DE102018215487B4

DE102018215487B4 - Verfahren zur Führung, insbesondere Querführung, eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018215487B4
Application number: DE102018215487.2A
Authority: DE
Inventors: Arnulf Heilig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2038-09-13
Also published as: DE102018215487A1

Abstract

Verfahren zur Führung, insbesondere Querführung, eines Fahrzeugs (10), wobei das Fahrzeug (10) ein Lenksystem (12) mit wenigstens einer Reglereinheit (14) zur Ansteuerung eines Lenkaktuators (16) umfasst, und wobei zumindest in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus eine Abweichungskenngröße (17) zwischen einer Ist-Trajektorie des Fahrzeugs (10) und einer Soll-Trajektorie des Fahrzeugs (10) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Abweichungskenngröße (17) ein Soll-Handmoment (18) ermittelt und zur Führung des Fahrzeugs (10) ein Ist-Handmoment (20) mittels der Reglereinheit (14) auf das Soll-Handmoment (18) eingeregelt wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Führung, insbesondere Querführung, eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zudem betrifft die Erfindung eine Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Recheneinheit.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, welche ein konventionelles Lenksystem mit einer Lenkhandhabe, einem Lenkgetriebe und einer Lenksäule zur mechanischen Verbindung der Lenkhandhabe mit dem Lenkgetriebe umfassen. Ferner kann das Lenksystem einen Lenkaktuator, beispielsweise in Form eines Servomotors, sowie eine Reglereinheit zur Ansteuerung des Lenkaktuators aufweisen. Die Reglereinheit dient in einem manuellen Fahrbetriebsmodus zur Lenkunterstützung und kann beispielsweise zur Regelung in Abhängigkeit einer Zahnstangenkraft vorgesehen sein. Ferner kann die Reglereinheit in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus zur Spurführung des Fahrzeugs dienen und dabei zur direkten Führung des Fahrzeugs in Abhängigkeit einer Zahnstangenposition vorgesehen sein. Ein Handmoment, welches der Fahrer an der Lenkhandhabe wahrnimmt, ergibt sich in diesem Fall unmittelbar aus der bestehenden Reglerapplikation, sodass kein spezifisches Handmoment, beispielsweise abhängig von der Abweichung des Fahrzeugs von einer Soll-Trajektorie, vorgegeben werden kann.
Ferner ist aus der DE 10 2007 058 078 A1 ein gattungsgemäßes Verfahren zur Führung eines Fahrzeugs bekannt, wobei zumindest in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus eine Fahrspur erfasst und eine Abweichung zwischen einer Ist-Trajektorie des Fahrzeugs und einer Soll-Trajektorie des Fahrzeugs ermittelt wird. In diesem Fall wird in Abhängigkeit von der Abweichung ein Zusatzlenkmoment ermittelt wird, welches beispielsweise mittels eines Getriebes auf ein Handmoment des Kraftfahrzeugführers zu einem Gesamtlenkmoment aufaddiert wird.
Zudem ist aus der DE 10 2006 060 628 A1 ein Verfahren zur Führung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Darüber hinaus sind in der DE 10 2004 058 676 A1 , der DE 10 2017 211 795 A1 sowie der DE 103 12 513 A1 ähnliche Verfahren zur Spurhaltelenkunterstützung in einem Fahrzeug unter Verwendung eines Fahrspurreglers vorgeschlagen worden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein Verfahren zur Führung eines Fahrzeugs mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Lenkgefühls bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 12 und 13 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Führung, insbesondere Querführung, eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Lenksystem mit wenigstens einer Reglereinheit zur Ansteuerung eines Lenkaktuators umfasst, und wobei zumindest in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus, insbesondere in einem Spurführungs- und/oder Spurwechselbetrieb, eine Abweichungskenngröße zwischen einer Ist-Trajektorie des Fahrzeugs und einer Soll-Trajektorie des Fahrzeugs ermittelt wird.
Es wird vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit von der Abweichungskenngröße ein Soll-Handmoment ermittelt und zur, insbesondere automatischen und/oder automatisierten, Führung des Fahrzeugs ein Ist-Handmoment mittels der Reglereinheit auf das Soll-Handmoment eingeregelt wird. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere ein Lenkgefühl verbessert werden, wobei vorteilhaft ein spezifisches Handmoment, welches abhängig von einer Abweichung des Fahrzeugs von der Soll-Trajektorie ist, vorgegeben werden kann. Zudem kann insbesondere eine vorteilhaft hohe Flexibilität und/oder Funktionsvielfalt erreicht werden.
Insbesondere ist das Fahrzeug dazu vorgesehen, in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus der Soll-Trajektorie zu folgen, wobei eine Ist-Trajektorie des Fahrzeugs beispielsweise aufgrund eines Handmoments und/oder eines Lenkeingriffs eines Fahrers von der Soll-Trajektorie abweichen kann. Ferner kann das Fahrzeug und/oder das Lenksystem im vorliegenden Fall insbesondere wenigstens einen Lenkaktuator, insbesondere den bereits zuvor genannten Lenkaktuator, und/oder wenigstens eine Recheneinheit umfassen, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, das Verfahren zur Führung des Fahrzeugs 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, wenigstens ein Lenkgetriebe, welches vorteilhaft wenigstens eine Zahnstange aufweist, und/oder wenigstens eine Sensoreinheit zur Erfassung des Ist-Handmoments, der Ist-Trajektorie, einer Ist-Lage des Lenkaktuators, einer Ist-Geschwindigkeit des Lenkaktuators und/oder wenigstens einer mit dem Ist-Handmoment, der Ist-Trajektorie, der Ist-Lage des Lenkaktuators und/oder der Ist-Geschwindigkeit des Lenkaktuators korrelierten Erfassungsgröße. Das Lenksystem ist ferner vorteilhaft als konventionelles Lenksystem mit einem mechanischen Durchgriff ausgebildet und weist demnach insbesondere eine mechanische Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und dem Lenkgetriebe und/oder den gelenkten Fahrzeugrädern auf. 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.
