DE102007043135A1 - Fahrzeuglenksystem sowie Verfahren zur Ansteuerung eines Fahrzeuglenksystems - Google Patents

Fahrzeuglenksystem sowie Verfahren zur Ansteuerung eines Fahrzeuglenksystems Download PDF

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DE102007043135A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuglenksystem (10), mit einem Lenkrad (12), einem Lenkgetriebe (14), das ein Ausgangselement (16) aufweist, und einer aktivierbaren Entkopplungsvorrichtung (18), die ein dem Lenkrad (12) zugeordnetes erstes Kopplungselement (20) und ein dem Ausgangselement (16) zugeordnetes zweites Kopplungselement (22) umfaßt, wobei die Kopplungselemente (20, 22) in einer Grundstellung drehfest miteinander verbunden sind, so daß das Lenkrad (12) mit dem Ausgangselement (16) mechanisch gekoppelt ist, und wobei die Kopplungselemente (20, 22) in einer Trennstellung gegeneinander verdrehbar sind, so daß das Lenkrad (12) und das Ausgangselement (16) entkoppelt sind und eine Verdrehung des Ausgangselements (16) unabhängig von einer Verdrehung des Lenkrads (12) ist. Zur Ausrichtung des Lenkrads (12) relativ zum Ausgangselement (16) ist eine Lenkradpositioniereinrichtung (40) vorgesehen. Darüber hinaus umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung eines Fahrzeuglenksystems, insbesondere bei einem Parkiervorgang.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Fahrzeuglenksystems, insbesondere bei einem Parkiervorgang, sowie ein Fahrzeuglenksystem mit einem Lenkrad, einem Lenkgetriebe, das ein Ausgangselement aufweist, und einer aktivierbaren Entkopplungsvorrichtung, die ein dem Lenkrad zugeordnetes erstes Kopplungselement und ein dem Ausgangselement zugeordnetes zweites Kopplungselement umfaßt, wobei die Kopplungselemente in einer Grundstellung der Entkopplungsvorrichtung drehfest miteinander verbunden sind, so daß das Lenkrad mit dem Ausgangselement mechanisch gekoppelt ist, und wobei die Kopplungselemente in einer Trennstellung der Entkopplungsvorrichtung gegeneinander verdrehbar sind, so daß das Lenkrad und das Ausgangselement entkoppelt sind und eine Verdrehung des Ausgangselements unabhängig von einer Verdrehung des Lenkrads ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits Fahrzeuglenksysteme bekannt, die es ermöglichen, den Einparkvorgang eines Fahrzeugs automatisch oder halbautomatisch durchzuführen. Dabei wird das Lenksystem des Fahrzeugs durch eine Steuereinheit betätigt und gesteuert, ohne daß der Fahrer das Lenkrad berührt. Beim Parkiervorgang befindet sich der Fahrer im Fahrzeug, um das Einparken zu überwachen und gegebenenfalls zu unterbrechen. Greift der Fahrer an das Lenkrad und bringt ein Lenkmoment auf, so wird dies vom Lenksystem als Wunsch zum Beenden des Parkiervorgangs interpretiert und der Vorgang wird abgebrochen oder unterbrochen.
  • Ein Problem dieser herkömmlichen Lenksysteme besteht darin, daß der Fahrer aufgrund einer Unachtsamkeit, ungeeigneter Kleidung oder infolge einer falschen Lenkrad- und Sitzeinstellung unbeabsichtigt in das sich drehende Lenkrad greift, wodurch eine Hand oder ein Arm des Fahrers zwischen einer Lenkradspeiche und weiteren Bauteilen (z. B. einem Lenkstockhebel) eingeklemmt werden kann. In der Regel wird dieses Problem bei bestehenden Lenksystemen dadurch gelöst, daß ein unbeabsichtigter Lenkradeingriff von Sensoren erfaßt und der Parkiervorgang daraufhin abgebrochen wird. Nachteilig ist bei dieser Lösung, daß die Lenkwinkelgeschwindigkeit aufgrund der großen Massenträgheit des Lenkgetriebes und des Lenkrads auf einen niedrigen Wert beschränkt werden muß, um ein rechtzeitiges Abschalten zu gewährleisten. Ferner muß die Massenträgheit des Lenkrads auch beim Beschleunigen oder Abbremsen des Ausgangselements berücksichtigt werden, da sich im Lenkstrang üblicherweise ein drehweiches Federelement (z. B. ein Torsionsstab) befindet, welches zusammen mit dem Lenkrad ein schwingungsfähiges System bildet. Die durch den automatischen Lenkvorgang hervorgerufenen Schwingungen des Systems können die Regelung des Lenkvorgangs erheblich stören. Darüber hinaus kann es auch zu Fehlabschaltungen infolge sprunghafter Laständerungen im Lenksystem kommen, die beispielsweise durch die Fahrbahnbeschaffenheit oder Reibeffekte im Lenkstrang hervorgerufen werden.
