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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkvorrichtung zum Lenken eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung und auf ein Computerprogramm zum Ausführen eines solchen Verfahrens, auf ein maschinenlesbares Speichermedium auf dem ein solches Computerprogramm abgespeichert ist sowie auf eine Lenkvorrichtung mit einer solchen Vorrichtung.
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Fahrzeuge werden häufig mit eingeschlagenen Rädern abgestellt. Die ein gattungsgemäßes Verfahren zeigende
DE 10 2015 214 122 A1 beschreibt ein Verfahren zur selbsttätigen Einstellung des Lenkwinkels in einem Lenksystem eines Fahrzeugs. Aus der
DE 10 2016 211 468 A1 ist ein Verfahren bekannt, um bei einem autonom fahrenden Fahrzeug beim Wechsel in den manuellen Fahrmodus einen möglichen Versatz des Lenkrades zum tatsächlichen durch einen Lenkmechanismus eingestellten Lenkeinschlag bzw. Radlenkwinkel auszugleichen. Die
DE 103 31 700 A1 befasst sich mit einem verbesserten steer-by-wire-Lenkung System, das geeignet ist, den Fehler zwischen der Stellung des Lenkrades und den Rädern auf der Straße zu korrigieren, und die fehlende Übereinstimmung automatisch zu korrigieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur selbsttätigen Einstellung des Lenkwinkels in einem Lenksystem eines Fahrzeugs zu schaffen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10, durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 11, durch ein maschinenlesbares Speichermedium mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie durch eine Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkvorrichtung zum Lenken eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei die Lenkvorrichtung ein von einem Fahrer des Fahrzeugs bedienbares Lenkrad zum Vorgeben einer Fahrtrichtung, eine Stelleinrichtung zum automatisierten Einstellen einer Stellung des Lenkrads und eine Radstelleinrichtung zum automatisierten Einstellen eines Radlenkwinkels eines Rades aufweist. Das Verfahren umfasst dazu einen Schritt des Ausgebens eines Stellsignals an eine Schnittstelle zu der Stelleinrichtung unter Verwendung eines Auslösesignals, um eine aktuelle Stellung des Lenkrads in eine relative Nulllage des Lenkrads zu überführen und einen Schritt des Ausgebens mindestens eines Radstellsignals unabhängig von dem Stellsignal an eine Schnittstelle zu der Radstelleinrichtung unter Verwendung des Auslösesignals, um den Radlenkwinkel auf eine absolute Nullposition einzustellen. In einem Schritt des Zuordnens wird die relative Nulllage des Lenkrads der absoluten Nullposition des Radlenkwinkels zugeordnet, um die relative Nulllage als eine einer Geradeausstellung des Rads entsprechende absolute Nulllage des Lenkrads zu definieren.
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Durch den beschriebenen Ansatz wird eine Möglichkeit vorgestellt, um ein Unfallrisiko durch ein Überraschungsmoment zu Beginn einer Fahrt zu vermeiden. Ein solches Überraschungsmoment kann auftreten, wenn das Fahrzeug mit eingeschlagenen Rädern nach einem Parkvorgang wieder in Betrieb genommen wird und entsprechend überraschend in eine von einem Fahrer nicht erwartete Richtung fährt.