Unter einem „Lenkaktuator“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine, insbesondere elektrisch ausgebildete, Aktuatoreinheit verstanden werden, welche vorteilhaft eine direkte Wirkverbindung mit der Zahnstange aufweist und insbesondere dazu vorgesehen ist, ein Lenkmoment an die Zahnstange zu übertragen und hierdurch vorteilhaft eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Vorzugsweise ist der Lenkaktuator dazu vorgesehen, ein Lenkmoment zur Unterstützung eines an der Lenkhandhabe aufgebrachten Handmoments und/oder ein Lenkmoment zur, insbesondere direkten, Verstellung der Fahrzeugräder und hierdurch insbesondere zur selbsttätigen und/oder autonomen Steuerung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs bereitzustellen. Dazu kann der Lenkaktuator wenigstens einen Elektromotor umfassen. Der Elektromotor ist vorteilhaft als bürstenloser Motor und bevorzugt als Asynchronmotor oder als permanenterregter Synchronmotor ausgebildet. Ferner soll unter einer „Reglereinheit“ insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, eine Regelfunktionalität zum Betrieb des Lenkaktuators bereitzustellen. Im vorliegenden Fall ist die Reglereinheit insbesondere als Handmomentregler ausgebildet und insbesondere zumindest zur Regelung des Ist-Handmoments in Abhängigkeit von dem Soll-Handmoment vorgesehen, wobei das Soll-Handmoment insbesondere einer Führungsgröße und das Ist-Handmoment einer Regelgröße entspricht. Zudem entspricht eine Stellgröße der Reglereinheit insbesondere einem Ansteuersignal des Lenkaktuators. Die Reglereinheit ist dabei vorteilhaft speziell an den teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus angepasst und/oder speziell für den teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus appliziert und/oder bedatet. Zudem ist die Reglereinheit besonders bevorzugt als PID-Regler ausgebildet. Vorzugsweise ist die Reglereinheit ferner in das Steuergerät des Fahrzeugs und/oder des Lenksystems integriert.
Des Weiteren soll unter einer „Recheneinheit“ insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit 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 Auswerteroutine auf. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, zumindest in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus ein Ist-Handmoment, eine Ist-Trajektorie des Fahrzeugs, eine Soll-Trajektorie des Fahrzeugs und/oder wenigstens eine mit dem Ist-Handmoment, der Ist-Trajektorie und/oder der Soll-Trajektorie korrelierte Größe zu ermitteln. Zudem ist die Recheneinheit insbesondere dazu vorgesehen, eine Abweichungskenngröße zwischen der Ist-Trajektorie des Fahrzeugs und der Soll-Trajektorie des Fahrzeugs zu ermitteln. Ferner ist die Recheneinheit insbesondere dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von der Abweichungskenngröße zwischen der Ist-Trajektorie und der Soll-Trajektorie ein Soll-Handmoment zu ermitteln und zur, insbesondere automatischen und/oder automatisierten, Führung des Fahrzeugs die Reglereinheit derart anzusteuern, dass das Ist-Handmoment mittels der Reglereinheit auf das Soll-Handmoment eingeregelt wird. Vorzugsweise ist die Recheneinheit ferner in das Steuergerät des Fahrzeugs und/oder des Lenksystems integriert. Unter einer „Abweichungskenngröße“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einer Abweichung zwischen der Ist-Trajektorie und der Soll-Trajektorie korreliert ist. Insbesondere kann wenigstens anhand der Abweichungskenngröße auf eine absolute Abweichung zwischen der Ist-Trajektorie und der Soll-Trajektorie, auf eine relative Abweichung zwischen der Ist-Trajektorie und der Soll-Trajektorie und/oder auf eine Änderungsrate einer Abweichung zwischen der Ist-Trajektorie und der Soll-Trajektorie geschlossen werden. insbesondere kann die Abweichungskenngröße dabei auch direkt einer Abweichung zwischen der Ist-Trajektorie des Fahrzeugs und der Soll-Trajektorie des Fahrzeugs und/oder bevorzugt einer Abweichung zwischen einer Ist-Zahnstangenposition und einer Soll-Zahnstangenposition entsprechen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ist-Trajektorie zumindest anhand einer Ist-Zahnstangenposition und/oder die Soll-Trajektorie zumindest anhand einer Soll-Zahnstangenposition ermittelt wird, wodurch insbesondere eine vorteilhaft einfache und/oder effiziente Ermittlung der Ist-Trajektorie und/oder der Soll-Trajektorie erreicht werden kann. Zudem kann vorteilhaft eine bereits vorhandene Sensoreinheit zur Ermittlung der Ist-Trajektorie und/oder der Soll-Trajektorie genutzt werden. Vorteilhaft wird in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus zur Führung des Fahrzeugs eine mit der Soll-Trajektorie korrelierte Soll-Zahnstangenposition vorgegeben, beispielsweise durch die Recheneinheit. Zudem wird in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus zur Führung des Fahrzeugs vorzugsweise eine mit der Ist-Trajektorie korrelierte Ist-Zahnstangenposition ermittelt. Darüber hinaus wird die Abweichungskenngröße besonders vorteilhaft anhand einer Abweichung zwischen der Ist-Zahnstangenposition und der Soll-Zahnstangenposition ermittelt. Alternativ oder zusätzlich könnte die Ist-Trajektorie insbesondere auch zumindest anhand eines Ist-Lenkwinkels und/oder einer Ist-Lage des Lenkaktuators und/oder die Soll-Trajektorie zumindest anhand eines Soll-Lenkwinkels und/oder einer Soll-Lage des Lenkaktuators ermittelt werden. Zudem könnte die Ist-Trajektorie und/oder die Soll-Trajektorie alternativ oder zusätzlich insbesondere auch durch ein Navigationssystem und/oder eine Umfeldsensorik des Fahrzeugs ermittelt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zur Ermittlung des Soll-Handmoments wenigstens eine Kennlinie verwendet wird. Unter einer „Kennlinie“ soll insbesondere zumindest eine Referenzkurve und/oder eine Referenztabelle mit Referenzwerten