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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens einem lenkbaren Rad.
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Eine Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung wird beispielsweise in der
DE 10 2011 051 488 A1 beschrieben. Unter einer solchen Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung wird grundsätzlich eine Lenkeinrichtung verstanden, bei der ein Lenkbefehl von einem Steuerelement des Fahrzeugs, insbesondere einem Lenkrad oder einem Steuerknüppel, ausschließlich elektrisch zu einem elektromechanischen Aktor weitergeleitet wird, der den Lenkbefehl ausführt. Es besteht bei einem solchen System keine mechanische Verbindung zwischen dem Steuerelement und dem oder den gelenkten Rädern.
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Bei manchen Steuerelementen, wie beispielsweise einem Steuerknüppel oder einem Lenkrad, welches keinen geschlossenem Kranz aufweist, steht in der Regel nur ein geringer Winkelbereich zum Auslenken des Steuerelements zur Verfügung. Hierdurch fällt dem Fahrer ein präzises Lenken deutlich schwerer als bei herkömmlichen Lenkrädern mit geschlossenem Kranz, die einen relativ großen Auslenkbereich haben.
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Zur Verbesserung der Lenkpräzision können Überlagerungslenkungen verwendet werden, bei welchen der Verlauf der Lenkübersetzungs-Kennlinie in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird. Bei einer Überlagerungslenkung wird die Lenkungsübersetzung global verändert, sodass keine für alle Fahrzustände identische Abbildung einer Lenk-Eingabegröße auf eine Lenk-Ausgabegröße gegeben ist. Dieses Verhalten erschwert es dem Fahrer, sich an das Verhalten der Lenkeinrichtung zu gewöhnen.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Lenkpräzision zu erhöhen, ohne eine Bijektivität und globale Identität der Lenkungsübersetzung zu verlieren.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Betrieb einer Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens einem lenkbaren Rad vorgeschlagen, welches folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- - Bereitstellen einer vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie, die einen bijektiven Zusammenhang zwischen einer Lenk-Eingabegröße eines Steuerelements des Fahrzeugs und einer Lenk-Ausgabegröße zum Auslenken des lenkbaren Rads definiert,
- - Erfassen eines ersten Lenk-Eingabewerts der Lenk-Eingabegröße,
- - Bereitstellen einer Lupen-Kennlinie, welche in einem Lupen-Bereich um den ersten Lenk-Eingabewert herum derart einen bijektiven Zusammenhang zwischen der Lenk-Eingabegröße und der Lenk-Ausgabegröße definiert, dass eine Veränderung der Lenk-Eingabegröße ausgehend von dem ersten Lenk-Eingabewert gemäß der Lupen-Kennlinie im Vergleich zu der vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie in einer geringeren Veränderung der zugehörigen Lenk-Ausgabegröße resultiert,
- - Bilden einer modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie anhand der vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie, wobei die vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie
in dem Lupen-Bereich um den ersten Lenk-Eingabewert herum durch die Lupen-Kennlinie ersetzt wird,
- - Erfassen eines zweiten Lenk-Eingabewerts der Lenk-Eingabegröße und
- - Ermitteln eines Lenk-Ausgabewerts zur Ansteuerung des lenkbaren Rads anhand des zweiten Lenk-Eingabewerts und der modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Lenk-Eingabewert des Steuerelements erfasst und anhand des erfassten Lenk-Eingabewerts und der modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie ein Lenk-Ausgabewert zur Ansteuerung des lenkbaren Rads erzeugt. Die modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie wird anhand einer vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie und einer Lupen-Kennlinie gebildet. Sowohl die Lenkübersetzungs-Kennlinie als auch die Lupen-Kennlinie sind bijektiv mit globaler Identität, d.h. für einen beliebigen Lenk-Eingabewert definieren sie genau einen Lenk-Ausgabewert. In dem Lupen-Bereich um den ersten Lenk-Eingabewert herum wird die Lenkübersetzungs-Kennlinie durch die Lupen-Kennlinie ersetzt, so dass auch die gebildete modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie bijektiv ist und außerhalb der Lupen-Kennlinie die globale Identität sicherstellt.
