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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung einer Querdynamik eines Fahrzeugs. Zudem betrifft die Erfindung ein Steuergerät mit einer Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Fahrzeug mit einer Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Aus dem Stand der Technik sind diverse unterschiedliche Verfahren zur Beeinflussung einer Querdynamik eines Fahrzeugs bekannt, wobei ein beispielsweise als Elektromotor ausgebildeter Lenkaktuator eines Lenksystems in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand durch ein Ansteuersignal einer Fahrerassistenzfunktion angesteuert wird. Derartige Verfahren können beispielsweise Fahrerassistenzfunktionen in Form eines Spurhalteassistenten und/oder Spurwechselassistenten umfassen. Insbesondere beim assistierten Fahren (SAE-Level 1 - 2) und/oder hochautomatisierten Fahren (SAE-Level 3) muss jedoch sichergestellt werden, dass das Fahrzeug durch einen Fahrer stets beherrschbar bleibt. Dies bedeutet, dass ein Assistenzmoment der Fahrerassistenzfunktion oder ein Ausgangsmoment des Lenkaktuators derart limitiert werden muss, dass der Fahrer einerseits immer genügend Zeit hat in die Fahrzeugführung einzugreifen und andererseits die Fahrerassistenzfunktion durch den Fahrer stets überstimmt werden kann. Aktuelle Limitierungskonzepte zur Limitierung des Assistenzmoments oder des Ausgangsmoments basieren dabei auf einer fahrsituationsübergreifenden Momentenlimitierung, bei welcher das Assistenzmoment oder das Ausgangsmoment unabhängig von der Fahrsituation limitiert wird. Um mit einem derartigen Ansatz die Beherrschbarkeit durch den Fahrer sicherzustellen, muss von einer „Worst-Case-Situation“ ausgegangen werden, also von einer Situation, in der das Fahrzeug gerade noch beherrschbar ist. In allen anderen Situation wird deshalb zum Teil erheblich Potential und/oder Performance verschenkt.
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Aus diesem Grund schlägt die
DE 10 2017 216 504 A1 beispielsweise ein Limitierungskonzept vor, bei welchem ein Drehmoment eines Servomotors limitiert wird, indem ein maximal und ein minimal erlaubtes Servomotordrehmoment fahrsituationsabhängig bestimmt wird. Da ein derartiges Limitierungskonzept jedoch nur implizit eine Querdynamik und eine Fahrzeugreaktion berücksichtigt, wird auch in diesem Fall unnötig Potential und Performance verschenkt.
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Ferner offenbart die
DE 10 2005 004 727 A1 ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs, wobei mittels Unterstützungsmitteln, welche u.a. einen Lenkaktuator umfassen können, ein selbsttätiger Lenkeingriff durchgeführt wird, wenn eine Abweichungsgröße einen Abweichungsschwellwert überschreitet.
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Zudem ist aus der
DE 10 2014 201 107 A1 ein Verfahren zur Beeinflussung einer Querdynamik eines Fahrzeugs bekannt, wobei das Fahrzeug ein Lenksystem mit wenigstens einem Lenkaktuator in Form einer elektronischen Lenkunterstützung umfasst, und wobei die elektronische Lenkunterstützung in zumindest einem Betriebszustand durch ein Ansteuersignal einer Fahrassistenzfunktion angesteuert wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein Verfahren zur Beeinflussung einer Querdynamik eines Fahrzeugs mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 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 zur Beeinflussung einer Querdynamik eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Lenksystem mit wenigstens einem Lenkaktuator, insbesondere zur Bereitstellung eines Lenkmoments, umfasst, und wobei der Lenkaktuator in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand, durch ein Ansteuersignal einer Fahrerassistenzfunktion angesteuert wird.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Ansteuersignal, insbesondere in dem Betriebszustand und vorteilhaft mittels einer Limitierungseinheit, in Abhängigkeit einer Lenkgeschwindigkeitskenngröße situationsspezifisch, insbesondere fahrsituationsspezifisch, limitiert wird. Vorteilhaft wird das Ansteuersignal dabei in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße zumindest und vorteilhaft ausschließlich in einem Betriebszustand limitiert, in welchem eine, insbesondere über eine Grenzlenkgeschwindigkeit definierte, Beherrschbarkeit des Fahrzeugs gefährdet ist. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine Effizienz, insbesondere eine Lenkeffizienz, eine Leistungseffizienz, eine Energieeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Ferner kann insbesondere eine Performance optimiert und gleichzeitig eine sichere Beherrschbarkeit des Fahrzeugs gewährleistet werden. Darüber hinaus kann insbesondere eine verbesserte und/oder optimierte Fahrzeugreaktion erreicht werden.