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Die Lenkvorrichtung kann beispielsweise für ein Fahrzeug eingesetzt werden, das als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen realisiert ist. Weiterhin kann das Fahrzeug als ein hochautomatisiertes Fahrzeug realisiert sein. Die Lenkvorrichtung kann verwendet werden, um einen Lenkwinkel von Rädern zumindest einer Achse des Fahrzeugs einzustellen. Dabei kann die Lenkvorrichtung als eine sogenannte steer-by-wire Lenkung ausgeführt sein. Eine Steer-by-wire-Lenkung ist eine von einer mechanischen Lenkhandhabe, z.B. einem Lenkrad entkoppelte, zumeist elektromechanische Einheit. Aufgrund von Lenksignalen und einem oder mehreren Parametern wie z.B. einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel, aktuell vorliegenden Radlenkwinkeln an Vorder- und/oder Hinterachse, einer Gierbeschleunigung und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs etc., werden in einem Steuergerät Lenksignale generiert. Die eigentliche Lenkbewegung erfolgt mittels zumindest einer Stelleinrichtung der Steer-by-wire-Lenkung, welche vom Steuergerät Lenksignale erhält. Das Lenkrad kann von dem Fahrer gedreht werden, um einen Fahrerwunsch zur Änderung eines Lenkwinkels, wie z.B. eine Fahrtrichtungsänderung, anzugeben. Eine Drehung des Lenkrads durch den Fahrer führt zu einer Veränderung des Radlenkwinkels. Die Stelleinrichtung kann mit dem Lenkrad gekoppelt sein und automatisiert eine Drehung des Lenkrads bewirken. Dazu kann die Stelleinrichtung einen geeigneten Aktor, beispielsweise einen Elektromotor umfassen. Eine durch die Stelleinrichtung bewirkte Drehung des Lenkrads kann nicht zu einer Veränderung des Radlenkwinkels führen.
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Unter einer absoluten Nulllage des Lenkrads kann eine Stellung des Lenkrads verstanden werden, die der Fahrer beispielsweise aufgrund eines Designs des Lenkrads mit einer Geradestellung der Räder in Verbindung bringt und/oder der Geradausfahrt des Fahrzeuges entspricht. Wenn das Lenkrad zum Erreichen eines vollen Einschlags der Räder um mehr als eine volle Umdrehung in eine Richtung gedreht werden kann, kann das Lenkrad mehrere relative Nulllagen durchlaufen, wobei nur eine der Nulllagen die tatsächliche bzw. absolute Nulllage einer Geradestellung der Räder zugeordnet ist. Die relative Nulllage kann einer Stellung des Lenkrads entsprechen, die der Fahrer mit einer Geradestellung der Räder in Verbindung bringen kann. Analog dazu kann die Radstelleinrichtung ausgebildet sein, um den Radlenkwinkel automatisiert zu verstellen, ohne dass dabei das Lenkrad bewegt wird. Dazu kann die Radstelleinrichtung einen geeigneten Aktor, beispielsweise einen Elektromotor umfassen. Die absolute Nullposition des Radlenkwinkels entspricht einer Geradeausstellung der Räder. Beispielsweise kann die absolute Nullposition als eine fix zugeordnete Stellung des Rades verstanden werden, bei der ein Vorderrad und ein Hinterrad entlang einer Linie parallel zur Längsachse des Fahrzeugs ausgerichtet sind, das Fahrzeug also geradeaus fährt.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Ausgebens das Stellsignal ausgegeben werden, um das Lenkrad aus der aktuellen Stellung ohne Passieren einer weiteren relativen Nulllage in die Nulllage überführen zu können, die anschließend als tatsächliche/absolute Nulllage definiert wird. Das bedeutet, dass das Lenkrad in die einem aktuellen Einschlagwinkel des Lenkrads in Bezug auf eine Drehrichtung am nächsten liegende Nulllage überführt werden kann. Es soll das Lenkrad quasi auf kürzestem Drehweg in die Nulllage gedreht werden. Dadurch kann beispielsweise vermieden werden, dass das Lenkrad um eine oder mehr als eine vollständige Umdrehung gedreht wird.
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Vorteilhafterweise kann das Lenkrad auf die relative Nulllage als neue absolute Nulllage kalibriert werden, die wiederum als Referenz für weitere Lenkvorgänge genutzt werden kann. Vorteilhafterweise kann dadurch das Lenkrad beispielsweise jeweils nach einer Fahrt oder dem Abstellen des Fahrzeugs kalibriert werden. Somit ist es nicht erforderlich, dass das Lenkrad in die zuvor gültige absolute Nulllage zurückgeführt wird, also in diejenige Nulllage, die vor Ausführung des Verfahrens der absoluten Nullposition des Radlenkwinkels zugeordnet war.
