DE102017218830A1

DE102017218830A1 - Verfahren zum Verzögern eines Servomotors einer Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE102017218830A1
Application number: DE102017218830.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Friedel; Stefan Kersten Weber; Raphael Pittner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2019-04-25
Also published as: WO2019081224A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Verzögern eines Servomotors (10a-c) einer Lenkvorrichtung, insbesondere zum Schutz in einer Wartungsbetriebssituation und/oder zur Diebstahlsicherung, wobei die Lenkvorrichtung zumindest eine Steuereinheit (12a-c) umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebsmodus zumindest ein Unterstützungsmoment des Servomotors (10a-c) einzustellen, wobei eine durch eine externe Kraft hervorgerufene Bewegung des Servomotors (10a-c) durch Auswerten einer mit der Bewegung des Servomotors (10a-c) korrelierten Bewegungskenngröße (14a-b) überwacht und in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße (14a-b) ein Verzögerungsvorgang ausgelöst wird, bei welchem der Servomotor (10a-c) mittels der Steuereinheit (12a-c) verzögert wird.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit (12a-c) in dem Betriebszustand zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs in einen speziellen Verzögerungsbetriebsmodus versetzt wird, in welchem wenigstens eine in dem Normalbetriebsmodus aktivierte Betriebsfunktion der Steuereinheit (12a-c) deaktiviert und/oder der Steuereinheit (12a-c) steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Verzögern eines Servomotors einer Lenkvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie von einer Lenkvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13. Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug gemäß Anspruch 14.
Bei Wartungsarbeiten und/oder Reparaturen in KFZ-Werkstätten kann es vorkommen, dass Fahrzeugräder eines Fahrzeugs von Hand beschleunigt werden und eine durch das Beschleunigen erzeugte und/oder in einem Lenksystem des Fahrzeugs gespeicherte Energie schlagartig in einem mechanischen Endanschlag abgebaut wird, was insbesondere zu Schädigungen an den getriebeseitigen Baugruppen des Lenksystems führen kann. Zudem kann auch eine Elektronik aufgrund einer drehzahlabhängigen elektromotorischen Kraft bzw. Spannungen geschädigt werden. Erschwerend kommt dabei hinzu, dass eine Zündung und/oder ein Betriebsschalter der Fahrzeuge bei derartigen Wartungsarbeiten und/oder Reparaturen in der Regel ausgeschaltet ist, wodurch Steuereinheiten und/oder Steuergeräte des Fahrzeugs zur Verringerung einer Energieaufnahme in einen speziellen Ruhezustand und/oder Bereitschaftszustand versetzt werden und folglich die durch die externe Kraft hervorgerufene Beschleunigung der Fahrzeugräder durch die Steuereinheiten und/oder Steuergeräte selbst nicht oder zu spät erkannt wird.
Um in diesem Fall die Einschlagsenergie zu verringern schlägt beispielsweise die DE 10 2006 040 689 B3 vor, eine Schutzeinrichtung zu verwenden, welche bei ausgeschalteter Zündung eine Bewegung eines Servomotors überwacht und bei einer Erkennung einer Bewegung des Servomotors eine Steuereinheit aktiviert, sodass der Servomotor abgebremst werden kann. Bei der Aktivierung wird die Steuereinheit in einen Normalbetriebsmodus versetzt. Dies hat zur Folge, dass die Steuereinheit vor der Durchführung des Bremsvorgangs aufwändige Selbsttest und Funktionstests durchführt, wodurch die verfügbare Zeit zum Bremsen des Servomotors, insbesondere durch die relativ lange Aufweckzeitdauer, effektiv verkürzt wird und weiterhin beträchtliche Einschlagsenergien und/oder Spannungen erreicht werden können.
Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik mechanische und/oder elektronische Diebstahlsicherungen für Fahrzeuge, insbesondere in Form von Lenkradverriegelungen und/oder Lenkradsperren, bekannt. Mechanische Diebstahlsicherungen nehmen jedoch einen relativ großen Bauraum ein, wodurch insbesondere eine Flexibilität reduziert und Kosten erhöht werden, während elektrische Diebstahlsicherungen in der Regel nur mit einem erhöhten Energieverbrauch realisierbar sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht folglich insbesondere darin, ein Verfahren zum Verzögern eines Servomotors einer Lenkvorrichtung sowie eine Lenkvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 13 sowie die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Verzögern, insbesondere zum Bremsen und vorteilhaft zum Abbremsen, eines Servomotors einer Lenkvorrichtung, insbesondere zum Schutz in einer Wartungsbetriebssituation und/oder zur Diebstahlsicherung, vorteilhaft in Form einer Lenkradverriegelung und/oder einer Lenkradsperre, wobei die Lenkvorrichtung zumindest eine Steuereinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebsmodus zumindest ein Unterstützungsmoment des Servomotors einzustellen, wobei, insbesondere mittels einer Überwachungselektronik, eine durch eine externe Kraft hervorgerufene Bewegung des Servomotors durch Auswerten einer mit der Bewegung des Servomotors korrelierten Bewegungskenngröße überwacht und in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße ein Verzögerungsvorgang ausgelöst wird, bei welchem der Servomotor mittels der Steuereinheit verzögert, insbesondere gebremst und vorteilhaft abgebremst, wird.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit in dem Betriebszustand zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs, vorteilhaft mittels der Überwachungselektronik, in einen speziellen Verzögerungsbetriebsmodus versetzt wird, in welchem wenigstens eine in dem Normalbetriebsmodus aktivierte Betriebsfunktion der Steuereinheit deaktiviert und/oder der Steuereinheit steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch, insbesondere zur Umsetzung einer Lenkunterstützungsfunktion und/oder eines autonomen Fahrbetriebs, nicht zugänglich ist. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine vorteilhafte Effizienz, insbesondere Leistungseffizienz, Bremseffizienz, Energieeffizienz, Bauteileeffizienz, Bauraumeffizienz, Zeiteffizienz und/oder Kosteneffizienz, erreicht werden. Darüber hinaus kann ein wirkungsvoller Schutz in einer Wartungsbetriebssituation erreicht und/oder eine wirkungsvolle Diebstahlsicherung, vorteilhaft in Form einer Lenkradverriegelung und/oder einer Lenkradsperre, bereitgestellt werden. Ferner können durch eine erfindungsgemäße Lösung insbesondere kleiner dimensionierte oder ausgelegte Endanschlagdämpfer und/oder Rutschkupplungen verwendet und/oder auf die Verwendung eines Endanschlagdämpfers und/oder einer Rutschkupplung vollständig verzichtet werden. Zudem können vorteilhaft ein Lenkgetriebe sowie lenkgetriebeseitige Bauteile geschützt werden. Ferner kann eine Elektronik der Lenkvorrichtung vorteilhaft vor hohen Spannungen und/oder Strömen geschützt werden. Darüber hinaus kann insbesondere eine maximale Widerstandsfähigkeit und/oder ein Robustheitsvorhalt der Lenkvorrichtung reduziert werden, wodurch vorteilhaft Kosten reduziert werden können. Befindet sich die Steuereinheit dabei in einem speziellen Ruhezustand und/oder Bereitschaftszustand können zudem vorteilhaft aufwändige Selbsttests und/oder Funktionstests entfallen.
Unter einer „Lenkvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Lenksystems, insbesondere eines Fahrzeugs und vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, verstanden werden. Insbesondere kann die Lenkvorrichtung auch das gesamte Lenksystem umfassen. Die Lenkvorrichtung ist dabei insbesondere dazu vorgesehen, das Verfahren zum Verzögern des Servomotors durchzuführen. Zudem umfasst die Lenkvorrichtung insbesondere den Servomotor und die Überwachungselektronik. Darüber hinaus kann die Lenkvorrichtung weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise wenigstens eine, vorzugsweise als Wechselrichtereinheit und/oder Endstufe ausgebildete, Leistungselektronik zum Betrieb, insbesondere zur Ansteuerung und/oder Versorgung, des Servomotors, wenigstens eine Bewegungssensoreinheit zur Erfassung der Bewegung des Servomotors und/oder wenigstens eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe einer, insbesondere akustischen, haptischen und/oder optischen, Hinweismeldung, insbesondere nach Auslösen des Verzögerungsbetriebsmodus. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Der Servomotor ist insbesondere als Elektromotor, vorteilhaft als bürstenloser Motor und besonders vorteilhaft als Asynchronmotor oder als permanenterregter Synchronmotor ausgebildet und umfasst insbesondere wenigstens ein, insbesondere beweglich gelagertes, Rotorelement. Bevorzugt ist der Servomotor dabei Teil einer elektrischen Hilfskraftlenkung und insbesondere zur Erzeugung und/oder Bereitstellung einer elektrischen Lenkunterstützung vorgesehen. Unter einer „Bewegungserfassungseinheit“ soll ferner eine, insbesondere mit der Steuereinheit und/oder der Überwachungselektronik in Wirkverbindung stehende, Einheit verstanden werden, welche zu einer Erfassung einer, insbesondere durch eine externe Kraft hervorgerufenen, Bewegung des Servomotors vorgesehen ist. Die Bewegung des Servomotors kann dabei insbesondere durch eine manuelle Verstellung und/oder Bewegung eines Fahrzeugrads und/oder eines Lenkrads des Lenksystems und/oder des Fahrzeugs und/oder eines mit dem Fahrzeugrad und/oder dem Lenkrad in Wirkverbindung stehenden Bauteils der Lenkvorrichtung bewirkt sein. Darüber hinaus ist die Bewegungssensoreinheit insbesondere dazu vorgesehen, ein mit der Bewegung korreliertes Erfassungssignal, insbesondere die Bewegungskenngröße, bereitzustellen und, voreilhaft leitungsgebunden, an die Steuereinheit und/oder die Überwachungselektronik weiterzuleiten. Darüber hinaus soll unter einer „Bewegungskenngröße“ insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einer Bewegung des Servomotors, insbesondere des Rotorelements, korreliert ist. Insbesondere kann wenigstens anhand der Bewegungskenngröße auf eine Bewegung des Servomotors, insbesondere des Rotorelements, geschlossen werden und/oder eine Bewegung des Servomotors, insbesondere des Rotorelements, ermittelt werden. Die Bewegungskenngröße könnte dabei einer Position und/oder einer Verstellgeschwindigkeit einer Zahnstange der Lenkvorrichtung entsprechen. Vorteilhaft entspricht die Bewegungskenngröße jedoch einer Lenkdrehzahl, einer Rotordrehzahl, einem Rotorlagesignal und/oder einer durch die Bewegung des Servomotors erzeugten Spannung, insbesondere einer elektromotorischen Kraft.
