DE102020208678A1

DE102020208678A1 - Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung, insbesondere zur Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020208678A1
Application number: DE102020208678.8A
Authority: DE
Inventors: Nicolas Boos
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-07-10
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2022-01-13

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung, insbesondere zur Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung eines Fahrzeugs (26), vorgeschlagen, wobei die Bedienvorrichtung wenigstens eine aktiv steuerbare erste Bedieneinheit (10) mit einem ersten Betätigungselement (12) und wenigstens eine aktiv steuerbare und mechanisch von der ersten Bedieneinheit (10) entkoppelte zweite Bedieneinheit (14) mit einem zweiten Betätigungselement (16) umfasst, und wobei die Bedieneinheiten (10, 14) in zumindest einem ersten Betätigungszustand mittels eines Synchronisationsalgorithmus (18) derart miteinander gekoppelt werden, dass eine mechanische Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement (12) und dem zweiten Betätigungselement (16) nachgebildet wird, und in zumindest einem zweiten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus (18) derart miteinander gekoppelt werden, dass eine von einer mechanischen Kopplung zumindest teilweise abweichende Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement (12) und dem zweiten Betätigungselement (16) erreicht wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung, insbesondere zur Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung eines Fahrzeugs. Zudem betrifft die Erfindung ein Steuergerät mit einer Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens, eine Bedienvorrichtung mit einer Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Bedienvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge mit mehreren Bedieneinheiten zur Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung des Fahrzeugs bekannt, wobei jede der Bedieneinheiten ein von einem Fahrer betätigbares Betätigungselement, beispielsweise in Form eines Lenkrads oder eines Joysticks, umfasst. Die Bedieneinheiten können dabei entweder aktiv steuerbar ausgebildet sein und beispielsweise einen dem Betätigungselement zugeordneten Elektromotor umfassen oder passiv ausgebildet sein und folglich nicht elektronisch ansteuerbar sein.
Im einfachsten Fall sind die Bedieneinheiten passiv ausgebildet und mechanisch miteinander gekoppelt, sodass sich eine Betätigung und/oder Bewegung eines ersten Betätigungselements über die mechanische Kopplung unmittelbar auf ein zweites Betätigungselement überträgt. Hierdurch können die Betätigungselemente auf einfache Art und Weise synchron gehalten werden. Allerdings kann sich die dauerhafte mechanische Kopplung negativ auf ein Bediengefühl und/oder einen Bedienkomfort auswirken.
Ferner sind aus dem Stand der Technik Fahrzeuge mit mechanisch voneinander entkoppelten Bedieneinheiten bekannt. In diesem Fall sind die Betätigungselemente grundsätzlich unabhängig voneinander betätigbar und können zur Steuerung der Längs- und/oder Querbewegung des Fahrzeugs sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination von einem Fahrer verwendet werden. Um dabei sicherheitskritische Fahrsituationen, beispielsweise durch widersprüchliche Vorgaben an den Betätigungselementen, zu vermeiden, werden jedoch verschiedene Sicherheitskonzepte benötigt. Eine Möglichkeit, wie beispielsweise in der EP 1 992 548 B1 vorgeschlagen, besteht darin eines der Betätigungselemente zu priorisieren und auf eine Synchronisierung der Betätigungselemente zu verzichten. Hierdurch wird jedoch nicht verhindert, dass eine Lage und/oder eine Ausrichtung der Betätigungselemente unterschiedlich ist, was im Betrieb zu einer Außerphasigkeit der Betätigungselemente und insbesondere bei einem Wechsel des Betätigungselements zumindest kurzfristig zu einem verschlechterten Bediengefühl führt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Bediengefühls und/oder eines Bedienkomforts bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 12, 13 und 14 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung, wobei die Bedienvorrichtung wenigstens eine aktiv steuerbare erste Bedieneinheit mit einem ersten Betätigungselement und wenigstens eine aktiv steuerbare und mechanisch von der ersten Bedieneinheit entkoppelte zweite Bedieneinheit mit einem zweiten Betätigungselement umfasst, und wobei die Bedieneinheiten, insbesondere die erste Bedieneinheit und die zweite Bedieneinheit, in zumindest einem ersten Betätigungszustand mittels eines Synchronisationsalgorithmus derart miteinander gekoppelt werden, dass eine mechanische Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement und dem zweiten Betätigungselement nachgebildet wird, und in zumindest einem zweiten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus derart miteinander gekoppelt werden, dass eine von einer mechanischen Kopplung zumindest teilweise abweichende Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement und dem zweiten Betätigungselement erreicht wird. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere ein besonders vorteilhaftes Bediengefühl, insbesondere in sämtlichen Betätigungszuständen, erreicht und/oder ein Bedienkomfort vorteilhaft verbessert werden. Insbesondere kann hierdurch ein vorteilhaft flexibles Verfahren bereitgestellt werden, welches einfach an die verschiedenen Betätigungszustände angepasst werden kann. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Außerphasigkeit der Betätigungselemente im Betrieb vermieden werden.
Unter einer „Bedienvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Steuersystems verstanden werden, welches zur Ansteuerung wenigstens eines, vorteilhaft genau eines, Aktuators des Steuersystems vorgesehen ist. Das Steuersystem kann dabei grundsätzlich als beliebiges Steuersystem, wie beispielsweise als Kransystem und/oder Fertigungssystem, ausgebildet sein, sodass die Bedienvorrichtung zur Steuerung einer Bewegung eines Krans und/oder einer Fertigungsmaschine vorgesehen sein kann. Vorteilhaft ist die Bedienvorrichtung jedoch Teil eines Fahrzeugs, bevorzugt eines Kraftfahrzeugs und besonders bevorzugt eines Lenksystems des Fahrzeugs, und insbesondere zur Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung des Fahrzeugs vorgesehen. Dazu umfasst die Bedienvorrichtung zumindest zwei, insbesondere aktiv steuerbare und insbesondere in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnete, Bedieneinheiten, welche mit wenigstens einem, vorteilhaft genau einem, Fahrzeugaktuator des Fahrzeugs in Wirkverbindung stehen. Ferner kann die Bedienvorrichtung insbesondere auch mehr als zwei Bedieneinheiten, beispielsweise drei, bevorzugt aktiv steuerbare, Bedieneinheiten und/oder vier, bevorzugt aktiv steuerbare, Bedieneinheiten, umfassen. Darüber hinaus können die Betätigungselemente der Bedieneinheiten grundsätzlich gleichartig, beispielsweise als Joystick, Pedal, Steuerrad oder Lenkrad, oder verschiedenartig ausgebildet sein. Unter einer „aktiv steuerbaren Bedieneinheit“ soll ferner insbesondere eine zumindest teilweise elektrisch und/oder elektronisch ausgebildete Bedieneinheit verstanden werden, welche wenigstens ein Betätigungselement umfasst, dessen Lage und/oder Ausrichtung mittels einer entsprechenden elektrischen Ansteuerung aktiv verändert werden kann. Vorteilhaft umfasst die Bedieneinheit dabei wenigstens einen dem Betätigungselement zugeordneten und mit dem Betätigungselement zusammenwirkenden, insbesondere elektrisch und/oder elektronisch ausgebildeten, Bedienaktuator, vorzugsweise in Form eines Feedback-Aktuators und besonders bevorzugt in Form eines Elektromotors. Darunter, dass „zwei Bedieneinheiten mechanisch voneinander entkoppelt sind“ soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest die Betätigungselemente der Bedieneinheiten frei von einer mechanischen Zwangskopplung sind und somit insbesondere unabhängig voneinander betätigt und/oder bewegt werden können. Die Betätigungselemente können somit insbesondere einzeln oder gemeinsam betätigt und/oder bewegt werden, wobei insbesondere eine Bewegungsrichtung und/oder ein Betätigungsgrad der einzelnen Betätigungselemente voneinander abweichen kann.
