EP4669559A1 - Verfahren zum lenken eines kraftfahrzeugs mittels eines steer-by-wire-lenksystems und steer-by-wire-lenksystem - Google Patents

Verfahren zum lenken eines kraftfahrzeugs mittels eines steer-by-wire-lenksystems und steer-by-wire-lenksystem

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Publication number
EP4669559A1
EP4669559A1 EP24705129.5A EP24705129A EP4669559A1 EP 4669559 A1 EP4669559 A1 EP 4669559A1 EP 24705129 A EP24705129 A EP 24705129A EP 4669559 A1 EP4669559 A1 EP 4669559A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steering
parameter
motor vehicle
steer
wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24705129.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christopher Kreis
Stefan Berkner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP4669559A1 publication Critical patent/EP4669559A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels

Definitions

  • the invention relates to a method for steering a motor vehicle by means of a steer-by-wire steering system and a steer-by-wire steering system.
  • Steer-by-wire steering systems do not require a mechanical coupling between the steering wheel and the wheels, e.g. via an intermediate steering shaft. Instead, a wheel actuator, for example, steers the wheels according to the driver's steering command. With steer-by-wire steering systems, the steering behavior, in particular the steering ratio, can be variably adjusted due to the mechanical decoupling.
  • the steering ratio between the steering wheel and the wheel actuator can be set in such a way that half a turn of the steering wheel is enough to specify a maximum steering deflection of the wheels.
  • the steering ratio set in this way can offer the driver a very comfortable steering behavior, for example when parking, since only half a turn of the steering wheel is enough to turn the wheels completely.
  • the problem is that such a steering ratio places a lot of strain on the wheel actuator, for example, especially when the wheels have to be deflected synchronously with the steering command to achieve a particularly fast wheel movement. This requires a high wheel steering force, especially when the vehicle is stationary.
  • the resulting strain on the components of the motor vehicle, in particular the wheel actuator, can adversely affect the reliability and comfort of the steer-by-wire steering system used. Furthermore, due to these requirements, a particularly powerful wheel actuator is required, which is usually associated with increased weight and increased costs.
  • US 2019 / 0 233 005 A1 relates to a steering control device that controls a steering for a vehicle with a steering system.
  • US 2018/0208 235 A1 relates to a steer-by-wire control method for a steer-by-wire steering system in a vehicle equipped with a motor and a battery.
  • DE 102018 115 329 A1 relates to a steer-by-wire steering system and a feedback actuator for such a steer-by-wire steering system.
  • the technical problem is to create a method for steering a motor vehicle using a steer-by-wire steering system and a steer-by-wire steering system that have increased reliability and improved comfort.
  • the weight and cost requirements of the steer-by-wire steering system should be reduced.
  • a method for steering a motor vehicle by means of a steer-by-wire steering system comprising the steps:
  • a steer-by-wire steering system for steering a motor vehicle, comprising: at least one detection device for detecting at least one state variable of the motor vehicle and/or at least one component of the motor vehicle, a control device, wherein the control device is configured to determine at least one performance parameter and to establish and set at least one steering parameter, wherein the steer-by-wire steering system is configured to carry out a method according to an embodiment described in this disclosure.
  • a motor vehicle having a steer-by-wire steering system according to an embodiment described in this disclosure.
  • the motor vehicle is, in particular, a passenger vehicle that can be steered by a driver.
  • the steer-by-wire steering system can comprise or form one, several or all of the components of the motor vehicle described in this disclosure.
  • the steer-by-wire steering system comprises, in a manner known per se, as components a wheel actuator for generating a wheel steering force, a force feedback actuator for generating a steering resistance force on the steering handle and/or for limiting a maximum range of motion of the steering handle and/or at least one voltage source for supplying voltage to the steer-by-wire steering system.
  • a conflict of objectives when steering the motor vehicle using the steer-by-wire steering system is that the steer-by-wire steering system should not be overloaded when steering, while a steering behavior that is comfortable for the driver can usually only be achieved by placing a large load on the steer-by-wire steering system, in particular the wheel actuator.
  • a fundamental idea of the invention is to resolve this conflict of objectives by determining at least one current performance parameter of the steer-by-wire steering system and adjusting the steering behavior in such a way that the steer-by-wire steering system is loaded within the scope of its current performance capability. This offers the driver the best possible comfort when steering without overloading the steer-by-wire steering system.
  • the invention means that components of the steer-by-wire steering system, such as the wheel actuator, can be made smaller, since the steering behavior can be adjusted in such a way that, as a result of the adjusted steering behavior, the power requirement of the wheel actuator is not so high. This reduces the weight and costs of the steer-by-wire steering system.
  • the at least one performance parameter serves in particular as a measure of the current performance of the steer-by-wire steering system.
  • the at least one performance parameter can serve as a measure of a power supply and/or a power requirement for Operation of the steer-by-wire steering system.
  • the power supply can be, for example, an electrical power available for operation of the steer-by-wire steering system.
  • the power requirement can be, for example, an electrical power required for operation of the steer-by-wire steering system.
  • the at least one performance parameter is determined based on one or more recorded state variables.
  • the at least one state variable can in particular also be a current parameter value of the steering parameter. Based on the current steering parameter and/or parameter value, the performance characteristic can be determined, for example, as a measure of the current power requirement of the steer-by-wire steering system.
  • the detection device can comprise and/or form one or more sensors for detecting the at least one state variable.
  • the detection device can additionally or alternatively detect the at least one state variable in a vehicle-internal and/or vehicle-external database.
  • the at least one detection device can be set up to detect a plurality of state variables, in particular simultaneously.
  • the detection device forwards the detected state variable to the control device for further processing.
  • the control device can comprise and/or form one or more control modules.
  • a control module can be designed, for example, to determine the at least one performance parameter and/or to set the at least one steering parameter and/or to set the at least one steering parameter.
  • the control device can comprise at least one computing unit and a memory. It is also possible for the control device to be at least partially or completely integrated into a central or several decentralized control units of the motor vehicle. For example, the control device can be integrated into a steering control unit of the steer-by-wire steering system.
  • the control device is also designed to receive the at least one detected state variable.
  • the at least one steering parameter serves in particular as a specification for the steering behavior of the steer-by-wire steering system.
  • the at least one steering parameter can be, for example, a steering resistance force, a maximum range of motion of the steering handle or a maximum wheel steering force that can be generated. This is explained in more detail below.
  • the at least one steering parameter can comprise a parameter value or parameter value range.
  • the control device can set the at least one steering parameter based on the performance parameter in such a way that the current power supply for operating the steer-by-wire steering system is fully utilized. This makes it possible to set the most comfortable steering behavior within the scope of the power supply.
  • the at least one steering parameter can in particular be set in such a way that the power requirement for operating the steer-by-wire steering system corresponds to the specific power supply for operating the steer-by-wire steering system. For example, a difference, in particular a negative difference (power supply less than power requirement), between a specific power supply and a specific power requirement can be reduced by reducing a steering resistance force to a lower value than a currently set value.
  • the power requirement for operating the steer-by-wire steering system can be reduced and brought into line with the currently available power supply.
  • a difference, in particular a positive difference (power supply greater than power requirement) between a certain power supply and a certain power requirement can be reduced by increasing a steering resistance force to a higher value than a currently set value.
  • the power requirement for operating the steer-by-wire steering system in particular the force feedback actuator, can be increased and brought into line with the currently available power supply. This increases the comfort when steering using the steer-by-wire steering system.
  • increasing the steering resistance force on the steering wheel leads in particular to a reduction in a steering wheel rotation speed specified by the driver and thus to a reduction in the power requirement.
  • the power requirement of the steer-by-wire steering system is adjusted in particular indirectly by specifying and adjusting at least one steering parameter.
  • a parameter value and/or parameter value range can be specified from a plurality of possible parameter values and/or parameter value ranges.
  • the specification can include that the at least one steering parameter is selected based on the specific at least one performance characteristic from a plurality of possible, predefined steering parameters, which are provided, for example, in a lookup table.
  • the procedure described can keep the load on the steer-by-wire steering system as low as possible, while ensuring comfort for the driver when steering the Motor vehicle can be kept as large as possible within the current performance of the steer-by-wire steering system.
  • overloading of the steer-by-wire steering system can be avoided. This can increase the reliability and safety when steering the motor vehicle using the steer-by-wire steering system.
  • the steer-by-wire steering system can be dimensioned using the method described in such a way that, for example, a smaller and less expensive wheel actuator is sufficient to meet the performance and comfort requirements.
  • the at least one steering parameter is an adjustable steering resistance force on a steering handle of the motor vehicle and/or the at least one steering parameter is an adjustable maximum range of motion of the steering handle and/or the at least one steering parameter is an adjustable maximum wheel steering force that can be generated to deflect the wheels. This allows a
  • the power requirement for operating the steer-by-wire steering system can be specifically increased or reduced. Using these steering parameters, the power requirement for operating the steer-by-wire steering system can be adjusted and/or the power available for operating the steer-by-wire steering system can be fully utilized, as explained in more detail below.
  • the steering resistance force can be generated, for example, by means of the force feedback actuator and can be perceived by the driver as a counterforce on the steering handle.
  • Steering resistance force influences in particular how quickly or slowly the steering handle can be moved by the driver.
  • Reducing the steering resistance force can in particular be a measure for relieving the steer-by-wire steering system, e.g. the force feedback actuator, if the power supply for operating the steer-by-wire steering system is not sufficient to generate a currently set steering resistance force, e.g. by means of the force feedback actuator.
  • increasing the steering resistance force can also be a suitable measure for indirectly relieving the wheel actuator if, for example, the driver can no longer turn the steering handle so quickly due to the increased steering resistance force that the wheel actuator is overloaded by the driver's rapid steering movement and the resulting increased wheel steering force.