Ferner soll unter einer „Steuereinheit“ insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Steuereinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Betriebsspeicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Regelroutine, zumindest eine Berechnungsroutine und/oder zumindest eine Verzögerungsroutine auf. Insbesondere umfasst die Steuereinheit im vorliegenden Fall zumindest zwei, vorteilhaft genau zwei, verschiedene Betriebsmodi, insbesondere den Normalbetriebsmodus und den Verzögerungsbetriebsmodus. Zudem ist die Steuereinheit insbesondere zumindest dazu vorgesehen, einen Betrieb des Servomotors zu steuern und/oder zu regeln. Vorteilhaft ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, insbesondere mittels der Steuerroutine und/oder der Regelroutine, in dem Normalbetriebsmodus durch Ansteuerung der Leistungselektronik, das Unterstützungsmoment des Servomotors einzustellen. Zudem ist die Steuereinheit bevorzugt dazu vorgesehen, insbesondere mittels der Verzögerungsroutine, in dem Verzögerungsbetriebsmodus und/oder bei dem Verzögerungsvorgang, vorteilhaft durch Ansteuerung der Leistungselektronik, eine Verzögerung des Servomotors, insbesondere des Rotorelements des Servomotors, zu bewirken, insbesondere zur Reduzierung einer Geschwindigkeit des Rotorelements und/oder zur Vermeidung eines schlagartigen Abbremsens des Rotorelements an einem Endanschlag der Lenkvorrichtung. Besonders bevorzugt wird der Servomotor dabei passiv, vorteilhaft mittels Erzeugen eines Kurzschlusses in der Leistungselektronik und/oder Rotorwindungen des Rotorelements, und/oder aktiv, insbesondere mittels einer aktiven Steuerung der Leistungselektronik, verzögert. Besonders bevorzugt kann der Verzögerungsvorgang ferner bei eingeschalteter Zündung und/oder ausgeschalteter Zündung durchgeführt werden.
Des Weiteren soll unter einer „Überwachungselektronik“ insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, welche insbesondere zumindest dazu vorgesehen ist, eine durch eine externe Kraft hervorgerufene Bewegung des Servomotors, insbesondere durch Auswerten der mit der Bewegung des Servomotors korrelierten Bewegungskenngröße, zu überwachen und in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße, vorteilhaft in einem Betriebszustand, in welchem die Bewegungskenngröße einen Schwellwert überschreitet, den Verzögerungsvorgang zum Verzögern des Servomotors mittels der Steuereinheit auszulösen. Vorzugsweise ist die Überwachungselektronik dabei dazu vorgesehen, die Steuereinheit derart anzusteuern und/oder zu aktvieren, dass die Steuereinheit den Servomotor verzögert. Vorteilhaft ist die Überwachungselektronik zumindest im Vergleich zu der Steuereinheit energieeffizient und/oder energiesparend ausgebildet und weist insbesondere eine durchschnittliche Stromaufnahme auf, welche um einen Faktor von zumindest 500, vorzugsweise von zumindest 750 und besonders vorteilhaft von zumindest 1000 geringer ist, als eine durchschnittliche Stromaufnahme der Steuereinheit. Besonders vorteilhaft ist die Überwachungselektronik als sogenannter „sleep mode counter“ ausgebildet und insbesondere, dazu vorgesehen, eine Bewegung des Servomotors zumindest in einem Zustand, in welchem insbesondere die Steuereinheit und/oder weitere Komponenten der Lenkvorrichtung zumindest teilweise inaktiv sind und/oder sich in einem, insbesondere energiesparenden, Ruhemodus befinden, zu überwachen. Die Überwachungselektronik könnte insbesondere in die Steuereinheit integriert sein. Besonders bevorzugt ist die Überwachungselektronik jedoch getrennt und/oder separat von der Steuereinheit ausgebildet und weist eine Wirkverbindung mit der Steuereinheit auf. Vorzugsweise ist die Überwachungselektronik dabei als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet.
Unter einem „Normalbetriebsmodus“ soll ferner insbesondere ein Betriebsmodus der Steuereinheit verstanden werden, welcher bei einem Normalbetrieb und/oder einem Fahrbetrieb aktiv ist und/oder verwendet wird. Unter einem „Verzögerungsbetriebsmodus“ soll insbesondere ein von dem Normalbetriebsmodus verschiedener Betriebsmodus der Steuereinheit verstanden werden, welcher, vorteilhaft ausschließlich, zum Verzögern des Servomotors dient und zwar insbesondere im Fall, dass der Servomotor durch die externe Kraft bewegt wird. Vorzugsweise ist dabei in dem Verzögerungsbetriebsmodus zumindest eine Unterstützungsfunktion zum Einstellen des Unterstützungsmoments und/oder eine Lenkfunktion zum Lenken des Fahrzeugs deaktiviert und/oder steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich. Darüber hinaus ist der Verzögerungsbetriebsmodus besonders bevorzugt bei dem Fahrbetrieb deaktiviert und/oder steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich. Ferner soll unter der Wendung, dass eine „Betriebsfunktion in einem Betriebsmodus deaktiviert und/oder steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich ist“ insbesondere verstanden werden, dass die Betriebsfunktion in dem Betriebsmodus, insbesondere funktionell und/oder strukturell, abgeschalten, nicht ansteuerbar, unerreichbar und/oder unausführbar ist und in dem Betriebsmodus somit insbesondere nicht ausgeführt wird und/oder nicht ausführbar ist.
Besonders vorteilhaft wird ferner vorgeschlagen, dass in dem Verzögerungsbetriebsmodus ausschließlich eine Verzögerungsfunktion, mit der Verzögerungsfunktion verknüpfte, insbesondere minimale, weitere Betriebsfunktionen sowie insbesondere mit der Verzögerungsfunktion verknüpfte Baugruppen, insbesondere Betriebsfunktionen und/oder Baugruppen zur Bereitstellung und/oder Ausführung des Verzögerungsvorgangs, aktiviert sind. Vorzugsweise sind dabei zumindest und vorteilhaft ausschließlich die Steuereinheit, die Überwachungselektronik, die Leistungselektronik und/oder eine spezielle minimale Kommunikationsschnittstelle und/oder Kommunikationsleitung aktiv. Hierdurch kann insbesondere ein besonders einfacher Steueralgorithmus bereitgestellt werden und/oder ein vorteilhaft schnell auslösender Verzögerungsvorgang erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders schneller Systemstart erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine mit dem Normalbetriebsmodus verknüpfte Steuerroutine und/oder Regelroutine in einem ersten Speicherbereich eines Betriebsspeichers der Steuereinheit, insbesondere des bereits zuvor genannten Betriebsspeichers, und eine mit dem Verzögerungsbetriebsmodus verknüpfte Verzögerungsroutine in einem von dem ersten Speicherbereich abgetrennten und gegenüber dem ersten Speicherbereich geschützten zweiten Speicherbereich des Betriebsspeichers hinterlegt ist. Insbesondere sind die Speicherbereiche dabei physikalisch und/oder logisch voneinander getrennt. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit verbessert werden.
Zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs könnte die Steuereinheit beispielsweise direkt von dem Normalbetriebsmodus in den Verzögerungsbetriebsmodus oder umgekehrt wechseln, insbesondere bei eingeschalteter Zündung und insbesondere ohne in einen Ruhezustand überzugehen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass sich die Steuereinheit in dem Betriebszustand, in einem, insbesondere energiesparenden, Ruhezustand befindet, zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs durch ein Ansteuersignal, insbesondere der Überwachungselektronik, aktiviert wird und nach einer Aktivierung in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße, beispielsweise bei Unterschreiten des Schwellwerts oder eines weiteren Schwellwerts, und/oder einer, insbesondere vorgegebenen und/oder vorgebbaren, Aktivierungsdauer, wieder in den Ruhezustand zurückgeht. Hierdurch kann insbesondere eine besonders hohe Energieeffizienz erreicht werden.
