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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems, ein Computerprogrammprodukt, sowie ein Fahrzeug.
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Es ist bekannt, dass Lenksysteme einer Steer-by-Wire-Bauart keine Lenkzwischenwelle benötigen, da die mechanische Verbindung zum Lenkrad entfällt. Das Lenkgefühl wird insbesondere von einem Force-Feedback Aktuator (FFA) bereitgestellt, der direkt oder über ein Getriebe mit dem Lenkrad verbunden ist. Bei Lenksystemen mit Zwischenwelle wird durch die Art und Größe der Verzahnung zwischen dem mit der Zwischenwelle verbundenem Ritzel und der Zahnstange eine mechanische Übersetzung festgelegt. Diese Übersetzung beeinflusst das Fahrverhalten und das Verhältnis von Lenkradbewegung zu Radbewegung. Bei einem Steer-by-Wire Lenksystem ist diese Übersetzung dagegen nicht mehr durch die Mechanik festgelegt, sondern kann durch Parameter und Funktionen in den dem System zugeordneten Steuergeräten eingestellt werden.
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Aus dem Dokument
DE 10 2005 001 028 A1 ist es beispielsweise bekannt, eine Übersetzung in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit eines Fahrzeuges anzupassen. Wenn bei einer solchen Änderung der Übersetzung geschwindigkeitsabhängig eine indirekter werdende Übersetzung bedingt wird, „wandern“ etwaige Endanschläge mit steigender Geschwindigkeit nach „außen“, also zu größeren Lenkradwinkeln. Der Fahrer kann dann das Lenkrad weiter einschlagen. Bei fallender Geschwindigkeit würde dabei allerdings eine Korrektur der Endanschläge gegen den Widerstand des Fahrers arbeiten und das Lenkrad gegen das Fahrerhandmoment in Richtung kleinerer Lenkradwinkel bewegen. Dies kann durch den Fahrer als unangenehm wahrgenommen werden kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende, aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Fahrkomfort und/oder eine Fahrsicherheit beim Betreiben eines Lenksystems zu verbessern.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 9, sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen. Weitere Weiterbildungen und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Weiterbildungen und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt und/oder dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems eines Fahrzeugs vorgesehen. Das Lenksystem weist ein Steuerelement für eine, insbesondere manuelle, Lenkbewegung durch einen Benutzer zur Lenkung des Fahrzeuges auf. Ferner weist das Lenksystem ein Lenkmittel zur Lenkung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Lenkbewegung auf. Das Verfahren umfasst, insbesondere in Form von Verfahrensschritten:
- - Betreiben des Lenksystems mit einer, insbesondere variablen, Übersetzung zwischen dem Steuerelement und dem Lenkmittel, insbesondere durch eine Kontrolleinheit des Fahrzeugs, wobei ein Bewegungsbereich des Steuerelementes eine Begrenzung aufweist,
- - Anpassen der Übersetzung in Abhängigkeit von einer Änderung eines Fahrparameters des Fahrzeugs, wobei die Begrenzung des Bewegungsbereiches verändert wird, insbesondere durch die Kontrolleinheit,
- - Durchführen eines Rückanpassungsvorgangs, insbesondere zur Rückanpassung der Übersetzung, in Abhängigkeit von einer Rückänderung des Fahrparameters, wobei bei dem Rückanpassungsvorgang eine Position des Steuerelementes im Bewegungsbereich überprüft wird und eine Rückanpassung der Übersetzung in Abhängigkeit von der Position des Steuerelementes, und vorzugsweise der Begrenzung und/oder einer Soll-Begrenzung, erfolgt, insbesondere durch die Kontrolleinheit.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug, z. B. in Form eines Elektrofahrzeuges, und/oder ein Luftfahrzeug handeln. Das Lenksystem kann vorteilhafterweise als Steer-by-Wire-System ausgebildet sein.
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Insbesondere kann das Steuerelement in einem Fahrgastraum des Fahrzeuges angeordnet sein. Das Steuerelement kann beispielsweise drehbar sein, um die Lenkbewegung auszuführen. Vorzugsweise kann das Steuerelement ein Lenkrad umfassen. Dabei kann das Steuerelement beispielsweise einen kreisrunden, unrunden und/oder unterbrochenen Griffbereich umfassen. Beispielsweise kann das Steuerelement zwei separate Griffelemente umfassen, insbesondere da ein Umgreifen aufgrund der variablen Übersetzung nicht im Normalbetrieb des Fahrzeuges erforderlich ist.