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Das Fahrzeug und/oder das Lenksystem umfasst insbesondere wenigstens eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zur Beeinflussung der Querdynamik des Fahrzeugs durchzuführen. Zudem kann das Fahrzeug und/oder das Lenksystem insbesondere auch die Fahrerassistenzfunktion und/oder die Limitierungseinheit umfassen. Darüber hinaus kann das Fahrzeug und/oder das Lenksystem weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise wenigstens ein, bevorzugt als Lenkungssteuergerät ausgebildetes, Steuergerät, wenigstens eine, vorteilhaft als Lenkrad ausgebildete, Lenkhandhabe, wenigstens einen, beispielsweise als Lenkgetriebe ausgebildeten, Radlenkwinkelsteller, welcher vorteilhaft wenigstens ein Lenkungsstellelement, bevorzugt in Form einer Zahnstange, umfasst, und/oder wenigstens eine Sensoreinheit zur Erfassung der Lenkgeschwindigkeitskenngröße. 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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Unter einem „Lenkaktuator“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine, insbesondere elektrisch und/oder elektronisch ausgebildete, Aktuatoreinheit verstanden werden, welche eine Wirkverbindung mit dem Radlenkwinkelsteller aufweist und insbesondere dazu vorgesehen ist, ein Lenkmoment an den Radlenkwinkelsteller 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 selbsttätigen und/oder autonomen Steuerung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs bereitzustellen. Dazu kann der Lenkaktuator wenigstens einen Elektromotor umfassen. Der Elektromotor ist dabei vorteilhaft als bürstenloser Motor und bevorzugt als Asynchronmotor oder als permanenterregter Synchronmotor ausgebildet. Ferner soll unter einer „Fahrerassistenzfunktion“ insbesondere eine autonom arbeitende und insbesondere mit dem Lenkaktuator in Wirkverbindung stehende und/oder zusammenwirkende Assistenzfunktion verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebszustand, insbesondere dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand, den Lenkaktuator anzusteuern und dazu insbesondere ein Ansteuersignal, insbesondere in Form eines Ausgangsmoments, bereitzustellen. Die Fahrerassistenzfunktion kann beispielsweise als Spurhalteassistent und/oder Spurwechselassistent ausgebildet sein. Des Weiteren soll unter einer „Limitierungseinheit“ insbesondere eine, insbesondere mit dem Ansteuersignal in Wirkverbindung stehende und vorteilhaft signaltechnisch zwischen der Fahrerassistenzfunktion und dem Lenkaktuator angeordnete, Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebszustand, insbesondere dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand, das Ansteuersignal und vorteilhaft einen Betrag und/oder einen Gradienten des Ansteuersignals zu limitieren und/oder zu begrenzen. Vorteilhaft ist die Limitierungseinheit dabei dazu vorgesehen, das Ansteuersignal derart zu limitieren und/oder zu begrenzen, dass das Ansteuersignal einen geforderten und/oder benötigten Sicherheits-Integritätslevel, insbesondere für den teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand, einhält und/oder aufweist. Darüber hinaus 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 Limitierungsroutine auf. Insbesondere ist die Recheneinheit zumindest dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand, insbesondere dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand, und insbesondere durch eine Ansteuerung der Limitierungseinheit, das Ansteuersignal in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße situationsspezifisch zu limitieren. Dabei ist die Recheneinheit insbesondere dazu vorgesehen, die Lenkgeschwindigkeitskenngröße, insbesondere zumindest in dem Betriebszustand, insbesondere dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand, zu ermitteln und/oder zu empfangen und insbesondere zur situationsspezifischen Limitierung des Ansteuersignals auszuwerten.
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Ferner soll unter einer „Lenkgeschwindigkeitskenngröße“ insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einer Lenkgeschwindigkeit des Fahrzeugs korreliert ist. Insbesondere kann wenigstens anhand der Lenkgeschwindigkeitskenngröße auf eine aktuelle und/oder tatsächliche Lenkgeschwindigkeit und/oder eine aktuelle und/oder tatsächliche Änderung der Lenkgeschwindigkeit geschlossen und/oder eine aktuelle und/oder tatsächliche Lenkgeschwindigkeit und/oder eine aktuelle und/oder tatsächliche Änderung der Lenkgeschwindigkeit bestimmt werden. Die Lenkgeschwindigkeitskenngröße kann dabei insbesondere eine Bewegungsgeschwindigkeit der Lenkhandhabe, eine Radlenkwinkelgeschwindigkeit wenigstens eines Fahrzeugrads des Fahrzeugs, eine Stellgeschwindigkeit des Lenkungsstellelements, wie beispielsweise eine Zahnstangengeschwindigkeit, und/oder eine Drehzahl des Lenkaktuators, insbesondere des Elektromotors des Lenkaktuators, umfassen und/oder wenigstens einer dieser Größen entsprechen. Des Weiteren soll unter der Wendung, dass „das Ansteuersignal in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße situationsspezifisch limitiert wird“ insbesondere verstanden werden, dass das Ansteuersignal in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße zumindest zeitweise nicht limitiert und/oder in Abhängigkeit wenigstens eines Werts der Lenkgeschwindigkeitskenngröße nicht limitiert wird und dabei zumindest im Rahmen sicherheitstechnischer und/oder betriebstechnischer Möglichkeiten beliebige Werte, insbesondere auch sehr hohe Beträge und/oder Gradienten, annehmen kann. Vorteilhaft wird das Ansteuersignal in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße nur limitiert, wenn die Lenkgeschwindigkeitskenngröße einen oberen Grenzwert, beispielsweise in Form einer positiven und/oder oberen Grenzlenkgeschwindigkeit, erreicht oder übersteigt und/oder einen unteren Grenzwert, beispielsweise in Form einer negativen und/oder unteren Grenzlenkgeschwindigkeit, erreicht oder unterschreitet. Der obere Grenzwert weist vorteilhaft einen positiven Wertebereich auf, während der untere Grenzwert einen negativen Wertebereich aufweist. Zudem sind der obere Grenzwert und der untere Grenzwert bevorzugt betragsmäßig identisch zueinander. Bevorzugt wird das Ansteuersignal derart begrenzt, dass die Lenkgeschwindigkeitskenngröße den oberen Grenzwert nicht oder nur marginal übersteigt und den unteren Grenzwert nicht oder nur marginal unterschreitet.