DE102007002266A1

DE102007002266A1 - Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs während eines Fahrmanövers

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Publication number: DE102007002266A1
Application number: DE102007002266A
Authority: DE
Inventors: Uwe Bonne
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2008-07-17

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs während eines Fahrmanövers, bei dem zur Unterstützung der Steuerung die Lenkung wenigstens teilweise automatisch betätigt und dabei die Zuordnung bestimmter Lenkstellungen der Räder (1, 2) zu entsprechenden Stellungen des Lenkrades (3), von einer Standardzuordnung ausgehend, geändert wird, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass zum Wiederherstellen der Standardzuordnung auf die Lenkstellung der Räder (1, 2) in Abhängigkeit von der Abweichung von der Standardzuordnung eingewirkt wird. Damit kann die Lenkung vom Fahrer nach dem Fahrmanöver weiterhin intuitiv beherrscht werden.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Automobiltechnik und genauer auf dem Gebiet der Fahrassistenzsysteme, die bestimmte Aufgaben, die beim Führen eines Fahrzeugs auftreten, automatisiert oder teilautomatisiert übernehmen.
Unter den Fahrassistenzsystemen sind verschiedene bekannt, die bei bestimmten Fahrmanövern wie bei Spurwechsel, beim Einparken oder bei Überholmanövern unterstützen sowie auch Sicherheitssysteme, die das Abkommen eines Fahrzeugs von der Fahrbahn (Lane-Departure-Systeme) verhindern. Einige von diesen Systemen beschränken sich darauf, dem Fahrer Informationen über Fahrfehler beziehungsweise Hinweise auf ein optimiertes Verhalten zu geben. Andere Systeme greifen aktiv in das Fahrgeschehen ein, dadurch dass beispielsweise eine Bremse betätigt wird.
Aus dem Stand der Technik sind aber auch Systeme bekannt, die die Lenkung des Fahrzeugs aktiv übernehmen wie beispielsweise die DE 3840783 C1 , aus der eine automatische Einzelradlenkung hervorgeht, durch die beispielswei se auch eine Seitwärtsbewegung eines Fahrzeugs möglich wird.
Aus der DE 19817142 A1 ist ein Fahrassistent mit automatischer Betätigung von Radantrieben und Lenkung des Fahrzeugs bekannt, wobei ein Einparkvorgang automatisch durchgeführt und durch den Fahrer mittels einer Fernsteuerung durch Tastendruck initiiert werden kann.
Auch aus der DE 19947265 A1 ist eine selbsttätige Einzelradlenkung mittels eines Fahrassistenten bekannt, wodurch der Fahrer beim automatischen Einparken oder bei einem Spurwechsel unterstützt werden kann.
Aus der EP 0849144 A2 ist ein Assistent bekannt, der das Bremsen, Beschleunigen und Lenken eines Kraftfahrzeugs übernehmen kann und bei dem der Parkvorgang durch Drücken eines Schalters initiiert wird.
Aus der DE 10256770 A1 ist ein Verfahren zum automatischen Lenken eines Fahrzeugs während eines Rückwärtseinparkvorgangs bekannt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs bei dem während eines Fahrmanövers zur Unterstützung der Steuerung die Lenkung wenigstens teilweise automatisch betätigt und dabei die Zuordnung bestimmter Lenkstellungen der Räder zu entsprechenden Stellungen einer Lenkbetätigungseinrichtung von einer Standardzuordnung ausgehend geändert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Risiken zu minimieren, die durch eine Abweichung der von dem Assistenten eingestellten Lenkstellung der Räder von der Lenkstellung einer Lenkbetätigungseinrichtung ausgehen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dabei wird zunächst die Lenkstellung der Räder sowie die Lenkstellung der Lenkbetätigungseinrichtung ermittelt und eine Abweichung von der Standardzuordnung festgestellt.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zu Beginn eines Einparkvorgangs das Lenkrad als Lenkbetätigungseinrichtung in neutrale Stellung gebracht wird und danach entweder vom Fahrer festgehalten oder elektronisch blockiert wird. Während des folgenden Parkmanövers werden die Räder durch Lenkbetätigungsaktoren in ihrer Lenkstellung verändert, um einer vorausberechneten Einparktrajektorie zu folgen. Am Ende des Einparkvorganges kann daher die Lenkstellung der Räder unterschiedlich von der des Lenkrades sein. Gemäß der Erfindung wird nun derart auf die Räder eingewirkt, dass die Standardzuordnung wiederhergestellt wird.