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Das Lenkmittel kann beispielsweise eine Zahnstange und/oder einen Aktor zur Lenkung eines oder mehrerer Räder des Fahrzeuges umfassen. Insbesondere kann das Lenkmittel fahrwerksseitig im Fahrzeug angeordnet sein. Das Steuerelement und das Lenkmittel können elektrisch miteinander verbunden sein und/oder mittelbar oder unmittelbar miteinander in Kommunikationsverbindung stehen. Es ist denkbar, dass die Kontrolleinheit zwischen das Steuerelement und das Lenkmittel geschaltet ist.
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Unter der Übersetzung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine elektronische und/oder mechanische Kopplung zwischen dem Steuerelement und dem Lenkmittel verstanden. Beispielsweise kann bei einer elektronischen Kopplung vorgesehen sein, dass das Lenkmittel eine Verstellung von Rädern des Fahrzeuges in einem durch die Übersetzung definierten Verhältnis zur Lenkbewegung des Steuerelementes ausführt. Vorzugsweise kann die Übersetzung somit als Verhältnis der Verstellung des Lenkmittels und/oder der Räder zur Lenkbewegung des Steuerelementes definiert sein. Beim Betreiben des Lenksystems mit der variablen Übersetzung kann vorgesehen sein, dass die Übersetzung bei einem bestimmten Wert oder einem bestimmten Wertebereich des Fahrparameters konstant ist. Beim Anpassen der Übersetzung kann das Verhältnis der Verstellung der Räder zur Lenkbewegung verändert werden. Beispielsweise kann dadurch eine direktere oder indirektere Lenkung des Fahrzeuges erzielt werden.
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Der Bewegungsbereich kann beispielsweise einen Drehwinkel umfassen, in welchem sich das Steuerelement bei der Lenkbewegung bewegen kann, bis die Begrenzung erreicht wird. Die Begrenzung kann einen oder mehrere Endanschläge umfassen und/oder elektronisch und/oder haptisch simulieren. Insbesondere kann die Begrenzung elektronisch und/oder mechanisch vorgegeben sein. Erreicht der Fahrer die Begrenzung durch Ausüben der Lenkbewegung mit dem Steuerelement, kann ein mechanischer Endanschlag erreicht sein oder dem Fahrer das Gefühl eines mechanischen Endanschlags vermittelbar sein. Insbesondere kann dem Fahrer durch die Begrenzung mitgeteilt werden, wann ein maximaler Radeinschlagwinkel durch die Lenkbewegung erreicht ist. Die Veränderung der Begrenzung kann sich aus der veränderten Übersetzung automatisch ergeben. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass die Begrenzung elektronisch, insbesondere durch die Kontrolleinheit, verändert und/oder korrigiert wird.
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Unter der Änderung und/oder der Rückänderung des Fahrparameters kann eine Veränderung eines Wertes des Fahrparameters verstanden werden. Dabei weisen die Änderung und die Rückänderung insbesondere entgegengesetzt orientierte Richtungen auf. So kann der Wert des Fahrparameters bei einer Änderung des Fahrparameters in eine erste Richtung verändert werden und bei der Rückänderung in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, verändert werden. Insbesondere kann die Änderung des Fahrparameters durch die Rückänderung zumindest teilweise oder vollständig rückgängig gemacht werden. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei der Änderung des Fahrparameters erhöht und bei der Rückänderung verringert werden.
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Die Anpassung und/oder der Rückanpassung der Übersetzung kann eine Veränderung eines Wertes und/oder der Kopplung zwischen dem Steuerelement und/oder dem Lenkmittel umfassen. Dabei weisen die Anpassung und die Rückanpassung insbesondere entgegengesetzt orientierte Richtungen auf. So kann der Wert der Übersetzung bei der Anpassung, insbesondere infolge der Änderung des Fahrparameters, in eine erste Richtung verändert werden und bei der Rückanpassung, insbesondere infolge der Rückänderung des Fahrparameters, in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, verändert werden. Beispielsweise kann die Übersetzung bei der Anpassung verringert und bei der Rückanpassung erhöht werden. Insbesondere kann die Anpassung der Übersetzung durch die Rückanpassung zumindest teilweise oder vollständig rückgängig gemacht werden. Es kann vorgesehen sein, dass für die Anpassung und/oder die Rückanpassung der Übersetzung eine oder mehrere Steuerkurven, insbesondere in der Kontrolleinheit, abgespeichert sind. Eine solche Steuerkurve kann beispielsweise jedem Wert des Fahrparameters in einem vorgegeben Parameterbereich einen Wert der Übersetzung zuordnen.
