WO2021148162A1 - Verfahren zum betrieb eines lenksystems - Google Patents

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WO2021148162A1
WO2021148162A1 PCT/EP2020/082460 EP2020082460W WO2021148162A1 WO 2021148162 A1 WO2021148162 A1 WO 2021148162A1 EP 2020082460 W EP2020082460 W EP 2020082460W WO 2021148162 A1 WO2021148162 A1 WO 2021148162A1
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steering
input element
actuator
movement
ratio
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PCT/EP2020/082460
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Carsten Wunderlich
Christian Guenther
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Robert Bosch Gmbh
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    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0469—End-of-stroke control

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a steering system.
  • the invention relates to a control unit with a computing unit for performing such a method, a steering system with a computing unit for performing such a method, and a vehicle with such a steering system.
  • vehicles which include a conventional steering system with a steering input element, for example in the form of a steering wheel, a wheel steering angle adjuster in the form of a steering gear and a steering column for mechanical connection of the steering input element with the wheel steering angle adjuster.
  • vehicles with steer-by-wire steering systems which manage without a direct mechanical connection between a steering input element and steered vehicle wheels and in which a steering input is passed on exclusively electrically to the steering input element.
  • the latter usually include a steering input unit and at least one wheel steering angle adjuster mechanically separated from the steering input unit.
  • the wheel steering angle adjuster further comprises a steering adjusting element, for example in the form of a rack, and two mechanical end stops for limiting a movement of the steering adjusting element.
  • the vehicle does not necessarily travel in a straight line when the steering actuator is in a central position. This leads to, that, starting from a neutral position in which the vehicle drives straight ahead, a maximum movement of the steering actuating element and consequently a maximum deflection of the steering input element in both steering directions can be different.
  • the object of the invention is in particular to provide a system with improved properties with regard to steering and / or driving behavior.
  • the object is achieved by the features of claims 1, 8, 9 and 10, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.
  • a method for operating a steering system in particular a steer-by-wire steering system, is proposed, the steering system having at least one steering input element, at least one steering actuator connected to the steering input element, at least one first end stop for mechanically limiting a movement of the steering actuator in a first direction of movement and at least one second end stop for mechanical limitation of a movement of the steering actuator in a, in particular special to the first direction of movement opposite, second direction of movement, and wherein a steering ratio between the steering input element and the steering actuator is adjusted such that a maximum deflection of the steering input element, in particular starting from a neutral position of the steering input element, in a first steering direction, in which the steering control element reaches the first end stop, and a maximum deflection of the steering input element ts, in particular starting from the neutral position of the steering input element, in a second steering direction, in which the steering actuating element reaches the second end stop, are at least substantially identical.
  • the steering ratio is adapted in such a way that a maximum steering movement range of the steering input element in the first steering direction and a maximum steering movement range of the steering input element in the second steering direction are at least essentially identical, with a respective maximum steering movement range in particular a respective maximum deflection of the steering input element and the neutral position is defined and / or limited.
  • the steering ratio is so variable and is advantageously varied and / or modified depending on the steering direction of the steering input element.
  • a deflection and / or movement of the steering input element in the first steering direction causes, in particular, a deflection and / or movement of the steering actuating element in the first direction of movement and a deflection and / or movement of the steering input element in the second steering direction, a deflection and / or movement of the Steering control element in the second direction of movement.
  • This configuration can in particular improve steering and / or driving behavior, with driving comfort in particular being able to be increased.
  • a possible offset of the steering control element to a central position can be compensated and / or compensated for and thus an identical maximum deflection of the steering input element in both steering directions even if the steering control element is not in the central position when the vehicle is traveling straight ahead can be achieved.
  • the steering system comprises in particular at least one processing unit which is provided to carry out the method for operating the steering system.
  • the steering system can comprise further components and / or assemblies, such as at least one steering input unit, which in particular comprises the steering input element, at least one , advantageously mechanically separated from the steering input unit, wheel steering angle adjuster, which includes in particular the steering adjusting element, the first end stop and / or the second end stop, and / or at least one control device, which is in particular for electrically coupling the steering input unit and the wheel steering angle adjuster and in particular the steering input element and of the steering control element is provided.
  • a “wheel steering angle adjuster” is to be understood as meaning, in particular, a unit that is connected to at least one vehicle wheel of the vehicle and that is provided to set a steering input, in particular of a driver and in particular of the steering input element, by changing a wheel steering angle of at least one vehicle to be transmitted to the vehicle wheel and thereby to control at least one alignment of the vehicle wheel and / or a To influence the direction of travel of the vehicle.
  • the wheel steering angle actuator advantageously comprises at least one steering adjusting element, for example in the form of a rack, and at least one steering actuator, for example in the form of an electric motor, which is operatively linked to the steering adjusting element.
  • the wheel steering angle adjuster is also preferably designed as a central adjuster and assigned to at least two, in particular steerable and preferably designed as front wheels, vehicle wheels.
  • a “computing unit” is to be understood in particular as an electrical and / or electronic unit which has an information input, information processing and information output.
  • the computing unit also advantageously has at least one processor, at least one operating memory, at least one input and / or output means, at least one operating program, at least one control routine, at least one control routine, at least one calculation routine and / or at least one evaluation routine.
  • the computing unit is provided at least to adapt a steering ratio between the steering input element and the steering control element, in particular such that a maximum deflection of the steering input element in the first steering direction and a maximum deflection of the steering input element in the second steering direction are at least essentially identical are.
  • the computing unit is preferably integrated into the control unit of the steering system. “Provided” is to be understood in particular as specifically programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and / or performs this specific function in at least one application and / or operating state.
  • the phrase “at least essentially identical” should be understood to be identical, in particular apart from manufacturing tolerances and / or within the scope of manufacturing possibilities and / or within the scope of standardized tolerances.
  • the steering ratio between the steering input element and the steering actuating element is particularly preferably adapted such that the maximum deflection of the steering input element in the first steering direction and the maximum deflection of the steering input element in the second steering direction are identical.
  • a target position of the steering actuating element is preferred for adapting the steering ratio as a function of a deflection of the steering input element determined and preferably calculated, whereby in particular an advantageously simple control algorithm can be provided.
  • the target position of the steering control element can in particular be fed to a control unit of the steering system, for example integrated in the control unit and / or in the computing unit, which is provided in particular to regulate a position of the steering control element and advantageously for movement and / or adjustment position of the steering actuator interacts with the steering actuator.
  • At least one steering-direction-dependent correction factor be taken into account when determining the target position of the steering actuator.
  • the correction factor advantageously has two different values for the two steering directions, whereby in particular a particularly flexible adaptation of the steering ratio as a function of the steering direction can be achieved.
  • the two different values could in particular be variable and, starting from the neutral position, could have a linear, exponential and / or logarithmic profile, for example.
