DE102013203115A1 - Krafttraining für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr unter Verwendung eines elektromechanischen Servo-Lenksystems - Google Patents
Krafttraining für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr unter Verwendung eines elektromechanischen Servo-Lenksystems Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013203115A1 DE102013203115A1 DE201310203115 DE102013203115A DE102013203115A1 DE 102013203115 A1 DE102013203115 A1 DE 102013203115A1 DE 201310203115 DE201310203115 DE 201310203115 DE 102013203115 A DE102013203115 A DE 102013203115A DE 102013203115 A1 DE102013203115 A1 DE 102013203115A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- steering
- steering torque
- driver
- electric motor
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D15/00—Steering not otherwise provided for
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
- A63B21/00058—Mechanical means for varying the resistance
- A63B21/00076—Mechanical means for varying the resistance on the fly, i.e. varying the resistance during exercise
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
- A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
- A63B21/0058—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors
- A63B21/0059—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors using a frequency controlled AC motor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
- A63B21/008—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using hydraulic or pneumatic force-resisters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
- A63B21/40—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
- A63B21/4027—Specific exercise interfaces
- A63B21/4033—Handles, pedals, bars or platforms
- A63B21/4035—Handles, pedals, bars or platforms for operation by hand
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
- A63B21/40—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
- A63B21/4041—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof characterised by the movements of the interface
- A63B21/4049—Rotational movement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
- A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
- A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
- A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
- A63B2024/0068—Comparison to target or threshold, previous performance or not real time comparison to other individuals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
- A63B2024/0093—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load the load of the exercise apparatus being controlled by performance parameters, e.g. distance or speed
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B2071/0675—Input for modifying training controls during workout
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/10—Positions
- A63B2220/16—Angular positions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
- A63B2225/50—Wireless data transmission, e.g. by radio transmitters or telemetry
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
- A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
- A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
- A63B23/1245—Primarily by articulating the shoulder joint
- A63B23/1263—Rotation about an axis passing through both shoulders, e.g. cross-country skiing-type arm movements
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Krafttraining für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr mit Fahrzeugstillstand. Das Fahrzeug umfasst ein elektromechanisches Servo-Lenksystem mit einem Elektromotor zum Erzeugen eines Lenkmoments. Bei dem Verfahren wird in einem ersten Schritt zunächst das Vorliegen einer Wartephase durch das Kraftfahrzeug festgestellt. Im Fall des Feststellens des Vorliegens einer Wartephase wird der Elektromotor des Servo-Lenksystems derart angesteuert, dass mittels des Elektromotors ein Lenkmoment als Trainingswiderstand für ein entgegen gerichtetes, über das Lenkrad aufgebrachtes Lenkmoment des Fahrers erzeugt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft die Unterhaltung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr mit Fahrzeugstillstand, beispielsweise bei Fahrzeugstillstand an einer roten Ampel oder bei Fahrzeugstillstand im Stau.
- Im Straßenverkehr, im besonderen Maße im Stadtverkehr, treten kurze Wartephasen auf, in denen sich das Fahrzeug im Stillstand befindet und an einer Weiterfahrt gehindert ist, beispielsweise an einer roten Ampel, bei Fahrzeugstillstand im Stau oder vor einem geschlossenen Bahnübergang.
- Diese Wartephasen mit Fahrzeugstillstand werden auch als Mikropausen bezeichnet und bleiben meist ungenutzt.
- Das Forschungsprojekt „Mikropausennutzung” der BMW Group beschäftigt sich mit der Nutzung von Mikropausen, indem der Fahrer mit angenehmen oder nützlichen Anwendungen, die auch als Mikropausen-Apps bezeichnet werden, unterhalten wird. Ein beispielhaftes Szenario ist eine Wartephase vor einer roten Ampel. Wenn sich das Fahrzeug einer entsprechend ausgerüsteten Ampel nähert, werden Informationen über die aktuelle Ampelphase empfangen. Sobald das Fahrzeug an der roten Ampel zum Stillstand gekommen ist, wird die verbleibende Wartezeit geprüft. Bei mehr als zehn Sekunden Wartezeit, wird auf dem Bildschirm eine Mikropausen-Apps eingespeist. Fünf Sekunden vor dem Umschalten der Ampel auf Grün wird die App automatisch wieder ausgeblendet und der Fahrer kann sich auf die Weiterfahrt einstellen. Das Forschungsprojekt „Mikropausennutzung” ist auf der Webseite der BMW Group beschrieben unter:
http://www.bmwgroup.com/bmwgroup_prod/d/0_0_www_bmwgroup_com/forschung_entwicklung/science_club/veroeffentlichte_artikel/2012/news2012_01.html - Als Anwendung ist beispielsweise die Darstellung von Information in der Instrumentenkombination möglich, beispielsweise Nachrichten oder Videos. Ferner kann als Anwendung auch ein Videospiel auf der Instrumentenkombination dargestellt werden, das über Fahrereingaben gesteuert wird.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine weitere Möglichkeit zur Nutzung verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr mit Fahrzeugstillstand anzugeben.
- Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
- Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Krafttraining für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr mit Fahrzeugstillstand. Für das Verfahren wird vorausgesetzt, dass das Kraftfahrzeug ein elektromechanisches Servo-Lenksystem mit einem Elektromotor zum Aufbringen eines Lenkmoments umfasst. Das vom Elektromotor erzeugte Moment wird beispielsweise über ein Getriebe gewandelt und dann auf die Lenkspindel oder die Lenksäule übertragen. Oder es wird beispielsweise das vom Elektromotor erzeugte Moment über ein Getriebe gewandelt und auf die Zahnstange des Lenksystems übertragen, wobei die Zahnstange mit der Lenkwelle gekoppelt ist. Derartige Servo-Lenksystems sind hinlänglich bekannt.
- Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um einen vierrädrigen Personenkraftwagen mit zwei Achsen und über das Lenksystem lenkbarer Vorderachse.
- Gemäß dem Verfahren wird in einem ersten Schritt zunächst das Vorliegen einer Wartephase durch das Kraftfahrzeug festgestellt. Beispielsweise wird hierzu empfangene Informationen über die aktuelle Ampelphase einer vorausliegenden Ampel entgegengenommen, wie dies bereits vorstehend beschrieben wurde. Alternativ oder zusätzlich kann das Feststellen einer Wartephase beispielsweise auch mittels eines Motorstopp-Signals eines Motor-Start-Stopp-Systems erfolgen; bei Vorliegen eines Motorstopps wird beispielsweise auf das Vorliegen einer Wartephase geschlossen.
- Im Fall des Feststellens des Vorliegens einer Wartephase wird der Elektromotor des Servo-Lenksystems derart angesteuert, dass mittels des Elektromotors ein Lenkmoment als Trainingswiderstand für ein entgegen gerichtetes, über das Lenkrad aufgebrachtes Lenkmoment des Fahrers erzeugt wird.
- Die Erzeugung des Lenkmoments erfolgt vorzugsweise aber nur im Fall des Vorliegens einer oder mehrerer weiterer Bedingungen: beispielsweise unter der Bedingung, dass der Fahrer durch eine Fahrereingabe das Auslösen der Trainingsfunktion freigibt, nachdem das Fahrzeug ihm die Trainingsfunktion angeboten hat; und/oder unter der Bedingung, dass die voraussichtlich verbleibende Dauer der Wartephase größer oder größer gleich einem Schwellwert (beispielsweise 10 Sekunden) ist, dies kann im Fall einer roten Ampel beispielsweise anhand einer empfangenen Information über die verbleibende Dauer der roten Ampelphase festgestellt werden.
- Zur effektiven Überbrückung von Mikropausen wird erfindungsgemäß also vorgeschlagen, das Lenkrad temporär als Trainingsgerät umzufunktionieren, so dass Mikropausen sinnvoll mit Erzielung eines Trainingseffekts zur Stärkung der Muskulatur des Fahrers genutzt werden können. Es wird über den Elektromotor also ein Lenkmoment als Trainingswiderstand aufgebaut, gegen den der Fahrer mit einem entgegengerichteten Lenkmoment arbeitet, so dass die Muskulatur des Fahrers trainiert wird.
- Zum Aufbringen des Lenkmoments wird beispielsweise eine Momentenschnittstelle zur Vorgabe des über den Elektromotor aufgebrachten Lenkmoments entsprechend angesteuert.
