DE102010048163A1

DE102010048163A1 - Verfahren zur Abstimmung des Lenkkraftunterstützungsbeitrages bei einem elektromechanischen Kraftfahrzeuglenksystem

Info

Publication number: DE102010048163A1
Application number: DE102010048163A
Authority: DE
Inventors: Dr. Hopp Christian; Alexander Bartels
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2030-10-12
Also published as: DE102010048163B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abstimmung des Lenkkraftunterstützungsbeitrages bei einem elektromechanischen Kraftfahrzeuglenksystem, das einen Lenkhilfsmotor, ein Lenkgetriebe, eine mit diesem gekoppelte Lenkwellenmechanik und ein Lenkrad umfasst. Der Lenkkraftunterstützungsbeitrag wird durch eine elektronische Steuereinrichtung festgelegt, die den Leistungsbezug des Lenkhilfsmotors nach Maßgabe einer Unterstützungsbeitragsfunktion steuert. Das Lenksystem ist in ein Kraftfahrzeug eingebunden, wobei während des Betriebs des Kraftfahrzeuges Lenkmomentsignale erfasst werden, die das Ausmaß eines am Lenkrad anliegenden Moments beschreiben, sowie Längsdynamiksignale, die die Längsdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben, und Querdynamiksignale, die die Querdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben. Die Längsdynamiksignale und die Querdynamiksignale werden durch einen Signalverarbeitungsalgorithmus verarbeitet um Auswertungsergebnisse zu generieren, die bei der Einstellung des Lenkkraftunterstützungsbeitrages seitens der Unterstützungsbeitragsfunktion berücksichtigt werden. Hierdurch wird das Betriebsverhalten eines Kraftfahrzeugs, das mit einem elektromechanischen Lenksystem ausgestattet ist, verbessert. Ferner wird ein elektromechanisches Kraftfahrzeuglenksystem angegeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abstimmung des Lenkkraftunterstützungsbeitrages bei einem elektromechanischen Kraftfahrzeuglenksystem, das einen Lenkhilfsmotor, ein Lenkgetriebe, eine mit diesem gekoppelte Lenkwellenmechanik und ein Lenkrad umfasst, wobei der Lenkkraftunterstützungsbeitrag durch eine elektronische Steuereinrichtung festgelegt wird, die den Leistungsbezug des Lenkhilfsmotors nach Maßgabe einer Unterstützungsbeitragsfunktion steuert, wobei dieses Lenksystem in ein Kraftfahrzeug eingebunden ist.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein elektromechanisches Kraftfahrzeuglenksystem mit einer elektronischen Steuereinrichtung und einem durch diese elektronische Steuereinrichtung angesteuerten elektromechanischen Lenkhilfsmotor, wobei die elektronische Steuereinrichtung elektronische Bauteile umfasst und durch die Art, die Verschaltung und die Konfiguration dieser elektronischen Bauteile derart ausgebildet ist, dass die Steuereinrichtung hinsichtlich des Lenkkraftunterstützungsverhaltens unterschiedliche Betriebsmodi bietet.
Aus EP 1 845 010 A2 ist ein Verfahren zur Abstimmung der Lenkkraftunterstützung bei einem Kraftfahrzeug bekannt, dessen Lenksystem eine elektronische Steuereinrichtung umfasst. Ein Anwender eines mit einem derartigen Lenksystem ausgestatteten Fahrzeuges kann hierbei zwischen zwei verschiedenen Lenkkraftunterstützungsmodi wählen. Durch diese Steuereinrichtung wird eine Sonderfunktion bereitgestellt, die darin besteht, dass bei einem Wechsel zwischen unterschiedlichen Modi eine Kennlinie berücksichtigt wird, die dazu dient, temporär deutlich erhöhte oder deutlich abgesenkte Lenkmomente bereitzustellen, wobei diese Phase ausgeprägter Veränderung der Unterstützungscharakteristik zeitlich begrenzt ist, und sich nach Ablauf dieser Phase weniger ausgeprägte Unterstützungsbeiträge ergeben. Durch dieses Konzept wird es möglich, bei einem entsprechenden Lenksystem die Wahrnehmbarkeit einer fahrerseitig vorgenommenen Umschaltung aus einem Komfortbetriebsmodus in einen Sportbetriebsmodus zu verbessern und nach einer gewissen Zeit eine für den entsprechenden Modus passende, jedoch etwas weniger ausgeprägte Unterstützungsfunktion zu bieten. Die durch den jeweiligen Lenkkraftunterstützungsmodus bedingte Lenkcharakteristik ist statisch auf das Fahrzeug festgelegt. Es obliegt letztlich dem Fahrer zu entscheiden, welcher Lenkkraftunterstützungsmodus für ihn vorteilhaft ist.
Aus EP 0 788 964 A2 ist eine Servolenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die eine elektronische Steuereinrichtung umfasst, durch welche bei der Festlegung des Unterstützungsfaktors die Ergebnisse mehrerer dort als Klassifikatoren bezeichneter Auswertungssysteme berücksichtigt werden. Durch diese Klassifikatoren kann beispielsweise ein Radkraftschlußbeiwert, ein Beiwert für Eigenschaften der Straße und ein Beiwert für den Fahrer ermittelt werden. Anhand dieser Beiwerte wird der Unterstützungsbeitrag der Servolenkeinrichtung derart festgelegt, dass ein Fahrer mit sportlichem Fahrstil eine hohe Lenkkraftunterstützung erhält.
Aus EP 1 481 876 A1 ist ein Verfahren zur Abstimmung der Lenkkraftunterstützung bei einem Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem die Einstellung eines Lenkhilfsmomentes unter Berücksichtigung der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkradeinschlagwinkels sowie des momentanen Betriebsumfeldes des Fahrzeuges erfolgt. Bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit und niedriger Lenkdynamik, z. B. bei Autobahnfahrten, ergeben sich relativ hohe erforderliche Lenkmomente, wogegen bei Lenkvorgängen bei niedriger Geschwindigkeit und großer Lenkdynamik fahrerseitig nur geringe Lenkmomente aufzubringen sind, so dass das System in diesem Betriebszustand eine ausgeprägte Lenkkraftunterstützungsfunktion bietet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen, durch welche es möglich wird, das Betriebsverhalten eines Kraftfahrzeugs, das mit einem elektromechanischen Lenksystem ausgestattet ist, zu verbessern, insbesondere derart, dass sich Lenkoperationen mit einem seitens des Fahrers als höchst passend empfundenen und für die Lenkoperation vorteilhaften Lenkkraftunterstützungsbeitrag durchführen lassen.