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Die Lupen-Kennlinie, weist einen Verlauf auf, gemäß dem eine Veränderung der Lenk-Eingabegröße ausgehend von dem ersten Lenk-Eingabewert im Vergleich zu der vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie in einer geringeren Veränderung der Lenk-Ausgabegröße resultiert. Das gelenkte Rad reagiert somit im Vergleich zu der nicht-modifizierten vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie auf dieselbe Änderung der Eingabegröße mit einer geringeren Auslenkung. Hierdurch wird in dem Lupen-Bereich um den ersten Lenk-Eingabewert herum eine erhöhte Lenkpräzision ermöglicht. Somit kann in dem Lupen-Bereich, d.h. lokal um den momentanen Arbeitspunkt herum eine Lupenwirkung für kleinere Änderungen der Eingabegröße erreicht werden. Größeren Änderungen der Eingabegröße werden hingegen nicht durch die Lupenwirkung beeinflusst. Durch dieses Verfahren kann die Lenkpräzision erhöht werden und gleichzeitig eine Lenkungsübersetzung mit globaler Identität bereitgestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens geht die Lupen-Kennlinie an den Rändern des Lupen-Bereichs in die vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie über. Folglich kann der Arbeitspunkt der Lenkvorrichtung bei Änderungen der Lenk-Eingabegröße, die diese über den Rand des Lupen-Bereichs hinaus verändern, auf die unmodifizierte, vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie zurückkehren. Die Lupenwirkung wird somit für größere Änderungen des Lenk-Eingabewerts aufgehoben.
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Als vorteilhaft hat es sich eine Ausgestaltung erwiesen, bei welcher ein erneutes Bilden der modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie erfolgt, wenn der zweite Lenk-Eingabewert außerhalb des Lupen-Bereichs liegt, wobei die vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie in einem weiteren Lupen-Bereich um den zweiten Lenk-Eingabewert herum durch die Lupen-Kennlinie ersetzt wird. Durch ein derartiges erneutes Bilden der modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie kann erreicht werden, dass der Bereich mit erhöhter Lenkpräzision mit dem momentanen Arbeitspunkt der Lenkeinrichtung mitwandert. Insofern kann eine Lupenwirkung nicht nur im Bereich um einen Arbeitspunkt des Steuerelements herum erfolgen, der eine Mittenstellung entspricht, sondern an einer beliebigen Stellung des Steuerelements.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Lupen-Bereich kleiner oder gleich 30% eines maximalen Eingabewert-Bereichs ist, bevorzugt kleiner oder gleich 20% des maximalen Eingabewert-Bereichs, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 10% des maximalen Eingabewert-Bereichs, insbesondere kleiner oder gleich 5% des maximalen Eingabewert-Bereichs. Der maximale Eingabewert-Bereich kann durch eine maximale Auslenkung des Steuerelements in einer ersten Richtung und einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten, Richtung definiert sein.
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Bevorzugt ist die Lenk-Eingabegröße ein Eingabe-Winkel, insbesondere ein Stellungswinkel des Steuerelements, ist und die Lenk-Ausgabegröße ein Ausgabe-Winkel, insbesondere ein Lenkwinkel des lenkbaren Rads. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann eine Winkelvorgabe eines Fahrers am Steuerelement des Fahrzeugs in einer Winkelstellung des lenkbaren Rads resultieren. Insofern wird durch das Verfahren eine Lenkwinkellupe bereitgestellt, die bei geringen Änderungen des Eingabe-Winkels geringere Änderungen des Ausgabe-Winkels vorsieht als dies die vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie definiert.
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Eine alternative, bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der die Lenk-Eingabegröße ein Eingabe-Moment, insbesondere ein an dem Steuerelement anliegendes Drehmoment, und die Lenk-Ausgabegröße ein Ausgabe-Moment, insbesondere ein auf das lenkbare Rad wirkendes Drehmoment, ist. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht, dass die Vorgabe eines Drehmoments an dem Steuerelement in einem das Rad auslenkenden Drehmoment an dem Rad, resultiert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie einen progressiven Verlauf auf. Das bedeutet, dass der Lenk-Ausgabewert bei zunehmender Abweichung des Lenk-Eingabewerts von einem Nullwert bzw. einer Mittenstellung des Steuerelements überproportional zunimmt.