  • the correction factor has a fixed first value for the first steering direction and a fixed second value for the second steering direction, whereby a calculation algorithm in particular can be simplified.
  • the correction factor is therefore preferably fixed and is initially applied once for the two steering directions.
  • a particularly simple application of the correction factor can be achieved, in particular, if the correction factor for the first steering direction has a first value, which is derived from a ratio between a maximum deflection of the steering input element in the first steering direction, in which the steering actuator reaches the first end stop and / or would be determined without adapting the steering ratio and half of a total deflection of the steering input element in both steering directions, and for the second steering direction has a second value which is based on a ratio between a maximum deflection of the steering input element in the second steering direction, in which the steering actuator in particular Special the second end stop would be reached and / or would be reached without adapting the steering ratio and half of the total deflection of the steering input element is determined in both steering directions.
  • At least one, in particular manufacturing-related and / or manufacturing-related, offset between a center and / or a middle of the steering control element and a central position is taken into account when determining the target position of the steering control element.
  • a “middle position” is to be understood in particular as a position of the steering actuator in which, in particular starting from the neutral position, a first movement path in which the steering actuator reaches the first end stop, and a second movement path in which the steering actuator reaches the second end stop are identical.
  • At least one actuator ratio of the steering system in particular between the steering actuator and a steering actuator, in particular the aforementioned steering actuator for adjusting the steering actuator, is taken into account.
  • the actuator translation can in particular be fixed and advantageously correspond to a mechanical translation of the Radlenkwin kelstellers.
  • the actuator ratio can in particular also be variable and advantageously adapted automatically or manually, for example by means of a switch, depending on the driving situation. In this way, particularly precise determination of the steering ratio can be achieved.
  • the method for operating the steering system and the steering system should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the method for operating the steering system and the steering system for fulfilling a function described herein can have a number that differs from a number of individual elements, components and units mentioned herein.
  • Fig. La-b a vehicle with a steering system designed as a steer-by-wire steering system in a simplified representation
  • FIG. 3 shows an exemplary flow chart with main method steps of a method for operating the steering system.
  • Figures la and lb show an example of a passenger vehicle formed vehicle 40 with several vehicle wheels 42 and with a steering system 10 in a simplified representation.
  • the steering system 10 has an operative connection with the vehicle wheels 42 and is provided for influencing the direction of travel of the vehicle 40.
  • the steering system 10 in the present case is designed as a steer-by-wire steering system in which a steering specification is passed on exclusively electrically to the vehicle wheels 42 in at least one operating state.
  • a steering system could, however, also be designed as a superimposed steering and / or active steering.
  • the steering system 10 comprises a steering input unit 44.
  • the steering input unit 44 comprises a steering input element 12, for example in the form of a steering wheel.
  • the steering input unit 44 comprises a feedback actuator 46, in particular mechanically coupled to the steering input element 12.
  • the feedback actuator 46 is provided to detect and / or signals, forces and / or torques from the steering input element 12, in particular directly to be transmitted to the steering input element 12, in particular directly.
  • the feedback actuator 46 is provided at least for generating a steering resistance and / or a restoring torque on the steering input element 12. see.
  • a steering input element could also be designed as a joystick, as a steering lever and / or as a steering ball or the like.
  • a feedback actuator could in principle also be dispensed with.
  • the steering system 10 has a wheel steering angle adjuster 48.
  • the wheel steering angle adjuster 48 is purely electrically connected to the steering input unit 44.
  • the wheel steering angle adjuster 48 is designed as a central adjuster.
  • the wheel steering angle adjuster 48 has an operative connection with at least two of the vehicle wheels 42, in particular two front wheels, and is provided to convert a Lenkvor task on the steering input element 12 into a steering movement of the vehicle wheels 42.
  • a steering system could of course also comprise several wheel steering angle adjusters, in particular designed as individual wheel adjusters.
  • the wheel steering angle adjuster 48 has a gear housing 50.
  • the Geretege housing 50 is designed as an outer housing.
  • the gear housing 50 is provided to accommodate and / or store at least a large part of the components required for operating the wheel steering angle actuator 48.
  • the wheel steering angle adjuster 48 comprises a steering adjusting element 14 (cf. in particular FIGS. 2a-c).
  • the steering actuator 14 is arranged in the Geretege housing 50 and axially movably mounted.
  • the steering actuator 14 is designed as a rack in the present case.
  • the steering adjusting element 14 is provided for, in particular mechanical, adjustment of a wheel steering angle of the vehicle wheels 42, which are in particular designed as front wheels.
  • the steering actuator element 14 has an operative connection with the steering input element 12.
  • a deflection and / or movement of the steering input element 12 in a first steering direction 24 causes a deflection and / or movement of the steering actuating element 14 in a first movement direction 18 and a deflection and / or movement of the steering input element 12 in a second steering direction 26, a deflection and / or movement of the steering actuator 14 in a second direction of movement 22.
  • the wheel steering angle adjuster 48 comprises two mechanical end stops 16, 20 for mechanically limiting a movement of the steering position element 14 (cf. in particular FIGS. 2a-c). The end stops 16, 20 are arranged in the gear housing 50.
  • the end stops 16, 20 are arranged on different, in particular opposite, sides of the steering element 14.
  • a first end stop 16 of the end stops 16, 20 is provided to mechanically limit a movement of the steering actuating element 14 in the first direction of movement 18 (cf. in particular FIG. 2b).
  • the first end stop 16 defines a maximum deflection of the steering input element 12 in the first steering direction 24, which is in particular correlated with the first direction of movement 18.
  • a second end stop 20 of the end stops 16, 20 is used to mechanically limit a movement of the steering actuator 14 provided in the second direction of movement 22 (cf. in particular FIG. 2c).
  • the second end stop 20 defines a maximum deflection of the steering input element 12 in the second steering direction 26, which is in particular correlated with the second direction of movement 22.
  • the wheel steering angle adjuster 48 includes a steering actuator 34.
  • the steering actuator 34 is operatively connected to the steering adjusting element 14.
  • the steering actuator 34 is designed as an electric motor, in the present case in particular as a permanent magnet synchronous motor.
  • the steering actuator 34 can be controlled electrically and is provided for moving and / or adjusting the steering actuator element 14 as a function of the steering specification.
  • the steering system 10 also has a control unit 36.
  • the control unit 36 is consequently designed as a steering control unit.
  • the control unit 36 has an electrical connection to the wheel steering angle adjuster 48.
  • the control unit 36 also has an electrical connection to the steering input unit 44.
  • the control unit 36 thus couples the wheel steering angle adjuster 48 and the steering input unit 44 to one another.
  • the control unit 36 is provided for controlling an operation of the steering system 10.
  • the control device 36 is provided to control the steering actuator 34 as a function of a signal from the steering input unit 44, in particular as a function of a steering specification on the Lenkeingabeele element 12.
