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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Prüfen wenigstens einer Fahrzeugkomponente eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Zudem betrifft die Erfindung ein Steuergerät gemäß Anspruch 8 und ein System gemäß Anspruch 12.
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Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, welche ein Lenksystem mit einer Lenkhandhabe, einem Lenkgetriebe und einer Lenksäule zur mechanischen Verbindung der Lenkhandhabe mit dem Lenkgetriebe umfassen. Ferner kann das Lenksystem eine elektrische Lenkunterstützung aufweisen, welche eine Aktoreinheit in Form eines Elektromotors umfasst und dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebszustand ein Lenkmoment zur Unterstützung eines an der Lenkhandhabe aufgebrachten Handmoments bereitzustellen.
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Darüber hinaus sind Fahrzeuge mit Steer-by-Wire-Lenksystemen bekannt, welche ohne eine direkte mechanische Verbindung zwischen einer Lenkhandhabe und gelenkten Fahrzeugrädern auskommen und bei welchen ein Lenkbefehl an der Lenkhandhabe ausschließlich elektrisch weitergeleitet wird. Auch in diesem Fall umfasst das Lenksystem eine, insbesondere mit den lenkbaren Fahrzeugrädern des Fahrzeugs wirkverbundene, Aktoreinheit in Form eines Elektromotors, welche dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebszustand ein Lenkmoment zur Verstellung einer Zahnstange bzw. eines Lenkungsstellelements bereitzustellen und hierdurch den Lenkbefehl an die Fahrzeugräder zu übertragen.
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Zur Freigabe einer Fahrdynamikregelungssoftware und/oder zur Abstimmung eines Fahrwerks des Fahrzeugs ist zudem bekannt, in einem Prüfbetriebszustand zur Prüfung der Fahrdynamikregelungssoftware und/oder des Fahrwerks verschiedene Fahrmanöver, wie beispielsweise einen plötzlichen Spurwechsel, durchzuführen. Dazu wird in dem Prüfbetriebszustand ein spezieller Lenkroboter in das Fahrzeug eingebaut und mit der Lenkhandhabe derart verbunden, dass der Lenkroboter einen Fahrer zumindest teilweise ersetzt und die für das Fahrmanöver benötigten Lenkbefehle an die Lenkhandhabe überträgt. Der Einbau sowie der Ausbau des Lenkroboters ist jedoch sehr aufwändig sowie zeitraubend.
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Ausgehend davon besteht die Aufgabe der Erfindung insbesondere darin, ein Verfahren zum Prüfen wenigstens einer Fahrzeugkomponente eines Fahrzeugs und/oder ein Fahrzeug mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 9 sowie die Merkmale der Ansprüche 8 und 12 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Prüfen, insbesondere zur Anpassung, zur Abstimmung und/oder zur Freigabe, wenigstens einer Fahrzeugkomponente eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Lenksystem mit einer zumindest teilweise elektrisch und/oder elektronisch ausgebildeten Aktoreinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebszustand ein Lenkmoment bereitzustellen, und wobei in zumindest einem Prüfbetriebszustand zur Prüfung der Fahrzeugkomponente wenigstens ein Fahrmanöver, wie beispielsweise ein plötzlicher Spurwechsel, ein sogenanntes „sine-dwell“-Manöver, ein sogenanntes „fishhook“-Manöver, ein sogenanntes „J-turn“-Manöver und/oder ein sogenanntes „U-turn“-Manöver, ausgeführt wird.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Fahrmanöver, vorteilhaft vollautomatisiert und/oder zumindest teilautomatisiert und insbesondere ohne eine aktive Lenkvorgabe an einer Lenkhandhabe, durch die Aktoreinheit ausgeführt wird. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine Effizienz, insbesondere eine Prüfeffizienz, eine Zeiteffizienz, eine Bauteileeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Insbesondere kann dabei vorteilhaft auf einen aufwändigen und zeitraubenden Ein- sowie Ausbau eines Lenkroboters verzichtet werden. Auch weisen die bestehenden und aktuell verwendeten Aktoreinheiten in der Regel eine ausreichende Leistung auf, um eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs selbsttätig zu steuern und das entsprechende Fahrmanöver auszuführen, sodass bestehende Baugruppen verwendet und hierdurch insbesondere zusätzliche Kosten zur Prüfung der Fahrzeugkomponenten minimiert werden können.