verstanden werden. Insbesondere hängt die Kennlinie dabei von zwei voneinander abhängigen physikalischen Größen ab und ist insbesondere in dem Betriebsspeicher, vorteilhaft als Wertetabelle, hinterlegt. Im vorliegenden Fall bildet die Kennlinie besonders bevorzugt ein Handmoment über einer Abweichungskenngröße zwischen einer Ist-Trajektorie und einer Soll-Trajektorie ab. Hierdurch kann insbesondere ein Rechenaufwand reduziert und eine vorteilhaft schnelle Ermittlung des Soll-Handmoments erreicht werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass bei der Ermittlung des Soll-Handmoments eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt wird. insbesondere kann das Fahrzeug und/oder das Lenksystem in diesem Fall wenigstens eine weitere Sensoreinheit zur Erfassung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder wenigstens einer mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit korrelierten Erfassungsgröße aufweisen. Vorteilhaft wird die Kennlinie dabei zumindest in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit aus einem Kennlinienfeld ausgewählt. Unter einem „Kennlinienfeld“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Objekt verstanden werden, welches mehrere, insbesondere wenigstens zwei, vorteilhaft wenigstens drei und besonders bevorzugt wenigstens vier, Kennlinien aufweist und insbesondere von zumindest drei voneinander abhängigen physikalischen Größen abhängt. Hierdurch kann insbesondere ein besonders gutes und an eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit angepasstes Lenkgefühl erreicht werden.
Eine besonders hohe Flexibilität und/oder Funktionsvielfalt kann insbesondere erreicht werden, wenn ein, insbesondere von einem Fahrer, einstellbarer und/oder auswählbarer Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter ermittelt wird und die Kennlinie und/oder das Kennlinienfeld in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter derart angepasst wird, dass für verschiedene Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter verschiedene Lenkwiderstände, insbesondere an der Lenkhandhabe, eingestellt werden und/oder ein Lenkwiderstand, insbesondere an der Lenkhandhabe, in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter angepasst wird. Die Kennlinie und/oder das Kennlinienfeld sind somit vorteilhaft anpassbar ausgebildet und können in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter und/oder einem mit dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter korrelierten Faktor angepasst, insbesondere gestaucht und/oder gestreckt, werden. Der Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter kann insbesondere einer bestimmten Fahrweise eines Fahrers und/oder des Fahrzeugs, wie beispielsweise einer sportlichen oder einer sanften Fahrweise, zugeordnet sein.
Eine Bewegung und/oder eine Beweglichkeit der Lenkhandhabe könnte beispielsweise mittels einer mechanischen Dämpfungseinheit gedämpft werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass, insbesondere direkt, bei der Ermittlung des Soll-Handmoments ein Dämpfungsmoment berücksichtigt wird, wodurch insbesondere eine Kosteneffizienz verbessert werden kann. Vorteilhaft ergibt sich das Dämpfungsmoment dabei aus einer Betriebskenngröße des Lenkaktuators, insbesondere einer Ist-Geschwindigkeit des Lenkaktuators, welche beispielsweise mittels der bereits zuvor genannten Sensoreinheit erfasst werden kann. Besonders vorteilhaft wird das Dämpfungsmoment mit einem, bevorzugt aus der Kennlinie erhaltenen, ungedämpften Soll-Handmoment verrechnet und/oder überlagert, um das, insbesondere einzuregelnde, Soll-Handmoment zu ermitteln.
Bevorzugt wird zur Ermittlung des Dämpfungsmoments wenigstens eine weitere Kennlinie verwendet. In diesem Fall bildet die weitere Kennlinie vorteilhaft ein Dämpfungsmoment über einer Betriebskenngröße des Lenkaktuators, bevorzugt einer Ist-Geschwindigkeit des Lenkaktuators, ab. Hierdurch kann insbesondere ein Rechenaufwand reduziert und eine vorteilhaft schnelle Ermittlung des Dämpfungsmoments erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass bei der Ermittlung des Dämpfungsmoments eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt wird. Insbesondere kann das Fahrzeug und/oder das Lenksystem in diesem Fall wenigstens eine weitere Sensoreinheit zur Erfassung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder wenigstens einer mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit korrelierten Erfassungsgröße aufweisen. Vorteilhaft wird die weitere Kennlinie dabei zumindest in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit aus einem weiteren Kennlinienfeld ausgewählt. Hierdurch kann insbesondere ein besonders gutes und an eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit angepasstes Lenkgefühl erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass ein, insbesondere von einem Fahrer, einstellbarer und/oder auswählbarer Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter, insbesondere der bereits zuvor genannte Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter, ermittelt wird und die weitere Kennlinie und/oder das weitere Kennlinienfeld in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter angepasst wird, insbesondere derart, dass sich das Dämpfungsmoment in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter verändert. Die weitere Kennlinie und/oder das weitere Kennlinienfeld sind somit vorteilhaft anpassbar ausgebildet und können in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter und/oder einem mit dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter korrelierten weiteren Faktor angepasst, insbesondere gestaucht und/oder gestreckt, werden. Hierdurch kann insbesondere eine Flexibilität und/oder eine Funktionsvielfalt weiter erhöht und ein besonders komfortables Lenkgefühl bereitgestellt werden.