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass eine situationsspezifische Limitierung des Ansteuersignals erfolgt, wenn die Lenkgeschwindigkeitskenngröße einen variablen und insbesondere dynamisch veränderlichen oberen Grenzwert, insbesondere den bereits zuvor genannten oberen Grenzwert, erreicht oder übersteigt und/oder einen variablen und insbesondere dynamisch veränderlichen unteren Grenzwert, insbesondere den bereits zuvor genannten unteren Grenzwert, erreicht oder unterschreitet. Besonders vorteilhaft wird der obere Grenzwert und/oder der untere Grenzwert dabei in Abhängigkeit von einer, insbesondere aktuellen und insbesondere mit einem Betrieb des Fahrzeugs korrelierten, Betriebskenngröße des Fahrzeugs und/oder einer, insbesondere aktuellen und insbesondere mit einer Umgebung des Fahrzeugs korrelierten, Umgebungskenngröße des Fahrzeugs dynamisch verändert. Besonders bevorzugt werden der obere Grenzwert und der untere Grenzwert in Abhängigkeit von der Betriebskenngröße und/oder der Umgebungskenngröße symmetrisch relativ zueinander verändert. Insbesondere kann das Fahrzeug und/oder das Lenksystem auch wenigstens eine weitere Sensoreinheit zur Erfassung der Betriebskenngröße und/oder der Umgebungskenngröße umfassen. Die Betriebskenngröße kann insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Lenkbewegungsrichtung, einen Lenkwinkel, eine Achslast, ein Fahrzeuggewicht, ein Übersteuern und/oder Untersteuern des Fahrzeugs, eine mechanische Reibung, einen Verschleißzustand eines Fahrzeugbauteils und/oder eines Lenkungsbauteils und/oder eine Temperatur eines Fahrzeugbauteils und/oder eines Lenkungsbauteils umfassen. Ferner kann die Umgebungskenngröße insbesondere einen Reibwert einer Fahrbahn und/oder eine Umgebungstemperatur umfassen. Hierdurch kann insbesondere eine besonders hohe Flexibilität erreicht werden.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass ein Betriebsintervall für das Ansteuersignal mit einer oberen Betriebsgrenze und einer unteren Betriebsgrenze vorgegeben wird. Zudem weist das Betriebsintervall für das Ansteuersignal insbesondere eine, insbesondere zwischen der oberen Betriebsgrenze und der unteren Betriebsgrenze liegende, Grundintervallbreite auf. Vorzugsweise wird das Ansteuersignal innerhalb des Betriebsintervalls nicht limitiert und kann zumindest innerhalb des Betriebsintervalls und insbesondere zumindest im Rahmen sicherheitstechnischer und/oder betriebstechnischer Möglichkeiten beliebige Werte, insbesondere auch sehr hohe Beträge und/oder Gradienten, annehmen. Ferner wird das Ansteuersignal vorteilhaft auf die obere Betriebsgrenze begrenzt, wenn das Ansteuersignal die obere Betriebsgrenze erreicht oder übersteigt, und auf die untere Betriebsgrenze begrenzt, wenn das Ansteuersignal die untere Betriebsgrenze erreicht oder unterschreitet. Die obere Betriebsgrenze weist vorteilhaft einen positiven Wertebereich auf, während die untere Betriebsgrenze einen negativen Wertebereich aufweist. Besonders bevorzugt sind die obere Betriebsgrenze und die untere Betriebsgrenze zumindest in einem unlimitierten Grundzustand betragsmäßig identisch zueinander. Vorliegend wird/werden zur situationsspezifischen Limitierung des Ansteuersignals die obere Betriebsgrenze und/oder die untere Betriebsgrenze in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße dynamisch verändert. Besonders bevorzugt wird/werden die obere Betriebsgrenze und/oder die untere Betriebsgrenze somit zumindest in einem Zustand dynamisch verändert, in welchem die Lenkgeschwindigkeitskenngröße den oberen Grenzwert erreicht oder übersteigt und/oder den unteren Grenzwert erreicht oder unterschreitet. Darüber hinaus kann die obere Betriebsgrenze und/oder die untere Betriebsgrenze in diesem Zusammenhang insbesondere auch derart dynamisch verändert werden, dass eine Lenkgeschwindigkeit des Fahrzeugs gedämpft wird. Hierdurch kann insbesondere ein besonders einfacher und/oder effizienter Steueralgorithmus zur Limitierung des Ansteuersignals bereitgestellt werden.
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Eine vorteilhafte Limitierung des Ansteuersignals kann insbesondere dann erreicht werden, wenn die obere Betriebsgrenze und/oder die untere Betriebsgrenze derart in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße verändert wird/werden, dass sich eine Intervallbreite des Betriebsintervalls verringert.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Betriebsintervall zur situationsspezifischen Limitierung des Ansteuersignals einseitig geändert wird, wobei insbesondere eine Veränderung der oberen Betriebsgrenze oder der unteren Betriebsgrenze erfolgt. Insbesondere werden dabei nicht beide Betriebsgrenzen gleichzeitig verändert. Bevorzugt erfolgt eine Veränderung der oberen Betriebsgrenze, wenn die Lenkgeschwindigkeitskenngröße den oberen Grenzwert erreicht oder übersteigt, und eine Veränderung der unteren Betriebsgrenze, wenn die Lenkgeschwindigkeitskenngröße den unteren Grenzwert erreicht oder unterschreitet. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte situationsspezifische Fahrzeugreaktion erreicht werden.
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Bevorzugt wird ferner vorgeschlagen, dass ein Regler zur Ermittlung und/oder zum Modifizieren der oberen Betriebsgrenze und/oder der unteren Betriebsgrenze, insbesondere in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße, verwendet wird. Der Regler wird dabei insbesondere mittels einer, vorteilhaft in das Steuergerät und/oder die Limitierungseinheit integrierten, Statusmaschine angesteuert. Darüber hinaus kann der Regler insbesondere eine Dämpfungsfunktionalität umfassen, welche oberhalb des Grenzwerts und/oder unterhalb des Grenzwerts für die Lenkgeschwindigkeitskenngröße zu einer Reduktion der Lenkgeschwindigkeit und/oder zu einer Dämpfung der Lenkgeschwindigkeit, insbesondere in einem Extremfall und insbesondere mittels eines Gegenmoments, führt. Hierdurch kann insbesondere eine steuerungstechnisch besonders einfache Ermittlung und/oder Modifikation der oberen Betriebsgrenze und/oder der unteren Betriebsgrenze erreicht werden.