  • the control unit 36 is also provided to the To control the feedback actuator 46 as a function of a signal from the wheel steering angle controller 48.
  • control device 36 comprises a computing unit 38.
  • the computing unit 38 comprises at least one processor (not shown), for example in the form of a microprocessor, and at least one operating memory (not shown).
  • the computing unit 38 includes at least one operating program stored in the operating memory with at least one control routine, at least one control routine, at least one calculation routine and at least one evaluation routine.
  • a control device could of course also be different from a steering control device and, for example, be designed as a central control device of a vehicle.
  • the control unit 36 further comprises a regulator unit 52.
  • the regulator unit 52 is designed as a steering regulator.
  • the controller unit 52 is operatively connected to the computing unit 38.
  • the regulator unit 52 is operatively connected to the steering actuator 34.
  • the controller unit 52 is provided to control the steering actuator 34 and thereby to control a position of the steering control element 14.
  • the steering system 10 is now generally set in such a way that the vehicle 40 drives straight ahead and the steering input element 12 is in its neutral position. Due to manufacturing tolerances, the steering adjusting element 14 is not necessarily in a central position 32 in this case, so that an offset 28 between a center 30 of the steering adjusting element 14 and the central position 32 exists. This means that, starting from the neutral position, a maximum movement of the steering actuating element 14 in the two directions of movement 18, 22 and consequently a maximum deflection of the steering input element 12 in the two steering directions 24, 26 is different (cf. in particular FIG. 2a). To compensate for and / or compensate for this offset 28, an exemplary method for operating the steering system 10 is explained below.
  • the computing unit 38 is provided in particular to carry out the method and for this purpose has, in particular, a computer program with corresponding program code.
  • the steering ratio between the steering input element 12 and the steering actuating element 14 is now varied and / or modified as a function of the steering direction 24, 26 of the steering input element 12.
  • the steering ratio between the steering input element 12 and the steering input element 14 is adjusted in such a way that a maximum deflection of the steering input element 12 in the first steering direction 24, in which the steering adjustment element 14 reaches the first end stop 16, and a maximum deflection of the steering input element 12 in a second steering direction 26, in which the steering adjusting element 14 reaches the second end stop 20, are at least essentially identical.
  • wel che are at least substantially identical, so that in the case that the steering actuator 14 is not in the middle position 32 when the vehicle 40 is traveling straight ahead, an identical maximum deflection of the steering input element 12 in both steering directions 24, 26 can be achieved.
  • a different steering ratio than when steering to the left is selected and / or adjusted when steering to the right, whereby a symmetrical arrangement of the end stops 16, 20 achieved who can.
  • a target position of the steering control element 14 is determined and, in particular, fed to the controller unit 52 for regulating the position of the steering control element 14.
  • At least one steering-direction-dependent correction factor is taken into account, which in the present case has a fixed first value for the first steering direction 24 and a fixed second value that deviates from the first value for the second steering direction 26 .
  • the first value results from a ratio between a maximum deflection of the steering input element 12 in the first steering direction 24 without adapting the steering ratio and half of a total deflection of the steering input element 12 in both steering directions 24, 26.
  • the second value is approaching one determined in a manner analogous to the first value. The second value is thus obtained from a ratio between a maximum deflection of the steering input element 12 in the second steering direction 26 without adapting the steering ratio and half of the total deflection of the steering input element 12 in both steering directions 24, 26.
  • the offset 28, in particular manufacturing-related and / or manufacturing-related, between the center 30 of the steering adjusting element 14 and the middle position 32 can be taken into account.
  • an actuator ratio of the steering system 10, in particular between the steering actuator 14 and the steering actuator 34 can be taken into account.
  • the actuator ratio is fixed and corresponds in particular to a mechanical ratio of the wheel steering angle adjuster 48.
  • an actuator ratio can also be variable and advantageously adjusted automatically or manually, for example by means of a switch, depending on the driving situation.
  • the target position of the steering actuator 14 is thus obtained by way of example using the following relationship: LW xl + offset j for LW> 0
  • L describes the target position of the steering actuator 14, LW the deflection of the steering input element 12, X the steering-direction-dependent correction factor, xl the first value of the steering-direction-dependent correction factor, x2 the second value of the steering-direction-dependent correction factor, offset the offset 28 between the center 30 of the steering actuator 14 and the middle position 32 and j the actuator ratio.
  • LW -450 ° or -80mm
  • FIG. 3 shows an exemplary flowchart with main process steps of the method for operating the steering system 10.
  • a target position of the steering actuating element 14 is determined, advantageously taking into account the steering direction-dependent correction factor, the offset 28 between the center 30 of the steering actuating element 14 and the middle position 32 and / or the digitizer translation.
  • the target position can then be fed to the controller unit 52, which interacts with the steering actuator 34 to move and / or adjust the steering actuator 14.
  • the exemplary flow chart in FIG. 3 is intended to describe, in particular, a method for operating the steering system 10, only by way of example. In particular, individual process steps can also vary or additional process steps can be added, such as an additional straight-ahead correction.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems (10), insbesondere eines Steer-by-Wire-Lenksystems vorgeschlagen, wobei das Lenksystem (10) wenigstens ein Lenkeingabeelement (12), wenigstens ein mit dem Lenkeingabeelement (12) wirkverbundenes Lenkungsstellelement (14), zumindest einen ersten Endanschlag (16) zur mechanischen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungsstellelements (14) in eine erste Bewegungsrichtung (18) und zumindest einen zweiten Endanschlag (20) zur mechanischen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungsstellelements (14) in eine zweite Bewegungsrichtung (22) umfasst, und wobei eine Lenkübersetzung zwischen dem Lenkeingabeelement (12) und dem Lenkungsstellelement (14) derart angepasst wird, dass eine maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements (12) in eine erste Lenkrichtung (24), bei welcher das Lenkungsstellelement (14) den ersten Endanschlag (16) erreicht, und eine maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements (12) in eine zweite Lenkrichtung (26), bei welcher das Lenkungsstellelement (14) den zweiten Endanschlag (20) erreicht, zumindest im Wesentlichen identisch sind.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems. Zudem be trifft die Erfindung ein Steuergerät mit einer Recheneinheit zur Durchführung ei nes solchen Verfahrens, ein Lenksystem mit einer Recheneinheit zur Durchfüh rung eines solchen Verfahrens sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Lenksys tem.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, welche ein konventionelles Lenksystem mit einem Lenkeingabeelement beispielsweise in Form eines Lenk rads, einem Radlenkwinkelsteller in Form eines Lenkgetriebes und einer Lenk säule zur mechanischen Verbindung des Lenkeingabeelements mit dem Rad lenkwinkelsteller umfassen. Zudem sind Fahrzeuge mit Steer-by-Wire-Lenksyste- men bekannt, welche ohne eine direkte mechanische Verbindung zwischen ei nem Lenkeingabeelement und gelenkten Fahrzeugrädern auskommen und bei welchen eine Lenkvorgabe an dem Lenkeingabeelement ausschließlich elektrisch weitergeleitet wird. Letztere umfassen dabei in der Regel eine Lenkein gabeeinheit sowie wenigstens einen mechanisch von der Lenkeingabeeinheit ge trennten Radlenkwinkelsteller. In beiden Fällen umfasst der Radlenkwinkelsteller ferner ein Lenkungsstellelement, beispielsweise in Form einer Zahnstange, sowie zwei mechanische Endanschläge zur Begrenzung einer Bewegung des Len kungsstellelements.