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Weiterhin kann das Verfahren einen Schritt des Überführens des Lenkrads aus der aktuellen Stellung in die relative Nulllage ansprechend auf das Stellsignal und einen Schritt des Einstellens des Radlenkwinkels des Rades auf die absolute Nullposition ansprechend auf das Radstellsignal umfassen. Dabei kann das Einstellen des Radlenkwinkels unabhängig von dem Überführen des Lenkrads in die relative Nulllage durchgeführt werden. Vorteilhafterweise kann das Lenkrad unabhängig von dem Radlenkwinkel in die relative Nulllage überführt werden, die beispielsweise der aktuellen Stellung am nächsten ist. Unabhängig kann dabei bedeuten, dass eine Drehung des Lenkrads und eine Verstellung des Radlenkwinkels nicht korreliert sind.
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Weiterhin kann im Schritt des Ausgebens gemäß einer Ausführungsform mindestens ein weiteres Radstellsignal unter Verwendung des Auslösesignals ausgegeben werden, um einen weiteren Radlenkwinkel eines weiteren Rades einer weiteren Achse des Fahrzeugs auf die absolute Nullposition einzustellen. Das bedeutet, dass das Verfahren auch für Fahrzeuge einsetzbar ist, die beispielsweise zusätzlich zu einer Vorderachslenkung eine Hinterachslenkung aufweisen. Die Radlenkwinkel können sich voneinander unterscheiden und vorteilhafterweise einzeln auf die absolute Nullposition eingestellt werden. Das ist beispielsweise der Fall, wenn pro Rad ein separater Aktuator zum Einstellen des Radlenkwinkels eingesetzt wird
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Dabei können im Schritt des Ausgebens das Radstellsignal und das weitere Radstellsignal nacheinander oder teilweise zeitlich überlappend ausgegeben werden.
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Beispielsweise kann auch das Stellsignal für das Lenkrad zeitlich überlappend, vor, zwischen oder nach den Radstellsignalen ausgegeben werden, um vorteilhafterweise eine Belastung eines Bordnetzes des Fahrzeugs bei einer Lenkung im Stand zu reduzieren.
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Im Schritt des Ausgebens kann das Stellsignal ausgegeben werden, um das Lenkrad durch Drehen in einer von einer Radstellrichtung des mindestens einen Rads abhängigen Drehrichtung in die relative Nulllage überführen zu können. Das bedeutet, dass bei einer Rückstellung des Radlenkwinkels in die absolute Nullposition auch das Lenkrad in die relative Nulllage überführt werden kann und die Drehrichtungen einander entsprechen. Sind die Räder beispielsweise nach rechts eingeschlagen, ist das Lenkrad ebenfalls nach rechts gedreht. Um die Räder sowie das Lenkrad in die Nulllage, beziehungsweise in die Nullposition überführen zu können, werden diese beispielsweise nach links gedreht, bis die entsprechende Position erreicht wurde. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Akzeptanz eines Fahrers erhöht werden.
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Alternativ kann im Schritt des Ausgebens das Stellsignal ausgegeben werden, um das Lenkrad aus der aktuellen Stellung in die nächstgelegene relative Nulllage zu überführen. Die Ausgabe des Stellsignals kann dabei unabhängig von der aktuellen Radstellrichtung sein. Somit kann sichergestellt sein, dass die Drehung des Lenkrads minimal gehalten wird.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Bereitstellens des Auslösesignals nach einem Abstellen eines Fahrzeugmotors oder einem Verriegeln des Fahrzeugs umfassen. Vorteilhafterweise kann das Verfahren nach Abschluss einer Fahrt oder eines Parkvorgangs automatisiert durchgeführt werden, ohne dass der Fahrer das Verfahren explizit aktiviert. Beispielsweise können dabei Signale z.B. aus der Fahrzeugumfelderkennung, Sitzbelegungserkennung, etc. berücksichtigt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass ein radnahes Hindernis, wie z.B. eine Bordsteinkante, etc. eine Beschädigung des Rades durch Lenkbewegungen hervorrufen würde. Wenn das Fahrzeug abgestellt ist und sich noch Insassen z.B. im Fond befinden, kann gegebenenfalls vermieden werden, dass selbsttätig Lenkbewegungen stattfänden, ohne dass der Fahrer auf seinem Platz sitzt.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Schritt des Bereitstellens des Auslösesignals blockiert werden, wenn ein Wartungssignal eingelesen wurde. Das Wartungssignal kann beispielsweise von einer Sensoreinrichtung bereitgestellt werden, die beispielsweise erfasst, dass sich das Fahrzeug in einer Wartungssituation befindet, wie beispielsweise auf einer Hebebühne. Die Sensoreinrichtung kann dabei beispielsweise erkennen, wenn eine Fahrzeugfederung durch Heben des Fahrzeugs entlastet wird, um so die Wartungssituation zu erkennen.