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Im vorliegenden Fall kann das Fahrzeug und/oder das Lenksystem insbesondere auch die wenigstens eine Fahrzeugkomponente und/oder wenigstens eine Recheneinheit umfassen, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, das Verfahren zum Prüfen der Fahrzeugkomponente durchzuführen. Darüber hinaus kann das Fahrzeug und/oder das Lenksystem weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise wenigstens ein Steuergerät, wenigstens eine Lenkhandhabe zum Aufbringen eines Handmoments und/oder wenigstens einen Radlenkwinkelsteller, welcher vorteilhaft wenigstens ein Lenkungsstellelement, beispielsweise in Form einer Zahnstange, aufweist. Das Lenksystem kann ferner insbesondere als konventionelles Lenksystem oder als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet sein. Das konventionelle Lenksystem weist insbesondere eine direkte mechanischen Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und dem, insbesondere als Lenkgetriebe ausgebildeten, Radlenkwinkelsteller auf. Das Steer-by-Wire-Lenksystem ist insbesondere in zumindest einem Betriebszustand frei von einer direkten mechanischen Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und dem, insbesondere in diesem Fall auch als „Steering Rack Actuator“ bezeichneten, Radlenkwinkelsteller.
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Ferner soll unter einer „Aktoreinheit“ insbesondere eine, insbesondere mit den lenkbaren Fahrzeugrädern des Fahrzeugs wirkverbundene, Einheit verstanden werden, welche vorteilhaft eine direkte Wirkverbindung mit dem Lenkungsstellelement aufweist und insbesondere dazu vorgesehen ist, ein Lenkmoment an das Lenkungsstellelement zu übertragen und hierdurch vorteilhaft eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Vorzugsweise ist die Aktoreinheit dabei dazu vorgesehen, in dem Normalbetriebszustand ein Lenkmoment zur Unterstützung eines an der Lenkhandhabe aufgebrachten Handmoments oder zur, insbesondere direkten, Verstellung des Lenkungsstellelements und hierdurch insbesondere zur direkten Steuerung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs bereitzustellen. Ferner ist die Aktoreinheit insbesondere dazu vorgesehen, in dem Prüfbetriebszustand eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs selbsttätig zu steuern und insbesondere die für das Fahrmanöver benötigten Lenkbefehle bereitzustellen und/oder umzusetzen und vorteilhaft direkt an das Lenkungsstellelement zu übertragen. Dazu kann die Aktoreinheit wenigstens einen Stellaktor umfassen. Der Stellaktor ist dabei vorteilhaft als Elektromotor, insbesondere als bürstenloser Motor und vorteilhaft als Asynchronmotor oder als permanenterregter Synchronmotor, ausgebildet. Insbesondere kann die Aktoreinheit dabei auch mehrere Stellaktoren umfassen. Vorzugsweise ist die Aktoreinheit zudem als Teil des Radlenkwinkelstellers ausgebildet. 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.
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Des Weiteren soll unter einer „Recheneinheit“ insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Speicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Regelroutine, zumindest eine Berechnungsroutine und/oder zumindest eine Prüfroutine auf. Bevorzugt umfasst die Recheneinheit zudem wenigstens eine mit einem Normalbetriebsmodus verknüpfte Betriebssoftware und/oder wenigstens eine mit einem Prüfbetriebsmodus verknüpfte Prüfsoftware. Vorzugsweise ist die Recheneinheit ferner in das Steuergerät des Fahrzeugs integriert. Unter einem „Normalbetriebszustand“ soll insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, welcher bei einem Normalbetrieb und/oder einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs, insbesondere auf öffentlichen Straßen und insbesondere beim Betrieb des Fahrzeugs durch einen Endnutzer, aktiv ist und/oder verwendet wird. Ferner soll unter einem „Normalbetriebsmodus“ insbesondere ein Betriebsmodus der Aktoreinheit verstanden werden, welcher in dem Normalbetriebszustand aktiv ist und/oder verwendet wird. Unter einem „Prüfbetriebszustand“ soll insbesondere ein von dem Normalbetriebszustand verschiedener Betriebszustand verstanden werden, welcher, vorteilhaft ausschließlich, zum Prüfen, insbesondere zur Anpassung, zur Abstimmung und/oder zur Freigabe, der Fahrzeugkomponente dient und besonders vorteilhaft auf einem abgeschlossenen Testgelände durchgeführt wird. Unter einem „Prüfbetriebsmodus“ soll insbesondere ein von dem Normalbetriebsmodus verschiedener Betriebsmodus der Aktoreinheit verstanden werden, welcher, vorteilhaft ausschließlich, zum Prüfen der Fahrzeugkomponente in dem Prüfbetriebszustand vorgesehen ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Fahrzeugkomponente eine Fahrzeugsoftware, insbesondere eines Fahrdynamikregelsystems, ein, insbesondere mechanisches, Lenkungsbauteil des Lenksystems, wie beispielsweise der Radlenkwinkelsteller oder das Lenkungsstellelement, und/oder ein Fahrwerk des Fahrzeugs ist. Hierdurch können insbesondere sicherheitskritische Fahrzeugkomponenten vorteilhaft einfach geprüft und/oder aufeinander abgestimmt werden.