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Der Regler könnte beispielsweise wenigstens einen proportionalen Anteil umfassen, wobei insbesondere ausschließlich der proportionale Anteil in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße ermittelt, variiert und/oder begrenzt wird. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass der Regler wenigstens einen integralen Anteil umfasst, welcher in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße ermittelt, variiert und/oder begrenzt wird. Vorteilhaft ist der Regler dabei als PI-Regler oder besonders vorteilhaft als PID-Regler ausgebildet. Der integrale Anteil des Reglers wird vorzugsweise durch die Statusmaschine ermittelt, variiert und/oder begrenzt. Dabei wird der integrale Anteil bevorzugt in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen der Lenkgeschwindigkeitskenngröße und dem oberen Grenzwert oder dem unteren Grenzwert ermittelt. Des Weiteren erfolgt eine Begrenzung des Reglers und insbesondere des integralen Anteils des Reglers vorteilhaft in Abhängigkeit einer Bewegungsrichtung der Lenkhandhabe, insbesondere ausgehend von einer Nullstellung. Der integrale Anteil kann ferner insbesondere zum Ausrampen der oberen Betriebsgrenze und/oder der unteren Betriebsgrenze dienen, insbesondere in einem Zustand, in welchem die Lenkgeschwindigkeitskenngröße den oberen Grenzwert wieder unterschreitet und/oder den unteren Grenzwert wieder übersteigt. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft variable Ermittlung und/oder Modifikation der oberen Betriebsgrenze und/oder der unteren Betriebsgrenze realisiert und somit insbesondere eine besonders flexible situationsspezifische Limitierung des Ansteuersignals erreicht werden.
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Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass eine, vorteilhaft parallel zu dem Regler geschaltete, Vorsteuerung zur Ermittlung und/oder zum Modifizieren der oberen Betriebsgrenze und/oder der unteren Betriebsgrenze, insbesondere in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße, verwendet wird. Hierdurch kann insbesondere ein besonders schnelles Reaktionsverhalten gewährleistet werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das Betriebsintervall eine variable Grundintervallbreite, insbesondere die bereits zuvor genannte Grundintervallbreite, aufweist, welche in Abhängigkeit von einer, insbesondere aktuellen und insbesondere mit einem Betrieb des Fahrzeugs korrelierten, weiteren Betriebskenngröße des Fahrzeugs und/oder einer, insbesondere aktuellen und insbesondere mit einer Umgebung des Fahrzeugs korrelierten, weiteren Umgebungskenngröße des Fahrzeugs dynamisch verändert wird. Insbesondere kann das Fahrzeug und/oder das Lenksystem dabei wenigstens eine weitere Sensoreinheit zur Erfassung der weiteren Betriebskenngröße und/oder der weiteren Umgebungskenngröße umfassen. Die weitere Betriebskenngröße kann insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Lenkbewegungsrichtung, einen Lenkwinkel, eine Achslast, ein Fahrzeuggewicht, ein Übersteuern und/oder Untersteuern des Fahrzeugs, eine mechanische Reibung, einen Verschleißzustand eines Fahrzeugbauteils und/oder eines Lenkungsbauteils und/oder eine Temperatur eines Fahrzeugbauteils und/oder eines Lenkungsbauteils umfassen. Ferner kann die weitere Umgebungskenngröße insbesondere einen Reibwert einer Fahrbahn und/oder eine Umgebungstemperatur umfassen. Hierdurch kann insbesondere eine sichere Beherrschbarkeit des Fahrzeugs in verschiedenen Fahrsituationen erreicht werden.
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Das Verfahren, das Steuergerät und das Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren, das Steuergerät 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.
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Zeichnungen
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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 Aspekte der Erfindung. Der Fachmann wird diese Aspekte zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1a-b ein Fahrzeug mit einem Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung,
- 2 eine vereinfachte Darstellung eines Teils einer Ansteuerschaltung des Fahrzeugs mit einer Fahrerassistenzfunktion und einem Lenkaktuator und
- 3 ein beispielhaftes Schaubild verschiedener, in einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand auftretender Signale.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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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 beispielhaft als konventionelles Lenksystem mit einem mechanischen Durchgriff ausgebildet. Ferner ist das Lenksystem 12 als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet und weist insbesondere eine elektrische Hilfskraftlenkung in Form einer Servolenkung auf. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, ein Lenksystem mit einer elektrischen Überlagerungslenkung auszubilden. Zudem könnte ein Lenksystem prinzipiell auch als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet sein.
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Das Lenksystem 12 umfasst eine, im vorliegenden Fall beispielhaft als Lenkrad ausgebildete, Lenkhandhabe 44 zum Aufbringen eines Handmoments, einen beispielhaft als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildeten Radlenkwinkelsteller 46, welcher wenigstens ein als Zahnstange ausgebildetes Lenkungsstellelement 48 aufweist und dazu vorgesehen ist, eine Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 44 in eine Lenkbewegung der, im vorliegenden Fall insbesondere als Vorderräder ausgebildeten, Fahrzeugräder 42 umzusetzen, und eine Lenksäule 50 zur, insbesondere mechanischen, Verbindung der Lenkhandhabe 44 mit dem Lenkgetriebe 46. 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.