Des Weiteren soll unter einem „Betätigungszustand“ insbesondere ein Zustand verstanden werden, in welchem eine Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements und/oder des zweiten Betätigungselements erfolgt und insbesondere erfasst wird. Der erste Betätigungszustand und der zweite Betätigungszustand können sich dabei insbesondere durch eine Bewegungsrichtung des ersten Betätigungselements und des zweiten Betätigungselements und/oder einen Betätigungsgrad des ersten Betätigungselements und/oder des zweiten Betätigungselements voneinander unterscheiden. Vorteilhaft entspricht der erste Betätigungszustand einem Betätigungszustand, in welchem eine gleichmäßige und/oder gleichförmige Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements und des zweiten Betätigungselements erfolgt und insbesondere erfasst wird. Besonders vorteilhaft werden die Betätigungselemente in dem ersten Betätigungszustand dabei mit einem zumindest im Wesentlichen identischen Betätigungsgrad betätigt, wobei die Betätigungselemente gleichsinnig oder gegensinnig bewegt werden. Ferner entspricht der zweite Betätigungszustand bevorzugt einem Betätigungszustand, in welchem eine ungleichmäßige und/oder ungleichförmige Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements und des zweiten Betätigungselements erfolgt und insbesondere erfasst wird. Vorzugsweise werden die Betätigungselemente dabei in dem zweiten Betätigungszustand mit unterschiedlichen Betätigungsgraden betätigt oder in verschiedene, von einer gleichsinnigen oder gegensinnigen Bewegung abweichende Richtungen bewegt.
Insbesondere kann in diesem Fall auch lediglich eines der Betätigungselemente betätigt und/oder bewegt werden. Unter einem „Betätigungsgrad“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine mit einer Auslenkung und/oder einer Betätigungskraft des entsprechenden Betätigungselements korrelierte, vorteilhaft diskrete, Größe verstanden werden, welche als Maß für eine aktuelle Betätigung des entsprechenden Betätigungselements dient. Insbesondere weist der Betätigungsgrad bei einem unbetätigten Betätigungselement einem minimalen Wert, beispielsweise 0, bei einem voll ausgelenkten und/oder bei einem mit einer maximalen Betätigungskraft betätigten Betätigungselement einen maximalen Wert, beispielsweise 1 oder 100, und bei einem teilweise ausgelenkten und/oder bei einem mit einer unterhalb der maximalen Betätigungskraft betätigten Betätigungselement einen Zwischenwert zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert auf. Unter der Wendung „zumindest im Wesentlichen identisch“ soll insbesondere im Rahmen standardisierter Toleranzen und/oder im Rahmen fertigungstechnischer Möglichkeiten identisch verstanden werden.
Ferner soll unter der Wendung, dass „eine mechanische Kopplung zwischen zwei Betätigungselementen nachgebildet wird“ insbesondere verstanden werden, dass die Betätigungselemente in dem ersten Betätigungszustand zumindest virtuell und insbesondere mittels des Synchronisationsalgorithmus derart miteinander gekoppelt werden, dass sich ein zu einer mechanischen Kopplung analoges und/oder übereinstimmendes Verhalten ergibt. Insbesondere überträgt sich eine Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements in diesem Fall unmittelbar auf das zweite Betätigungselement und eine Betätigung und/oder Bewegung des zweiten Betätigungselements unmittelbar auf das erste Betätigungselement und zwar insbesondere derart, dass eine Lage und/oder eine Ausrichtung der Betätigungselemente relativ zueinander zumindest im Wesentlichen konstant und/oder synchron gehalten wird. Insbesondere ist dabei der Synchronisationsalgorithmus dazu vorgesehen, die Bedieneinheiten und bevorzugt die Bedienaktuatoren der Bedieneinheiten derart anzusteuern, dass eine Lage und/oder eine Ausrichtung des ersten Betätigungselements und eine Lage und/oder Ausrichtung des zweiten Betätigungselements miteinander synchronisiert werden. In diesem Zusammenhang soll unter der Wendung „zumindest im Wesentlichen konstant und/oder synchron“ insbesondere in Rahmen von standardisierten Toleranzen und/oder im Rahmen fertigungstechnischer Möglichkeiten konstant und/oder synchron verstanden werden. Darunter, dass „eine von einer mechanischen Kopplung zumindest teilweise abweichende Kopplung zwischen zwei Betätigungselementen erreicht wird“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Betätigungselemente in dem zweiten Betätigungszustand zumindest virtuell und insbesondere mittels des Synchronisationsalgorithmus derart miteinander gekoppelt werden, dass sich zumindest eine Kopplungseigenschaft und/oder wenigstens ein Kopplungsparameter der Kopplung von einer mechanischen Kopplung unterscheidet. Besonders vorteilhaft werden die Bedieneinheiten in dem zweiten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus dabei derart miteinander gekoppelt, dass das Betätigungselement mit einem geringeren Betätigungsgrad dem Betätigungselement mit einem höheren Betätigungsgrad nachgeführt wird und besonders bevorzugt eine Lage und/oder eine Ausrichtung der Betätigungselemente relativ zueinander zumindest im Wesentlichen konstant und/oder synchron gehalten wird. Insbesondere ist dabei der Synchronisationsalgorithmus dazu vorgesehen, die Bedieneinheiten und bevorzugt die Bedienaktuatoren der Bedieneinheiten derart anzusteuern, dass eine Lage und/oder eine Ausrichtung des ersten Betätigungselements und eine Lage und/oder Ausrichtung des zweiten Betätigungselements miteinander synchronisiert werden.