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Vorteilhaft wird ferner vorgeschlagen, dass das Fahrmanöver automatisiert, insbesondere vollautomatisiert und/oder zumindest teilautomatisiert, ausgeführt wird, wobei wenigstens ein Stellaktor der Aktoreinheit, insbesondere der bereits zuvor genannte Stellaktor, welcher zumindest in dem Prüfbetriebszustand zu einer direkten Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgesehen ist, durch ein Steuergerät des Fahrzeugs, insbesondere das bereits zuvor genannte Steuergerät, angesteuert wird. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft automatisierte und/oder effiziente Durchführung eines Fahrmanövers erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aktoreinheit in dem Prüfbetriebszustand in einen speziellen Prüfbetriebsmodus versetzt wird, in welchem wenigstens eine in einem Normalbetriebsmodus blockierte Betriebsfunktion zugänglich und/oder eine Limitierung wenigstens einer in einem Normalbetriebsmodus limitierten Betriebsfunktion aufgehoben ist. Vorzugsweise ist dabei in dem Prüfbetriebsmodus zumindest eine Limitierung eines maximalen Lenkmoments und/oder eines, insbesondere geschwindigkeitsabhängigen, Lenkgradienten aufgehoben. Darüber hinaus ist der Prüfbetriebsmodus besonders bevorzugt in dem Normalbetriebszustand steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich. Darunter, dass der „Prüfbetriebsmodus in dem Normalbetriebszustand steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch nicht zugänglich ist“ soll insbesondere verstanden werden, dass der Prüfbetriebsmodus in dem Normalbetriebszustand, insbesondere funktionell und/oder strukturell, abgeschalten, nicht ansteuerbar, unerreichbar und/oder unausführbar ist und in dem Normalbetriebszustand somit insbesondere nicht ausgeführt wird und/oder nicht ausführbar ist. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit verbessert und/oder gesetzliche Vorgaben in einem Normalbetriebszustand eingehalten werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in dem Prüfbetriebszustand eine mit einem Normalbetriebsmodus verknüpfte Betriebssoftware durch eine mit einem Prüfbetriebsmodus verknüpfte Prüfsoftware ersetzt wird. Vorzugsweise wird dabei die mit dem Normalbetriebsmodus verknüpfte Betriebssoftware mit der Prüfsoftware überschrieben. Hierdurch können insbesondere in dem Normalbetriebszustand benötigte Ressourcen, insbesondere Speicherressourcen, minimiert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Betriebssicherheit weiter erhöht werden, da ein Zugriff auf die Prüfsoftware im Normalbetriebszustand nicht möglich ist.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass eine mit einem Normalbetriebsmodus verknüpfte Betriebssoftware, insbesondere dauerhaft, in einem ersten Speicherbereich eines Betriebsspeichers des Fahrzeugs und eine mit einem Prüfbetriebsmodus verknüpfte Prüfsoftware, insbesondere dauerhaft, in einem von dem ersten Speicherbereich abgetrennten und gegenüber dem ersten Speicherbereich geschützten zweiten Speicherbereich des Betriebsspeichers hinterlegt ist. Insbesondere kann der Betriebsspeicher dabei dem Speicher der Recheneinheit entsprechen oder als weiterer Speicher des Fahrzeugs ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Speicherbereiche dabei physikalisch und/oder logisch voneinander getrennt. Hierdurch kann insbesondere eine Prüfeffizienz und/oder eine Zeiteffizienz weiter verbessert werden, da auf eine Softwareänderung vorteilhaft verzichtet werden kann.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aktoreinheit eine Wirkverbindung mit wenigstens einer Benutzerschnittstelle aufweist, welche zur Kopplung mit wenigstens einem externen elektronischen Gerät, wie beispielsweise einem Computer, einem Notebook, einem Tablet, einem Smartphone und/oder einem vergleichbaren elektronischen Gerät, vorgesehen ist, wobei zur Prüfung der Fahrzeugkomponente wenigstens ein Prüfparameter über die Benutzerschnittstelle und unter Verwendung des externen elektronischen Geräts eingestellt wird. Insbesondere ist die Aktoreinheit dazu vorgesehen, den Prüfparameter bei der Ausführung des Fahrmanövers zu berücksichtigen und/oder zu verwenden. Der Prüfparameter kann vorteilhaft mit einem auszuführenden Fahrmanöver verknüpft sein und beispielsweise zur Auswahl des Fahrmanövers dienen und/oder eine Abfolge von Lenkbefehlen festlegen, welche für das Fahrmanöver benötigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Prüfparameter beispielsweise einer vorgebbaren Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einem maximalen Lenkmoment entsprechen. Ferner kann die Benutzerschnittstelle vorteilhaft als mechanische Kommunikationsschnittstelle, insbesondere als Diagnoseschnittstelle, wie beispielsweise als OBD2-Buchse, und/oder als drahtlose Kommunikationsschnittstelle, insbesondere als Funkschnittstelle, beispielsweise unter Verwendung eines Bluetooth-Standards, eines Mobilfunk-Standards, eines WLAN-Standards und/oder eines vergleichbaren Funk-Standards, ausgebildet sein. Insbesondere kann das Fahrzeug die Benutzerschnittstelle aufweisen. Hierdurch kann insbesondere eine Steuerung eines Prüfvorgangs vereinfacht werden.