Die Reglereinheit könnte beispielsweise einen anpassbaren Regelkreis oder zwei Regelkreise, insbesondere für einen manuellen Fahrbetriebsmodus und einen teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus, aufweisen. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass das Lenksystem wenigstens eine von der Reglereinheit separate und vorteilhaft steuerungstechnisch von der Reglereinheit isolierte weitere Reglereinheit zur Ansteuerung des Lenkaktuators umfasst, wobei die weitere Reglereinheit zumindest in einem manuellen Fahrbetriebsmodus, insbesondere zur Lenkunterstützung und/oder zur Führung des Fahrzeugs, verwendet und/oder eingesetzt wird. Vorzugsweise ist die weitere Reglereinheit als Lenkungsregler ausgebildet und insbesondere zur Regelung einer Zahnstangenkraft vorgesehen, wobei eine weitere Stellgröße der weiteren Reglereinheit insbesondere einem weiteren Ansteuersignal des Lenkaktuators entspricht. Die weitere Reglereinheit ist dabei vorteilhaft speziell an den manuellen Fahrbetriebsmodus angepasst und/oder speziell für den manuellen Fahrbetriebsmodus appliziert und/oder bedatet. Vorzugsweise ist die weitere Reglereinheit in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus inaktiv oder ausgeblendet, während die Reglereinheit vorteilhaft in dem manuellen Fahrbetriebsmodus inaktiv oder ausgeblendet ist. Vorzugsweise ist die weitere Reglereinheit zudem in das Steuergerät des Fahrzeugs und/oder des Lenksystems integriert. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit erhöht werden. Zudem kann für jeden Fahrbetriebsmodus eine speziell applizierte Reglereinheit verwendet werden, wodurch insbesondere ein speziell an den entsprechenden Fahrbetriebsmodus angepasstes Handmoment bereitgestellt werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass ein Wechsel zwischen der Reglereinheit und der weiteren Reglereinheit, vorteilhaft in Form einer Überblendung zwischen den Reglereinheiten, während einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs durchgeführt wird, wodurch insbesondere ein vorteilhaft unauffälliger Wechsel zwischen den Reglereinheiten realisiert werden kann, welcher insbesondere von einem Fahrer nicht bzw. kaum wahrnehmbar ist. Zudem kann insbesondere eine Betriebssicherheit und/oder ein Fahrkomfort weiter erhöht werden.
Das Verfahren, die Recheneinheit und das Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. insbesondere können das Verfahren, die Recheneinheit 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 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Aspekte der Erfindung. Der Fachmann wird diese Aspekte zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

Fig. la-b ein Fahrzeug mit einem Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung,
2 eine schematische Darstellung eines Signalflussdiagramms eines Verfahrens zur Führung des Fahrzeugs in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus,
3 ein Schaubild einer Kennlinie zur Ermittlung eines, insbesondere ungedämpften, Soll-Handmoments,
4 ein Schaubild einer weiteren Kennlinie zur Ermittlung eines Dämpfungsmoments und
5 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zur Führung des Fahrzeugs.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 10 mit mehreren Fahrzeugrädern 42 und mit einem Lenksystem 12 in einer vereinfachten Darstellung. Das Lenksystem 12 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 42 auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Im vorliegenden Fall ist das Lenksystem 12 als konventionelles Lenksystem mit einem mechanischen Durchgriff ausgebildet. Ferner ist das Lenksystem 12 als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet und weist im vorliegenden Fall insbesondere eine elektrische Hilfskraftlenkung auf. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, ein Lenksystem mit einer elektrischen Überlagerungslenkung und/oder Fremdkraftlenkung auszubilden.
Das Lenksystem 12 umfasst eine, im vorliegenden Fall beispielhaft als Lenkrad ausgebildete, Lenkhandhabe 40 zum Aufbringen eines Handmoments, ein beispielhaft als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildetes Lenkgetriebe 44, welches wenigstens eine Zahnstange 45 aufweist und dazu vorgesehen, eine Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 40 in eine Lenkbewegung der, im vorliegenden Fall insbesondere als Vorderräder ausgebildeten, Fahrzeugräder 42 umzusetzen, und eine Lenksäule 46 zur, insbesondere mechanischen, Verbindung der Lenkhandhabe 40 mit dem Lenkgetriebe 44. Alternativ könnte eine Lenkhandhabe auch als Lenkhebel und/oder Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Zudem könnte eine Lenksäule auch lediglich zeitweise eine Lenkhandhabe mit einem Lenkgetriebe verbinden und/oder eine mechanische Trennung aufweisen.
Darüber hinaus umfasst das Lenksystem 12 einen Lenkaktuator 16. Der Lenkaktuator 16 ist zumindest teilweise elektrisch ausgebildet. Der Lenkaktuator 16 ist dazu vorgesehen, ein Lenkmoment bereitzustellen und in das Lenkgetriebe 44 einzubringen. Im vorliegenden Fall ist der Lenkaktuator 16 zumindest dazu vorgesehen, in einem manuellen Fahrbetriebsmodus ein Lenkmoment in Form eines Unterstützungsmoments zur Unterstützung eines von einem Fahrer aufgebrachten Handmoments und in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus ein Lenkmoment zur direkten Verstellung der, insbesondere als Vorderräder ausgebildeten, Fahrzeugräder 42 und hierdurch insbesondere zur selbsttätigen und/oder autonomen Steuerung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 bereitzustellen.
