DE102008014879A1

DE102008014879A1 - Redundantes elektronisches Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung zur Führung von Aktuatoren von Lenk-, Brems-, Beschleunigungs- und Handhabungssystemen von Fahrzeugen und Maschinen

Info

Publication number: DE102008014879A1
Application number: DE200810014879
Authority: DE
Inventors: Anton Dupl.-Ing. Weldin (FH)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2009-09-17
Also published as: DE102008014879A8

Abstract

Ein redundantes elektronisches Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung zur Führung von Aktuatoren, Lenk-, Brems-, Beschleunigungs- und Handhabungssystemen mit mindestens einem Aktuator, Motor (Fig. 3/1) mit zwei getrennten Wicklungen (Fig. 3/3, 4) zur Führung eines Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens einem Aktuator, Motor mit mindestens zwei getrennten Wicklungen (Fig. 3/5, 6) zur Führung eines Lenksystems mit mindestens einer ECU (Fig. 3/7) zur Führung des Aktuators, Motors mit zwei getrennten Wicklungen (Fig. 3/3, 4) zur Führung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens einer ECU (Fig. 3/8) zur Führung des Aktuators, Motors mit zwei getrennten Wicklungen (Fig. 3/5, 6) zur Führung des Lenksystems. Die Stormversorgung der ECU's (Fig. 3/7, 8) erfolgt sternförmig (Fig. 3/9, 10, 11, 12) aus der redundanten Stromversorgung (Fig. 3/13, 14).

Description

Die Erfindung stellt ein redundantes, elektronisches Regelungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung (kraftfühlbares Kraftverstärkersystem) dar, welches als Force Feedback bekannt ist. Allerdings nicht im Sinne, daß auftretende Kräfte durch bezuglose Vibrationen zu den real unmittelbar einwirkenden Kräften auf das System simuliert werden, sondern mit Abbildung der real einwirkenden, in der Haptik und Wirkung kontrollierbaren und einstellbaren Kräfte. Sie beruht auf dem Prinzip der „Aktio = Reaktio” d. h. allgemein, die Kraft, die ein Aktuator auf ein Objekt ausübt, wird vom Objekt der einwirkenden Kraft entgegengesetzt. Das grundlegende Prinzip beruht auf der Basis eines stromgeregelten Positionsregelkreises dessen Aktuator, Motor, Ventil das Eingabe-Befehlsgerät darstellt. Wenn die Kraft, die ein Aktuator auf das Objekt ausübt, grösser ist als die Kraft die das Objekt entgegenzubringen vermag, wird das Objekt in Richtung der einwirkenden Kraft des Aktuators ausweichen. Sinn des erfindungsgemäßen Schaltungs- und Handhabungssystems ist es auch sehr hohe Kräfte auf ein, für einen Menschen gut handhabbaren und fühlbaren Kraftbereich zu transformieren und zu skalieren, um hohe Lenk-, Bremskräfte oder um auch die auf ein Objekt einwirkende hohe Kraft im gewünschten und einstellbaren Bereich zu positionieren und zu „fühlen” und wenn es erforderlich ist, sie zu begrenzen, um z. B. ein Objekt vor Zerstörung zu schützen. Diese Eigenschaften sind insbesondere für behinderte Menschen, die oft einen eingeschränkten Kraft- und Wirkbereich haben von Vorteil. Das erfindungsgemäße System verfügt über mechatronische Befehlsgeräte z. B. Sidesticks, Minilenkräder usw. die auf eine große Anzahl verschiedener Krankheitsbilder anpass- und einstellbar sind.
Das Schaltungs- und Handhabungssystems verfügt auch über mechatronische Befehlsgeräte, die die Wirkung der vor allem störenden Quer- und gravitationsbedingten „auf” und „ab” Beschleunigungen, die z. B. beim Durchfahren eines in einer Kurve liegenden Schlaglochs auftreten. Das erfindungsgemäße Schaltungs- und Handhabungssystem bzw. mechatronische Befehlsgerät auf einer starren Grundhalterung (7/1), die z. B. an einem Fahrzeug (7/4) starr angebracht wird, ist eine sekundäre mechatronische in mindestens eine Richtung der x, y, z Raumkoordinaten freibewegliche Halterung (7/2) angebracht, die die mechatronischen Elemente (7/3) des Befehlsgeräts trägt. Eine Kompensation der unerwünschten Kräfte wird durch synchrones Ausweichen (Bewegen) der erfindungsgemäßen mechatronischen Befehlsgeräte relativ zur starren Halterung und damit zum starren Fahrzeugkörper der die unerwünschten Bewegungen ausführt, erreicht. Die Ausweichbewegungen, Positionen werden über Beschleunigungssensoren in den x, y, z Raumkoordinaten elektronisch geregelt.
Der menschliche Körper stellt eine mit kinetischer Energie beaufschlagte träge Masse im mechanisch getrennten Gesamtsystem, zum Fahrzeugkörper dar. Die unerwünschten Beschleunigungen entstehen dadurch, dass die träge Masse des menschlichen Körpers versucht die Richtung und die Geschwindigkeit, physikalisch bedingt, beizubehalten ebenso wie der Fahrzeugkörper auch. Da der Fahrzeugkörper aber durch das Einwirken der durch das Schlagloch von außen abrupt eingeleiteten starken Kräfte ausgelenkt wird, der losgelagerte menschliche Körper aber nicht, entsteht die unerwünschte Relativbewegung zum Fahrzeugkörper. Dieser Effekt ist für das Führen eines Fahrzeuges, Maschine mit den marktüblichen leichtgängigen ohne Kraftrückkopplung starr mit dem Fahr zeugkörper verbundenen Joysticks besonders für behinderte Menschen, Baggerführer, LKW Fahrer, Bediener von landwirtschaftlichen Maschinen und Andere störend, weil die auf den z. B. Joystick eingeleitete Stör-Querkraft ein ungewolltes Auslenken des Fahrzeuges in die entgegengesetzte Richtung als der gewollten Lenkrichtung zur Folge hat. Solche Vorgänge führen meistens zunächst zu einem staken Aufschwingen, falschem Auslenken, das der gut geübte Fahrer im Nachhinein unter Kontrolle bringt.