Vorteilhaft wird vorgeschlagen, dass eine maximale Zeitdauer zwischen einer Aktivierung der Steuereinheit und einem Beginn des Verzögerungsvorgangs höchstens 400 ms, vorzugsweise höchstens 300 ms und besonders bevorzugt höchstens 200 ms, und/oder höchstens 50 %, vorzugsweise höchstens 40 % und besonders bevorzugt höchstens 30 %, einer maximalen Zeitdauer, welche benötigt wird, um die Steuereinheit von dem Ruhezustand in den Normalbetriebsmodus zu versetzen, beträgt. Die maximalen Zeitdauer, welche benötigt wird, um die Steuereinheit von dem Ruhezustand in den Normalbetriebsmodus zu versetzen beträgt dabei in der Regel zwischen 700 ms und 900 ms. Vorteilhaft werden bei der Aktivierung der Steuereinheit aufwändige Selbsttests und/oder Funktionstests gekürzt, überspringen und/oder ausgelassen. Hierdurch kann insbesondere ein besonders schneller Systemstart erreicht und eine Bremszeit vorteilhaft verlängert werden.
Die Steuereinheit könnte in dem Betriebszustand, insbesondere zum Versetzen der Steuereinheit in den Verzögerungsbetriebsmodus und/oder zum Auslösen des Verzögerungsvorgangs, beispielsweise über eine spezielle bidirektionale Kommunikationsschnittstelle und/oder Kommunikationsleitung angesteuert werden, insbesondere durch die Überwachungselektronik. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Steuereinheit in dem Betriebszustand zum Versetzen der Steuereinheit in den Verzögerungsbetriebsmodus und/oder zum Auslösen des Verzögerungsvorgangs, insbesondere durch die Überwachungselektronik, über eine separate unidirektionale Ansteuerleitung angesteuert wird. Insbesondere wird ein Ansteuersignal, vorzugsweise das zuvor genannte Ansteuersignal, dabei über die Ansteuerleitung übertragen. Vorzugsweise umfasst die Lenkvorrichtung die separate unidirektionale Ansteuerleitung, welche die Überwachungselektronik und die Steuereinheit miteinander verbindet. Darüber hinaus ist die Ansteuerleitung bevorzugt als Aufweckleitung ausgebildet und zu einer Aktivierung der Steuereinheit vorgesehen. Besonders vorteilhaft umfasst die Lenkvorrichtung in diesem Fall zudem wenigstens eine von der Ansteuerleitung getrennte Kommunikationsleitung, welche die Überwachungselektronik und die Steuereinheit miteinander verbindet und welche zu einer bidirektionalen Kommunikation zwischen der Überwachungselektronik und der Steuereinheit vorgesehen ist. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit weiter erhöht und eine besonders energieeffiziente Lösung bereitgestellt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Verzögerungsvorgang ausgelöst wird, wenn die Bewegungskenngröße einen Schwellwert, insbesondere den bereits zuvor genannten Schwellwert, überschreitet und beendet wird, wenn die Bewegungskenngröße einen von dem Schwellwert verschiedenen, insbesondere im Vergleich zu dem Schwellwert niedrigeren, weiteren Schwellwert, insbesondere den bereits zuvor genannten weiteren Schwellwert, unterschreitet. Der Schwellwert entspricht dabei vorteilhaft einer Rotordrehzahl des Servomotors und liegt insbesondere zwischen 50 rpm (Umdrehungen pro Minute) und 6000 rpm und bevorzugt zwischen 100 rpm und 5500 rpm. Der weitere Schwellwert entspricht vorteilhaft einer Rotordrehzahl des Servomotors und liegt insbesondere zwischen 0 rpm und 5500 rpm und bevorzugt zwischen 10 rpm und 5000 rpm. Hierdurch können das Verfahren und die Lenkvorrichtung vorteilhaft einfach an bestimmte Anforderungen und/oder Umgebungsbedingungen angepasst werden.
Befindet sich die Steuereinheit in dem Betriebszustand, in einem, insbesondere energiesparenden, Ruhezustand und wird zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs durch ein Ansteuersignal, insbesondere der Überwachungselektronik, aktiviert, so wird ferner besonders vorteilhaft vorgeschlagen, dass die Steuereinheit aktiviert wird, wenn die Bewegungskenngröße einen, insbesondere von dem Schwellwert und dem weiteren Schwellwert verschiedenen, Aktivierungsschwellwert überschreitet. Der Aktivierungsschwellwert entspricht vorteilhaft einer Rotordrehzahl des Servomotors und liegt insbesondere zwischen 50 rpm und 1500 rpm, vorteilhaft zwischen 100 rpm und 1000 rpm und bevorzugt zwischen 250 rpm und 500 rpm. In diesem Zusammenhang ist insbesondere auch denkbar, dass die Steuereinheit nach der Aktivierung in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße, beispielsweise nach einer, insbesondere vorgegebenen und/oder vorgebbaren, Aktivierungsdauer, wieder in den Ruhezustand zurückgeht ohne eine Verzögerung des Servomotors durchzuführen. Hierdurch kann eine besonders hohe Betriebssicherheit erreicht werden, da die Steuereinheit bereits frühzeitig und insbesondere in einem unkritischen Zustand aktiviert wird. Alternativ könnte der Aktivierungsschwellwert jedoch auch mit dem Schwellwert identisch sein.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass eine Leistungselektronik, insbesondere die bereits zuvor genannte Leistungselektronik, zum Betrieb des Servomotors bei dem Verzögerungsvorgang mittels der Steuereinheit derart angesteuert wird, dass eine passive Verzögerung des Servomotors, vorteilhaft mittels Erzeugen eines Kurzschlusses in der Leistungselektronik und/oder den Rotorwindungen des Rotorelements, oder eine aktive Verzögerung des Servomotors, insbesondere mittels einer aktiven Steuerung der Leistungselektronik und bevorzugt durch Stellen eines der Bewegung des Servomotors entgegengerichteten Verzögerungsmoments und/oder Servomoments, erreicht wird. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache und/oder schnelle Verzögerung des Servomotors erreicht werden. Zudem kann der Verzögerungsvorgang vorteilhaft an unterschiedliche Bedingungen angepasst werden, wie beispielsweise eine maximale Energieaufnahme und/oder eine maximal verfügbare Zeit zum Verzögern und/oder Abbremsen des Servomotors.
Eine nahezu bauraumneutrale Ausgestaltung und/oder eine besonders kosteneffiziente Lösung, da vorteilhaft auf zusätzliche Komponenten verzichtet werden kann, kann insbesondere erreicht werden, wenn die Steuereinheit in dem Normalbetriebsmodus zum Betrieb des Servomotors und in dem Verzögerungsbetriebsmodus zum Verzögern des Servomotors dieselben und/oder die identischen, insbesondere bestehenden, Baugruppen und Verbindungsleitungen verwendet.
Ferner wird vorgeschlagen, dass bei der Überwachung der Bewegung des Servomotors, insbesondere zur Absicherung und/oder zur Plausibilisierung, wenigstens eine lenkungsspezifische und/oder fahrzeugspezifische weitere Betriebskenngröße berücksichtigt wird. Insbesondere kann der Verzögerungsvorgang dabei beispielsweise in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße verhindert werden, auch wenn die Bewegungskenngröße den Schwellwert überschreitet. Die weitere Betriebskenngröße kann beispielsweise ein Hand-Drehmoment, ein Raddrehzahlsignal, ein angefordertes Unterstützungsmoment, ein auf den Fahrzeugrädern und/oder der Lenkvorrichtung lastendes Gewicht, ein Zündungssignal, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeugbewegung, eine Wirkrichtung eines Lenkmoments und/oder ein Radlenkwinkel umfassen. Hierdurch kann eine Betriebssicherheit weiter verbessert werden.
Die Überwachungselektronik könnte beispielsweise über wenigstens eine Fahrzeugbatterie mit Energie versorgt werden. Vorteilhaft wird jedoch vorgeschlagen, dass zumindest zu einer Energieversorgung einer Überwachungselektronik, insbesondere der bereits zuvor genannten Überwachungselektronik, welche zur Überwachung der Bewegungskenngröße vorgesehen ist, eine durch die Bewegung des Servomotors erzeugte Spannung, insbesondere eine elektromotorische Kraft, und/oder ein von einer Fahrzeugbatterie verschieden ausgebildeter Energiespeicher, wie beispielsweise eine Pufferbatterie und/oder ein Kondensator, verwendet wird. Vorteilhaft weist in letzterem Fall die Lenkvorrichtung den, insbesondere von der Fahrzeugbatterie verschiedenen, Energiespeicher, auf, welcher zumindest die Überwachungselektronik, beispielsweise in einer Wartungsbetriebssituation, bei welcher eine Energieversorgung durch die zumindest eine Fahrzeugbatterie unterbrochen ist, versorgt. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft autarke und/oder betriebssichere Überwachung einer Bewegung des Servomotors erreicht werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass in dem Verzögerungsbetriebsmodus zumindest eine Hinweismeldung erzeugt und vorteilhaft mittels der Ausgabeeinheit ausgegeben wird und/oder ein Übergang in den Normalbetriebsmodus zumindest temporär gesperrt wird. Vorteilhaft wird der Übergang in den Normalbetriebsmodus dabei derart gesperrt, dass der Übergang in den Normalbetriebsmodus nur mittels eines Zündungswechsels, mittels eines speziellen Codes und/oder mittels eines speziellen Geräts möglich ist. Hierdurch kann insbesondere eine besonders hohe Sicherheit gewährleistet werden.