Der Fahrer wird beim Wiederanfahren im Normalfall davon ausgehen, dass die Lenkstellung der Räder der Lenkstellung des Lenkrades entspricht. Aus diesem Grund sorgt die Erfindung dafür, dass dieser vom Fahrer vorausgesetzte Zustand in jedem Fall vor dem Wiederaufnehmen der Fahrt beziehungsweise der Fortsetzung der Fahrt nach dem automatisierten Manöver möglichst weitgehend hergestellt wird. Anderenfalls könnte eine falsche Auffassung des Fahrers zu einem Unfall führen.
Die Wiederherstellung der Standardzuordnung kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Lenkstellung der Räder festgehalten wird, bis dass die Lenkstellung der Lenkbetätigungseinrichtung mit der Lenkstellung der Räder übereinstimmt.
Hierzu kann entweder das Lenkrad/die Lenkbetätigungseinrichtung automatisch so weit betätigt werden, dass die Lenkradstellung der Lenkstellung der Räder entspricht oder dem Fahrer kann ein Signal übermittelt werden, dass er das Lenkrad entsprechend zu drehen hat.
Ist eine Übereinstimmung der Lenkstellung des Lenkrades und der Räder erreicht, so kann beispielsweise ein akustisches Signal gegeben werden oder haptisch eine Einrastbewegung übermittelt werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lenkstellung der Räder automatisch so weit geändert wird, dass sie mit der Lenkstellung der Lenkbetätigungseinrichtung übereinstimmt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass während der automatischen Änderung der Lenkstellung der Räder die Lenkbetätigungseinrichtung blockiert wird.
Es kann aber auch eine Strategie zur Wiederherstellung der Standardzuordnung nach dem Wiederanfahren vorgesehen sein, nämlich dass vorübergehend das Übersetzungsverhältnis zwischen der Lenkbetätigungseinrichtung und den Rädern derart geändert wird, dass bei einer Betätigung der Lenkbetätigungseinrichtung in dem Drehsinn, der bei stillstehenden Rädern zu einer Verringerung der Abweichung von der Standardzuordnung führen würde, ein geringeres Übersetzungsverhältnis eingestellt wird, als bei Betätigung der Lenkbetätigungseinrichtung in der Gegenrichtung.
Dies führt dazu, dass auch im normalen Lenkbetrieb, während die Lenkung in etwa so reagiert, wie der Fahrer dies erwartet, das heißt eine Rechtsdrehung des Lenkrades zieht eine Rechtsdrehung der Räder nach sich, eine Linksdrehung des Lenkrades eine Linksdrehung der Räder, dennoch die Abweichung von der Standardzuordnung nach und nach verringert wird, dadurch dass in der einen Richtung die Räder dem Lenkrad weniger schnell folgen als in der anderen Richtung, in dem Sinne, dass Lenkradstellung und die Lenkstellung der Räder nach und nach einander angeglichen werden. Dies geschieht dadurch, dass die Übersetzung beziehungsweise das Übersetzungsverhältnis der Lenkeinrichtung beispielsweise in Form eines Lenkgetriebes in der einen Betätigungsrichtung des Lenkrades/der Lenkbetätigungseinrichtung anders eingestellt wird als in der anderen Richtung.
Hierzu ergibt sich für den Fahrer ein annähernd normales Ansprechverhalten der Lenkung, das sich nach und nach weiter normalisiert bis dass die gewohnte Standardzuordnung wiederhergestellt ist. Das Fahrzeug ist auch direkt nach Beendigung des vom Assistenten unterstützten Fahrmanövers wieder einsatzbereit.