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Darüber hinaus umfasst das Lenksystem 12 einen Lenkaktuator 14. Der Lenkaktuator 14 ist zumindest teilweise elektrisch ausgebildet. Der Lenkaktuator 14 ist dazu vorgesehen, ein Lenkmoment bereitzustellen und in das Lenkgetriebe 46 einzubringen. Im vorliegenden Fall ist der Lenkaktuator 14 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.
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Dazu umfasst der Lenkaktuator 14 wenigstens einen Elektromotor 52. Der Elektromotor 52 ist als Servomotor, im vorliegenden Fall insbesondere als permanenterregter Synchronmotor, ausgebildet. Der Elektromotor 52 ist mit dem Lenkgetriebe 46 gekoppelt und zur Erzeugung des Lenkmoments vorgesehen. Alternativ könnte ein Lenkaktuator jedoch auch mehrere Elektromotoren aufweisen.
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Ferner umfasst das Lenksystem 12 wenigstens eine erste Sensoreinheit 54. Die erste Sensoreinheit 54 ist der Lenkhandhabe 44 und/oder der Lenksäule 50 zugeordnet. Die erste Sensoreinheit 54 ist im vorliegenden Fall als Lenksensor ausgebildet und zur Erfassung einer Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 vorgesehen. Die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 entspricht im vorliegenden Fall beispielhaft einer Bewegungsgeschwindigkeit der Lenkhandhabe 44. Grundsätzlich könnte eine erste Sensoreinheit zur Erfassung einer Lenkgeschwindigkeitskenngröße jedoch auch einem Radlenkwinkelsteller und/oder einem Lenkaktuator zugeordnet sein. Zudem könnte eine Lenkgeschwindigkeitskenngröße auch einer von einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Lenkhandhabe abweichenden Größe entsprechen, wie beispielsweise einer Radlenkwinkelgeschwindigkeit wenigstens eines Fahrzeugrads, einer Stellgeschwindigkeit eines Lenkungsstellelements und/oder einer Drehzahl eines Lenkaktuators oder dergleichen.
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Zudem kann das Fahrzeug 10 weitere Sensoreinheiten, insbesondere zumindest eine zweite Sensoreinheit 56, umfassen. Die zweite Sensoreinheit 56 ist zur Erfassung einer Betriebskenngröße 26 des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Die zweite Sensoreinheit 56 ist dabei beispielhaft als Geschwindigkeitssensor ausgebildet und zur Erfassung einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Grundsätzlich könnte eine zweite Sensoreinheit auch Teil eines Lenksystems sein. Zudem könnte eine zweite Sensoreinheit auch zur Erfassung einer Umgebungskenngröße eines Fahrzeugs vorgesehen sein. Darüber hinaus ist denkbar, auf eine zweite Sensoreinheit vollständig zu verzichten und eine entsprechende Betriebskenngröße, insbesondere in Form einer Fahrzeuggeschwindigkeit, beispielsweise aus einem Fahrdynamikregelsystem abzurufen.
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Des Weiteren weist das Fahrzeug 10 ein Steuergerät 38 auf. Das Steuergerät 38 ist im vorliegenden Fall beispielhaft als Lenkungssteuergerät ausgebildet und folglich Teil des Lenksystems 12. Das Steuergerät 38 weist eine Wirkverbindung mit den Sensoreinheiten 54, 56 und mit dem Lenkaktuator 14 auf. Das Steuergerät 38 ist dazu vorgesehen, die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 und die Betriebskenngröße 26 zu empfangen und in zumindest einem Betriebszustand den Lenkaktuator 14 in Abhängigkeit von der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 und der Betriebskenngröße 26 anzusteuern. Alternativ könnte ein Steuergerät auch von einem Lenkungssteuergerät verschieden sein und beispielsweise als zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Das Steuergerät 38 weist eine Recheneinheit 40 auf. Die Recheneinheit 40 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 40 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Regelroutine, zumindest einer Berechnungsroutine und zumindest einer Limitierungsroutine.
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Ferner umfasst das Steuergerät 38 wenigstens eine autonom arbeitende Fahrerassistenzfunktion 18 (vgl. insbesondere auch 2). Die Fahrerassistenzfunktion 18 weist eine Wirkverbindung mit der Recheneinheit 40 und mit dem Lenkaktuator 14 auf. Die Fahrerassistenzfunktion 18 ist beispielsweise als Spurhalteassistent und/oder Spurwechselassistent ausgebildet. Die Fahrerassistenzfunktion 18 ist dazu vorgesehen, in zumindest einem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand und insbesondere in Abhängigkeit einer von der Recheneinheit 40 vorgegebenen Soll-Vorgabe 58 ein Ansteuersignal 16 zur Ansteuerung des Lenkaktuators 14 bereitzustellen. Das Ansteuersignal 16 entspricht dabei einem Ausgangsmoment der Fahrerassistenzfunktion 18 und ist insbesondere als QM-Signal ausgebildet (weist keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen auf). Im vorliegenden Fall wird der Lenkaktuator 14 somit in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand durch das Ansteuersignal 16 der Fahrerassistenzfunktion 18 angesteuert. Grundsätzlich ist auch denkbar, eine Fahrerassistenzfunktion in ein zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs zu integrieren.