  • Die genannten Probleme können durch eine temporäre Entkopplung des Lenkrads vom Lenkgetriebe behoben werden. Die DE 102 55 751 A1 beschreibt in diesem Zusammenhang bereits ein Lenksystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16, bei dem eine geteilte Lenkspindel eine das Lenkrad tragende Antriebswelle sowie eine motorisch antreibbare Abtriebswelle aufweist. Beide Wellen sind durch eine Kupplungseinrichtung mechanisch so miteinander verbunden, daß im normalen Fahrbetrieb eine mechanische Verbindung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle besteht (Direktlenkung). Lediglich im Falle eines Überlagerungslenkvorgangs werden die Antriebswelle und die Abtriebswelle mittels der Kupplungseinrichtung kurzzeitig voneinander getrennt, etwa zum Korrigieren der Fahrtrichtung, z. B. bei Seitenwind.
  • Prinzipiell sind Kupplungseinrichtungen für Fahrzeuglenksysteme auch von sogenannten „Steer-by-Wire"-Systemen bekannt, wobei diese jedoch im normalen Fahrbetrieb das Lenkrad und das Lenkgetriebe mechanisch entkoppeln und lediglich bei einem Systemausfall für einen mechanischen Durchtrieb sorgen. Außerdem sind das Lenkrad und das Lenkgetriebe bei „Steer-by-Wire"-Lenksystemen nie (vollständig) entkoppelt, da entweder eine elektronische Kopplung (im normalen Fahrbetrieb) oder eine mechanische Kopplung durch die Kupplungseinrichtung (bei einem Systemausfall) besteht. Eine vollkommen lenkradunabhängige Ansteuerung des Lenkgetriebes ist dementsprechend nicht vorgesehen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zur Ansteuerung eines Fahrzeuglenksystems sowie ein als Direktlenkung ausgebildetes Fahrzeuglenksystem zu schaffen, das besonders vorteilhaft die Durchführung einer automatischen Parkierfunktion ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Ansteuerung eines Fahrzeuglenksystems, insbesondere bei einem Parkiervorgang, gelöst, wobei das Fahrzeuglenksystem ein Lenkgetriebe, eine Entkopplungsvorrichtung und ein Lenkrad umfaßt, welches in einer Grundstellung der Entkopplungsvorrichtung mechanisch mit einem Ausgangselement des Lenkgetriebes verbunden ist, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
    • a) Die Entkopplungsvorrichtung wird aktiviert und in eine Trennstellung bewegt, um das Lenkrad und das Ausgangselement zu entkoppeln;
    • b) das Ausgangselement des Lenkgetriebes wird über einen Aktuator verstellt, wobei eine elektronische Steuereinheit den Aktuator lenkradunabhängig ansteuert;
    • c) das Lenkrad und das Ausgangselement werden relativ zueinander in eine vorgegebene Koppelposition ausgerichtet;
    • d) die Entkopplungsvorrichtung wird deaktiviert und zurück in die Grundstellung bewegt, um das Lenkrad und das Ausgangselement wieder mechanisch zu koppeln.
  • Dieses Verfahren ermöglicht im entkoppelten Zustand des Fahrzeuglenksystems zum einen eine lenkradunabhängige Betätigung des Lenkgetriebes, so daß sich beispielsweise beim automatischen Einparken keine Probleme durch das mitrotierende Lenkrad ergeben. Zum anderen werden das Lenkrad und das Ausgangselement des Lenkgetriebes „winkelrichtig" eingekuppelt, d. h. sie werden entsprechend der Erwartung des Fahrers so ausgerichtet, daß z. B. eine Mittenstellung des Lenkrads einer Mittenstellung des Ausgangselements und damit einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs entspricht.
  • Die Ausrichtung in die vorgegebene Koppelposition kann dabei auf unterschiedliche Arten erfolgen. So ist beispielsweise eine anzeigeunterstützte manuelle und/oder eine magnetunterstützte Ausrichtung denkbar.