Zudem wird eine Lenkvorrichtung vorgeschlagen, mit zumindest einem Servomotor, mit zumindest einer Steuereinheit, welche dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebsmodus zumindest ein Unterstützungsmoment des Servomotors einzustellen, und mit einer Überwachungselektronik, welche dazu vorgesehen ist, eine durch eine externe Kraft hervorgerufene Bewegung des Servomotors durch Auswerten einer mit der Bewegung des Servomotors korrelierten Bewegungskenngröße zu überwachen und in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße einen Verzögerungsvorgang zum Verzögern, insbesondere zum Bremsen und vorteilhaft zum Abbremsen, des Servomotors mittels der Steuereinheit auszulösen, wobei die Überwachungselektronik dazu vorgesehen ist, die Steuereinheit in dem Betriebszustand zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs in einen speziellen Verzögerungsbetriebsmodus zu versetzen, in welchem wenigstens eine in dem Normalbetriebsmodus aktivierte Betriebsfunktion deaktiviert und/oder der Steuereinheit steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch, insbesondere zur Umsetzung einer Lenkunterstützungsfunktion und/oder eines autonomen Fahrbetriebs, nicht zugänglich ist. Hierdurch kann insbesondere eine Effizienz, insbesondere eine Leistungseffizienz, eine Bremseffizienz, eine Energieeffizienz, eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz, eine Zeiteffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Darüber hinaus kann ein wirkungsvoller Schutz in einer Wartungsbetriebssituation erreicht und/oder eine wirkungsvolle Diebstahlsicherung, vorteilhaft in Form einer Lenkradverriegelung und/oder einer Lenkradsperre, bereitgestellt werden. Ferner können durch eine erfindungsgemäße Lösung insbesondere kleiner dimensionierte oder ausgelegte Endanschlagdämpfer und/oder Rutschkupplungen verwendet und/oder auf die Verwendung eines Endanschlagdämpfers und/oder einer Rutschkupplung vollständig verzichtet werden. Zudem können vorteilhaft ein Lenkgetriebe sowie lenkgetriebeseitige Bauteile geschützt werden. Ferner kann eine Elektronik der Lenkvorrichtung vorteilhaft vor hohen Spannungen und/oder Strömen geschützt werden. Darüber hinaus kann insbesondere eine maximale Widerstandsfähigkeit und/oder ein Robustheitsvorhalt der Lenkvorrichtung reduziert werden, wodurch vorteilhaft Kosten reduziert werden können. Befindet sich die Steuereinheit dabei in einem speziellen Ruhezustand und/oder Bereitschaftszustand können zudem vorteilhaft aufwändige Selbsttests und/oder Funktionstests entfallen.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit zumindest einem Lenkrad und mit der zuvor genannten Lenkvorrichtung, wobei die Lenkvorrichtung dazu vorgesehen ist, eine Funktion entsprechend einer Lenkradverriegelung und/oder einer Lenkradsperre auszubilden. Insbesondere weist der Servomotor dabei eine mechanische Wirkverbindung mit dem Lenkrad auf, insbesondere derart, dass eine Bewegung und/oder eine Verzögerung des Lenkrads auf den Servomotor und/oder eine Bewegung und/oder eine Verzögerung des Servomotors auf das Lenkrad übertragen wird. Vorzugsweise ist der Servomotor dabei zumindest über ein Lenkgetriebe und eine Lenksäule der Lenkvorrichtung, des Lenksystems und/oder des Fahrzeugs mit dem Lenkrad mechanisch verbunden. Hierdurch kann insbesondere eine besonders energieeffiziente Diebstahlsicherung bereitgestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug wenigstens eine Erfassungseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens ein mit einem Verriegelungszustand des Fahrzeugs korreliertes Verriegelungssignal zu erfassen, wobei die Überwachungselektronik und/oder die Steuereinheit dazu vorgesehen ist/sind, das Verriegelungssignal in dem Betriebszustand, insbesondere für einen Wechsel in den Betriebszustand und/oder ein Beenden des Betriebszustands, zu berücksichtigen. Insbesondere kann die Überwachungselektronik dabei dazu vorgesehen sein, das Verriegelungssignal zum Versetzen der Steuereinheit in den Verzögerungsbetriebsmodus und/oder zum Auslösen des Verzögerungsvorgangs zu berücksichtigen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu vorgesehen sein, das Verriegelungssignal bei dem Verzögerungsvorgang zu berücksichtigen. Vorteilhaft wird der Servomotor dabei nur verzögert und/oder der Verzögerungsbetriebsmodus nur aktiviert und/oder freigeschaltet, wenn das Fahrzeug verriegelt ist. Hierdurch kann insbesondere eine Fehlauslösung der Diebstahlsicherung vorteilhaft verhindert werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Überwachungselektronik dazu vorgesehen ist, den Verzögerungsvorgang zum Verzögern des Servomotors bei zumindest im Wesentlichen stillstehendem Servomotor auszulösen. Unter einem „zumindest im Wesentlichen stillstehenden Servomotor“ soll insbesondere ein Servomotor verstanden werden, welcher eine Drehzahl von höchstens 10 rpm (Umdrehungen pro Minute), vorzugsweise von höchstens 5 rpm und besonders bevorzugt von höchstens 1 rpm aufweist. Hierdurch kann insbesondere eine besonders wirkungsvolle Lenkradverriegelung und/oder Lenkradsperre bereitgestellt werden.
Das Verfahren zum Verzögern des Servomotors, die Lenkvorrichtung und das Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren zum Verzögern des Servomotors, die Lenkvorrichtung und das Fahrzeug zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

Fig. la-b ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem Lenksystem umfassend eine Lenkvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung,
2 ein Teil der Lenkvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zum Verzögern eines Servomotors der Lenkvorrichtung,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lenkvorrichtung in einer schematischen Darstellung und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs mit einem Lenksystem umfassend eine Lenkvorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaft als Kraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 34a mit mehreren Fahrzeugrädern 42a und mit einem Lenksystem 44a in einer vereinfachten Darstellung. Das Lenksystem 44a weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 42a auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 34a vorgesehen. Ferner ist das Lenksystem 44a als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet und weist eine elektrische Hilfskraftlenkung auf. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, ein Lenksystem als hydraulisch unterstütztes Lenksystem und/oder als Steer-by-Wire-Lenksystem auszubilden.
Das Lenksystem 44a umfasst eine Lenkvorrichtung. Die Lenkvorrichtung weist ein Lenkgetriebe 46a auf, welches im vorliegenden Fall als an sich bekanntes Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildet ist. Das Lenkgetriebe 46a umfasst ein Lenkritzel 48a und eine mit dem Lenkritzel 48a mechanisch gekoppelte Zahnstange 50a. Das Lenkgetriebe 46a ist dazu vorgesehen, eine Schwenkbewegung und/oder Drehbewegung der Fahrzeugräder 42a zu bewirken und insbesondere eine Lenkvorgabe in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder 42a umzusetzen. Das Lenkgetriebe 46a kann dabei beispielsweise als Kugelumlauflenkgetriebe, als Schneckenlenkgetriebe und/oder als Schraubenspindellenkgetriebe ausgebildet sein.
Darüber hinaus umfasst die Lenkvorrichtung ein Lenkrad 36a, welches zum Aufbringen eines manuellen Lenkmoments und insbesondere zur manuellen Steuerung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 34a, insbesondere durch einen Fahrer, dient. Alternativ könnte eine Lenkvorrichtung auch frei von einem Lenkrad sein, beispielsweise bei einem rein autonom fahrenden Fahrzeug.
Zur, insbesondere mechanischen, Verbindung des Lenkrads 36a mit dem Lenkgetriebe 46a umfasst die Lenkvorrichtung ferner eine Lenksäule 52a. Im vorliegenden Fall verbindet die Lenksäule 52a das Lenkrad 36a dauerhaft mit dem Lenkgetriebe 46a, insbesondere mechanisch. Die Lenksäule 52a umfasst wenigstens eine Lenkwelle 54a. Zudem umfasst die Lenksäule 52a zumindest ein Torsionselement (nicht dargestellt), im vorliegenden Fall insbesondere einen Drehstab, welcher zu einer Verdrehung in Abhängigkeit von dem manuellen Lenkmoment vorgesehen ist. Alternativ könnte eine Lenksäule auch lediglich zeitweise ein Lenkrad mit einem Lenkgetriebe verbinden, wie beispielsweise bei einem Fahrzeug mit einem autonomen Fahrbetrieb und/oder einem Steer-by-Wire-Lenksystem mit mechanischer Rückfallebene.
Des Weiteren umfasst die Lenkvorrichtung eine, insbesondere elektrisch ausgebildete, Unterstützungseinheit 56a zur Erzeugung und/oder Bereitstellung einer Lenkunterstützung. Die Unterstützungseinheit 56a ist dazu vorgesehen, ein Unterstützungsmoment in das Lenkgetriebe 46a einzubringen und das, insbesondere von dem Fahrer aufgebrachte, manuelle Lenkmoment zu unterstützen.