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Eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer Lenkvorrichtung ist eingerichtet, um die Schritte des Verfahrens in einer zuvor genannten Variante in entsprechenden Einheiten auszuführen und zusätzlich oder alternativ anzusteuern. Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein oder umfassen, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstellen aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ferner wird eine Lenkvorrichtung zum Lenken eines Fahrzeugs vorgestellt, die ein Lenkrad zum Vorgeben einer Fahrtrichtung, eine mit dem Lenkrad gekoppelte Stelleinrichtung zum Einstellen einer Stellung des Lenkrads, eine mit dem Rad gekoppelte Radstelleinrichtung zum Einstellen eines Radlenkwinkels des Rades und eine genannte Vorrichtung zum Betreiben einer Lenkvorrichtung aufweist.
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Die Lenkvorrichtung kann vorteilhafterweise in Verbindung mit einem hochautomatisierten Fahrzeug realisiert werden. Die Lenkvorrichtung kann vorteilhafterweise unter Verwendung eines Verfahrens in einer zuvor genannten Variante betrieben werden. Vorteilhafterweise kann der beschriebene Ansatz auch zum Nachrüsten bei einer bereits bestehenden steer-by-wire Lenkung verwendet werden.
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Weiterhin wird ein Fahrzeug vorgestellt, das eine Lenkvorrichtung in einer zuvor genannten Variante eine zuvor vorgestellte Vorrichtung aufweist.
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Das Fahrzeug kann beispielsweise als ein Personenkraftwagen realisiert sein. Das Fahrzeug kann dabei vorteilhafterweise als ein hochautomatisiertes Fahrzeug zum Transportieren von Personen und zusätzlich oder alternativ von Gegenständen ausgeformt sein.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Lenkvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Lenkvorrichtung 102 ist dabei ausgebildet, um das Fahrzeug 100 zu lenken. Das Fahrzeug 100 weist zusätzlich eine Vorrichtung 104 auf, die ausgebildet ist, um ein Verfahren zum Betreiben der Lenkvorrichtung 102 durchzuführen oder anzusteuern, wie es in 2 näher erläutert wird.