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Zudem geht die Erfindung aus von einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, das zuvor genannte Verfahren durchzuführen, mit wenigstens einer zu prüfenden Fahrzeugkomponente und mit einem Lenksystem, welches eine zumindest teilweise elektrisch und/oder elektronisch ausgebildete Aktoreinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebszustand ein Lenkmoment bereitzustellen.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Aktoreinheit dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Prüfbetriebszustand zur Prüfung, insbesondere zur Anpassung, zur Abstimmung und/oder zur Freigabe, der Fahrzeugkomponente wenigstens ein Fahrmanöver, wie beispielsweise ein plötzlicher Spurwechsel, ein sogenanntes „sine-dwell“-Manöver, ein sogenanntes „fishhook“-Manöver, ein sogenanntes „J-turn“-Manöver und/oder ein sogenanntes „U-turn“-Manöver, auszuführen, vorteilhaft vollautomatisiert und/oder zumindest teilautomatisiert und insbesondere ohne eine aktive Lenkvorgabe an einer Lenkhandhabe. Hierdurch kann insbesondere eine Effizienz, insbesondere eine Prüfeffizienz, eine Zeiteffizienz, eine Bauteileeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Insbesondere kann dabei vorteilhaft auf einen aufwändigen und zeitraubenden Ein- sowie Ausbau eines Lenkroboters verzichtet werden. Auch weisen die bestehenden und aktuell verwendeten Aktoreinheiten in der Regel eine ausreichende Leistung auf, um eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs selbsttätig zu steuern und das entsprechende Fahrmanöver auszuführen, sodass bestehende Baugruppen verwendet und hierdurch insbesondere zusätzliche Kosten zur Prüfung der Fahrzeugkomponenten minimiert werden können.
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Vorteilhaft ist das Lenksystem als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, wodurch insbesondere zumindest bei Lenksystemen, bei welchen ein Lenkbefehl ausschließlich elektrisch weitergeleitet wird, auf einen zusätzlichen Lenkroboter verzichtet werden kann.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug wenigstens eine mit der Aktoreinheit in Wirkverbindung stehende Benutzerschnittstelle, insbesondere die bereits zuvor genannte Benutzerschnittstelle, umfasst, welche zur Kopplung mit wenigstens einem externen elektronischen Gerät, insbesondere dem bereits zuvor genannten externen elektronischen Gerät, vorgesehen ist. Hierdurch kann insbesondere eine Steuerung eines Prüfvorgangs vereinfacht werden.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System mit dem zuvor genannten Fahrzeug und mit dem externen elektronischen Gerät, welches zu einer Kopplung mit der Benutzerschnittstelle vorgesehen ist. Bevorzugt ist das externe elektronische Gerät dabei zu einer drahtlosen Kopplung mit der Benutzerschnittstelle vorgesehen. Darüber hinaus umfasst das externe elektronische Gerät besonders vorteilhaft eine Interfaceeinheit, welche dazu vorgesehen ist, eine Verwaltungsumgebung zur Einstellung wenigstens eines Prüfparameters, insbesondere des bereits zuvor genannten Prüfparameters, bereitzustellen. Unter einer „Interfaceeinheit“ soll dabei insbesondere ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines elektronischen Geräts verstanden werden, welches/welche einem Benutzer zumindest einen Zugriff auf eine Datenbank mit einstellbaren und/oder auswählbaren Prüfparametern und/oder eine Interaktionsmöglichkeit mit einer Prüfsteuerung ermöglicht. Insbesondere umfasst die Interfaceeinheit dazu eine Bedieneinheit, welche beispielsweise zu einer Gesteneingabe und/oder einer Gestensteuerung, einer Spracheingabe und/oder einer Sprachsteuerung und/oder einer Berührungseingabe und/oder einer Berührungssteuerung vorgesehen sein kann, und/oder eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der Verwaltungsumgebung. Unter einer „Verwaltungsumgebung“ soll dabei insbesondere eine, insbesondere virtuelle, Arbeitsumgebung und/oder ein, insbesondere virtueller, Arbeitsbereich verstanden werden, welcher insbesondere zur Verwaltung, vorteilhaft zumindest zur Einstellung und/oder Auswahl, wenigstens eines Prüfparameters vorgesehen ist. Vorteilhaft kann die Verwaltungsumgebung dabei Teil eines zugehörigen Softwareprogramms und/oder einer zugehörigen Applikation sein. Hierdurch kann insbesondere eine Effizienz verbessert und/oder eine vorteilhaft einfache Steuerung des Prüfvorgangs erreicht werden.