Dazu umfasst die Unterstützungseinheit 56a einen, im vorliegenden Fall insbesondere als Elektromotor ausgebildeten, Servomotor 10a. Der Servomotor 10a ist als mehrphasiger, im vorliegenden Fall beispielhaft dreiphasiger, Elektromotor ausgebildet. Der Servomotor 10a steht in Wirkverbindung mit dem Lenkgetriebe 46a, insbesondere der Zahnstange 50a. Der Servomotor 10a ist Teil der elektrischen Hilfskraftlenkung und insbesondere zur Erzeugung der elektrischen Lenkunterstützung vorgesehen. Prinzipiell könnte ein Servomotor auch Teil einer elektrischen Überlagerungslenkung und/oder Fremdkraftlenkung sein und insbesondere zur Erzeugung und/oder Bereitstellung eines Zusatzlenkwinkels und/oder eines variablen Übersetzungsverhältnisses vorgesehen sein. Zudem könnte ein Servomotor auch als einphasiger, als sechsphasiger oder als zwölfphasiger Elektromotor ausgebildet sein.
Ferner weist die Lenkvorrichtung eine Bewegungserfassungseinheit 58a auf. Die Bewegungserfassungseinheit 58a ist in einem Bereich des Servomotors 10a angeordnet und zu einer, insbesondere kontaktlosen, Erfassung einer Bewegung des Servomotors 10a vorgesehen. Zudem ist die Bewegungserfassungseinheit 58a dazu vorgesehen, ein mit der Bewegung des Servomotors 10a korreliertes Erfassungssignal, insbesondere in Form eines Sinus- und/oder Kosinussignals, zu erfassen und als Bewegungskenngröße 14a bereitzustellen.
Dazu umfasst die Bewegungserfassungseinheit 58a wenigstens einen Rotorlagesensor 60a, welcher dazu vorgesehen ist, eine Rotorlage des Servomotors 10a, insbesondere eine Winkellage einer Motorwelle 61a des Servomotors 10a, und hierdurch insbesondere eine Bewegung des Servomotors 10a zu erfassen. Alternativ könnte ein Rotorlagesensor eine Lage eines Rotorelements eines Servomotors jedoch auch direkt erfassen. Zudem könnte eine Bewegungserfassungseinheit einen von einem Rotorlagesensor abweichenden Winkelsensor und/oder mehrere Sensorelemente umfassen. Ferner ist prinzipiell auch denkbar, auf eine Bewegungserfassungseinheit vollständig zu verzichten. In diesem Fall wird zu einer Überwachung einer Bewegung eines Servomotors vorzugsweise eine durch die Bewegung des Servomotors erzeugte Spannung, insbesondere eine elektromotorische Kraft, erfasst und als Bewegungskenngröße einer Überwachungselektronik bereitgestellt.
Darüber hinaus weist die Lenkvorrichtung ein Steuergerät 62a auf. Das Steuergerät 62a weist eine Wirkverbindung mit der Bewegungserfassungseinheit 58a und mit der Unterstützungseinheit 56a auf. Das Steuergerät 62a ist dazu vorgesehen, die Bewegungskenngröße 14a zu empfangen. Zudem ist das Steuergerät 62a zu einer Ansteuerung des Servomotors 10a vorgesehen.
Dazu umfasst das Steuergerät 62a eine Steuereinheit 12a (vgl. 2). Die Steuereinheit 12a umfasst zumindest einen Prozessor 64a, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher 16a. Der Betriebsspeicher 16a weist zumindest einen ersten Speicherbereich 18a und einen von dem ersten Speicherbereich 18a abgetrennten und gegenüber dem ersten Speicherbereich 18a geschützten zweiten Speicherbereich 20a auf. Zudem weist die Steuereinheit 12a im vorliegenden Fall zumindest zwei verschiedene Betriebsmodi, insbesondere einen Normalbetriebsmodus und einen Verzögerungsbetriebsmodus, auf. Die Steuereinheit 12a ist in dem Normalbetriebsmodus zur Einstellung des Unterstützungsmoments und in dem Verzögerungsbetriebsmodus zur Verzögerung und vorteilhaft zum Abbremsen des Servomotors 10a vorgesehen. Die Steuereinheit 12a umfasst hierzu zumindest ein im Betriebsspeicher 16a hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Regelroutine und zumindest einer Verzögerungsroutine. Im vorliegenden Fall ist die mit dem Normalbetriebsmodus verknüpfte Steuerroutine und/oder Regelroutine in dem ersten Speicherbereich 18a und die mit dem Verzögerungsbetriebsmodus verknüpfte Verzögerungsroutine in dem zweiten Speicherbereich 20a hinterlegt. Alternativ könnte eine Steuereinheit jedoch auch mehrere getrennt voneinander ausgebildete Betriebsspeicher, insbesondere zur Hinterlegung einer Steuerroutine und einer Verzögerungsroutine aufweisen. Zudem könnte eine Betriebsspeicher auch getrennt von einer Steuereinheit ausgebildet werden. Ferner könnte prinzipiell auch auf die Verwendung eines Betriebsspeichers mit mehreren getrennten Speicherbereichen verzichtet werden.
Darüber hinaus umfasst das Steuergerät 62a eine an sich bekannte Leistungselektronik 26a (vgl. 2). Die Leistungselektronik 26a weist eine Wirkverbindung mit der Steuereinheit 12a auf und ist dieser steuerungstechnisch nachgeschaltet. Zudem weist die Leistungselektronik 26a eine Wirkverbindung mit dem Servomotor 10a auf. Die Leistungselektronik 26a ist als Wechselrichtereinheit und/oder als Endstufe ausgebildet und umfasst im vorliegenden Fall mehrere, insbesondere identisch zueinander ausgebildete, Wechselrichter (nicht dargestellt), wobei jeder Phase des Servomotors 10a einer der Wechselrichter zugeordnet ist. Jeder der Wechselrichter ist dazu vorgesehen, eine pulsierende gleichgerichtete Spannung einer Energiequelle (nicht dargestellt) in einen Phasenstrom umzuwandeln und dem Servomotor 10a, insbesondere genau einer Phase des Servomotors 10a, zuzuführen. Die Leistungselektronik 26a ist folglich zu einem Betrieb des Servomotors 10a vorgesehen. Prinzipiell könnte eine Leistungselektronik auch separat und/oder getrennt von einem Steuergerät ausgebildet werden.
Des Weiteren umfasst das Steuergerät 62a im vorliegenden Fall eine, insbesondere energieeffiziente, Überwachungselektronik 30a (vgl. 2). Die Überwachungselektronik 30a ist dabei als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet. Die Überwachungselektronik 30a ist getrennt von der Steuereinheit 12a ausgebildet. Die Überwachungselektronik 30a weist eine Wirkverbindung mit der Bewegungserfassungseinheit 58a auf. Die Überwachungselektronik 30a weist ferner eine Wirkverbindung mit der Steuereinheit 12a auf. Im vorliegenden Fall ist die Überwachungselektronik 30a einerseits mittels einer bidirektionalen Kommunikationsleitung 66a und andererseits mittels einer von der Kommunikationsleitung 66a separaten unidirektionalen Ansteuerleitung 24a mit der Steuereinheit 12a verbunden.
Die Überwachungselektronik 30a ist dazu vorgesehen, die Bewegungskenngröße 14a von der Bewegungserfassungseinheit 58a zu empfangen, kontinuierlich auszuwerten und hierdurch eine Bewegung des Servomotors 10a zu überwachen. Alternativ könnte eine Überwachungselektronik auch in eine Steuereinheit integriert sein, wobei die Überwachungselektronik in diesem Fall vorteilhaft als separierte logische Einheit ausgebildet ist. Zudem ist denkbar, auf eine separate Ansteuerleitung zu verzichten, insbesondere bei Verwendung einer speziellen, energiesparenden Kommunikationsleitung und/oder bei einer zyklischen Überwachung.
Zur Energieversorgung der Überwachungselektronik 30a weist die Lenkvorrichtung ferner einen, insbesondere zusätzlichen, Energiespeicher 32a auf. Der Energiespeicher 32a ist von einer Fahrzeugbatterie (nicht dargestellt) verschieden. Der Energiespeicher 32a kann beispielsweise als Pufferbatterie oder Kondensator ausgebildet sein. Der Energiespeicher 32a ist dazu vorgesehen, die Überwachungselektronik 30a zumindest in einem Zustand, in welchem eine Energieversorgung durch die zumindest eine Fahrzeugbatterie unterbrochen ist, wie beispielsweise in einer Wartungsbetriebssituation, zu versorgen. Folglich wird zur Energieversorgung der Überwachungselektronik 30a im vorliegenden Fall alternativ oder zusätzlich zu der Fahrzeugbatterie der, insbesondere von der Fahrzeugbatterie verschiedene, Energiespeicher 32a verwendet, wodurch eine vorteilhaft autarke und/oder betriebssichere Überwachung erreicht werden kann. Alternativ könnte auf die Verwendung eines zusätzlichen Energiespeichers jedoch auch verzichtet werden. In diesem Fall könnte eine Energieversorgung einer Überwachungselektronik beispielsweise ausschließlich mittels einer Fahrzeugbatterie und/oder einer durch eine Bewegung eines Servomotors erzeugten Spannung, insbesondere einer elektromotorischen Kraft, erfolgen.
Darüber hinaus kann das Fahrzeug 34a, das Lenksystem 44a und/oder die Lenkvorrichtung weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise wenigstens eine Ausgabeeinheit (nicht dargestellt) zur Ausgabe einer, insbesondere akustischen, haptischen und/oder optischen, Hinweismeldung und/oder wenigstens eine Sensoreinheit (nicht dargestellt) zur Erfassung von lenkungsspezifischen und/oder fahrzeugspezifischen weiteren Betriebskenngrößen 28a.