Diese Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 1 gelöst durch ein Verfahren zur Abstimmung des Lenkkraftunterstützungsbeitrages bei einem elektromechanischen Kraftfahrzeuglenksystem das einen Lenkhilfsmotor, ein Lenkgetriebe, eine mit diesem gekoppelte Lenkwellenmechanik und ein Lenkrad umfasst, wobei der Lenkkraftunterstützungsbeitrag durch eine elektronische Steuereinrichtung festgelegt wird, die den Leistungsbezug des Lenkhilfsmotors nach Maßgabe einer Unterstützungsbeitragsfunktion steuert, wobei dieses Lenksystem in ein Kraftfahrzeug eingebunden ist, wobei bei jenem Verfahren:

– während des Betriebs des Kraftfahrzeuges Lenkmomentsignale erfasst werden, die das Ausmaß eines am Lenkrad anliegenden Moments beschreiben,
– während des Betriebs des Kraftfahrzeuges Längsdynamiksignale erfasst werden, welche die Längsdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben, und
– während des Betriebs des Kraftfahrzeuges Querdynamiksignale erfasst werden, welche die Querdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben,

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein auf den jeweiligen Fahrer abgestimmtes Lenkkraftunterstützungsverhalten zu erreichen, wobei anhand des zeitlichen Profils der Längsbeschleunigung und des zeitlichen Profils der Querbeschleunigung Auswertungsergebnisse, insbesondere in Form eines Datensatzes generiert werden, auf deren bzw. dessen Grundlage die Parameter für die Lenkunterstützung sowie ggf. weitere Funktionseigenschaften des Lenksystems, des Fahrwerks und des Antriebssystems festgelegt werden.
Die Längsdynamiksignale und die Querdynamikmerksignale werden vorzugsweise derart verarbeitet, dass aus der Historie oder dem Spektrum dieser Signale Parameter auf Grundlage besonderer Kriterien, beispielsweise Zeitreihenkriterien abgeleitet werden, durch welche die Unterstützungsbeitragsfunktion sowie ggf. bestimmte Sonderfunktionen konfiguriert werden. Diese Sonderfunktionen können dann zur Verfügung gestellt werden, wenn hinsichtlich der Historie der Längs- und Querdynamikmerkmale bestimmte Kriterien erfüllt sind. Kann anhand der Historie der Längs- und Querdynamikmerkmale erkannt werden, dass bestimmte, Dynamikcharakteristika sowie ggf. sich aus der Radhaftung ergebende Grenzwerte erreicht werden, so kann die Unterstützungsbeitragsfunktion so gestaltet werden, dass diese eine verminderte Lenkkraftunterstützung sowie ausgeprägte Rückstellmomente bietet. Weiterhin kann in Sonderfahrzuständen, z. B. bei einem Beschleunigen aus einem Fahrzeugzustand mit großem Radeinschlag temporär eine Unterstützungsbeitragsfunktion aktiviert werden, welche eine ausgeprägte, im Wesentlichen überschwingungsfreie Eigenrückstellung des Lenkrades in eine Geradeausfahrtposition ergibt. Weiterhin kann die Lenkradwinkelposition, die Ziel dieser Eigenrückstellung ist, von der eigentlichen Geradeausfahrtstellung abweichen, insbesondere derart, dass im Rahmen dieser Beschleunigungsphase auftretende Drift- und Schlupfeffekte kompensiert werden. Durch diese Maßnahme wird es in vorteilhafter Weise möglich, das Fahrzeug gegen Abschluss einer engen Kurvenfahrt bei fortgesetzter Fahrzeugbeschleunigung in den Zustand der Geradeausfahrt zu bringen, wobei das Lenkrad hierbei zwischen den Händen schleifend in die Geradeausfahrtstellung zurücklaufen kann. Das hierbei wirksame Rückstellmoment ist deutlich größer als das Rückstellmoment, das bei einer Rückstellung in einem Komfortbetriebsmodus wirksam wäre. Die Entscheidung, ob diese Sonderfunktion gegenwärtig zur Verfügung steht, kann im Bereich der Steuereinrichtung anhand von Kriterien getroffen werden, die durch einen Algorithmus abgearbeitet werden, wobei durch diesen Algorithmus der zeitliche Verlauf der Längsbeschleunigung und der zeitliche Verlauf der Querbeschleunigung, oder mit diesen Beschleunigungen verwandte Signale verarbeitet werden.
Die Entscheidung, ob bei dem Betrieb des Fahrzeuges derartige Sonderfunktionen der Lenkunterstützung zur Verfügung stehen, wird vorzugsweise durch eine Signalverarbeitungseinrichtung getroffen, die anhand der Historie der Längs- und Querbeschleunigungssignale erkennt, ob Anlass für die Zurverfügungstellung eines derartigen Sportbetriebsmodus besteht. Es ist auch möglich, parallel zu einer automatischen Abstimmung eines Lenkunterstützungsbetriebsmodus eine fahrerseitige Selektion verschiedener Betriebsmodi zu ermöglichen, wobei ggf. diese Betriebsmodi wiederum durch Auswertungsergebnisse die auf einer Auswertung der Historie der Längs- und Querdynamikmerkmale basieren, in einem vorgesehenen Einstellbereich abgestimmt werden können.
Insgesamt ist der Stellbereich für die Änderung des Lenkkraftunterstützungsbeitrags des Lenksystems vorzugsweise derart begrenzt, dass die durch den Lenkhilfsantrieb generierten Drehmomentenbeiträge erforderlichenfalls vom Fahrer sicher überlenkt werden können.
Es ist weiterhin möglich, für verschiedene Fahrer verschiedene Profile im Steuersystem zu hinterlegen. Hierbei kann insbesondere durch Rückgriff auf ein Fahrererkennungssystem festgelegt werden, mit welcher Charakteristik des Lenkverhaltens sowie ggf. mit welcher Fahrwerkabstimmung das Fahrzeug gegenwärtig betrieben werden soll. Anhand der Historie der Quer- und Längsbeschleunigungen auf den vom jeweiligen Fahrer zurückgelegten Strecken wird das Fahrverhalten des jeweils erkannten Fahrers fortlaufend klassifiziert und es werden darauf basierend Systemkonfigurationsparameter errechnet, auf deren Grundlage eine auf das Nutzungsverhalten dieses Fahrers zugeschnittene Lenkkraftunterstützungsfunktion bereitgestellt wird. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es damit möglich, eine elektromechanische Lenkvorrichtung zu schaffen, deren Lenkkraftunterstützungsverhalten selbsttätig auf den jeweiligen Fahrer bzw. dessen Fahrweise adaptiert wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden anhand der Auswertungsergebnisse des Signalverarbeitungsalgorithmus auch Parameter für die Abstimmung von Radaufhängungskomponenten errechnet. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, einhergehend mit der Abstimmung des Lenkkraftunterstützungsbeitrages des Lenkhilfsmotors auch Abstimmungen des Fahrwerks vorzunehmen.