Das erfindungsgemäße Schaltungs- und Handhabungssystem wirkt direkt auf die aktuelle Lenkposition (Radstellung). Die Auslenkung wird durch die wirkende Kraft auf das mechatronische Befehlsgerät bestimmt. Die Auslenkposition der Räder wird „By Wire” zum Eingabegerät über einen Aktuator (mechanische Position) übertragen. Eine Druckausübung, Krafteinleitung auf das Eingabegerät hat folgende Auswirkungen:

1. Ist das Fahrzeugrad durch den Lenkaktuator leicht beweglich, benötigt man wenig Kraft am Eingabegerät um es zu bewegen.
2. Ist es dagegen schwer zu bewegen, muss entsprechend höhere Kraft am Eingabegerät aufgewendet werden.
3. Beim Halten einer Eingabegeräteposition in einer ausgelenkten Position stellt sich ein Gleichgewicht zwischen der Rückstellkraft des Fahrzeugs und der gedrückten Eingabegerätekraft ein, das Fahrzeugrad bleibt in der ausgelenkten Position.

Beim Auslenken des Eingabegerätes läuft die aktuatorgeführte mechanische Vorrichtung (Lenkung, Bremse, Ventil) der Position des Eingabegerätes nach. Das heißt die mechanische Vorrichtung wird vom Eingabegerät elektronisch mit der eingestellten Kraft gedrückt und versucht die Position des Eingabegerätes zu erreichen. Wird das Eingabegerät in einer Position angehalten, stellt sich durch Rückstellkräfte, der folgende Zustand ein: Da F_AKTUATOR = K·F_EINGABE ergibt sich die Betätigungskraft am Eingabegerät F_EINGABE = F_AKTUATOR/K wobei K = Kraftverstärkungsfaktor der Elektronik ist. Mechanisches Analogon ist z. B. der Übersetzungsfaktor des Zahnstangengetriebes einer Lenkung.
Funktionsprinzip:
kurz
Das mechatronische Befehlsgerät (4/20) mit dem Steuerhebel (4/21) der mit der Scheibe (4/22) fest verbunden ist, erzeugt nach Einleitung einer Kraft auf den Steuerhebel (4/21) durch den Kraftsensor (4/23) eine der Kraft proportionale Spannung. Der Drehmomentregler (4/24) erzeugt auf die Zahnstange über den Lenkmotor (4/27) eine Kraft, die eine Lenkbewegung ausführt. Der Drehmomentsensor (4/26) regelt die angeforderte Kraft, der Positionsgeber (4/28) gibt die Differenz zum Nullpunkt (Geradeausposition des Lenkrades) an. Der Positionsregler (4/29) hat die Aufgabe die Lenkposition in Echtzeit zum Eingabegerät zu leiten um den Einfluß der Kraft F zu eliminieren. Der Hebel (4/21) versucht der Kraft F auszuweichen und läuft vor ihr weg.
Funktionsprinzip:
Ausführlich
Für das Bewegen des Lenkaktuators (4/27) wird ein präziser Stromregler (Kraftregler) (4/24) eingesetzt. Für die Kraftrückkopplung wird nicht die am Drehmomentsensor (4/26) gemessene Kraft berechnet, skaliert und an das mechatronische Befehlsgerät weitergeleitet wo wieder ein präziser, sensibler Kraftregler die Umwandlung in physikalische Kraft vornimmt.
Im Verfahren der erfindungsgemäßen Kraftrückkopplung werden zwei grundlegend einfache Gegebenheiten genutzt, die Positionsinformation wird vom Positionssensor (4/28) über einen Positionsregler (4/29) der als Stromregler betrieben wird, an das elektronische Befehlsgerät z. B. Minilenkrad weitergeleitet, wo das Abbild der Radstellung (direkt an der Stellung des elektromechanischen Minilenkrades zu sehen) zur Verfügung steht.
Für folgende Betrachtungen ist die einfachere Darstellung (6) geeignet. Der Positionsregler hat normalerweise die Aufgabe eine Position möglichst genau und in Echtzeit abzubilden. In der erfindungsgemäßen Anwendung wird sowohl die so gewonnene Positionsinformation als auch eine Eigenschaft des im Stromreglermodus betriebenen Positionsreglers genutzt.
Es wird zur Bildung der benötigten Kraftinformation nicht die Eigenschaft genutzt, dass der Regler die Position hält, sondern umgekehrt die Eigenschaft des Regelkreises, das ein mechanisches „Herausdrücken” aus der ausgeregelten Lage einen Strom im Aktuator (6/3) zu Folge hat, der nahezu proportional zur eingeleiteten Kraft ist. Für eine einfache Anwendung könnte bereits diese Strominformation (= Kraftinformation) ausreichend sein. Eine höhere Genauigkeit und Flexibilität wird dadurch erreicht, dass ein Drehmoment- Kraftsensor (6/4) Anwendung findet. Durch Variation der Regelparameter kann z. B. die Steiffigkeit der Bedieneinheit eingestellt werden. Die nun so gewonnene Kraftinformation wird als Sollwert für die Kraftausübung auf das Lenksystem in den Regler (4/24) eingeleitet. Darauf reagiert der Antrieb (4/30) mit einer Bewegung in Richtung der Kraft F des Hebels (4/21). Um die Kraft F konstant zu halten, muss die Kraft F sozusagen „mitlaufen” um eine fortlaufende Bewegung zu erhalten. Wird die Kraft nicht fortlaufend aufgebracht (Bedienerhand bleibt stehen) nimmt die Kraft durch Fortbewegung des Hebels durch Positionsänderung (4/21) in Richtung der Kraft F ab bis sie zu Null wird, damit ist der Positionswert erreicht. Wird nach dem Auslenkvorgang weiterhin keine Kraft auf das Eingabebefehlsgerät ausgeübt tritt der Algorithmus zur Rückstellung der Lenkposition, in die Nulllage, der zentralen Steuereinheit in Aktion. Dies entspricht einem Lenkvorgang im herkömmlichen Sinne.
