger Arbeitsweg (Drehwinkel) vom Fahrer geleistet/verändert werden muss, um einen gewisse Drehwinkelveränderung des Lenkmechanismus (3) zu erwirken, als vergleichbar im größeren Geschwindigkeitsbereich.
  • 7 zeigt eine Darstellung einer möglichen Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3) als Funktion der Auslenkung/des Drehwinkels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), in Abhängigkeit der Einflussgröße „der Fahrers/Fahrzeugführers".
  • Wie aus der Darstellung hierbei ersichtlich ist, entspricht in diesem Beispiel das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3) zur Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), einer Funktion, welche bezogen auf eine konstante Größe (Fahrer) der Einflussgröße bzw. bei einem statisch konstanten Wert der Einflussgröße einer linearen Kennlinie folgt. Bei einem ersten Fahrer (Fahrer 1) beträgt hierbei das Übersetzungsverhältnis des Lenkmechanismus (3) zur Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), ca. den Faktor 1 (100%), wohingegen bei einem weiteren Fahrer (Fahrer 3) das Übersetzungsverhältnis des Lenkmechanismus (3) zur Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), ca. den Faktor 0,6 (60%) beträgt.
  • Wie aus der Darstellung hierbei weiter ersichtlich ist, entspricht das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3), zur Auslenkung/ Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), bezogen auf die Kenngröße der Einflussgröße (Fahrer 1, 2, 3) selbst, einer Funktion, welche einer nichtstetigen Kennlinie folgt.
  • Der Vorteil dieser unstetigen Kennlinienart ist darin zu sehen, das beispielsweise individuell je nach Fahrer bzw. entsprechend den Wünschen des jeweiligen Fahrers, das Übersetzungsverhältnis zwischen der Auslenkung/Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3) und Auslenkung/Drehwinkel (%) der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), (automatisch) angepasst werden kann.
  • 8 zeigt eine Darstellung eines möglichen Kennlinienfeldes, aus dieses die maximale zulässige Geschwindigkeit als Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3), sowie des Grenzwertes bzgl. der maximal zulässigen/entstehenden Fliehkraft ersichtlich ist, sowie weitere Detaildarstellungen als annäherndes Berechnungsbeispiel.
  • Wie aus der Darstellung 8a (oben) hierbei ersichtlich ist, kann in Abhängigkeit der Geschwindigkeit, für jede Auslenkung/jeden Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3), hinsichtlich der auftretenden/daraus resultierenden Fliehkraft, ein Grenzwert zugeordnet werden. Wie aus dem Kennlinienfeld, welches im System, ebenso wie weitere ein- oder mehrdimensionalen Kennlinienfelder, in einem nichtflüchtigem Speicher abgelegt sein kann, ersichtlich ist, besteht für den Fahrzeuglenker bzw. für das Fahrzeug solange keine Gefahr, hinsichtlich eines Ausbrechen -, Schleudern – oder Umkippen (Überrollen) des Fahrzeugs, solange sich der resultierende „Arbeitspunkt" unterhalb der Grenzlinie befindet. Je nach momentaner Geschwindigkeit (alternativ: momentaner Gierwinkel/Wankwinkel) sowie der zu erwartenden Auslenkung/des zu erwartenden Drehwinkel des Lenkmechanismus, ist somit aus dem Diagramm/Kennlinienfeld ersichtlich/zu entnehmen, wie weit man sich vom Grenzwert entfernt befindet, beziehungsweise welche maximale Geschwindigkeitserhöhung (Delta V max) unter diesen Parametern/Randbedingungen noch zulässig ist, oder vorrausschauend um welchen Geschwindigkeitswert (Delta V zu groß) die Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert werden muss, um nicht in eine kritische Gefahrensituation zu kommen.
  • Der Einfachheit halber, wird bei diesem Diagramm, welches das Grundprinzip erläutert, neben der Geschwindigkeit und Auslenkung/Drehwinkel des Lenkmechanismus (3), auf die zusätzlich beeinflussenden Parametern, wie beispielsweise dem evtl. Neigungswinkel der Fahrbahn in einer Kurve, welcher ebenso einen Einfluss auf den Grenzwert hat, nicht näher eingegangen. Es sei nur angemerkt, dass diese zusätzlichen den Grenzwert beeinflussenden Parameter, bei höherwertigen Systemen mit zu Berücksichtigen (kombinierend mit einzubeziehen sind) sind, und sich hierfür prädestiniert mehrdimensionale Kennlinienfelder eignen.