Der Signalverarbeitungsalgorithmus ist vorzugsweise derart gestaltet, dass durch diesen die Fahrweise des Fahrers untersucht und kategorisiert wird. Der Signalverarbeitungsalgorithmus kann dabei feststellen, dass seitens des Fahrers phasenweise Fahrweisen praktiziert werden, bei welchen bestimmte Grenzwerte oder Grenzbereiche erreicht werden. Wird das Fahrzeug derart betrieben, dass im Wesentlichen kein Längs und Seitenschlupf auftritt, so können komfortorientierte Lenkkraftunterstützungsfunktionen sowie komfortorientierte Fahrwerksabstimmungen aktiviert werden. Wird das Fahrzeug derart betrieben, dass zumindest phasenweise große Querbeschleunigungen sowie ausgeprägte Quer- und Längs-Schlupfereignisse festgestellt werden, so wird die Lenkkraftunterstützungsfunktion erfindungsgemäß derart modifiziert, dass bei dieser Betriebsweise eine hohe Dynamik des Lenksystems, beispielsweise durch ein ausgeprägtes Rückstellverhalten gegeben ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auf Grundlage der Kategorisierung der Fahrweise des Fahrers neben der Abstimmung der Lenkkraftunterstützung auch eine Abstimmung der Einstellung von Fahrwerkskomponenten, insbesondere der Dämpfereinstellung bewerkstelligt.
Die eingangs angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Kraftfahrzeuglenksystem gelöst, das einen Lenkhilfsmotor, ein Lenkgetriebe, eine mit diesem gekoppelte Lenkwellenmechanik und ein Lenkrad umfasst, wobei ein durch den Lenkhilfsmotor geleisteter Lenkkraftunterstützungsbeitrag durch eine elektronische Steuereinrichtung festgelegt wird, die den Leistungsbezug des Lenkhilfsmotors nach Maßgabe einer Unterstützungsbeitragsfunktion steuert, mit:

– einem Lenkmomentensensor zur Erfassung eines während des Betriebs des Kraftfahrzeuges am Lenkrad anliegenden Moments,
– einer Längsdynamikerfassungseinrichtung zur Erfassung von Längsdynamiksignalen die die Längsdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben, und
– einer Querdynamikerfassungseinrichtung zur Erfassung von Querdynamiksignalen (K14) während des Betriebs des Kraftfahrzeuges die die Querdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben,

Die erfindungsgemäß durch die algorithmische Verarbeitung der Quer- und Längsbeschleunigungssignale erreichte Kategorisierung des Fahrers und die Ermittlung der Fahrwerks- und Lenkungsparameter wird vorzugsweise fortlaufend aktualisiert. Hierdurch wird es möglich, unauffällig auf Änderungen des Fahrstils des Fahrers zu reagieren, so dass bei andauerndem Fahrzeugbetrieb mit geringerer Fahrdynamik die Steuereinrichtung zunehmend komfortorientierte Lenkkraftunterstützungsfunktionen bietet. Umgekehrt ist es so, dass das System bei Fahrweisen mit zunehmender Dynamik fortlaufend Einstellungen annehmen kann, die dieser Betriebsweise verbessert entsprechen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, auf Grundlage der durch den Signalverarbeitungsalgorithmus generierten Auswertungsergebnisse einen Visualisierungsdatensatz zu generieren. Über diesen Visualisierungsdatensatz kann die gegenwärtige Charakterisierung der Fahrweise, insbesondere das Fahrprofil zur Anzeige gebracht werden. Durch diesen Visualisierungsdatensatz kann dem Fahrer der gegenwärtige Parameterstand angezeigt werden. Weiterhin kann dem Fahrer angezeigt werden, welche Sonderfunktionen das Lenksystem für diesen momentan bereithält. Weiterhin ist es möglich, über den Visualisierungsdatensatz auch anzuzeigen, welche Charakteristik die zurückliegenden Lenkoperationen hatten. Hierbei kann beispielsweise die seitens des Fahrers geleistete Lenkarbeit, das Spektrum der Lenkgeschwindigkeit und das Spektrum weiterer verschiedener Eigenschaften der Lenktätigkeit visualisiert werden.
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ist vorzugsweise so gestaltet, dass eine auf Grundlage der Auswertungen des Signalverarbeitungsalgorithmus veranlasste Einstellung seitens des Fahrers selektiv durch einen Reset-Vorgang auf eine Standardeinstellung zurückgeführt werden kann. Weiterhin sind in vorteilhafter Weise auf Interaktionsmöglichkeiten gegeben, durch welche seitens des Fahrers eine Sondereinstellung herbeigeführt werden kann.
Der erfindungsgemäß zur Analyse der Quer- und Längsbeschleunigung vorgesehene Signalverarbeitungsalgorithmus kann so gestaltet sein, dass über diesen Fahrerprofile ermittelt werden. Diese Fahrerprofile können durch ein Parameterfeld beschrieben werden. Anhand dieser Fahrerprofile kann zum Beispiel festgestellt werden, dass ein Fahrer bei einer Geschwindigkeitsklasse, mit ausgeprägt hohen Querbeschleunigungen, mit starken aktiven Verzögerungen und mit starken Längsbeschleunigungen gefahren ist. Mit dieser Information kann das System so abgestimmt werden, dass dieses in dem entsprechenden Geschwindigkeitsbereich eine reduzierte Lenkunterstützung bietet, um eine sportlichere Lenkungscharakteristik zu erhalten. Vorzugsweise werden begleitend hierzu die Fahrwerksdämpfer in einen Zustand mit höheren Dämpfungskoeffizienten verbracht.
Je weniger ein Fahrer bei einer Geschwindigkeitsklasse bei hohen Querbeschleunigungen, bei starken Verzögerungen und bei starken Beschleunigungen gefahren ist, umso mehr wird für diesen Geschwindigkeitsbereich die Lenkunterstützung erhöht, um eine komfortablere Lenkungscharakteristik zu erhalten. Begleitend hierzu werden vorzugsweise auch die Fahrwerksdämpfer in einen weicheren Betriebsmodus umgeschaltet.
Die Ermittlung des Fahrerprofils erfolgt vorzugsweise unter Einbeziehung kurzfristiger Veränderungen in Form eines Kurzeitlernanteils und unter Einbeziehung eines Langzeitlernanteils. Diese beiden Lernanteile können kombiniert oder einander überlagert werden.