Der Interfacebereich der zentralen Steuereinheit beinhaltet alle notwendigen Anbindungen an die Fahrzeugelektronik, dies sind: Eingang Bremslicht 2x, Drehzahl 2x, Geschwindigkeit 2x, Gaspedalansteuerung 2x analog/2x PWM, System eingerastet 2x ..., Zündung, freiprogrammierbare digitale und analoge I/O's, Schnittstellen CAN, Flexray, USB, RS232 ..., Möglichkeit zur Anbindung von: Fahrzeugbussen (Sensoren abfragen), Gateways, GPS Mouse, GMS, SD Card.
Bekannte Systeme (Stand der Technik):
Beschleunigungs-, Brems-, Lenksysteme die zwei separate Motoren zur Bedienung der Gas-, Brems- und Lenkfunktion nutzen sind auf dem Markt erhältlich. Ein Marktübliches System wird unter dem Namen „AEVIT” angeboten. Ebenso existiert ein System mit dem Namen „Space Drive” das bessere Bedieneigenschaften aufweist als das AEVIT System.
AEVIT:
Das AEVIT Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystem verwendet zur Ansteuerung des Beschleunigungs-, Bremssystems und des Lenksystems jeweils einen bürstenbehafteten Eisenankermotor mit zwei übereinander gewickelten Ankerwicklungen, die letztendlich am gemeinsamen Stromwender über die Kupferlamellen des Stromwenders miteinander elektrisch verbunden sind. Der Stromwender ist mit vier um 90° zueinander versetzten Kohlebürsten versehen. Die Ansteuerung der Motoren erfolgt direkt aus der Zentralsteuerung, die zwei getrennte H Leistungs-/Halbleiterbrücken enthält. Über vier Einzelleitungen wird der Motor in der Form versorgt, dass jede Leitung für eine Kohlenbürste vorgesehen ist, allerdings werden nach dem 5 fach Steckverbinder innerhalb der Steuerung jeweils zwei dieser vier Leitungen über Relaiskontakte miteinander verbunden, sodass jeweils zwei Kohlebürstenpaare miteinander kurzgeschlossen sind und wie eine wirken. Da die H-Brücke nur über zwei Motoranschlüsse (Motor Plus und Motor Minus) verfügt und das AEVIT Steuergerät die Strommessung über einen Shunt Widerstand in der H-Brücke vornimmt, ist systembedingt auch nur der Gesamtstrom des Motors erfasst. Die Leistungsendstufe befindet sich im Gehäuse des Zentralsteuergerätes, mit allen Nachteilen die später noch erläutert werden. Es ist immer nur eine H-Brücke des zentralen Steuergerätes mit dem Motor über vier Relaiswechselkontakte verbunden. Da die vier mechanischen Relais gleichzeitig von der Ansteuerlogik angesteuert werden, ist die zweite H-Brücke automatisch über die Relaiswechselkontakte getrennt. Im Fehlerfall schaltet die interne Logik alle vier Relaiswechselkontakte ab und trennt somit den Motor von der aktuell angeschlossenen H-Brücke. Nachdem die Schaltstellung gewechselt hat ist die zweite Endstufe zugeschaltet und der Betrieb wird vom zweiten Kanal der Zentralsteuerung übernommen.
Nachteilig beim AEVIT System ist zudem, dass das Konzept der Stromversorgung ein Durchschleifen der Versorgungsleitungen (Kabeleinsparung) vorsieht.
Fällt eines der zwei hintereinander liegenden Zentralsteuergeräte versorgungsseitig aus, ist das zweite dahinterliegende System unmittelbar auch vom Ausfall betroffen. So kann, wenn das Bremssystem ausfällt, auch nicht mehr gelenkt werden oder umgekehrt, wenn das Lenksystem ausfällt nicht mehr gebremst werden.
Das AEVIT System ist ein positionsorientiertes Steuersystem d. h. die Position des Eingabegerätes wird vom Antrieb „nachgefahren”. Die Lenkposition kann überholt werden, da das Eingabegerät beliebig schnell über den gesamten Bereich bewegt werden kann. Da der verwendete Regelalgorythmus in der Nulllage schlecht regelt, arbeitet das AEVIT System um die Mittellage mit einem „Totband”. Es ist ein einstellbarer Bereich des Eingabegerätes in dem die Auslenkung des Eingabegerätes keine Wirkung auf den Motor hat. Da man keine Information über die Radstellung hat und den Einsatzpunkt des Totbandes nicht kennt und nicht fühlen kann, ist ein Durchfahren langgezogener S Kurvenformationen schwierig.
Space Drive
Das Space Drive System verwendet, im Gegensatz zum AEVIT System, zur Ansteuerung des Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems jeweils zwei, auf einer gemeinsamen Welle befestigte bürstenbehaftete hochdynamische Scheibenläufermotoren, bekannt aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 051 078 A1 , wobei jeder der Motoren völlig getrennte Wicklungen wie auch getrennte Stromwender aufweisen. Die Ansteuerung der Motoren erfolgt direkt aus der Zentralsteuerung, die zwei getrennte H Leistungs-/Halbleiterbrücken enthält.