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Beim Überprüfen der Position des Steuerelementes kann insbesondere festgestellt werden, welcher Lenkwinkel des Steuerelementes durch den Fahrer eingestellt ist, um das Fahrzeug zu lenken. Das Überprüfen der Position des Steuerelementes kann vorzugsweise kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen erfolgen. Weiterhin kann beim Rückanpassungsvorgang eine Soll-Übersetzung in Abhängigkeit von der Rückänderung des Fahrparameters bestimmt werden, welche insbesondere eine Zielvorgabe für die Rückanpassung bildet. Ferner kann, insbesondere anhand der Soll-Übersetzung, eine Soll-Begrenzung bestimmt werden.
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Dadurch, dass die Rückanpassung bei dem Rückanpassungsvorgang in Abhängigkeit von der Position des Steuerelementes, und vorzugsweise der Begrenzung, erfolgt, kann die Rückanpassung der Übersetzung verhindert und/oder verzögert werden, solange sich die Position des Steuerelementes außerhalb eines durch die Soll-Begrenzung definierten Soll-Bewegungsbereiches befindet. Durch den Rückanpassungsvorgang kann somit verhindert werden, dass die Anpassung der Übersetzung eine Korrektur der Begrenzung gegen den Widerstand des Fahrers bedingt und das Steuerelement gegen das Fahrerhandmoment in Richtung kleinerer Lenkradwinkel bewegt wird. Dadurch kann ein Komfortverlust für den Fahrer verhindert werden. Ferner kann die Sicherheit des Fahrzeuges dadurch gesteigert werden, indem ein für den Fahrer überraschendes Verhalten des Steuerelementes und/oder des Fahrzeuges vermieden wird.
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Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Begrenzung durch ein Lenkmoment gebildet wird, welches am Steuerelement induziert wird. Dazu kann das Steuerelement mit einem Aktor, insbesondere in Form eines Force-Feedback-Aktuators, verbunden sein, durch welchen das Lenkmoment am Steuerelement induzierbar ist. Das Lenkmoment kann dabei einem durch den Fahrer manuell induzierten Handmoment des Steuerelementes entgegenwirken. Dadurch kann dem Fahrer ein Erreichen der Begrenzung haptisch mitgeteilt werden, ohne dass ein mechanischer Endanschlag erforderlich ist. Beispielsweise kann das Steuerelement in einem stromlosen Zustand um 360 Grad drehbar sein. Insbesondere unterliegt die Begrenzung und/oder eine Anpassung der Begrenzung somit keiner mechanischen Limitierung. Ferner ist es denkbar, dass das Lenkmoment in einem Begrenzungsabschnitt einen bis zur Begrenzung ansteigenden Verlauf aufweist und/oder an der Begrenzung oder im Begrenzungsabschnitt in Abhängigkeit von dem manuell induzierten Handmoment induziert wird. Somit kann durch das Lenkmoment eine haptisch angenehme Definition der Begrenzung erfolgen.
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Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die, insbesondere zuvor, angepasste Übersetzung beim Rückanpassungsvorgang zumindest teilweise oder vollständig beibehalten, d. h. vorzugsweise nur teilweise rückangepasst oder konstant gehalten, wird, wenn sich die Position des Steuerelementes an der Begrenzung oder in einem sich von der Begrenzung erstreckenden Begrenzungsabschnitt des Bewegungsbereiches befindet. Der Begrenzungsabschnitt kann einen Toleranzbereich, insbesondere ausgehend von der Begrenzung, bilden. Beispielsweise kann sich der Begrenzungsabschnitt zwischen der Begrenzung, d. h. insbesondere einer Ist-Begrenzung, und einem mittleren Bereich des Bewegungsbereiches des Steuerelementes erstrecken. Durch die Beibehaltung der angepassten Übersetzung vor einer Rückanpassung kann insbesondere verhindert werden, dass eine automatische Anpassung der Begrenzung erfolgt, durch welche das Lenkmoment auf das Steuerelement ausgeübt würde. Es ist denkbar, dass die Übersetzung angepasst und die Begrenzung aktualisiert wird, bis die Position des Steuerelementes die Begrenzung erreicht hat. Wenn eine elektronische Anpassung der Begrenzung vorgesehen ist, kann eine Anpassung der Begrenzung ebenfalls verhindert werden, wenn sich die Position des Steuerelementes an der Begrenzung oder in dem Begrenzungsabschnitt des Bewegungsbereiches befindet.