  • Which of the measures is a more suitable measure for relieving the steer-by-wire steering system can be determined in particular with the help of the Performance indicator can be determined.
  • the respective measure can be implemented by specifying and adjusting the steering parameter.
  • the maximum range of motion can be specified, for example, using the force feedback actuator.
  • the maximum range of motion specifies in particular how many revolutions of the steering handle are necessary to fully turn the wheels of the motor vehicle.
  • the maximum range of motion is in particular a permitted angle of rotation by which the steering handle can be rotated in both steering directions.
  • a gear ratio between steering movements and wheel movements can be influenced.
  • reducing the maximum range of motion can increase the power required to operate the steer-by-wire steering system due to a larger gear ratio, while increasing the maximum range of motion can reduce the power required due to a smaller gear ratio.
  • Increasing the maximum range of motion is in particular a measure to relieve the load on the steer-by-wire steering system if, for example, the power available to operate the steer-by-wire steering system is not sufficient to cover the current power required to operate the steer-by-wire steering system.
  • a steering movement on the steering handle leads to a smaller movement of the wheel actuator, in particular to a lower rack speed, particularly due to the smaller gear ratio, which in turn requires less power to generate the necessary wheel steering force and thus reduces the power requirement.
  • the maximum wheel steering force that can be generated is in particular an adjustable value that limits the maximum power requirement of the wheel actuator. In other words, the maximum wheel steering force that can be generated can limit the maximum power consumption of the wheel actuator.
  • the maximum wheel steering force that can be generated specifies in particular the maximum force with which the wheels can be moved. In particular, increasing the maximum wheel steering force that can be generated can increase the power requirement, while reducing the maximum wheel steering force that can be generated can reduce the power requirement. Reducing the maximum wheel steering force that can be generated is in particular a measure to relieve the load on the steer-by-wire steering system, for example if the power supply for operating the steer-by-wire steering system is not sufficient to cover the current power requirement for operating the steer-by-wire steering system.
  • a steering resistance force and/or a maximum range of motion of the steering handle and/or a maximum wheel steering force that can be generated is/are set as the at least one steering parameter in order to reduce a difference between the power supply and the power requirement.
  • the specified steering parameter can be set, e.g. to reduce a negative difference, such that the steering resistance force and/or the maximum wheel steering force that can be generated is/are reduced and/or the maximum range of motion of the steering handle is/are increased in order to reduce a power requirement and relieve the load on the steer-by-wire steering system.
  • the specified steering parameter can be set, e.g.
  • the steering resistance force and/or the maximum wheel steering force that can be generated is/are increased and/or the maximum range of motion of the steering handle is/are reduced in order to increase a power requirement and, e.g. to improve comfort when steering within the current performance of the steer-by-wire steering system.
  • determining the at least one performance parameter comprises selecting at least one parameter value of the at least one performance parameter based on at least one predetermined determination rule, wherein the at least one determination rule specifies an assignment of the at least one performance parameter to the at least one state variable.
  • the at least one parameter value is determined particularly precisely and reliably.
  • the characteristic value can be, for example, a value of the current power supply and/or the power requirement for operating the steer-by-wire steering system.
  • the characteristic value can be a value of the electrical power available and/or required to operate the force feedback actuator.
  • the specified determination rule can, for example, comprise a determination function, a determination characteristic curve, a machine-learned determination model and/or a determination table or can be designed as such.
  • the control device can keep the determination rule in the memory and access the determination rule for determination.
  • the determination rule can be set up in such a way that a state variable recorded as a voltage is multiplied, for example, by a specified value of a current flowing through the steer-by-wire steering system in order to obtain an electrical power as the characteristic value.
  • the determination rule can be determined and/or specified, for example, based on physical calculations, simulations, empirical test series, a machine learning model and/or empirical values.
  • determining the at least one performance characteristic comprises selecting at least one characteristic value of the at least one performance characteristic based on at least one predetermined determination rule, wherein the at least one determination rule specifies an assignment of the at least one performance characteristic to a plurality of detected state variables.
  • the setting of the at least one steering parameter comprises selecting at least one parameter value and/or a parameter value range of the at least one steering parameter based on at least one predetermined setting rule, wherein the at least one setting rule specifies an assignment of the at least one steering parameter to the at least one performance characteristic.
  • the at least one parameter value and/or a parameter value range is specified particularly precisely and reliably.
  • the setting rule can, for example, comprise a setting function, a setting characteristic curve, a machine-learned setting model and/or a setting table or be designed as such.
  • the control device can keep the setting rule in the memory and access the setting rule for setting.
  • the setting rule can, for example, be determined and/or specified based on physical calculations, simulations, empirical test series, a machine learning model and/or empirical values.
  • the parameter value and/or the parameter value range can be set such that a power requirement for operating the steer-by-wire steering system is or will be adapted to a power supply for operating the steer-by-wire steering system.
  • the determination of the at least one steering parameter comprises that at least one parameter value and/or a parameter value range of the at least one steering parameter is selected based on at least one determination rule, wherein the at least one determination rule specifies an assignment of the at least one steering parameter to a plurality of specific performance parameters.
  • the at least one steering parameter is set taking into account a user specification.
  • a user specification can be, for example, a steering profile specified by a user, such as a sporty or comfortable steering profile.
  • the user specification can be taken into account, for example, in such a way that a The parameter value and/or parameter value range to be set corresponds to the parameter value and/or parameter value range specified by the user for at least one performance characteristic.
  • a voltage of at least one voltage source for supplying power to the motor vehicle and/or the at least one component of the motor vehicle is recorded as a state variable.
  • the at least one performance characteristic can be determined particularly precisely. Based on the voltage, the performance characteristic can be determined, for example, as a measure of the current power available for operating the steer-by-wire steering system. The higher the voltage of the voltage source, the greater the power available for operating the steer-by-wire steering system can be, for example.
  • the at least one voltage source can in particular be a 12-volt voltage source.
  • the at least one voltage source can in particular be a voltage source of the wheel actuator and/or the force feedback actuator.
  • a temperature of the motor vehicle and/or of the at least one component of the motor vehicle and/or a temperature of the environment and/or a speed of the motor vehicle is recorded as a state variable.
  • the at least one performance parameter can be determined particularly precisely and reliably.
  • the performance of the steer-by-wire steering system can be influenced by the temperature of the components of the motor vehicle and/or the temperature of the environment and/or the speed of the motor vehicle.
  • the performance of the steer-by-wire steering system can be temperature-dependent in particular. For example, the performance of the wheel actuator and/or force feedback actuator can be reduced at particularly high or particularly low temperatures.
  • the at least one state variable can also be a current flowing through a component of the motor vehicle, an electrical line resistance and/or a friction coefficient of the wheels in contact with a ground surface.
  • the flowing current can be detected by means of a current sensor.
  • a The line resistance of a line supplying power to the wheel actuator and/or force feedback actuator can be recorded in a database.
  • the friction coefficient of the wheels in contact with a surface can be recorded in a database or estimated based on the vehicle's condition data.
  • the at least one steering parameter is a maximum permitted deviation between an actual position of a wheel actuator and a target position of the wheel actuator specified by a steering handle.
  • the actual position can be, for example, an actual position of a rack deflected by the wheel actuator relative to a reference position.
  • the target position can be, for example, a position of the rack relative to the reference position specified by a detected steering angle.
  • the maximum permitted deviation indicates in particular a maximum permitted control difference when setting the actual position relative to the target position. The larger the specified maximum permitted deviation, the smaller the power requirement of the steer-by-wire steering system is usually. If the power requirement is to be reduced, for example, the specified maximum permitted deviation can be increased. If the power requirement is to be increased, for example, the specified maximum permitted deviation can be reduced.
  • a part of a wheel actuator generates a part of a wheel steering force and/or another part of the wheel actuator generates another part of the wheel steering force, wherein the at least one steering parameter is a maximum part of the wheel steering force that can be generated and/or a maximum further part of the wheel steering force that can be generated.
  • the maximum parts of the wheel steering force that can be generated can be specified and set separately as steering parameters.
  • the part of the wheel actuator and/or the other part of the wheel actuator can, for example, each form part of a stator of the wheel actuator and/or part of a coil of the wheel actuator.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the steer-by-wire steering system
  • Fig. 2 is a schematic flow diagram of an embodiment of the method
  • Fig. 3 is a schematic flow diagram of another embodiment of the method
  • Fig. 4 is a schematic representation of another embodiment of the steer-by-wire steering system.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a steer-by-wire steering system 100.
  • the steer-by-wire steering system 100 is part of a motor vehicle (not shown).
  • the steer-by-wire steering system 100 has, in the embodiment shown, a detection device 1 designed as a voltmeter, a further detection device 1-1 designed as a voltmeter, a control device 2 designed as a computing unit, a force feedback actuator 7 designed as an electric motor and a steering handle 3 designed as a steering wheel, two wheels 4 for steering the motor vehicle, a wheel actuator 8 designed as an electric motor, a voltage source 5 designed as a battery for supplying voltage to the force feedback actuator 7, and a further voltage source 5-1 designed as a battery for supplying voltage to the wheel actuator 8.
  • the voltage source 5 and the further voltage source 5-1 provide at least part of the electrical power available for operating the steer-by-wire steering system 100.
  • the voltage source 5 provides a voltage ui for operating the force feedback actuator 7.
  • the detection device 1 detects a current voltage ui of the voltage source 5 as a state variable zi.
  • the detected state variable zi is forwarded from the detection device 1 to the control device 2.
  • the additional voltage source 5-1 provides a voltage U2 for operating the wheel actuator 8.
  • the additional detection device 1-1 detects a current voltage U2 of the additional voltage source 5-1 as a state variable Z2.
  • the detected state variable Z2 is also forwarded by the additional detection device 1-1 to the control device 2.