Über jeweils zwei getrennte Leitungspaare werden die zwei getrennten Motoren aus einer der zwei getrennten in der Zentralsteuerung integrierten H-Brücken, über paarweise ansteuerbare Starkstromrelais, bestromt. Diese Struktur ermöglicht das Erfassen der Einzelströme der zwei einzelnen Motoren. Hier ist es im Gegensatz zu AEVIT möglich, über die Auswertung der Einzelströme einen defekten Antrieb zu deaktivieren indem die interne Logik das entsprechende Starkstromrelais deaktiviert. Der deaktivierte Antrieb wird Schaltungsbedingt über Starkstromrelais auf die inaktive H-Brücke geschaltet (keine Aktivität).
Das Space Drive System hat durch die Parallelschaltung der beiden Motoren einen nachteiligen Effekt. Der mit dem niedrigeren Innenwiderstand ausgestattete Motor ist dauerhaft stärker belastet als der andere. Aufgrund des Hardwarekonzeptes können die Motoren nicht einzeln geregelt werden, was zu Unsymmetrien im System führt.
Das Space Drive System verwendet ein sternförmiges Stromversorgungskonzept, wodurch die Versorgungs-, Funktionssicherheit des Systems deutlich verbessert wird. So kann, wenn das Bremssystem ausfällt, noch gelenkt werden oder umgekehrt, wenn das Lenksystem ausfällt, noch gebremst werden.
Der Lenkpositionsgeber ist nur am Motor angebracht. Das heisst der Fehler in der Folgemechanik (Zahnräder, Positionsgeber, der Motoreinrastmechanismus und das lenkkraftübertragende Ritzel) werden vom System nicht erfasst.
Das Space Drive System ist ebenso wie das AEVIT System ein positionsorientiertes Steuersystem d. h. die Position des Eingabegerätes wird vom Antrieb „nachgefahren”. Die Lenkposition kann überholt werden, da das Eingabegerät beliebig schnell über den gesamten Bereich bewegt werden kann. Der verwendete parametrierbare Regelalgorithmus im Space Drive System weist wesentlich besseres Verhalten auf als das AEVIT System. Dadurch kann das Space Drive System auf ein Totband verzichten. Die Nullposition (geradeaus Stellung des Lenkrades) ist zufriedenstellend regelbar. Dadurch kann im Space Drive System auf ein „Totband” im Eingabegerät verzichtet werden, was zu besserem Lenkverhalten beim Durchfahren langgezogener S-Kurvenformationen führt. Da auch das Space Drive System keinerlei Möglichkeiten bietet, die Radstellung zu sehen oder zu Fühlen, kann ein „Überziehen” (auslenken des z. B. Joysticks über die aktuelle Position der Räder), zu weit ausgelenktes Eingabegerät, zum „Orientierungsverlust” am Eingabegerät führen, was durch Korrekturversuche meistens zu einem starken Aufschwingen des Fahrzeuges führt, was wiederum das Unfallrisiko erhöht. Die Doppelbedienung weist dieselben Eigenschaften auf, wobei noch zusätzlich bei der Doppelbedienung das Problem der Nicht-Synchronität zum Originaleingabegerät auftritt. So kann es, wenn der Fahrlehrer nicht virtuell synchron mitlenkt vorkommen, dass die relative Position durch Softwarekorrektur nicht mehr richtig handhabbar ist. Ein Erreichen extremer Randbereiche, z. B. der Fahrschüler lenkt auf Linksanschlag, das Lenkrad des Fahrlehrers steht noch durch Unaufmerksamkeit in der Nähe des Rechtsan schlags. Da nach Übernahme der Kontrolle durch den Fahrlehrer ein automatisches anlaufen der Korrektur TÜV seitig verboten ist, muss der Fahrlehrer zunächst ein wenig nach links lenken, um die Korrektur auszulösen. Danach läuft der automatische Lenkvorgang, mit fest vorgegebener Lenkgeschwindigkeit die meistens mit der aktuellen Kurvengeschwindigkeit nicht stimmig ist, nach rechts bis die Position des Fahrlehrerlenkrades erreicht ist. Da die unaufmerksam stehengelassene Position des Fahrlehrers nicht die richtige für die aktuelle Situation war, versucht der Doppelbediener durch Linkslenken den Punkt zu finden, in dem die aktuelle Radposition und die Position der Doppelbedienung übereinstimmen, um den automatischen Lenkvorgang abzustellen und danach das ordnungsgemäße Lenken über die Doppelbedieneinheit einzuleiten. Es ist extrem schwierig diese Vorgänge in einer „Paniksituation” zu meistern. Bei der Rückgabe der Kontrolle ergeben sich entsprechend ähnliche Probleme. Der Fahrlehrer lenkt mit seinem Lenkrad gerade aus und möchte die Kontrolle an den Fahrschüler zurückgeben. Der Fahrschüler hat aber seinen Joystick ungewollt leicht nach rechts gestellt, da er keine Information über die Position hat. Nach der Auslösung der Rückgabe versucht das Steuergerät die Position des Joysticks schnellstmöglich zu erreichen, die Fahrzeugräder lenken aus.
Die US Patentanmeldung 5,086,870
Die US Patentanmeldung 5,086,870 beschreibt ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug, bei dem jeweils nur ein Antrieb zur Steuerung des Lenksystems und ein Antrieb zur Steuerung des Beschleunigungs- und Bremssystems eingesetzt wird. Bei diesem System ist antriebsseitig keine Redundanz vorhanden. Alle drei beschriebenen Systeme sind reine positionsgesteuerte Systeme (2) Nachteile sind:
Beim Bremssystem drückt ein Hebel mit einer Druckrolle auf das Fahrzeugbremspedal. Da der Druckpunkt auf einem Hebel eine Kreisbewegung ausführt, beschreibt die Linearbewegung des Fahrzeugbremspedals eine Sinusfunktion, die je nach mechanischem Einbau in unterschiedlichen Bereichen der Sinuskurve liegt. Dadurch muss softwaretechnisch aufwendig korrigiert werden. Ein fein dosiertes Bremsen, wie es in den meisten Fahrsituationen vorkommt ist damit schwierig. Die Linearität des Bremsvorgangs geht verloren.