Dabei kann zur Erhöhung der Sicherheit und des Fahrkomforts zusätzlich vorgesehen sein, dass die gewählten Übersetzungsverhältnisse abhängig von der Fahrgeschwindigkeit sind. Grundsätzlich ist eine Anpassung des Übersetzungsverhältnisses bei der Lenkung an die Fahrgeschwindigkeit bekannt. In Zusammenhang mit einer dynamischen Anpassung der Übersetzungsverhältnisse je nach Betätigungsrichtung der Lenkung wird dies mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Neutralisierung der Lenkungseinstellung kombiniert.
Nach Beendigung des mit Hilfe des Assistenten durchgeführten Fahrmanövers, insbesondere eines Einparkmanövers, übernimmt im Normalfall der Fahrer wieder die volle Herrschaft über das Fahrzeug im manuellen Betrieb. Da durch dass entweder die Lenkradstellung noch gegenüber der Lenkstellung der Räder verschoben oder das Übersetzungsverhältnis der Lenkung ungewohnt oder asymmetrisch ist, würde ein erhöhtes Risiko entstehen, dass der Fahrer mit seinem Lenkverhalten nicht die beabsichtigte Lenkwirkung erzielt. Aus diesem Grunde kann es vorteilhaft sein, dass eine Abweichung von der Standardzuordnung der Stellung der Lenkbetätigungseinrichtung zu der Lenkstellung der Räder ausschließlich bei eingelegtem Rückwärtsgang ermöglicht wird.
Sobald der Rückwärtsgang verlassen und ein Vorwärtsgang eingelegt wird um das Fahrzeug im umgekehrten Richtungssinn zu bewegen, wird die Angleichung der Lenkung an den Normalzustand entweder vollzogen oder zumindest vorbereitet. Es kann auch verlangt werden, dass bereits vor dem Anfahren in Vorwärtsrichtung die Standardzuordnung zwingend wieder hergestellt wird.
Dabei ist nicht unbedingt notwendig, dass das Fahrmanöver, beispielsweise das Einparkmanöver, vollständig beendigt ist. Es kann auch der Fall eintreten, dass das Manöver abgebrochen wird, weil unvorhergesehene Ereignisse eintreten und dass daraufhin ein Neuansatz gemacht wird. Da zu diesem Zweck oft zunächst wieder vorwärts aus der Parklücke herausgefahren wird, ist es sinnvoll, für den Fahrer zunächst die gewohnten Fahrbedingungen, das heißt auch die Standardzuordnung der Lenkwinkel in der Lenkung und das Übersetzungsverhältnis herzustellen, um nicht ein Anstoßen an Hindernisse durch unvollkommene Beherrschung der Lenkung zu riskieren.
Die Erfindung bezieht sich außer auf das Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges auch auf ein hierfür eingerichtetes Kraftfahrzeug, das über unabhängige Stelleinrichtungen zum Lenkeinschlag der Räder und Kopplungs einrichtungen zum Koppeln und Entkoppeln der Räder einerseits mit der Lenkbetätigungseinrichtung andererseits aufweist. Hierdurch können die Räder unabhängig von der Lenkbetätigungseinrichtung gesteuert durch eine Steuerungseinrichtung betätigt werden. Zu diesem Zweck werden beispielsweise elektrische Stellmotoren zum Betätigen der Radlenkeinrichtungen verwendet. Auch zum Ein- und Auskoppeln der Räder in das Lenkgetriebe oder den Lenkübertragungsstrang können elektrische Stellglieder verwendet werden. Ebenso kann das Lenkrad vom Lenkgetriebe entkoppelt werden.
Um eine Abweichung in der Zuordnung der Lenkstellung der Räder von der Lenkstellung des Lenkrads feststellen zu können, bedarf es Sensoren, die die Lenkstellung der Räder einerseits und die Lenkstellung des Lenkrades andererseits erfassen. Zu diesem Zweck können entsprechende elektrische Sensoren vorgesehen sein. Diese sind beispielsweise als Weg- oder als Winkelaufnehmer ausgebildet.