In bestimmten Situationen, wie beispielsweise bei Wartungsarbeiten und/oder Reparaturen, kann es nun vorkommen, dass die Fahrzeugräder 42a des Fahrzeugs 34a von Hand beschleunigt werden, wobei sich eine derartige Bewegung auf das Lenkgetriebe 46a und den Servomotor 10a überträgt. Derartige Situationen sind insbesondere in einem Zustand kritisch, in welchem die Steuereinheit 12a und/oder weitere Komponenten der Lenkvorrichtung zumindest teilweise inaktiv sind und/oder sich in einem, insbesondere energiesparenden, Ruhemodus befinden.
Um insbesondere in derartigen Situationen einen vorteilhaften Schutz des Lenkgetriebes 46a und/oder lenkgetriebeseitiger Bauteile zu erreichen, ist das Steuergerät 62a im vorliegenden Fall dazu vorgesehen, ein Verfahren zum Verzögern des Servomotors 10a durchzuführen. Das im Folgenden beschriebene Verfahren kann dabei grundsätzlich sowohl bei eingeschalteter Zündung als auch bei ausgeschalteter Zündung durchgeführt werden. Zudem kann das im Folgenden beschriebene Verfahren sowohl bei eingebundener Fahrzeugbatterie als auch bei abgeklemmter Fahrzeugbatterie, insbesondere durch Verwendung des Energiespeichers 32a, durchgeführt werden.
Im vorliegenden Fall wird mittels der Überwachungselektronik 30a und zwar vorteilhaft zumindest in einem inaktiven Zustand und/oder einem abgeschalteten Zustand des Lenksystems 44a, in welchem insbesondere die Steuereinheit 12a und/oder weitere Komponenten der Lenkvorrichtung zumindest teilweise inaktiv sind und/oder sich in einem, insbesondere energiesparenden, Ruhemodus befinden, eine durch eine externe Kraft hervorgerufene Bewegung des Servomotors 10a durch Auswerten der Bewegungskenngröße 14a überwacht. Die Bewegung des Servomotors 10a kann dabei beispielsweise durch eine manuelle Verstellung eines der Fahrzeugräder 42a bewirkt sein. Zudem wird in zumindest einem Betriebszustand, in welchem die Bewegungskenngröße 14a einen Schwellwert überschreitet, mittels der Überwachungselektronik 30a ein Verzögerungsvorgang ausgelöst, bei welchem der Servomotor 10a mittels der Steuereinheit 12a verzögert wird.
Im vorliegenden Fall entspricht die Bewegungskenngröße 14a einer Änderungsrate der Rotorlage des Servomotors 10a. Die Auswertung der Änderungsrate kann dabei durch analoges differenzieren des Erfassungssignals, insbesondere des Sinus- und/oder Kosinussignals, der Bewegungserfassungseinheit 58a oder durch Diskretisierung des Erfassungssignals, insbesondere einer mit dem Sinus- und/oder Kosinussignal korrelierten Winkelinformation, und nachfolgender Bestimmung eines Differenzwerts auf Basis einer in der Überwachungselektronik 30a hinterlegten Zeitbasis, erfolgen. Ferner entspricht der Schwellwert vorteilhaft einer Rotordrehzahl des Servomotors 10a von etwa 5500 rpm (Umdrehungen pro Minute) und/oder einer Lenkgeschwindigkeit von etwa 800°/s. Alternativ könnte ein Schwellwert auch mit einer Zahnstangengeschwindigkeit verknüpft sein.
Zur Durchführung des Verzögerungsvorgang wird die Steuereinheit 12a, welche sich insbesondere in dem Ruhezustand befindet, durch die Überwachungselektronik 30a und insbesondere durch ein über die separate unidirektionale Ansteuerleitung 24a übertragenes Ansteuersignal 22a angesteuert und aktiviert, sodass die Steuereinheit 12a aus dem Ruhezustand aufgeweckt wird. Die Überwachungselektronik 30a kann dabei insbesondere dazu vorgesehen sein, mittels des Ansteuersignals 22a einen Aufweckpin der Steuereinheit 12a zu setzen, eine Versorgungsspannung an die Steuereinheit 12a anzulegen und/oder ein Hardware-Reset der Steuereinheit 12a auszulösen. Bevorzugt wird die Steuereinheit 12a dabei frühzeitig aktiviert, und zwar wenn die Bewegungskenngröße 14a einen Aktivierungsschwellwert, welcher vorteilhaft zwischen 250 rpm und 500 rpm liegt, überschreitet. In diesem Zusammenhang ist insbesondere auch denkbar, dass die Steuereinheit 12a nach der Aktivierung in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße 14a wieder in den Ruhezustand zurückgeht ohne eine Verzögerung des Servomotors 10a durchzuführen. Alternativ könnte der Aktivierungsschwellwert jedoch auch mit dem Schwellwert identisch sein.
Darüber hinaus wird die Steuereinheit 12a zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs in den, insbesondere von dem Normalbetriebsmodus verschiedenen, Verzögerungsbetriebsmodus versetzt. Der Verzögerungsbetriebsmodus entspricht dabei einem speziellen Betriebsmodus der Steuereinheit 12a, in welchem wenigstens eine in dem Normalbetriebsmodus aktivierte Betriebsfunktion der Steuereinheit 12a deaktiviert und/oder der Steuereinheit 12a steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich ist. Im vorliegenden Fall dient der Verzögerungsbetriebsmodus ausschließlich zum Verzögern des Servomotors 10a und ist in einem Fahrbetrieb deaktiviert und/oder steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich. Folglich sind in dem Verzögerungsbetriebsmodus ausschließlich eine Verzögerungsfunktion, mit der Verzögerungsfunktion verknüpfte weitere Betriebsfunktionen sowie mit der Verzögerungsfunktion verknüpfte Baugruppen, insbesondere die Steuereinheit 12a, die Leistungselektronik 26a sowie eine Energieversorgung der Steuereinheit 12a und der Leistungselektronik 26a, aktiviert. Dadurch, dass die Steuereinheit 12a in den Verzögerungsbetriebsmodus versetzt wird und nicht in den Normalbetriebsmodus kann ein besonders schneller Systemstart erreicht und eine verfügbare Bremszeit effektiv verlängert werden. Eine maximale Zeitdauer zwischen einer Aktivierung der Steuereinheit 12a und einem Beginn des Verzögerungsvorgangs beträgt dabei höchstens 300 ms, was in etwa einem Drittel einer maximalen Zeitdauer entspricht, welche benötigt wird, um die Steuereinheit 12a von dem Ruhezustand in den Normalbetriebsmodus zu versetzen. Dies kann insbesondere erreicht werden, indem aufwändige Selbsttests und/oder Funktionstests bei der Aktivierung der Steuereinheit 12a gekürzt, überspringen und/oder ausgelassen werden. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, dass ein Verzögerungsbetriebsmodus auch in einem Fahrbetrieb, beispielsweise beim Parkieren, zugänglich ist und eine Steuereinheit zur Durchführung eines Verzögerungsvorgangs beispielsweise direkt von einem Normalbetriebsmodus in den Verzögerungsbetriebsmodus oder umgekehrt wechselt.
In dem Verzögerungsbetriebsmodus ist die Steuereinheit 12a dazu vorgesehen, mittels der Verzögerungsroutine und durch Ansteuerung der Leistungselektronik 26a eine Verzögerung des Servomotors 10a zu bewirken. Dabei verwendet die Steuereinheit 12a in dem Normalbetriebsmodus zum Betrieb des Servomotors 10a und in dem Verzögerungsbetriebsmodus zum Verzögern des Servomotors 10a dieselben und zwar die identischen, insbesondere bestehenden, Baugruppen und Verbindungsleitungen. Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 12a dazu vorgesehen, den Servomotor 10a passiv, insbesondere mittels Erzeugen eines Kurzschlusses in der Leistungselektronik 26a beispielsweise durch schließen sämtlicher Low-Side-Leistungsschalter oder High-Side-Leistungsschalter der Leistungselektronik 26a, oder aktiv, insbesondere mittels einer aktiven Steuerung der Leistungselektronik 26a, zu verzögern. In letzterem Fall kann die Überwachungselektronik 30a und/oder die Steuereinheit 12a zusätzlich eine Richtungserkennungsroutine zur Erfassung einer Bewegungsrichtung, insbesondere Drehrichtung, des Servomotors 10a umfassen, sodass eine Ansteuerung der Leistungselektronik 26a an die Bewegungsrichtung des Servomotors 10a derart angepasst werden kann, dass ein der Bewegungsrichtung des Servomotors 10a entgegengerichtetes Verzögerungsmoment erzeugt wird. Folglich wird die Leistungselektronik 26a bei dem Verzögerungsvorgang derart angesteuert, dass eine passive Verzögerung des Servomotors 10a oder eine aktive Verzögerung des Servomotors 10a erreicht wird. Derartige aktive sowie passive Verzögerungsverfahren sind an sich bekannt. Alternativ könnte eine Steuereinheit einen Servomotor jedoch auch lediglich derart ansteuern, dass eine passive Verzögerung oder eine aktiv Verzögerung erreicht wird.
Die, insbesondere passive und/oder aktive, Verzögerung des Servomotors 10a wird solange aufrechterhalten bis die Bewegungskenngröße 14a einen weiteren Schwellwert unterschreitet. Der weitere Schwellwert ist von dem Schwellwert, welcher für die Aktivierung des Verzögerungsvorgangs maßgeblich ist, verschieden und liegt im vorliegenden Fall insbesondere unterhalb des Schwellwerts. Der weitere Schwellwert entspricht dabei vorteilhaft einer Rotordrehzahl des Servomotors 10a von etwa 5000 rpm (Umdrehungen pro Minute) und/oder einer Lenkgeschwindigkeit von etwa 500°/s.