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Die Lenkvorrichtung 102 weist ein Lenkrad 106 auf, das von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 zum Vorgeben einer Fahrtrichtung bedient werde kann. Wenn das Fahrzeug 100 einen vollautomatisierten Fahrmodus aufweist, kann das Lenkrad 106 optional hinter einer Blende in einem Innenraum des Fahrzeugs 100 verstaubar sein. Weiterhin weist die Lenkvorrichtung 102 eine mit dem Lenkrad 106 gekoppelte Stelleinrichtung 108 zum Einstellen einer Stellung des Lenkrads 106 auf. Die Stelleinrichtung 108 ist ausgebildet, um das Lenkrad 106 automatisiert zu drehen. Eine Radstelleinrichtung 112 ist ausgebildet, um zumindest ein Rad 110 des Fahrzeugs automatisiert einzulenken und dadurch einen Radlenkwinkel 113 des Rades 110 einzustellen. Beispielsweise ist die Radstelleinrichtung 112 ausgebildet, um einen mit den Rädern einer Vorderachse 114 gekoppelten Lenkhebel zu bewegen, um die Räder einzulenken.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Räder 110 der Vorderachse 114 des Fahrzeugs 100 im Uhrzeigersinn eingeschlagen. Das Lenkrad 106 ist in die gleiche Richtung wie die Räder 110 aus einer eine Geradeausstellung der Räder 110 repräsentierenden Nulllage heraus gedreht. Somit weist das Lenkrad 106 die gleiche Drehrichtung wie die Räder 110 auf. Lediglich der Radlenkwinkel 113 weist dabei einen anderen Wert auf als ein Lenkwinkel, um den das Lenkrad 106 verdreht ist. Beispielsweise handelt es sich bei der Lenkung des Fahrzeugs 100 um eine steer-by-wire-Lenkung, bei der Lenkrad 106 und Räder 110 nicht mechanisch gekoppelt sind. Stattdessen wird eine Drehung des Lenkrads 106 in elektronische Signale umgesetzt, die beispielsweise verwendet werden, um einen Aktor der Radstelleinrichtung 112 zum Verstellen des Radlenkwinkels 113 anzusteuern. Gemäß einem Ausführungsbeispiel bewirkt eine Drehung des Lenkrads 106 nur dann ein Verstellen des Radlenkwinkels 113, wenn das Lenkrad 106 manuell gedreht wird und nicht, wenn das Lenkrad 106 unter Verwendung der Stelleinrichtung 108 gedreht wird.
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Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um ein Auslösesignal 118 zu empfangen, das beispielsweise von einer Bereitstelleinheit 116 bereitgestellt wird. Optional ist die Bereitstelleinheit 116 Teil der Vorrichtung 104. Ausgelöst wird eine Bereitstellung des Auslösesignals 118 beispielsweise durch ein Abstellen eines Fahrzeugmotors oder durch ein Verriegeln des Fahrzeugs 100. Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um ansprechend auf das Auslösesignal 118 ein Stellsignal 122 an eine Schnittstelle zu der Stelleinrichtung 108 auszugeben. Das Stellsignal 122 ist geeignet, um die Stelleinrichtung 108 so anzusteuern, dass eine aktuelle Stellung des Lenkrads 106, die beispielsweise über ein Stellungsignal 123 angezeigt wird, in eine relative Nulllage überführt wird. Die relative Nulllage repräsentiert dabei eine gerade Stellung des Lenkrads 106.
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Weiterhin ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um ansprechend auf das Auslösesignal 118 mindestens ein Radstellsignal 124 an eine Schnittstelle zu der Radstelleinrichtung 112 auszugeben. Das Radstellsignal 124 ist geeignet, um die Radstelleinrichtung 112 so anzusteuern, dass der Radlenkwinkel 113 beispielsweise unter Verwendung eines den Radlenkwinkel 113 repräsentierenden Winkelsignals 125 des mindestens einen Rades 110 auf eine absolute Nullposition eingestellt wird. Die absolute Nullposition repräsentiert dabei eine parallele Stellung der Räder 110 des Fahrzeugs 100 zu einer Längsachse 126 des Fahrzeugs 100.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um das Stellsignal 122 und das Radstellsignal 124 unabhängig voneinander bereitzustellen. Dadurch können das Lenkrad 106 und beispielsweise die Räder 110 der Vorderachse 114 entkoppelt voneinander bewegt werden, beispielsweise auch zu unterschiedlichen Zeiten und optional auch gegensinnig in Bezug auf die Drehrichtung.