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Ferner weist das Steuergerät 38 eine Limitierungseinheit 60 auf (vgl. insbesondere auch 2). Die Limitierungseinheit 60 ist signaltechnisch zwischen der Fahrerassistenzfunktion 18 und dem Lenkaktuator 14 angeordnet. Die Limitierungseinheit 60 ist dazu vorgesehen, in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand das Ansteuersignal 16 zu limitieren und/oder zu begrenzen und anschließend an den Lenkaktuator 14 als limitiertes Ansteuersignal 16' weiterzuleiten. Im vorliegenden Fall ist die Limitierungseinheit 60 dazu vorgesehen, das Ansteuersignal 16 derart zu limitieren und/oder zu begrenzen, dass das Ansteuersignal 16 bzw. das limitierte Ansteuersignal 16' einen geforderten und/oder benötigten Sicherheits-Integritätslevel für den teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand einhält. Dazu umfasst die Limitierungseinheit 60 einen, insbesondere in dem Signalpfad zwischen der Fahrerassistenzfunktion 18 und dem Lenkaktuator 14 angeordneten, Limiter 64 und eine mit dem Limiter 64 zusammenwirkende Offset-Einheit 66. Alternativ könnte eine Limitierungseinheit auch in ein zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs integriert werden. Zudem ist denkbar, eine Limitierungseinheit in eine Fahrerassistenzfunktion zu integrieren. Des Weiteren könnte ein Ansteuersignal, eine Lenkgeschwindigkeitskenngröße und/oder eine Betriebskenngröße vor einer Zuführung in die Limitierungseinheit auf geeignete Weise gefiltert werden.
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Um in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand nun einerseits eine Beherrschbarkeit des Fahrzeugs 10 durch einen Fahrer sicherzustellen und gleichzeitig eine möglichst hohe Performance zu erreichen, wird im Folgenden ein beispielhaftes Verfahren zur Beeinflussung einer Querdynamik des Fahrzeugs 10 erläutert. Im vorliegenden Fall ist insbesondere die Recheneinheit 40 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf.
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Erfindungsgemäß wird dabei das Ansteuersignal 16, 16', insbesondere mittels der Limitierungseinheit 60 und insbesondere dem Limiter 64 der Limitierungseinheit 60, in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 situationsspezifisch limitiert (vgl. insbesondere 3).
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Dabei wird das Ansteuersignal 16, 16' in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 nur limitiert, wenn die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 einen oberen Grenzwert 22, beispielsweise in Form einer positiven, oberen Grenzlenkgeschwindigkeit, erreicht oder übersteigt und/oder einen, insbesondere betragsmäßig zu dem oberen Grenzwert 22 identischen, unteren Grenzwert 24, beispielsweise in Form einer negativen, unteren Grenzlenkgeschwindigkeit, erreicht oder unterschreitet (vgl. insbesondere 3, mittlerer Graph). Das Ansteuersignal 16, 16' wird in diesem Fall derart begrenzt, dass die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 den oberen Grenzwert 22 nicht oder nur marginal übersteigt und den unteren Grenzwert 24 nicht oder nur marginal unterschreitet.
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Demnach wird das Ansteuersignal 16, 16' im vorliegenden Fall nur dann limitiert, wenn eine über eine Grenzlenkgeschwindigkeit definierte Beherrschbarkeit des Fahrzeugs 10 gefährdet ist, wodurch eine Fahrzeugreaktion stets in einem beherrschbaren Bereich gehalten werden kann.
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Der obere Grenzwert 22 und der untere Grenzwert 24 sind ferner variabel ausgebildet und werden im vorliegenden Fall zumindest in Abhängigkeit von der Betriebskenngröße 26 dynamisch verändert und/oder angepasst. Dabei werden der obere Grenzwert 22 und der untere Grenzwert 24 in Abhängigkeit der Betriebskenngröße 26 symmetrisch relativ zueinander verändert. Im vorliegenden Fall wird der obere Grenzwert 22 mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert und der untere Grenzwert 24 mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Alternativ oder zusätzlich können ein oberer Grenzwert und/oder ein unterer Grenzwert auch in Abhängigkeit einer beliebigen von einer Fahrzeuggeschwindigkeit abweichenden Betriebskenngröße und/oder einer, insbesondere mit einer Umgebung des Fahrzeugs korrelierten, Umgebungskenngröße dynamisch verändert werden. Zudem ist denkbar auf eine dynamische Veränderung eines oberen Grenzwerts und/oder eines unteren Grenzwerts zu verzichten.
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Ferner wird im vorliegenden Fall, mittels der Limitierungseinheit 60, ein Betriebsintervall 28 für das Ansteuersignal 16, 16' vorgegeben (vgl. insbesondere 3, unterer Graph). Das Betriebsintervall 28 entspricht dabei einem Momentenschlauch, welcher sich symmetrisch um eine Nulllage erstreckt. Das Betriebsintervall 28 weist eine obere Betriebsgrenze 30, eine, insbesondere betragsmäßig zu der oberen Betriebsgrenze 30 identische, untere Betriebsgrenze 32 und eine, insbesondere zwischen der oberen Betriebsgrenze 30 und der unteren Betriebsgrenze 32 liegende, Grundintervallbreite auf. Innerhalb des Betriebsintervalls 28 wird das Ansteuersignal 16, 16' nicht limitiert und kann zumindest im Rahmen sicherheitstechnischer und/oder betriebstechnischer Möglichkeiten beliebige Werte, insbesondere auch sehr hohe Beträge und/oder Gradienten, annehmen. Ausschließlich im Fall, wenn das Ansteuersignal 16, 16' die obere Betriebsgrenze 30 erreicht oder übersteigt und/oder die untere Betriebsgrenze 32 erreicht oder unterschreitet, wird das Ansteuersignal 16, 16' auf die obere Betriebsgrenze 30 bzw. die untere Betriebsgrenze 32 begrenzt.