  • Alternativ wird das Ausgangselement durch den Aktuator soweit verstellt, bis die vorgegebene Koppelposition erreicht ist.
  • In einer weiteren alternativen Ausführungsvariante kommt das Lenkrad durch die Aktivierung der Entkopplungsvorrichtung in Verbindung mit einer Lenkradpositioniereinrichtung, welche das Lenkrad aktiv verdrehen kann.
  • Selbstverständlich ist auch eine beliebige Kombination der vorgenannten Ausrichtungsmöglichkeiten denkbar.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe schafft die Erfindung ferner ein Fahrzeuglenksystem der eingangs genannten Art, bei dem eine Lenkradpositioniereinrichtung zur Ausrichtung des Lenkrads relativ zum Ausgangselement vorgesehen ist. Durch diese Lenkradpositioniereinrichtung ist nach der lenkradunabhängigen Ansteuerung des Ausgangselements eine besonders vorteilhafte Ausrichtung des Lenkrads relativ zum Ausgangselement möglich.
  • Die Entkopplungsvorrichtung ist bevorzugt in das Lenkrad integriert, wodurch sich eine besonders kompakte Bauweise des Fahrzeuglenksystems ergibt.
  • Ferner kann ein Sicherungselement vorgesehen sein, welches in seiner Grundstellung das Lenkrad und das Ausgangselement in mechanischer Verbindung hält, unabhängig von einer Aktivierung der Entkopplungsvorrichtung. Eine irrtümliche Entkopplung zwischen Lenkrad und Ausgangselement infolge einer Fehlauslösung der Entkopplungsvorrichtung wird also durch dieses Sicherungselement zuverlässig verhindert.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und deren Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigt:
  • 1 eine schematische Übersichtsskizze des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenksystems;
  • 2 einen schematischen Detailschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenksystems gemäß 1, wobei sich die Entkopplungsvorrichtung in ihrer Grundstellung befindet;
  • 3 einen schematischen Detailschnitt durch die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenksystems gemäß 1, wobei sich die Entkopplungsvorrichtung in ihrer Trennstellung befindet;
  • 4 einen schematischen Detailschnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenksystems gemäß 1, wobei sich die Entkopplungsvorrichtung in ihrer Trennstellung befindet; und
  • 5 eine perspektivische Rückansicht eines Lenkrads sowie einen schematischen Detailschnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenksystems gemäß 1, wobei sich die Entkopplungsvorrichtung in ihrer Trennstellung befindet.
  • Die 1 zeigt ein Fahrzeuglenksystem 10, mit einem Lenkrad 12, einem Lenkgetriebe 14, das ein Ausgangselement 16 aufweist, und einer aktivierbaren Entkopplungsvorrichtung 18, die ein dem Lenkrad 12 zugeordnetes erstes Kopplungselement 20 und ein dem Ausgangselement 16 zugeordnetes zweites Kopplungselement 22 umfaßt (vgl. 2 bis 5). Das Fahrzeuglenksystem 10 ist im vorliegenden Beispiel als Zahnstangenlenkung ausgebildet. Das Ausgangselement 16 ist dementsprechend als Ritzel ausgeführt, welches über eine Zahnstange 23 direkt mit lenkbaren Fahrzeugrädern 24 verbunden ist. Das Lenkrad 12 ist in einer Grundstellung der Entkopplungsvorrichtung 18 über einen nahezu drehsteifen Lenkstrang 25 mechanisch mit dem Ausgangselement 16 des Lenkgetriebes 14 verbunden. Lenkradseitig umfaßt der Lenkstrang 25 eine Lenksäule 26, wobei ein Verdrehwinkel α2 des Ausgangselements 16 im wesentlichen einem Verdrehwinkel α2' der Lenksäule 26 entspricht. Eine gewisse Lenkstrangelastizität, insbesondere bei Verwendung eines Torsionsstabs, oder ein vorhandenes Spiel im Lenkstrang 25 führen lediglich zu geringen Winkeldifferenzen, die im folgenden vernachlässigt werden. Das Lenkgetriebe 14 ist mit einem Aktuator 27 gekoppelt, der über eine elektronische Steuereinheit 28 angesteuert wird und das Ausgangselement 16 des Lenkgetriebes 14 zumindest indirekt verstellen kann. Der Aktuator 27 umfaßt beispielsweise ein Servoventil und/oder einen Elektromotor und stellt im Normalbetrieb des Fahrzeuglenksystems 10 eine hydraulische oder elektromechanische Lenkunterstützungskraft bereit.