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Das Stellsignal 122 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die Stelleinrichtung 108 so anzusteuern, dass das Lenkrad 106 aus der aktuellen Stellung ohne Passieren einer weiteren relativen Nulllage des Lenkrads 106 in die in einer durchgeführten Drehrichtung zuerst erreichte relative Nulllage überführt wird. Gemäß einer Ausführungsform wird dabei eine Drehrichtung des Lenkrads 106 gewählt, die der Drehrichtung der Räder 110 beim Zurücklenken in die Geradeausstellung entspricht. Alternativ wird eine Drehrichtung des Lenkrads 106 gewählt mit der das Lenkrad 106 mit der geringstmöglichen Drehbewegung in die relative Nulllage überführt wird. In diesem Fall wird die Drehrichtung des Lenkrads 106 unabhängig von einer Einschlagrichtung der Räder 110 gewählt.
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Da die von der Stelleinrichtung 108 neu eingestellte relative Nulllage des Lenkrads 106 gegebenenfalls nicht mit der zuvor gültigen Nulllage des Lenkrads 106 übereinstimmt, ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um eine Zuordnung zwischen der neu eingestellten relativen Nulllage und der absoluten Nullposition des Radlenkwinkels 113 vorzunehmen. Auf diese Weise kann die neu eingestellte relative Nulllage als tatsächliche absolute Nulllage des Lenkrads definiert werden, wobei die absolute Nulllage des Lenkrads einer Geradeausstellung der Räder 110 entspricht. Dadurch kann der Fahrer des Fahrzeugs 100, beispielsweise nach einer erneuten Inbetriebnahme des Fahrzeugs 100, das Lenkrad 106 wie gewohnt bedienen.
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Lediglich optional ist die Vorrichtung 104 weiterhin ausgebildet, um ansprechend auf das Auslösesignal 118 mindestens ein weiteres Radstellsignal 128 auszugeben, um einen weiteren Radlenkwinkel eines weiteren Rades 130 einer weiteren Achse 132 des Fahrzeugs 100 unter Verwendung einer weiteren Radstelleinrichtung 133 auf die absolute Nullposition einzustellen. Die weitere Achse 132 ist beispielsweise als Hinterachse ausgeformt. Ein Radlenkwinkel des weiteren Rades 130 wird beispielsweise unter Verwendung eines weiteren Winkelsignals 135 angezeigt.
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Optional ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um ein Wartungssignal 136 einzulesen, das beispielsweise dann ausgegeben wird, wenn sich das Fahrzeug 100 auf einer Hebebühne befindet. Durch das Wartungssignal 136 wird die Ausgabe des Stellsignals 122 und des zumindest einen Radstellsignals 124, 128 blockiert, da in diesem Fall eine automatisierte Geradestellung der Räder 110, 130 gegebenenfalls nicht erwünscht ist. Alternativ wird das Wartungssignal 136 beispielsweise von der Bereitstelleinheit 116 verwendet, um eine Ausgabe des Auslösesignals 118 zu verhindern.
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In anderen Worten wird durch den beschriebenen Ansatz eine Möglichkeit vorgestellt, um das Lenkrad 106 mit höchstens einer Umdrehung in die relative Nulllage zu verstellen, beispielsweise in Verbindung mit einer steer-by-wire-Lenkung. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, wirkende Lenkkräfte zu reduzieren. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Lenkrad 106 nach Beendigung des Lenkvorgangs unabhängig von der Lenkung an der Vorder- oder Hinterachslenkung in die nächste relative Nulllage gebracht und dadurch unnötige Umdrehungen des Lenkrads 106 vermieden. Anschließend wird beispielsweise über einen entsprechenden Kalibrierungsvorgang festgelegt, dass die Lenkradnulllage, das bedeutet die relative Nulllage, zur Nulllage der Lenkung passt. Optional werden Endanschläge des Lenkrads 106 entsprechend angepasst.
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Wurden die Räder 110 beispielsweise vollständig eingeschlagen, so wurde das Lenkrad 106 üblicherweise um einen Lenkwinkel von mehr als 360° gedreht. Ein Zurück- oder Weiterlenken des Lenkrads 106 auf eine nächste relative Nullposition ist dabei besonders sinnvoll, anstatt dass das Lenkrad 106 unnötig weitergedreht wird. Die Räder 110, 130 werden unabhängig davon unter Verwendung der Radstelleinrichtung 112 in die absolute Nullposition gebracht. Eine mögliche Variante besteht darin, dass sich das Lenkrad 106 immer in die Richtung der erwarteten Rückstellung der Vorderradlenkung bewegt, um beispielsweise eine Akzeptanz bei einem Fahrer zu erhöhen.