Um dem Assistenten beispielsweise zu ermöglichen, eine Fahrtrajektorie für einen Einparkvorgang zu ermitteln, ist es notwendig, dass auch Sensoren zur Erfassung der Fahrumgebung vorgesehen werden. Diese können beispielsweise Ultraschallsensoren oder optische Sensoren oder auch Radarsensoren sein, die am hinteren Ende des Fahrzeugs und/oder an den übrigen Begrenzungen angeordnet sind. Es kann auch eine Kamera zur Erfassung von Bildern der Fahrumgebung vorgesehen sein, wobei die Bilder danach in einer Analyseeinrichtung zur Ermittlung der Abmaße einer Parklücke weiterverarbeitet werden können. Um die Position des Kraftfahrzeugs relativ zur Parklücke zu erkennen, sind auch Wegsensoren für das Fahrzeug geeignet, die beispielsweise die Rollbewegung der Räder aufnehmen. Letztlich ist eine Steuereinheit nötig, die mit Hilfe ei nes Mikroprozessors aus den ermittelten und gelieferten Daten Stellwerte für den Lenkwinkel in Abhängigkeit von der Position auf der Trajektorie ermittelt und die Stellgrößen an die Stelleinrichtungen sendet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.
Dabei zeigt:
1 eine schematische Ansicht eines Teils eines Fahrzeugs mit zwei lenkbaren Vorderrädern und einem Lenkrad von oben;
2 ein Fahrzeug schematisch von oben mit Sensoren und einer Steuereinheit;
3 eine Einparksituation schematisch von oben;
4, 5, 6 Diagramme, in denen jeweils Lenkwinkel der Räder und eines Lenkrades gegen die Zeit aufgetragen sind.
Die 1 zeigt schematisch von oben Teile eines Fahrzeugs, darunter die Räder 1, 2 sowie ein Lenkrad 3. Die Räder 1, 2 sind durchgezogen in einer Lenkstellung dargestellt, die von der Geradeausstellung (gestrichelt eingezeichnet) um einen Winkel φ differiert und zwar sowohl bei dem linken Vorderrad 1 als auch beim rechten Vorderrad 2.
Im Normalbetrieb werden die Räder 1, 2 über einen Lenkstrang mit einem Lenkrad 3, einer Lenkstange 4, einem Lenkgetriebe 5 und Querlenkern zur Einstellung eines Lenkwinkels betätigt. Dabei ist wegen einer festen Kopp lung zwischen dem Lenkrad 3 und entlang des Lenkstrangs bis zu den Rädern 1 und 2 jeder Lenkwinkel ϖ des Lenkrades 3 einem bestimmten Lenkwinkel φ der Räder 1, 2 zugeordnet. Diese Zuordnung vermittelt sich dem Fahrer bei der Betätigung des Lenkrades 3 als ein Lenkgefühl, durch das er intuitiv eine Vorstellung davon hat, wie weit er in jeder Fahrsituation das Lenkrad 3 einschlagen muss.
Wird das Lenkrad 3 wieder in Geradeausstellung gebracht, so dass ϖ gleich 0 wird, so ist sichergestellt, dass auch φ, das heißt der Lenkeinschlag der Räder 1, 2, gleich 0 ist.
Zusätzlich zu den bekannten Elementen sind auch Kopplungs- beziehungsweise Entkopplungselemente 6, 7, 8 vorgesehen, von denen das erste Kopplungselement 6 die Kopplung/Entkopplung des Lenkrades 3 vom Lenkgetriebe 5 ermöglicht, das zweite Kopplungselement 7 die Kopplung/Entkopplung des linken Vorderrades 1 vom Lenkgetriebe 5 und das dritte Kopplungselement 8 die Kopplung/Entkopplung des rechten Vorderrads 2 vom Lenkgetriebe 5.