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Bevorzugt wird eine Gierbeschleunigung des Fahrzeugs gemessen und die Lupen-Kennlinie wird in Abhängigkeit von der gemessenen Gierbeschleunigung bereitgestellt. Durch eine solche Ausgestaltung kann erreicht werden, dass die Lupenwirkung bei einem Kurven-Ein- oder Ausleiten, also einer höheren Gierbeschleunigung des Fahrzeugs, anders eingestellt wird, als bei einer stationären Kurvenfahrt oder Geradeausfahrt, also bei geringer Gierbeschleunigung. Beispielsweise kann bei einer geringen Gierbeschleunigung eine stärke Lupenwirkung eingestellt werden als bei einer höheren Gierbeschleunigung, sodass die Lupen-Kennlinie bei der geringen Gierbeschleunigung stärker von der unmodifizierten, vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie abweicht, als bei der höheren Gierbeschleunigung. Insbesondere kann die Lupen-Kennlinie bei einer niedrigen Gierbeschleunigung eine geringere Steigung aufweisen als bei einer höheren Gierbeschleunigung.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verfahren zusätzlich folgende Verfahrensschritte aufweist:
- - Bereitstellen einer vorgegebenen inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie, die einen bijektiven Zusammenhang zwischen einer Rückkopplungs-Eingabegröße eines lenkbaren Rads des Fahrzeugs und einer Rückkopplungs-Ausgabegröße zum Auslenken des Steuerelements des Fahrzeugs definiert,
- - Erfassen eines ersten Rückkopplungs-Eingabewerts der Rückkopplungs-Eingabegröße,
- - Bereitstellen einer inversen Lupen-Kennlinie, welche in einem Lupen-Bereich um den ersten Rückkopplungs-Eingabewert herum derart einen bijektiven Zusammenhang zwischen der Rückkopplungs-Eingabegröße und der Rückkopplungs-Ausgabegröße definiert, dass eine Veränderung der Rückkopplungs-Eingabegröße ausgehend von dem ersten Rückkopplungs-Eingabewert gemäß der inversen Lupen-Kennlinie im Vergleich zu der vorgegebenen inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie in einer größeren Veränderung der zugehörigen Rückkopplungs-Ausgabegröße resultiert,
- - Bilden einer modifizierten inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie anhand der vorgegebenen inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie, wobei die vorgegebene inverse Lenkübersetzungs-Kennlinie in dem Lupen-Bereich um den ersten Rückkopplungs-Eingabewert herum durch die inverse Lupen-Kennlinie ersetzt wird,
- - Erfassen eines zweiten Rückkopplungs-Eingabewerts der Rückkopplungs-Eingabegröße und
- - Ermitteln eines Rückkopplungs-Ausgabewerts zur Ansteuerung des Steuerelements anhand des zweiten Rückkopplungs-Eingabewerts und der modifizierten inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie.
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Durch die vorstehend benannten optionalen Verfahrensschritte wird es möglich, dem Fahrer des Fahrzeugs mittels des Steuerelements eine Rückmeldung über die tatsächliche Umsetzung des Lenkbefehls an dem lenkbaren Rad zu geben. Dabei wird eine Rückkopplungs-Eingabegröße des lenkbaren Rads erfasst und anhand dieser und der modifizierten inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie eine Rückkopplungs-Ausgabegröße zur Ansteuerung des Steuerelements erzeugt. Die modifizierte inverse Lenkübersetzungs-Kennlinie wird anhand einer vorgegebenen inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie und einer inversen Lupen-Kennlinie gebildet. Die inverse Lupen-Kennlinie, weist einen Verlauf auf, gemäß dem eine Veränderung der Rückkopplungs-Eingabegröße ausgehend von dem ersten Rückkopplungs-Eingabewert gemäß der inversen Lupen-Kennlinie im Vergleich zu der vorgegebenen inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie in einer größeren Veränderung der zugehörigen Rückkopplungs-Ausgabegröße resultiert. Das Steuerelement reagiert somit im Vergleich zu der nicht-modifizierten vorgegebenen inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie auf dieselbe Änderung der Eingabegröße mit einer größeren Auslenkung. Hierdurch wird in dem Lupen-Bereich um den ersten Rückkopplungs-Eingabewert herum eine stärker ausgeprägte Rückmeldung an dem Steuerelement erzeugt.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens einem lenkbaren Rad, mit einer Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, die folgenden Verfahrensschritte auszuführen:
- - Bereitstellen einer vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie, die einen bijektiven Zusammenhang zwischen einer Lenk-Eingabegröße eines Steuerelements des Fahrzeugs und einer Lenk-Ausgabegröße zum Auslenken des lenkbaren Rads definiert,
- - Erfassen eines ersten Lenk-Eingabewerts der Lenk-Eingabegröße,
- - Bereitstellen einer Lupen-Kennlinie, welche in einem Lupen-Bereich um den ersten Lenk-Eingabewert herum derart einen bijektiven Zusammenhang zwischen der Lenk-Eingabegröße und der Lenk-Ausgabegröße definiert, dass eine Veränderung der Lenk-Eingabegröße ausgehend von dem ersten Lenk-Eingabewert gemäß der Lupen-Kennlinie im Vergleich zu der vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie in einer geringeren Veränderung der zugehörigen Lenk-Ausgabegröße resultiert,
- - Bilden einer modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie anhand der vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie, wobei die vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie in dem Lupen-Bereich um den ersten Lenk-Eingabewert herum durch die Lupen-Kennlinie ersetzt wird,
- - Erfassen eines zweiten Lenk-Eingabewerts der Lenk-Eingabegröße und
- - Ermitteln eines Lenk-Ausgabewerts zur Ansteuerung des lenkbaren Rads anhand des zweiten Lenk-Eingabewerts und der modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie.