Bei beiden Systemen ist ein mechanisch falsches Einrasten der Trennvorrichtung zur Lenksäule möglich, da sich der Lenkpositionsgeber auf dem Antrieb und nicht auf der Lenkwelle befindet.
Da für ein Lenk-, Beschleunigungs-, Bremssystem nicht nur eine zentrale Steuereinheit von Bedeutung ist, sondern alle Komponenten im sinnvollen Zusammenwirken, liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein kostengünstiges Lenk-, Beschleunigungs- und Brems- und Handhabungssystem mit den dazu passenden mechatronischen Befehlsgeräten mit möglichst vielen Verbesserungen im Bereich der Sicherheit gegen Ausfälle, Bedienfehler und Bedienfreund-lichkeit zu entwickeln und damit bekannte Systeme durch neue Technologien und Verfahren zu verbessern und somit den Kreis der bisherigen Anwender zu erweitern.
Figurenaufstellung:
1 Blockschaltbild Zentrales Steuergerät (ausführlich)
2 Stand der Technik
3 Erfindungsgemäßes System (einfach)
4 Erfindungsgemäßes System (ausführlich)
5 Übersicht zentrales Steuergerät
6 Übersicht mechatronisches Befehlsgerät
7 mechatronisches Befehlsgerät mit Querbeschleunigungsausgleich
8 Ausschnitt Diodenschaltung
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 102004051078 A1 [0017]

Claims

Das erfindungsgemäße System betrifft ein redundantes, elektronisches Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung zur Kraft-(Drehmoment) und Positionsregelung und Führung von Aktuatoren, Motoren und Ventilen für Gas-, Brems-, Lenk und Handhabungssysteme von Fahrzeugen zu Land, Wasser und Luft und sonstigen Maschinen und Handhabungsgeräten. Eine deutliche Verbesserung der bekannten Lenk, Beschleunigungs- und Bremssysteme insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung und die Fühlbarkeit der Position der Radstellung und die Möglichkeit die aufgewendete Kraft am Bedien-, Befehlsgerät skaliert zu fühlen, erzeugt wird.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die ECU Einheiten zwei simultan laufende sich gegenseitig überwachende Mikrocontrollersysteme beinhalten. Bei Ausfall des einen Controllersystems führt das andere Controllersystem dessen Funktionen „fließend” fort.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine mikrocontrollergesteuerte Ersatzstromquelle (Backup Akkumulator) mit Lade-, Kontroll-/Diagnose- und Kommunikationsschnittstelle (CAN, Flexray) zur Kommunikation mit der zentralen Steuerung ausgestattet ist.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass nach (3) die erste(n) Wicklunge(n) W1 als auch die zweite(n) Wicklunge(n) W2 symmetrisch geregelt versorgt werden, damit im Normalbetrieb beide z. B. Aktuatoren, Motoren, Ventile beider Redundanzkanäle gleichmäßig belastet sind und nicht wie beim Space Drive System durch die Parallelschaltung der beiden Motoren, der eine mit dem niedrigeren Innenwiderstand, immer mehrbelastet ist als der andere mit dem höheren. Im Störfall muss nicht mit Starkstromrelais umgeschaltet werden, sondern die Führungsaufgabe wird fließend vom intakten Teil des Schaltungssystems übernommen. Das simultan mitlaufende Überwachungssystem stellt den gestörten Zustand fest und sendet eine entsprechende Störmeldung.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsteil (H-Brücke), nicht im eigentlichen Steuergerät integriert ist sondern auf dem Aktuator (Motor) oder in dessen unmittelbaren Umgebung angebracht ist. Dadurch werden Störungen in hohem Maße von der Steuerung ferngehalten. Es müssen keine Hochstrom-PWM Leitungen zum zentralen Steuergerät geführt werden. Es werden nur Hochstromversorgungsleitungen an die Stellen geführt, wo sie benötigt werden. Das heißt sie werden an die an den Aktuatoren angebrachten Leistungsendstufen geführt und dort angeschraubt. Dadurch werden auch Steckverbinderprobleme umgangen. Die Hochstrom-PWM Leitungen werden direkt im Anschlußkasten angeschraubt. Somit wird kein externes Starkstromkabel benötigt. Die Aktuator-, Motorregelung und -Steuerung erfolgt über dünne leicht installierbare Steuerkabel. Durch diese Maßnahmen wird die Montagefreundlichkeit deutlich erhöht. Zudem werden Wärmeprobleme von den Steuergeräten ferngehalten und die Baugrößen der einzelnen Systemkomponenten, wie Zentralsteuergerät oder Leistungsendstufe wird wesentlich verkleinert. Somit können sie im Fahrzeug besser und günstiger angebracht werden.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine 1–6 kanalige Analog-, Digital-, PWM-, SPI (I/O) Schnittstelle, die gleichzeitig alle angeschlossenen Sensoren mit einer jeweils getrennten kurzschlußfesten Stromversorgung (Redundanz) die das Beschleunigungseingabegerät versorgt und mindestens eine 1–6 kanalige Analog-, Digital-, PWM-, SPI, IIC Ein-, Ausgangsschnittstelle (I/O) die gleichzeitig alle angeschlossenen Sensoren mit einer jeweils getrennten kurzschlußfesten Stromversorgung (Redundanz) die das Lenkeingabegerät versorgt, für mindestens eine redundante Doppelbedienung (die mindestens ein mechatronisches Befehlsgerät zur Bedienung der Beschleunigungs-, Brems-, Handhabungsfunktion und mindestens ein mechtronisches Befehlsgerät zur Bedienung der Lenk-, Handhabungsfunktion, enthält), zur sofortigen Deaktivierung und fließender Übernahme der rückgekoppelten Kraftführung der Aktuatoren, Motoren, Ventile für Gas- Brems, Lenk,- und Handhabungsmechanik von Fahrzeugen und Maschinen, enthält. Die Doppelbedienung beinhaltet dieselben Funktionen wie die mechatronischen Be fehlsgeräte. Nach Feststellung des ersten Eingreifens durch Krafteinwirkung auf ein mechatronisches Befehlsgerät der Doppelbedienung (Gas.-Bremse, Lenk.- oder Handhabungsgerät) oder durch einen Notschalter, übernimmt die Doppelbedienung die Führung. Die Aktivität der Doppelbedienung wird sowohl akustisch, optisch wie auch haptisch (Vibration der Bedienteile) angezeigt. Eine Rückgabe der Führung erfolgt über die Rückgabetaste nach vorgegebener Zeit und ist ebenso fließend wie die Übernahme.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Lenk-, Beschleunigungs-Bremssystems, Handhabungssystems (z. B. Baggerarm) in Fahrzeugen, Maschinen und Handhabungsgeräten mit mindestens einem Aktuator (elektrischen Antrieb) dessen mindestens eine ECU (5/1) elektrische Befehle von mechatronischen Befehlsgeräten (5/22) in Fahrzeugen, Maschinen und Handhabungsgeräten empfängt verstärkt und in Starkstromkreise (Leistungsendstufen) (5/6, 7) der Aktuatoren (5/8), Motoren, Ventile weiterleitet und dort in mechanische Kräfte, zur Führung und Regelung der mechanischen Einrichtungen (Lenk-, Gas- Brems-, Handhabungssysteme), wandelt.