- Es kann vorgesehen sein, dass bei einem Lenkrad, welches sich vor Erzeugen des Lenkmoments in einer Ausgangsstellung (beispielsweise Neutralstellung) befunden hat, das durch den Elektromotor erzeugte Lenkmoment (ohne Berücksichtigung des seitens des Fahrers aufgebrachten Drehmoments) eine Drehbewegung des Lenkrads aus dieser Ausgangsstellung heraus in einer bestimmten Drehrichtung (beispielsweise links herum) hervorruft; der Fahrer erzeugt ein entgegen gerichtetes Lenkmoment, welches eine Drehbewegung in der entgegen gerichteten Drehrichtung (beispielsweise rechts herum) auf die Ausgangsstellung anstrebt. Der Fahrer reagiert also mit einem entgegen gerichteten Lenkmoment auf das seitens des Elektromotors erzeugte Lenkmoment.
- Es kann alternativ vorgesehen sein, dass nach Feststellen einer Wartephase zunächst der Fahrer ein Lenkmoment aufbringt, welches das Lenkrad aus seiner Ausgangsstellung in einer bestimmten Drehrichtung (beispielsweise links herum) zu bewegen versucht. Der Elektromotor erzeugt in Reaktion hierauf dann ein entgegen gerichtetes Lenkmoment, welches eine Drehbewegung in der entgegen gerichteten Drehrichtung (beispielsweise rechts herum) auf die Ausgangsstellung anstrebt. In diesem Fall reagiert also der Elektromotor auf ein Lenkmoment des Fahrers mit einem entgegen gerichteten Lenkmoment. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das über den Elektromotor erzeugte Lenkmoment dem seitens des Fahrers erzeugten Lenkmoment angepasst wird und diesem im Wesentlichen entspricht. In diesem Fall wird eine Drehbewegung verhindert.
- Damit zum Ende des Trainings in der Wartephase die Reifen nicht zu weit eingeschlagen sind (und der Fahrer dies vor dem Anfahren oder während des Anfahrens korrigieren muss), kann vorgesehen sein, dass beim Aufbringen des Lenkmoments mittels des Elektromotors der Lenkwinkel nicht größer oder größer gleich einem Lenkwinkel-Schwellwert werden darf. Der Lenkwinkel darf einen maximalen Lenkwinkel von beispielsweise 45° nicht überschreiten.
- Hierzu wird beispielsweise seitens des Fahrzeugs kontinuierlich während des Aufbringens des Lenkmoments durch den Elektromotor ein Schwellwert-Vergleich durchgeführt. Es wird beispielsweise geprüft, ob ein über einen Lenkwinkelsensor gemessener Lenkwinkel größer oder größer gleich dem Lenkwinkel-Schwellwert geworden ist und in diesem Fall das über den Elektromotor aufgebrachte Lenkmoment vermindert, insbesondere auf Null reduziert.
- Es kann auch vorgesehen sein, dass nach Loslassen des Lenkrads durch den Fahrer (oder sonstigem Beenden des Aufbringens eines Lenkmoments durch den Fahrer) der Elektromotor derart angesteuert wird, dass ein Ausgangslenkwinkel, der vorgelegen hat, bevor ein Lenkmoment durch den Elektromotor aufgebracht wurde, eingenommen wird; das Lenkrad kehrt also in Ausgangslage zurück. Alternativ kann auch automatisch der Nulllenkwinkel eingenommen werden. Das Lenkrad geht also automatisch in die Nulllage (Neutralstellung).
- Durch die automatische Einnahme des Ausgangslenkwinkels bzw. Nulllenkwinkels bei Loslassen des Lenkrads wird verhindert, dass die Reifen nach dem Training zu weit eingeschlagen sind und der Fahrer dies vor dem Anfahren oder während des Anfahrens korrigieren muss.
- Gemäß einer weiteren Alternative ist es denkbar, dass das Lenksystem so ausgestaltet ist, dass das Lenkrad und die über das Lenksystem schwenkbaren Räder entkoppelbar sind. Dazu wird die mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkung aufgetrennt. Ein Lenkbefehl vom Lenkrad wird dann ausschließlich elektrisch zum Lenkaktor weitergeleitet. Gemäß dieser Alternative werden vor Aufbringen eines Lenkmoments das Lenkrad und die über das Lenksystem schwenkbaren Räder (typischerweise die Räder der Vorderachse) entkoppelt. Durch die Entkopplung der Räder vom Lenkrad werden die Reifen während des Training nicht eingeschlagen, so dass verhindert wird, dass die Reifen nach dem Training zu weit eingeschlagen sind und der Fahrer dies vor dem Anfahren oder während des Anfahrens korrigieren muss.
