DE10323846A1

DE10323846A1 - Verfahren zur Lenkungsregelung

Info

Publication number: DE10323846A1
Application number: DE2003123846
Authority: DE
Inventors: Bernhard Giers
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-16
Also published as: WO2004103798A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Lenkungsregelung wird ein Fahrerlenkverhalten ermittelt. Die Lenkübersetzung wird nach Maßgabe einer Änderung des Fahrerlenkverhaltens automatisch verändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lenkungsregelung.

Der herkömmliche Lenkvorgang setzt sich zusammen aus einem Steuerungsanteil und einem Regelungsanteil. Der Fahrer setzt seinen Lenkwunsch um, indem er zunächst einen Lenkradwinkel einstellt, der seiner Erwartung einer Fahrzeugreaktion entspricht. Ändert sich die Fahrzeugreaktion nicht im erwarteten Maß, so stellt der Fahrer diese Regelabweichung fest und passt seinen von ihm eingestellten Lenkradwinkel der Lenkungscharakteristik entsprechend an, dass heißt er „adaptiert" den Lenkradwinkel. Diese Adaption durch den Fahrer findet kontinuierlich statt. Sie ist insbesondere bei Fahranfängern deutlich zu beobachten.

Die Lenkungscharakteristik wird wesentlich von der Lenkübersetzung bestimmt. Unter dem Begriff Lenkübersetzung ist hier die Gesamtübersetzung gemeint, also das Verhältnis von Lenkraddrehwinkel zu Radwinkel gemeint. Es wird nach unten begrenzt von der Direktheit des Lenkungsansprechens bei hohen Fahrgeschwindigkeiten; hier sind Werte unterhalb von 14 selten. Die obere Grenze folgt aus der Höhe des zumutbaren Lenkaufwands bei Einparkvorgängen (Parkierbereich). Dies hängt unmittelbar mit dem Vorhandensein einer Servounterstützung zusammen und unterschreitet den Wert von 20 kaum. Die Festlegung eines konkreten Wertes wird durch die gewünschte Positionierung des Fahrzeugs (sportlich agil oder komfortbetont) mitbestimmt.

Systeme mit einer variablen Lenkübersetzung befinden sich derzeit im Stadium der Markteinführung. Sie ermöglichen im Grundsatz eine Anpassung der Lenkcharakteristik an ein vom Fahrer gewünschtes Lenkverhalten. Die Änderung der Übersetzung des Lenkgetriebes kann entweder statisch oder dynamisch erfolgen. Die Lenkübersetzung kann beispielsweise abhängig von einem Fahrerwunschmodus, wie Sportmodus oder Komfortmodus oder abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert werden.

Problematisch ist es, dass eine Veränderung der Lenkübersetzung zu Irritationen des Fahrers führt, wenn das Verhalten des Fahrzeugs auf seine Lenktätigkeit von dem von ihm gewohnten und erwarteten Verhalten abweicht.

Ziel dieser Erfindung ist es, eine Lenkungsregelung für ein Lenksystem mit einer variablen Lenkübersetzung bereitzustellen, die zu keiner Irritationen des Fahrers führt und vielmehr einen für den Fahrer wahrnehmbaren Komfortgewinn und/oder Sicherheitsgewinn darstellt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Fahrerlenkverhalten ermittelt wird und die Lenkübersetzung nach Maßgabe einer Änderung des Fahrerlenkverhaltens veränderbar ist.

Erfindungsgemäß wird dabei insbesondere die Adaption des Fahrers auf die eingestellte Lenkübersetzung ermittelt und ausgewertet, zwecks Anpassung der Lenkübersetzung an das erkannte adaptive Fahrerlenkverhalten.