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Beschrieben wird ferner ein Fahrzeug mit einer vorstehend genannten Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung. Das Fahrzeug kann ein oder mehrere, bevorzugt zwei, lenkbare Räder aufweisen, welche über die Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung lenkbar sind.
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Bei der Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung und dem Fahrzeug können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert worden sind.
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Die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und Merkmale können allein oder in Kombination auch bei der Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung bzw. dem Fahrzeug Anwendung finden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des Verfahrens und der Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung erläutert werden, welche unter Zuhilfenahme der Figuren erläutert werden. In den Figuren zeigt:
- 1 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 eine erste modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie;
- 3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 4 eine zweite modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie und
- 5 eine inverse modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie.
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In der 1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm gezeigt, anhand dessen in Zusammenschau mit der 2 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb einer Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens einem lenkbaren Rad erläutert werden soll. Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Personenkraftfahrzeug mit mehreren Rädern, die sich auf mindestes zwei Achsen verteilen. Zumindest eine der beiden Achsen, beispielsweise eine vordere Achse, ist lenkbar, d.h. die weist zwei Räder auf, deren Lenkeinschlag zum Einleiten einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs eingestellt werden kann.
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Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte. Es wird eine vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie 2 bereitgestellt, welche für jeden Lenk-Eingabewert der Lenk-Eingabegröße E des zulässigen Eingabewertbereichs genau einen Lenk-Ausgabewert der Lenk-Ausgabegröße A definiert. Diese vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie 2 weist einen progressiven Verlauf auf. Die Lenk-Eingabegröße E ist eine Zustandsgröße eines Steuerelements des Fahrzeugs. Das Steuerelement kann beispielsweise als Lenkrad oder als Steuerknüppel ausgebildet sein. Bei der Lenk-Eingabegröße E kann es sich um einen Eingabe-Winkel, insbesondere ein Stellungswinkel des Steuerelements, handeln. Alternativ kann die Lenk-Eingabegröße E ein Eingabe-Moment sein, beispielsweise ein an dem Steuerelement anliegendes Drehmoment. Das Erfassen der Lenk-Eingabegröße E erfolgt bevorzugt mittels eines an dem Steuerelement angeordneten Sensors, beispielsweise eines magnetischen oder optischen Winkelsensors oder eines piezoelektrischen, magnetoresistiven oder optischen Drehmomentsensors. In einem Erfassungsschritt wird, nun ein erster Lenk-Eingabewert E1 erfasst.
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Um die Lenkpräzision in einem Bereich um den momentanen Arbeitspunkt der Lenkvorrichtung herum zu erhöhen, ohne die globale Bijektivität und Identität der Lenkungsübersetzung zu verlieren, wird durch das Verfahren eine Lupenwirkung verwirklicht. Hierzu wird eine Lupen-Kennlinie 3 bereitgestellt, welche in einem Lupen-Bereich L um den ersten Lenk-Eingabewert 1 herum derart einen bijektiven Zusammenhang zwischen der Lenk-Eingabegröße E und der Lenk-Ausgabegröße A definiert, dass eine Veränderung der Lenk-Eingabegröße E ausgehend von dem ersten Lenk-Eingabewert E1 gemäß der Lupen-Kennlinie 3 im Vergleich zu der vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie 2 in einer geringeren Veränderung der zugehörigen Lenk-Ausgabegröße A resultiert.
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Anhand der vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie 2 und der Lupen-Kennlinie 2 wird dann eine modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie 4 gebildet. Hierbei wird die vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie 2 in dem Lupen-Bereich L um den ersten Lenk-Eingabewert E1 herum durch die Lupen-Kennlinie 3 ersetzt. Die Lupen-Kennlinie 3 geht an den Rändern des Lupen-Bereichs L in die vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie 4 über.