Die fahreradaptive Abstimmung der Fahrwerks- und Lenkungscharakteristik kann beispielsweise in zwei Hauptanteile gegliedert werden:

1. Lernalgorithmus: Durch diesen wird die Fahrweise des Fahrers untersucht und kategorisiert.
2. Charakteristikgenerator: Durch diesen werden auf Basis der Fahrweisekategorien Charakteristiken, also Parameter für die Fahrwerkskomponentenabstimmung, berechnet und den entsprechenden Steuer- und Regelalgorithmen zur Verfügung gestellt.

Der Lernalgorithmus sammelt Informationen bei Fahrsituationen die hinsichtlich der Quer- und Längsdynamik charakteristisch sind. Längsdynamische Fahrcharakteristiken beziehen sich auf das Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten des Fahrers in bestimmten Geschwindigkeitsbereichen. Danach werden Beschleunigungsvorgänge und Bremsvorgänge hinsichtlich ihres „Maximums” in Klassen in Form einer Matrix gezählt. (z. B. über 2 m/s², 3 m/s², ..., über 6 m/s² und negative für Bremsvorgänge). Über die Zählung der Klasseneinträge kann man dabei ein Längsdynamisches Fahrerprofil erhalten. Querdynamische Fahrcharakteristiken beziehen sich auf das Lenkverhalten bei zugehöriger Fahrgeschwindigkeit. Ein direktes Maß dafür ist u. a. die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in gewissen Geschwindigkeitsbereichen. Auch hier werden die Maxima der Querbeschleunigung in einzelnen Fahrsituationen in klassifizierter Form (z. B. über 0,2 m/s², 0,3 m/s², ..., über 0,6 m/s²) in Form einer Matrix gezählt.
Das Ergebnis sind zwei Profile des Fahrers, d. h. eines zur Querdynamik (lenkend) und eines zur Längsdynamik (beschleunigend und bremsend). Vorzugsweise ist der Algorithmus derart gestaltet, dass mit fortlaufendem Zeitfortschritt die generierten Werte langsam verlernt werden können, um geändertes Fahrverhalten des Fahrers aufnehmen zu können.
Das zur Umsetzung dieses speziellen Verfahrens vorgesehene System kann so gestaltet sein, dass der Fahrer über Schnittstelleneinrichtungen („MMIs”) dem System über den z. B. über den Fahrzeugbus mitteilen kann, dass das gelernte Profil gespeichert werden soll. Das System kann auch so gestaltet sein, dass der Fahrer über ein Display oder eine anderweitige Ausgabeeinrichtung Informationen zu dem derzeit für ihn generierten Fahrprofil erhalten kann. Insbesondere für den Fall, dass ein Fahrer das für diesen generierte Fahrprofil beispielsweise aufgrund einer bevorstehenden Fahrt, die keine erheblichen Abweichungen von einem Standardprofil erfordert, nicht nutzen möchte, ist es möglich, Interaktionen zuzulassen, die beispielsweise einen fahrerseitigen Reset des erlernten Profils oder eine temporäre Unterdrückung dieses Profils ermöglichen.
Es ist möglich, für verschiedene Fahrer unterschiedliche Fahrprofile zu ermitteln. Diese Fahrprofile können dann vom jeweiligen Fahrer selektiert werden. Soweit das Fahrzeug mit einem Fahreridentifikationssystem ausgestattet ist, kann die Zuordnung des Fahrprofils zum jeweiligen Fahrer automatisch über das Fahreridentifikationssystem bei Nutzung des Fahrzeuges abgewickelt werden. Ein entsprechendes Fahreridentifikationssystem kann beispielsweise in Verbindung mit einem entsprechenden Schlüssel oder einem biometrischen System wie z. B. einem Fingerabdrucksensor realisiert werden. Es ist auch möglich, hinsichtlich des Fahrprofils charakteristische bzw. indikative Daten im Bereich des Fahrzeugschlüssels, insbesondere einem in diesem abgelegten Speicher zu hinterlegen. Dieser Schlüssel kann dann mit einer Schnittstelle, beispielsweise einer Bluetooth-Schnittstelle oder einem USB-Port versehen sein, so dass die seitens des Lenksystems generierten Fahrprofildaten und ggf. Einstellungsparameter auch von einem anderweitigen Rechner ausgelesen und visualisiert werden können. Es ist auch möglich, die das Fahrprofil des Fahrers indikativen Informationen oder Einstellungsparameter für das Lenksystem in einem externen Speichersystem über ein Netzwerk, insbesondere in Verbindung mit einem mobilen Kommunikationssystem zum Zugriff zur Verfügung zu halten. Weiterhin ist es auch möglich, die hinsichtlich des Fahrprofils indikativen Informationen über ein seitens des Fahrers mitgeführtes Kommunikationsgerät, beispielsweise ein mit mehreren Beschleunigungsaufnehmern ausgestattetes Mobilfunkgerät zu erfassen und geeignete Parameter im Bereich dieses Kommunikationsgerät beispielsweise durch ein sog. „App” zu errechnen. Diese Parameter können dann entweder über eine elektronische Schnittstelle vom Kommunikationsgerät an das Bordsystem übertragen werden oder ggf. auch vom Fahrer selbst in das Bordsystem eingegeben werden.
Vorzugsweise ist das zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene System auch so gestaltet, dass der Fahrer das Lernen abschalten kann, beispielsweise um ausschließlich oder vorrangig Standard-Abstimmungen zu benutzen.
Für die Ermittlung eines Fahrprofils aus den fahrzeugseitig abgegriffenen Signalen können Algorithmen wie insbesondere „Experten Systeme”, neuronale Netze und genetische Algorithmen herangezogen werden.
Weiterhin ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Ermittlung des Fahrprofils unter Einbeziehung und Zählung der Eingriffe von Assistenzsystemen wie ESP, ARS oder ABS vorzunehmen, um daraus weitere Informationen zur Fahrweise abzuleiten.
Die Fahrerprofile des Lernalgorithmus werden in Abstimmparameter der Lenkkraftunterstützung und ggf. weiterer Fahrwerkssysteme umgerechnet. Eine Umrechnung kann so abgewickelt werden, dass je ausgeprägter ein Fahrer bei einer Geschwindigkeitsklasse bei hohen Querbeschleunigungen, bei starken Verzögerungen und bei starken Beschleunigungen gefahren ist, wird diesem Geschwindigkeitsbereich Lenkunterstützung reduziert, um eine sportlichere Lenkungscharakteristik zu erhalten. Parallel hierzu können auch noch die Fahrwerksdämpfer in einen Zustand mit höheren Dämpfungskoeffizienten oder anderweitig veränderter Dämpfungscharakteristik gebracht werden. Je weniger ein Fahrer bei einer Geschwindigkeitsklasse bei hohen Querbeschleunigungen, bei starken Verzögerungen und bei starken Beschleunigungen gefahren ist, desto stärker wird in diesem Geschwindigkeitsbereich die Lenkunterstützung erhöht, um eine komfortablere Lenkungscharakteristik zu erhalten.
