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Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren eines hilfskraftunterstützten Lenksystems eines Kraftfahrzeugs, welches dem vom Fahrer an einem Lenkrad aufgebrachten Hand-Lenkmoment ein Servomoment hinzufügt, um die lenkbaren Räder des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Fahrer-Vorgabe am Lenkrad zu verschwenken, und wobei am Lenkrad Sensoren vorgesehen sind, mit Hilfe derer die Position der Hände des Fahrers am Lenkrad erkennbar ist und das Servomoment auch unter Berücksichtigung dieser Hände-Positionen eingestellt wird. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
EP 1 292 485 B1 verwiesen.
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Hilfskraftunterstützte Lenksysteme sind dem Fachmann in mannigfachen Ausführungsformen bekannt. In jüngerer Zeit kommen jedenfalls an Personenkraftwagen praktisch nur noch Elektromotoren als die Lenkmoment-Unterstützung für den Fahrer (in Form eines Servomoments) in das Lenksystem einbringende Servomotoren zum Einsatz. Solche elektrischen Servomotoren ermöglichen es unter anderem, das Servomoment äußerst kurzfristig an die verschiedenen jeweiligen Randbedingungen anzupassen. So ist es üblich, die Höhe d. h. den Betrag des Servomoments an die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs anzupassen; ferner kann eine Anpassung bspw. an den aktuellen Reibwert zwischen den lenkbaren Rädern und der Fahrbahn erfolgen oder an eine Vielzahl weiterer Randbedingungen.
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In der eingangs genannten Schrift ist ein Verfahren zum Detektieren der Position von Händen auf einem Lenkrad beschrieben, d. h. dort wird erkannt, an welchen Stellen des sog. Lenkrad-Kranzes, welcher in jener Schrift als Lenkring bezeichnet ist, der Fahrer mit seinen Hände am Lenkrad angreift, um dieses entweder in einer bestimmten Position zu halten oder in eine vom Fahrer gewünschte Position zu bringen bzw. mit einem gewissen vorliegend sog. Hand-Lenkmoment in eine bestimmte Richtung zu verdrehen. In dieser Schrift steht weiterhin geschrieben, dass aus der Position der Hände bzw. auf Basis von Wechseln zwischen Händepositionsmustern geeignete Vorhersagen über Fahrerreaktionen getroffen werden können oder dass dann, wenn bspw. hieraus eine Gefahrensituation erkannt wird, die Momentenunterstützung der Servolenkung geändert werden kann. Solche Händepositionsmuster ergeben sich dabei insbesondere aus Lenkvorgängen des Fahrers, die ein Umgreifen erfordern, denn bekanntlich kann ein Fahrer für größere Lenkeinschläge bzw. Lenkrad-Verdrehwinkel seine Hände nicht in der ursprünglichen Position am zunächst bspw. in Geradeaus-Stellung befindlichen Lenkrad belassen, sondern muss hierfür beim Verdrehen des Lenkrad umgreifen. Bei solchen Umgreif-Vorgängen hat dann der Fahrer kurzzeitig und entgegen den eigentlich grundsätzlich geltenden Vorschriften nicht beide Hände am Lenkrad, d. h. während des Umgreifens hält er das Lenkrad nur mit einer Hand und bringt kurzzeitig das Lenkmoment auch nur mit einer seiner beiden Hände auf.
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Vorliegend wurde erkannt, dass es für einen komfortbewussten Fahrer unangenehm sein kann, wenn er bspw. beim Umgreifen am Lenkrad und somit abstrahiert in Abhängigkeit von der Position seiner Hand oder seiner Hände am Lenkrad bei ansonsten unveränderten Randbedingungen (insbesondere auch bei unverändertem Radius der aktuell gefahrenen Kurve) – wenn auch nur kurzfristig – ein unterschiedlich großes (hohes) Handmoment aufbringen muss.
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Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit einem Betriebsverfahren für ein hilfskraftunterstütztes Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch, dass das Servomoment (des Lenksystems bzw. von dessen Servomotor) bei ansonsten unveränderten Randbedingungen derart eingestellt wird, dass das vom Fahrer zur Bewältigung der jeweiligen Fahrsituation aufzubringende Hand-Lenkmoment unabhängig von der Position seiner Hand oder seiner beiden Hände am Lenkrad (für verschiedene Handpositionen) zumindest annähernd gleich ist.
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Mit am Lenkrad geeignet (bspw. aber nicht obligatorisch gemäß dem bekannten Stand der Technik) vorgesehener Sensorik kann einfach festgestellt werden, ob der Fahrer das Lenkrad mit beiden Händen oder nur einer Hand hält. Solange letzteres der Fall ist und das vom Fahrer aufgebrachte bzw. aufzubringende Hand-Lenkmoment mit nur einer Hand eigentlich höher sein müsste, als wenn der Fahrer beide Hände am Lenkrad hat, wird erfindungsgemäß das von einem Servomotor in das Lenksystem eingebrachte Servomoment um einen gewissen Betrag erhöht, der zumindest annähernd in der Größenordnung des von der aktuell nicht am Lenkrad angreifenden Hand zuvor aufgebrachten Moments ist. Im einfachsten Falle kann dabei davon ausgegangen werden, dass sich das vom Fahrer zuvor, das heißt bevor der Fahrer bspw. im Rahmen des Umgreifens eine seiner beiden Hände vom Lenkrad weggenommen hat, mit beiden Händen aufgebrachte Hand-Lenkmoment annähernd hälftig auf jede Hand aufteilt.