  • the control device 2 receives the state variables zi, Z2. Based on the state variables zi, Z2, the control device 2 determines a performance parameter PA and a Performance characteristic pß.
  • the performance characteristic PA serves, for example, as a measure of the available electrical power for operating the force feedback actuator 7.
  • the specific performance characteristic PB serves, for example, as a measure of the available electrical power for operating the wheel actuator 8.
  • the control device 2 Based on the performance parameters PA, PB, the control device 2 defines at least one steering parameter Si, s 2 , S3. For example, it is possible that a parameter value of the performance parameter PA is greater than a parameter value of the performance parameter PB.
  • the power available for operating the wheel actuator 8 can therefore be less than the power available for operating the force feedback actuator 7. This can influence a definition of at least one steering parameter Si, s 2 , s 3 .
  • the at least one steering parameter Si can be, for example, an adjustable steering resistance force on a steering handle 3 of the motor vehicle.
  • the steering resistance force can be generated, for example, by means of the force feedback actuator 7. The greater the steering resistance force, the more power is generally required to operate the force feedback actuator 7.
  • the at least one steering parameter s 2 can alternatively or additionally be, for example, an adjustable maximum range of motion of the steering handle 3.
  • the maximum range of motion of the steering handle 3 can be limited, for example, by means of the force feedback actuator 7. In particular, with a small maximum range of motion, more power is required to operate the wheel actuator 8 than with a larger maximum range of motion.
  • the at least one steering parameter s 3 can alternatively or additionally be, for example, an adjustable maximum wheel steering force that can be generated to deflect the wheels 4 of the motor vehicle. The greater the wheel steering force, the more power is required to operate the wheel actuator 8.
  • the control device 2 sets the specified steering parameter Si, s 2 , s 3 .
  • the setting 40 of the specified steering parameter Si, s 2 , s 3 can comprise a change of parameter values and/or parameter value ranges in a regulation and/or control routine.
  • the control device 2 can regulate and/or control the specified steering parameter Si, s 2 , s 3 in such a way that a parameter value of the Steering parameter Si, S2, S3 is within a parameter value range of the steering parameter Si, S2, S3.
  • Fig. 2 shows a schematic flow diagram of an embodiment of the method.
  • the method can be carried out, for example, by means of a steer-by-wire steering system 100 according to the embodiment shown in Fig. 1.
  • At least one state variable of a motor vehicle and/or at least one component of the motor vehicle is detected by means of at least one detection device.
  • a voltage of at least one voltage source for supplying voltage to the motor vehicle and/or the at least one component of the motor vehicle can be recorded as a state variable.
  • a temperature of the motor vehicle and/or the at least one component of the motor vehicle and/or a temperature of the environment and/or a speed of the motor vehicle can be recorded as a state variable.
  • At least one performance parameter is determined based on the at least one detected state variable by means of a control device.
  • Determining the at least one performance characteristic may in particular comprise selecting at least one characteristic value of the at least one performance characteristic based on at least one predetermined determination rule, wherein the at least one determination rule specifies an assignment of the at least one performance characteristic to the at least one state variable.
  • At least one steering parameter is determined by means of the control device based on the at least one specific performance characteristic.
  • the determination of the at least one steering parameter can in particular comprise that at least one parameter value and/or parameter range of the at least one steering parameter is selected on the basis of at least one determination rule, wherein the at least one determination rule specifies an assignment of the at least one steering parameter to the at least one performance characteristic.
  • the determination 30 of at least one steering parameter can be carried out taking into account a user specification.
  • the specified at least one steering parameter is adjusted, for example by adjusting a steering control and/or regulation.
  • Fig. 3 shows a schematic flow diagram of another embodiment of the method.
  • a currently set steering parameter a, a temperature t of a component of a steer-by-wire steering system 100, a voltage u of at least one voltage source 5, 5-1 (Fig. 1) and a speed v of a motor vehicle are recorded as state variables zi,..., z 4 by means of a recording device 1, 1-1 (cf. Figs. 1 and 4).
  • the performance parameters p A , PB are determined based on the state variables zi ,... , z 4 , whereby, for example, a parameter value (not shown) of a performance parameter p A and a parameter value (not shown) of a
  • Performance parameter PB can be selected based on the determination rule B.
  • the determination rule B specifies in particular an assignment between the state variables zi,..., z4 and the performance parameters pA , PB.
  • the parameter value of the performance parameter pA can, for example, be a value of a current power supply of the steer-by-wire steering system 100.
  • the parameter value of the performance parameter PB can, for example, be a value of a current power requirement for operating the steer-by-wire steering system 100. There can be a difference between the power supply and the power requirement, which can be reduced by setting the at least one steering parameter Si, S2, S3.
  • the steering parameters Si, S2, S3 are determined based on the at least one performance parameter p A , PB, wherein at least one parameter value (not shown) of the steering parameters Si, S2, S3 is selected based on the determination rule F.
  • the determination rule F specifies in particular an assignment between the performance parameters p A , PB and the steering parameters Si, S2, S3.
  • the respective parameter value of the steering parameters Si, S2, S3 can be selected in such a way that the difference between the power supply and the power requirement can be reduced or eliminated.
  • the specified steering parameters Si, S2, S3 are set and in this way, for example, the power supply is brought into line with the power requirement for operating the steer-by-wire steering system 100.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the steer-by-wire steering system 100.
  • the steer-by-wire steering system 100 has a detection device 1 designed as a voltmeter, a further detection device 1-1 designed as a voltmeter, a control device 2 designed as a computing unit, a voltage source 5 designed as a battery, a further voltage source 5-1 designed as a battery and a wheel actuator 8 designed as a two-part electric motor.
  • a part 8-1 of the wheel actuator 8 can generate a part of a wheel steering force.
  • Another part 8-2 of the wheel actuator 8 can generate a further part of the wheel steering force.
  • the parts 8-1, 8-2 can be subjected to respective voltages ui, U2. This can ensure that the wheel actuator 8 can at least partially generate the wheel steering force even if, for example, one of the voltage sources 5, 5-1 does not provide any voltage ui, u 2 or provides too little voltage.
  • the voltage source 5 provides a voltage ui for operating the part 8-1 of the wheel actuator 8.
  • the detection device 1 detects a current voltage ui of the voltage source 5 as a state variable zi.
  • the detected state variable zi is forwarded from the detection device 1 to the control device 2.
  • the further voltage source 5-1 provides a voltage u 2 for operating the further part 8-2 of the wheel actuator 8.
  • the detection device 1-1 detects a current voltage U2 of the further voltage source 5-1 as a state variable Z2.
  • a state variable Z3 can be recorded, which serves, for example, as a measure for a currently set maximum part of the wheel steering force that can be generated by means of part 8-1.
  • a state variable Z4 can be recorded, which serves, for example, as a measure for a currently set maximum part of the wheel steering force that can be generated by means of the further part 8-2.
  • a performance parameter PA (Fig. 3) and a performance parameter PB (Fig. 3) can be determined.
  • the performance parameter PA can serve as a measure of a current power supply for operating both parts 8-1, 8-2 of the wheel actuator 8.
  • the performance parameter PB can be used as a measure of a current power requirement for operating the wheel actuator 8 to generate a maximum wheel force.
  • a maximum part of the wheel steering force that can be generated by part 8-1 of the wheel actuator 8 can be calculated as
  • Steering parameter Si and a further maximum part of the wheel steering force that can be generated by means of the further part 8-2 of the wheel actuator 8 are determined and set as steering parameter S2, so that the current power requirement is covered by the current power supply.
  • the steering parameters Si, S2 together can specify a maximum wheel steering force that can be generated that is smaller than the currently set maximum wheel steering force that can be generated.
  • the power requirement can be reduced, for example, for a part 8-1, 8-2 of the wheel actuator 8 or for both parts 8-1, 8-2 of the wheel actuator 8.
  • a power available for operating the part 8-1 and/or a power available for operating the other part 8-2 can be sufficient to generate the set maximum wheel steering force that can be generated by means of the part 8-1 and/or the other part 8-2 of the wheel actuator 8. This increases the reliability and safety of the steer-by-wire steering system 100.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steer-by-Wire-Lenksystems (100), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: - Erfassen (10) mindestens einer Zustandsgröße (z1,…, z4) des Kraftfahrzeugs und/oder mindestens einer Komponente des Kraftfahrzeugs mittels mindestens einer Erfassungseinrichtung (1, 1-1), - Bestimmen (20) mindestens einer Leistungskenngröße (pA, pB) ausgehend von der mindestens einen erfassten Zustandsgröße (z1,…, z4) mittels einer Steuereinrichtung (2), - Festlegen (30) mindestens eines Lenkparameters (s1, s2, s3) ausgehend von der mindestens einen bestimmten Leistungskenngröße (pA, pB) mittels der Steuereinrichtung (2), - Einstellen (40) des festgelegten mindestens einen Lenkparameters (s1, s2, s3) mittels der Steuereinrichtung (2), sowie ein Steer-by-Wire-Lenksystem (100).

Description

Beschreibung
Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steer-by-Wire-Lenksystems und Steer-by- Wi re- Len ksystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steer-by- Wire-Lenksystems und ein Steer-by-Wire-Lenksystem.
Steer-by-Wire-Lenksysteme benötigen keine mechanische Kopplung zwischen Lenkrad und Rädern z.B. über eine Lenkzwischenwelle. Stattdessen lenkt beispielsweise ein Radaktuator die Räder nach einer Lenkvorgabe des Fahrers aus. Bei Steer-By-Wire-Lenksystemen kann aufgrund der mechanischen Entkopplung ein Lenkverhalten, insbesondere eine Lenkübersetzung, variabel eingestellt werden.