Dazu umfasst der Lenkaktuator 16 wenigstens einen Elektromotor 48. Der Elektromotor 48 ist als Servomotor, im vorliegenden Fall insbesondere als permanenterregter Synchronmotor, ausgebildet. Der Elektromotor 48 ist mit dem Lenkgetriebe 44 gekoppelt und zur Erzeugung des Lenkmoments vorgesehen. Alternativ könnte ein Lenkaktuator jedoch auch mehrere Elektromotoren aufweisen.
Ferner umfasst das Lenksystem 12 wenigstens eine Sensoreinheit 50, 52, im vorliegenden Fall insbesondere eine erste Sensoreinheit 50 und eine zweite Sensoreinheit 52. Die erste Sensoreinheit 50 ist der Lenksäule 46 zugeordnet. Die erste Sensoreinheit 50 ist im vorliegenden Fall als Lenksensor, insbesondere als Drehmomentsensor, ausgebildet und zur Erfassung eines, insbesondere an der Lenkhandhabe 40 aufgebrachten, Ist-Handmoments 20 vorgesehen. Die zweite Sensoreinheit 52 ist dem Lenkaktuator 16 zugeordnet. Die zweite Sensoreinheit 52 ist im vorliegenden Fall beispielhaft als Rotorlagesensor ausgebildet. Die zweite Sensoreinheit 52 ist zur Erfassung wenigstens einer Betriebskenngröße 54 des Lenkaktuators 16 vorgesehen. Die Betriebskenngröße 54 entspricht dabei insbesondere einer mit einer Ist-Trajektorie des Fahrzeugs 10 und einer Ist-Geschwindigkeit des Lenkaktuators 16 korrelierten Erfassungsgröße. Prinzipiell könnte eine erste Sensoreinheit und/oder eine zweite Sensoreinheit jedoch auch als beliebige andere Sensoreinheit ausgebildet sein, wie beispielsweise als Winkeldifferenzsensor oder dergleichen.
Zudem kann das Fahrzeug 10 weitere Sensoreinheiten, insbesondere zumindest eine dritte Sensoreinheit 56, umfassen. Die dritte Sensoreinheit 56 ist dabei beispielhaft als Geschwindigkeitssensor ausgebildet und zur Erfassung einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit 58 des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Grundsätzlich könnte eine dritte Sensoreinheit auch Teil eines Lenksystems sein. Zudem könnte prinzipiell auf eine dritte Sensoreinheit auch verzichtet werden.
Des Weiteren weist das Fahrzeug 10 ein Steuergerät 60 auf. Das Steuergerät 60 ist im vorliegenden Fall beispielhaft als Lenkungssteuergerät ausgebildet und folglich Teil des Lenksystems 12. Das Steuergerät 60 weist eine Wirkverbindung mit den Sensoreinheiten 50, 52, 56 und mit dem Lenkaktuator 16 auf. Das Steuergerät 60 ist dazu vorgesehen, das Ist-Handmoment 20, die Betriebskenngröße 54 und die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit 58 zu empfangen und den Lenkaktuator 16 in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment 20, der Betriebskenngröße 54 und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit 58 entsprechend anzusteuern.
Dazu umfasst das Steuergerät 60 eine Recheneinheit 38. Die Recheneinheit 38 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 38 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Regelroutine, zumindest einer Berechnungsroutine 68, 70 und zumindest einer Auswerteroutine 72, 74. Alternativ könnte ein Steuergerät auch von einem Lenkungssteuergerät verschieden sein und beispielsweise als zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs ausgebildet sein.
Ferner umfasst das Steuergerät 60 wenigstens eine Reglereinheit 14, 36. Im vorliegenden Fall umfasst das Steuergerät 60 beispielhaft zwei Reglereinheiten 14, 36. Die Reglereinheiten 14, 36 weisen jeweils eine Wirkverbindung mit der Recheneinheit 38 auf. Zudem weisen die Reglereinheiten 14, 36 jeweils eine Wirkverbindung mit dem Lenkaktuator 16 auf. Die Reglereinheiten 14, 36 sind dabei jeweils zur Ansteuerung des Lenkaktuators 16 und insbesondere des Elektromotors 48 vorgesehen. Ferner sind die Reglereinheiten 14, 36 separat voneinander ausgebildet und insbesondere steuerungstechnisch isoliert voneinander.
Eine Reglereinheit 14 der Reglereinheiten 14, 36 ist als Handmomentregler ausgebildet und zur Regelung eines Handmoments, welches sich insbesondere aus dem Ist-Handmoment 20 ergibt, vorgesehen. Die Reglereinheit 14 ist in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus des Fahrzeugs 10, bei welchem das Fahrzeug 10 insbesondere dazu vorgesehen ist, einer Soll-Trajektorie zu folgen, aktiv und wird, vorteilhaft ausschließlich, in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus eingesetzt. Die Reglereinheit 14 ist dabei speziell an den teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus angepasst und/oder speziell für den teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus appliziert und/oder bedatet. In dem manuellen Fahrbetriebsmodus, in welchem eine Führung des Fahrzeugs 10 insbesondere hauptsächlich durch den Fahrer erfolgt, ist die Reglereinheit 14 hingegen inaktiv oder ausgeblendet. Zudem ist die Reglereinheit 14 als PID-Regler ausgebildet.