- Gemäß einer weiteren Alternative wird zur Vermeidung einer großen Auslenkung der Räder der gelenkten Achse ein derartiges Lenkmoment durch den Elektromotor aufgebracht, dass der Lenkwinkel auf null geregelt wird, d. h. das Lenkrad in die Neutralstellung geregelt wird. Dazu wird beispielsweise der Lenkwinkel über einen typischerweise ohnehin vorhandenen Lenkwinkelsensor gemessen und der Ist-Lenkwinkel auf einen Regler geführt, der eine entsprechendes Drehmomentvorgabe für den Elektromotor erzeugt.
- Statt den Lenkwinkel auf null zu regeln, könnte alternativ auch die Lenkwinkelgeschwindigkeit auf null geregelt werden.
- Es kann auch vorgesehen sein, dass das durch den Elektromotor erzeugte Lenkmoment derart gewählt wird, dass das Lenkmoment des Elektromotors das Lenkmoments des Fahrers im Wesentlichen vollständig kompensiert.
- Dies kann beispielsweise über eine Regelung erfolgen, wobei ein Regler das resultierende Lenkmoment aus der Überlagerung des Lenkmoments des Elektromotors und des Lenkmoments des Fahrers auf null regelt. Es wird dann also (im stationären Fall) so viel Moment seitens des Elektromotors aufgebaut, wie der Fahrer selbst aufbaut jedoch in anderer Drehrichtung wirkend), so dass die Räder nicht weiter eingeschlagen werden. Alternativ kann das über den Elektromotor erzeugte Lenkmoment auf den Betrag des Lenkmoments des Fahrers geregelt werden. Es wäre auch denkbar, ohne Regelung das über den Elektromotor erzeugte Lenkmoment gleich dem Betrag des Lenkmoments zu wählen.
- Es ist von Vorteil, wenn der Elektromotor mit Beginn des Trainings nicht sprungartig ein Lenkmoment aufbringt, sondern das Lenkmoment über der Zeit mittels einer Rampenfunktion von null aus langsam erhöht wird. In ähnlicher Weise ist es von Vorteil, wenn der Elektromotor zum Ende des Trainings das Lenkmoment über der Zeit mittels einer Rampenfunktion langsam auf null reduziert.
- Vorzugsweise erhält der Fahrer über eine Anzeige (beispielsweise in der Instrumentenkombination) Information über das Krafttraining: beispielsweise werden Trainingsfortschritte und/oder eine anspornenden Animation dargestellt.
- Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist auf ein Kraftfahrzeug gerichtet, welches ein elektromechanisches Servo-Lenksystem mit einem Elektromotor zum Aufbringen eines Lenkmoments umfasst und zur Durchführung eines Krafttrainings für den Fahrer des Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr mit Fahrzeugstillstand eingerichtet ist. Das Fahrzeug kann dafür das Vorliegen einer Wartephase feststellen, und bei Feststellen des Vorliegens einer Wartephase ein Lenkmoment als Trainingswiderstand mittels des Elektromotors erzeugen.
- Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Fahrzeugs entsprechen den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
-
1 zeigt in vereinfachter Darstellung ein elektromechanisches Servo-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs. Das elektromechanische Servo-Lenksystem umfasst einen Elektromotor1 zum Erzeugen eines Drehmoments, das durch ein Getriebe2 (beispielsweise ein Schneckengetriebe) auf eine Lenkspindel3 übertragen wird. Das Drehmoment wird von der Lenkspindel über ein Ritzel auf eine Zahnstangen-Lenkgetriebe6 übertragen. - Das Drehmoment überträgt sich über die Lenkspindel
3 auch auf die Lenksäule5 und das mit der Lenksäule5 gekoppelte Lenkrad4 . Bei Betrieb des Elektromotors1 ergibt sich ein durch den Elektromotor hervorgerufenes Lenkmoment ML,EM am Lenkrad4 . - Alternativ wäre es auch denkbar, dass der Elektromotor
1 an anderer Stelle im Lenksystem eingreift, beispielsweise über ein Getriebe direkt auf Lenkgetriebe6 oder auf die Lenksäule5 , wobei sich auch in diesem Fall ein Lenkmoment ML,EM am Lenkrad4 ergibt. - In einer verkehrsbedingten Wartephase wird ein Lenkmoment ML,EM am Lenkrad
4 als Trainingswiderstand eines virtuellen Trainingsgeräts7 erzeugt. - Hierzu wird zunächst das Vorliegen einer Wartephase festgestellt. Dazu kann beispielsweise Ampelinformation
9 über die aktuelle Ampelphase einer vorausliegenden Ampel8 per Funk empfangen werden. Sobald das Fahrzeug an der roten Ampel8 zum Stillstand gekommen ist, wird die verbleibende Wartezeit in einer Funktionssteuereinheit10 geprüft; die verbleibende Wartezeit entspricht beispielsweise der verbleibenden Dauer der aktuellen Rotphase. Sofern die Wartezeit größer oder größer gleich einem Schwellwert (z. B. 10 s) ist, wird dem Fahrer per Mitteilung ein Krafttraining über das Lenkrad4 angeboten. Hierzu wird beispielsweise eine entsprechende Information in einer Anzeige15 der Instrumentenkombination12 dargestellt. Der Fahrer kann die Krafttrainingsfunktion durch eine Fahrereingabe bestätigen, beispielsweise durch Betätigen eines in der Mittelkonsole untergebrachten Bedienelements (nicht dargestellt). - Unter der Voraussetzung, dass der Fahrer das Krafttraining bestätigt hat, kann das Krafttraining beginnen.