Verfahren und Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine erhebliche Reduzierung der Verluste an Spannung (bei teilentladenen Akkumulatoren von hoher Bedeutung) und Energie in den separaten Leistungsendstufen zur Führung und Regelung der elektrischen Aktuatoren, Motoren, Ventile, Antriebe, erreicht wird. Zur Sicherstellung der Stromversorgung aller Systemkomponenten, werden zur Entkoppelung der beiden Stromversorgungskreise Leistungsdioden (8/2, 3), die unter Last eine Durchlassspannung von bis zu 2 V erreichen können, eingesetzt. Bei einem Motorstrom von 30 A würde dies bedeuten, dass an der Leistungsdiode eine Verlustleistung von 60 Watt (Hitze) auftritt. Um diese Verluste zu minimieren, wird der in der Diodenschaltung (8) dargestellte Teil der Leistungsendstufenschaltung gezeigt. Hier wird jeweils der aktuell stromführende Diodenzweig mit mindestens (je nach Leistungsbedarf) einem Leistungs-CMOS Transistor (8/1, 4) überbrückt.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsendstufen (5/6, 7) des Systems nicht wie in den bekannten Fahrsystemen im zentralen Steuergerät untergebracht sind, sondern peripher direkt am Aktuator oder in unmittelbar Nähe angebracht sind. Die Ansteuerung erfolgt über CAN-, Flexray oder analoge, digitale Steuer/Statussignale. Folgende Vorteile entstehen: Bessere EMV Verhältnisse und weniger Funkstörstrahlung. Die Starkstrom PWM der Aktuatoren, Motoren, Ventile wird nicht über lange Powerleitungen und Steckverbinder geführt. Das zentrale Steuergerät (5/1) wird somit nicht thermisch belastet und die Ansteuerung erfolgt über dünne Steuerkabel. Die Baugröße der zentralen Steuergeräte wird deutlich reduziert und ermöglicht die Unterbringung der Steuergeräte im Bereich hinter den Verkleidungen der Fahrgastzelle, nicht wie bei den bisherigen Fahrsystemen davor, im Fahrgastraum wo auch die Gefahr besteht die offen zugänglichen Steckverbinder zu beschädigen.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Systemkomponenten für eine Betriebsspannung von 12, 24, und 42 Volt Stromversorgung vorgesehen sind, um den Einsatzbereich für Fahrzeuge mit den genannten Spannungsversorgungen einzubeziehen. Das sind z. B. Personenkraftwagen, Sonderfahrzeuge, Lastkraftwagen, Transportfahrzeuge, innerbetriebliche automatische Transportfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Flugmaschinen, landwirtschaftliche Fahrzeuge und Maschinen, Baustellenfahrzeuge und Maschinen, Handhabungsgeräte bei denen es von Wichtigkeit ist hohe Kräfte zu fühlen (z. B. Baggerarme) Schaufelradlader, Kettenfahrzeuge wie Planierraupen und Kettenschaufellader.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein FlaxRay- und mindestens ein getrenntes CAN Bussystem vorgesehen ist.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktuator (Motor) mit zwei separat simultan laufenden Regelkreisen (5/2, 3 Kanal 1 und 4, 5 Kanal 2) jeweils mit mindestens einem Mikrocontroller (5/2 Kanal 1 und 4 Kanal 2), Prozessor oder DSP pro Kanal, der die Applikationssoftware ausführt und mindestens einem DSP Prozessor (5/3 Kanal 1 und 5 Kanal 2), Kontroller pro Kanal, für die Regelung, Steuerung von Aktuatoren, Motoren, Ventile und elektrischen Antrieben angesteuert wird, wobei alle Kontroller beider Kanäle über interne Bussysteme (5/21), redundante Status- und Fehlerleitungen untereinander kommunizieren.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der Aktuatorsensorik die fehlenden Positionsdaten für einen „Notlauf” aus den bekannten mathematischen Nachbildungen eines Aktuators gewonnen werden und als „Sensorersatz” eingesetzt werden. Bei Ausfall aller Positionssensoren eines Aktuators wird die zuletzt gültige aktuelle Position referenziert und die aus der mathematischen Nachbildung gewonnenen Positionsdaten zur weiteren Verwendung eingesetzt. Damit ist eine fließende Fortsetzung des laufenden Regel-/Steuerprozesses gewährleistet. Der Einsatz dieses mathematischen Verfahrens ist für Regelungs- und Steuerungszwecke bei z. B. sensorlosen Antrieben bekannt (mathematisches Modell durch komplexe Differentialgleichungen dargestellt), dagegen ist der Einsatz als „Sensorersatz” in Lenk, Beschleunigungs-, Verzögerungs- und Handhabungssystemen für Notlauf- und Ausfallfunktionen nicht bekannt. Diese Maßnahme erhöht die Betriebssicherheit des Systems um eine weitere Stufe. Somit erhält man zusätzlich noch eine Möglichkeit zu bremsen oder zu lenken.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die ECU mindestens eine analoge und mindestens eine digitale Interfaceschnittstelle (5/10) zur Aufnahme redundanter Geschwindigkeitssignale eines Fahrzeuges, Handhabungsgerätes oder Maschine beinhaltet.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung und Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrischer Antrieb wie z. B. Aktuator, Motor, Ventil mit mindestens zwei redundanten Wicklungen (5/8) von mindestens einer ein- oder mehrkanaligen, redundanten ECU geführt, geregelt, gesteuert wird.