Begleitend hierzu können auch die Fahrwerksdämpfer in einen weicheren Betriebsmodus umgeschaltet werden.
Als Ergebnis erhält man einen Parametersatz für die Lenkungscharakteristik abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, die sich langfristig auch sich ändernder Fahrweise anpasst.
Die Ermittlung des Fahrerprofils kann unter Einbeziehung kurzfristiger Veränderungen in Form eines Kurzeitlernanteils und eines Langzeitlernanteils, die kombiniert werden, erfolgen. Weiterhin können bei der bei Vornahme der für die momentane Lenkungscharakteristik relevanten Einstellungen Umweltbedingungen, z. B. Außentemperatur oder Meldungen des Regensensors, einbezogen werden, so dass beispielsweise bei Sonderbedingungen wie z. B. temporär deutlich verminderter Bodenhaftung kurzzeitig ein entsprechender Wechsel zu „komfortableren” Charakteristika erfolgt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine Funktionsskizze zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Technik zur Abstimmung des Lenkkraftunterstützungsverhaltens eines Kraftfahrzeugs, das mit einem Lenkgetriebe mit einem elektromechanischen Lenkhilfsantrieb, sowie einer elektronischen Steuereinrichtung ausgestattet ist, die anhand von Quer- und Längsbeschleunigungssignalen adaptiv veränderte Lenkkraftunterstützungscharakteristika bietet;
2 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktionalität des erfindungsgemäßen Systems;
3 ein Blockdiagramm zur weiteren Erläuterung von Einzelheiten der Lernparametermatrix und der Auswirkung derselben auf den Charakteristikgenerator.
In 1 ist stark vereinfacht ein Kraftfahrzeug dargestellt, das mit einem zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Konzeptes ausgebildeten Lenksystem ausgestattet ist.
Dieses Kraftfahrzeug umfasst ein Lenkgetriebe 1 das über Spurstangen 2, 3 mit Lenkschenkeln 4, 5 einer Radaufhängung kinematisch gekoppelt ist. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Radaufhängung um eine Vorderradaufhängung. Das Lenkgetriebe 1 befindet sich in einem in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges betrachtet hinter den Radaufstandszonen 6, 7 liegenden Bereich.
Das Lenkgetriebe 1 ist mit einem Lenkhilfsantrieb 8 ausgestattet. Dieser Lenkhilfsantrieb 8 umfasst einen elektromechanischen Lenkhilfsmotor 9. Das seitens dieses Lenkhilfsmotors 9 bereitgestellte Drehmoment wird durch eine elektronische Motorschaltung 10 eingestellt. Diese Motorschaltung 10 wird über eine Steuereinrichtung 11 angesteuert. Dieser Steuereinrichtung 11 wird ferner ein Handmomentsignal S zugeführt, das über einen Lenkmomentsensor 12 erfasst wird. Dieser Lenkmomentsensor 12 erfasst ein an einem Fahrzeuglenkrad 13 fahrerseitig angelegtes Handmoment M. Zwischen einer an das Fahrzeuglenkrad 13 angebundenen Lenkwelle 14 und einem beispielsweise als Zahnstange ausgeführten Stellglied des Lenkgetriebes 1 besteht eine mechanische Kopplung.
Die seitens des Lenkgetriebes 1 in die Spurstangen 2, 3 eingekoppelten Kräfte F1, F2 ergeben sich aus der seitens des Lenkhilfsantriebs 8 bereitgestellten Lenkunterstützungskraft, der aus dem an der Lenkwelle 14 anliegenden Drehmoment M im Lenkgetriebe 1 generierten Lenkkraft sowie Reibkraftbeiträgen im Bereich des Lenkgetriebes 1.
Durch Abstimmung des Leistungsbezugs des Lenkhilfsmotors 9 kann der Lenkhilfskraftbeitrag so eingestellt werden, dass bei Lenkoperationen bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten im Bereich des Lenkrades 13 nur relativ niedrige Handmomente aufzubringen sind. Durch entsprechende Ansteuerung des Lenkhilfsmotors 9 wird es möglich, dessen Lenkhilfsbeitrag so einzustellen, dass am Fahrzeuglenkrad 13 zumindest temporär ein Rückstellmoment wirksam ist, durch welches das Lenkrad 13 in eine Mittelstellung gedrängt wird, die als solche eine zur Geradeausfahrt führende Lenkradstellung darstellt. Je nachdem, welche Orientierung die über die Lenkschenkel 4, 5 in die Spurstangen 2, 3 eingeleiteten Reaktionskräfte aufweisen, kann über die Steuereinrichtung 11 auch ein Lenkhilfsmoment generiert werden, das etwaige Rückwirkungen dieser Reaktionskräfte auf das an der Lenkwelle 14 anliegende Drehmoment M zumindest weitgehend kompensiert.
Die Einstellung des Lenkhilfsbeitrags des Lenkhilfsmotors 9 erfolgt unter Berücksichtigung des seitens des Lenkmomentsensors 12 generierten Signals S in Verbindung mit einer Unterstützungsbeitragsfunktion. Diese Unterstützungsbeitragsfunktion ist in parametrisierter Form in der Steuereinrichtung 11 abgelegt. Die Steuereinrichtung 11 selbst ist als elektronische Steuereinrichtung ausgeführt und umfasst eine elektronische Speichereinheit, in welcher bestimmte Parameter der Unterstützungsbeitragsfunktion abgelegt werden können.
Diese Parameter werden erfindungsgemäß adaptiv verändert. Diese adaptive Veränderung der Parameter erfolgt unter Berücksichtigung von Signalen K1...K14. Diese Signale K1...K14 werden durch fahrzeugseitig vorgesehene, hier durch Kastensymbole angedeutete Sensor- und Detektorkomponenten S1...S6 bereitgestellt und geben beispielsweise Aufschluss über die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit v_fzg, die Querbeschleunigung a_y, den gegenwärtigen Lenkradeinschlagwinkel, den Status des ESP und ABS, und den Einfederungszustand und die Einfederdynamik der jeweiligen Radaufhängung.
Wie in dem Bockdiagramm nach 2 veranschaulicht, werden die Signale K1...K14 durch einen Lernalgorithmus A1 verarbeitet. Dieser Lernalgorithmus A1 ist so gestaltet, dass dieser eine Lernparametermatrix generiert. Diese Lernparametermatrix wird einem Charakteristikgenerator A2 zum Zugriff zur Verfügung gestellt. Der Charakteristikgenerator A2 errechnet anhand des Inhalts der Lernparametermatrix Parameter für die Lenkunterstützung. Durch diese Parameter wird letztlich der Lenkhilfsbeitrag des Lenkhilfsmotors 9 in Abhängigkeit von dem seitens des Lenkmomentsensors 12 bereitgestellten Signals S bestimmt.