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Die modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie 4 wird im Folgenden zum Betrieb der Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung verwendet. So wird ein zweiter Lenk-Eingabewerts E2 der Lenk-Eingabegröße E erfasst und ein Lenk-Ausgabewerts A2 zur Ansteuerung des lenkbaren Rads anhand des zweiten Lenk-Eingabewerts E1 und der modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie 4 ermittelt.
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Wenn der zweite Lenk-Eingabewert E2 außerhalb des Lupen-Bereichs L liegt, erfolgt ein erneutes Bilden der modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie 4, wobei die vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie 2 in einem weiteren Lupen-Bereich um den zweiten Lenk-Eingabewert E2 herum durch die Lupen-Kennlinie 3 ersetzt wird. Insofern wandert der Lupen-Bereich L mit dem Arbeitspunkt der Lenkvorrichtung mit. Die Größe des Lupen-Bereichs L wird bevorzugt derart gewählt, dass dieser kleiner oder gleich 30% eines maximalen Eingabewert-Bereichs M ist, bevorzugt kleiner oder gleich 20% des maximalen Eingabewert-Bereichs M, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 10% des maximalen Eingabewert-Bereichs M, insbesondere kleiner oder gleich 5% des maximalen Eingabewert-Bereichs.
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In der 3 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel implementiert eine Rückkopplung über das Steuerelement des Fahrzeugs, so dass der Fahrer eine Rückmeldung über die tatsächliche Umsetzung seines Lenkbefehls erhält.
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Der Fahrer gibt über das Steuerelement 10 einen Lenk-Eingabewerts der Lenk-Eingabegröße E vor. Wie vorstehend anhand der 1 und 2 erläutert, wird eine modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie 4 gebildet und anhand dieser ein Lenk-Ausgabewert der Lenk-Ausgabegröße A ermittelt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Lenk-Eingabegröße E ein Eingabe-Winkel, insbesondere ein Stellungswinkel des Steuerelements, und die Lenk-Ausgabegröße A ist ein Ausgabe-Winkel, insbesondere ein Lenkwinkel des lenkbaren Rads 11.
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Die Rückmeldung an den Fahrer erfolgt über ein Drehmoment, welches an dem Steuerelement erzeugt wird, beispielsweise über einen Aktor. Hierzu werden die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt:
- - Bereitstellen einer vorgegebenen inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie, die einen bijektiven Zusammenhang zwischen einer Rückkopplungs-Eingabegröße E' eines lenkbaren Rads des Fahrzeugs und einer Rückkopplungs-Ausgabegröße A' zum Auslenken des Steuerelements des Fahrzeugs definiert,
- - Erfassen eines ersten Rückkopplungs-Eingabewerts der Rückkopplungs-Eingabegröße E',
- - Bereitstellen einer inversen Lupen-Kennlinie 3', welche in einem Lupen-Bereich L um den ersten Rückkopplungs-Eingabewert herum derart einen bijektiven Zusammenhang zwischen der Rückkopplungs-Eingabegröße E' und der Rückkopplungs-Ausgabegröße A' definiert, dass eine Veränderung der Rückkopplungs-Eingabegröße E' ausgehend von dem ersten Rückkopplungs-Eingabewert gemäß der inversen Lupen-Kennlinie 3' im Vergleich zu der vorgegebenen inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie 2' in einer größeren Veränderung der zugehörigen Rückkopplungs-Ausgabegröße A' resultiert,
- - Bilden einer modifizierten inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie 4' anhand der vorgegebenen inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie 2', wobei die vorgegebene inverse Lenkübersetzungs-Kennlinie 2' in dem Lupen-Bereich L um den ersten Rückkopplungs-Eingabewert herum durch die inverse Lupen-Kennlinie 3' ersetzt wird,
- - Erfassen eines zweiten Rückkopplungs-Eingabewerts der Rückkopplungs-Eingabegröße E' und
- - Ermitteln eines Rückkopplungs-Ausgabewerts zur Ansteuerung des Steuerelements anhand des zweiten Rückkopplungs-Eingabewerts und der modifizierten inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie 4'.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Rückkopplungs-Eingabegröße E' also ein Eingabe-Moment, nämlich das auf das lenkbare Rad wirkende Radlenkmoment zum Auslenken des Rads. Die Rückkopplungs-Ausgabegröße A' ist ein Ausgabe-Moment, nämlich ein auf das Steuerelement wirkendes Drehmoment. Insofern stellt die modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie 4 eine Lupenfunktion für einen Winkel und die modifizierte inverse Lenkübersetzungs-Kennlinie 4' eine Lupenfunktion für ein Drehmoment bereit.