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktuator, Motor, Ventil mit mindestens zwei elektrisch getrennten Wicklungssystemen von mindestens einer ein- oder mehrkanaligen, redundanten ECU geführt wird, wobei jedes Wicklungssystem aus den getrennten (redundanten) Kanälen (5/2, 3 Kanal 1 und 4, 5 Kanal 2) der ECU entsprechend gespeist wird. Somit sind beide Wicklungssysteme aktiv und unterliegen jederzeit „on fly” den Regel-, Steuer-, Überwachungs- und Diagnosealgorithmen. Nicht wie bei den beiden auf dem Markt befindlichen Systemen AEVIT und Space Drive, die diesbezüglich keine ähnlichen Vorgehensweisen und Strukturen aufweisen. Bei AEVIT und Space Drive ist das o. g. Diagnoseverfahren nicht möglich, da die systemtechnischen Voraussetzungen, durch dortigen Einsatz der mechanischen Relaistechnik, nicht vorhanden sind (vom Antrieb völlig getrennte Leistungsendstufe). Motorbetrieb bei Space Drive: Motoren sind parallel geschaltet und werden nur von einer der zwei getrennten Endstufen gespeist. Die zweite Seite der Endstufe ist durch Relaiskontakte getrennt und läuft leer, kann also nicht während des Normalbetriebs auf Funktion geprüft und diagnostiziert werden. Da der Antrieb durch Relaiskontakte galvanisch abgetrennt ist, kann die Strom- und Spannungsmessung nicht vorgenommen werden. Dieser Vorgang ist bei Space Drive in folgenden Patentanmeldungen beschrieben: DE 10 2006 062 300.2 , DE 10 2006 060 093.2 Patentanmeldungen Seite 9 Zeile 18–20 (Offenlegungstermin ist der 18.06.2008) und die entsprechende US Patentanmeldung, die Nr. nicht bekannt.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine synchron laufende Doppelbedieneinheit mit Kraftrückkopplung und eindeutiger Positionsstellung an mindestens eine ECU angeschlossen ist. Die Doppelbedieneinheit ist eine Variante der erfindungsgemäßen mechatronischen Befehlsgeräte (6) bestehend aus einem Gehäuse für eine stabile Schoßauflage (für den Doppelbediener). Weiterhin enthält die Doppelbedienung mindestens ein mechatronisches Befehlsgerät als Beschleunigungs- und Bremseingabegerät und oder mindestens ein mechatronisches Befehlsgerät als Lenkeingabegerät. Außerdem ist die Bedientafel des Doppelbediengerätes zur Bedienung mit Tastern und Anzeigeelementen ausgestattet.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mechanische Vorrichtung, die mindestens ein mechatronisches Befehlsgerät (6) trägt und in mindestens eine der drei Raumrichtungen (7) x, y, z ausweichen kann. Diese Vorrichtung vermeidet z. B. bei Querbeschleunigungen, dass der Arm, Hand oder ein sonstiges Körperteil des Bedieners durch das Einwirken von Fahrzeugerschütterungen in Lenkrichtung des Lenkjoysticks beschleunigt wird. Ein ungewolltes Auslenken wird daher vermieden. Diese Vorrichtung kann im einfachen Falle mechanisch oder mechatronisch über Beschleunigungssensoren geregelt sein.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass es auch nur als Brems-, Beschleunigungs-, Brems oder Lenkunterstützungssystem eingesetzt wird. Hierbei wird statt dem mechatronischen Befehlsgerät das Original Lenkrad oder Bremspedal mit einem Positions-, Drehmomentsensor bzw. Kraftsensor ausgestattet.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass folgende Systemkombinationen Anwendung finden: Lenksystem mit einer ECU, Gas-, Bremssystem mit einer ECU, Bremssystem mit einer ECU, Lenksystem und Gas-, Bremssystem mit zwei ECUs. Weiterhin alle zuvor genannten Kombinationen als Hauptfunktion unterstützende Einheiten.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass beim mechatronischen Befehlseingabegerät (z. B. Minilenkrad) mindestens ein Getriebe eingesetzt ist um die Positionsabbildung von +/–540° und mehr zu erreichen. Das Minilenkrad z. B. besteht aus einer redundanten Positions und Regelelektronik, (6/1) die die Position und die Stellung des Minilenkrades über ein Getriebe bestimmt. Um eine skalierbare Feinfühligkeit und Kraft- Weg Einstellbarkeit zu erreichen, besitzt das Minilenkrad ein zweites mechatronisches System, (6/2) das auf das erste mechanisch aufgesetzt ist und die Aufgabe hat, das Verhalten (Steifigkeit), die Führungseigenschaften und den einstellbaren Weg des Minilenkrades zu bestimmen.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass auch einfache mechatronische Befehlsgeräte, Zweiwege-, Vierwege-, Side-, Joysticks, Bremsschieber mit oder ohne Aufsatzsystem und Getriebe ausgestattet werden können.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass im einfachsten Falle als Sollwertgeber (Krafteinleitung) nur mindestens ein starrer, unbeweglicher Joy-, Sidestick ohne Positionsrückführung, Regelung eingesetzt wird.