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Lediglich optional wird eine hohe Belastung des Bordnetzes bei einem Lenken im Stand berücksichtigt. So ist es besonders sinnvoll, das Lenkrad 106, die Vorderräder 110 und/oder die Hinterräder 130 nacheinander oder nur teilweise miteinander zu verstellen, um eine kurzzeitig hohe Belastung des Bordnetztes zu vermeiden. Grundsätzlich sollten die Stelleinrichtungen zum Stellen der Räder 110, 130 jeweils so ausgelegt sein, dass sämtliche Lenksituationen möglich sind. Kritisch sind jedoch Parameter wie Geschwindigkeit und/oder Beladung des Fahrzeugs, des Weiteren die Breite der Reifen, ferner die Außentemperatur. Bei Stillstand des Fahrzeugs auf trockener Fahrbahn ergeben sich die höchsten Stellkräfte aufgrund der höchsten Reibung des Reifens gegenüber der Fahrbahn. Hier kommen Stelleinrichtungen an ihre Grenzen. Entsprechend hoch ist dann auch der Strombedarf bzw. der Strombedarf kann möglicherweise nicht gedeckt werden. Optional kann der jeweilige Steller erst angesteuert werden, wenn die Reifen mit einer Drehbewegung beginnen - dann nimmt die Reibung deutlich ab. Es ist beispielsweise sinnvoll, zunächst die Hinterräder 130 bei einer Hinterachslenkung in die Nulllage zu bringen, anschließend die Vorderräder 110 und erst dann das Lenkrad 106. Alternativ ist es denkbar, beispielsweise auch zunächst die Hinterräder 130 in die Nulllage zu überführen und anschließend daran die Vorderräder 110 synchron zum Lenkrad 106 zu verstellen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Zeitpunkt des Zurücklenkens des Lenkrads 106 und der Räder 110, 130 in die Nulllage, beziehungsweise in die Nullposition, variabel. Beispielsweise erfolgt das Zurücklenken bei einem Abstellen des Motors oder auch erst bei einem Verriegeln des Fahrzeugs 100. Weiterhin ist eine Hebebühnenerkennung sinnvoll, die den automatischen Lenkvorgang verhindert, wenn erkannt wird, dass sich das Fahrzeug 100 auf einer Hebebühne befindet.
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Alternativ ist es denkbar, die Radstelleinrichtung 112 auch bei Parkvorgängen in Fahrzeugen 110 ohne oder mit einem nur zweitweise verwendeten Lenkrad 106 beispielsweise im Hinblick auf autonomes Fahren anzusteuern und die Räder 110, 130 dadurch auf die absolute Nullposition zu bringen, sodass dieser Vorgang nicht vom Lenkrad 106 abhängig ist.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. Das Verfahren 200 wird dabei beispielsweise für eine Lenkvorrichtung durchgeführt oder angesteuert, wie sie beispielsweise in 1 beschrieben wurde. Das Verfahren 200 umfasst einen Schritt 202 des Ausgebens eines Stellsignals an eine Schnittstelle zu der Stelleinrichtung unter Verwendung eines Auslösesignals, um eine aktuelle Stellung des Lenkrads in eine relative Nulllage zu überführen. Weiterhin umfasst das Verfahren 200 einen Schritt 204 des Ausgebens mindestens eines Radstellsignals unabhängig von dem Stellsignal an eine Schnittstelle zu der Radstelleinrichtung unter Verwendung des Auslösesignals, um einen Radlenkwinkel des mindestens einen Rads auf eine absolute Nullposition einzustellen. Dabei ist beispielsweise ein Einschlag des Lenkrads geringer als der Radlenkwinkel.