Bei Fahrern, die ihr Lenkverhalten (noch) nicht auf eine vorliegende Fahrzeuglenkung eingestellt haben (nicht adaptiertes Fahrer-Lenkverhalten) tendiert der Fahrer zum Fahren von „Schlangenlinien". Der Fahrer erkennt zunächst eine Lenkwinkelstellung als nicht ausreichend um den gewünschten Fahrzeugkurs zu erzielen und nimmt eine Korrektur vor. Diese Korrektur ist aber zu stark oder zu schwach und daher wird der Fahrer erneut korrigieren. So entsteht eine Oszillation, die hier als „Schlangenlinie" bezeichnet wird. Schließlich lernt der Fahrer in der Regel eine Zuordnung von Lenkbetätigung und Fahrzeugreaktion. Die genannte Oszillation wird geringer. Dies wird hier als „Adaption" der Lenktätigkeit des Fahrers bezeichnet. Die Erfindung nutzt den Vorgang der Adaption vorteilhaft zur Analyse der Fahrerreaktion.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, das Fahrerlenkverhalten kontinuierlich zu ermitteln. Durch eine ständige Analyse des Lenkverhaltens des Fahrers und dessen Auswertung ist eine kontinuierliche Ermittlung von Optimierungsparametern für ein Regelsystem der Fahrzeuglenkung möglich. Mittels der Optimierungsparameter wird dann die Lenkübersetzung kontinuierlich verändert. Besonders vorteilhaft wird dabei die Anpassung des Fahrers, seine Adaption bzw. seine Adaptionsfähigkeit, berücksichtigt.

Erfindungsgemäß wird bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhaltens ein gemessener Lenkradwinkel kontinuierlich (mathematisch) integriert; die resultierende Fahrrichtung wird in Relation zu den Lenkaktivitäten gesetzt. Nach Maßgabe des (mathematisch) integrierten Lenkradwinkels wird eine Geschwindigkeit der Anpassung des Fahrers auf eine Lenkübersetzung und ggf. eine mathematische Ableitung hiervon ermittelt. Darüber hinaus kann dadurch alternativ oder zusätzlich der Abschluss eines Fahreranpassungsvorgangs (abgeschlossene Adaption) ermittelt werden.

Es ist nach der Erfindung vorgesehen, dass ein Fahrerlenkverhalten, insbesondere eine Anpassung bzw. ein Vermögen an eine Anpassung des Fahrers an eine Lenkübersetzung oder eine Lenkübersetzungsänderung, ermittelt wird und das Lenkverhalten der Fahrzeuglenkung, insbesondere eine Änderungsgeschwindigkeit der Lenkübersetzung, an das ermittelte Fahrerlenkverhalten angepasst wird.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhaltens eine Überreaktion und eine Unterreaktion des Fahrers mitberücksichtigt und die Lenkübersetzung bei einer Überreaktion wird reduziert und die Lenkübersetzung bei einer Unterreaktion wird erhöht.

Vorzugsweise wird eine für den Fahrer optimierte Lenkübersetzung vorteilhaft automatisch angepasst.

Insbesondere folgt die Lenkwinkelübersetzung nicht nur unmittelbar einer Fahrerwunschanpassung, z.B. durch einen Schalter für eine sportliche oder komfortable Lenkungsfunktionsweise, oder fahrzeuggeschwindigkeitsabhängig. Die Lenkwinkelübersetzung wird den Gewohnheiten des Fahrers bzw. seinem aus anderen Lernvorgängen erlernten Verhalten angepasst. Wechselt der Fahrer beispielsweise zwischen verschiedenen Fahrzeugen, so wird er nach Beginn der Fahrt in einem Fahrzeug mit automatisch adaptierender Lenkübersetzung zunächst sein erwartetes Lenkverhalten zeigen. Die Analyse seines Verhaltens wird erfindungsgemäß genutzt, um die Lenkübersetzung derart zu ändern, dass sie seiner Erwartung entspricht. So wird je nach dem ermittelten Fahrerverhalten, beispielsweise eine Lenküberreaktion oder eine Lenkunterreaktion, die Lenkwinkelübersetzung reduziert oder erhöht.