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Das Verfahren zum Prüfen der Fahrzeugkomponente, das Fahrzeug und das System sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren zum Prüfen der Fahrzeugkomponente, das Fahrzeug und das System zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, 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.
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Es zeigen:
- 1a-b ein Fahrzeug mit einem beispielhaft als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildeten Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung,
- 2 ein System umfassend das Fahrzeug und ein externes elektronisches Gerät und
- 3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zum Prüfen wenigstens einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 12 mit mehreren Fahrzeugrädern 40 und mit einem Lenksystem 14 in einer vereinfachten Darstellung. Das Lenksystem 14 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 40 auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 12 vorgesehen. Ferner ist das Lenksystem 14 im vorliegenden Fall als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, bei welchem ein Lenkbefehl in zumindest einem Betriebszustand ausschließlich elektrisch an die Fahrzeugräder 40 weitergeleitet wird. Alternativ könnte ein Lenksystem jedoch auch als konventionelles Lenksystem mit einem mechanischen Durchgriff ausgebildet sein.
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Das Lenksystem 14 weist eine an sich bekannte Lenkeingabeeinheit 42 auf, welche wenigstens eine Lenkhandhabe 44, beispielsweise in Form eines Lenkrads, und eine Lenkfunktionseinheit 46, welche auch als „Steering Wheel Actuator“ bezeichnet wird, umfasst. Die Lenkfunktionseinheit 46 ist dazu vorgesehen, Signale, Kräfte und/oder Momente von der Lenkhandhabe 44, insbesondere direkt, zu erfassen und/oder an die Lenkhandhabe 44, insbesondere direkt, zu übertragen. Im vorliegenden Fall ist die Lenkfunktionseinheit 46 einerseits zur Erfassung einer Lenkwinkelinformation von der Lenkhandhabe 44 und andererseits zur Erzeugung eines Lenkwiderstands und/oder eines Rückstellmoments auf die Lenkhandhabe 44 vorgesehen. Alternativ könnte eine Lenkhandhabe auch als Lenkhebel und/oder Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Auch könnte ein Lenksystem prinzipiell frei von einer Lenkeingabeeinheit sein, beispielsweise bei einem autonom fahrenden Fahrzeug.
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Das Lenksystem 14 umfasst ferner einen Radlenkwinkelsteller 48, welcher im vorliegenden Fall auch als „Steering Rack Actuator“ bezeichnet wird. Der Radlenkwinkelsteller 48 ist rein elektrisch mit der Lenkeingabeeinheit 42 verbunden. Der Radlenkwinkelsteller 48 ist als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildet. Der Radlenkwinkelsteller 48 weist eine Wirkverbindung mit zumindest zwei der Fahrzeugräder 40, insbesondere zwei Vorderrädern, auf. Der Radlenkwinkelsteller 48 ist dazu vorgesehen, eine Schwenkbewegung und/oder Drehbewegung der Fahrzeugräder 40 zu bewirken und insbesondere eine Lenkvorgabe in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder 40 umzusetzen.
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Dazu umfasst der Radlenkwinkelsteller 48 ein Lenkungsstellelement 50. Das Lenkungsstellelement 50 ist in eine Axialrichtung beweglich gelagert. Das Lenkungsstellelement 50 ist im vorliegenden Fall als Zahnstange ausgebildet. Das Lenkungsstellelement 50 ist zur Verstellung eines Radwinkels der, insbesondere als Vorderräder ausgebildeten, Fahrzeugräder 40 vorgesehen.