- Für das Krafttraining wird mittels des Elektromotors
1 ein Drehmoment erzeugt, welches über das Getriebe2 , die Lenkspindel3 und die Lenksäule5 auf das Lenkrad4 übersetzt wird. Das über den Elektromotor1 erzeugte Lenkmoment ML,EM am Lenkrad4 stellt einen Trainingswiderstand für ein entgegen gerichtetes, über das Lenkrad4 aufgebrachtes Lenkmoment ML,F des Fahrers dar. Zur Erzeugung des Lenkmoments ML,EM gibt die Funktionssteuereinheit10 ein Soll-Lenkmoment vor, welches der Elektromotor1 erzeugen soll. Das Soll-Lenkmoment kann auf die Drehachse des Lenkrads4 oder auf eine andere Drehachse bezogen sein, beispielsweise die Drehachse der Motorwelle des Elektromotors1 . Das Solllenkmoment wird über eine Momentenschnittstelle zwischen der Funktionssteuergerät10 und einer Steuereinheit11 des Elektromotors1 übertragen. Zur Übertragung des Soll-Lenkmoments dient beispielsweise ein Fahrzeugbussystem (beispielsweise CAN-Bus, FlexRay-Bus oder LIN-Bus), wobei es sich in diesem Fall bei der Funktionssteuereinheit10 und der Steuereinheit11 um unterschiedliche Steuergeräte handelt. Es wäre aber auch denkbar, dass die Funktionssteuereinheit10 und die Steuereinheit11 des Elektromotors1 in einem gemeinsamen Steuergerät integriert sind. Das Soll-Lenkmoment wird in der Steuereinheit11 des Elektromotors1 in ein entsprechendes Signal zur Ansteuerung des Elektromotors1 umgesetzt, beispielsweise in einen passenden Motorstrom zur Erzeugung des geforderten Moments. - Bei einer ersten Variante wird über den Elektromotor ein Lenkmoment ML,EM am Lenkrad
4 erzeugt, auf das der Fahrer durch Erzeugen eines entgegen gerichteten Lenkmoments ML,F reagiert. - Das Lenkmoment ML,EM wird hierbei vorzugsweise über eine Rampenfunktion von null aus auf einen bestimmten Zielwert hochgefahren. Der Zielwert für das Lenkmoment ML,EM ist vorzugsweise vom Fahrer durch eine Fahrereingabe wählbar, beispielsweise sind verschiedene Stufen für den Trainingswiderstand seitens des Fahrers wählbar. Das Lenkmoment ML,EM bewirkt eine Drehbewegung des Lenkrads aus der Ausgangsstellung, im Fall von
1 eine Drehbewegung nach rechts. Der Fahrer bringt über das Lenkrad4 das entgegen gerichtete Drehmoment ML,F auf, welches eine Drehbewegung in der entgegen gerichteten Drehrichtung (im Fall von1 nach links) auf die Ausgangsstellung anstrebt. Der Fahrer reagiert also mit einem entgegen gerichteten Lenkmoment ML,F auf das mittels des Elektromotors1 erzeugte Lenkmoment ML,EM. - Das Lenksystem umfasst einen Lenkwinkelsensor
13 , mit dem der Lenkwinkel festgestellt wird. Vorzugsweise wird vermieden, dass der Lenkwinkel einen bestimmten maximalen Lenkwinkel überschreitet und die Räder der gelenkten Vorderachse zu weit eingeschlagen werden. Hierzu wird seitens der Funktionssteuereinheit10 kontinuierlich während des Aufbringens des Lenkmoments ML,EM der gemessene Lenkwinkel einem Schwellwertvergleich unterzogen, wobei beispielsweise geprüft wird, ob der gemessene Lenkwinkel den maximalen Lenkwinkel überschritten hat. Im Fall der Überschreitung wird sofort das über den Elektromotor aufgebrachte Lenkmoment ML,EM vermindert, so dass typischerweise der Lenkwinkel wieder abnimmt. - Bei einer zweiten Variante ist vorgesehen, dass nach Bestätigung der Trainingsfunktion zunächst der Fahrer ein Lenkmoment ML,F aufbringt, welches das Lenkrad
4 aus seiner Ausgangsstellung in einer bestimmten Drehrichtung (im Fall von1 nach links) zu bewegen versucht. Der Elektromotor1 erzeugt in Reaktion hierauf dann ein entgegen gerichtetes Lenkmoment ML,EM, welches eine Drehbewegung in der entgegen gerichteten Drehrichtung (im Fall von1 nach rechts) auf die Ausgangsstellung anstrebt. In diesem Fall reagiert also der Elektromotor1 auf das Lenkmoment ML,F des Fahrers mit dem entgegen gerichteten Lenkmoment ML,EM. - Hierbei wird zur Vermeidung einer großen Auslenkung der Räder der Vorderachse ein derartiges Lenkmoment ML,EM mittels des Elektromotors