Ferner umfasst das Steuersystem und/oder die Bedienvorrichtung zumindest eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zum Betrieb der Bedienvorrichtung durchzuführen. Unter einer „Recheneinheit“ soll 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. Im vorliegenden Fall umfasst die Recheneinheit zudem zumindest einen Softwarealgorithmus in Form des Synchronisationsalgorithmus. Die Recheneinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, die Bedieneinheiten in dem ersten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus derart miteinander zu koppeln, dass eine mechanische Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement und dem zweiten Betätigungselement nachgebildet wird.
Zudem ist die Recheneinheit insbesondere dazu vorgesehen, die Bedieneinheiten in dem zweiten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus derart miteinander zu koppeln, dass eine von einer mechanischen Kopplung zumindest teilweise abweichende Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement und dem zweiten Betätigungselement erreicht wird. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dabei in ein Steuergerät, insbesondere des Steuersystems, vorteilhaft des Fahrzeugs und besonders bevorzugt des Lenksystems integriert. 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.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Bedieneinheiten in dem zweiten Betätigungszustand, insbesondere mittels des Synchronisationsalgorithmus, derart miteinander gekoppelt werden, dass ein Einfluss des ersten Betätigungselements auf das zweite Betätigungselement und/oder ein Einfluss des zweiten Betätigungselements auf das erste Betätigungselement in Abhängigkeit eines jeweiligen Betätigungsgrads des ersten Betätigungselements und/oder des zweiten Betätigungselements modifiziert wird. Vorzugsweise wird dabei im Fall, dass eine Betätigung des ersten Betätigungselements und keine Betätigung des zweiten Betätigungselements erfolgt, ein Einfluss des zweiten Betätigungselements auf das erste Betätigungselement reduziert und im Fall, dass eine Betätigung des zweiten Betätigungselements und keine Betätigung des ersten Betätigungselements erfolgt, ein Einfluss des ersten Betätigungselements auf das zweite Betätigungselement reduziert. Zudem wird vorteilhaft im Fall, dass eine Betätigung des ersten Betätigungselements und eine Betätigung des zweiten Betätigungselements erfolgt, ein wechselseitiger Einfluss der Betätigungselemente aufeinander in Abhängigkeit eines jeweiligen Betätigungsgrads des ersten Betätigungselements und des zweiten Betätigungselements reduziert. Hierdurch kann insbesondere ein verbessertes Bediengefühl und/oder eine entsprechende Priorisierung der Bedieneinheiten erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass mittels des Synchronisationsalgorithmus und insbesondere zur Synchronisierung des ersten Betätigungselements und des zweiten Betätigungselements in Abhängigkeit einer relativen Abweichung zwischen einer Lage und/oder Ausrichtung des ersten Betätigungselements und einer Lage und/oder Ausrichtung des zweiten Betätigungselements wenigstens ein Überlagerungsmoment ermittelt und der ersten Bedieneinheit und/oder der zweiten Bedieneinheit zugeführt wird. Das Überlagerungsmoment kann dabei insbesondere in Abhängigkeit der relativen Abweichung mittels einer linearen Funktion und/oder unter Verwendung einer entsprechenden Kennlinie ermittelt werden. Bevorzugt wird das Überlagerungsmoment in dem ersten Betätigungszustand beiden Bedieneinheiten gegenseitig aufgeschaltet. Insbesondere wird in diesem Fall ein erstes Überlagerungsmoment für die erste Bedieneinheit und ein zweites Überlagerungsmoment für die zweite Bedieneinheit ermittelt, wobei das erste Überlagerungsmoment und das zweite Überlagerungsmoment unterschiedliche Vorzeichen aufweisen und vorzugsweise betragsmäßig gleich sind, und wobei das erste Überlagerungsmoment der ersten Bedieneinheit und das zweite Überlagerungsmoment der zweiten Bedieneinheit aufgeschaltet wird. Zudem wird das Überlagerungsmoment in dem zweiten Betätigungszustand vorteilhaft nur einer der Bedieneinheiten aufgeschaltet, insbesondere im Fall, dass lediglich eines der Betätigungselemente betätigt wird, der unbetätigten Bedieneinheit, oder in Abhängigkeit eines jeweiligen Betätigungsgrads der einzelnen Betätigungselemente modifiziert und beiden Bedieneinheiten aufgeschaltet. Insbesondere wird dabei in letzterem Fall ein erstes Überlagerungsmoment für die erste Bedieneinheit und ein zweites Überlagerungsmoment für die zweite Bedieneinheit ermittelt, wobei das erste Überlagerungsmoment in Abhängigkeit eines Betätigungsgrads des zweiten Betätigungselements und das zweite Überlagerungsmoment in Abhängigkeit eines Betätigungsgrads des ersten Betätigungselements modifiziert wird, und wobei das erste Überlagerungsmoment der ersten Bedieneinheit und das zweite Überlagerungsmoment der zweiten Bedieneinheit aufgeschaltet wird. Vorteilhaft wird dabei das Überlagerungsmoment, welches dem Betätigungselement mit dem höheren Betätigungsgrad aufgeschaltet wird, stärker reduziert als das Überlagerungsmoment, welches dem Betätigungselement mit dem geringeren Betätigungsgrad aufgeschaltet wird, sodass insbesondere ein Einfluss auf das stärker verwendete Betätigungselement reduziert ist und vorteilhaft ein verbessertes Bediengefühl erreicht werden kann.
Bevorzugt wird ferner vorgeschlagen, dass wenigstens ein, insbesondere mit einer Ermittlung des Überlagerungsmoments korrelierter, Synchronisationsparameter des Synchronisationsalgorithmus situationsspezifisch, insbesondere in Abhängigkeit einer Bewegungsrichtung und/oder eines Betätigungsgrads der einzelnen Betätigungselemente, verändert wird. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhaft flexibler Synchronisationsalgorithmus bereitgestellt werden. Zudem kann die Ermittlung des Überlagerungsmoments vorteilhaft dynamisch an die aktuelle Situation angepasst werden.