Beispielsweise kann mittels eines Steer-by-Wire-Lenksystems die Lenkübersetzung zwischen dem Lenkrad und dem Radaktuator derart eingestellt werden, dass eine halbe Umdrehung des Lenkrads bereits ausreicht, um einen maximalen Lenkausschlag der Räder vorzugeben. Die derart eingestellte Lenkübersetzung kann dem Fahrer z.B. beim Parkieren ein sehr komfortables Lenkverhalten bieten, da für ein vollständiges Einschlagen der Räder lediglich eine halbe Umdrehung des Lenkrads ausreicht. Problematisch ist, dass eine solche Lenkübersetzung z.B. den Radaktuator stark beansprucht, insbesondere wenn die Räder synchron zu der Lenkvorgabe ausgelenkt werden muss eine besonders schnelle Radbewegung erreicht werden. Dies erfordert insbesondere im Stand eine hohe Radlenkkraft. Die resultierende Beanspruchung der Komponenten des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Radaktuators, kann die Zuverlässigkeit sowie den Komfort des verwendeten Steer- By- Wire- Lenksystems nachteilig beeinträchtigen. Weiterhin ist aufgrund dieser Anforderungen ein besonders leistungsfähiger Radaktuator erforderlich, was üblicherweise mit einem erhöhten Gewicht und erhöhten Kosten einhergeht.
Die US 2019 / 0 233 005 A1 betrifft eine Lenkungssteuerungseinrichtung, die eine Lenkung für ein Fahrzeug mit einem Lenksystem steuert.
Die US 2018 / 0208 235 A1 betrifft ein Steer-by-Wire-Steuerungsverfahren für ein Steer-by- Wire-Lenksystem in einem Fahrzeug, das mit einem Motor und einer Batterie ausgestattet ist. Die DE 102018 115 329 A1 betrifft ein Steer-by-Wire-Lenksystem und einen Feedback- Aktuator für ein solches Steer-by-Wire-Lenksystem.
Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steer-by-Wire-Lenksystems und ein Steer-by-Wire-Lenksystem zu schaffen, welche eine erhöhte Zuverlässigkeit sowie einen verbesserten Komfort aufweisen. Insbesondere soll ein Gewichts- und Kostenbedarf des Steer-By-Wire-Lenksystems reduziert werden.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steer-by- Wire-Lenksystems, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Erfassen mindestens einer Zustandsgröße des Kraftfahrzeugs und/oder mindestens einer Komponente des Kraftfahrzeugs mittels mindestens einer Erfassungseinrichtung,
Bestimmen mindestens einer Leistungskenngröße ausgehend von der mindestens einen erfassten Zustandsgröße mittels einer Steuereinrichtung,
Festlegen mindestens eines Lenkparameters ausgehend von der bestimmten Leistungskenngröße mittels der Steuereinrichtung,
Einstellen des festgelegten mindestens einen Lenkparameters mittels der Steuereinrichtung.
Weiter vorgeschlagen wird ein Steer-By-Wire-Lenksystem zum Lenken eines Kraftfahrzeugs, umfassend: mindestens eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen mindestens einer Zustandsgröße des Kraftfahrzeugs und/oder mindestens einer Komponente des Kraftfahrzeugs, eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, mindestens eine Leistungskenngröße zu bestimmen und mindestens einen Lenkparameter festzulegen und einzustellen, wobei das Steer-by-Wire-Lenksystem dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einer in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsform auszuführen. Weiter vorgeschlagen wird insbesondere auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Steer- By- Wire- Lenksystem nach einer in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsform. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein Personenkraftfahrzeug, welches durch einen Fahrer gelenkt werden kann.
Das Steer-By-Wire-Lenksystem kann eine, mehrere oder alle der in dieser Offenbarung beschriebenen Komponenten des Kraftfahrzeugs umfassen oder ausbilden. Insbesondere umfasst das Steer-By-Wire-Lenksystem in an sich bekannter Weise als Komponenten einen Radaktuator zum Erzeugen einer Radlenkkraft, einen Force-Feedback-Aktuator zum Erzeugen einer Lenkwiderstandskraft an der Lenkhandhabe und/oder zum Begrenzen eines maximalen Bewegungsbereichs der Lenkhandhabe und/oder mindestens eine Spannungsquelle zur Spannungsversorgung des Steer-By-Wire-Lenksystems.
Auf das vorgeschlagene Steer-By-Wire-Lenksystem und das vorgeschlagene Kraftfahrzeug treffen insbesondere die gleichen technischen Effekte und Vorteile zu, die mit Bezug auf das Verfahren in dieser Offenbarung beschrieben sind.
Ein Zielkonflikt beim Lenken des Kraftfahrzeugs mittels des Steer-By-Wire-Lenksystems besteht darin, dass das Steer-By-Wire-Lenksystem beim Lenken nicht überbelastet werden soll, während ein für den Fahrer komfortables Lenkverhalten in der Regel nur durch eine große Belastung des Steer-By-Wire-Lenksystems, insbesondere des Radaktuators, erreicht wird.
Eine grundlegende Idee der Erfindung ist es, diesen Zielkonflikt zu lösen, indem mindestens eine aktuelle Leistungskenngröße des Steer-By-Wire-Lenksystems bestimmt wird und das Lenkverhalten derart eingestellt wird, dass das Steer-By-Wire-Lenksystem im Rahmen einer aktuellen Leistungsfähigkeit belastet wird. Hierdurch kann dem Fahrer der bestmögliche Komfort beim Lenken geboten werden, ohne das Stee r- By- re- Lenksystem zu überlasten. Insbesondere ergibt sich durch die Erfindung, dass Komponenten des Steer-By-Wire- Lenksystems, wie z.B. der Radaktuator, kleiner dimensioniert werden können, da das Lenkverhalten derart eingestellt werden kann, dass in Folge des angepassten Lenkverhaltens z.B. ein Leistungsbedarf des Radaktuators nicht so hoch ist. Dies reduziert das Gewicht und die Kosten des Steer- By- re- Lenksystems.
Die mindestens eine Leistungskenngröße dient insbesondere als ein Maß für die aktuelle Leistungsfähigkeit des Steer-By-Wire-Lenksystems. Insbesondere kann die mindestens eine Leistungskenngröße als ein Maß für ein Leistungsangebot und/oder einen Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems dienen. Das Leistungsangebot kann z.B. eine zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems verfügbare elektrische Leistung sein. Der Leistungsbedarf kann z.B. eine zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems benötigte elektrische Leistung sein. Die mindestens eine Leistungskenngröße wird hierbei ausgehend von einer oder mehreren erfassten Zustandsgröße(n) bestimmt.
Die mindestens eine Zustandsgröße kann insbesondere auch ein aktueller Parameterwert des Lenkparameters sein. Ausgehend von dem aktuellen Lenkparameter und/oder Parameterwert kann die Leistungskenngröße z.B. als Maß für den aktuellen Leistungsbedarf des Steer-By- Wire-Lenksystems bestimmt werden.
Die Erfassungseinrichtung kann einen oder mehrere Sensoren zum Erfassen der mindestens einen Zustandsgröße umfassen und/oder ausbilden. Die Erfassungseinrichtung kann die mindestens eine Zustandsgröße zusätzlich oder alternativ in einer fahrzeug-internen und/oder einer fahrzeug-externen Datenbank erfassen. Die mindestens eine Erfassungseinrichtung kann zum, insbesondere gleichzeitigen, Erfassen einer Mehrzahl von Zustandsgrößen eingerichtet sein. Die Erfassungseinrichtung leitet die erfasste Zustandsgröße zur Weiterverarbeitung an die Steuereinrichtung weiter.
Die Steuereinrichtung kann ein oder mehrere Steuermodule umfassen und/oder ausbilden. Ein Steuermodul kann z.B. zum Bestimmen der mindestens einen Leistungskenngröße und/oder zum Festlegen des mindestens einen Lenkparameters und/oder zum Einstellen des mindestens einen Lenkparameters ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann mindestens eine Recheneinheit und einen Speicher umfassen. Es ist ebenfalls möglich, dass die Steuereinrichtung zumindest teilweise oder vollständig in ein zentrales oder mehrere dezentrale Steuergerät(e) des Kraftfahrzeugs integriert ist. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung in ein Lenksteuergerät des Steer-By-Wire-Lenksystems integriert sein. Die Steuereinrichtung ist ferner zum Empfang der mindestens einen erfassten Zustandsgröße eingerichtet.
Der mindestens eine Lenkparameter dient insbesondere als eine Vorgabe für das Lenkverhalten des Steer-By-Wire-Lenksystems. Der mindestens eine Lenkparameter kann z.B. eine Lenkwiderstandskraft, ein maximaler Bewegungsbereich der Lenkhandhabe oder eine maximal erzeugbare Radlenkkraft sein. Dies wird im Folgenden noch näher erläutert.
Insbesondere kann der mindestens eine Lenkparameter einen Parameterwert oder Parameterwertebereich umfassen. Die Steuereinrichtung kann den mindestens einen Lenkparameter ausgehend von der Leistungskenngröße derart festlegen, dass das aktuelle Leistungsangebot zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems vollständig ausgenutzt wird. Hierdurch kann das im Rahmen des Leistungsangebots komfortabelste Lenkverhalten eingestellt werden. Der mindestens eine Lenkparameter kann insbesondere derart festgelegt werden, dass der Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems dem bestimmten Leistungsangebot zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems entspricht. Beispielsweise kann eine Differenz, insbesondere eine negative Differenz (Leistungsangebot kleiner als Leistungsbedarf), zwischen einem bestimmten Leistungsangebot und einem bestimmten Leistungsbedarf verringert werden, indem eine Lenkwiderstandskraft auf einen geringeren Wert als ein aktuell eingestellter Wert reduziert wird. So kann z.B. durch ein Reduzieren der Lenkwiderstandskraft der Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems verringert werden und in Einklang mit dem aktuell verfügbaren Leistungsangebot gebracht werden. Weiter beispielsweise kann eine Differenz, insbesondere positive Differenz (Leistungsangebot größer als Leistungsbedarf), zwischen einem bestimmten Leistungsangebot und einem bestimmten Leistungsbedarf verringert werden, indem eine Lenkwiderstandskraft auf einen höheren Wert als ein aktuell eingestellter Wert vergrößert wird. So kann z.B. durch ein Vergrößern der Lenkwiderstandskraft der Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems, insbesondere des Force- Feed- Back-Aktuators, erhöht werden und in Einklang mit dem aktuell verfügbaren Leistungsangebot gebracht werden. Dies erhöht den Komfort beim Lenken mittels des Steer-By-Wire-Lenksystems. Anders ausgedrückt führt eine Vergrößerung der Lenkwiderstandskraft am Lenkrad insbesondere zu einer Verringerung einer vom Fahrer vorgegebenen Lenkraddrehgeschwindigkeit und damit zu einer Verringerung des Leistungsbedarfs.