Herstellungsbedingt fährt das Fahrzeug jedoch nicht zwingend geradeaus, wenn sich das Lenkungsstellelement in einer Mittelstellung befindet. Dies führt dazu, dass ausgehend von einer Neutralstellung, in welcher das Fahrzeug geradeaus fährt, eine maximale Bewegung des Lenkungsstellelements und folglich eine ma ximale Auslenkung des Lenkeingabeelements in beide Lenkrichtungen unter schiedlich sein kann.
Ausgehend davon besteht die Aufgabe der Erfindung insbesondere darin, ein System mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Lenk- und/oder Fahr verhaltens bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8, 9 und 10 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems, insbesondere eines Steer-by-Wire-Lenksystems vorgeschlagen, wobei das Lenksystem wenigstens ein Lenkeingabeelement, wenigstens ein mit dem Lenkeingabeelement wirkver bundenes Lenkungsstellelement, zumindest einen ersten Endanschlag zur me chanischen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungsstellelements in eine erste Bewegungsrichtung und zumindest einen zweiten Endanschlag zur mecha nischen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungsstellelements in eine, insbe sondere der ersten Bewegungsrichtung entgegengerichtete, zweite Bewegungs richtung umfasst, und wobei eine Lenkübersetzung zwischen dem Lenkeingabe element und dem Lenkungsstellelement derart angepasst wird, dass eine maxi male Auslenkung des Lenkeingabeelements, insbesondere ausgehend von einer Neutralstellung des Lenkeingabeelements, in eine erste Lenkrichtung, bei wel cher das Lenkungsstellelement den ersten Endanschlag erreicht, und eine maxi male Auslenkung des Lenkeingabeelements, insbesondere ausgehend von der Neutralstellung des Lenkeingabeelements, in eine zweite Lenkrichtung, bei wel cher das Lenkungsstellelement den zweiten Endanschlag erreicht, zumindest im Wesentlichen identisch sind. Insbesondere wird die Lenkübersetzung derart an gepasst, dass ein maximaler Lenkbewegungsbereich des Lenkeingabeelements in die erste Lenkrichtung und ein maximaler Lenkbewegungsbereich des Lenk eingabeelements in die zweite Lenkrichtung zumindest im Wesentlichen identisch sind, wobei insbesondere ein jeweiliger maximaler Lenkbewegungsbereich durch eine jeweilige maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements und die Neutral stellung definiert und/oder begrenzt ist. Insbesondere ist die Lenkübersetzung so mit variabel und wird vorteilhaft in Abhängigkeit der Lenkrichtung des Lenkeinga beelements variiert und/oder modifiziert. Zudem bewirkt eine Auslenkung und/o der Bewegung des Lenkeingabeelements in die erste Lenkrichtung insbesondere eine Auslenkung und/oder Bewegung des Lenkungsstellelements in die erste Be wegungsrichtung und eine Auslenkung und/oder Bewegung des Lenkeingabeele ments in die zweite Lenkrichtung eine Auslenkung und/oder Bewegung des Len kungsstellelements in die zweite Bewegungsrichtung. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere ein Lenk- und/oder Fahrverhalten verbessert werden, wobei insbesondere ein Fahrkomfort erhöht werden kann. Insbesondere kann dabei ein möglicher Versatz des Lenkungsstellelements zu einer Mittelstellung ausgegli chen und/oder kompensiert werden und somit auch im Fall, dass sich das Len kungsstellelement bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs nicht in der Mittelstel lung befindet, eine identische maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements in beide Lenkrichtungen erreicht werden.
Das Lenksystem umfasst insbesondere wenigstens eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zum Betrieb des Lenksystems durchzufüh ren. Darüber hinaus kann das Lenksystem weitere Bauteile und/oder Baugrup pen umfassen, wie beispielsweise wenigstens eine Lenkeingabeeinheit, welche insbesondere das Lenkeingabeelement umfasst, wenigstens einen, vorteilhaft mechanisch von der Lenkeingabeeinheit getrennten, Radlenkwinkelsteller, wel cher insbesondere das Lenkungsstellelement, den ersten Endanschlag und/oder den zweiten Endanschlag umfasst, und/oder wenigstens ein Steuergerät, wel ches insbesondere zur elektrischen Kopplung der Lenkeingabeeinheit und des Radlenkwinkelstellers und insbesondere des Lenkeingabeelements und des Len kungsstellelements vorgesehen ist. Unter einem „Radlenkwinkelsteller“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine mit zumindest einem Fahrzeugrad des Fahrzeugs in Verbindung stehende Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, durch Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahr- zeugrads eine Lenkvorgabe, insbesondere eines Fahrers und insbesondere an dem Lenkeingabeelement, an das Fahrzeugrad zu übertragen und hierdurch vor teilhaft zumindest eine Ausrichtung des Fahrzeugrads zu steuern und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Dazu umfasst der Radlenkwinkel steller vorteilhaft wenigstens ein Lenkungsstellelement, beispielsweise in Form einer Zahnstange, und wenigstens einen mit dem Lenkungsstellelement wirkver bundenen Lenkaktuator, beispielsweise in Form eines Elektromotors. Der Rad lenkwinkelsteller ist ferner bevorzugt als Zentralsteller ausgebildet und zumindest zwei, insbesondere lenkbaren und bevorzugt als Vorderrädern ausgebildeten, Fahrzeugrädern zugeordnet. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche einen In formationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Betriebsspeicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Regelroutine, zumindest eine Berechnungsroutine und/oder zumindest eine Aus werteroutine auf. Insbesondere ist die Recheneinheit zumindest dazu vorgese hen, eine Lenkübersetzung zwischen dem Lenkeingabeelement und dem Len kungsstellelement anzupassen und zwar insbesondere derart, dass eine maxi male Auslenkung des Lenkeingabeelements in die erste Lenkrichtung und eine maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements in die zweite Lenkrichtung zu mindest im Wesentlichen identisch sind. Vorzugsweise ist die Recheneinheit da bei in das Steuergerät des Lenksystems integriert. Unter „vorgesehen“ soll insbe sondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden wer den. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder aus führt. Des Weiteren soll unter der Wendung „zumindest im Wesentlichen iden tisch“ insbesondere abgesehen von Fertigungstoleranzen und/oder im Rahmen fertigungstechnischer Möglichkeiten und/oder im Rahmen standardisierter Tole ranzen identisch verstanden werden. Besonders bevorzugt wird die Lenküberset zung zwischen dem Lenkeingabeelement und dem Lenkungsstellelement derart angepasst, dass die maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements in die erste Lenkrichtung und die maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements in die zweite Lenkrichtung identisch sind.