Eine besonders hohe Kosteneffizienz kann insbesondere erreicht werden, wenn zur Ermittlung einer Betätigung des ersten Betätigungselements und/oder des zweiten Betätigungselements ein Erkennungsalgorithmus verwendet wird. Bevorzugt umfasst dabei die Recheneinheit zumindest einen weiteren Softwarealgorithmus in Form des Erkennungsalgorithmus. Zudem kann alternativ oder zusätzlich zur Ermittlung einer Betätigung des ersten Betätigungselements und/oder des zweiten Betätigungselements eine entsprechende Erfassungssensorik verwendet werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass mittels des Erkennungsalgorithmus eine mit einer auf das erste Betätigungselement einwirkenden Kraft und/oder mit einem auf das erste Betätigungselement einwirkenden Moment, vorteilhaft in Form eines Handmoments und/oder eines Fahrerlenkmoments, korrelierte erste Betätigungskenngröße und eine mit einer auf das zweite Betätigungselement einwirkenden Kraft und/oder mit einem auf das zweite Betätigungselement einwirkenden Moment, vorteilhaft in Form eines Handmoments und/oder eines Fahrerlenkmoments, korrelierte zweite Betätigungskenngröße überwacht wird und anhand der Betätigungskenngrößen und/oder einer Beziehung zwischen den Betätigungskenngrößen auf eine Betätigung der Betätigungselemente geschlossen und/oder ein Betätigungsgrad der einzelnen Betätigungselemente ermittelt wird. Das Ergebnis des Erkennungsalgorithmus kann dabei insbesondere ein diskreter Status oder ein prozentualer Wert sein. Zudem können die Betätigungskenngrößen insbesondere einer gemessenen Kraft und/oder einem gemessenen Moment, welche/welches vorteilhaft um Trägheitseffekte korrigiert wird, oder einer aus anderen Größen, wie beispielsweise einer Betriebsgröße des Aktuators und/oder des Fahrzeugaktuators, geschätzten Kraft und/oder einem aus den anderen Größen geschätzten Moment entsprechen. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache Erkennung einer Betätigung der Betätigungselemente erreicht werden. Zudem kann insbesondere erkannt werden, wie die Betätigungselemente zu einem aktuellen Zeitpunkt zur Bedienung beitragen.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Erkennungsalgorithmus bei der Ermittlung der Betätigung des ersten Betätigungselements und/oder des zweiten Betätigungselements eine Trägheit der ersten Bedieneinheit und/oder der zweiten Bedieneinheit, insbesondere eines entsprechenden Betätigungselements und/oder eines entsprechenden Bedienaktuators, berücksichtigt. Hierdurch kann insbesondere eine verbesserte Erkennung einer Betätigung der Betätigungselemente erreicht werden.
Das Verfahren zum Betrieb der Bedienvorrichtung und die Bedienvorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren zum Betrieb der Bedienvorrichtung und die Bedienvorrichtung 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.
Es zeigen:

1a-b ein Fahrzeug mit einem Steer-by-Wire-Lenksystem und einer Bedienvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung und
2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zum Betrieb der Bedienvorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das folgende Ausführungsbeispiel bezieht sich rein beispielhaft auf ein Fahrzeug mit einem Lenksystem. Grundsätzlich ist die Erfindung jedoch nicht auf den Einsatz in einem Fahrzeug beschränkt und könnte beispielsweise auch in anderen Steuersystemen, wie beispielsweise einem Kransystem und/oder Fertigungssystem, eingesetzt werden.
Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 26 mit mehreren Fahrzeugrädern 28 und mit einem Lenksystem 30 in einer vereinfachten Darstellung. Das Lenksystem 30 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 28 auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 26 vorgesehen. Ferner ist das Lenksystem 30 im vorliegenden Fall als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, bei welchem eine Lenkvorgabe in zumindest einem Betriebszustand rein elektrisch an die Fahrzeugräder 28 weitergeleitet wird.
Das Lenksystem 30 weist einen an sich bekannten Radlenkwinkelsteller 32 auf. Der Radlenkwinkelsteller 32 ist beispielhaft als Zentralsteller ausgebildet. Der Radlenkwinkelsteller 32 weist eine Wirkverbindung mit zumindest zwei der Fahrzeugräder 28, insbesondere zwei Vorderrädern, auf und ist dazu vorgesehen, eine Lenkvorgabe in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder 28 umzusetzen. Dazu umfasst der Radlenkwinkelsteller 32 ein beispielhaft als Zahnstange ausgebildetes Lenkungsstellelement 34. Zudem umfasst der Radlenkwinkelsteller 32 einen Aktuator 36, welcher insbesondere wenigstens einen Elektromotor (nicht dargestellt) umfasst. Der Aktuator 36 ist als Fahrzeugaktuator und im vorliegenden Fall insbesondere als Lenkaktuator ausgebildet und dazu vorgesehen, mit dem Lenkungsstellelement 34 zusammenzuwirken. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem natürlich auch mehrere, insbesondere als Einzelradsteller ausgebildete, Radlenkwinkelsteller oder eine Kombination aus einem als Zentralsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller und einem als Einzelradsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller umfassen. Zudem ist denkbar, einen Aktuator als von einem Lenkaktuator oder Fahrzeugaktuator abweichenden Aktuator auszubilden.
Darüber hinaus umfasst das Lenksystem 30 eine Bedienvorrichtung. Die Bedienvorrichtung weist eine Wirkverbindung mit dem Radlenkwinkelsteller 32, insbesondere dem Aktuator 36, auf und ist zur Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung des Fahrzeugs 26 vorgesehen. Dazu umfasst die Bedienvorrichtung zumindest zwei Bedieneinheiten 10, 14, insbesondere eine erste Bedieneinheit 10 und eine zweite Bedieneinheit 14. Die Bedieneinheiten 10, 14 sind in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs 26 angeordnet und elektrisch mit dem Radlenkwinkelsteller 32, insbesondere dem Aktuator 36, verbunden. Die Bedieneinheiten 10, 14 sind separat und/oder getrennt voneinander ausgebildet. Die Bedieneinheiten 10, 14 sind mechanisch voneinander entkoppelt. Die Bedieneinheiten 10, 14 sind aktiv steuerbar ausgebildet. Zudem sind die Bedieneinheiten 10, 14 im vorliegenden Fall gleichartig ausgebildet. Grundsätzlich könnten die Bedieneinheiten 10, 14 jedoch auch verschiedenartig ausgebildet sein. Ferner könnte eine Bedienvorrichtung grundsätzlich auch Teil eines von einem Lenksystem verschiedenen Fahrzeugsystems oder eines von einem Fahrzeug abweichenden Steuersystems sein. Des Weiteren könnte eine Bedienvorrichtung auch mehr als zwei Bedieneinheiten, beispielsweise drei oder vier Bedieneinheiten, umfassen.