Der Leistungsbedarf des Steer-by-Wire-Lenksystems wird insbesondere indirekt durch Festlegen und Einstellen des mindestens einen Lenkparameters angepasst.
Insbesondere kann ausgehend von der bestimmten Leistungskenngröße ein Parameterwert und/oder Parameterwertebereich aus einer Vielzahl von möglichen Parameterwerten und/oder Parameterwertebereichen festgelegt werden. Insbesondere kann das Festlegen umfassen, dass der mindestens eine Lenkparameter ausgehend von der bestimmten mindestens einen Leistungskenngröße aus einer Mehrzahl von möglichen, vorgegebenen Lenkparametern ausgewählt wird, welche z.B. in einer Nachschlagetabelle bereitgestellt werden.
Durch das beschriebene Verfahren kann eine Belastung für das Steer- By-Wi re- Lenksystem möglichst gering gehalten werden, während ein Komfort für den Fahrer beim Lenken des Kraftfahrzeugs im Rahmen der aktuellen Leistungsfähigkeit des Steer-By-Wire-Lenksystems möglichst groß gehalten werden kann. Insbesondere kann eine Überbelastung des Steer-By- Wire-Lenksystems vermieden werden. Hierdurch können die Zuverlässigkeit und die Sicherheit beim Lenken des Kraftfahrzeugs mittels des Steer-By-Wire-Lenksystems erhöht werden. Weiter insbesondere kann das Steer-By-Wire-Lenksystem durch das beschriebene Verfahren derart dimensioniert werden, dass z.B. ein kleinerer und kostengünstigerer Radaktuator ausreicht, um die Leistungs- und Komfortanforderungen zu erfüllen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale grundsätzlich in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.
In einer Ausführungsform ist der mindestens eine Lenkparameter eine einstellbare Lenkwiderstandskraft an einer Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs und/oder der mindestens eine Lenkparameter ist ein einstellbarer maximaler Bewegungsbereich der Lenkhandhabe und/oder der mindestens eine Lenkparameter ist eine einstellbare maximal erzeugbare Radlenkkraft zur Auslenkung der Räder. Hierdurch kann über den eingestellten Lenkparameter ein
Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems gezielt erhöht oder reduziert werden. Mit Hilfe dieser Lenkparameter kann der Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer-By- Wire-Lenksystems angepasst werden und/oder das Leistungsangebot zum Betrieb des Steer- By-Wire-Lenksystems vollständig ausgenutzt werden, wie nachfolgend näher erläutert wird.
Die Lenkwiderstandskraft kann z.B. mittels des Force-Feedback-Aktuators erzeugt werden und kann für den Fahrer als Gegenkraft an der Lenkhandhabe wahrnehmbar sein. Die
Lenkwiderstandskraft beeinflusst insbesondere, wie schnell oder langsam die Lenkhandhabe durch den Fahrer bewegt werden kann. Ein Verringern der Lenkwiderstandskraft kann insbesondere eine Maßnahme zur Entlastung des Steer- By- re- Lenksystems, z.B. des Force- Feedback-Aktuators, sein, wenn ein Leistungsangebot zum Betrieb des Steer-By-Wire- Lenksystems nicht ausreicht, um eine aktuell eingestellte Lenkwiderstandskraft, z.B. mittels des Force-Feedback-Aktuators, zu erzeugen. Alternativ kann ein Erhöhen der Lenkwiderstandskraft auch eine geeignete Maßnahme zur indirekten Entlastung des Radaktuators sein, wenn z.B. der Fahrer die Lenkhandhabe aufgrund der erhöhten Lenkwiderstandkraft nicht mehr derart schnell drehen kann, dass der Radaktuator durch die schnelle Lenkbewegung des Fahrers und die dadurch erhöhte Radlenkkraft überbelastet wird. Welche der Maßnahmen eine geeignetere Maßnahme zur Entlastung des Steer-By-Wire-Lenksystems ist, kann insbesondere mit Hilfe der Leistungskenngröße bestimmt werden. Die jeweilige Maßnahme kann durch Festlegen und Einstellen des Lenkparameters umgesetzt werden.
Der maximale Bewegungsbereich kann z.B. mittels des Force-Feedback-Aktuators vorgegeben werden. Der maximale Bewegungsbereich gibt insbesondere vor, wie viele Umdrehungen der Lenkhandhabe notwendig sind, um die Räder des Kraftfahrzeugs voll einzuschlagen. Anders ausgedrückt ist der maximale Bewegungsbereich insbesondere ein erlaubter Drehwinkel, um welchen die Lenkhandhabe in beide Lenkrichtungen maximal gedreht werden kann. Durch Einstellen des maximalen Bewegungsbereichs kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkbewegungen und Radbewegungen beeinflusst werden. Insbesondere kann ein Verkleinern des maximalen Bewegungsbereichs den Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer- By- Wire- Lenksystems aufgrund eines größeren Übersetzungsverhältnisses erhöhen, während ein Vergrößern des maximalen Bewegungsbereichs den Leistungsbedarf aufgrund eines kleineren Übersetzungsverhältnisses reduzieren kann. Ein Vergrößern des maximalen Bewegungsbereichs ist insbesondere eine Maßnahme zur Entlastung des Steer- By- Wire- Lenksystems, wenn z.B. ein Leistungsangebot zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems nicht ausreicht, um einen aktuellen Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer-By-Wire- Lenksystems zu decken. Dies liegt unter anderem darin begründet, dass bei einem größeren maximalen Bewegungsbereich eine Lenkbewegung an der Lenkhandhabe insbesondere aufgrund des kleineren Übersetzungsverhältnisses zu einer kleineren Bewegung des Radaktuators, insbesondere zu einer geringeren Zahnstangengeschwindigkeit, führt, was wiederum eine geringere Leistung zum Erzeugen der nötigen Radlenkkraft erfordert und somit den Leistungsbedarf senkt.
Die maximal erzeugbare Radlenkkraft ist insbesondere ein einstellbarer Wert, durch welchen der maximale Leistungsbedarf des Radaktuators begrenzt wird. Anders ausgedrückt kann durch die maximal erzeugbare Radlenkkraft eine maximale Leistungsaufnahme des Radaktuators begrenzt werden. Die maximal erzeugbare Radlenkkraft gibt insbesondere vor, mit welcher maximalen Kraft die Räder bewegt werden können. Insbesondere kann ein Erhöhen der maximal erzeugbaren Radlenkkraft den Leistungsbedarf erhöhen, während ein Verringern der maximal erzeugbaren Radlenkkraft den Leistungsbedarf reduzieren kann. Ein Verringern der maximal erzeugbaren Radlenkkraft ist insbesondere eine Maßnahme zur Entlastung des Steer- By-Wire-Lenksystems, wenn z.B. ein Leistungsangebot zum Betrieb des Steer-By-Wire- Lenksystems nicht ausreicht, um einen aktuellen Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer-By- Wire-Lenksystems zu decken. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, zur Verringerung einer Differenz zwischen Leistungsangebot und Leistungsbedarf eine Lenkwiderstandskraft und/oder einen maximalen Bewegungsbereich der Lenkhandhabe und/oder eine maximal erzeugbare Radlenkkraft als den mindestens einen Lenkparameter festzulegen. Der festgelegte Lenkparameter kann, z.B. zum Verringern einer negativen Differenz, derart eingestellt werden, dass die Lenkwiderstandskraft und/oder die maximal erzeugbare Radlenkkraft verringert wird/werden und/oder der maximale Bewegungsbereich der Lenkhandhabe vergrößert wird, um einen Leistungsbedarf zu senken und das Steer-By-Wire-Lenksystem zu entlasten. Ferner kann der festgelegte Lenkparameter, z.B. zum Verringern einer positiven Differenz, derart eingestellt werden, dass die Lenkwiderstandskraft und/oder die maximal erzeugbare Radlenkkraft erhöht wird/werden und/oder der maximale Bewegungsbereich der Lenkhandhabe verkleinert wird, um einen Leistungsbedarf zu erhöhen und z.B. den Komfort beim Lenken im Rahmen der aktuellen Leistungsfähigkeit des Steer-By-Wire-Lenksystems zu verbessern.
In einer Ausführungsform umfasst das Bestimmen der mindestens einen Leistungskenngröße, dass mindestens ein Kenngrößenwert der mindestens einen Leistungskenngröße ausgehend von mindestens einer vorgegebenen Bestimmungsvorschrift ausgewählt wird, wobei die mindestens eine Bestimmungsvorschrift eine Zuordnung der mindestens einen Leistungskenngröße zu der mindestens einen Zustandsgröße vorgibt. Hierdurch wird der mindestens eine Kenngrößenwert besonders genau und zuverlässig bestimmt.