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Zur situationsspezifischen Limitierung des Ansteuersignals 16, 16' können die obere Betriebsgrenze 30 und/oder die untere Betriebsgrenze 32 nun in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 und insbesondere mittels der Offset-Einheit 66 der Limitierungseinheit 60 dynamisch verändert werden, insbesondere derart, dass sich eine Intervallbreite des Betriebsintervalls 28 verringert. Bevorzugt wird das Betriebsintervall 28 dabei einseitig geändert, sodass insbesondere nicht beide Betriebsgrenzen 30, 32 gleichzeitig verändert werden. Im vorliegenden Fall wird die obere Betriebsgrenze 30 zumindest in einem Zustand dynamisch verändert, in welchem die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 den oberen Grenzwert 22 erreicht oder übersteigt, während die untere Betriebsgrenze 32 zumindest in einem Zustand dynamisch verändert wird, in welchem die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 den unteren Grenzwert 24 erreicht oder unterschreitet.
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Zur Ermittlung und/oder zum Modifizieren der oberen Betriebsgrenze 30 und/oder der unteren Betriebsgrenze 32 in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 umfasst die Offset-Einheit 66 wenigstens einen Regler 34 sowie eine Statusmaschine 68 zur Ansteuerung des Reglers 34.
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Der Regler 34 ist im vorliegenden Fall beispielhaft als PID-Regler ausgebildet. Der Regler 34 umfasst folglich wenigstens einen proportionalen Anteil und wenigstens einen integralen Anteil. Zudem wird zur Ermittlung und/oder zum Modifizieren der oberen Betriebsgrenze 30 und/oder der unteren Betriebsgrenze 32 zumindest der integrale Anteil des Reglers 34 in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 ermittelt, variiert und/oder begrenzt. Der Regler 34 verfügt in diesem Fall ferner über geeignete Anti-Windup-Maßnahmen, um ein Aufziehen des integralen Anteils zu vermeiden.
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Eine Ist-Vorgabe für den Regler 34 ist die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 minus dem oberen Grenzwert 22 oder dem unteren Grenzwert 24. Ein Soll-Vorgabe für den Regler 34 ist Null. Hierdurch wird die obere Betriebsgrenze 30 und/oder die untere Betriebsgrenze 32 mittels des Reglers 34 derart ermittelt und/oder modifiziert, dass sich maximal der obere Grenzwert 22 bzw. minimal der untere Grenzwert 24 für die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 einstellt. Ein Ausgang des Reglers 34 wird im vorliegenden Fall ferner, insbesondere durch eine entsprechende Ansteuerung der Statusmaschine 68, derart begrenzt, dass sich die Intervallbreite des Betriebsintervalls 28 nur verringern kann.
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Darüber hinaus wird der Regler 34 vorteilhaft derart appliziert, dass die obere Betriebsgrenze 30 und/oder die untere Betriebsgrenze 32 in einem Zustand, in welchem die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 den oberen Grenzwert 22 wieder unterschreitet und/oder den unteren Grenzwert 24 wieder übersteigt, ausgerampt wird/werden, sodass sich die obere Betriebsgrenze 30 und/oder die untere Betriebsgrenze 32 insbesondere nicht schlagartig ändert/ändern. Das schlagartige Ändern der oberen Betriebsgrenze 30 und/oder der unteren Betriebsgrenze 32 würde insbesondere zu einer schlagartigen Vergrößerung der Intervallbreite des Betriebsintervalls 28 führen und würde hierdurch ungewünschte Vibrationen im Fahrzeug 10 und/oder im Lenksystem 12 begünstigen.
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Des Weiteren wird der integrale Anteil bevorzugt in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 und dem oberen Grenzwert 22 oder dem unteren Grenzwert 24 ermittelt. So kann der integrale Anteil des Reglers 34 beispielsweise in einem Zustand, in welchem sich die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 im Bereich des oberen Grenzwerts 22 bzw. des unteren Grenzwerts 24 befindet, schwächer appliziert werden, wodurch insbesondere eine Haptik verbessert werden kann, und andernfalls stärker appliziert werden, insbesondere um den integralen Anteil schneller auszurampen und/oder eine Änderung des Betriebsintervalls 28, beispielswiese bei hohen Lenkgeschwindigkeiten, zu beschleunigen. Alternativ oder zusätzlich könnten auch die anderen Anteile des Reglers 34, beispielsweise der proportionale Anteil, entsprechend ermittelt und/oder angepasst werden.
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Die Statusmaschine 68, welche insbesondere zur Ansteuerung des Reglers 34 dient, ist dazu vorgesehen, den Regler 34 und insbesondere zumindest den integralen Anteil des Reglers 34 zu ermitteln, zu variieren und/oder zu begrenzen. Im vorliegenden Fall ist die Statusmaschine 68 zumindest dazu vorgesehen, den Regler 34 und insbesondere den integralen Anteil des Reglers 34 in Abhängigkeit einer Bewegungsrichtung der Lenkhandhabe 44, insbesondere ausgehend von einer Nullstellung, zu begrenzen. Dabei werden bei einer positiven Bewegungsrichtung der Lenkhandhabe 44 und in einem Zustand, in welchem die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 den oberen Grenzwert 22 erreicht oder übersteigt und/oder einem Ausrampen aus diesem Zustand, ausschließlich negative Offset-Werte zugelassen, welche insbesondere zu einer Verringerung der oberen Betriebsgrenze 30 führen. Bei einer negativen Bewegungsrichtung der Lenkhandhabe 44 und in einem Zustand, in welchem die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 den unteren Grenzwert 24 erreicht oder unterschreitet und/oder einem Ausrampen aus diesem Zustand, werden hingegen ausschließlich positive Offset-Werte zugelassen, welche insbesondere zu einer Erhöhung der unteren Betriebsgrenze 32 führen. In allen anderen Zuständen werden durch die Statusmaschine 68 vorteilhaft keine Offset-Werte zugelassen.