Die erste Bedieneinheit 10 umfasst ein, insbesondere von einem Fahrer betätigbares, erstes Betätigungselement 12 zur Steuerung einer Längs- und einer Querbewegung des Fahrzeugs 26. Das erste Betätigungselement 12 ist im vorliegenden Fall beispielhaft als Joystick ausgebildet. Zudem umfasst die erste Bedieneinheit 10 einen, insbesondere elektrisch und/oder elektronisch ausgebildeten und mechanisch mit dem ersten Betätigungselement 12 gekoppelten, ersten Bedienaktuator 38. Der erste Bedienaktuator 38 ist als Feedback-Aktuator ausgebildet und dazu vorgesehen, Signale, Kräfte und/oder Momente von dem ersten Betätigungselement 12, insbesondere direkt, zu erfassen und/oder an das erste Betätigungselement 12, insbesondere direkt, zu übertragen. Im vorliegenden Fall ist der erste Bedienaktuator 38 zumindest zur aktiven Veränderung einer Lage und/oder Ausrichtung des ersten Betätigungselements 12 vorgesehen. Dazu umfasst der erste Bedienaktuator 38 einen Elektromotor (nicht dargestellt). Alternativ könnte ein erstes Betätigungselement im vorliegenden Fall auch als Lenkhebel und/oder Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Ferner könnte ein erstes Betätigungselement auch ausschließlich zur Steuerung einer Querbewegung eines Fahrzeugs oder zur Steuerung einer Längsbewegung des Fahrzeugs vorgesehen sein. Ferner könnte ein erster Bedienaktuator auch mehrere Elektromotoren umfassen.
Die zweite Bedieneinheit 14 umfasst ein, insbesondere von einem Fahrer betätigbares, zweites Betätigungselement 16 zur Steuerung einer Längs- und einer Querbewegung des Fahrzeugs 26. Die Längs- und/oder Querbewegung des Fahrzeugs 26 ist dabei wahlweise mit dem ersten Betätigungselement 12 der ersten Bedieneinheit 10, mit dem zweiten Betätigungselement 16 der zweiten Bedieneinheit 14 und/oder gleichzeitig mit dem ersten Betätigungselement 12 und dem zweiten Betätigungselement 16 steuerbar. Das zweite Betätigungselement 16 ist beispielhaft als Joystick ausgebildet. Zudem umfasst die zweite Bedieneinheit 14 einen, insbesondere elektrisch und/oder elektronisch ausgebildeten und mechanisch mit dem zweiten Betätigungselement 16 gekoppelten, zweiten Bedienaktuator 40. Der zweite Bedienaktuator 40 ist als Feedback-Aktuator ausgebildet und dazu vorgesehen, Signale, Kräfte und/oder Momente von dem zweiten Betätigungselement 16, insbesondere direkt, zu erfassen und/oder an das zweite Betätigungselement 16, insbesondere direkt, zu übertragen. Im vorliegenden Fall ist der zweite Bedienaktuator 40 zumindest zur aktiven Veränderung einer Lage und/oder Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 16 vorgesehen. Dazu umfasst der zweite Bedienaktuator 40 einen Elektromotor (nicht dargestellt). Alternativ könnte ein zweites Betätigungselement im vorliegenden Fall auch als Lenkhebel und/oder Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Ferner könnte ein zweites Betätigungselement auch ausschließlich zur Steuerung einer Querbewegung eines Fahrzeugs oder zur Steuerung einer Längsbewegung des Fahrzeugs vorgesehen sein. Ferner könnte ein zweiter Bedienaktuator auch mehrere Elektromotoren umfassen.
Des Weiteren weist das Fahrzeug 26 ein Steuergerät 22 auf. Das Steuergerät 22 ist im vorliegenden Fall beispielhaft als Lenkungssteuergerät ausgebildet und folglich Teil des Lenksystems 30. Das Steuergerät 22 weist eine elektrische Verbindung mit der Bedienvorrichtung auf. Das Steuergerät 22 weist ferner eine elektrische Verbindung mit dem Radlenkwinkelsteller 32 auf. Das Steuergerät 22 koppelt im vorliegenden Fall die Bedieneinheiten 10, 14 mit dem Aktuator 36. Zudem koppelt das Steuergerät 22 die Bedieneinheiten 10, 14 miteinander. Das Steuergerät 22 ist dazu vorgesehen, den Aktuator 36 in Abhängigkeit von einem Signal der ersten Bedieneinheit 10 und/oder der zweiten Bedieneinheit 14, beispielsweise in Abhängigkeit eines Handmoments und/oder eines Fahrerlenkmoments, anzusteuern. Das Steuergerät 22 ist ferner dazu vorgesehen, den ersten Bedienaktuator 38 und/oder den zweiten Bedienaktuator 40 in Abhängigkeit von einem Signal des Radlenkwinkelstellers 32 und insbesondere des Aktuators 36 anzusteuern. Darüber hinaus kann das Steuergerät 22 dazu vorgesehen sein, die erste Bedieneinheit 10 und insbesondere den ersten Bedienaktuator 38 in Abhängigkeit eines Signals der zweiten Bedieneinheit 14 und/oder die zweite Bedieneinheit 14 und insbesondere den zweiten Bedienaktuator 40 in Abhängigkeit eines Signals der ersten Bedieneinheit 10 anzusteuern.
Dazu umfasst das Steuergerät 22 eine Recheneinheit 24. Die Recheneinheit 24 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 24 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Regelroutine, zumindest einer Berechnungsroutine und zumindest einer Auswerteroutine. Darüber hinaus umfasst die Recheneinheit 24 im vorliegenden Fall einen Synchronisationsalgorithmus 18 und einen Erkennungsalgorithmus 20. Alternativ könnte ein Steuergerät auch von einem Lenkungssteuergerät verschieden sein und beispielsweise als zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs ausgebildet sein. Zudem könnte ein Steuergerät auch von einem Fahrzeugsteuergerät verschieden sein. Darüber hinaus könnte eine Recheneinheit ausschließlich einen Synchronisationsalgorithmus oder einen Erkennungsalgorithmus umfassen. Der andere Softwarealgorithmus könnte in diesem Fall Teil einer weiteren Recheneinheit und/oder eines weiteren Steuergeräts sein. Zudem könnte auf einen Erkennungsalgorithmus auch vollständig verzichtet werden.
Werden wie im vorliegenden Fall mehrere, mechanisch voneinander entkoppelte Bedieneinheiten 10, 14 zur Steuerung desselben Aktuators 36 verwendet, ist es vorteilhaft, wenn in sämtlichen Betätigungszuständen die Betätigungselemente 12, 16 der Bedieneinheiten 10, 14 einerseits synchron gehalten werden und andererseits sichergestellt wird, dass die Synchronisierung keinen negativen Einfluss auf einen Bedienkomfort bzw. ein Bediengefühl, im vorliegenden Fall insbesondere in Form eines Lenkgefühls, hat.