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Darüber hinaus umfasst der Radlenkwinkelsteller 48 eine Aktoreinheit 16. Die Aktoreinheit 16 ist zumindest teilweise elektrisch und/oder elektronisch ausgebildet. Die Aktoreinheit 16 weist eine Wirkverbindung mit dem Lenkungsstellelement 50 auf. Die Aktoreinheit 16 ist dazu vorgesehen, ein Lenkmoment bereitzustellen und an das Lenkungsstellelement 50 zu übertragen. Im vorliegenden Fall ist die Aktoreinheit 16 dazu vorgesehen, in einem Normalbetriebszustand ein Lenkmoment zur, insbesondere direkten, Verstellung des Lenkungsstellelements 50 und hierdurch insbesondere zur direkten Steuerung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 12 bereitzustellen.
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Dazu umfasst die Aktoreinheit 16 wenigstens einen Stellaktor 18. Der Stellaktor 18 ist als Elektromotor, im vorliegenden Fall insbesondere als permanenterregter Synchronmotor, ausgebildet. Der Stellaktor 18 ist zur Erzeugung des Lenkmoments vorgesehen.
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Zur Kopplung des Stellaktors 18 mit dem Lenkungsstellelement 50 umfasst die Aktoreinheit 16 ferner ein Kopplungsgetriebe 52. Das Kopplungsgetriebe 52 kann beispielsweise als Riemengetriebe oder Kettengetriebe mit einem Antriebsritzel ausgebildet sein. Das Kopplungsgetriebe 52 ist dazu vorgesehen, ein Lenkmoment des Stellaktors 18 auf das Lenkungsstellelements 50 zu übertragen, um eine Verstellung des Lenkungsstellelements 50 zu bewirken. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, auf ein Kopplungsgetriebe zu verzichten und einen Stellaktor unmittelbar mit einem Lenkungsstellelement zu koppeln. Ferner könnte eine Aktoreinheit auch Teil einer elektrischen Hilfskraftlenkung sein und insbesondere zur Erzeugung und/oder Bereitstellung einer elektrischen Lenkunterstützung oder Teil einer elektrischen Überlagerungslenkung und/oder Fremdkraftlenkung und insbesondere zur Erzeugung und/oder Bereitstellung eines Zusatzlenkwinkels und/oder einer variablen Lenkübersetzung vorgesehen sein.
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Darüber hinaus weist das Lenksystem 14 ein Steuergerät 20 auf. Das Steuergerät 20 ist im vorliegende Fall Teil des Radlenkwinkelstellers 48 und insbesondere unmittelbar mit der Aktoreinheit 16 gekoppelt. Dabei bilden das Steuergerät 20 und die Aktoreinheit 16 eine gemeinsame Baugruppe, ein sogenanntes „Powerpack“, aus. Das Steuergerät 20 weist ferner eine Wirkverbindung mit der Lenkeingabeeinheit 42 auf. Das Steuergerät 20 ist zumindest dazu vorgesehen, in einem Normalbetriebszustand die Aktoreinheit 16 in Abhängigkeit von einem Signal der Lenkeingabeeinheit 42 anzusteuern.
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Dazu umfasst das Steuergerät 20 eine Recheneinheit 32. Die Recheneinheit 32 umfasst zumindest einen Prozessor 54, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher 22. Zudem umfasst die Recheneinheit 32 zumindest eine im Betriebsspeicher 22 hinterlegte und mit einem Normalbetriebsmodus verknüpfte Betriebssoftware. Die Betriebssoftware umfasst ein Betriebsprogramm mit zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Steuerroutine und zumindest einer Regelroutine. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, ein Steuergerät getrennt von einer Aktoreinheit auszubilden. In diesem Zusammenhang könnt ein Steuergerät beispielsweise auch einer Lenkeingabeeinheit zugeordnet sein. Zudem könnte ein Lenksystem und/oder ein Fahrzeug auch eine einzelnes zentrales Steuergerät mit einer zentralen Recheneinheit aufweisen. Ferner könnte eine Betriebssoftware auch auf einem weiteren Betriebsspeicher des Fahrzeugs hinterlegt sein.