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Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass es sich bei dem Fahrparameter um eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges handelt, insbesondere wobei die Übersetzung beim Anpassen der Übersetzung reduziert wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vergrößert wird. Insbesondere können die Anpassung der Übersetzung und die Änderung des Fahrparameters somit gegenläufig orientiert sein. Beispielsweise ist es bei niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs, z. B. bei einem Parkvorgang, von Vorteil, wenn eine hohe Übersetzung vorliegt, d. h. insbesondere mit einer geringen Lenkbewegung am Steuerelement eine große Verstellung der Räder durch das Lenkmittel möglich ist. Dadurch kann bei niedrigen Geschwindigkeiten eine hohe Manövrierfähigkeit des Fahrzeuges ermöglicht werden, ohne dass der Fahrer am Steuerelement umgreift. Dadurch kann der Komfort für den Fahrer verbessert sein. Bei hohen Geschwindigkeiten, z. B. bei einer Fahrt auf einer Autobahn, ist jedoch eine hohe Manövrierfähigkeit in der Regel nicht erforderlich, da der Fahrer den vollen, mechanisch möglichen Lenkwinkel ohnehin nicht nutzt. So ist es bei hohen Geschwindigkeiten für die Sicherheit sogar vorteilhaft, wenn das Fahrzeug weniger stark auf die Lenkbewegung reagiert.
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Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass ein Schwellwert des Fahrparameters vorgegeben wird, wobei das Anpassen der Übersetzung in Abhängigkeit von der Änderung des Fahrparameters erst erfolgt, wenn der Schwellwert des Fahrparameters unterschritten oder überschritten wird. Dabei kann die Übersetzung, und insbesondere die Begrenzung, konstant bleiben, bevor das Anpassen der Übersetzung erfolgt. Der Schwellwert kann vordefiniert sein und/oder durch den Fahrer veränderbar sein. Wenn der Fahrparameter eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges umfasst, kann der Schwellwert beispielsweise 20 km/h oder weniger, vorzugsweise zwischen 15 hm/h und 20 km/h, betragen. Dadurch kann beispielsweise bei einem Parkvorgang sichergestellt werden, dass sich die Übersetzung nicht oder nicht kontinuierlich ändert. Somit kann der Fahrerkomfort, insbesondere in bestimmten Fahrsituationen, verbessert werden.
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Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Anpassen der Übersetzung in Abhängigkeit von einer Lenkposition des Lenkmittels und/oder von der Position des Steuerelementes im Bewegungsbereich erfolgt. Die Lenkposition kann beispielsweise eine Zahnstangenposition des Lenkmittels umfassen. Durch die Berücksichtigung der Lenkposition des Lenkmittels kann ein progressiver Übersetzungsverlauf erzielt werden, bei dem beispielsweise eine direktere Übersetzung bei größeren Lenkwinkeln des Steuerelementes definiert wird. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn durch die Berücksichtigung der Lenkposition ein dynamischeres Lenken des Fahrzeuges durch eine direktere Übersetzung in der Lenkradmitte realisiert ist. Somit kann der Benutzerkomfort durch eine adaptive Anpassung der Übersetzung verbessert werden.
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Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass das Anpassen der Übersetzung in Abhängigkeit von zumindest einem Streckenparameter einer Fahrstrecke des Fahrzeuges und einer Fahrzeugposition des Fahrzeugs innerhalb der Fahrstrecke erfolgt. Bei der Fahrzeugposition kann es sich insbesondere um eine geografische Position, z. B. eine GPS-Position, und/oder eine relative Position, z. B. bezogen auf einen Startpunkt der Fahrstrecke, des Fahrzeugs innerhalb der Fahrstrecke handeln. Die Fahrstrecke kann beispielsweise anhand von Navigationsdaten bestimmt werden. Bei dem Streckenparameter kann es sich z. B. um einen Kurvenradius und/oder einen Streckentyp der Fahrstrecke handeln. Beispielsweise kann anhand des Streckenparameters festgestellt werden, dass sich das Fahrzeug auf einer Rennstrecke befindet. Anhand des Kurvenradius kann eine rundenzeitoptimale Übersetzung bestimmt werden. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass der Fahrparameter auf einer Land- und/oder Bergstraße genutzt wird, um die Übersetzung zu bestimmen. Dadurch kann eine komfortable Lenkung, insbesondere für jeden Abschnitt der Fahrstrecke, bestimmt werden.