Um dies zu erreichen, wird im Folgenden ein beispielhaftes Verfahren zum Betrieb der Bedienvorrichtung erläutert. Im vorliegenden Fall ist die Recheneinheit 24 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf.
Erfindungsgemäß werden die Bedieneinheiten 10, 14 in zumindest einem ersten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 derart miteinander gekoppelt, dass eine mechanische Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement 12 und dem zweiten Betätigungselement 16 nachgebildet wird, und in zumindest einem zweiten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 derart miteinander gekoppelt, dass eine von einer mechanischen Kopplung zumindest teilweise abweichende, vorteilhaft quasimechanische, Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement 12 und dem zweiten Betätigungselement 16 erreicht wird.
Der erste Betätigungszustand entspricht im vorliegenden Fall einem Betätigungszustand, in welchem eine gleichmäßige und/oder gleichförmige Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements 12 und des zweiten Betätigungselements 16, insbesondere durch einen Fahrer, erfolgt und/oder erfasst wird. Dabei werden die Betätigungselemente 12, 16 mit einem zumindest im Wesentlichen identischen Betätigungsgrad betätigt und können sowohl gleichsinnig, also synchron, als auch gegensinnig, also gegeneinander, bewegt werden.
In diesem Fall werden die Bedieneinheiten 10, 14 und insbesondere die Bedienaktuatoren 38, 40 mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 derart angesteuert, dass eine Lage und/oder eine Ausrichtung der Betätigungselemente 12, 16 relativ zueinander zumindest im Wesentlichen konstant und/oder synchron gehalten wird. Zudem werden die Bedieneinheiten 10, 14 in dem ersten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 derart miteinander gekoppelt, dass sich eine Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements 12 unmittelbar auf das zweite Betätigungselement 16 und eine Betätigung und/oder Bewegung des zweiten Betätigungselements 16 unmittelbar auf das erste Betätigungselement 12 überträgt und/oder auswirkt.
Dazu wird mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 in Abhängigkeit einer relativen Abweichung zwischen einer Lage und/oder Ausrichtung des ersten Betätigungselements 12 und einer Lage und/oder Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 16 wenigstens ein Überlagerungsmoment ermittelt und in dem ersten Betätigungszustand beiden Bedieneinheiten 10, 14 gegenseitig aufgeschaltet. Im vorliegenden Fall wird dabei ein erstes Überlagerungsmoment für die erste Bedieneinheit 10 und ein zweites Überlagerungsmoment für die zweite Bedieneinheit 14 ermittelt, wobei das erste Überlagerungsmoment und das zweite Überlagerungsmoment unterschiedliche Vorzeichen aufweisen und betragsmäßig gleich sind. Dadurch wird das voreilende Betätigungselement 12, 16 eingebremst und das nacheilende Betätigungselement 12, 16 nachgeschoben. Im einfachsten Fall kann das Überlagerungsmoment, insbesondere das erste Überlagerungsmoment und/oder das zweite Überlagerungsmoment, dabei in Abhängigkeit der relativen Abweichung mittels einer linearen Funktion ermittelt werden. Es gilt: ${\ddot{U} berlagerungsmoment}_{1} = k \cdot abs (Abweichung) \cdot sign (Abweichung)$
${\ddot{U} berlagerungsmoment}_{2} = {\ddot{U} berlagerungsmoment}_{1}$
Dabei beschreibt die Größe Überlagerungsmoment₁ das erste Überlagerungsmoment und die Größe Überlagerungsmoment₂ das zweite Überlagerungsmoment. Ferner definiert die Größe k eine Konstante bzw. eine Steigung der linearen Funktion, während abs(Abweichung) den Betrag der relativen Abweichung und sign(Überlagerungsmoment) die Signumfunktion beschreibt und folglich der linearen Funktion ihr Vorzeichen zuordnet.
Alternativ könnte das Überlagerungsmoment jedoch auch in Abhängigkeit der relativen Abweichung unter Verwendung einer entsprechenden Kennlinie ermittelt werden. Zusätzlich könnte das Überlagerungsmoment noch um differentiale Anteile der relativen Abweichung und/oder integrale Anteile der relativen Abweichung erweitert werden. Ferner ist auch die Berechnung des Überlagerungsmoments über ein komplexeres Modell, wie beispielsweise ein Zustandsraummodell, denkbar.
Der zweite Betätigungszustand entspricht einem Betätigungszustand, in welchem eine ungleichmäßige und/oder ungleichförmige Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements 12 und des zweiten Betätigungselements 16, insbesondere durch einen Fahrer, erfolgt und/oder erfasst wird. Dabei werden die Betätigungselemente 12, 16 mit unterschiedlichen Betätigungsgraden betätigt oder in verschiedene, von einer gleichsinnigen oder gegensinnigen Bewegung abweichende Richtungen bewegt. Insbesondere kann auch lediglich eines der Betätigungselemente 12, 16 betätigt und/oder bewegt werden.
In diesem Fall werden die Bedieneinheiten 10, 14 und insbesondere die Bedienaktuatoren 38, 40 mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 derart angesteuert, dass eine Lage und/oder eine Ausrichtung der Betätigungselemente 12, 16 relativ zueinander zumindest im Wesentlichen konstant und/oder synchron gehalten wird. Zudem werden die Bedieneinheiten 10, 14 in dem zweiten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 derart miteinander gekoppelt, dass ein Einfluss des ersten Betätigungselements 12 auf das zweite Betätigungselement 16 und/oder ein Einfluss des zweiten Betätigungselements 16 auf das erste Betätigungselement 12 in Abhängigkeit eines jeweiligen Betätigungsgrads des ersten Betätigungselements 12 und/oder des zweiten Betätigungselements 16 modifiziert wird. Dabei wird im Fall, dass eine Betätigung des ersten Betätigungselements 12 und keine Betätigung des zweiten Betätigungselements 16 erfolgt, ein Einfluss des zweiten Betätigungselements 16 auf das erste Betätigungselement 12 reduziert und im Fall, dass eine Betätigung des zweiten Betätigungselements 16 und keine Betätigung des ersten Betätigungselements 12 erfolgt, ein Einfluss des ersten Betätigungselements 12 auf das zweite Betätigungselement 16 reduziert. Ferner wird im Fall, dass eine Betätigung des ersten Betätigungselements 12 und eine Betätigung des zweiten Betätigungselements 16 erfolgt, ein wechselseitiger Einfluss der Betätigungselemente 12, 16 aufeinander in Abhängigkeit eines jeweiligen Betätigungsgrads des ersten Betätigungselements 12 und des zweiten Betätigungselements 16 reduziert.