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die ECU über redundante Ausgänge (zwei Analog- und zwei Digitalausgänge (PWM)) (5/18) verfügt, die ein KFZ Steuergerät direkt als Gaspedalersatz ansteuern können. Es ist auch ein externer Aktuator, Motor, Ventil anschließbar, der einen herkömmlichen Gaszug betätigt. Es kann jederzeit auch auf das normale Gaspedal umgeschaltet werden.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Kraftmessungen (Messung zur Feststellung der vorhanden Kräfte bei Personen mit eingeschränkter Muskelkraft) ohne teure externe Messgeräte und Vorrichtungen durchgeführt werden können. Hierzu wird die im System vorhandene Drehmoment-, Kraftsensorik verwendet (5/15) und (4/23). Die Ergebnisse können ausgedruckt oder auf einen USB Stick kopiert werden.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Ströme (5/11, 12, 13, 14) Halleffektsensoren eingesetzt werden. Die Positionserfassung (5/16, 17) erfolgt entweder über optische-, Leitplastik-, Drahtwendelpotentiometer oder berührungslose Halleffektwinkelsensoren. Der Einsatz von Halleffektsensoren hat den Vorteil, dass definierte Halbleiterausgänge die Steuerleitungen durchfließen und dass die Ausgänge kurzschlussfest (10 mA) sind und im Kurzschlussfall die Versorgungsquellen nicht unnötig belasten und dadurch Spannungsschwankungen verursachen.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich des zentralen Steuergerätes eine Schaltung zur Regelung, Steuerung, Handhabung eines Aktuators, Motors, Ventils enthält, welches das Betätigen der Gangschaltung/Fahrstufen (5/20) ermöglicht. Dies ist insbesondere wichtig, um Bedienfehler zu vermeiden (z. B. Fahrstufe Einlegen, Gasgeben bevor das Fahrsystem bereit ist). Diese Maßnahme reduziert erheblich das Unfallrisiko.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich des zentralen Steuergerätes eine Schaltung zur Regelung, Steuerung, Handhabung eines Aktuators, Motors, Ventils enthält, welches das Betätigen der Motorstartvorrichtung (5/10) (meistens Startrelais) ermöglicht. Dies ist insbesondere wichtig um Bedienfehler (z. B. den Motor zu Starten auch wenn eine Falsche Fahrstufe eingelegt ist oder z. B. die Fahrstufe R (dies ist bei manchen Fahrzeugen möglich), bevor alle Komponenten des Fahrsystems bereit sind) zu vermeiden. Diese Maßnahme reduziert erheblich das Unfallrisiko.
Schaltungs- und Handhabungssystem mit Kraftrückkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich des zentralen Steuergerätes eine Schaltung zur Regelung, Steuerung, Handhabung eines Aktuators, Motors, Ventils enthält, welches das Betätigen der Handbremsfunktionen (5/19) ermöglicht. Dies ist insbesondere wichtig, um Bedienfehler (z. B. in Fahrstufe N das Fahrzeug mit gelöster Handbremse zu starten, bevor das Fahrsystem bereit ist) zu vermeiden. Diese Maßnahme reduziert erheblich das Unfallrisiko.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Fahrzeugfunktionen wie Fahrstufen- Gangwahl, Start-, Anlasserfunktionen, Handbremsfunktionen in das Fahrsystem, zentrale Steuereinheit, eingebunden werden.
Verfahren, nach 4, zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der physikalische Grundsatz „Krafteinwirkung erzeugt Gegenkraft” mit Nutzung der elektrischen Kraftverstärkung durch Einsatz von Aktuatoren angewandt wird. Grundlage ist die Einleitung und Regelung von Kräften und nicht die Einstellung von Positionen (wie im derzeitigen Stand der Technik) auf die im Kraftfahrzeug vorhandenen Lenk-, Brems-, Handhabungsvorrichtungen (5/22).
Verfahren, nach 4, zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus des zentralen Steuergerätes die ausgelenkten Räder d. h. die Lenkung, unabhängig vom eingesetzten mechtronischen Befehlsgerät in die Geradeausstellung führt.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass essentiell die physikalischen Eigenschaften eines Aktuators (Strom-, Drehmoment-, Krafterhöhung) im Zusammenhang mit einem elektronischen, stromgeregelten Positionsregler, der unter Krafteinwirkung aus seiner ausgeregelten Lage, Position (Ruhelage) gedrückt wird, angewendet werden.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das grundlegende Prinzip auf der Basis eines stromgeregelten Positionsregelkreises dessen Aktuator, Motor, Ventil als Eingabe-/Befehlsgerät eingesetzt wird, beruht.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Überziehen (beim Stand der Technik möglich) der Position am mechatronischen Befehlsgerät nicht möglich ist, da die mechanische Position der mit dem Eingabegerät mitlaufenden Halterung nicht überschritten werden kann.
Verfahren zur kraftrückgekoppelten Führung, Regelung, Positionierung, Positionsregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Rotation des Bremshebels entstehende Linearbewegung auf das Bremspedal, die eine Sinuskurve beschreibt, deren Wirkung durch die Kraftregelung fein dosierbar ist und nicht aufwendig durch Korrekturkurven wie beim Stand der Technik ausgeglichen werden muss. Dadurch werden erhebliche Vorteile bei der Montage erzielt. Aufwendiges Einstellen von Bremspunkten entfällt.