Folglich wird im vorliegenden Fall die Steuereinheit 12a aktiviert, wenn die Bewegungskenngröße 14a den Aktivierungsschwellwert überschreitet. Ferner wird der Verzögerungsvorgang ausgelöst, wenn die Bewegungskenngröße 14a den Schwellwert überschreitet und beendet, wenn die Bewegungskenngröße 14a den weiteren Schwellwert unterschreitet. Anschließend geht die Steuereinheit 12a in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße 14a und/oder einer Aktivierungsdauer wieder in den Ruhezustand zurück.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der zuvor genannte Betriebszustand, bei welchem insbesondere der Verzögerungsvorgang durchgeführt wird, als separater Betriebsfall gekennzeichnet wird. Aus diesem Grund wird in dem Verzögerungsbetriebsmodus zusätzlich ein Übergang zurück in den Normalbetriebsmodus zumindest temporär gesperrt, insbesondere derart, dass der Übergang in den Normalbetriebsmodus nur mittels eines Zündungswechsels, mittels eines speziellen Codes und/oder mittels eines speziellen Geräts möglich ist. Zusätzlich kann in dem Verzögerungsbetriebsmodus eine Hinweismeldung, beispielsweise in Form eines Kontrolllichts, erzeugt und mittels der Ausgabeeinheit ausgegeben werden. Prinzipiell könnte auf eine spezielle Kennzeichnung eines Betriebszustands, bei welchem ein Verzögerungsvorgang durchgeführt wird, jedoch auch verzichtet werden.
Zur Absicherung und/oder Plausibilisierung kann bei der Überwachung der Bewegung des Servomotors 10a zudem wenigstens eine lenkungsspezifische und/oder fahrzeugspezifische weitere Betriebskenngröße 28a, wie beispielsweise ein Hand-Drehmoment, ein Raddrehzahlsignal, ein angefordertes Unterstützungsmoment, ein auf den Fahrzeugrädern und/oder der Lenkvorrichtung lastendes Gewicht, ein Zündungssignal, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeugbewegung, eine Wirkrichtung eines Lenkmoments und/oder ein Radlenkwinkel, berücksichtigt werden. Durch die weitere Betriebskenngröße 28a kann der Verzögerungsvorgang vorteilhaft verhindert werden, auch wenn die Bewegungskenngröße 14a den Schwellwert überschreitet und folglich ein Verzögerungsvorgang ausgelöst werden würde. Hierdurch kann beispielsweise eine rollende Bewegung des Fahrzeugs 34a von einer Wartungsbetriebssituation unterschieden und eine Betriebssicherheit erhöht werden. Die weitere Betriebskenngröße 28a kann dabei beispielsweise durch die Sensoreinheit erfasst und/oder aus einem Fahrzeugsteuergerät und/oder einem Fahrzeugbussystem abgerufen werden. Eine durch eine externe Kraft hervorgerufene Bewegung des Servomotors 10a, wie beispielsweise durch eine manuelle Verstellung eines der Fahrzeugräder 42a, kann dabei beispielsweise daran erkannt und/oder plausibilisiert werden, dass ein auftretendes Lenkmoment aufgrund der Trägheit des Lenkrads 36a und/oder der Lenksäule 52a entgegen einer zu erwartenden Bewegung des Servomotors 10a gerichtet ist.
3 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines derartigen Verfahrens zum Verzögern des Servomotors 10a.
In dem Verfahrensschritt 70a wird mittels der Überwachungselektronik 30a die Bewegungskenngröße 14a überwacht.
In einem Verfahrensschritt 72a prüft die Überwachungselektronik 30a, ob die Bewegungskenngröße 14a oberhalb des Aktivierungsschwellwerts liegt. Liegt die Bewegungskenngröße 14a unterhalb des Aktivierungsschwellwerts, so folgt wiederum Verfahrensschritt 70a. Liegt die Bewegungskenngröße 14a hingegen oberhalb des Aktivierungsschwellwerts, so folgt ein Verfahrensschritt 74a.
In dem Verfahrensschritt 74a löst die Überwachungselektronik 30a den Verzögerungsvorgang durch ein Ansteuern, insbesondere ein Aktivieren und/oder Aufwecken, der Steuereinheit 12a aus und versetzt diese hierdurch in den Verzögerungsbetriebsmodus.
Überschreitet die Bewegungskenngröße 14a anschließend den Schwellwert, so ist die Steuereinheit 12a in einem Verfahrensschritt 76a dazu vorgesehen, mittels der Verzögerungsroutine und durch Ansteuerung der Leistungselektronik 26a eine, insbesondere aktive oder passive, Verzögerung des Servomotors 10a zu bewirken.
In einem Verfahrensschritt 78a prüft die die Steuereinheit 12a und/oder die Überwachungselektronik 30a, ob die Bewegungskenngröße 14a oberhalb des weiteren Schwellwerts oder unterhalb des weiteren Schwellwerts liegt. Liegt die Bewegungskenngröße 14a oberhalb des weiteren Schwellwerts, so folgt wiederum Verfahrensschritt 76a. Liegt die Bewegungskenngröße 14a hingegen unterhalb des weiteren Schwellwerts, so folgt ein Verfahrensschritt 80a.
In dem Verfahrensschritt 80a wird der Verzögerungsvorgang beendet. Anschließend geht die Steuereinheit 12a in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße 14a und/oder einer Aktivierungsdauer wieder in den Ruhezustand zurück.
Ferner können optionale weitere Verfahrensschritte vorgesehen sein, wie beispielsweise die Berücksichtigung der weiteren Betriebskenngröße 28a, das Erzeugen einer Hinweismeldung und/oder das temporäre Sperren eines Übergangs zurück in den Normalbetriebsmodus.
In den 4 und 5 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1a bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1a bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.
Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dem Ausführungsbeispiel der 5 ist der Buchstabe b nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 5 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Bewegungskenngröße 14b und/oder eine Energieversorgung einer Überwachungselektronik 30b einer Lenkvorrichtung.
In diesem Fall ist die Lenkvorrichtung frei von einer Bewegungserfassungseinheit. Demzufolge wird zu einer Überwachung einer Bewegung eines Servomotors 10b der Lenkvorrichtung eine durch die Bewegung des Servomotors 10b erzeugte Spannung, insbesondere eine elektromotorische Kraft, erfasst und als Bewegungskenngröße 14b der Überwachungselektronik 30b zugeführt.
Darüber hinaus wird die durch die Bewegung des Servomotors 10b erzeugte Spannung zu einer Energieversorgung der Überwachungselektronik 30b und vorteilhaft zu einer Energieversorgung einer Steuereinheit 12b der Lenkvorrichtung und/oder einer Leistungselektronik 26b der Lenkvorrichtung verwendet. Alternativ könnte eine Energieversorgung jedoch auch analog zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel erfolgen.
Die Steuereinheit 12b ist zudem dazu vorgesehen, mittels einer Verzögerungsroutine und durch Ansteuerung der Leistungselektronik 26b eine passive Verzögerung des Servomotors 10b, insbesondere mittels Erzeugen eines Kurzschlusses in der Leistungselektronik 26b, zu bewirken.
Hierdurch kann insbesondere ein autarkes System ohne Zufuhr und/oder Verbrauch externer elektrischer Energie, wie beispielsweise von einer Fahrzeugbatterie und/oder von einem Bordnetz, bereitgestellt werden. Alternativ könnte jedoch auch lediglich eine Überwachung ohne Zufuhr und/oder Verbrauch externer elektrischer Energie, wie beispielsweise von einer Fahrzeugbatterie und/oder von einem Bordnetz, erfolgen, während zur Durchführung eines Verzögerungsvorgangs elektrische Energie von der Fahrzeugbatterie und/oder von dem Bordnetz verwendet wird.
Abgesehen davon ist die Lenkvorrichtung und ein Verfahren zum Verzögern des Servomotors 10b identisch zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel.
In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 5 ist der Buchstabe c nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 5 unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen zumindest im Wesentlichen durch einen Einsatzzweck einer Lenkvorrichtung sowie eines Verfahrens zum Verzögern eines Servomotors 10c der Lenkvorrichtung.
5 zeigt ein Fahrzeug 34c mit zumindest einem Lenkrad 36c und mit einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung. Die Lenkvorrichtung ist dabei zumindest im Wesentlichen identisch zu den Lenkvorrichtungen der vorherigen Ausführungsbeispiele.
Im vorliegenden Fall ist die Lenkvorrichtung jedoch dazu vorgesehen, eine Diebstahlsicherung bereitzustellen. Dabei ist die Lenkvorrichtung dazu vorgesehen, eine Funktion entsprechend einer Lenkradverriegelung und/oder einer Lenkradsperre auszubilden.
Dazu weist der Servomotor 10c eine mechanische Wirkverbindung mit dem Lenkrad 36c auf, insbesondere derart, dass eine Bewegung und/oder eine Verzögerung des Servomotors 10c auf das Lenkrad 36c übertragen wird. Eine Bewegung des Servomotors 10c ist folglich durch eine manuelle Bewegung des Lenkrads 36c bewirkt.