Bevorzugt wird zur Anpassung der Lenkübersetzung in Abhängigkeit einer Aus lenkung des Lenkeingabeelements eine Soll-Position des Lenkungsstellelements ermittelt und bevorzugt berechnet, wodurch insbesondere ein vorteilhaft einfa cher Steueralgorithmus bereitgestellt werden kann. Die Soll-Position des Len kungsstellelements kann dabei insbesondere einer, beispielsweise in das Steuer gerät und/oder in die Recheneinheit integrierten, Reglereinheit des Lenksystems zugeführt werden, welche insbesondere zur Regelung einer Position des Len kungsstellelements vorgesehen ist und vorteilhaft zur Bewegung und/oder Ver stellung des Lenkungsstellelements mit dem Lenkaktuator zusammenwirkt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass bei der Ermittlung der Soll-Position des Lenkungsstellelements wenigstens ein lenkrichtungsabhängiger Korrekturfaktor berücksichtigt wird. Vorteilhaft weist der Korrekturfaktor dabei für die beiden Lenkrichtungen zwei unterschiedliche Werte auf, wodurch insbesondere eine besonders flexible Anpassung der Lenküberset zung in Abhängigkeit von der Lenkrichtung erreicht werden kann.
Die beiden unterschiedlichen Werte könnten dabei insbesondere variabel sein und ausgehend von der Neutralstellung beispielsweise einen linearen, einen ex ponentiellen und/oder einen logarithmischen Verlauf aufweisen. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass der Korrekturfaktor für die erste Lenkrichtung einen festen ersten Wert und für die zweite Lenkrichtung einen festen zweiten Wert auf weist, wodurch insbesondere ein Berechnungsalgorithmus vereinfacht werden kann. Bevorzugt ist der Korrekturfaktor somit fest und wird für die beiden Lenk richtungen anfänglich einmalig appliziert.
Eine besonders einfache Applizierung des Korrekturfaktors kann dabei insbeson dere erreicht werden, wenn der Korrekturfaktor für die erste Lenkrichtung einen ersten Wert aufweist, welcher aus einem Verhältnis zwischen einer maximalen Auslenkung des Lenkeingabeelements in die erste Lenkrichtung, bei welcher das Lenkungsstellelement insbesondere den ersten Endanschlag erreicht und/oder erreichen würde, ohne Anpassung der Lenkübersetzung und der Hälfte einer Ge- samtauslenkung des Lenkeingabeelements in beide Lenkrichtungen ermittelt wird, und für die zweite Lenkrichtung einen zweiten Wert aufweist, welcher aus einem Verhältnis zwischen einer maximalen Auslenkung des Lenkeingabeele ments in die zweite Lenkrichtung, bei welcher das Lenkungsstellelement insbe- sondere den zweiten Endanschlag erreicht und/oder erreichen würde, ohne An passung der Lenkübersetzung und der Hälfte der Gesamtauslenkung des Lenk eingabeelements in beide Lenkrichtungen ermittelt wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass bei der Ermitt lung der Soll-Position des Lenkungsstellelements wenigstens ein, insbesondere herstellungsbedingter und/oder fertigungsbedingter, Versatz zwischen einem Zentrum und/oder einer Mitte des Lenkungsstellelements und einer Mittelstellung berücksichtigt wird. Unter einer „Mittelstellung“ soll insbesondere eine Stellung des Lenkungsstellelements verstanden werden, bei welcher, insbesondere aus gehend von der Neutralstellung, eine erste Bewegungsstrecke, bei welcher das Lenkungsstellelement den ersten Endanschlag erreicht, und eine zweite Bewe gungsstrecke, bei welcher das Lenkungsstellelement den zweiten Endanschlag erreicht, identisch sind. Durch die Berücksichtigung des Versatzes kann dabei vorteilhaft eine Geradeauslaufkorrektur erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass bei der Ermittlung der Soll-Position des Lenkungsstellelements wenigstens eine Stellerübersetzung des Lenksystems, insbesondere zwischen dem Lenkungsstellelement und einem Lenkaktuator, ins besondere dem bereits zuvor genannten Lenkaktuator, zur Verstellung des Len kungsstellelements, berücksichtigt wird. Die Stellerübersetzung kann dabei ins besondere fest sein und vorteilhaft einer Mechanikübersetzung des Radlenkwin kelstellers entsprechen. Alternativ kann die Stellerübersetzung insbesondere auch variabel sein und vorteilhaft je nach Fahrsituation automatisch oder manu ell, beispielsweise mittels eines Schalters, angepasst werden. Hierdurch kann insbesondere eine besonders exakte Ermittlung der Lenkübersetzung erreicht werden.
Das Verfahren zum Betrieb des Lenksystems sowie das Lenksystem sollen hier bei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform be schränkt sein. Insbesondere können das Verfahren zum Betrieb des Lenksys tems und das Lenksystem zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funkti onsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bau teilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. la-b ein Fahrzeug mit einem als Steer-by-Wire-Lenksystem ausge bildeten Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung,
Fig. 2a-c eine Detaildarstellung eines Teils des Lenksystems in verschie denen Betriebszuständen und
Fig. 3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zum Betrieb des Lenksystems.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Figuren la und lb zeigen ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausge bildetes Fahrzeug 40 mit mehreren Fahrzeugrädern 42 und mit einem Lenksys tem 10 in einer vereinfachten Darstellung. Das Lenksystem 10 weist eine Wirk verbindung mit den Fahrzeugrädern 42 auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrt richtung des Fahrzeugs 40 vorgesehen. Ferner ist das Lenksystem 10 im vorlie genden Fall als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, bei welchem eine Lenk vorgabe in zumindest einem Betriebszustand ausschließlich elektrisch an die Fahrzeugräder 42 weitergeleitet wird. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem je doch auch als Überlagerungslenkung und/oder Aktivlenkung ausgebildet sein.