Vorteilhaft wird durch das erfindungsgemäße Verfahren der Komfort und Sicherheit bei dem Einsatz variabler Lenkübersetzungssysteme stark verbessert. Die Möglichkeiten der variablen Lenkübersetzung werden optimal ausgenutzt, da die Adaptionsgeschwindigkeit des Fahrers bestimmt wird und daher das elektronische Regelsystem die Variation der Lenkwinkelübersetzung optimal an die Fahrerparameter anpassen kann.

Damit eine vorgegebene Systemdynamik den Fahrer aber nicht überfordert, wird diese vorteilhaft an die Kondition des Fahrers angepasst. Die Lenkübersetzung wird so verändert, dass sicherheitskritische Lenküberreaktionen vermieden werden. Die Kompromisse zur Festlegung von Parameter aufgrund einer großen Streuung von typischen Fahrerparametern und die damit verbundenen Einschränkungen der Systemdynamik bei überdurchschnittlichen Fahrern können so entfallen.

Die Erfindung wird durch das nachfolgende Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Bei einer Lenkungsregelung nach der Erfindung wird das Anpassungsvermögen des Fahrers an eine Änderung der Lenkübersetzung ermittelt. Nach Vorgabe Lenkübersetzungsänderung wird die Zeitdauer festgestellt, die der Fahrer benötigt, bis die Oszillation seiner Lenktätigkeit, die „Schlangenlinie", beendet ist. Zu diesem Zeitpunkt wir davon ausgegangen, dass der Fahrer sein Lenkverhalten auf eine vorliegende Lenkübersetzung eingestellt hat (adaptiertes Fahrer-Lenkverhalten). Danach wird die Geschwindigkeit der Übersetzungsänderung der Lenkung dem ermittelten Adaptionsvermögen des Fahrers angenähert.
Dieses führt zu einem unmittelbaren Komfortgewinn für den Fahrer und zur Vermeidung von sicherheitskritischen Lenküberreaktionen oder Lenkunterreaktionen. Beispielsweise wird ein langsames Fahren einer Haarnadelkurve unmittelbar nach einem starken Abbremsen aus hoher Geschwindigkeit dadurch unterstützt.

Claims

Verfahren zur Lenkungsregelung, dadurch gekennzeichnet, das ein Fahrerlenkverhalten ermittelt wird und die Lenkübersetzung nach Maßgabe einer Änderung des Fahrerlenkverhaltens veränderbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerlenkverhalten kontinuierlich ermittelt wird und die Lenkübersetzung kontinuierlich veränderbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhaltens eine Anpassung des Fahrers auf eine Lenkübersetzung mitberücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhalten ein gemessener Lenkradwinkel kontinuierlich integriert wird und nach Maßgabe des integrierten Lenkradwinkels eine Geschwindigkeit der Anpassung des Fahrers auf eine Lenkübersetzung und/oder der Abschluss einer Anpassung des Fahrers auf eine Lenkübersetzung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrerlenkverhalten, insbesondere eine Anpassung bzw. ein Vermögen an eine Anpassung des Fahrers an eine Lenkübersetzung oder eine Lenkübersetzungsänderung, ermittelt wird und das Lenkverhalten der Fahrzeuglenkung, insbesondere eine Änderungsgeschwindigkeit der Lenkübersetzung, an das ermittelte Fahrerlenkverhalten erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkübersetzung dem ermittelten Fahrerlenkverhalten automatisch angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhaltens eine Überreaktion und eine Unterreaktion des Fahrers mitberücksichtigt wird und dass die Lenkübersetzung bei einer Überreaktion reduziert wird und die Lenkübersetzung bei einer Unterreaktion erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkübersetzung so verändert wird, dass sicherheitskritische Lenkreaktionen vermieden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Fahrerlenkverhaltens insbesondere die Adaption des Fahrers auf die eingestellte Lenkübersetzung ermittelt und ausgewertet wird, zwecks Anpassung der Lenkübersetzung an das erkannte adaptive Fahrerlenkverhalten.