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In einem dritten Ausführungsbeispiel, welches ebenfalls der Darstellung in 3 entspricht, ist die modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie 4 eine Lupenfunktion für ein Drehmoment und die modifizierte inverse Lenkübersetzungs-Kennlinie 4' eine Lupenfunktion für einen Winkel bereitstellen. Gemäß dieser Abwandlung ist die Lenk-Eingabegröße E ein Eingabe-Moment und die Lenk-Ausgabegröße A ist ein Ausgabe-Moment. Ferner ist die Rückkopplungs-Eingabegröße E' ein Eingabe-Winkel, nämlich der Lenkwinkel des Rads 11. Die Rückkopplungs-Ausgabegröße A' ist in diesem Fall ein Ausgabe-Winkel, nämlich eine Winkelstellung des Steuerelements 10.
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Eine beispielhafte Darstellung einer modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie 4 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist in 4 gezeigt. MHand bezeichnet dabei die als Lenk-Moment ausgebildete Lenk-Eingabegröße E und MRad die als Ausgabe-Moment ausgebildete Lenk-Ausgabegröße A.
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Die 5 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer modifizierten inversen Lenkübersetzungs-Kennlinie 4' gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. φRad bezeichnet dabei die als Lenk-Winkel ausgebildete Rückkopplungs-Eingabegröße E' und φHand die als Ausgabe-Winkel ausgebildete Rückkopplungs-Ausgabegröße A'.
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Die vorstehende beschriebenen Verfahren zum Betrieb einer Steer-By-Wire-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens einem lenkbaren Rad, umfassen die folgenden Verfahrensschritte:
- - Bereitstellen einer vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie 2, die einen bijektiven Zusammenhang mit globaler Identität zwischen einer Lenk-Eingabegröße E eines Steuerelements des Fahrzeugs und einer Lenk-Ausgabegröße A zum Auslenken des lenkbaren Rads definiert,
- - Erfassen eines ersten Lenk-Eingabewerts E1 der Lenk-Eingabegröße E,
- - Bereitstellen einer Lupen-Kennlinie 3, welche in einem Lupen-Bereich L um den ersten Lenk-Eingabewert E1 herum derart einen bijektiven Zusammenhang zwischen der Lenk-Eingabegröße E und der Lenk-Ausgabegröße A definiert, dass eine Veränderung der Lenk-Eingabegröße E ausgehend von dem ersten Lenk-Eingabewert E1 gemäß der Lupen-Kennlinie 3 im Vergleich zu der vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie 2 in einer geringeren Veränderung der zugehörigen Lenk-Ausgabegröße A resultiert,
- - Bilden einer modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie 4 anhand der vorgegebenen Lenkübersetzungs-Kennlinie 2, wobei die vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie 2 in dem Lupen-Bereich L um den ersten Lenk-Eingabewert E1 herum durch die Lupen-Kennlinie 3 ersetzt wird,
- - Erfassen eines zweiten Lenk-Eingabewerts E2 der Lenk-Eingabegröße E und
- - Ermitteln eines Lenk-Ausgabewerts A2 zur Ansteuerung des lenkbaren Rads anhand des zweiten Lenk-Eingabewerts E1 und der modifizierten Lenkübersetzungs-Kennlinie 4.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- vorgegebene Lenkübersetzungs-Kennlinie
- 2'
- vorgegebene inverse Lenkübersetzungs-Kennlinie
- 3
- Lupen-Kennlinie
- 3'
- inverse Lupen-Kennlinie
- 4
- modifizierte Lenkübersetzungs-Kennlinie
- 4'
- modifizierte inverse Lenkübersetzungs-Kennlinie
- A
- Lenk-Ausgabegröße
- A2
- Lenk-Ausgabewert
- A'
- Rückkopplungs-Ausgabegröße
- E
- Lenk-Eingabegröße
- E1, E2
- Lenk-Eingabewert
- E'
- Rückkopplungs-Eingabegröße
- 10
- Steuerelement
- 11
- lenkbares Rad
- MHand
- Lenk-Moment
- MRad
- Ausgabe-Moment
- φHand
- Ausgabe-Winkel
- φRad
- Lenk-Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011051488 A1 [0002]