Das Lenksystem 10 umfasst eine Lenkeingabeeinheit 44. Die Lenkeingabeeinheit 44 umfasst ein Lenkeingabeelement 12, beispielsweise in Form eines Lenkrads. Zudem umfasst die Lenkeingabeeinheit 44 einen, insbesondere mechanisch mit dem Lenkeingabeelement 12 gekoppelten, Feedback-Aktuator 46. Der Feed back-Aktuator 46 ist dazu vorgesehen, Signale, Kräfte und/oder Momente von dem Lenkeingabeelement 12, insbesondere direkt, zu erfassen und/oder an das Lenkeingabeelement 12, insbesondere direkt, zu übertragen. Im vorliegenden Fall ist der Feedback-Aktuator 46 zumindest zur Erzeugung eines Lenkwider stands und/oder eines Rückstellmoments auf das Lenkeingabeelement 12 vorge- sehen. Alternativ könnte ein Lenkeingabeelement auch als Joystick, als Lenkhe bel und/oder als Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Ferner könnte grundsätzlich auch auf einen Feedback-Aktuator verzichtet werden.
Darüber hinaus weist das Lenksystem 10 einen Radlenkwinkelsteller 48 auf. Der Radlenkwinkelsteller 48 ist rein elektrisch mit der Lenkeingabeeinheit 44 verbun den. Der Radlenkwinkelsteller 48 ist als Zentralsteller ausgebildet. Der Radlenk winkelsteller 48 weist eine Wirkverbindung mit zumindest zwei der Fahrzeugräder 42, insbesondere zwei Vorderrädern, auf und ist dazu vorgesehen, eine Lenkvor gabe an dem Lenkeingabeelement 12 in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder 42 umzusetzen. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem natürlich auch mehrere, insbesondere als Einzelradsteller ausgebildete, Radlenkwinkelsteller umfassen.
Der Radlenkwinkelsteller 48 weist ein Getriebegehäuse 50 auf. Das Getriebege häuse 50 ist als Außengehäuse ausgebildet. Das Getriebegehäuse 50 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Großteil der für einen Betrieb des Radlenkwinkel stellers 48 benötigten Bauteile aufzunehmen und/oder zu lagern.
Ferner umfasst der Radlenkwinkelsteller 48 ein Lenkungsstellelement 14 (vgl. insbesondere Figuren 2a-c). Das Lenkungsstellelement 14 ist in dem Getriebege häuse 50 angeordnet und axial beweglich gelagert. Das Lenkungsstellelement 14 ist im vorliegenden Fall als Zahnstange ausgebildet. Das Lenkungsstellelement 14 ist zur, insbesondere mechanischen, Verstellung eines Radlenkwinkels der, insbesondere als Vorderräder ausgebildeten, Fahrzeugräder 42 vorgesehen.
Dazu weist das Lenkungsstellelement 14 eine Wirkverbindung mit dem Lenkein gabeelement 12 auf. Ausgehend von einer, insbesondere in Figur 2a dargestell ten, Neutralstellung bewirkt eine Auslenkung und/oder Bewegung des Lenkeinga beelements 12 in eine erste Lenkrichtung 24 eine Auslenkung und/oder Bewe gung des Lenkungsstellelements 14 in eine erste Bewegungsrichtung 18 und eine Auslenkung und/oder Bewegung des Lenkeingabeelements 12 in eine zweite Lenkrichtung 26 eine Auslenkung und/oder Bewegung des Lenkungsstel lelements 14 in eine zweite Bewegungsrichtung 22. Zudem umfasst der Radlenkwinkelsteller 48 zwei mechanische Endanschläge 16, 20 zur mechanischen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungsstellele ments 14 (vgl. insbesondere Figuren 2a-c). Die Endanschläge 16, 20 sind in dem Getriebegehäuse 50 angeordnet. Die Endanschläge 16, 20 sind dabei an unter schiedlichen, insbesondere sich gegenüberliegenden, Seiten des Lenkungsstel lelements 14 angeordnet. Ein erster Endanschlag 16 der Endanschläge 16, 20 ist zur mechanischen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungsstellelements 14 in die erste Bewegungsrichtung 18 vorgesehen (vgl. insbesondere Figur 2b). Der erste Endanschlag 16 definiert dabei ausgehend von der Neutralstellung eine maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements 12 in die, insbesondere mit der ersten Bewegungsrichtung 18 korrelierte, erste Lenkrichtung 24. Ein zweiter End anschlag 20 der Endanschläge 16, 20 ist zur mechanischen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungsstellelements 14 in die zweite Bewegungsrichtung 22 vorgesehen (vgl. insbesondere Figur 2c). Der zweite Endanschlag 20 definiert dabei ausgehend von der Neutralstellung eine maximale Auslenkung des Lenk eingabeelements 12 in die, insbesondere mit der zweiten Bewegungsrichtung 22 korrelierte, zweite Lenkrichtung 26.
Darüber hinaus umfasst der Radlenkwinkelsteller 48 einen Lenkaktuator 34. Der Lenkaktuator 34 weist eine Wirkverbindung mit dem Lenkungsstellelement 14 auf. Der Lenkaktuator 34 ist als Elektromotor, im vorliegenden Fall insbesondere als permanenterregter Synchronmotor, ausgebildet. Der Lenkaktuator 34 ist elektrisch ansteuerbar und zur Bewegung und/oder Verstellung des Lenkungs stellelements 14 in Abhängigkeit von der Lenkvorgabe vorgesehen.
Des Weiteren weist das Lenksystem 10 ein Steuergerät 36 auf. Das Steuergerät 36 ist folglich als Lenkungssteuergerät ausgebildet. Das Steuergerät 36 weist eine elektrische Verbindung mit dem Radlenkwinkelsteller 48 auf. Das Steuerge rät 36 weist ferner eine elektrische Verbindung mit der Lenkeingabeeinheit 44 auf. Das Steuergerät 36 koppelt somit den Radlenkwinkelsteller 48 und die Lenk eingabeeinheit 44 miteinander. Das Steuergerät 36 ist zur Steuerung eines Be triebs des Lenksystems 10 vorgesehen. Das Steuergerät 36 ist dazu vorgesehen, den Lenkaktuator 34 in Abhängigkeit von einem Signal der Lenkeingabeeinheit 44, insbesondere in Abhängigkeit einer Lenkvorgabe an dem Lenkeingabeele ment 12, anzusteuern. Das Steuergerät 36 ist ferner dazu vorgesehen, den Feedback-Aktuator 46 in Abhängigkeit von einem Signal des Radlenkwinkelstel lers 48 anzusteuern.
Dazu umfasst das Steuergerät 36 eine Recheneinheit 38. Die Recheneinheit 38 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form ei nes Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 38 zumindest ein im Betriebsspeicher hinter legtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Re gelroutine, zumindest einer Berechnungsroutine und zumindest einer Auswerte routine. Grundsätzlich könnte ein Steuergerät natürlich auch von einem Len kungssteuergerät verschieden sein und beispielsweise als zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs ausgebildet sein.