Eine weitere Reglereinheit 36 der Reglereinheiten 14, 36 ist als an sich bekannter Lenkungsregler ausgebildet und zur Regelung einer Zahnstangenkraft, welche vorteilhaft aus der Betriebskenngröße 54 ermittelt werden kann, vorgesehen. Die weitere Reglereinheit 36 ist in dem manuellen Fahrbetriebsmodus des Fahrzeugs 10 aktiv und wird, vorteilhaft ausschließlich, in dem manuellen Fahrbetriebsmodus eingesetzt. Die weitere Reglereinheit 36 ist dabei speziell an den manuellen Fahrbetriebsmodus angepasst und/oder speziell für den manuellen Fahrbetriebsmodus appliziert und/oder bedatet. In dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus ist die weitere Reglereinheit 36 hingegen inaktiv oder ausgeblendet. Zudem ist die weitere Reglereinheit 36 als PID-Regler ausgebildet.
Ein Wechsel zwischen den Reglereinheiten 14, 36 wird durch die Recheneinheit 38 initiiert und zwar vorzugsweise während einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs 10, wodurch insbesondere ein vorteilhaft unauffälliger Wechsel zwischen den Reglereinheiten 14, 36 realisiert werden kann. Der Wechsel zwischen den Reglereinheiten 14, 36 erfolgt dabei vorteilhaft in Form einer Überblendung zwischen den Reglereinheiten 14, 36. Alternativ könnte ein Steuergerät auch lediglich eine Reglereinheit umfassen, welche sowohl in einem manuellen Fahrbetriebsmodus als auch in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus eingesetzt wird. Zudem könnte wenigstens eine der Reglereinheiten auch als von einem PID-Regler abweichender Regler ausgebildet sein. Ferner ist denkbar, einen Wechsel zwischen einer Reglereinheit und einer weiteren Reglereinheit, während eines von einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs abweichenden Fahrvorgangs und/oder in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wie beispielsweise ausschließlich bei relativ niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, durchzuführen.
Eine Funktionsweise der Reglereinheit 14 wird im Folgenden insbesondere unter Verweis auf die 2 bis 4 beschrieben, während auf eine genauere Beschreibung einer an sich bekannten Funktionsweise der weiteren Reglereinheit 36 verzichtet wird.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Signalflussdiagramms eines Verfahrens zur Führung des Fahrzeugs 10 in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus. Im vorliegenden Fall ist die Recheneinheit 38 dazu vorgesehen, das Verfahren durchzuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf.
In dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus wird eine Abweichungskenngröße 17 zwischen der Ist-Trajektorie des Fahrzeugs 10 und der Soll-Trajektorie des Fahrzeugs 10 ermittelt, in Abhängigkeit von der Abweichungskenngröße 17 ein Soll-Handmoment 18 ermittelt und zur, insbesondere automatischen und/oder automatisierten, Führung des Fahrzeugs 10 das, insbesondere mittels der ersten Sensoreinheit 50 erfasste, Ist-Handmoment 20 mittels der Reglereinheit 14 auf das Soll-Handmoment 18 eingeregelt. Das Soll-Handmoment 18 entspricht dabei einer Führungsgröße und das Ist-Handmoment 20 einer Regelgröße der Reglereinheit 14. Zudem stellt eine Stellgröße der Reglereinheit 14 ein Ansteuersignal 62 des Lenkaktuators 16 dar.
Die Abweichungskenngröße 17 ergibt sich im vorliegenden Fall anhand einer Abweichung zwischen einer, insbesondere mit der Ist-Trajektorie korrelierten, Ist-Zahnstangenposition 22 und einer, insbesondere mit der Soll-Trajektorie korrelierten, Soll-Zahnstangenposition 24. Die Ist-Zahnstangenposition 22 kann beispielsweise aus der, insbesondere mittels der zweiten Sensoreinheit 52 erfassten, Betriebskenngröße 54 abgeleitet werden, während die Soll-Zahnstangenposition 24 zur Führung des Fahrzeugs 10 durch die Recheneinheit 38 in Abhängigkeit von der Soll-Trajektorie vorgegeben wird. Im vorliegenden Fall ist die Recheneinheit 38 dazu vorgesehen, insbesondere mittels einer ersten Berechnungsroutine 68, die Abweichung zwischen der Ist-Zahnstangenposition 22 und der Soll-Zahnstangenposition 24 und folglich die Abweichungskenngröße 17 zu ermitteln. Alternativ ist jedoch auch denkbar, eine zusätzliche Sensoreinheit zur Erfassung einer Ist-Zahnstangenposition oder zur direkten Erfassung einer Ist-Trajektorie zu verwenden.
Zur Ermittlung des Soll-Handmoments 18, insbesondere in Abhängigkeit von der Abweichungskenngröße 17, wird ferner eine Kennlinie 26 verwendet (vgl. insbesondere 3). Die Kennlinie 26 ist in dem Betriebsspeicher der Recheneinheit 38 hinterlegt. Die Kennlinie 26 bildet ein Handmoment über einer Abweichungskenngröße zwischen einer Ist-Trajektorie und einer Soll-Trajektorie ab und liefert ein ungedämpftes Soll-Handmoment 64, welches insbesondere direkt als Soll-Handmoment 18 verwendet und/oder zur Ermittlung des Soll-Handmoments 18 mit weiteren Betriebssignalen überlagert werden kann. Im vorliegenden Fall ist die Recheneinheit 38 dazu vorgesehen, insbesondere mittels einer ersten Auswerteroutine 72, aus der Abweichungskenngröße 17 und unter Verwendung der Kennlinie 26 das ungedämpfte Soll-Handmoment 64 zu ermitteln.