Führen diese Parameter zu einem relativ niedrigen Lenkhilfsbeitrag des Lenkhilfsmotors 9, so ergibt sich für den Fahrer ein als „hart” erscheinendes Lenksystem. Führen diese Parameter zu relativ hohen Lenkhilfsbeiträgen, so ergibt sich für den Fahrer ein als relativ „weich” erscheinendes Lenksystem.
Die Inhalte der Lernparametermatrix werden vorzugsweise jedoch nicht nur zur einfachen Variation des Lenkkraftunterstützungsverhaltens hinsichtlich „hart” und „weich”, sondern auch zur Abstimmung weiterer Eigenschaften, insbesondere Kurzzeiteigenschaften des Lenkkraftunterstützungsverhaltens des Lenksystems herangezogen. So kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Inhalt der Lernparametermatrix das Rückstellverhalten des Lenkrades, insbesondere die Zunahme des Rückstellmomentes bei zunehmenden Radeinschlägen abgestimmt werden. Weiterhin kann der Lenkhilfsbeitrag des Lenkhilfsmotors 9 so abgestimmt werden, dass sich bei lediglich geringem Radeinschlag bereits ein hohes Rückstellmoment am Lenkrad 13 ergibt. Hierdurch ergibt sich für den Fahrer ein haptisches Feedback, das dem Feedback eines Lenksystems mit großem Lenkrollhalbmesser entspricht.
Durch den Lernalgorithmus und den Charakteristikgenerator werden die fahrzeugeigenen Messgrößen (z. B. die Querbeschleunigung a_y und die Fahrzeuggeschwindigkeit V_FZg) optional mit dem Status der Assistenzsysteme verarbeitet. Ausgegeben werden Parameter für die Lenkunterstützung (oder andere Lenkfunktionalitäten wie dem automatischen Rücklauf) oder für andere geregelte oder gesteuerte Fahrwerksaggregate (z. B. Dämpfer).
Die Berechnung kann in einem separaten Steuergerät durchgeführt werden und den Fahrwerksaggregaten von außen übergeben werden. Alternativ hierzu kann die Berechnung in dem Steuergerät eines Fahrwerksaggregats durchgeführt werden und den anderen Lenkungsaggregaten entsprechend übergeben werden.
Die Inhalte der Lernparametermatrix und ggf. auch das seitens des Charakteristikgenerators vorgesehene Lenkkraftunterstützungsverhalten kann durch ein Visualisierungsprogramm verarbeitet und über eine Displayeinrichtung dem Fahrer zur Anzeige gebracht werden. Es ist möglich, eine Eingabeschnittstelle vorzusehen, durch welche die Inhalte der Lernparametermatrix unter bestimmten Voraussetzungen auch vom Anwender ggf. selektiv modifiziert werden können.
Die Funktionsweise eines Kraftfahrzeuges, das mit einem entsprechenden Lenksystem ausgestattet ist lässt sich wie folgt beschreiben:
Ein Fahrzeug das mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem ausgestattet ist, wird in einem Basiszustand ausgeliefert. In diesem Basiszustand bietet das Lenksystem eine Lenkkraftunterstützung auf Grundlage einer Standardfunktion, die auch die Funktion einer aktiven Lenkradrückstellung beinhaltet. Dieses Fahrzeug wird nunmehr von einem Fahrer in Betrieb genommen. Während des Betriebs des Fahrzeuges werden durch die elektronische Steuereinrichtung des Lenksystems fortlaufend hinsichtlich der Längsbeschleunigung, hinsichtlich der Querbeschleunigung sowie hinsichtlich der Fahrassistenzsysteme indikative bzw. kennzeichnungskräftige Signale erfasst und durch einen Signalverarbeitungsalgorithmus verarbeitet. Durch diesen Signalverarbeitungsalgorithmus wird anhand der verarbeiteten Signale eine Lernparametermatrix aufgefüllt. Die Inhalte dieser Lernparametermatrix werden einem in der Steuereinrichtung implementierten Charakteristikgenerator zum Zugriff zur Verfügung gestellt. Dieser Charakteristikgenerator generiert oder konfiguriert anhand der Inhalte der Lernparametermatrix eine Lenkkraftunterstützungsfunktion, die von der vorgenannten Standardfunktion ggf. abweicht. Diese Lenkkraftunterstützungsfunktion wird bei der Errechnung eines Solldrehmomentes des Lenkhilfsmotors nach Maßgabe des an der Lenkwelle anliegenden Drehmomentes berücksichtigt.
Während des Betriebs des Fahrzeuges wird beispielsweise durch den Signalverarbeitungsalgorithmus die Erfüllung bestimmter Fahrdynamikkriterien festgestellt. Die Erfüllung dieser Kriterien führt zu entsprechenden Einträgen in der Lernparametermatrix. Die Inhalte der Lernparametermatrix und ggf. weitere Informationen zum fahrdynamischen Profil und zur Fahrzeugbetriebscharakteristik können über eine Anzeigeeinrichtung dem Fahrer zur Anzeige gebracht werden. Anhand der Inhalte der Lernparametermatrix werden vorzugsweise auch weitere Einstellungen des Fahrwerks des Fahrzeuges, insbesondere der Stoßdämpfer vorgenommen.
Neben einer Adaption der Basis-Lenkkraftunterstützungsfunktion wird vorzugsweise anhand der Inhalte der Lernparametermatrix festgelegt, ob Sonderfunktionen des Lenksystems zur Verfügung gestellt werden. Diese Sonderfunktionen werden zunächst ebenfalls anhand des erfassten fahrdynamischen Profils auf den Fahrer abgestimmt. Diese Sonderfunktionen werden bei bestimmten Fahrzuständen, die beispielsweise anhand des momentanen Lenkwinkels, dem momentanen Motorbetriebszustand des Fahrzeugmotors, sowie der Längs- und Querbeschleunigung temporär aktiviert. Diese Sonderfunktionen können auf bestimmte fahrdynamische Vorgänge wie z. B. dem Ein- und Ausfahren aus einem Kreisverkehr und dem Beschleunigen bei Abbiegen unter anfänglich ausgeprägtem Radeinschlag abgestimmt sein. Diese Sonderfunktionen werden selbsttätig erst durch die Steuereinrichtung aktiviert, wenn das fahrdynamische Profil einen kriteriengerechten Umgang mit dem Fahrzeug erkennen lässt. Die Aktivierung dieser Sonderfunktionen kann während des Betriebs des Fahrzeuges über eine entsprechende Anzeige dem Fahrer visualisiert werden. Diese Sonderfunktionen können ebenfalls als parametrisierte Funktionen bereitgestellt und anhand der Lernparametermatrix abgestimmt werden.