Ferner umfasst das Steuergerät 36 eine Reglereinheit 52. Die Reglereinheit 52 ist als Lenkungsregler ausgebildet. Die Reglereinheit 52 weist eine Wirkverbin dung mit der Recheneinheit 38 auf. Zudem weist die Reglereinheit 52 eine Wirk verbindung mit dem Lenkaktuator 34 auf. Die Reglereinheit 52 ist zur Ansteue rung des Lenkaktuators 34 und hierdurch zur Regelung einer Position des Len kungsstellelements 14 vorgesehen. Alternativ ist denkbar, eine Reglereinheit di rekt in eine Recheneinheit zu integrieren und auf eine separate Reglereinheit zu verzichten.
Bei der Herstellung des Lenksystems 10 wird das Lenksystem 10 nun in der Re gel derart eingestellt, dass das Fahrzeug 40 geradeausfährt und sich dabei das Lenkeingabeelement 12 in seiner Neutralstellung befindet. Aufgrund von Ferti gungstoleranzen befindet sich das Lenkungsstellelement 14 in diesem Fall je doch nicht zwingend in einer Mittelstellung 32, sodass ein Versatz 28 zwischen einem Zentrum 30 des Lenkungsstellelements 14 und der Mittelstellung 32 exis tiert. Dies führt dazu, dass ausgehend von der Neutralstellung eine maximale Be wegung des Lenkungsstellelements 14 in die beiden Bewegungsrichtungen 18, 22 und folglich eine maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements 12 in die beiden Lenkrichtungen 24, 26 unterschiedlich ist (vgl. insbesondere Figur 2a). Zum Ausgleich und/oder zur Kompensation dieses Versatzes 28 wird im Folgen den ein beispielhaftes Verfahren zum Betrieb des Lenksystems 10 erläutert. Da bei wird ausgenutzt, dass bei dem als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildeten Lenksystem 10 eine Lenkübersetzung zwischen dem Lenkeingabeelement 12 und dem Lenkungsstellelement 14 variabel ist und somit frei modifiziert werden kann. Analoges gilt grundsätzlich auch für andere Lenksysteme, welche eine va riabel einstellbare Lenkübersetzung erlauben, wie beispielsweise bei einer Über lagerungslenkung und/oder Aktivlenkung. Im vorliegenden Fall ist insbesondere die Recheneinheit 38 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcode mitteln auf.
Im vorliegenden Fall wird nun die Lenkübersetzung zwischen dem Lenkeingabe element 12 und dem Lenkungsstellelement 14 in Abhängigkeit der Lenkrichtung 24, 26 des Lenkeingabeelements 12 variiert und/oder modifiziert. Dabei wird die Lenkübersetzung zwischen dem Lenkeingabeelement 12 und dem Lenkungsstel lelement 14 derart angepasst, dass eine maximale Auslenkung des Lenkeingabe elements 12 in die erste Lenkrichtung 24, bei welcher das Lenkungsstellelement 14 den ersten Endanschlag 16 erreicht, und eine maximale Auslenkung des Len keingabeelements 12 in eine zweite Lenkrichtung 26, bei welcher das Lenkungs stellelement 14 den zweiten Endanschlag 20 erreicht, zumindest im Wesentli chen identisch sind. Durch die Anpassung der Lenkübersetzung ergibt sich aus gehend von der Neutralstellung ein maximaler Lenkbewegungsbereich des Lenk eingabeelements 12 in die erste Lenkrichtung 24 und ein maximaler Lenkbewe gungsbereich des Lenkeingabeelements 12 in die zweite Lenkrichtung 26, wel che zumindest im Wesentlichen identisch sind, sodass auch im Fall, dass sich das Lenkungsstellelement 14 bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs 40 nicht in der Mittelstellung 32 befindet, eine identische maximale Auslenkung des Lenkein gabeelements 12 in beide Lenkrichtungen 24, 26 erreicht werden kann. Beim vor liegenden Ausführungsbeispiel wird somit beim Lenken nach rechts eine andere Lenkübersetzung als beim Lenken nach links gewählt und/oder eingestellt, wodurch eine symmetrische Anordnung der Endanschläge 16, 20 erreicht wer den kann. Zur Anpassung der Lenkübersetzung wird in Abhängigkeit der Auslenkung des Lenkeingabeelements 12 eine Soll-Position des Lenkungsstellelements 14 ermit telt und insbesondere der Reglereinheit 52 zur Regelung der Position des Len kungsstellelements 14 zugeführt.
Bei der der Ermittlung der Soll-Position des Lenkungsstellelements 14 wird dabei wenigstens ein lenkrichtungsabhängiger Korrekturfaktor berücksichtigt, welcher im vorliegenden Fall für die erste Lenkrichtung 24 einen festen ersten Wert und für die zweite Lenkrichtung 26 einen, von dem ersten Wert abweichenden, festen zweiten Wert aufweist. Der erste Wert ergibt sich dabei aus einem Verhältnis zwi schen einer maximalen Auslenkung des Lenkeingabeelements 12 in die erste Lenkrichtung 24 ohne Anpassung der Lenkübersetzung und der Hälfte einer Ge- samtauslenkung des Lenkeingabeelements 12 in beide Lenkrichtungen 24, 26. Der zweite Wert wird auf eine zu dem ersten Wert analoge Weise ermittelt. Der zweite Wert ergibt sich somit aus einem Verhältnis zwischen einer maximalen Auslenkung des Lenkeingabeelements 12 in die zweite Lenkrichtung 26 ohne An passung der Lenkübersetzung und der Hälfte der Gesamtauslenkung des Lenk eingabeelements 12 in beide Lenkrichtungen 24, 26.
Zudem kann bei der Ermittlung der Soll-Position des Lenkungsstellelements 14 der, insbesondere herstellungsbedingte und/oder fertigungsbedingte, Versatz 28 zwischen dem Zentrum 30 des Lenkungsstellelements 14 und der Mittelstellung 32 berücksichtigt werden.
Ferner kann bei der Ermittlung der Soll-Position des Lenkungsstellelements 14 eine Stellerübersetzung des Lenksystems 10, insbesondere zwischen dem Len kungsstellelement 14 und dem Lenkaktuator 34 berücksichtigt werden. Im vorlie genden Fall ist die Stellerübersetzung dabei fest und entspricht insbesondere ei ner Mechanikübersetzung des Radlenkwinkelstellers 48. Alternativ kann eine Stellerübersetzung jedoch auch variabel sein und vorteilhaft je nach Fahrsituation automatisch oder manuell, beispielsweise mittels eines Schalters, angepasst werden.