  • Die Entkopplungsvorrichtung 18 kann sich an einer beliebigen Stelle zwischen dem Aktuator 27 und dem Lenkrad 12 befinden, wobei sie in den dargestellten Ausführungsformen gemäß den 1 bis 5 unmittelbar an der Verbindungsstelle zwischen dem Lenkstrang 25 und dem Lenkrad 12 angeordnet ist. Konkret ist die Entkopplungsvorrichtung 18 im Bereich einer Lenkradnabe in das Lenkrad 12 integriert, was zu einer insgesamt sehr kompakten Bauweise des Fahrzeuglenksystems 10 beiträgt. Außerdem sind in diesem Fall lediglich konstruktive Anpassungen an der Lenkradbaugruppe erforderlich, um das bestehende Fahrzeuglenksystem mit einer vorteilhaften automatischen Parkierfunktion zu auszurüsten; Änderungen an der Lenkstrangkonstruktion 25 sind hingegen kaum notwendig.
  • Die Entkopplungsvorrichtung 18 wird von einer elektronischen Steuereinheit 30 angesteuert, welche mit einem Lenkwinkelsensor 32 und einem Lenkradwinkelsensor 34 in Verbindung steht. Die elektronische Steuereinheit 30 kommuniziert darüber hinaus mit einer weiteren elektronischen Steuereinheit 36, die den automatischen Parkiervorgang regelt. Diese ist wiederum mit der elektronischen Steuereinheit 28 verbunden, welche über den Aktuator 27 die elektrische oder hydraulische Servounterstützung steuert, sowie mit weiteren Fahrzeugsensoren 38. Neben dem elektromagnetischen Ein- und Auskuppelvorgang der Entkopplungsvorrichtung 18 steuert die in 1 dargestellte elektronische Steuereinheit 30 auch eine optionale Lenkradpositioniereinrichtung 40.
  • Obwohl die elektronischen Steuereinheiten 28, 30, 36 des Fahrzeuglenksystems 10 in 1 separat dargestellt sind, kann insbesondere die Steuereinheit 30 in die elektronische Steuereinheit 36 integriert sein. Alternativ ist aber auch eine beliebige andere Zusammenfassung der Steuereinheiten 28, 30, 36 zu einer oder zwei Steuereinheiten denkbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird vor einer Aktivierung der Entkopplungsvorrichtung 18 wenigstens eine in der elektronischen Steuereinheit 30 gespeicherte Aktivierungsbedingung überprüft. Eine Bedingung ist, daß die Entkopplungsvorrichtung 18 nur dann aktiviert wird, wenn ein entsprechender Fahrerwunsch vorliegt. Ein durch den Fahrer betätigter Schalter 42 zeigt diesen Fahrerwunsch an, leitet den automatischen Parkvorgang ein und steuert ein Sicherungselement 44 an, welches über einen separaten Stromanschluß verfügt. Auf dieses Sicherungselement 44 wird bei der Beschreibung der weiteren Figuren noch genauer eingegangen.
  • Da sich die Entkopplungsvorrichtung 18 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 in der Nabe des Lenkrads 12 befindet, liegen die Besonderheiten des Fahrzeuglenksystems 10 im Übergangsbereich zwischen dem Lenkrad 12, einem Lenkstockschalter 46 und einem Mantelrohr 48 der Lenksäule 26. Dieser Bereich ist daher in den 2 bis 5 detaillierter dargestellt.
  • Die 2 zeigt eine erste Ausführungsvariante des Fahrzeuglenksystems 10. Ein Gehäuse 50 der Entkopplungsvorrichtung 18 ist am Lenkrad 12 befestigt und über Wälzlager 52 mit der Lenksäule 26 drehbar verbunden. Profilzähne 56 übertragen ein Lenkmoment vom Lenkrad 12 auf das axial verschiebbare erste Kopplungselement 20 der Entkopplungsvorrichtung 18. Dieses erste Kopplungselement 20 wird von einer Feder 58 längs einer Lenkrad- bzw. Lenksäulenachse A gegen das an der Lenksäule 26 befestigte, zweite Kopplungselement 22 gepreßt. Das am Lenkrad 12 aufgebrachte Lenkmoment wird über eine Verzahnung 60 zwischen den Kopplungselementen 20, 22 auf die Lenksäule 26 übertragen.