  • Der untere Teil der 8a zeigt eine Fahrsituation eines Fahrzeuges (8), welches sich mit einer Geschwindigkeit (v) einer Kurve nähert, welche in diesem Beispiel mit 3 unterschiedlichen Fahrbahnrand/Kurvenverläufen/Kurvenradien (6) dargestellt ist. Anhand des Fahrbahnüberwachungssystems (7), mit dessen „Abtaststrahlen" oder mittels „GPS-System" generierten Daten, lässt sich die zu erwartende Auslenkung/der Drehwinkel des Lenkmechanismus (3) im Vorfeld ermitteln, und in das oben beschriebene Diagramm übertragen, aus diesem dann wie beschrieben, sich ermitteln lässt, wie sich die momentane Geschwindigkeit zum Grenzwert verhält.
  • Falls die Analyse/Auswertung eine Überschreitung des Grenzwertes zeigt, so ist eine Reduzierung der Geschwindigkeit (zumindest um das Delta V zu groß) erforderlich, welche vorzugsweise zur Vermeidung der drohenden Gefahrensituation automatisch eingeleitet wird. Vorzugsweise werden in diesem automatischem Korrekturfall evtl. anderslautende Eingabebefehle vom Fahrer, bzgl. der Beschleunigung oder der Sollgeschwindigkeit ignoriert bzw. nicht ausgeführt.
  • Im anderen Falle, wenn die Analyse/Auswertung zeigt, dass noch ein gewisser Abstand zum Grenzwert vorhanden ist/sein wird, und es sich bei dem Kurvenverlauf um eine Strecke handelt, bei dieser mit einer Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer zu rechnen ist (z.B. Autobahneinfahrt), kann die noch verbleibende Geschwindigkeitsdifferenz (Delta V max) idealerweise dazu verwendet werden, um aus der zu erwartenden Strecke in dieser eine Beschleunigung stattfinden wird, eine maximale zulässige Beschleunigung zu ermitteln, damit am Ende der Kurve der Grenzwert noch nicht überschritten ist/sein wird. Anhand der ermittelten maximalen erlaubten durchschnittlichen Beschleunigung kann das System den Beschleunigungsvorgang überwachen, um ggfls. automatisch koregierend einzugreifen, falls das Endergebnis der „geschwindigkeitsbeeinflussenden Eingabebefehlen" des Fahrers, das Resultat hätte, das der Grenzwert überschritten würde. Die automatische Korrektur kann bei spielsweise dadurch erfolgen, dass das System den gewünschten Beschleunigungsvorgang überwacht, und ggfls. zu große vom Fahrer gewünschte Beschleunigungswerte dahingehend abschwächt, bzw. die Eingabebefehle vom Fahrer, bzgl. der Beschleunigung oder der Sollgeschwindigkeit ignoriert bzw. nicht ausgeführt, so das immer im Bezug zum Ende der „Kurven-Strecke" der zulässige erlaubte Grenzwert bzw. die daraus resultierende zulässige erlaubte Geschwindigkeit nicht überschritten wird.
  • Anhand der 8b, welche weitere Detaildarstellungen zeigt, wird ein annäherndes Berechnungsbeispiel aufgezeigt. Die zulässigen Grenzen bzw. Grenzwerte hierfür lassen sich wie im Beispiel gezeigt relativ einfach ermitteln. Anhand der bekannten Beziehung „Geschwindigkeit ist Beschleunigung mal Zeit", lässt sich anhand der vom Diagramm 8a ermittelten Differenzgeschwindigkeit (Delta V max) und mittels der vom Fahrbahnüberwachungssystem ermittelten vorrausichtlichen Länge der „Kurvenstrecke bzw. der daraus resultierenden Fahrtzeit, die maximale zeitliche Beschleunigung (a) ermitteln.
  • Detaillierter lässt sich dieses am unteren Darstellung der 8b an einem Beispiel erklären. Aus der Darstellung kann anhand der Geschwindigkeit ermittelt werden, wie viel Zeit für eine (vom Fahrbahnüberwachungssystem ermittelten) „Kurvenstrecke" benötigt wird. Bei einer angenommenen Länge von 500 Metern und einer Geschwindigkeit von 50 km/h wird eine Zeit von 36 Sekunden ermittelt. Mittels dieser ermittelten Zeit von 36 Sekunden und dem zuvor ermittelten situationsabhängigen (variablen) Grenzwert (Grenzwert für Delta V), der in diesem Beispiel bei 34 km/h angenommen wird, kann die maximale durchschnittliche erlaubte Beschleunigung (a), mit 0,26 m/s2, ermittelt werden.