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Noch genauer kann das erfindungsgemäß aufzubringende Servomoment ermittelt werden, wenn mittels der genannten oder einer anderen Sensorik festgestellt werden kann bzw. festgestellt wird, wie groß die von jeder (einzelnen) Hand an das Lenkrad in dessen Drehsinn angelegte Kraft ist.
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Damit ist (über den Hebelarm bezüglich der Lenkrad-Drehachse) handindividuell der jeweils aufgebrachte Anteil des Hand-Lenkmoments ermittelbar, so dass dann, wenn der Fahrer eine der beiden Hände mittels der Sensorik erkennbar vom Lenkrad wegnimmt, genau der zuvor von dieser Hand an das Lenkrad angelegte Hand-Lenkmoment-Anteil als zusätzliches Servomoment in das Lenksystem eingebracht werden kann, indem der Servomotor zusätzlich zum zuvor eingeleiteten Moment (additiv) diesen besagten Hand-Lenkmoment-Anteil einleitet.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung insbesondere für Lenkräder, deren Geometrie sich signifikant von einer Kreisform unterscheidet, ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels der bereits genannten Sensorik oder Sensoren die von jeder an das Lenkrad angelegten Hand im Lenkrad-Drehsinn aufgebrachte Kraft ermittelt wird und die die höhere Kraft aufbringende Hand als lenkführende Hand erkannt wird. In der Realität ist es nämlich äußerst unwahrscheinlich, dass ein Fahrer, der das Lenkrad vorschriftsmäßig mit beiden Händen fasst, mit jeder Hand exakt die Hälfte des von ihm aufgebrachten Hand-Lenkmoments an das Lenkrad anlegt. In der Realität wird also stets eine der beiden Hände einen höheren Anteil des Hand-Lenkmoments übernehmen, welche hier als lenkführende Hand bezeichnet wird. Insbesondere an Lenkrädern, deren Geometrie sich signifikant von einer Kreisform unterscheidet, die also bspw. näherungsweise oval oder auch rechteckig geformt sein können, wirkt sich für den Fahrer hinsichtlich des von ihm aufgebrachten Hand-Lenkmoments dann weiterhin aus, an welcher Stelle er mit seiner lenkführenden Hand des Lenkrad ergreift und wie groß der Hebelarm dieser lenkführenden Hand bezüglich der Lenkrad-Drehachse ist. Für ein gleich großes Hand-Lenkmoment ist insbesondere von der lenkführenden Hand mit einem kleinerem Hebelarm eine größere Kraft (in der aktuellen Drehrichtung des Lenkrads betrachtet) aufzubringen als bei größerem Hebelarm – deshalb ist die aktuelle Position der lenkführenden Hand am Lenkrad von nicht zu unterschätzender Bedeutung.
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Wenn nun wie vorstehend beschrieben all diese zu berücksichtigenden Randbedingungen bekannt sind, wobei die Größe des besagten Hebelarms aus der selbstverständlich bekannten Lenkrad-Geometrie – beispielsweise in Form einer Tabelle, die in einer elektronischen Steuereinheit hinterlegt ist – bekannt ist, so kann eine elektronische Steuereinheit, in welcher das erfindungsgemäße Betriebsverfahren dargestellt ist, den Servomotor des Lenksystems solchermaßen ansteuern, dass während eines Lenkvorganges bei ansonsten unveränderten Randbedingungen das Servomoment solchermaßen eingestellt wird, dass das vom Fahrer zur Bewältigung der jeweiligen Fahrsituation aufzubringende Hand-Lenkmoment insbesondere auch für die lenkführende Hand (d. h. deren Anteil am Hand-Lenkmoment) unabhängig von der Position dieser lenkführenden Hand am Lenkrad in verschieden Positionen zumindest annähernd gleich ist, und zwar auch unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Hebelarme bezüglich der Lenkrad-Drehachse in diesen genannten verschiedenen Positionen.
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Wie bereits erwähnt kann das hier grundsätzlich vorgeschlagene Betriebsverfahren für ein hilfskraftunterstütztes Lenksystem in einer elektronischen Steuereinheit umgesetzt sein, welcher über geeignete Sensoren die jeweils aktuellen Randbedingungen mitgeteilt werden und die dann den Servomotor des Lenksystems entsprechend ansteuert. Hiermit wird nicht nur das beschriebene Betriebsverfahren (in den unterschiedlichen Ausprägungen) beansprucht, sondern auch ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, das mit dem geschilderten Betriebsverfahren arbeitet, wobei ein für die vorliegende Erfindung wesentlicher Bestandteil eines solchen Lenksystems auch eine besagte elektronische Steuereinheit ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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