Im vorliegenden Fall ergibt sich die Soll-Position des Lenkungsstellelements 14 somit beispielhaft anhand des folgenden Zusammenhangs: LW xl + Offset j für LW > 0
L = LW - X + Offset j LW x2 + Offset j für LW < 0
Dabei beschreibt L die Soll-Position des Lenkungsstellelements 14, LW die Aus lenkung des Lenkeingabeelements 12, X den lenkrichtungsabhängigen Korrek turfaktor, xl den ersten Wert des lenkrichtungsabhängigen Korrekturfaktors, x2 den zweiten Wert des lenkrichtungsabhängigen Korrekturfaktors, Offset den Ver satz 28 zwischen dem Zentrum 30 des Lenkungsstellelements 14 und der Mittel stellung 32 und j die Stellerübersetzung.
Rein beispielhaft ergibt sich somit mit folgenden Werten
Versatz: Offset = 15° (= 2,66mm)
Soll-Endanschlag: LW = ±450° (= ±80mm)
- Korrekturfaktor: xl = (-450°+15°)/-450° = 435/450 x2 = (450°+15°)/450° = 465/450 Stellerübersetzung: j = 80mm/450° für die Geradeausfahrt:
LW = 0
L = 0-465/450 + 15°-80mm/450° = 2,67mm und für die Endanschlagspositionen:
LW = 450° bzw. 80mm
L = 80mm -435/450 + 15°-80mm/450° = 80mm
LW = -450° bzw. -80mm L = -80mm-465/450 + 15°-80mm/450° = -80mm
Hierdurch sind eine maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements 12, im vor liegenden Beispiel insbesondere in Form eines maximalen Lenkwinkels, in die erste Lenkrichtung 24, bei welcher das Lenkungsstellelement 14 den ersten End anschlag 16 erreicht, und eine maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements 12, im vorliegenden Beispiel insbesondere in Form eines maximalen Lenkwin kels, in eine zweite Lenkrichtung 26, bei welcher das Lenkungsstellelement 14 den zweiten Endanschlag 20 erreicht, zumindest im Wesentlichen identisch. Figur 3 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfah rensschritten des Verfahrens zum Betrieb des Lenksystems 10.
In einem ersten Verfahrensschritt 60 wird zur Anpassung der Lenkübersetzung in Abhängigkeit einer Auslenkung des Lenkeingabeelements 12 eine Soll-Position des Lenkungsstellelements 14 ermittelt, vorteilhaft unter Berücksichtigung des lenkrichtungsabhängigen Korrekturfaktors, des Versatzes 28 zwischen dem Zent rum 30 des Lenkungsstellelements 14 und der Mittelstellung 32 und/oder der Stellerübersetzung. In einem darauffolgenden zweiten Verfahrensschritt 62 kann die Soll-Position dann der Reglereinheit 52 zugeführt werden, welche zur Bewegung und/oder Verstellung des Lenkungsstellelements 14 mit dem Lenkaktuator 34 zusammen wirkt. Das beispielhafte Ablaufdiagramm in Figur 3 soll dabei insbesondere lediglich beispielhaft ein Verfahren zum Betrieb des Lenksystems 10 beschreiben. Insbe sondere können einzelne Verfahrensschritte auch variieren oder zusätzliche Ver fahrensschritte hinzukommen, wie beispielsweise eine zusätzliche Geradeaus laufkorrektur.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems (10), insbesondere eines Steer- by-Wire-Lenksystems, wobei das Lenksystem (10) wenigstens ein Lenkein gabeelement (12), wenigstens ein mit dem Lenkeingabeelement (12) wirk verbundenes Lenkungsstellelement (14), zumindest einen ersten Endan schlag (16) zur mechanischen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungs stellelements (14) in eine erste Bewegungsrichtung (18) und zumindest ei nen zweiten Endanschlag (20) zur mechanischen Begrenzung einer Bewe gung des Lenkungsstellelements (14) in eine zweite Bewegungsrichtung (22) umfasst, und wobei eine Lenkübersetzung zwischen dem Lenkeinga beelement (12) und dem Lenkungsstellelement (14) derart angepasst wird, dass eine maximale Auslenkung des Lenkeingabeelements (12) in eine erste Lenkrichtung (24), bei welcher das Lenkungsstellelement (14) den ersten Endanschlag (16) erreicht, und eine maximale Auslenkung des Len keingabeelements (12) in eine zweite Lenkrichtung (26), bei welcher das Lenkungsstellelement (14) den zweiten Endanschlag (20) erreicht, zumin dest im Wesentlichen identisch sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpas sung der Lenkübersetzung in Abhängigkeit einer Auslenkung des Lenkein gabeelements (12) eine Soll-Position des Lenkungsstellelements (14) er mittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Er mittlung der Soll-Position des Lenkungsstellelements (14) wenigstens ein lenkrichtungsabhängiger Korrekturfaktor berücksichtigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrek turfaktor für die erste Lenkrichtung (24) einen festen ersten Wert und für die zweite Lenkrichtung (26) einen festen zweiten Wert aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor für die erste Lenkrichtung (24) einen ersten Wert aufweist, welcher aus einem Verhältnis zwischen einer maximalen Auslenkung des Lenkeingabeelements (12) in die erste Lenkrichtung (24) ohne Anpassung der Lenkübersetzung und der Hälfte einer Gesamtauslenkung des Lenkein gabeelements (12) in beide Lenkrichtungen (24, 26) ermittelt wird, und für die zweite Lenkrichtung (26) einen zweiten Wert aufweist, welcher aus ei nem Verhältnis zwischen einer maximalen Auslenkung des Lenkeingabe elements (12) in die zweite Lenkrichtung (26) ohne Anpassung der Lenk übersetzung und der Hälfte der Gesamtauslenkung des Lenkeingabeele ments (12) in beide Lenkrichtungen (24, 26) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Soll-Position des Lenkungsstellelements (14) wenigstens ein, insbesondere herstellungsbedingter und/oder fertigungsbe dingter, Versatz (28) zwischen einem Zentrum (30) des Lenkungsstellele ments (14) und einer Mittelstellung (32) berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Soll-Position des Lenkungsstellelements (14) wenigstens eine Stellerübersetzung des Lenksystems (10), insbesondere zwischen dem Lenkungsstellelement (14) und einem Lenkaktuator (34) zur Verstellung des Lenkungsstellelements (14), berücksichtigt wird.
8. Steuergerät (36) mit zumindest einer Recheneinheit (38) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
9. Lenksystem (10), insbesondere Steer-by-Wire-Lenksystem, mit wenigstens einem Lenkeingabeelement (12), mit wenigstens einem mit dem Lenkein gabeelement (12) wirkverbundenen Lenkungsstellelement (14), mit zumin dest einem ersten Endanschlag (16) zur mechanischen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungsstellelements (14) in eine erste Bewegungsrich tung (18), mit zumindest einem zweiten Endanschlag (20) zur mechani schen Begrenzung einer Bewegung des Lenkungsstellelements (14) in eine zweite Bewegungsrichtung (22) und mit einer Recheneinheit (38) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
10. Fahrzeug (40) mit einem Lenksystem (10) nach Anspruch 9.
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