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Das Verfahren 200 umfasst einen Schritt 201 des Bereitstellens eines Auslösesignals nach einem Abstellen eines Fahrzeugmotors oder einem Verriegeln des Fahrzeugs beispielsweise nach einer Fahrt oder einem Parkvorgang. Wurde ein Wartungssignal eingelesen, so wird der Schritt 201 des Bereitstellens des Auslösesignals gemäß diesem Ausführungsbeispiel blockiert. Der Schritt 201 des Bereitstellens erfolgt dabei beispielsweise vor den Schritten 202, 204 des Ausgebens. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 204 des Ausgebens mindestens ein weiteres Radstellsignal unter Verwendung des Auslösesignals ausgegeben, um einen weiteren Radlenkwinkel eines weiteren Rades einer weiteren Achse des Fahrzeugs auf die absolute Nullposition einzustellen. Dabei werden lediglich optional das Radstellsignal und das weitere Radstellsignal nacheinander oder teilweise zeitlich überlappend ausgegeben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 202 des Ausgebens das Lenkrad unter Verwendung des Stellsignals aus der aktuellen Stellung ohne Passieren einer weiteren relativen Nulllage in die relative Nulllage überführt. Weiterhin optional wird im Schritt 202 des Ausgebens das Stellsignal ausgegeben, um das Lenkrad gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch Drehen in einer von einer Radstellrichtung des mindestens einen Rads abhängigen Drehrichtung in die relative Nulllage zu überführen. Alternativ ist es möglich, das Lenkrad in eine der Radstellrichtung entgegengesetzte Drehrichtung zu drehen.
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In einem Schritt 206 des Zuordnens wird die relative Nulllage des Lenkrads der absoluten Nullposition zugeordnet, um beispielsweise das Lenkrad neu zu kalibrieren. Das bedeutet, dass die relative Nulllage als Referenz gesetzt wird. Dadurch wird eine absolute Nulllage des Lenkrads neu definiert. Das Verfahren 200 umfasst ferner einen Schritt 208 des Überführens des Lenkrads aus der aktuellen Stellung in die relative Nulllage ansprechend auf das Stellsignal sowie einen Schritt 210 des Einstellens des Radlenkwinkels des Rades auf die absolute Nullposition ansprechend auf das Radstellsignal.
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Anders ausgedrückt wird durch das Verfahren 200 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein automatisches Zurücklenken von Fahrzeugrädern und einem Lenkrad nach dem Beenden des Parkvorgangs vorgestellt. Das Lenkrad wird dabei bei einem Einsatz einer steer-by-wire-Lenkung bei einem Beenden eines Parkvorgangs beispielsweise auf die relative Nulllage gestellt und im Anschluss unter Verwendung dieser neuen Nulllage mit den zuvor auf ihre Nulllage zurückgelenkten Rädern der jeweiligen Achsen kalibriert.
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Bezugszeichen
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- 100
- Fahrzeug
- 102
- Lenkvorrichtung
- 104
- Vorrichtung
- 106
- Lenkrad
- 108
- Stelleinrichtung
- 110
- Rad
- 112
- Radstelleinrichtung
- 113
- Radlenkwinkel
- 114
- Achse
- 116
- Bereitstelleinheit
- 118
- Auslösesignal
- 122
- Stellsignal
- 123
- Stellungssignal
- 124
- Radstellsignal
- 125
- Winkelsignal
- 126
- Längsachse
- 128
- weiteres Radstellsignal
- 130
- weiteres Rad
- 132
- weitere Achse
- 133
- weitere Radstelleinrichtung
- 134
- weiteres Winkelsignal
- 136
- Wartungssignal
- 200
- Verfahren zum Betreiben einer Lenkvorrichtung
- 201
- Schritt des Bereitstellens
- 202
- Schritt des Ausgebens des Stellsignals
- 204
- Schritt des Ausgebens des Radstellsignals
- 206
- Schritt des Zuordnens
- 208
- Schritt des Überführens
- 210
- Schritt des Einstellens