  • Der Einfachheit halber, wird bei diesem Diagramm, welches wieder das Grundprinzip erläutert, auf die zusätzlich beeinflussenden Parametern, wie beispielsweise die durch die Beschleunigung sich verkürzende erforderlich Zeit zum Befahren der Strecke, wiederum nicht näher eingegangen. Es sei hier nur wieder angemerkt, dass diese zusätzlichen den Grenzwert/die Berechnung beeinflussenden Parameter, bei höherwertigen Systemen mit zu Berücksichtigen sind, und sich hierfür prädestiniert mehrdimensionale Kennlinienfelder eignen. Ebenso ist es als eine Selbstverständlichkeit zu betrachten, dass die Analysen/Berechnungen onlinefähig ablaufen, so das die jeweiligen Rahmenbedingungen, an die sich gegenseitig beeinflussenden Größen, aktuell angepasst bzw. korrigiert werden können.
  • Ebenso sind die in den Beispielen angegebenen Zahlen bzw. Faktoren, nur stellvertretende Platzhalter für andere sinnvolle Wertangaben.
  • Ein weiterer Vorteil neben dem, dass eine Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder eine Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit erreicht wird, ist auch darin zu sehen, dass mittels dieses Verfahrens auch ein kontinuierlicherer Verkehrsfluss, und eine damit verbundene Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs, erreicht wird.
  • 9 zeigt eine Darstellung einer möglichen Szene im Straßenverkehr (9) eines Einparkvorganges eines Fahrzeuges (8), bei diesem ein Fahrbahnüberwachungssystem (7) den Abstand zu den dem Fahrzeugumfeld befindlichen Gegenständen/parkenden Autos (10) überwacht, um gegebenenfalls bei Nahen einer kritischen Situation, einen Einfluss auf eine oder mehrere der Größe/n/der Abhängigkeiten auszuüben.
  • Bei Weiterentwicklungen der beschriebenen Drive-by-Wire-Lenksysteme, kann darüber hinaus eine zusätzliche Leistungssteigerung des Systems bzw. eine Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder eine Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit erreicht wird, indem neben den bereits beschriebenen nichtlinearen situationsabhängigen Übersetzungsverhältnissen, die Informationen eines Fahrbahnüberwachungssystems/Fahrzeugumgebungsüberwachungssystems mit verarbeitet werden.
  • Die Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder eine Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit wird beispielsweise hierbei dadurch erreicht, dass ein vorzugsweise optisches und/oder akustisches (Ultraschall) Abstandswarnsystem/Fahrzeug-Umgebungsüberwachungssystem (7) während eines Einparkvorganges die „Größe der Parklücke" bzw. den Abstand zu den bereits geparkten Fahrzeuge überwacht, und im Falle eines sich andeutenden „Blechschadens"/„Park-Remplers" einen automatischen Eingriff ins Lenksystem und/oder Bremssystem vornimmt.
  • Bei einem Eingriff ins Lenksystem, wird hierbei beispielsweise eine Kompensation/Reduzierung des Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkrad und den damit gekoppelten Rädern vorgenommen, damit ein Fahrzeuglenker, der mit der erfindungsgemäßen Lösung des beispielsweise veränderten/überproportionalen Übersetzungsverhältnisses während des Rückwärtsfahrens, nicht so vertraut ist, annähernd ein Funktionsverhalten der Lenkein richtung vorfindet, wie der Fahrer dieses Verhalten von im vertrauten mechanisch realisierten Lenkvorrichtungen zu erwarten hat.
  • Bei einem Eingriff ins Bremssystem, wird hierbei beispielsweise eine automatische Verringerung der Geschwindigkeit durchgeführt, damit ein Fahrzeuglenker, der mit der erfindungsgemäßen Lösung des beispielsweise veränderten/überproportionalen Übersetzungsverhältnisses während des Rückwärtsfahrens, nicht so vertraut ist, annähernd ein Bewegungsänderung bzgl. der „Fahrzeugversetzung" in der Zeitdauer vorfindet, wie der Fahrer dieses Verhalten (Fahrzeugversetzung) von einer im vertrauten mechanisch realisierten Lenkvorrichtungen zu erwarten hat.

Claims (21)

  1. Drive-by-Wire-Lenksystem (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge zur Steuerung und/oder Regelung der Fahrtrichtung, bestehend aus mindestens – einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), vorzugsweise in Form eines Lenkrades und/oder einer Steuerhebels ausgebildet, zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, – einem Lenkmechanismus (3) zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder (4), zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen – der Auslenkung und/oder Anregung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und – dem Lenkmechanismus (3) zur Ausrichtung des Rades (4)/der Räder (4), eine Funktion besteht, welche in Abhängigkeit von mindestens einer Einflussgröße, insbesondere der Fahrzeugbewegungsrichtung, einem nichtlinearen und/oder nichtkonstanten Zusammenhang folgt, und dass keine direkte mechanische Verbindung zwischen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und dem Lenkmechanismus (3) besteht.