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Zudem umfasst die Offset-Einheit 66 zur Ermittlung und/oder zum Modifizieren der oberen Betriebsgrenze 30 und/oder der unteren Betriebsgrenze 32 in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 im vorliegenden Fall wenigstens eine Vorsteuerung 36. Die Vorsteuerung 36 ist parallel zu dem Regler 34 geschaltet. Die Vorsteuerung 36 führt bei einer schnellen Annäherung der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 an den oberen Grenzwert 22 oder den unteren Grenzwert 24 zu einer dynamischen Änderung der oberen Betriebsgrenze 30 oder der unteren Betriebsgrenze 32 und zwar bereits bevor die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 den oberen Grenzwert 22 oder den unteren Grenzwert 24 erreicht, wodurch insbesondere ein besonders schnelles Reaktionsverhalten gewährleistet und ein Überschwingen über den oberen Grenzwert 22 oder unter den unteren Grenzwert 24 reduziert werden kann.
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Grundsätzlich könnte ein Regler und/oder eine Statusmaschine jedoch auch einen abweichenden Aufbau aufweisen. So könnte der Regler beispielsweise als PI-Regler ausgebildet sein, während auf eine Statusmaschine grundsätzlich auch verzichtet werden könnte. Ferner könnte der Regler insbesondere auch eine Dämpfungsfunktionalität umfassen, welche oberhalb des Grenzwerts und/oder unterhalb des Grenzwerts für die Lenkgeschwindigkeitskenngröße zu einer Dämpfung der Lenkgeschwindigkeit führt. Darüber hinaus ist grundsätzlich auch denkbar, auf einen Regler vollständig zu verzichten. Ferner könnte auf eine entsprechende Vorsteuerung verzichtet werden.
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Die Grundintervallbreite des Betriebsintervalls 28 ist darüber hinaus variabel ausgebildet und wird im vorliegenden Fall zumindest in Abhängigkeit von der Betriebskenngröße 26 dynamisch verändert und/oder angepasst. Dabei werden die obere Betriebsgrenze 30 und die untere Betriebsgrenze 32 in Abhängigkeit der Betriebskenngröße 26 symmetrisch relativ zueinander verändert. Im vorliegenden Fall wird die Grundintervallbreite mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert. Alternativ oder zusätzlich kann eine Grundintervallbreite auch in Abhängigkeit einer beliebigen von einer Fahrzeuggeschwindigkeit abweichenden Betriebskenngröße und/oder einer, insbesondere mit einer Umgebung des Fahrzeugs korrelierten, Umgebungskenngröße dynamisch verändert werden. Darüber hinaus könnte ein Betriebsintervall zusätzlich auch über ein Fahrermoment und/oder Drehstabmoment richtungsabhängig beeinflusst werden. Zudem ist denkbar auf eine dynamische Veränderung einer Grundintervallbreite eines Betriebsintervalls zu verzichten.
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3 zeigt ein beispielhaftes Schaubild verschiedener, in dem teilautonomen und/oder autonomen Fahrbetriebszustand auftretender Signale. Ordinatenachsen 70 sind dabei jeweils als Größenachse ausgebildet. Auf einer jeweiligen Abszissenachse 72 ist eine Zeit dargestellt. Eine Kurve 74 zeigt einen zeitlichen Verlauf der, im vorliegenden Fall insbesondere als Fahrzeuggeschwindigkeit ausgebildeten, Betriebskenngröße 26. Eine Kurve 76 zeigt einen zeitlichen Verlauf der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20. Eine Kurve 78 zeigt einen zeitlichen Verlauf des oberen Grenzwerts 22. Eine Kurve 80 zeigt einen zeitlichen Verlauf des unteren Grenzwerts 24. Eine Kurve 82 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines Eingangssignals der Limitierungseinheit 60 und/oder eines, potentiell unlimitierten, Ansteuersignals. Eine Kurve 84 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines Ausgangssignals der Limitierungseinheit 60 und/oder des Ansteuersignals 16 bzw. des limitierten Ansteuersignals 16'. Eine Kurve 86 zeigt einen zeitlichen Verlauf der oberen Betriebsgrenze 30. Eine Kurve 88 zeigt einen zeitlichen Verlauf der unteren Betriebsgrenze 32.
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Zu einem Zeitpunkt T1, zu welchem die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 den oberen Grenzwert 22 erreicht oder übersteigt, wird das Ansteuersignal 16, 16' limitiert, indem die obere Betriebsgrenze 30 dynamisch verändert wird. Dabei wird die obere Betriebsgrenze 30 derart in Abhängigkeit der Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 verändert, dass sich die Intervallbreite des Betriebsintervalls 28 verringert.
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Zu einem Zeitpunkt T2, zu welchem die Lenkgeschwindigkeitskenngröße 20 den oberen Grenzwert 22 wieder erreicht oder unterschreitet, wird die obere Betriebsgrenze 30 ausgerampt, sodass sich die obere Betriebsgrenze 30 insbesondere nicht schlagartig ändert und Vibrationen im Fahrzeug 10 und/oder im Lenksystem verhindert werden können.
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Zu einem Zeitpunkt T3 ändert sich die Betriebskenngröße 26, wobei im vorliegenden Fall insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Als Folge werden der, insbesondere variable, obere Grenzwert 22, der, insbesondere variable, untere Grenzwert 24 und die, insbesondere variable, Grundintervallbreite des Betriebsintervalls 28 in Abhängigkeit von der Betriebskenngröße 26 dynamisch verändert. Im vorliegenden Fall wird der obere Grenzwert 22 mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert und der untere Grenzwert 24 mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Gleichzeitig wird die Grundintervallbreite mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert.