1 erzeugt, dass der Lenkwinkel auf null geregelt wird (d. h. die Stellung des Lenkrads4 wird auf die Neutralstellung geregelt). Dazu wird der über den Lenkwinkelsensor13 gemessene Lenkwinkel auf einen Regler (beispielsweise in der Funktionssteuereinheit10 ) gegeben, der ein entsprechendes Soll-Lenkmoment bestimmt, welches in der Steuereinheit11 in ein entsprechendes Ansteuersignal für den Elektromotor1 umgesetzt wird, so dass der Lenkwinkel auf null geregelt wird. - Alternativ kann auch ein über einen Lenkmomentsensor
14 gemessenes resultierendes Lenkmoment, welches sich aus der Überlagerung von ML,F und MEM ergibt, auf null geregelt werden. Dazu wird das über den Lenkwinkelsensor14 gemessene resultierende Lenkmoment auf einen Regler (beispielsweise in der Funktionssteuereinheit10 ) gegeben, der ein entsprechendes Soll-Drehmoment bestimmt, so dass das resultierende Lenkmoment auf null geregelt wird. Es wird dann im stationären Fall also so viel Moment mittels des Elektromotors1 aufgebaut, wie der Fahrer selbst aufbaut. - 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 Nicht-Patentliteratur
-
- http://www.bmwgroup.com/bmwgroup_prod/d/0_0_www_bmwgroup_com/forschung_entwicklung/science_club/veroeffentlichte_artikel/2012/news2012_01.html [0004]
Claims (11)
- Verfahren zum Krafttraining für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr mit Fahrzeugstillstand, wobei das Kraftfahrzeug ein elektromechanisches Servo-Lenksystem mit einem Elektromotor (
1 ) zum Erzeugen eines Lenkmoments (ML,EM) umfasst, mit den Schritten: – Feststellen des Vorliegens einer Wartephase durch das Kraftfahrzeug; und – im Fall des Feststellens des Vorliegens einer Wartephase, Erzeugen eines Lenkmoments (ML,EM) mittels des Elektromotors (1 ) als Trainingswiderstand für ein entgegen gerichtetes, über das Lenkrad aufgebrachtes Lenkmoment (ML,F) des Fahrers. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim Erzeugen des Lenkmoments (ML,EM) durch den Elektromotor (
1 ) der Lenkwinkel nicht größer oder größer gleich einem Lenkwinkelschwellwert werden darf. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor (
1 ) nach Loslassen des Lenkrads (4 ) durch den Fahrer oder sonstigem Beenden des Erzeugens eines Lenkmoments durch den Fahrer derart angesteuert wird, dass – ein Ausgangslenkradwinkel, der vorgelegen hat, bevor ein Lenkmoment durch den Elektromotor aufgebracht wurde, oder – ein Lenkwinkel von null eingenommen wird. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei – das Lenkrad (
4 ) und die über das Lenksystem schwenkbaren Räder entkoppelbar sind, und – während des Erzeugens eines Lenkmoments durch den Elektromotor (1 ) das Lenkrad (4 ) und die über das Lenksystem schwenkbaren Räder entkoppelt sind. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei – der Lenkwinkel auf null geregelt wird, – die Lenkwinkelgeschwindigkeit auf null geregelt wird, – das resultierende Lenkmoment aus der Überlagerung des Lenkmoments (ML,EM) des Elektromotors und des Lenkmoments (ML,F) des Fahrers auf null geregelt wird, – das über den Elektromotor erzeugte Lenkmoment (ML,EM) auf den Betrag des Lenkmoments (ML,F) des Fahrers geregelt wird, oder – das über den Elektromotor erzeugte Lenkmoment (ML,EM) gleich dem Betrag des Lenkmoments (ML,F) gewählt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das durch den Elektromotor (
1 ) aufgebrachte Lenkmoment (ML,EM) über der Zeit mittels einer Rampenfunktion von null aus erhöht und/oder auf null reduziert wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – im Fall des Feststellens einer Wartephase, das Fahrzeug dem Fahrer per Mitteilung an den Fahrer ein Krafttraining anbietet, und – bei Bestätigung durch eine Fahrereingabe die Ansteuerung des Elektromotors beginnt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Feststellen einer Wartephase Information über die aktuelle Ampelphase einer vorausliegenden Ampel (