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Des Weiteren weist das Fahrzeug 12 eine Benutzerschnittstelle 28 auf. Die Benutzerschnittstelle 28 ist im vorliegenden Fall als drahtlose Kommunikationsschnittstelle, insbesondere als Funkschnittstelle, ausgebildet. Die Benutzerschnittstelle 28 ist zur Kopplung mit wenigstens einem externen elektronischen Gerät 30 vorgesehen, welches im vorliegenden Fall beispielhaft als Notebook ausgebildet ist (vgl. auch 2). Die Benutzerschnittstelle 28 ist dabei insbesondere als geschützte Benutzerschnittstelle ausgebildet, vorteilhaft derart, dass ein Endnutzer keinen direkten Zugriff und/oder lediglich eingeschränkten Zugriff auf die Benutzerschnittstelle 28 erhält. Ferner weist die Benutzerschnittstelle 28 eine Wirkverbindung mit der Aktoreinheit 16 und/oder dem Steuergerät 20 auf. Die Benutzerschnittstelle 28 gewährt im vorliegenden Fall Zugriff auf die Aktoreinheit 16, insbesondere zu einer Ansteuerung der Aktoreinheit 16, und/oder das Steuergerät 20, insbesondere zu einer Anpassung des Betriebsspeichers 22 des Steuergeräts 20. Alternativ könnte eine Benutzerschnittstelle jedoch auch als mechanische Kommunikationsschnittstelle, wie beispielsweise als OBD2-Buchse, ausgebildet sein. Darüber hinaus ist denkbar, auf eine Benutzerschnittstelle vollständig zu verzichten.
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Zum Prüfen wenigstens einer Fahrzeugkomponente 10, wie beispielsweise einer Fahrzeugsoftware eines Fahrdynamikregelsystems und/oder eines Fahrwerks, wird in einem Prüfbetriebszustand durch die Aktoreinheit 16 wenigstens ein Fahrmanöver, wie beispielsweise ein plötzlicher Spurwechsel, ein „sine-dwell“-Manöver, ein „fishhook“-Manöver, ein „J-turn“-Manöver und/oder ein „U-turn“-Manöver, durchgeführt und zwar vollautomatisiert und/oder zumindest teilautomatisiert und insbesondere ohne eine aktive Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 44, sodass vorteilhaft auf einen aufwändigen und zeitraubenden Ein- sowie Ausbau eines Lenkroboters verzichtet werden kann.
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Dazu wird die Aktoreinheit 16 in dem Prüfbetriebszustand in einen speziellen Prüfbetriebsmodus versetzt, in welchem wenigstens eine in einem Normalbetriebsmodus blockierte Betriebsfunktion zugänglich und/oder eine Limitierung wenigstens einer in einem Normalbetriebsmodus limitierten Betriebsfunktion aufgehoben ist. Im vorliegenden Fall wird dabei zumindest eine Limitierung eines maximalen Lenkmoments und/oder eines, insbesondere geschwindigkeitsabhängigen, Lenkgradienten aufgehoben.
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Im vorliegenden Fall wird in dem Prüfbetriebszustand zudem die mit dem Normalbetriebsmodus verknüpfte Betriebssoftware, welche im vorliegenden Fall insbesondere in dem Betriebsspeicher 22 hinterlegt ist, durch eine mit einem Prüfbetriebsmodus verknüpfte Prüfsoftware ersetzt. Die Betriebssoftware kann dabei vorteilhaft durch die Prüfsoftware vollständig überschrieben werden, wodurch eine besonders hohe Betriebssicherheit erreicht werden kann. Alternativ kann die Betriebssoftware jedoch auch in einem ersten Speicherbereich des Betriebsspeichers 22 und die Prüfsoftware in einem von dem ersten Speicherbereich abgetrennten und gegenüber dem ersten Speicherbereich geschützten zweiten Speicherbereich des Betriebsspeichers 22 hinterlegt sein. In letzterem Fall ist beispielsweise denkbar, eine zu verwendende Software, insbesondere die Betriebssoftware und/oder die Prüfsoftware, über die Benutzerschnittstelle 28 sowie unter Verwendung einer entsprechenden Autorisierung auszuwählen. Die Prüfsoftware umfasst ein Betriebsprogramm mit zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Regelroutine und zumindest einer Prüfroutine.
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Mittels der Prüfsoftware wird anschließend das Fahrmanöver automatisiert, insbesondere vollautomatisiert und/oder zumindest teilautomatisiert, ausgeführt, wobei der Stellaktor 18 der Aktoreinheit 16, welcher zumindest in dem Prüfbetriebszustand zu einer direkten Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 12 vorgesehen ist, durch das Steuergerät 20 direkt angesteuert wird.
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Darüber hinaus kann zur Prüfung der Fahrzeugkomponente 10 wenigstens ein Prüfparameter über die Benutzerschnittstelle 28 und unter Verwendung des externen elektronischen Geräts 30 eingestellt werden. Der Prüfparameter ist mit einem auszuführenden Fahrmanöver verknüpft. Der Prüfparameter ist im vorliegenden Fall zur Auswahl des Fahrmanövers und/oder einer Abfolge von Lenkbefehlen, welche für das Fahrmanöver benötigt werden, vorgesehen. Zusätzlich kann durch den Prüfparameter eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder ein maximales Lenkmoment vorgegeben werden.