Die Sonderfunktion für ein starkes Beschleunigen unter fortlaufender Verringerung des Radeinschlages kann für das am Lenkrad wirksame Rückstellmoment eine Beschleunigungsabhängigkeit und eine Wegabhängigkeit berücksichtigen. Weiterhin kann in diesem Sondermodus temporär das Zentrum der Lenkradrückstellung verschoben werden, so dass hierdurch etwaigen Drifteffekten Rechnung getragen werden kann.
In 3 ist beispielhaft eine Lernparametermatrix veranschaulicht deren Inhalt seitens des Charakteristikgenerators A2 verarbeitet wird.
Die Lernparametermatrix enthält bei diesem Beispiel mehrere Zeilen und Spalten. Die Spalte P enthält die Parameternummer. Die Spalte C1 gibt an, ob die in der entsprechenden Zeile spezifizierte Funktion aktiviert ist oder abgeschaltet ist. Die Spalte C2 gibt an, mit welchem Faktor die jeweilige Funktion zu berücksichtigen ist. Die Gesamtfunktionalität des Systems ist derart gestaltet, dass selbst Maximal- oder Minimalwerte in der jeweiligen Zeile die Grundfunktion des Systems nicht unzulässig stark verändern. Konkret bedeutet dies, dass das System keine Handmomente generieren kann, die vom Fahrer nicht zuverlässig überlenkbar sind.
In dem gezeigten Beispiel richtet sich der Parameter P1 auf den minimalen Wert des Lenkradrückstellmomentes M. Die Funktion „Mindest Level” ist aktiviert. Der Mindestlevel wird durch den Eintrag in Spalte C2 auf 40% des Standardlevels gesetzt.
Der Parameter P2 betrifft den Maximalwert des am Lenkrad anliegenden Momentes. Die Funktion Maximalwertbegrenzung ist aktiviert. Der momentan vorgesehene Maximalwert beträgt beispielhaft 40% des Standardmaximalwertes.
Der Parameter P3 beschreibt die Breite eines Transionsbereichs. Dies ist der Bereich der Rückstellmomentfunktion in der Nähe der Geradeauslaufstellung. Durch die Aktivierung dieser Funktion ergibt sich bei kleinen Lenkradausschlägen nur ein geringer Anstieg des Rückstellmomentes und damit eine relativ weiche Zentrierung. Bei dem hier gezeigten Beispiel ist diese Funktion aktiviert. Die Breite des Bereiches, in welchem das Rückstellmoment um max. 5% zunimmt beträgt +/–30°.
Der Parameter P4 beschreibt eine Asymmetrieeigenschaft der Rückstellmomentfunktion. Diese Funktion ist entsprechend dem Eintrag in Spalte C1 momentan aktiviert. Die Asymmetrie beträgt 20°, d. h. Rückstellmomente aus einer Stellung mit dem Radeinschlag nach links sind etwas größer als Rückstellmomente aus einer Stellung mit rechtem Radeinschlag.
Der Parameter P5 beschreibt die Funktion einer temporären Translation der Rückstellfunktion, d. h. der Verschiebung der Position mit 0-Rückstellmoment”. Diese Funktion ist bei dem hier gezeigten Parameterstand deaktiviert.
Der Parameter P6 beschreibt die Aktivität des Lenksystems zur Unterdrückung von Reaktionskräften aus dem Bereich des Fahrwerks. Diese Funktion ist hier aktiviert und derart eingestellt, dass das am Lenkrad erfassbare Moment durch Reaktionskräfte mit einem Übertragungsbeiwert von 30% beeinflusst wird.
Der Parameter P7 beschreibt die Funktion Servo-Leerlauf. Diese Funktion führt dazu, dass der Lenkhilfsmotor lediglich einen zur Kompensation der eigenen Bremswirkung erforderlichen Leistungsbezug erhält, ansonsten jedoch die Lenkarbeit im Wesentlichen vollständig vom Fahrer erbracht werden muss. Diese Funktion ist momentan aufgrund des Eintrags in Spalte C1 abgeschaltet. Bei Aktivierung ist gemäß dem Eintrag in Spalte C2 noch eine geringe 20% Lenkkraftunterstützung vorgesehen.
Der Parameter P8 spezifiziert eine Sonderfunktion für Beschleunigung aus einem Zustand mit großem Radeinschlag. Diese Funktion ist gegenwärtig aufgrund des Eintrags in Spalte C1 deaktiviert.
Die Parametermatrix umfasst vorzugsweise noch eine große Zahl weiterer Parameter, die bei der Abstimmung der Unterstützungscharakteristik des Lenksystems berücksichtigt werden. Bei den vorangehend beschriebenen Parametern handelt es sich um Parameter, die wirkungsmäßig begreifbare Eigenschaften des Lenksystems beschreiben. Die Parametermatrix kann auch Parameter enthalten, die nicht direkt verständliche Effekte beschreiben und erst in Verbindung mit Leistungen des Charkteristikgenerators A2 zu einer vorteilhaften Anpassung der Lenkcharakteristik beitragen. Die Visualisierung der Parameter der Parametermatrix kann sich auf eine Auswahl der Parameter beschränken. Werden einige Parameter dieser Parametermatrix durch den Fahrer aktiv über eine Eingabeschnittstelle verändert, so können weitere Parameter der Matrix im Hintergrund derart modifiziert werden, dass hierbei bestimmten Zusammenhängen zwischen den aktiv veränderten Parametern und den versteckten Parametern Rechnung getragen wird, so dass auch bei der Eingabe von extremen Einstellwerten durch den Fahrer insgesamt eine plausible Parametermatrix vorliegt.
Der Charakteristikgenerator A2 ist vorzugsweise so aufgebaut, dass dieser anhand der Parametermatrix wenigstens eine modifizierte Übertragungsfunktion generiert die beispielsweise den Zusammenhang zwischen den Lenkmoment und dem Lenkhilfsbeitrag des Lenkhilfsmotors beschreibt. Der Charakteristikgenerator kann so gestaltet sein, dass dieser noch weitere Übertragungsfunktionen generiert, auf welche bei bestimmten Fahrzuständen temporär umgeschaltet werden kann. Der Charakteristikgenerator und der zur Auffüllung der Parametermatrix vorgesehene Lernalgorithmus können in einer einzigen, entsprechend leistungsfähigen programmierten elektronischen Schaltung realisiert sein. Diese elektronische Schaltung liefert ein Motorstromsignal für die dem Lenkhilfsmotor vorgeschaltete Motorschaltung 10. Ggf. kann auch noch diese Motorschaltung in die elektronische Schaltung 11 eingebunden sein. Die Schaltung 11 ist vorzugsweise so gestaltet, dass diese auch eine zur momentanen Lenksystemeinstellung passende Fahrwerksabstimmung veranlasst.