8 ) entgegengenommen wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das mittels des Elektromotors erzeugte Lenkmoment eine Drehbewegung des Lenkrads (
4 ) aus einer Ausgangsstellung heraus in einer bestimmten Drehrichtung hervorruft und – der Fahrer in Reaktion hierauf über das Lenkrad (4 ) ein entgegen gerichtetes Lenkmoment erzeugt, welches eine Drehbewegung in der entgegen gerichteten Drehrichtung auf die Ausgangsstellung anstrebt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Feststellen einer Wartephase, in Reaktion auf ein seitens des Fahrers über das Lenkrad (
4 ) aufgebrachtes Lenkmoment, welches das Lenkrad (4 ) aus seiner Ausgangsstellung in einer bestimmten Drehrichtung zu bewegen versucht, mittels des Elektromotor (1 ) ein entgegen gerichtetes Drehmoment erzeugt wird, welches eine Drehbewegung in der entgegen gerichteten Drehrichtung auf die Ausgangsstellung anstrebt. - Kraftfahrzeug, welches ein elektromechanisches Servo-Lenksystem mit einem Elektromotor (
1 ) zum Erzeugen eines Lenkmoments (ML,EM) umfasst und zur Durchführung eines Krafttrainings für den Fahrer des Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr mit Fahrzeugstillstand eingerichtet ist, indem das Fahrzeug eingerichtet ist, – das Vorliegen einer Wartephase festzustellen, und – bei Feststellen des Vorliegens einer Wartephase, ein Lenkmoment (ML,EM) mittels des Elektromotors (1 ) als Trainingswiderstand für ein entgegen gerichtetes, über das Lenkrad aufgebrachtes Lenkmoment (ML,F) des Fahrers zu erzeugen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310203115 DE102013203115A1 (de) | 2013-02-26 | 2013-02-26 | Krafttraining für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr unter Verwendung eines elektromechanischen Servo-Lenksystems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310203115 DE102013203115A1 (de) | 2013-02-26 | 2013-02-26 | Krafttraining für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr unter Verwendung eines elektromechanischen Servo-Lenksystems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013203115A1 true DE102013203115A1 (de) | 2014-08-28 |
Family
ID=51349446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310203115 Withdrawn DE102013203115A1 (de) | 2013-02-26 | 2013-02-26 | Krafttraining für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr unter Verwendung eines elektromechanischen Servo-Lenksystems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013203115A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016215841A1 (de) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren, Vorrichtungen und computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen zum Auswerten von Handlungen eines Fahrzeuginsassen in einem Kraftfahrzeug |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1510555A (en) * | 1976-08-20 | 1978-05-10 | Bera F | Physiotherapy devices |
DE102009025150A1 (de) * | 2009-06-17 | 2010-12-30 | Audi Ag | Trainingseinrichtung zum Trainieren von mindestens einem Fahrzeuginsassen und Fahrzeug mit mindestens einer Trainingseinrichtung |
DE102010030308A1 (de) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren und Vorrichtung für Gymnastikübungen in einem Kraftfahrzeug |
-
2013
- 2013-02-26 DE DE201310203115 patent/DE102013203115A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1510555A (en) * | 1976-08-20 | 1978-05-10 | Bera F | Physiotherapy devices |
DE102009025150A1 (de) * | 2009-06-17 | 2010-12-30 | Audi Ag | Trainingseinrichtung zum Trainieren von mindestens einem Fahrzeuginsassen und Fahrzeug mit mindestens einer Trainingseinrichtung |