  • Im Gehäuse des Lenkstockschalters 46 befindet sich eine Kabelschleife 62, deren Stecker 64 in das Lenkrad 12 hineinragt. Sie dient zur Leistungs- und Signalübertragung von Hupe, Airbag und Lenkradtasten (nicht gezeigt) sowie von der Entkopplungsvorrichtung 18. Besonders vorteilhaft ist der Lenkradwinkelsensor 34 mit dieser Kabelschleife 62 kombiniert.
  • Im Bereich der Wälzlager 52 ist das bereits oben erwähnte Sicherungselement 44 vorgesehen, welches im vorliegenden Fall ein elektromagnetisch betätigter, federbelasteter Sicherungsstift ist. In der in 2 gezeigten Grundstellung der Entkopplungsvorrichtung 18 verhindert dieser Sicherungsstift zusätzlich zu den Koppelelementen 20, 22 die Verdrehung des Lenkrads 12 gegenüber der Lenksäule 26. In einer weiteren Ausführungsvariante kann das Sicherungselement 44 auch so angeordnet sein, daß es eine axiale Verschiebung des ersten Kopplungselements 20 verhindert (vgl. 4).
  • Die 3 zeigt die Entkopplungsvorrichtung 18 gemäß 2 in einer Trennstellung, d. h. im ausgekuppelten Zustand. Nachdem der Fahrer durch Betätigen des Schalters 42 (vgl. 1) die Aufforderung zum Beginn des Einparkvorgangs gegeben hat, und nachdem das Fahrzeuglenksystem 10 alle weiteren Randbedingungen erfolgreich geprüft hat, wird das Sicherungselement 44 betätigt. Eine dieser bevorzugt in der elektronischen Steuereinheit 30 gespeicherten Randbedingungen ist beispielsweise die Bedingung, daß das Sicherungselement 44 (und die Entkopplungsvorrichtung 18) nur dann aktiviert werden, wenn eine sensierte Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Weitere Randbedingungen können beispielsweise die Sensierung einer ausreichend großen Parklücke oder eines geeigneten eingelegten Gangs sein.
  • Gleichzeitig oder etwas verzögert zur Betätigung des Sicherungselements 44 wird durch Bestromen einer Magnetspule 66 das magnetische erste Kopplungselement 20 zurückgezogen und die Entkopplungsvorrichtung 18 gegen die Kraft der Feder 58 von der Grundstellung in die Trennstellung bewegt. Zeitgleich rückt eine Verzahnung 68 des ersten Kopplungselements 20 in die Verzahnung eines Zahnrads 70 ein, das zusammen mit einem Elektromotor 72 die Lenkradpositioniereinrichtung 40 bildet, welche fest mit dem Lenkstockschalter 46 oder dem Mantelrohr 48 verbunden ist.
  • Nun kann das Ausgangselement 16 (und damit die Lenksäule 26) über den Aktuator 27 verstellt werden, wobei die elektronische Steuereinheit 28 den Aktuator 27 lenkradunabhängig ansteuert. So kann z. B. ein automatischer Parkiervorgang durchgeführt werden, bei dem sich die Lenksäule 26 dreht, das entkoppelte Lenkrad 12 jedoch fixiert oder im wesentlichen frei drehbar ist. Die Drehbarkeit des Lenkrads 12 in der Trennstellung der Entkopplungsvorrichtung 18 gemäß 3 hängt dabei von der Bestromung des Elektromotors 72 ab. Wird der Motor 72 der Lenkradpositioniereinrichtung 40 nicht bestromt, so kann sich das Lenkrad 12 im ausgekuppelten Zustand (unter Mitnahme des Elektromotors 72) frei drehen. Ist der Motor 72 hingegen bestromt, so hält er das Lenkrad 12 im ausgekuppelten Zustand gemäß 3 drehfest, so daß das Lenkrad 12 in der Trennstellung der Entkopplungsvorrichtung 18 fixiert ist. Ein besonderer Vorteil ist in beiden Fällen, daß das Ausgangselement 16 mit einer beliebigen Winkelgeschwindigkeit vom Aktuator 27 betätigt werden kann. Herkömmliche Fahrzeuglenksysteme, bei denen sich das Lenkrad 12 während einer Aktuatoransteuerung des Ausgangselements 16 mitdreht, sind in der Regel auf eine maximale Lenkradwinkelgeschwindigkeit begrenzt, um eine Gefährdung des Fahrers durch das mitrotierende Lenkrad 12 zu vermeiden. Die maximale Lenkradwinkelgeschwindigkeit stellt dabei für die Durchführungsgeschwindigkeit des gesamten automatischen Parkiervorgangs einen limitierenden Faktor dar, der bei dem erfindungsgemäßen Servolenksystem 10 entfällt.