Bezugszeichenliste

1: Lenkgetriebe
2: Spurstange
3: Spurstange
4: Lenkschenkel
5: Lenkschenkel
6: Radaufstandszone
7: Radaufstandszone
8: Lenkhilfsantrieb
9: Lenkhilfsmotor
10: Motorschaltung
11: Steuereinrichtung
12: Lenkmomentsensor
13: Fahrzeuglenkrad
14: Lenkwelle
15: Display
16: Eingabeschnittstelle
A1: Lernalgorithmus
A2: Charakteristikgenerator
M: Drehmoment
F1: Kraft
F2: Kraft
K1...12: Signale
K13: Längsbeschleunigungssignal
K14: Querbeschleunigungssignal
S1...4: Sensorkomponenten
S5: Längsbeschleunigungssensor
S6: Querbeschleunigungssensor

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

EP 1845010 A2 [0003]
EP 0788964 A2 [0004]
EP 1481876 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Abstimmung des Lenkkraftunterstützungsbeitrages bei einem elektromechanischen Kraftfahrzeuglenksystem, das einen Lenkhilfsmotor, ein Lenkgetriebe, eine mit diesem gekoppelte Lenkwellenmechanik und ein Lenkrad umfasst, wobei der Lenkkraftunterstützungsbeitrag durch eine elektronische Steuereinrichtung festgelegt wird, die den Leistungsbezug des Lenkhilfsmotors nach Maßgabe einer Unterstützungsbeitragsfunktion steuert, wobei dieses Lenksystem in ein Kraftfahrzeug eingebunden ist, wobei bei jenem Verfahren: – während des Betriebs des Kraftfahrzeuges Lenkmomentsignale erfasst werden, die das Ausmaß eines am Lenkrad anliegenden Moments beschreiben, – während des Betriebs des Kraftfahrzeuges Längsdynamiksignale erfasst werden, die die Längsdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben, und während des Betriebs des Kraftfahrzeuges Querdynamiksignale erfasst werden, die die Querdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben, wobei die Längsdynamiksignale und die Querdynamiksignale durch einen Signalverarbeitungsalgorithmus verarbeitet werden und durch diesen Signalverarbeitungsalgorithmus Auswertungsergebnisse generiert werden, die bei der Einstellung des Lenkkraftunterstützungsbeitrages seitens der Unterstützungsbeitragsfunktion berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Auswertungsergebnisse des Signalverarbeitungsalgorithmus Parameter für die Abstimmung von Radaufhängungskomponenten errechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalverarbeitungsalgorithmus derart gestaltet ist, dass durch diesen die Fahrweise des Fahrers untersucht und kategorisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage der Kategorisierung der Fahrweise des Fahrers die Abstimmung der Lenkkraftunterstützung und der Fahrwerkskomponenten bewerkstelligt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kategorisierung fortlaufend aktualisiert wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage der durch den Signalverarbeitungsalgorithmus generierten Auswertungsergebnisse ein Visualisierungsdatensatz generiert wird, und über diesen Visualisierungsdatensatz die gegenwärtige Charakterisierung der Fahrweise, insbesondere das Fahrprofil und/oder die Charakteristik der Lenkoperationen und/oder die seitens des Fahrers erbrachte Lenkarbeit über eine Displayeinrichtung visualisiert wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf Grundlage der Auswertungen des Signalverarbeitungsalgorithmus veranlasste Einstellung seitens des Fahrers selektiv durch einen Reset-Vorgang auf eine Standardeinstellung zurückgeführt werden kann.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über den Signalverarbeitungsalgorithmus Fahrerprofile ermittelt werden, wobei je ausgeprägter ein Fahrer bei einer Geschwindigkeitsklasse bei hohen Querbeschleunigungen, bei starken Verzögerungen und bei starken Beschleunigungen gefahren ist, in diesem Geschwindigkeitsbereich die Lenkunterstützung reduziert wird, um eine sportlichere Lenkungscharakteristik zu erhalten, und dass begleitend hierzu die Fahrwerksdämpfer in einen Zustand mit höheren Dämpfungskoeffizienten gebracht werden.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass je weniger ein Fahrer bei einer Geschwindigkeitsklasse bei hohen Querbeschleunigungen, bei starken Verzögerungen und bei starken Beschleunigungen gefahren ist, für diesen Geschwindigkeitsbereich die Lenkunterstützung erhöht wird um eine komfortablere Lenkungscharakteristik zu erhalten, und dass begleitend hierzu auch die Fahrwerksdämpfer in einen weicheren Betriebsmodus umgeschaltet werden.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Fahrerprofils unter Einbeziehung kurzfristiger Veränderungen in Form eines Kurzeitlernanteils und eines Langzeitlernanteils, die kombiniert werden, erfolgt, und dass bei der Vornahme der für die momentane Lenkungscharakteristik relevanten Einstellungen Umweltbedingungen wie z. B. Außentemperatur oder Meldungen des Regensensors einbezogen werden, so dass bei Sonderbedingungen wie temporär deutlich verminderter Bodenhaftung kurzzeitig ein entsprechender Wechsel zu „komfortableren” Charakteristika erfolgt.
Kraftfahrzeuglenksystem, das einen Lenkhilfsmotor (9), ein Lenkgetriebe (1), eine mit diesem gekoppelte Lenkwellenmechanik (14) und ein Lenkrad (13) umfasst, wobei ein durch den Lenkhilfsmotor geleisteter Lenkkraftunterstützungsbeitrag durch eine elektronische Steuereinrichtung (11) festgelegt wird, die den Leistungsbezug des Lenkhilfsmotors (9) nach Maßgabe einer Unterstützungsbeitragsfunktion steuert, mit: – einem Lenkmomentensensor (12) zur Erfassung eines während des Betriebs des Kraftfahrzeuges am Lenkrad (13) anliegenden Moments, – einer Längsdynamikerfassungseinrichtung (S5) zur Erfassung von Längsdynamiksignalen (K13), die die Längsdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben, und – einer Querdynamikerfassungseinrichtung (S6) zur Erfassung von Querdynamiksignalen (K14) während des Betriebs des Kraftfahrzeuges, die die Querdynamik des Betriebs des Kraftfahrzeuges beschreiben, wobei die Längsdynamiksignale (K13) und die Querdynamiksignale (K14) durch einen Signalverarbeitungsalgorithmus (A1) verarbeitet werden und durch diesen Signalverarbeitungsalgorithmus (A1) Auswertungsergebnisse generiert werden, die bei der Einstellung des Lenkkraftunterstützungsbeitrages seitens der Unterstützungsbeitragsfunktion berücksichtigt werden.