Zudem wird bei der Ermittlung des Soll-Handmoments 18 zumindest ein Dämpfungsmoment 30 berücksichtigt. Das Dämpfungsmoment 30 ergibt sich aus einer Ist-Geschwindigkeit 66, im vorliegenden Fall insbesondere einer Rotorgeschwindigkeit, des Lenkaktuators 16 und kann beispielsweise aus der, insbesondere mittels der zweiten Sensoreinheit 52 erfassten, Betriebskenngröße 54 abgeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich könnte ein Dämpfungsmoment auch anhand einer Lenkgeschwindigkeit oder dergleichen abgeleitet werden. Zur Ermittlung des Dämpfungsmoments 30, insbesondere in Abhängigkeit von der Ist-Geschwindigkeit 66, wird eine weitere Kennlinie 32 verwendet (vgl. insbesondere 4). Die weitere Kennlinie 32 ist in dem Betriebsspeicher der Recheneinheit 38 hinterlegt. Die weitere Kennlinie 32 bildet ein Dämpfungsmoment über einer Ist-Geschwindigkeit des Lenkaktuators 16 ab. Im vorliegenden Fall ist die Recheneinheit 38 dazu vorgesehen, insbesondere mittels einer zweiten Auswerteroutine 74, aus der Ist-Geschwindigkeit 66 des Lenkaktuators 16 und unter Verwendung der weiteren Kennlinie 32 das Dämpfungsmoment 30 zu ermitteln.
Anschließend wird das Dämpfungsmoment 30 mit dem, insbesondere aus der Kennlinie 26 erhaltenen, ungedämpften Soll-Handmoment 64 verrechnet und/oder überlagert, um das Soll-Handmoment 18 zu ermitteln. Im vorliegenden Fall ist die Recheneinheit 38 dazu vorgesehen, insbesondere mittels einer zweiten Berechnungsroutine 70, das Dämpfungsmoment 30 mit dem ungedämpften Soll-Handmoment 64 zu verrechnen und/oder zu überlagern und hierdurch insbesondere das Soll-Handmoment 18 zu ermitteln. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, auf die Ermittlung eines Dämpfungsmoments zu verzichten.
Darüber hinaus wird bei der Ermittlung des Soll-Handmoments 18 eine, insbesondere mittels der dritten Sensoreinheit 56 erfasste, aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit 58 berücksichtigt. Im vorliegenden Fall ist die Kennlinie 26 abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit 58 und Teil eines Kennlinienfelds 28 mit mehreren Kennlinien 26, welche verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten 58 zugeordnet sind. Die Kennlinie 26 wird dabei in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit 58 aus dem Kennlinienfeld 28 ausgewählt. Zudem ist die weitere Kennlinie 32 abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit 58 und Teil eines weiteren Kennlinienfelds 34 mit mehreren weiteren Kennlinien 32, welche verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten 58 zugeordnet sind. Die weitere Kennlinie 32 wird dabei in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit 58 aus dem weiteren Kennlinienfeld 34 ausgewählt. Alternativ ist jedoch auch denkbar, zur Ermittlung eines Soll-Handmoments oder zur Ermittlung eines Dämpfungsmoments keine Kennlinie und/oder kein Kennlinienfeld zu verwenden und stattdessen beispielsweise einen entsprechenden Berechnungsalgorithmus zu verwenden. Zudem könnte lediglich eine Kennlinie oder eine weitere Kennlinie abhängig von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit sein.
Ferner kann ein, insbesondere von einem Fahrer, einstellbarer und/oder auswählbarer Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter bei der Ermittlung des Soll-Handmoments 18 berücksichtigt werden. Der Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter kann beispielsweise einer bestimmten Fahrweise des Fahrers zugeordnet sein. Dazu wird der Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter ermittelt und die Kennlinie 26, die weitere Kennlinie 32, das Kennlinienfeld 28 und/oder das weitere Kennlinienfeld 34 in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter angepasst. Im vorliegenden Fall ist die Recheneinheit 38 zumindest dazu vorgesehen, die Kennlinie 26 in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter anzupassen und zwar derart, dass für verschiedene Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter verschiedene Lenkwiderstände an der Lenkhandhabe 40 eingestellt werden. Dazu kann die Kennlinie 26 beispielsweise mit einem mit dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter korrelierten Faktor gestaucht und/oder gestreckt werden. Zudem ist die Recheneinheit 38 zumindest dazu vorgesehen, die weitere Kennlinie 32 in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter anzupassen und zwar derart, dass sich das Dämpfungsmoment 30 in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter verändert. Dazu kann die weitere Kennlinie 32 beispielsweise mit einem mit dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter korrelierten weiteren Faktor gestaucht und/oder gestreckt werden. Alternativ ist jedoch auch denkbar, auf eine derartige Ermittlung eines Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameters zu verzichten. Auch ist denkbar, lediglich eine Kennlinie oder eine weitere Kennlinie in Abhängigkeit von einem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter anzupassen.
3 zeigt ein beispielhaftes Schaubild der Kennlinie 26 bzw. des Kennlinienfelds 28. Auf einer Ordinatenachse 76 ist ein Handmoment dargestellt. Auf einer Abszissenachse 78 ist eine Abweichungskenngröße zwischen einer Ist-Trajektorie und einer Soll-Trajektorie dargestellt. Die Kurven 80, 82, 84 zeigen verschiedene Kennlinien 26, welche verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten 58 zugeordnet sind.
4 zeigt ein beispielhaftes Schaubild der weiteren Kennlinie 32 bzw. des weiteren Kennlinienfelds 34. Auf einer Ordinatenachse 86 ist ein Dämpfungsmoment dargestellt. Auf einer Abszissenachse 88 ist eine Ist-Geschwindigkeit des Lenkaktuators 16 dargestellt. Die Kurven 90, 92, 94 zeigen verschiedene weitere Kennlinien 32, welche verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten 58 zugeordnet sind.
5 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten des Verfahrens zur Führung des Fahrzeugs 10.