  • Die Ausführungsvarianten gemäß den 2 bis 5 unterscheiden sich im wesentlichen lediglich durch die Art und Weise, in der ein „winkelrichtiges Einkuppeln" des Lenkrads 12 sichergestellt wird. Als winkelrichtiges Einkuppeln wird dabei ein Vorgang bezeichnet, bei dem das Lenkrad 12 und das Ausgangselement 16 des Lenkgetriebes 14 relativ zueinander in eine vorgegebene Koppelposition verdreht werden, bevor die Entkopplungsvorrichtung 18 deaktiviert und in die Grundstellung bewegt wird, in welcher das Lenkrad 12 und das Ausgangselement 16 mechanisch gekoppelt sind. In dieser vorgegebenen Koppelposition stimmen ein Verdrehwinkel α1 des Lenkrads 12 und ein Verdrehwinkel α2 des Ausgangselements 16 im wesentlichen überein. In der Regel ist dabei der Verdrehwinkel α1 in einer Mittenstellung des Lenkrads 12 zu 0° definiert, und der Verdrehwinkel α2 ist üblicherweise in einer Mittenstellung des Ausgangselements 16, die einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs entspricht, ebenfalls zu 0° definiert.
  • Je nach Auslegung des Parkieralgorithmus steht das Ausgangselement 16 bzw. die Lenksäule 26 nach Abschluß des Parkiervorgangs in der neutralen Mittenstellung oder in einer beliebigen Position. Auch das Lenkrad 12 kann sich unter Umständen während des Einparkens gegenüber der Ausgangslage verdrehen und eine beliebige Position einnehmen.
  • Der Lenkradwinkelsensor 34 mißt den Verdrehwinkel α1 des Lenkrads 12 und der Lenkwinkelsensor 32 den Verdrehwinkel α2 des Ausgangselements 16 (bzw. der Lenksäule 26) gegenüber einer Fahrzeugkarosserie. Hieraus ergibt sich ein Differenzwinkel Δα = α1 – α2. Vor dem Einkuppeln des Lenkrads 12 stellt der Elektromotor 72 den Winkel α3 = –Δα·i ein, wobei i einer Getriebeübersetzung zwischen der Verzahnung 68 und dem Zahnrads 70 entspricht. Das Feinjustieren in die Koppelposition (α1 = α2) wird durch einen Flankenwinkel der Verzahnung 60 unterstützt, da dieser Flankenwinkel beim Einkuppeln, d. h. bei der axialen Bewegung des ersten Koppelelements 20 zurück in die Grundstellung der Entkopplungsvorrichtung 18, kleine Winkelabweichungen beseitigt. Nach dem Einkuppeln in die Grundstellung wird auch das Sicherungselement 44 wieder deaktiviert und sichert zusätzlich die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 12 und dem Ausgangselement 16.
  • In einer zweiten Ausführungsvariante gemäß 4 rückt die Verzahnung 68 des ersten Kopplungselements 20 in eine Verzahnung 74 eines Halteblechs 76 ein, das fest mit dem Lenkstockschalter 46 oder dem Mantelrohr 48 verbunden ist. Dadurch wird, analog zum kurzgeschlossenen Elektromotor 72 gemäß den 2 und 3, in der Trennstellung der Entkopplungsvorrichtung 18 ein Verdrehen des Lenkrads 12 verhindert. Ein auftretender Differenzwinkel Δα muß vor der Deaktivierung der Entkopplungsvorrichtung 18 durch eine entsprechende Betätigung des Aktuators 27 und eine resultierende Verdrehung des Ausgangselements 16 beseitigt werden.
  • Die 5 zeigt eine dritte Ausführungsvariante des Fahrzeuglenksystems 10, bei der das Lenkrad 12 in der dargestellten Trennstellung der Entkopplungsvorrichtung 18 drehbar ist. Es sind zwei Magnete 78, 80 vorgesehen, wobei ein erster Magnet 78 am Lenkstockschalter 46 und ein zweiter Magnet 80 am Lenkrad 12 befestigt ist, und wobei die Magnete 78, 80 so angeordnet sind, daß das Lenkrad 12 durch eine Magnetkraft zwischen den Magneten 78, 80 in seine Mittenstellung beaufschlagt wird. Ein trotzdem auftretender Differenzwinkel Δα zwischen dem Lenkrad 12 und dem Ausgangselement 16 muß vor einer Deaktivierung der Entkopplungsvorrichtung 18 durch eine entsprechende Betätigung des Aktuators 27 und eine resultierende Verdrehung des Ausgangselements 16 beseitigt werden.