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Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:
- - Durchführen eines Anlernvorgangs, vorzugsweise bei welchem eine Benutzerinteraktion zur Erfassung einer benutzerindividuellen Maximalbewegung der Lenkbewegung aufgezeichnet wird, insbesondere durch die Kontrolleinheit und/oder das Steuerelement.
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Vorzugsweise kann die Übersetzung und/oder die Begrenzung des Bewegungsbereiches in Abhängigkeit von der Maximalbewegung definiert werden. Insbesondere kann durch die Maximalbewegung durch die Kontrolleinheit eine maximale Übersetzung und/oder eine maximale Begrenzung festgelegt werden. Der Anlernvorgang kann in Abhängigkeit von dem Fahrparameter aktivierbar sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Anlernvorgang lediglich im Stillstand des Fahrzeuges ausführbar ist. Beim Anlernvorgang kann der Fahrer dazu angehalten werden, eine vorbestimmte Lenkbewegung durchzuführen, die die individuelle Komfortzone des Fahrers beim Lenken des Fahrzeuges definiert. In Abhängigkeit von der Maximalbewegung kann beispielsweise eine vordefinierte Steuerkurve der Übersetzung bestimmt werden, bei welcher die Übersetzung, insbesondere bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit, derart definiert ist, dass die Maximalbewegung am Steuerelement zu einer maximalen Radverstellung am Lenkmittel führt. Weiterhin ist es denkbar, dass in Abhängigkeit von dem Anlernvorgang eine Übersetzungskennung des Fahrers abgespeichert wird, die über eine Benutzerschnittstelle, wie z. B. ein Kombiinstrument des Fahrzeuges und/oder ein mobiles Endgerät, abrufbar ist. Dadurch ist es nicht erforderlich, bei einem Fahrer- und/oder Fahrzeugwechsel den Anlernvorgang erneut auszuführen. Somit kann das Verhalten des Lenksystems individuell an den Fahrer, d. h. beispielsweise an dessen Armlänge und/oder Körpergröße, angepasst werden, um den Komfort zu verbessern.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen. Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei einer Ausführung durch eine Kontrolleinheit die Kontrolleinheit veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
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Somit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Bei dem Verfahren kann es sich insbesondere um ein computerimplementiertes Verfahren handeln. Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode implementiert sein. Ferner kann das Computerprogrammprodukt auf einem computerlesbaren Speichermedium wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitstellbar oder bereitgestellt sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen oder online ausgeführt werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug weist ein Lenksystem mit einem Steuerelement für eine Lenkbewegung durch einen Benutzer zur Lenkung des Fahrzeuges und einem Lenkmittel zur Lenkung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Lenkbewegung auf. Ferner umfasst das Fahrzeug eine Kontrolleinheit zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Somit bringt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt beschrieben worden sind. Die Kontrolleinheit kann einen Prozessor und/oder einen Mikroprozessor umfassen. Ferner kann die Kontrolleinheit zumindest teilweise oder vollständig in ein zentrales Steuergerät des Fahrzeuges integriert sein. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die Kontrolleinheit zumindest teilweise oder vollständig in ein oder mehrere dezentrale Steuergeräte integriert ist. Beispielsweise kann die Kontrolleinheit in ein Lenksteuergerät des Lenksystems integriert sein.
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Weitere Vorteile, Weiterbildungen und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Weiterbildungen jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
- 1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem Lenksystem, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird,
- 2 eine Übersetzung bei dem Lenksystem gegenüber einem Fahrparameter in einem Diagramm,
- 3 einen Bewegungsbereich eines Steuerelementes des Lenksystems,
- 4 eine Situation des Bewegungsbereiches des Steuerelementes des Lenksystems in Abhängigkeit von dem Fahrparameter, und
- 5 das Verfahren in schematischer Darstellung von Verfahrensschritten.