Der Kenngrößenwert kann z.B. ein Wert des aktuellen Leistungsangebots und/oder des Leistungsbedarfs zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems sein. Beispielsweise kann der Kenngrößenwert ein Wert der zum Betrieb des Force-Feedback-Aktuators verfügbaren und/oder benötigten elektrischen Leistung sein. Die vorgegebene Bestimmungsvorschrift kann z.B. eine Bestimmungsfunktion, eine Bestimmungskennlinie, ein maschinell erlerntes Bestimmungsmodell und/oder eine Bestimmungstabelle umfassen oder als solche(s) ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann die Bestimmungsvorschrift in dem Speicher bereithalten und zum Bestimmen auf die Bestimmungsvorschrift zugreifen. Beispielsweise kann die Bestimmungsvorschrift derart eingerichtet sein, dass eine als Spannung erfasste Zustandsgröße z.B. mit einem vorgegebenen Wert eines durch das Steer-By-Wire-Lenksystem fließenden Stroms multipliziert wird, um als Kenngrößenwert eine elektrische Leistung zu erhalten. Die Bestimmungsvorschrift kann z.B. ausgehend von physikalischen Berechnungen, Simulationen, empirischen Versuchsreihen, einem Modell des maschinellen Lernens und/oder Erfahrungswerten bestimmt und/oder vorgegeben werden. Insbesondere umfasst das Bestimmen der mindestens einen Leistungskenngröße, dass mindestens ein Kenngrößenwert der mindestens einen Leistungskenngröße ausgehend von mindestens einer vorgegebenen Bestimmungsvorschrift ausgewählt wird, wobei die mindestens eine Bestimmungsvorschrift eine Zuordnung der mindestens einen Leistungskenngröße zu einer Mehrzahl von erfassten Zustandsgrößen vorgibt.
In einer Ausführungsform umfasst das Festlegen des mindestens einen Lenkparameters, dass mindestens ein Parameterwert und/oder ein Parameterwertebereich des mindestens einen Lenkparameters ausgehend von mindestens einer vorgegebenen Festlegungsvorschrift ausgewählt wird, wobei die mindestens eine Festlegungsvorschrift eine Zuordnung des mindestens einen Lenkparameters zu der mindestens einen Leistungskenngröße vorgibt. Hierdurch wird der mindestens eine Parameterwert und/oder ein Parameterwertebereich besonders genau und zuverlässig festgelegt. Die Festlegungsvorschrift kann z.B. eine Festlegungsfunktion, eine Festlegungskennlinie, ein maschinell erlerntes Festlegungsmodell und/oder eine Festlegungstabelle umfassen oder als eine solche ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann die Festlegungsvorschrift in dem Speicher bereithalten und zum Festlegen auf die Festlegungsvorschrift zugreifen. Die Festlegungsvorschrift kann z.B. ausgehend von physikalischen Berechnungen, Simulationen, empirischen Versuchsreihen, einem Modell des maschinellen Lernens und/oder Erfahrungswerten bestimmt und/oder vorgegeben werden.
Insbesondere kann der Parameterwert und/oder der Parameterwertebereich derart festgelegt werden, dass ein Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems an ein Leistungsangebot zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems angepasst ist oder wird.
Insbesondere umfasst das Festlegen des mindestens einen Lenkparameters, dass mindestens ein Parameterwert und/oder ein Parameterwertebereich des mindestens einen Lenkparameters ausgehend von mindestens einer Festlegungsvorschrift ausgewählt wird, wobei die mindestens eine Festlegungsvorschrift eine Zuordnung des mindestens einen Lenkparameters zu einer Mehrzahl von bestimmten Leistungskenngrößen vorgibt.
In einer Ausführungsform erfolgt das Festlegen des mindestens einen Lenkparameters unter Berücksichtigung von einer Nutzervorgabe. Hierdurch wird eine Nutzerfreundlichkeit erhöht. Eine Nutzervorgabe kann z.B. ein von einem Nutzer vorgegebenes Lenkprofil sein, wie z.B. ein sportliches oder komfortables Lenkprofil. Beim Festlegen des mindestens einen Lenkparameters kann die Nutzervorgabe z.B. derart berücksichtigen werden, dass ein einzustellender Parameterwert und/oder Parameterwertebereich dem durch den Nutzer für die mindestens eine Leistungskenngröße vorgegebenen Parameterwert und/oder Parameterwertebereich entspricht.
In einer Ausführungsform wird als Zustandsgröße eine Spannung mindestens einer Spannungsquelle zur Spannungsversorgung des Kraftfahrzeugs und/oder der mindestens einen Komponente des Kraftfahrzeugs erfasst. Durch Erfassen der Spannung als Zustandsgröße kann die mindestens eine Leistungskenngröße besonders genau bestimmt werden. Ausgehend von der Spannung kann die Leistungskenngröße z.B. als ein Maß für das aktuelle Leistungsangebot zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems bestimmt werden. Je größer die Spannung der Spannungsquelle ist, desto größer kann z.B. ein Leistungsangebot zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems sein. Die mindestens eine Spannungsquelle kann insbesondere eine 12-Volt-Spannungsquelle sein. Die mindestens eine Spannungsquelle kann insbesondere eine Spannungsquelle des Radaktuators und/oder des Force- Feedback- Aktuators sein.
In einer Ausführungsform wird als Zustandsgröße eine Temperatur des Kraftfahrzeugs und/oder der mindestens einen Komponente des Kraftfahrzeugs und/oder eine Temperatur der Umgebung und/oder eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfasst. Ausgehend von einer oder mehreren der genannten Zustandsgrößen kann die mindestens eine Leistungskenngröße besonders genau und zuverlässig bestimmt werden. Die Leistungsfähigkeit des Steer-By-Wire- Lenksystems kann durch die Temperatur der Komponenten des Kraftfahrzeugs und/oder die Temperatur der Umgebung und/oder die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beeinflusst werden. Die Leistungsfähigkeit des Steer-By-Wire-Lenksystems kann insbesondere temperaturabhängig sein. Beispielsweise kann die Leistungsfähigkeit des Radaktuators und/oder Force-Feedback-Aktuators bei besonders hohen oder besonders niedrigen Temperaturen vermindert sein. Je niedriger die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist, desto größer kann ein Leistungsbedarf des Steer-By-Wire-Lenksystems z.B. aufgrund einer erhöhten Reibungskraft beim Lenken der Räder sein. Dies kann bei dem Bestimmen der mindestens einen Leistungskenngröße und/oder bei dem Festlegen des mindestens einen Lenkparameters berücksichtigt werden.
Die mindestens eine Zustandsgröße kann ferner ein durch eine Komponente des Kraftfahrzeugs fließender Strom, ein elektrischer Leitungswiderstand und/oder ein Reibkoeffizient der Räder im Kontakt zu einem Untergrund sein. Beispielsweise kann der fließende Strom mittels eines Stromsensors erfasst werden. Weiter beispielsweise kann ein Leitungswiderstand einer Leitung zur Stromversorgung des Radaktuators und/oder Force- Feedback-Aktuators in einer Datenbank erfasst werden. Weiter beispielsweise kann der Reibkoeffizient der Räder im Kontakt zu einem Untergrund in einer Datenbank erfasst werden oder ausgehend von Zustandsdaten des Fahrzeugs geschätzt werden.
In einer Ausführungsform ist der mindestens eine Lenkparameter eine maximal erlaubte Abweichung zwischen einer Ist-Position eines Radaktuators und einer durch eine Lenkhandhabe vorgegebenen Soll-Position des Radaktuators. Durch Festlegen der Abweichung kann der Leistungsbedarf des Steer-By-Wire-Lenksystems derart beeinflusst werden, dass der eingangs erläuterte Zielkonflikt effektiv gelöst wird. Die Ist-Position kann z.B. eine tatsächliche Position einer mittels des Radaktuators ausgelenkten Zahnstange gegenüber einer Referenzposition sein. Die Soll-Position kann z.B. eine durch einen erfassten Lenkwinkel vorgegebene Position der Zahnstange gegenüber der Referenzposition sein. Die maximal erlaubte Abweichung gibt insbesondere eine maximal erlaubte Regeldifferenz beim Einstellen der Ist-Position gegenüber der Soll-Position an. Je größer die festgelegte maximal erlaubte Abweichung ist, desto kleiner ist üblicherweise der Leistungsbedarf des Steer-By-Wire- Lenksystems. Soll der Leistungsbedarf z.B. gesenkt werden, kann die festgelegte maximal erlaubte Abweichung erhöht werden. Soll der Leistungsbedarf z.B. erhöht werden, kann die festgelegte maximal erlaubte Abweichung verringert werden.
In einer Ausführungsform erzeugt ein Teil eines Radaktuators einen Teil einer Radlenkkraft und/oder ein weiterer Teil des Radaktuators erzeugt einen weiteren Teil der Radlenkkraft, wobei der mindestens eine Lenkparameter ein maximal erzeugbarer Teil der Radlenkkraft ist und/oder ein maximal erzeugbarer weiterer Teil der Radlenkkraft ist. Hierdurch kann der Leistungsbedarf zum Betrieb des Radaktuators gezielt für einen Teil des Radaktuators verändert werden. Insbesondere können die maximal erzeugbaren Teile der Radlenkkraft separat als Lenkparameter festgelegt und eingestellt werden. Der Teil des Radaktuators und/oder der weitere Teil des Radaktuators kann/können z.B. jeweils einen Teil eines Stators des Radaktuators und/oder einen Teil einer Spule des Radaktuators ausbilden.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Steer-By-Wire- Lenksystems;
Fig. 2 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens; Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform des Steer-By- Wire-Lenksystems.
Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen technischen Merkmalen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Steer- By- Wire- Lenksystems 100. Das Steer-By-Wire-Lenksystem 100 ist Teil eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt). Das Steer-By-Wire-Lenksystem 100 weist in der gezeigten Ausführungsform eine als Voltmeter ausgebildete Erfassungseinrichtung 1 , eine als Voltmeter ausgebildete weitere Erfassungseinrichtung 1-1, eine als Recheneinheit ausgebildete Steuereinrichtung 2, einen als Elektromotor ausgebildeten Force-Feedback-Aktuator 7 sowie eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 3, zwei Räder 4 zum Lenken des Kraftfahrzeugs, einen als Elektromotor ausgebildeten Radaktuator 8, eine als Batterie ausgebildete Spannungsquelle 5 zur Spannungsversorgung des Force-Feedback-Aktuators 7, sowie eine als Batterie ausgebildete weitere Spannungsquelle 5-1 zur Spannungsversorgung des Radaktuators 8 auf.
Die Spannungsquelle 5 und die weitere Spannungsquelle 5-1 stellen zumindest einen Teil der zum Betrieb des Steer-By-Wire-Lenksystems 100 verfügbaren elektrischen Leistung bereit.
Die Spannungsquelle 5 stellt eine Spannung ui zum Betrieb des Force-Feedback-Aktuators 7 bereit. Die Erfassungseinrichtung 1 erfasst eine aktuelle Spannung ui der Spannungsquelle 5 als eine Zustandsgröße zi. Die erfasste Zustandsgröße zi wird von der Erfassungseinrichtung 1 an die Steuereinrichtung 2 weitergeleitet.
Die weitere Spannungsquelle 5-1 stellt eine Spannung U2 zum Betrieb des Radaktuators 8 bereit. Die weitere Erfassungseinrichtung 1-1 erfasst eine aktuelle Spannung U2 der weiteren Spannungsquelle 5-1 als eine Zustandsgröße Z2. Die erfasste Zustandsgröße Z2 wird von der weiteren Erfassungseinrichtung 1-1 ebenfalls an die Steuereinrichtung 2 weitergeleitet.
Die Steuereinrichtung 2 empfängt die Zustandsgrößen zi, Z2. Ausgehend von den Zustandsgrößen zi, Z2 bestimmt die Steuereinrichtung 2 eine Leistungskenngröße PA und eine Leistungskenngröße pß. Die Leistungskenngröße PA dient z.B. als ein Maß für eine verfügbare elektrische Leistung zum Betrieb des Force-Feedback-Aktuators 7. Die bestimmte Leistungskenngröße PB dient z.B. als ein Maß für eine verfügbare elektrische Leistung zum Betrieb des Radaktuators 8.
Ausgehend von den Leistungskenngrößen PA, PB legt die Steuereinrichtung 2 mindestens einen Lenkparameter Si, s2, S3 fest. Beispielsweise ist es möglich, dass ein Kenngrößenwert der Leistungskenngröße PA größer als ein Kenngrößenwert der Leistungskenngröße PB ist. Die zum Betrieb des Radaktuators 8 verfügbare Leistung kann daher geringer als die zum Betrieb des Force-Feedback-Aktuators 7 verfügbare Leistung sein. Dies kann ein Festlegen mindestens eines Lenkparameters Si , s2, s3 beeinflussen.
Der mindestens eine Lenkparameter Si kann beispielsweise eine einstellbare Lenkwiderstandskraft an einer Lenkhandhabe 3 des Kraftfahrzeugs sein. Die Lenkwiderstandskraft kann z.B. mittels des Force- Feed back-Aktuators 7 erzeugt werden. Je größer die Lenkwiderstandskraft ist, desto mehr Leistung wird in der Regel zum Betrieb des Force-Feedback-Aktuators 7 benötigt.
Der mindestens eine Lenkparameter s2 kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise ein einstellbarer maximaler Bewegungsbereich der Lenkhandhabe 3 sein. Der maximale Bewegungsbereich der Lenkhandhabe 3 kann z.B. mittels des Force-Feedback-Aktuators 7 begrenzt werden. Hier gilt insbesondere, dass bei einem kleinen maximalen Bewegungsbereich mehr Leistung zum Betrieb des Radaktuators 8 benötigt wird als bei einem größeren maximalen Bewegungsbereich.
Der mindestens eine Lenkparameter s3 kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise eine einstellbare maximal erzeugbare Radlenkkraft zur Auslenkung der Räder 4 des Kraftfahrzeugs sein. Je größer die Radlenkkraft ist, desto mehr Leistung wird zum Betrieb des Radaktuators 8 benötigt.
Ferner stellt die Steuereinrichtung 2 den festgelegten Lenkparameter Si, s2, s3 ein. Beispielsweise kann das Einstellen 40 des festgelegten Lenkparameters Si, s2, s3 eine Änderung von Parameterwerten und/oder Parameterwertebereichen in einer Regel- und/oder Steuerroutine umfassen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 2 den festgelegten Lenkparameter Si, s2, s3 derart regeln und/oder steuern, dass ein Parameterwert des Lenkparameters Si , S2, S3 innerhalb eines Parameterwertebereichs des Lenkparameters Si, S2, S3 liegt.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens.
Das Verfahren kann beispielsweise mittels eines Steer- By- Wire- Lenksystems 100 gemäß der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform durchgeführt werden.
In einem Schritt 10 wird mindestens eine Zustandsgröße eines Kraftfahrzeugs und/oder mindestens einer Komponente des Kraftfahrzeugs mittels mindestens einer Erfassungseinrichtung erfasst.
Als Zustandsgröße kann beispielsweise eine Spannung mindestens einer Spannungsquelle zur Spannungsversorgung des Kraftfahrzeugs und/oder der mindestens einen Komponente des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann als Zustandsgröße eine Temperatur des Kraftfahrzeugs und/oder der mindestens einen Komponente des Kraftfahrzeugs und/oder eine Temperatur der Umgebung und/oder eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfasst werden.
In einem Schritt 20 wird mindestens eine Leistungskenngröße ausgehend von der mindestens einen erfassten Zustandsgröße mittels einer Steuereinrichtung bestimmt.
Das Bestimmen der mindestens einen Leistungskenngröße kann insbesondere umfassen, dass mindestens ein Kenngrößenwert der mindestens einen Leistungskenngröße ausgehend von mindestens einer vorgegebenen Bestimmungsvorschrift ausgewählt wird, wobei die mindestens eine Bestimmungsvorschrift eine Zuordnung der mindestens einen Leistungskenngröße zu der mindestens einen Zustandsgröße vorgibt.
In einem Schritt 30 wird mindestens ein Lenkparameter ausgehend von der mindestens einen bestimmten Leistungskenngröße mittels der Steuereinrichtung festgelegt.
Das Festlegen des mindestens einen Lenkparameters kann insbesondere umfassen, dass mindestens ein Parameterwert und/oder Parameterbereich des mindestens einen Lenkparameters ausgehend von mindestens einer Festlegungsvorschrift ausgewählt wird, wobei die mindestens eine Festlegungsvorschrift eine Zuordnung des mindestens einen Lenkparameters zu der mindestens einen Leistungskenngröße vorgibt. Alternativ oder zusätzlich kann das Festlegen 30 des mindestens einen Lenkparameters unter Berücksichtigung von einer Nutzervorgabe erfolgen.
In einem Schritt 40 wird der festgelegte mindestens eine Lenkparameter eingestellt, beispielsweise indem eine Lenkungssteuerung und/oder -regelung angepasst wird.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens.
In einem Schritt 10 wird ein aktuell eingestellter Lenkparameter a, eine Temperatur t einer Komponente eines Steer- By-Wi re- Lenksystems 100, eine Spannung u mindestens einer Spannungsquelle 5, 5-1 (Fig. 1) und eine Geschwindigkeit v eines Kraftfahrzeugs als Zustandsgrößen zi ,... , z4 mittels einer Erfassungseinrichtung 1 , 1-1 erfasst (vgl. Fig. 1 und 4).
In einem Schritt 20 werden ausgehend von den Zustandsgrößen zi ,... , z4 die Leistungskenngrößen pA, PB bestimmt, wobei z.B. ein Kenngrößenwert (nicht dargestellt) einer Leistungskenngröße pA und ein Kenngrößenwert (nicht dargestellt) einer
Leistungskenngröße PB ausgehend von der Bestimmungsvorschrift B ausgewählt werden. Die Bestimmungsvorschrift B gibt insbesondere eine Zuordnung zwischen den Zustandsgrößen zi ,... , z4 und den Leistungskenngrößen pA, PB vor. Der Kenngrößenwert der Leistungskenngröße pA kann beispielsweise ein Wert eines aktuellen Leistungsangebots des Steer- By-Wi re- Lenksystems 100 sein. Der Kenngrößenwert der Leistungskenngröße PB kann beispielsweise ein Wert eines aktuellen Leistungsbedarfs zum Betrieb des Stee r- By- re- Lenksystems 100 sein. Zwischen dem Leistungsangebot und dem Leistungsbedarf kann eine Differenz bestehen, die durch das Festlegen des mindestens einen Lenkparameters Si, S2, S3 verringerbar ist.