  • Zusätzlich oder alternativ zu den oben beschriebenen Maßnahmen zum Ausrichten des Lenkrads 12 und des Ausgangselements 16 relativ zueinander in die vorgegebene Koppelposition, kann ein Anzeigeinstrument vorgesehen sein, das den Fahrer zum manuellen Drehen des Lenkrads 12 in die vorgegebene Kopplungsposition auffordert, bevor der Parkiervorgang durch eine Deaktivierung der Entkopplungsvorrichtung 18 und eine Verriegelung des Sicherungselements 44 abgeschlossen wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10255751 A1 [0004]

Claims (20)

  1. Verfahren zur Ansteuerung eines Fahrzeuglenksystems (10), insbesondere bei einem Parkiervorgang, wobei das Fahrzeuglenksystem (10) ein Lenkgetriebe (14), eine Entkopplungsvorrichtung (18) und ein Lenkrad (12) umfaßt, welches in einer Grundstellung der Entkopplungsvorrichtung (18) mechanisch mit einem Ausgangselement (16) des Lenkgetriebes (14) verbunden ist, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Die Entkopplungsvorrichtung (18) wird aktiviert und in eine Trennstellung bewegt, um das Lenkrad (12) und das Ausgangselement (16) zu entkoppeln; b) das Ausgangselement (16) des Lenkgetriebes (14) wird über einen Aktuator (27) verstellt, wobei eine elektronische Steuereinheit (28) den Aktuator (27) lenkradunabhängig ansteuert; c) das Lenkrad (12) und das Ausgangselement (16) werden relativ zueinander in eine vorgegebene Koppelposition ausgerichtet; d) die Entkopplungsvorrichtung (18) wird deaktiviert und zurück in die Grundstellung bewegt, um das Lenkrad (12) und das Ausgangselement (16) wieder mechanisch zu koppeln.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad (12) im Schritt a) freigegeben wird, so daß es im Schritt b) frei drehbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad (12) im Schritt a) drehfest gehalten wird, so daß es im Schritt b) fixiert ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsvorrichtung (18) von einer Feder (58) in die Grundstellung beaufschlagt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsvorrichtung (18) elektromagnetisch aktivierbar ist und von einer Magnetkraft in die Trennstellung beaufschlagt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsvorrichtung (18) von einer elektronischen Steuereinheit (30) aktiviert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Aktivierung der Entkopplungsvorrichtung (18) wenigstens eine in der elektronischen Steuereinheit (30) gespeicherte Aktivierungsbedingung überprüft wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Bedingung, daß die Entkopplungsvorrichtung (18) nur dann aktiviert wird, wenn ein entsprechender Fahrerwunsch vorliegt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch die Bedingung, daß die Entkopplungsvorrichtung (18) nur dann aktiviert wird, wenn eine sensierte Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt c) ein Verdrehwinkel (α1) des Lenkrads (12) und ein Verdrehwinkel (α2) des Ausgangselements (16) einander angeglichen werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad (12) durch die Aktivierung der Entkopplungsvorrichtung (18) in Verbindung mit einer Lenkradpositioniereinrichtung (40) kommt, welche das Lenkrad (12) aktiv verdrehen kann.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkradpositioniereinrichtung (40) in Schritt c) einen Verdrehwinkel (α1) des Lenkrads (12) soweit verstellt, bis die vorgegebene Koppelposition relativ zum Ausgangselement (16) erreicht ist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (27) in Schritt c) das Ausgangselement (16) soweit verstellt, bis die vorgegebene Koppelposition relativ zum Lenkrad (12) erreicht ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsvorrichtung (18) zwei Magnete (78, 80) aufweist, welche das Lenkrad (12) in eine Mittenstellung beaufschlagen.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad (12) und das Ausgangselement (16) in Schritt d) durch formschlüssiges Verbinden zweier bewegbarer Kopplungselemente (20, 22) der Entkopplungsvorrichtung (18) in die vorgegebene Koppelposition feinjustiert und gleichzeitig mechanisch verbunden werden.