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In der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für die gleichen technischen Merkmale auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 in schematischer Darstellung mit einem Lenksystem 10 in einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Lenksystem 10 umfasst ein Steuerelement 11, hier insbesondere in Form eines Lenkrades, für eine Lenkbewegung 200 durch einen Benutzer zur Lenkung des Fahrzeuges 1. Weiterhin umfasst das Lenksystem 10 ein Lenkmittel 12 zur Lenkung des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit von der Lenkbewegung 200. Das Lenkmittel 12 kann beispielsweise eine Zahnstange und/oder einen Aktor zur Lenkung von Rädern 2, insbesondere in Form von Vorderrädern, des Fahrzeuges 1 umfassen. Vorzugsweise kann das Lenksystem 10 als Steer-by-Wire-System ausgebildet sein. Dabei stehen das Steuerelement 11 und das Lenkmittel 12 durch eine Datenverbindung miteinander in Kommunikationsverbindung. Die Datenverbindung kann kabellos und/oder durch eine elektrische Verbindung realisiert sein. Weiterhin umfasst das Fahrzeug 1 eine Kontrolleinheit 13 zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betreiben des Lenksystems 10. Die Kontrolleinheit 13 kann Teil des Lenksystems 10 und/oder eines zentralen Steuergerätes des Fahrzeuges 1 sein. Ferner kann die Kontrolleinheit 13 beispielsweise einen Prozessor umfassen. Vorzugsweise ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das Befehle umfasst, die bei einer Ausführung durch die Kontrolleinheit 13 die Kontrolleinheit 13 veranlassen, das Verfahren 100 auszuführen.
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Ein Ablauf des Verfahrens 100 ist in 5 dargestellt. Dabei erfolgt ein Betreiben 102 des Lenksystems 10 mit einer variablen Übersetzung 210 zwischen dem Steuerelement 11 und dem Lenkmittel 12. Die Übersetzung 210 kann vorzugsweise elektronisch einstellbar sein und eine Verstellung von Rädern des Fahrzeuges 1 in einem Verhältnis zur Lenkbewegung 200 des Steuerelementes 11 definieren. Dabei ist ein Bewegungsbereich 201 des Steuerelementes 11 vorgesehen, der in den 3 und 4 dargestellt ist. Der Bewegungsbereich 201 weist zumindest eine Begrenzung 202 auf, durch welche dem Fahrer mitgeteilt wird, wann ein maximaler Radeinschlagwinkel durch die Lenkbewegung 200 erreicht ist. Dazu wird die Begrenzung 202 insbesondere durch ein Lenkmoment gebildet wird, welches am Steuerelement 11 induziert wird.
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Wie in 2 dargestellt, erfolgt in Abhängigkeit von einer Änderung 221 eines Fahrparameters 220 des Fahrzeugs 1 ein Anpassen 103 der Übersetzung 210. Dabei kann beispielsweise eine Steuerkurve 210.1 aus einer Speichereinheit der Kontrolleinheit 13 abgerufen werden, um die Übersetzung 210 vorzugeben. Bei dem Fahrparameter 220 handelt es sich vorzugsweise um eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges 1. Dabei wird die Übersetzung 210 beim Anpassen 103 der Übersetzung 210 reduziert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 vergrößert wird. Insbesondere durch das Anpassen 103 der Übersetzung 210 wird die Begrenzung 202 des Bewegungsbereiches 201 automatisch und/oder elektronisch verändert, so dass sich der Bewegungsbereich 201 vergrößert.
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Es ist denkbar, dass beim Anpassen 103 der Übersetzung 210 weitere Parameter berücksichtigt werden. Beispielsweise kann das Anpassen 103 der Übersetzung 210 in Abhängigkeit von einer Lenkposition 12.1 des Lenkmittels 12 und/oder in Abhängigkeit von einem Streckenparameter 230 einer Fahrstrecke des Fahrzeuges 1 und einer Fahrzeugposition des Fahrzeugs 1 innerhalb der Fahrstrecke erfolgen. Dadurch kann eine Einstellung der Übersetzung 210 je nach Fahrsituation optimiert werden. Beispielsweise kann, wie in 2 dargestellt, dazu eine von mehreren unterschiedlichen Steuerkurven 210.1 bestimmt werden, um das Anpassen 103 der Übersetzung 210 durchzuführen. Weiterhin kann vorteilhafterweise ein Schwellwert 220.1 des Fahrparameter 220 vorgegeben werden. In diesem Fall erfolgt das Anpassen 103 der Übersetzung 210 insbesondere erst dann, wenn der Schwellwert 220.1 des Fahrparameters 220 überschritten wird. Dadurch kann z. B. sichergestellt werden, dass die Übersetzung 210 bei einem Parkvorgang des Fahrzeuges 1 konstant bleibt.