Zudem ist eine Überwachungselektronik 30c der Lenkvorrichtung dazu vorgesehen, einen Verzögerungsvorgang zum Verzögern des Servomotors 10c mittels einer Steuereinheit 12c der Lenkvorrichtung bei zumindest im Wesentlichen stillstehendem Servomotor 10c, im vorliegenden Fall insbesondere bei einer Drehzahl von höchstens 5 rpm, auszulösen. In diesem Zusammenhang kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass der Servomotor 10c derart angesteuert wird, dass ein Verzögerungsmoment des Servomotors 10c der externen Bewegung entgegenwirkt, sodass insbesondere ein „aktives Gegenhalten“ des Servomotors 10c erreicht werden kann und eine Bewegung des Lenkrads 36c verhindert wird.
Darüber hinaus umfasst die Lenkvorrichtung eine Erfassungseinheit 38c. Die Erfassungseinheit 38c weist eine Wirkverbindung mit der Überwachungselektronik 30c auf. Die Erfassungseinheit 38c ist dazu vorgesehen, wenigstens ein mit einem Verriegelungszustand des Fahrzeugs 34c korreliertes Verriegelungssignal 40c zu erfassen und zur Berücksichtigung an die Überwachungselektronik 30c zu übermitteln. Die Überwachungselektronik 30c ist dazu vorgesehen, das Verriegelungssignal 40c zum Versetzen der Steuereinheit 12c in einen Verzögerungsbetriebsmodus und/oder zum Auslösen eines Verzögerungsvorgangs zu berücksichtigen. Im vorliegenden Fall wird der Servomotor 10c dabei nur verzögert und/oder der Verzögerungsbetriebsmodus nur aktiviert und/oder freigeschaltet, wenn das Fahrzeug 34c verriegelt ist.
Hierdurch kann mittels eines Verfahrens zum Verzögern des Servomotors 10c, welches zumindest im Wesentlichen identisch zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ist, eine Bewegung des Lenkrads 36c begrenzt und/oder vorteilhaft verhindert werden, insbesondere in einem verriegelten Zustand des Fahrzeugs 34c. Ferner ist insbesondere auch denkbar, das Verfahren zum Verzögern des Servomotors 10c zur Diebstahlsicherung mit einem Verfahren zum Verzögern des Servomotors 10c zum Schutz in einer Wartungsbetriebssituation zu kombinieren. Alternativ könnte auf eine derartige Kombination jedoch auch verzichtet werden. Zudem ist prinzipiell auch denkbar, auf eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Verriegelungssignals zu verzichten. In diesem Fall kann ein Verriegelungszustand beispielsweise aus einem Fahrzeugsteuergerät und/oder einem Fahrzeugbussystem abgerufen werden und/oder anhand von aus dem Fahrzeugsteuergerät und/oder dem Fahrzeugbussystem abrufbarer Signale ermittelt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006040689 B3 [0003]

Claims

Verfahren zum Verzögern eines Servomotors (10a-c) einer Lenkvorrichtung, insbesondere zum Schutz in einer Wartungsbetriebssituation und/oder zur Diebstahlsicherung, wobei die Lenkvorrichtung zumindest eine Steuereinheit (12a-c) umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebsmodus zumindest ein Unterstützungsmoment des Servomotors (10a-c) einzustellen, wobei eine durch eine externe Kraft hervorgerufene Bewegung des Servomotors (10a-c) durch Auswerten einer mit der Bewegung des Servomotors (10a-c) korrelierten Bewegungskenngröße (14ab) überwacht und in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße (14a-b) ein Verzögerungsvorgang ausgelöst wird, bei welchem der Servomotor (10a-c) mittels der Steuereinheit (12a-c) verzögert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12a-c) in dem Betriebszustand zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs in einen speziellen Verzögerungsbetriebsmodus versetzt wird, in welchem wenigstens eine in dem Normalbetriebsmodus aktivierte Betriebsfunktion der Steuereinheit (12a-c) deaktiviert und/oder der Steuereinheit (12a-c) steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verzögerungsbetriebsmodus ausschließlich eine Verzögerungsfunktion sowie mit der Verzögerungsfunktion verknüpfte weitere Betriebsfunktionen, insbesondere Betriebsfunktionen zur Bereitstellung und/oder Ausführung des Verzögerungsvorgangs, aktiviert sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Normalbetriebsmodus verknüpfte Steuerroutine und/oder Regelroutine in einem ersten Speicherbereich (18a) eines Betriebsspeichers (16a) der Steuereinheit (12a-c) und eine mit dem Verzögerungsbetriebsmodus verknüpfte Verzögerungsroutine in einem von dem ersten Speicherbereich (18a) abgetrennten und gegenüber dem ersten Speicherbereich (18a) geschützten zweiten Speicherbereich (20a) des Betriebsspeichers (16a) hinterlegt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steuereinheit (12a-c) in dem Betriebszustand in einem, insbesondere energiesparenden, Ruhezustand befindet, zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs durch ein Ansteuersignal (22a) aktiviert wird und nach einer Aktivierung in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße (14a-b) und/oder einer Aktivierungsdauer wieder in den Ruhezustand zurückgeht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Zeitdauer zwischen einer Aktivierung der Steuereinheit (12a-c) und einem Beginn des Verzögerungsvorgangs höchstens 400 ms und/oder höchstens 50 % einer maximalen Zeitdauer, welche benötigt wird, um die Steuereinheit (12a-c) von dem Ruhezustand in den Normalbetriebsmodus zu versetzen, beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12a-c) in dem Betriebszustand zum Versetzen der Steuereinheit (12a-c) in den Verzögerungsbetriebsmodus und/oder zum Auslösen des Verzögerungsvorgangs über eine separate unidirektionale Ansteuerleitung (24a) angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungsvorgang ausgelöst wird, wenn die Bewegungskenngröße (14a-b) einen Schwellwert überschreitet und beendet wird, wenn die Bewegungskenngröße (14a-b) einen von dem Schwellwert verschiedenen, insbesondere im Vergleich zu dem Schwellwert niedrigeren, weiteren Schwellwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungselektronik (26a-b) zum Betrieb des Servomotors (10a-c) bei dem Verzögerungsvorgang mittels der Steuereinheit (12a-c) derart angesteuert wird, dass eine passive Verzögerung des Servomotors (10a-c) oder eine aktive Verzögerung des Servomotors (10a-c) erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12a-c) in dem Normalbetriebsmodus zum Betrieb des Servomotors (10a-c) und in dem Verzögerungsbetriebsmodus zum Verzögern des Servomotors (10a-c) dieselben, insbesondere bestehenden, Baugruppen und Verbindungsleitungen verwendet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Überwachung der Bewegung des Servomotors (10a-c) wenigstens eine lenkungsspezifische und/oder fahrzeugspezifische weitere Betriebskenngröße (28a) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zu einer Energieversorgung einer Überwachungselektronik (30a-c), welche zur Überwachung der Bewegungskenngröße (14a-b) vorgesehen ist, eine durch die Bewegung des Servomotors (10a-c) erzeugte Spannung und/oder ein von einer Fahrzeugbatterie verschieden ausgebildeter Energiespeicher (32a) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verzögerungsbetriebsmodus zumindest eine Hinweismeldung erzeugt wird und/oder ein Übergang in den Normalbetriebsmodus zumindest temporär gesperrt wird.
Lenkvorrichtung, welche insbesondere dazu vorgesehen ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen, mit zumindest einem Servomotor (10a-c), mit zumindest einer Steuereinheit (12a-c), welche dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebsmodus zumindest ein Unterstützungsmoment des Servomotors (10a-c) einzustellen, und mit einer Überwachungselektronik (30a-c), welche dazu vorgesehen ist, eine durch eine externe Kraft hervorgerufene Bewegung des Servomotors (10a-c) durch Auswerten einer mit der Bewegung des Servomotors (10a-c) korrelierten Bewegungskenngröße (14a-b) zu überwachen und in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit von der Bewegungskenngröße (14a-b) einen Verzögerungsvorgang zum Verzögern des Servomotors (10a-c) mittels der Steuereinheit (12a-c) auszulösen, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungselektronik (30a-c) dazu vorgesehen ist, die Steuereinheit (12a-c) in dem Betriebszustand zur Durchführung des Verzögerungsvorgangs in einen speziellen Verzögerungsbetriebsmodus zu versetzen, in welchem wenigstens eine in dem Normalbetriebsmodus aktivierte Betriebsfunktion deaktiviert und/oder der Steuereinheit (12a-c) steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich ist.
Fahrzeug (34c) mit zumindest einem Lenkrad (36c) und mit zumindest einer Lenkvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung dazu vorgesehen ist, eine Funktion entsprechend einer Lenkradverriegelung und/oder einer Lenkradsperre auszubilden.
Fahrzeug (34c) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch wenigstens eine Erfassungseinheit (38c), welche dazu vorgesehen ist, wenigstens ein mit einem Verriegelungszustand des Fahrzeugs (34c) korreliertes Verriegelungssignal (40c) zu erfassen, wobei die Überwachungselektronik (30c) und/oder die Steuereinheit (12c) dazu vorgesehen ist/sind, das Verriegelungssignal (40c) in dem Betriebszustand zu berücksichtigen.
Fahrzeug (34c) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungselektronik (30c) dazu vorgesehen ist, den Verzögerungsvorgang zum Verzögern des Servomotors (10c) bei zumindest im Wesentlichen stillstehendem Servomotor (10c) auszulösen.