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Alternativ ist denkbar, in einem Prüfbetriebszustand eine in einem Normalbetriebsmodus blockierte Betriebsfunktion und/oder eine Limitierung wenigstens einer in einem Normalbetriebsmodus limitierten Betriebsfunktion lediglich aufzuheben und dabei insbesondere auf einen Wechsel zwischen einer in einem Normalbetriebszustand verwendeten Betriebssoftware und einer Prüfsoftware zu verzichten. Zudem ist denkbar, in einem Prüfbetriebszustand ein externes elektronisches Gerät zur Fahrzeugsteuerung und somit insbesondere zur direkten Ansteuerung einer Aktoreinheit, insbesondere eines Stellaktors, zu verwenden. Ferner könnte eine Auswahl wenigstens eines Prüfparameters prinzipiell auch vollautomatisiert über ein Steuergerät des Fahrzeugs erfolgen.
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2 zeigt ein System 34 umfassend das Fahrzeug 12 und das externe elektronische Gerät 30.
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Das externe elektronische Gerät 30 ist zur Kopplung mit der Benutzerschnittstelle 28 des Fahrzeugs 12 vorgesehen und im vorliegenden Fall beispielhaft als Notebook ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist das externe elektronische Gerät 30 dabei zu einer drahtlosen Kopplung mit der Benutzerschnittstelle 28, beispielsweise unter Verwendung eines Bluetooth-Standards, eines Mobilfunk-Standards und/oder eines WLAN-Standards, vorgesehen.
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Ferner ist das externe elektronische Gerät 30 zur Einstellung des Prüfparameters vorgesehen. Dazu umfasst das externe elektronische Gerät 30 eine Interfaceeinheit 36. Die Interfaceeinheit 36 weist eine Datenverbindung zu einer Datenbank (nicht dargestellt) mit einstellbaren und/oder auswählbaren Prüfparametern auf. Die Interfaceeinheit 36 ist dazu vorgesehen, eine Verwaltungsumgebung 38 bereitzustellen. Die Verwaltungsumgebung 38 ist dabei Teil eines zugehörigen Softwareprogramms und/oder einer zugehörigen Applikation. Die Verwaltungsumgebung 38 dient zur Einstellung und/oder Auswahl wenigstens eines Prüfparameters, insbesondere aus einer Mehrzahl vordefinierter Prüfparameter, aus der Datenbank.
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Dazu umfasst die Interfaceeinheit 36 eine Bedieneinheit 56. Die Bedieneinheit 56 ist zu einer Berührungseingabe und/oder einer Berührungssteuerung vorgesehen. Die Bedieneinheit 56 ist im vorliegenden Fall als Maus-Tastatur-Eingabeeinheit ausgebildet. Ferner weist die Interfaceeinheit 36 eine Anzeigeeinheit 58 auf. Die Anzeigeeinheit 58 ist in zumindest einem Betriebszustand zu einer Anzeige der Verwaltungsumgebung 38 vorgesehen.
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3 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Prüfen der Fahrzeugkomponente 10, wobei die Recheneinheit 32 dazu vorgesehen ist, das Verfahren durchzuführen und dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln aufweist.
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In einem Verfahrensschritt 60 wird die mit dem Normalbetriebsmodus verknüpfte Betriebssoftware, welche im vorliegenden Fall insbesondere in dem Betriebsspeicher 22 hinterlegt ist, durch die mit dem Prüfbetriebsmodus verknüpfte Prüfsoftware ersetzt und die Aktoreinheit 16 in einen speziellen Prüfbetriebsmodus versetzt.
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In einem Verfahrensschritt 62 wird wenigstens ein Prüfparameter über die Benutzerschnittstelle 28 und unter Verwendung des externen elektronischen Geräts 30 eingestellt und dabei zumindest ein durchzuführendes Fahrmanöver ausgewählt.
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In einem Verfahrensschritt 64 wird zum Prüfen der Fahrzeugkomponente 10 durch die Aktoreinheit 16 das zuvor ausgewählte Fahrmanöver durchgeführt und zwar ohne eine aktive Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 44.
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In einem Verfahrensschritt 66 werden zur Bewertung der Fahrzeugkomponente 10 bei dem Prüfvorgang gesammelte Daten ausgewertet.
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In einem Verfahrensschritt 68 wird überprüft, ob die zu prüfende Fahrzeugkomponente 10 definierte und/oder definierbare Sollvorgaben erfüllt.
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Anschließend wird die Prüfung der Fahrzeugkomponente 10 entweder beendet, was einem Verfahrensschritt 70 entspricht, oder fortgesetzt und es folgt wiederum Verfahrensschritt 62, sodass wenigstens ein Prüfparameter variiert werden kann.