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Weiterhin umfasst das Verfahren 100 ein Durchführen eines Rückanpassungsvorgangs 104 in Abhängigkeit von einer Rückänderung 222 des Fahrparameters 220. Die Rückänderung 222 des Fahrparameters 220 umfasst insbesondere eine Reduktion der Geschwindigkeit des Fahrzeuges 1. Dabei ist im Rahmen der Erfindung erkannt worden, dass eine vollständige Rückanpassung 103.1 der Übersetzung 210 und/oder der Begrenzung 202 des Bewegungsbereiches 201 dazu führen kann, dass das Lenkmoment gegen das manuelle Fahrermoment am Steuerelement 11 arbeiten könnte, wenn sich die Position 11.1 des Steuerelementes 11 an der Begrenzung 202 oder in einem sich von der Begrenzung 202 erstreckenden Begrenzungsabschnitt 202.1 des Bewegungsbereiches 201 befindet. Beispielsweise würde eine vollständige Verringerung des Bewegungsbereiches 201 aus 3 auf die Soll-Begrenzung 202.2 gemäß 4 zu einem solchen Verhalten des Steuerelementes 11 führen, da sich der eingestellte Winkel der Position 11.1 des Steuerelementes 11 außerhalb der Soll-Begrenzung 202.2 befindet. Um dies zu vermeiden, wird bei dem Rückanpassungsvorgang 104 zunächst eine Position 11.1 des Steuerelementes 11 im Bewegungsbereich 201 überprüft. Die Rückanpassung 103.1 der Übersetzung 210 erfolgt daraufhin in Abhängigkeit von der Begrenzung 202 und der Position 11.1 des Steuerelementes 11. So ist vorgesehen, dass die angepasste Übersetzung 210, und damit insbesondere der Bewegungsbereich 201, beim Rückanpassungsvorgang 104 beibehalten wird, wenn sich die Position 11.1 des Steuerelementes 11 an der Begrenzung 202 oder in dem Begrenzungsabschnitt 202.1 des Bewegungsbereiches 201 befindet. Insbesondere erfolgt die Rückanpassung 103.1 der Übersetzung 210 beim Rückanpassungsvorgang 104 daher nur, wenn sich die Position 11.1 des Steuerelementes 11 in einem Abschnitt des Bewegungsbereiches 201 befindet, welcher nicht an der, vorzugsweise schrittweise oder kontinuierlich aktualisierten, Begrenzung 202 oder in dem der Begrenzung 202 zugeordneten Begrenzungsabschnitt 202.1 angeordnet ist. Eine vollständige Rückanpassung 103.1 kann z. B. erfolgen, wenn der Fahrer das Steuerelement 11 zentriert und/oder zurück in einen mittleren Bereich des Bewegungsbereiches 201 bewegt.
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Um eine weitere Individualisierung für den Fahrer zu erreichen, kann ferner vorgesehen sein, dass bei dem Verfahren 100 ein Durchführen eines Anlernvorgangs 101 erfolgt, bei welchem eine Benutzerinteraktion zur Erfassung einer benutzerindividuellen Maximalbewegung 231 der Lenkbewegung 200 aufgezeichnet wird. Die Übersetzung 210 und/oder die Begrenzung 202 des Bewegungsbereiches 201 wird dabei insbesondere ein Abhängigkeit von der Maximalbewegung 231 definiert.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Weiterbildungen der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Rad
- 10
- Lenksystem
- 11
- Steuerelement
- 11.1
- Position
- 12
- Lenkmittel
- 12.1
- Lenkposition
- 13
- Kontrolleinheit
- 100
- Verfahren
- 101
- Anlernvorgang
- 102
- Betreiben
- 103
- Anpassen
- 103.1
- Rückanpassung
- 104
- Rückanpassungsvorgang
- 200
- Lenkbewegung
- 201
- Bewegungsbereich
- 202
- Begrenzung
- 201.1
- Begrenzungsabschnitt
- 202.2
- Soll-Begrenzung
- 210
- Übersetzung
- 210.1
- Steuerkurve von 210
- 220
- Fahrparameter
- 220.1
- Schwellwert
- 221
- Änderung
- 222
- Rückänderung
- 230
- Streckenparameter
- 231
- Maximalbewegung