DE102010030308A1 (de) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren und Vorrichtung für Gymnastikübungen in einem Kraftfahrzeug |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
http://www.bmwgroup.com/bmwgroup_prod/d/0_0_www_bmwgroup_com/forschung_entwicklung/science_club/veroeffentlichte_artikel/2012/news2012_01.html |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016215841A1 (de) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren, Vorrichtungen und computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen zum Auswerten von Handlungen eines Fahrzeuginsassen in einem Kraftfahrzeug |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3496995B1 (de) | Regelung eines steer-by-wire-lenksystems | |
EP3717332B1 (de) | Verfahren zur steuerung eines steer-by-wire-lenksystems mit active return | |
DE102009028309A1 (de) | Verfahren zum unterstützten Ausparken eines Fahrzeugs aus einer Parklücke und Vorrichtung hierzu | |
DE102018208726B4 (de) | Steer-by-Wire-Lenksystem und Verfahren zum Betreiben eines solchen | |
WO2014206943A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum wahlweisen betreiben eines kraftfahrzeugs in einem benutzergesteuerten oder einem automatischen fahrbetriebsmodus | |
DE102006048947A1 (de) | Steuereinheit und Verfahren zum Verstellen eines an ein Fahrzeug angekuppelten Anhängers | |
DE102010036655A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems | |
EP3227164A1 (de) | Lenkvorrichtung sowie verfahren zur steuerung einer lenkvorrichtung | |
DE102012022900A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Software-Endanschlags | |
WO2017198565A1 (de) | Steer-by-wire-system, kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben eines steer-by-wire-systems | |
EP3781454B1 (de) | Verfahren zur steuerung eines steer-by-wire lenksystems mit einem begrenzer zum erreichen eines sicherheitsniveaus | |
DE102018204081A1 (de) | Verfahren zur Steuerung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads eines Fahrzeugs | |
EP3481703B1 (de) | Steer-by-wire-lenksystem mit unterschiedlicher dämpfung bei kurveneinfahrt und -ausfahrt | |
DE102017211859A1 (de) | Multifunktionale Lenksäule, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs | |
DE102020206435B4 (de) | Verfahren zur Beeinflussung einer Bewegung einer Lenkhandhabe eines Steer-by-Wire-Lenksystems in einem Fahrzeug | |
DE102007027948B4 (de) | Servolenkung sowie Verfahren zur Beeinflussung der Dämpfung einer Servolenkung | |
DE102012023463A1 (de) | Verfahren und Erkennungssystem zur Erkennung eines Luftdruckabfalls in mindestens einem Fahrzeugreifen, sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Erkennungssystem | |
DE102007042870B4 (de) | Überholassistent | |
DE102013203115A1 (de) | Krafttraining für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs in verkehrsbedingten Wartephasen im Straßenverkehr unter Verwendung eines elektromechanischen Servo-Lenksystems | |
DE102015214122A1 (de) | Verfahren zur selbsttätigen Einstellung des Lenkwinkels in einem Lenksystem eines Fahrzeugs | |
EP3967572A1 (de) | Automatisches auswählen einer aus einer mehrzahl von parkassistenzfunktionen bei einem kraftfahrzeug | |
DE102014208862A1 (de) | Verfahren zum Erkennen eines Kontaktzustands und Lenkvorrichtung | |
DE102021206932B4 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Assistenzsystems, Computerprogrammprodukt sowie Assistenzsystem | |
BE1030713B1 (de) | „By-Wire“-Bediensystem eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines solchen Bediensystems | |
DE102011016052A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Soll-Unterstützungsmoments in einem Lenksystem und Lenksystem |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |