DE102021128825A1 - Verfahren zur Feinabstimmung einer Lenksäule mit variablem Getriebe, und Fahrzeug mit einem Servolenksystem mit variablem Getriebe - Google Patents

Abstract

Verfahren (100) zur Feinabstimmung einer Lenksäule (G) mit variablem Getriebe gemäß einer Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs, wobei das Verfahren (100) umfasst:- einen Schritt (101) zum Charakterisieren eines gewünschten Fahrverhaltens des Fahrzeugs für eine Geschwindigkeit V1, und zum Charakterisieren einer gewünschten Stabilität für eine Geschwindigkeit V2;- einen Schritt (102) zum Ermitteln eines Wertes G1des Übersetzungsverhältnisses, der das Erreichen des gewünschten Fahrverhaltens bei der Geschwindigkeit V1ermöglicht, und eines Wertes G2des Übersetzungsverhältnisses, der das Erreichen der gewünschten Stabilität bei der Geschwindigkeit V2ermöglicht;- einen Schritt (103) zum Berechnen eines Parameters p1und eines Parameters p2gemäß der Geschwindigkeit V1,der Geschwindigkeit V2, dem Wert G1und dem Wert G2, sodass die Beziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis (G) und der Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs durch die Gleichung G = p2+p1/V definiert wird, wenn die Geschwindigkeit (V) zwischen einem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert liegt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Servolenksysteme und insbesondere der Servolenksysteme mit einer Lenksäule mit variablem Getriebe und Verfahren zur Feinabstimmung einer Lenksäule mit variablem Getriebe.
• Es ist bekannt, eine Lenksäule mit variablem Getriebe zu verwenden, um das Verhältnis zwischen einer Winkelposition des Lenkrads und einer Position der Zahnstange, welche die Gierausrichtung der gelenkten Räder bestimmt, gemäß Zuständen des Systems (Winkelposition, ...) und des Fahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit, ...) dynamisch anzupassen.; üblicherweise führt diese Einstellung zur Definition eines variablen Übersetzungsverhältnisses, das zum Beispiel in Form eines Verhältnisses zwischen einer Position der Zahnstange in mm und einer Position des Lenkrads in einer Anzahl von Umdrehungen, oder eines Verhältnisses zwischen einem Winkel des Lenkrads und einem Winkel der Räder vorliegt; dieses Verhältnis ist somit bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit im ersten Fall entsprechend hoch und im zweiten Fall niedrig, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, nimmt dieses im ersten Fall entsprechend zu und im zweiten Fall ab. Dies ermöglicht ein Fahrzeug, das bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit handlicher/reaktionsfreudiger und bei hoher Geschwindigkeit stabiler ist.
• Der Nachteil der bestehenden Anpassungsmethoden besteht darin, dass die Variation des Übersetzungsverhältnisses vom Fahrer nicht als „natürlich“ empfunden wird, und anfangs zu einem Unbehagen des Fahrers im Vergleich zu einem festen Übersetzungsverhältnis führen kann; dieses Unbehagen erfordert Zeit für den Fahrer, um sich anzupassen, und kann zu einem Sicherheitsproblem führen, wenn die Variation zu brachial ist.
• Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lösung für alle oder einen Teil dieser Probleme zu finden.
• Hierzu betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Feinabstimmung einer Beziehung, das ein Übersetzungsverhältnis G einer Lenksäule eines Servolenksystems eines Fahrzeugs gemäß einer Geschwindigkeit V des Fahrzeugs definiert, wobei das Übersetzungsverhältnis G jeweils ein Verhältnis zwischen einer Position einer Zahnstange des Servolenksystems und einer Winkelposition eines Lenkrads des Servolenksystems, oder ein Verhältnis zwischen einer Winkelposition eines Lenkrads des Servolenksystems und einer Position einer Zahnstange des Servolenksystems, oder ein Verhältnis zwischen einer Winkelposition eines Lenkrads des Servolenksystems und einer Gierwinkelposition der gelenkten Räder des Servolenksystems definiert, wobei das Verfahren umfasst:
• - einen Schritt zum Charakterisieren eines gewünschten Fahrverhaltens des Fahrzeugs für eine erste Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und zum Charakterisieren einer gewünschten Stabilität des Fahrzeugs für eine zweite Geschwindigkeit des Fahrzeugs,
• - einen Schritt zum Ermitteln eines ersten Wertes des Übersetzungsverhältnisses, der das Erreichen des gewünschten Fahrverhaltens bei der ersten Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermöglicht, und eines zweiten Wertes des Übersetzungsverhältnisses, der das Erreichen der gewünschten Stabilität bei der zweiten Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermöglicht,
• - einen Schritt zum Berechnen eines ersten Parameters p₁ und eines zweiten Parameters p₂ gemäß der ersten Geschwindigkeit, der zweiten Geschwindigkeit, dem ersten Wert und dem zweiten Wert, sodass die Beziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis G und der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs durch folgende Gleichung definiert ist:
$$\text{G=}{\left({\text{p}}_2+{\text{p}}_1\text{/V}\right)}^{\text{n}},\text{wobei n=1 oder n=-1 ist}\text{,}$$

wenn eine Geschwindigkeit V des Fahrzeugs zwischen einem ersten und einem zweiten Schwellenwert liegt.
• Gemäß diesen Regelungen ist die Variation des Übersetzungsverhältnisses gemäß dem Kehrwert der Geschwindigkeit für den Fahrer natürlich, der keine Zeit benötigt, um sich an dieses variable Getriebe zu gewöhnen, das im Vergleich zu einem nicht variablen Getriebe keine besonderen Unannehmlichkeiten verursacht.
• Gemäß diesen Regelungen ist die Zeit zum Feinabstimmen der Beziehung, die ein Übersetzungsverhältnis gemäß der Geschwindigkeit definiert, kurz, da die Anzahl der zu identifizierenden Parameter begrenzt ist.
• Gemäß einer Implementierung umfasst die Erfindung allein oder in einer technisch machbaren Kombination eines oder mehrere der folgenden Merkmale.
• Gemäß einer Implementierung entspricht das Übersetzungsverhältnis einem Maximalwert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als der erste Schwellenwert ist.
• Gemäß einer Implementierung ist der zweite Parameter p₂ gleich dem zweiten Wert G₂.
• Gemäß diesen Regelungen ist die Anzahl der zu identifizierenden Parameter noch stärker begrenzt.
• Die Erfindung betrifft ferner ein Servolenksystem eines Fahrzeugs, wobei das Servolenksystem eine Lenksäule mit variablem Getriebe umfasst, die so konfiguriert ist, dass ein Übersetzungsverhältnis, das jeweils ein Verhältnis zwischen einer Position einer Zahnstange des Servolenksystems und einer Winkelposition eines Lenkrads des Servolenksystems, oder ein Verhältnis zwischen einer Winkelstellung eines Lenkrads des Servolenksystems und einer Position einer Zahnstange des Servolenksystems, oder ein Verhältnis zwischen einer Winkelstellung eines Lenkrads des Servolenksystems und eine Gierwinkelposition der gelenkten Räder des Servolenksystems definiert, von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß folgender Gleichung abhängt: $$\text{G}={\left({\text{p}}_2+{\text{p}}_1\text{/V}\right)}^{\text{n}},\text{wobei n}=\text{1 oder n}=-\text{1 ist},$$

  

  wenn V zwischen einem ersten und einem zweiten Schwellenwert liegt, wobei p₁ und p₂ jeweils ein erster und ein zweiter Parameter sind.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Erfindung allein oder in einer technisch realisierbaren Kombination eines oder mehrere der folgenden Merkmale.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel
• - ermöglicht ein erster Wert G₁ des Übersetzungsverhältnisses das Erreichen eines gewünschten Fahrverhaltens des Fahrzeugs für eine erste Geschwindigkeit V₁ des Fahrzeugs, und ein zweiter Wert G₂ des Übersetzungsverhältnisses ermöglicht das Erreichen einer gewünschten Stabilität des Fahrzeugs für eine zweite Geschwindigkeit V₂ des Fahrzeugs;
• - wobei der erste Parameter p1 und der zweite Parameter p2 die Lösungen des folgenden Gleichungssystems sind
$$\{\begin{array}{c}\frac{\text{p1}}{V_1}+\text{p2}=G_1\\ \frac{\text{p1}}{V_2}+\text{p2}=G_2\end{array}$$

• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Übersetzungsverhältnis gleich einem Maximalwert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem ersten Schwellenwert liegt.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der zweite Parameter gleich dem zweiten Wert.
• Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einem Servolenksystem gemäß einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel und/oder eine Implementierung der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die als nicht einschränkendes Beispiel ein Ausführungsbeispiel bzw. eine Implementierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen. Die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen beziehen sich auf ähnliche Elemente, oder Elemente, deren Funktionen ähnlich sind.
• 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Servolenksystems mit einer Lenksäule mit variablem Getriebe.
• 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Servolenksystems mit einer Lenksäule mit variablem Getriebe.
• 3 zeigt eine schematische Darstellung der variablen Getriebefunktion einer Lenksäule eines Servolenksystems gemäß einem in 3a dargestellten Ausführungsbeispiel oder gemäß einem äquivalenten Ausführungsbeispiel in 3b.
• 4 zeigt eine grafische Darstellung der erfindungsgemäßen Beziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis, dargestellt auf Ordinaten in mm/Umdrehung, einer Lenksäule eines Servolenksystems eines Fahrzeugs, und der Geschwindigkeit V, dargestellt auf Abszissen in km/h, des Fahrzeugs.
• 5 zeigt eine grafische Darstellung der erfindungsgemäßen Beziehung zwischen einem anderen Übersetzungsverhältnis, dem Kehrwert von dem in 4 dargestellten, dargestellt auf Ordinaten in Umdrehungen/mm (oder in Umdrehungen/Giergrad), einer Lenksäule eines Servolenksystems eines Fahrzeugs, und der Geschwindigkeit V, dargestellt in Abszissen in km/h, des Fahrzeugs.
• 6 zeigt eine schematische Darstellung der Abfolge der Schritte eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• In bekannter Weise entfällt bei einem Servolenksystem 10 die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 21 und der Lenkzahnstange 11. Ein Servolenksystem 10 setzt sich aus zwei Subsystemen zusammen, die in den 1 und 2 dargestellt sind: einem Lenkung-Subsystem 1 (auch Low-Level-System genannt), das aus einem Aktuator gebildet ist, welcher die Verschiebung der Zahnstange 11 ermöglicht, die wiederum mit den gelenkten Rädern 12, 13 verbunden ist, und einem Kraftrückkopplung-Subsystem 2 (auch High-Level-System genannt), das aus einem mit dem Lenkrad 21 verbundenen Aktuator gebildet ist, der dem Fahrer das Gefühl einer Widerstandskraft vermittelt. Konventionell wird diese Widerstandskraft aus den Informationen des Lenkung-Subsystems 1 berechnet, um das gleiche Gefühl wie bei einem herkömmlichen Lenksystem zu reproduzieren.
• Eine Verbindungsarchitektur ermöglicht die Verbindung zwischen dem Lenkung-Subsystem 1 und dem Kraftrückkopplung-Subsystem 2. Konventionell wird das Lenkung-Subsystem 1 in seiner Position unter Verwendung einer Steuereinheit 22 gesteuert, die zum Empfangen eines Positionssollwerts konfiguriert ist, der aus der auf der Ebene des Kraftrückkopplung-Subsystems 2 gemessenen Position und aus einer Nachschlagetabelle oder einem Mapping berechnet wird, die es ermöglichen, die kinematische Beziehung zwischen der Winkelposition des Lenkrads Pv und dem Lenkwinkel der Räder 12, 13 zu verwalten.
• Eine Lenksäule mit variablem Getriebe ist mit einem Aktuator 3 versehen, der dazu konfiguriert ist, den Lenkwinkel der Räder in Verbindung mit der Einwirkung des Fahrers auf das Lenkrad 21 gemäß Fahrzeugdaten (Fahrzeuggeschwindigkeit, Stabilitätskontrolle, ...) zu modifizieren. Somit ermöglicht das Servolenksystem 10, das mit einer Lenksäule mit variablem Getriebe ausgestattet ist, die Anpassung der Beziehung zwischen der Position Pv des Lenkrads 21 und der Position Pc der Zahnstange 11. Insbesondere kann diese Beziehung gemäß den Zuständen Es des Lenkung-Subsystems 1, z. B. einer Winkelposition, und des Fahrzeugs, z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, dynamisch angepasst werden.
• In der Regel ist ein variables Übersetzungsverhältnis G des Aktuators 3 so vordefiniert, dass dieses bei niedriger Geschwindigkeit hoch ist und bei steigender Geschwindigkeit abnimmt. Dies ermöglicht ein handlicheres/reaktionsfreudigeres Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit und ein stabileres bei hoher Geschwindigkeit.
• 3 zeigt eine schematische Darstellung der variablen Getriebefunktion einer Lenksäule eines Servolenksystems gemäß einer in 3a dargestellten Implementierung oder gemäß einer in 3b dargestellten äquivalenten Implementierung.
• 3a veranschaulicht die Implementierung, bei der das berücksichtigte Übersetzungsverhältnis dasjenige ist, das durch das Verhältnis zwischen einer Position einer Zahnstange Pc des Servolenksystems 10 und einer Winkelposition eines Lenkrads Pv des Servolenksystems 10 definiert ist. Alternativ veranschaulicht 3b die Implementierung, bei der das andere Übersetzungsverhältnis G', der Kehrwert des vorherigen Übersetzungsverhältnisses, zwischen der Position Pv des Lenkrads 21 (zum Beispiel in Umdrehungen) und der Position Pc (zum Beispiel in mm) der Zahnstange 11, oder auf äquivalente Weise zwischen der Position Pv des Lenkrads 21 (zum Beispiel in Umdrehungen) und der Winkelposition (in Giergrad) der gelenkten Räder des Lenksystems 10 berücksichtigt wird. Gemäß dieser alternativen Implementierung wird das andere variable Übersetzungsverhältnis G', der Kehrwert des Übersetzungsverhältnisses G des Aktuators 3, so vordefiniert, dass dieses bei niedriger Geschwindigkeit niedrig ist und bei steigender Geschwindigkeit zunimmt. Der Durchschnittsfachmann sollte verstehen, dass die in 3a bzw. in 3b dargestellten Alternativen äquivalent sind.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Feinabstimmung einer Beziehung, die ein Übersetzungsverhältnis G einer Lenksäule eines Servolenksystems 10 eines Fahrzeugs gemäß einer Geschwindigkeit V des Fahrzeugs definiert, sodass:
• - die Variation des Übersetzungsverhältnisses G vom Fahrer als natürlich empfunden wird; der natürliche Aspekt zeigt sich darin, dass der Fahrer keine Zeit braucht, um sich an dieses variable Getriebe anzupassen und dass diese Variation im Vergleich zu einer nicht variablen Übersetzung keine besonderen Unannehmlichkeiten verursacht,
• - die Feinabstimmung der das Übersetzungsverhältnis G definierenden Beziehung gemäß der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs einfach ist, d. h. auf einer begrenzten Anzahl von Parametern basiert.
• Gemäß 6 umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte:
• - einen Schritt 101 zum Charakterisieren eines gewünschten Fahrverhaltens des Fahrzeugs für eine erste Geschwindigkeit V₁ des Fahrzeugs, zum Beispiel von 30 km/h, für ein Fahrverhalten in der Stadt für ein Stadtauto, oder von 100 km/h für einen Sportwagen, oder von 130 km/h für einen Straßenwagen, und zum Charakterisieren einer gewünschten Stabilität des Fahrzeugs für eine zweite Geschwindigkeit V₂ des Fahrzeugs, zum Beispiel die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs oder eine andere kritische Geschwindigkeit, in Bezug auf das Gier-Ansprechverhalten des Fahrzeugs;
• - einen Schritt 102 zum Ermitteln eines ersten Wertes G₁ des Übersetzungsverhältnisses, der das Erreichen des gewünschten Fahrverhaltens bei der ersten Geschwindigkeit V₁ des Fahrzeugs ermöglicht, und eines zweiten Wertes G₂ des Übersetzungsverhältnisses, der das Erreichen der gewünschten Stabilität bei der zweiten Geschwindigkeit V₂ des Fahrzeugs ermöglicht, indem diese Verstärkung G angepasst wird, um die richtige Verstärkung bei den zuvor definierten zwei Geschwindigkeiten V₁ und V₂ zu erreichen;
• - einen Schritt 103 zum Berechnen eines ersten Parameters p₁ und eines zweiten Parameters p₂ gemäß der ersten Geschwindigkeit V_1, der zweiten Geschwindigkeit V₂, dem ersten Wert G₁ und dem zweiten Wert G₂, sodass die Beziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis G und der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs durch folgende Gleichung definiert wird:
$$\text{G}={\text{p}}_2+{\text{p}}_1\text{/V}$$

wenn V zwischen einem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert liegt.
• Gemäß der in 3b dargestellten Alternative wird unter Berücksichtigung des anderen variablen Übersetzungsverhältnisses G', dem Kehrwert des Übersetzungsverhältnisses G des Aktuators 3, die Beziehung zwischen dem anderen Übersetzungsverhältnis G' und der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs durch eine weitere Gleichung definiert, die der vorherigen entspricht: $$\{\begin{array}{c}\frac{\text{p1}}{V_1}+\text{p2}=G_1\\ \frac{\text{p1}}{V_2}+\text{p2}=G_2\end{array}$$

  
• Durch die Wahl der Parameter p₁ und p₂ kann der Bediener somit die Funktion vollständig parametrieren. Die Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch die Umkehrfunktion (1/V) berücksichtigt.
• Die Parameter p₁ und p₂ werden unter Berücksichtigung von zwei charakteristischen Punkten berechnet:
• Dem ersten Punkt bei niedriger Geschwindigkeit V₁, wo das Übersetzungsverhältnis G = G₁ ist, um das gewünschte Fahrverhalten zu erreichen.
• Dem zweiten Punkt bei hoher Geschwindigkeit V₂, wo das Übersetzungsverhältnis G = G₂ ist, um die Stabilität des Fahrzeugs zu gewährleisten.
• p₁ und p₂ werden auf bekannte Weise durch Lösen des folgenden Gleichungssystems ermittelt:
$$\{\begin{array}{c}\frac{\text{p1}}{V_1}+\text{p2}=G_1\\ \frac{\text{p1}}{V_2}+\text{p2}=G_2\end{array}$$

• In einem Ausführungsbeispiel kann das Übersetzungsverhältnis G in mm/Umdrehung (Zahnstangenposition Pc in mm, bezogen auf die Lenkradposition Pv in Umdrehungen) ausgedrückt werden. Der Punkt V₁ ist z. B. bei 25 km/h, wo ein Übersetzungsverhältnis G₁ von 95 mm/Umdrehung gewählt wird. Der Punkt V₂ liegt z. B. auf V_max bei 250 km/h, wo ein Übersetzungsverhältnis G₂ von 50 mm/Umdrehung gewählt wird. Die anderen Punkte (in 4) erhält man durch Anwendung der Formel G = p₂+p₁/V, wobei p₁ und p₂ durch Lösen des vorstehenden Gleichungssystems ermittelt werden.
• Alternativ zur 4 stellt 5 grafisch die Beziehung zwischen dem anderen Übersetzungsverhältnis G', dem Kehrwert des in 4 dargestellten Übersetzungsverhältnisses, dargestellt auf Ordinaten in Umdrehung/mm (oder in Umdrehung/Giergrad), einer Lenksäule eines Servolenksystems eines Fahrzeugs, und der Geschwindigkeit V, dargestellt auf Abszissen in km/h, des Fahrzeugs dar.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist, wenn die Funktion $\frac{1}{V}$

  

  gegen Unendlich geht, wenn V gegen 0 geht, G auf einen Maximalwert bei niedriger Geschwindigkeit, wie in 4 dargestellt, begrenzt, wo ein Beispiel einer Variation des Übersetzungsverhältnisses G, dargestellt in Ordinaten in mm/Umdrehung, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dargestellt auf Abszissen in km/h, dargestellt ist.
• In einem Ausführungsbeispiel kann das Übersetzungsverhältnis G als Verstärkung in Bezug auf ein Referenzzahnrad ausgedrückt werden. Zum Beispiel kann das Referenzzahnrad 50 mm/Umdrehung betragen. In diesem Fall entspricht der Punkt V₁ 25 km/h, wo ein Übersetzungsverhältnis von 1,9 gewählt wird. Der Punkt V₂ liegt auf V_max bei 250 km/h, wo eine Verstärkung von 1 gewählt wird. Die anderen werden durch die Anwendung des obigen Verfahrens erhalten.
• Da p₁/V bei hoher Geschwindigkeit sehr niedrig ist, ist es in einem Ausführungsbeispiel möglich, p₂ = G₂ zu wählen. Dann ist nur noch p₁ zu ermitteln, um die das Übersetzungsverhältnis G definierenden Beziehung gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V vollständig zu parametrisieren.
• Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Servolenksystem eines Fahrzeugs, wobei das Servolenksystem eine Lenksäule mit variablem Getriebe umfasst, die so konfiguriert ist, dass das Übersetzungsverhältnis G zwischen einer Winkelposition Pv des Lenkrads 21 und einer Winkelposition Pc der Zahnstange 11 gemäß einer Geschwindigkeit V des Fahrzeugs durch die Gleichung definiert wird: $$\text{G}={\text{p}}_2+{\text{p}}_1\text{/V}$$

  

  wobei, wenn V zwischen einem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert liegt, p₁ und p₂ jeweils als erster Parameter und zweiter Parameter Lösungen des folgenden Gleichungssystems sind. $$\{\begin{array}{c}\frac{\text{p1}}{V_1}+\text{p2}=G_1\\ \frac{\text{p1}}{V_2}+\text{p2}=G_2\end{array}$$

  

  wobei der erste Wert G₁ des Übersetzungsverhältnisses das Erreichen eines gewünschten Fahrverhaltens des Fahrzeugs für die erste Geschwindigkeit V₁ des Fahrzeugs ermöglicht und der zweite Wert G₂ des Übersetzungsverhältnisses das Erreichen einer gewünschten Stabilität des Fahrzeugs für die zweite Geschwindigkeit V₂ des Fahrzeugs ermöglicht.
• Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Servolenksystem 10 gemäß einem hierin zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Claims (8)