  16. Fahrzeuglenksystem, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Lenkrad (12), einem Lenkgetriebe (14), das ein Ausgangselement (16) aufweist, und einer aktivierbaren Entkopplungsvorrichtung (18), die ein dem Lenkrad (12) zugeordnetes erstes Kopplungselement (20) und ein dem Ausgangselement (16) zugeordnetes zweites Kopplungselement (22) umfaßt, wobei die Kopplungselemente (20, 22) in einer Grundstellung der Entkopplungsvorrichtung (18) drehfest miteinander verbunden sind, so daß das Lenkrad (12) mit dem Ausgangselement (16) mechanisch gekoppelt ist, und wobei die Kopplungselemente (20, 22) in einer Trennstellung der Entkopplungsvorrichtung (18) gegeneinander verdrehbar sind, so daß das Lenkrad (12) und das Ausgangselement (16) entkoppelt sind und eine Verdrehung des Ausgangselements (16) unabhängig von einer Verdrehung des Lenkrads (12) ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lenkradpositioniereinrichtung (40) zur Ausrichtung des Lenkrads (12) relativ zum Ausgangselement (16) vorgesehen ist.
  17. Fahrzeuglenksystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsvorrichtung (18) zwischen dem Aktuator (27) und dem Lenkrad (12) angeordnet ist.
  18. Fahrzeuglenksystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsvorrichtung (18) in das Lenkrad (12) integriert ist.
  19. Fahrzeuglenksystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherungselement (44) vorgesehen ist, welches in seiner Grundstellung das Lenkrad (12) und das Ausgangselement (16) in mechanischer Verbindung hält, unabhängig von einer Aktivierung der Entkopplungsvorrichtung (18).
  20. Fahrzeuglenksystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (44) ein elektromagnetisch betätigter, federbelasteter Sicherungsstift ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2945998A1 (fr) * 2009-05-27 2010-12-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Mecanisme de commande securise d'un arbre de transmission couple a un organe de prehension
CN109436082A (zh) * 2018-10-29 2019-03-08 安徽得力汽车部件有限公司 一种转向管柱
EP3536580A1 (de) * 2018-03-07 2019-09-11 Audi Ag Lenksystem
FR3102742A1 (fr) * 2019-11-05 2021-05-07 Renault S.A.S. Dispositif de rétraction et débrayage de volant AD avec récupération d'angle de roue

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19954505A1 (de) * 1999-11-11 2001-05-17 Mercedes Benz Lenkungen Gmbh Aktive Lenkvorrichtung
DE10255751A1 (de) 2002-11-28 2004-06-09 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg Elektrische Lenkkraftunterstützungseinrichtung
DE102005022008A1 (de) * 2005-05-12 2006-06-01 Daimlerchrysler Ag Lenkvorrichtung
DE102006001820A1 (de) * 2006-01-13 2007-07-19 Bayerische Motoren Werke Ag Lenksystem eines zweispurigen Kraftfahrzeugs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19954505A1 (de) * 1999-11-11 2001-05-17 Mercedes Benz Lenkungen Gmbh Aktive Lenkvorrichtung
DE10255751A1 (de) 2002-11-28 2004-06-09 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg Elektrische Lenkkraftunterstützungseinrichtung
DE102005022008A1 (de) * 2005-05-12 2006-06-01 Daimlerchrysler Ag Lenkvorrichtung
DE102006001820A1 (de) * 2006-01-13 2007-07-19 Bayerische Motoren Werke Ag Lenksystem eines zweispurigen Kraftfahrzeugs

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2945998A1 (fr) * 2009-05-27 2010-12-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Mecanisme de commande securise d'un arbre de transmission couple a un organe de prehension
EP3536580A1 (de) * 2018-03-07 2019-09-11 Audi Ag Lenksystem
KR20190106786A (ko) * 2018-03-07 2019-09-18 아우디 아게 스티어링 시스템
KR102140103B1 (ko) * 2018-03-07 2020-07-31 아우디 아게 스티어링 시스템
US11046354B2 (en) 2018-03-07 2021-06-29 Audi Ag Steering system
CN109436082A (zh) * 2018-10-29 2019-03-08 安徽得力汽车部件有限公司 一种转向管柱
FR3102742A1 (fr) * 2019-11-05 2021-05-07 Renault S.A.S. Dispositif de rétraction et débrayage de volant AD avec récupération d'angle de roue

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