In einem Verfahrensschritt 100 wird ein aktueller Fahrbetriebsmodus, insbesondere aus einer Gruppe verschiedener Fahrbetriebsmodi umfassend einen manuellen Fahrbetriebsmodus und einen teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus, erfasst und/oder ermittelt. Wird dabei festgestellt, dass der aktuelle Fahrbetriebsmodus einem manuellen Fahrbetriebsmodus entspricht, folgt ein Verfahrensschritt 102. Wird hingegen festgestellt, dass der aktuelle Fahrbetriebsmodus einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus entspricht, folgt ein Verfahrensschritt 106.
Im Verfahrensschritt 102 wird die weitere Reglereinheit 36 aktiviert und die Reglereinheit 14 ausgeblendet. In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 104 erfolgt eine Ansteuerung des Lenkaktuators 16 durch die weitere Reglereinheit 36, welche insbesondere zur Regelung in Abhängigkeit einer Zahnstangenkraft vorgesehen ist.
Im Verfahrensschritt 106 wird hingegen die Reglereinheit 14 aktiviert und die weitere Reglereinheit 36 ausgeblendet. In darauf folgenden Verfahrensschritten 108 - 114 erfolgt eine Ansteuerung des Lenkaktuators 16 durch die Reglereinheit 14, welche insbesondere zur Regelung in Abhängigkeit eines Handmoments vorgesehen ist. Dazu werden in einem Verfahrensschritt 108 die für die Regelung benötigten Größen, insbesondere das Ist-Handmoment 20, die Ist-Zahnstangenposition 22, die Soll-Zahnstangenposition 24, die Betriebskenngröße 54 und die Fahrzeuggeschwindigkeit 58, ermittelt oder abgerufen. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt 110 die Abweichungskenngröße 17 zwischen der Ist-Trajektorie des Fahrzeugs 10 und der Soll-Trajektorie des Fahrzeugs 10 und in einem Verfahrensschritt 112 in Abhängigkeit von der Abweichungskenngröße 17 das Soll-Handmoment 18 ermittelt. In einem Verfahrensschritt 114 wird schließlich zur, insbesondere automatischen und/oder automatisierten, Führung des Fahrzeugs 10 das Ist-Handmoment 20 mittels der Reglereinheit 14 auf das Soll-Handmoment 18 eingeregelt.
Ferner können vorteilhafte weitere Verfahrensschritte hinzukommen, wie beispielsweise die Ermittlung und Berücksichtigung des Dämpfungsmoments 30 und/oder des Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameters. Zudem ist denkbar, zusätzliche Überwachungs- und/oder Limitierungsfunktionen vorzusehen, welche insbesondere dafür sorgen, dass eine Führung des Fahrzeugs 10 jederzeit durch einen Fahrer möglich ist und beherrschbar bleibt.

Claims

Verfahren zur Führung, insbesondere Querführung, eines Fahrzeugs (10), wobei das Fahrzeug (10) ein Lenksystem (12) mit wenigstens einer Reglereinheit (14) zur Ansteuerung eines Lenkaktuators (16) umfasst, und wobei zumindest in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebsmodus eine Abweichungskenngröße (17) zwischen einer Ist-Trajektorie des Fahrzeugs (10) und einer Soll-Trajektorie des Fahrzeugs (10) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Abweichungskenngröße (17) ein Soll-Handmoment (18) ermittelt und zur Führung des Fahrzeugs (10) ein Ist-Handmoment (20) mittels der Reglereinheit (14) auf das Soll-Handmoment (18) eingeregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Trajektorie zumindest anhand einer Ist-Zahnstangenposition (22) und die Soll-Trajektorie zumindest anhand einer Soll-Zahnstangenposition (24) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Soll-Handmoments (18) wenigstens eine Kennlinie (26) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Soll-Handmoments (18) eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (58) berücksichtigt wird und die Kennlinie (26) zumindest in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit (58) aus einem Kennlinienfeld (28) ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere von einem Fahrer, einstellbarer und/oder auswählbarer Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter ermittelt wird und die Kennlinie (26) und/oder das Kennlinienfeld (28) in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter derart angepasst wird, dass für verschiedene Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter verschiedene Lenkwiderstände eingestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Soll-Handmoments (18) ein Dämpfungsmoment (30) berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Dämpfungsmoments (30) wenigstens eine weitere Kennlinie (32) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Dämpfungsmoments (30) eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (58) berücksichtigt wird und die weitere Kennlinie (32) zumindest in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit (58) aus einem weiteren Kennlinienfeld (34) ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere von einem Fahrer, einstellbarer und/oder auswählbarer Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter ermittelt wird und die weitere Kennlinie (32) und/oder das weitere Kennlinienfeld (34) in Abhängigkeit von dem Fahrstil- und/oder Fahrstrategieparameter angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem (12) wenigstens eine von der Reglereinheit (14) separate weitere Reglereinheit (36) zur Ansteuerung des Lenkaktuators (16) umfasst, wobei die weitere Reglereinheit (36) zumindest in einem manuellen Fahrbetriebsmodus verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel zwischen der Reglereinheit (14) und der weiteren Reglereinheit (36) während einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs (10) durchgeführt wird.
Recheneinheit (38) eines Fahrzeugs (10), welche zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 vorgesehen ist.
Fahrzeug (10) mit einem Lenksystem (12), welches zumindest einen Lenkaktuator (16) und wenigstens eine Reglereinheit (14) zur Ansteuerung des Lenkaktuators (16) umfasst, und mit einer Recheneinheit (38) nach Anspruch 12.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem (12) als konventionelles Lenksystem mit einem mechanischen Durchgriff, insbesondere einer mechanischen Verbindung zwischen einer Lenkhandhabe (40) und gelenkten Fahrzeugrädern (42), ausgebildet ist.