1. Verfahren (100) zur Feinabstimmung einer Beziehung, die ein Übersetzungsverhältnis (G) einer Lenksäule mit variablem Getriebe eines Servolenksystems (10) eines Fahrzeugs gemäß einer Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs definiert, wobei das Übersetzungsverhältnis (G) jeweils ein Verhältnis zwischen einer Position einer Zahnstange (Pc) des Servolenksystems (10) und einer Winkelposition eines Lenkrads (Pv) des Servolenksystems (10), oder ein Verhältnis zwischen einer Winkelposition eines Lenkrads (Pv) des Servolenksystems (10) und einer Position einer Zahnstange (Pc) des Servolenksystems (10), oder ein Verhältnis zwischen einer Winkelposition eines Lenkrads (Pv) des Servolenksystems (10) und einer Gierwinkelposition der gelenkten Räder des Servolenksystems (10) definiert, wobei das Verfahren (100) umfasst: - einen Schritt (101) zum Charakterisieren eines gewünschten Fahrverhaltens des Fahrzeugs für eine erste Geschwindigkeit V₁ des Fahrzeugs, und zum Charakterisieren einer gewünschten Stabilität des Fahrzeugs für eine zweite Geschwindigkeit V₂ des Fahrzeugs; - einen Schritt (102) zum Ermitteln eines ersten Wertes G1 des Übersetzungsverhältnisses (G), der das Erreichen eines gewünschten Fahrverhaltens bei der ersten Geschwindigkeit V₁ des Fahrzeugs ermöglicht, und eines zweiten Wertes G₂ des Übersetzungsverhältnisses (G), der das Erreichen der gewünschten Stabilität bei der zweiten Geschwindigkeit V₂ des Fahrzeugs ermöglicht; - einen Schritt (103) zum Berechnen eines ersten Parameters p₁ und eines zweiten Parameters p₂ gemäß der ersten Geschwindigkeit V_1, der zweiten Geschwindigkeit V₂, dem ersten Wert G₁ und dem zweiten Wert G₂, sodass die Beziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis (G) und der Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs durch folgende Gleichung definiert wird. $$\text{G}={\left({\text{p}}_2+{\text{p}}_1\text{/V}\right)}^{\text{n}},\text{wobei n}=\text{1 oder n}=-\text{1 ist},$$

   

   wenn die Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs zwischen einem ersten und einem zweiten Schwellenwert liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übersetzungsverhältnis (G) gleich einem Maximalwert ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) niedriger als der erste Schwellenwert ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der zweite Parameter p₂ gleich dem zweiten Wert G₂ ist.
4. Servolenksystem (10) für ein Fahrzeug, wobei das Servolenksystem (10) eine Lenksäule mit variablem Getriebe umfasst, die so konfiguriert ist, dass ein Übersetzungsverhältnis (G), das jeweils ein Verhältnis zwischen einer Position einer Zahnstange (P_c) des Servolenksystems (10) und einer Winkelposition eines Lenkrads (P_v) des Servolenksystems (10), oder ein Verhältnis zwischen einer Winkelposition eines Lenkrads (P_v) des Servolenksystems (10) und einer Position einer Zahnstange (P_c) des Servolenksystems (10), oder ein Verhältnis zwischen einer Winkelposition eines Lenkrads (P_v) des Servolenksystems (10) und einer Gierwinkelposition der gelenkten Räder des Servolenksystems (10) definiert, von einer Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs gemäß folgender Gleichung abhängt: $$\text{G}={\left({\text{p}}_2+{\text{p}}_1\text{/V}\right)}^{\text{n}},\text{wobei n}=\text{1 oder n}=-\text{1 ist}\text{,}$$

   

   wenn V zwischen einem ersten und einem zweiten Schwellenwert liegt, wobei p₁ und p₂ jeweils ein erster und ein zweiter Parameter sind.
5. Servolenksystem (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei: - ein erster Wert G₁ des Übersetzungsverhältnisses das Erreichen eines gewünschten Fahrverhaltens des Fahrzeugs für eine erste Geschwindigkeit V₁ des Fahrzeugs ermöglicht, und ein zweiter Wert G2 des Übersetzungsverhältnisses das Erreichen einer gewünschten Stabilität des Fahrzeugs für eine zweite Geschwindigkeit V2 des Fahrzeugs ermöglicht; - wobei der erste Parameter p1 und der zweite Parameter p2 die Lösungen des folgenden Gleichungssystems sind. $$\{\begin{array}{c}\frac{\text{p1}}{V_1}+\text{p2}=G_1\\ \frac{\text{p1}}{V_2}+\text{p2}=G_2\end{array}$$

   
6. Servolenksystem (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei das Übersetzungsverhältnis G gleich einem Maximalwert ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger als der erste Schwellenwert ist.
7. Servolenksystem (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der zweite Parameter p₂ gleich dem zweiten Wert G₂ ist.
8. Fahrzeug, das ein Servolenksystem (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7 umfasst.

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