In einem Schritt 30 werden ausgehend von der mindestens einen Leistungskenngröße pA, PB die Lenkparameter Si, S2, S3 festgelegt, wobei mindestens ein Parameterwert (nicht dargestellt) der Lenkparameter Si, S2, S3 ausgehend von der Festlegungsvorschrift F ausgewählt wird. Die Festlegungsvorschrift F gibt insbesondere eine Zuordnung zwischen den Leistungskenngrößen pA, PB und den Lenkparametern Si, S2, S3 vor. Der jeweilige Parameterwert der Lenkparameter Si, S2, S3 kann derart ausgewählt werden, dass die Differenz zwischen dem Leistungsangebot und dem Leistungsbedarf verringert oder beseitigt werden kann. In einem Schritt 40 werden die festgelegten Lenkparameter Si , S2, S3 eingestellt und auf diese Weise z.B. das Leistungsangebot mit dem Leistungsbedarf zum Betrieb des Steer- By- Wire- Lenksystems 100 in Einklang gebracht.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Steer-By-Wire-Lenksystems 100. Das Steer-By- Wire-Lenksystem 100 weist in der gezeigten Ausführungsform eine als Voltmeter ausgebildete Erfassungseinrichtung 1 , eine als Voltmeter ausgebildete weitere Erfassungseinrichtung 1-1 , eine als Recheneinheit ausgebildete Steuereinrichtung 2, eine als Batterie ausgebildete Spannungsquelle 5, eine als Batterie ausgebildete weitere Spannungsquelle 5-1 und einen als zweiteiligen Elektromotor ausgebildeten Radaktuator 8 auf. Ein Teil 8-1 des Radaktuators 8 kann einen Teil einer Radlenkkraft erzeugen. Ein weiterer Teil 8-2 des Radaktuators 8 kann einen weiteren Teil der Radlenkkraft erzeugen.
Insbesondere können die Teile 8-1 , 8-2 mit jeweiligen Spannungen ui, U2 beaufschlagt werden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Radaktuator 8 auch dann zumindest teilweise die Radlenkkraft erzeugen kann, wenn z.B. eine der Spannungsquellen 5, 5-1 keine oder eine zu geringe Spannung ui , u2 bereitstellt.
Die Spannungsquelle 5 stellt eine Spannung ui zum Betrieb des Teils 8-1 des Radaktuators 8 bereit. Die Erfassungseinrichtung 1 erfasst eine aktuelle Spannung ui der Spannungsquelle 5 als eine Zustandsgröße zi. Die erfasste Zustandsgröße zi wird von der Erfassungseinrichtung 1 an die Steuereinrichtung 2 weitergeleitet. Die weitere Spannungsquelle 5-1 stellt eine Spannung u2 zum Betrieb des weiteren Teils 8-2 des Radaktuators 8 bereit. Die Erfassungseinrichtung 1-1 erfasst eine aktuelle Spannung U2 der weiteren Spannungsquelle 5-1 als eine Zustandsgröße Z2.
Zusätzlich kann eine Zustandsgröße Z3 erfasst werden, welche z.B. als ein Maß für einen aktuell eingestellten, mittels des Teils 8-1 maximal erzeugbaren Teil der Radlenkkraft dient. Weiter zusätzlich kann eine Zustandsgröße Z4 erfasst werden, welche z.B. als ein Maß für einen aktuell eingestellten, mittels des weiteren Teils 8-2 maximal erzeugbaren Teil der Radlenkkraft dient.
Ausgehend von den Zustandsgrößen zi, Z2, Z3, Z4 können eine Leistungskenngröße PA (Fig. 3) und eine Leistungskenngröße PB (Fig. 3) bestimmt werden. Beispielsweise kann die Leistungskenngröße PA als ein Maß für ein aktuelles Leistungsangebot zum Betrieb beider Teile 8-1 , 8-2 des Radaktuators 8 dienen. Weiter beispielsweise kann die Leistungskenngröße PB als ein Maß für einen aktuellen Leistungsbedarf zum Betrieb des Radaktuators 8 zum Erzeugen einer maximalen Radlenkraft dienen.
Ausgehend von einer Differenz zwischen den Leistungskenngrößen PA, PB kann ein mittels des Teils 8-1 des Radaktuators 8 maximal erzeugbarer Teil der Radlenkkraft als
Lenkparameter Si und ein mittels des weiteren Teils 8-2 des Radaktuators 8 weiterer maximal erzeugbarer Teil der Radlenkkraft als Lenkparameter S2 festgelegt und eingestellt werden, so dass der aktuelle Leistungsbedarf durch das aktuelle Leistungsangebot gedeckt wird.
Beispielsweise können die Lenkparameter Si, S2 zusammen eine maximal erzeugbare Radlenkkraft vorgeben, die kleiner als die aktuell eingestellte maximal erzeugbare Radlenkkraft ist.
Auf diese Weise kann der Leistungsbedarf z.B. für einen Teil 8-1 , 8-2 des Radaktuators 8 oder für beide Teile 8-1 , 8-2 des Radaktuators 8 gesenkt werden. Hierdurch kann/können eine zum Betrieb des Teils 8-1 verfügbare Leistung und/oder eine zum Betrieb des weiteren Teils 8-2 verfügbare Leistung ausreichen, um die eingestellte maximal erzeugbare Radlenkkraft mittels des Teils 8-1 und/oder des weiteren Teils 8-2 des Radaktuators 8 zu erzeugen. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Steer-By-Wire-Lenksystems 100.
Bezugszeichenliste
1 Erfassungseinrichtung
1-1 weitere Erfassungseinrichtung
2 Steuereinrichtung
3 Lenkhandhabe
4 Räder
5 Spannungsquelle
5-1 weitere Spannungsquelle
7 Force-Feedback-Aktuator
8 Radaktuator
8-1 Teil des Radaktuators
8-2 weiterer Teil des Radaktuators
10 Schritt des Erfassens
20 Schritt des Bestimmens
30 Schritt des Festlegens
40 Schritt des Einstellens
100 Steer- By- Wi re- Len ksystem a aktuell eingestellter Lenkparameter
B Bestimmungsvorschrift
F Festlegungsvorschrift
PA , PB Leistungskenngröße
SI , S2, S3 Lenkparameter t Temperatur
U1 Spannung
U2 weitere Spannung
V Geschwindigkeit
Z1 , . . . , Z4 Zustandsgröße

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steer-by-Wire-Lenksystems (100), wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Erfassen (10) mindestens einer Zustandsgröße (zi ,... , Z4) des Kraftfahrzeugs und/oder mindestens einer Komponente des Kraftfahrzeugs mittels mindestens einer Erfassungseinrichtung (1, 1-1),
Bestimmen (20) mindestens einer Leistungskenngröße (pA, PB) ausgehend von der mindestens einen erfassten Zustandsgröße (zi Z4) mittels einer Steuereinrichtung (2),
Festlegen (30) mindestens eines Lenkparameters (si, s2, s3) ausgehend von der mindestens einen bestimmten Leistungskenngröße (pA, PB) mittels der Steuereinrichtung (2),
Einstellen (40) des festgelegten mindestens einen Lenkparameters (si, s2, s3) mittels der Steuereinrichtung (2).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lenkparameter (si, s2, s3) eine einstellbare Lenkwiderstandskraft (si) an einer Lenkhandhabe (3) des Kraftfahrzeugs ist und/oder dass der mindestens eine Lenkparameter (si, s2, s3) ein einstellbarer maximaler Bewegungsbereich (s2) der Lenkhandhabe (3) ist und/oder dass der mindestens eine Lenkparameter (si , s2, s3) eine einstellbare maximal erzeugbare Radlenkkraft (s3) zur Auslenkung der Räder (4) ist.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (20) der mindestens einen Leistungskenngröße (pA, PB) umfasst, dass mindestens ein Kenngrößenwert der mindestens einen Leistungskenngröße (pA, PB) ausgehend von mindestens einer vorgegebenen Bestimmungsvorschrift (B) ausgewählt wird, wobei die mindestens eine Bestimmungsvorschrift (B) eine Zuordnung der mindestens einen Leistungskenngröße (pA, PB) ZU der mindestens einen Zustandsgröße (zi ,... , Z4) vorgibt.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegen (30) des mindestens einen Lenkparameters (si, s2, s3) umfasst, dass mindestens ein Parameterwert und/oder Parameterbereich des mindestens einen Lenkparameters (si, s2, s3) ausgehend von mindestens einer vorgegebenen Festlegungsvorschrift (F) ausgewählt wird, wobei die mindestens eine Festlegungsvorschrift (F) eine Zuordnung des mindestens einen Lenkparameters (si , S2, S3) zu der mindestens einen Leistungskenngröße (PA, PB) vorgibt.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegen (30) des mindestens einen Lenkparameters (si, S2, S3) unter Berücksichtigung von einer Nutzervorgabe erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustandsgröße (zi ,... , Z4) eine Spannung (u) mindestens einer Spannungsquelle (5, 5-1) zur Spannungsversorgung des Kraftfahrzeugs und/oder der mindestens einen Komponente des Kraftfahrzeugs erfasst wird.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustandsgröße (zi ,... , Z4) eine Temperatur (t) des Kraftfahrzeugs und/oder der mindestens einen Komponente des Kraftfahrzeugs und/oder eine Temperatur der Umgebung und/oder eine Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs erfasst wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lenkparameter (si, S2, S3) eine maximal erzeugbare Abweichung zwischen einer Ist-Position eines Radaktuators (8) und einer durch eine Lenkhandhabe (3) vorgegebenen Soll-Position des Radaktuators (8) ist.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (8-1) eines Radaktuators (8) einen Teil einer Radlenkkraft erzeugt und/oder dass ein weiterer Teil (8-2) des Radaktuators (8) einen weiteren Teil der Radlenkkraft erzeugt, wobei der mindestens eine Lenkparameter (si, S2, S3) ein maximal erzeugbarer Teil der Radlenkkraft ist und/oder ein maximal erzeugbarer weiterer Teil der Radlenkkraft ist.
10. Steer-by-Wire-Lenksystem (100) zum Lenken eines Kraftfahrzeugs, umfassend: mindestens eine Erfassungseinrichtung (1 , 1-1) zum Erfassen mindestens einer Zustandsgröße (zi ,... , Z4) des Kraftfahrzeugs und/oder mindestens einer Komponente des Kraftfahrzeugs, eine Steuereinrichtung (2), wobei die Steuereinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, mindestens eine Leistungskenngröße (PA, PB) ZU bestimmen und mindestens einen Lenkparameter (si, S2, S3) festzulegen und einzustellen, wobei das Steer-by-Wire-Lenksystem (100) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
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