Dazu wird mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 in Abhängigkeit einer relativen Abweichung zwischen einer Lage und/oder Ausrichtung des ersten Betätigungselements 12 und einer Lage und/oder Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 16 wenigstens ein weiteres Überlagerungsmoment ermittelt und in dem zweiten Betätigungszustand nur einer der Bedieneinheiten 10, 14 aufgeschaltet oder in Abhängigkeit eines jeweiligen Betätigungsgrads der einzelnen Betätigungselemente 12, 16 modifiziert und beiden Bedieneinheiten 10, 14 aufgeschaltet. Insbesondere wird dabei im Fall, dass beide Betätigungselemente 12, 16 betätigt werden, ein erstes Überlagerungsmoment für die erste Bedieneinheit 10 und ein zweites Überlagerungsmoment für die zweite Bedieneinheit 14 ermittelt, wobei das erste Überlagerungsmoment in Abhängigkeit eines Betätigungsgrads des zweiten Betätigungselements 16 und das zweite Überlagerungsmoment in Abhängigkeit eines Betätigungsgrads des ersten Betätigungselements 12 modifiziert wird. Ferner wird im Fall, dass lediglich eines der Betätigungselemente 12, 16 betätigt wird, lediglich ein weiteres Überlagerungsmoment für das unbetätigte Betätigungselement 12, 16 ermittelt und der unbetätigten Bedieneinheit 10, 14 aufgeschaltet oder zwei weitere Überlagerungsmomente ermittelt, wobei in letzterem Fall das weitere Überlagerungsmoment für das betätigte Betätigungselement 12, 16 zumindest anteilig oder vollständig ausgeblendet wird, sodass kein negativer Einfluss auf ein Bediengefühl zu spüren ist.
Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens ein mit einer Ermittlung des Überlagerungsmoments korrelierter Synchronisationsparameter des Synchronisationsalgorithmus 18 situationsspezifisch, insbesondere in Abhängigkeit einer Bewegungsrichtung und/oder eines Betätigungsgrads der einzelnen Betätigungselemente 12, 16, verändert wird, da hierdurch die Ermittlung des Überlagerungsmoments dynamisch an eine aktuelle Situation angepasst werden kann. Alternativ oder zusätzlich könnten auch je nach Situation unterschiedliche Berechnungsalgorithmen verwendet werden. Zudem ist denkbar, zwischen den verschiedenen Berechnungsalgorithmen eine Überblendung zu verwenden, sodass für einen Fahrer keine Übergänge spürbar sind.
Darüber hinaus wird zur Ermittlung einer Betätigung des ersten Betätigungselements 12 und des zweiten Betätigungselements 16 ein Erkennungsalgorithmus 20 verwendet. Mittels des Erkennungsalgorithmus 20 wird eine mit einer auf das erste Betätigungselement 12 einwirkenden Kraft und/oder mit einem auf das erste Betätigungselement 12 einwirkenden Moment korrelierte erste Betätigungskenngröße und eine mit einer auf das zweite Betätigungselement 16 einwirkenden Kraft und/oder mit einem auf das zweite Betätigungselement 16 einwirkenden Moment korrelierte zweite Betätigungskenngröße überwacht und anhand der Betätigungskenngrößen und/oder einer Beziehung zwischen den Betätigungskenngrößen auf eine Betätigung der Betätigungselemente 12, 16 geschlossen. Zusätzlich wird vorteilhaft bei der Ermittlung der Betätigung des ersten Betätigungselements 12 und des zweiten Betätigungselements 16 eine Trägheit der ersten Bedieneinheit 10 und der zweiten Bedieneinheit 14, insbesondere eines entsprechenden Betätigungselements 12, 16 und/oder eines entsprechenden Bedienaktuators 38, 40, berücksichtigt. Grundsätzlich könnte auf eine Berücksichtigung einer Trägheit jedoch auch verzichtet werden.
Ferner kann im vorliegenden Fall mittels des Erkennungsalgorithmus 20 zusätzlich ein Betätigungsgrad der einzelnen Betätigungselemente 12, 16 ermittelt werden. Das Ergebnis des Erkennungsalgorithmus 20 kann somit insbesondere ein diskreter Status, wie beispielsweise „nicht verwendet“, „wenig verwendet“, „überwiegend verwendet“ oder „alleinig verwendet“, oder ein prozentualer Wert, insbesondere zwischen 0% und 100%, sein.
Die Betätigungskenngrößen können dabei eine gemessene Kraft und/oder ein gemessenes Moment sein, welche/welches vorteilhaft um Trägheitseffekte korrigiert wird, oder eine aus anderen Größen, wie beispielsweise einer Betriebsgröße des Aktuators 36, geschätzte Kraft und/oder ein aus den anderen Größen geschätztes Moment sein. Bei der auf das entsprechende Betätigungselement 12, 16 einwirkenden Kraft und/oder dem auf das entsprechende Betätigungselement 12, 16 einwirkenden Moment handelt es sich im vorliegenden Fall insbesondere um ein Fahrerlenkmoment. Zudem ist denkbar, neben dem Fahrerlenkmoment weitere Größen, wie eine Auslenkung des entsprechenden Betätigungselements 12, 16 und/oder ein Motormoment des Aktuators 36, bei der Ermittlung der Betätigung des ersten Betätigungselements 12 und/oder des zweiten Betätigungselements 16 zu berücksichtigen. Ferner könnten auch die Differentiale und/oder Integrale der genannten Größen berücksichtigt werden. Darüber hinaus könnte bei der Ermittlung der Betätigung des ersten Betätigungselements 12 und/oder des zweiten Betätigungselements 16 zusätzlich eine Filterung, beispielsweise mittels eines PT1-Glieds und/oder einer gleitenden Mittelwert-Methodik, erfolgen.
2 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zum Betrieb der Bedienvorrichtung.
In einem ersten Verfahrensschritt 50 erfolgt eine Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements 12 und/oder des zweiten Betätigungselements 16, insbesondere durch einen Fahrer des Fahrzeugs 26.
In einem zweiten Verfahrensschritt 52 wird die Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements 12 und/oder des zweiten Betätigungselements 16 und insbesondere ein damit verbundener Betätigungszustand mittels des Erkennungsalgorithmus 20 ermittelt. Der Erkennungsalgorithmus 20 kann dabei insbesondere anhand der mit der Betätigung des ersten Betätigungselements 12 und/oder des zweiten Betätigungselements 16 korrelierten Betätigungskenngrößen und/oder einer Beziehung zwischen den Betätigungskenngrößen auf eine Betätigung der Betätigungselemente 12, 16 schließen und einen Betätigungsgrad der einzelnen Betätigungselemente 12, 16 ermitteln.
In einem dritten Verfahrensschritt 54 werden die Bedieneinheiten 10, 14 mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 und insbesondere in Abhängigkeit eines ermittelten Betätigungszustands miteinander gekoppelt. Dabei werden die Bedieneinheiten 10, 14 in einem ersten Betätigungszustand, in welchem insbesondere eine gleichmäßige und/oder gleichförmige Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements 12 und des zweiten Betätigungselements 16 erfolgt, mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 derart miteinander gekoppelt, dass eine mechanische Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement 12 und dem zweiten Betätigungselement 16 nachgebildet wird, und in zumindest einem zweiten Betätigungszustand, in welchem insbesondere eine ungleichmäßige und/oder ungleichförmige Betätigung und/oder Bewegung des ersten Betätigungselements 12 und des zweiten Betätigungselements 16 erfolgt, mittels des Synchronisationsalgorithmus 18 derart miteinander gekoppelt, dass eine von einer mechanischen Kopplung zumindest teilweise abweichende Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement 12 und dem zweiten Betätigungselement 16 erreicht wird.
Ferner können optionale weitere Verfahrensschritte hinzukommen, wie beispielsweise die Ermittlung eines Überlagerungsmoments und/oder die Berücksichtigung einer Trägheit der Bedieneinheiten 10, 14.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1992548 B1 [0004]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung, insbesondere zur Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung eines Fahrzeugs (26), wobei die Bedienvorrichtung wenigstens eine aktiv steuerbare erste Bedieneinheit (10) mit einem ersten Betätigungselement (12) und wenigstens eine aktiv steuerbare und mechanisch von der ersten Bedieneinheit (10) entkoppelte zweite Bedieneinheit (14) mit einem zweiten Betätigungselement (16) umfasst, und wobei die Bedieneinheiten (10, 14) in zumindest einem ersten Betätigungszustand mittels eines Synchronisationsalgorithmus (18) derart miteinander gekoppelt werden, dass eine mechanische Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement (12) und dem zweiten Betätigungselement (16) nachgebildet wird, und in zumindest einem zweiten Betätigungszustand mittels des Synchronisationsalgorithmus (18) derart miteinander gekoppelt werden, dass eine von einer mechanischen Kopplung zumindest teilweise abweichende Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement (12) und dem zweiten Betätigungselement (16) erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungselemente (12, 16) in dem ersten Betätigungszustand mit einem zumindest im Wesentlichen identischen Betätigungsgrad betätigt werden, wobei die Betätigungselemente (12, 16) gleichsinnig oder gegensinnig bewegt werden, und in dem zweiten Betätigungszustand mit unterschiedlichen Betätigungsgraden betätigt oder in verschiedene, von einer gleichsinnigen oder gegensinnigen Bewegung abweichende Richtungen bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheiten (10, 14) mittels des Synchronisationsalgorithmus (18) derart angesteuert werden, dass in dem ersten Betätigungszustand und in dem zweiten Betätigungszustand eine Lage und/oder eine Ausrichtung der Betätigungselemente (12, 16) relativ zueinander zumindest im Wesentlichen konstant und/oder synchron gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheiten (10, 14) in dem zweiten Betätigungszustand derart miteinander gekoppelt werden, dass ein Einfluss des ersten Betätigungselements (12) auf das zweite Betätigungselement (16) und/oder ein Einfluss des zweiten Betätigungselements (16) auf das erste Betätigungselement (12) in Abhängigkeit eines jeweiligen Betätigungsgrads des ersten Betätigungselements (12) und/oder des zweiten Betätigungselements (16) modifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Synchronisationsalgorithmus (18) in Abhängigkeit einer relativen Abweichung zwischen einer Lage und/oder Ausrichtung des ersten Betätigungselements (12) und einer Lage und/oder Ausrichtung des zweiten Betätigungselements (16) wenigstens ein Überlagerungsmoment ermittelt und der ersten Bedieneinheit (10) und/oder der zweiten Bedieneinheit (14) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsmoment in dem ersten Betätigungszustand beiden Bedieneinheiten (10, 14) gegenseitig aufgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsmoment in dem zweiten Betätigungszustand nur einer der Bedieneinheiten (10, 14) aufgeschaltet wird oder in Abhängigkeit eines jeweiligen Betätigungsgrads der einzelnen Betätigungselemente (12, 16) modifiziert und beiden Bedieneinheiten (10, 14) aufgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Synchronisationsparameter des Synchronisationsalgorithmus (18) situationsspezifisch verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer Betätigung des ersten Betätigungselements (12) und/oder des zweiten Betätigungselements (16) ein Erkennungsalgorithmus (20) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Erkennungsalgorithmus (20) eine mit einer auf das erste Betätigungselement (12) einwirkenden Kraft und/oder mit einem auf das erste Betätigungselement (12) einwirkenden Moment korrelierte erste Betätigungskenngröße und eine mit einer auf das zweite Betätigungselement (16) einwirkenden Kraft und/oder mit einem auf das zweite Betätigungselement (16) einwirkenden Moment korrelierte zweite Betätigungskenngröße überwacht wird und anhand der Betätigungskenngrößen und/oder einer Beziehung zwischen den Betätigungskenngrößen auf eine Betätigung der Betätigungselemente (12, 16) geschlossen und/oder ein Betätigungsgrad der einzelnen Betätigungselemente (12, 16) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Erkennungsalgorithmus (20) bei der Ermittlung der Betätigung des ersten Betätigungselements (12) und/oder des zweiten Betätigungselements (16) eine Trägheit der ersten Bedieneinheit (10) und/oder der zweiten Bedieneinheit (14) berücksichtigt.
Steuergerät (22), insbesondere Lenkungssteuergerät, mit einer Recheneinheit (24) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Bedienvorrichtung, insbesondere zur Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung eines Fahrzeugs (26), mit wenigstens einer aktiv steuerbaren ersten Bedieneinheit (10), welche ein erstes Betätigungselement (12) umfasst, mit wenigstens einer aktiv steuerbaren und mechanisch von der ersten Bedieneinheit (10) entkoppelten zweiten Bedieneinheit (14), welche ein zweites Betätigungselement (16) umfasst, und mit einer Recheneinheit (24) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Fahrzeug (26), insbesondere Kraftfahrzeug, mit zumindest einer Bedienvorrichtung nach Anspruch 13.