  2. Verfahren für ein Drive-by-Wire-Lenksystem (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge zur Steuerung und/oder Regelung der Fahrtrichtung, welches aus mindestens – einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), vorzugsweise in Form eines Lenkrades und/oder einer Steuerhebels ausgebildet, zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, – einem Lenkmechanismus (3) zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder (4), zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass, zur Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder Erhöhung der Bediensicherheit, zwischen – der Auslenkung und/oder Anregung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und – dem Lenkmechanismus (3) zur Ausrichtung des Rades (4)/der Räder (4), eine Funktion besteht, welche in Abhängigkeit von mindestens einer Einflussgröße, insbesondere der Fahrzeugbewegungsrichtung, einem nichtlinearen und/oder nichtkonstanten Zusammenhang folgt, und dass keine direkte mechanische Verbindung zwischen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und dem Lenkmechanismus (3) besteht.
  3. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Einflussgröße zur Abhängigkeitsbestimmung die Fahrzeugbewegungsrichtung und/oder der Getriebegangstellung herangezogen wird.
  4. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Einflussgröße zur Abhängigkeitsbestimmung die Fahrzeugeigengeschwindigkeit und/oder Drehzahl (Motordrehzahl) herangezogen wird.
  5. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Einflussgröße zur Abhängigkeitsbestimmung die Größe der Auslenkung und/oder Anregung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) herangezogen wird.
  6. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Einflussgröße zur Abhängigkeitsbestimmung die Fahrbahnbeschaffenheit herangezogen wird.
  7. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Einflussgröße zur Abhängigkeitsbestimmung die „Bewegungs-Historie" der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) herangezogen wird.
  8. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Einflussgröße zur Abhängigkeitsbestimmung eine individuelle Einstellung, die durch den Fahrzeuglenker eingestellt werden kann, herangezogen wird.
  9. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Einflussgröße zur Abhängigkeitsbestimmung eine automatisch zuordenbare fahrerspezifische Kenngröße herangezogen wird.
  10. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die als Einflussgröße automatisch zuordenbare fahrerspezifische Kenngröße im fahrerspezifischen Schlüssel/Zugangsberechtigungsvorrichtung hinterlegt sein kann.
  11. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die als Einflussgröße automatisch zuordenbare fahrerspezifische Kenngröße mittels Personenklassifikationssystemen ermittelt werden kann.
  12. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie und/oder Funktion bei konstanter Einflussgröße, wie beispielsweise einer konstanten Geschwindigkeit, einer linearen Kennlinie folgen kann.
  13. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie und/oder Funktion bei variabler Einflussgröße, wie beispielsweise der Auslenkung und/oder Anregung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), einer progressiven und/oder exponentialen Kennlinie folgen kann.
  14. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtlinearen Zusammenhänge als Funktion der Einflussgröße in einem Kennlinienfeld hinterlegt sind.
  15. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einflussgrößen miteinander in Kombination stehen können.
  16. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtlinearen Funktions-Zusammenhänge als Funktionen der Einflussgrößen in einem mehrdimensionalen Kennlinienfeld hinterlegt sind.
  17. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die eindimensionalen oder mehrdimensionalen Kennlinienfelder in einem nichtflüchtigem Speicher, gegebenenfalls flashbaren/aktualisierbaren Speicher, hinterlegt sind.
  18. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei den nichtlinearen Zusammenhängen, auch die unterschiedlichen Kraftaufwendungen zur Auslenkung und/oder Anregung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) einbezogen sind/zu verstehen sind.
  19. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den unterschiedlichen Kraftaufwendungen zur Auslenkung und/oder Anregung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), um eine zu erbringende Muskelkraft des Fahrzeugführers handelt.
  20. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder Erhöhung der Bediensicherheit, zwischen – der Auslenkung und/oder Anregung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und – dem Lenkmechanismus (3) zur Ausrichtung des Rades (4)/der Räder (4), eine Funktion besteht, welche in Abhängigkeit von mindestens einer Einflussgröße, vorzugsweise der Fahrzeugbewegungsrichtung, einem nichtlinearen und/oder nichtkonstanten Zusammenhang folgt, und punktuell und/oder statisch bei einer konstanten Einflussgröße betrachtet, bei mindestens einer konstanten Einflussgröße, von den möglichen Einflussgrößen, einem linearen und/oder konstanten Zusammenhang folgt.
  21. Drive-by-Wire-Lenksystem und/oder dazugehörendes Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einflussgröße/n geschwindigkeitsunabhängig sind.
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