Das Kopplungselement 6 hat außerdem die Eigenschaft, dass es das Lenkrad 3 blockieren kann.
Wenn die Räder 1, 2 vom Lenkgetriebe 5 mittels der Kopplungseinrichtungen 7, 8 entkoppelt sind, können sie mittels der Stelleinrichtungen 9, 10, die beispielsweise als elektrische Aktoren ausgestaltet sind, gelenkt werden.
In der 2 ist eine Steuereinheit 11 dargestellt, die zunächst Daten von den Abstandssensoren 12, 13 am hinteren Ende des Fahrzeugs, den Abstandssensoren 14, 15 am vorderen Ende des Fahrzeugs und von einer Kame ra 16 an der Seite des Fahrzeugs erhält und diese verarbeitet um ein Abbild der Fahrzeugumgebung zu erzeugen.
Dieses Bild ist beispielsweise in der 3 wiedergegeben und enthält die Informationen, wo das Fahrzeug 17 selbst beziehungsweise andere Fahrzeuge 18, 19 und die Fahrbahnbegrenzung 20 sowie eventuell andere Hindernisse sich im Bezug auf das Fahrzeug 17 befinden.
Die Steuereinheit 11 kann sodann aus den gegebenen Daten eine ideale Einparktrajektorie 21 berechnen, die dann ebenso in einer Abfolge von Lenkbewegungen, die während des Einparkvorgangs zu durchlaufen sind, umgerechnet werden kann.
Diese Lenkbewegungen sind unbedingt von den Rädern 1, 2 umzusetzen, wobei primär keine Rolle spielt, ob das Lenkrad 3 sich mitbewegt oder stillsteht, beispielsweise mittels der Kopplungseinrichtung 6 vom Lenkgetriebe 5 abgekoppelt und festgesetzt ist.
Deshalb kann zur Durchführung eines automatischen Parkvorgangs das Lenkrad stillgesetzt werden und die Räder 1, 2 können mittels der Kopplungseinrichtungen 7, 8 vom Lenkgetriebe 5 entkoppelt werden. Die Lenkbewegungen der Räder 1, 2 können von den Lenkstelleinrichtungen 9, 10 erzwungen werden, die von der Steuereinheit 11 gesteuert werden.
Auch die Entkopplung durch die Kopplungseinrichtungen 7, 8 wird durch die Steuereinheit 11 bewirkt. Die Steuereinheit kann zusätzlich auch auf den Antrieb des Fahrzeugs wirken, so dass dieses langsam rückwärts in die Parklücke hineinfährt. Jedoch kann diese Steuerung der Längsbewegung auch dem Fahrer überlassen bleiben.
Übernimmt die Steuereinheit 11 die Kontrolle aller Bewegungen des Fahrzeugs, so kann der Fahrer entweder im Fahrzeug verbleiben, ohne dass er etwas tun muss, oder er kann das Fahrzeug verlassen und den Parkvorgang mittels einer Fernbedienung initiieren. Es ist dann ein Notstopschalter in der Fernbedienung vorgesehen, dessen Betätigung den sofortigen Abbruch des Parkvorgangs bewirkt, für den Fall, dass plötzlich Hindernisse auftauchen oder Menschen oder Tiere in die Trajektorie des Fahrzeugs hineinlaufen. Die Fernbedienung kann auch so konfiguriert werden, dass der Parkvorgang nur so lange fortgesetzt wird, wie der Fahrer einen Einparkknopf gedrückt hält. Dies erhöht die Sicherheit, dass der Parkvorgang nur dann fortgesetzt wird, wenn dies tatsächlich gewollt ist.
Der geschilderte Einparkvorgang hat zur Folge, dass zumindest vorübergehend die Lenkwinkel φ der Räder 1, 2 vom standardmäßig zugeordneten Lenkwinkel ϖ des Lenkrades 3 differieren. Es kann während eines Einparkvorgangs, jedoch auch während eines anderen Fahrmanövers wie beispielsweise eines Überholmanövers oder eines Spurwechsels vorkommen, dass die Standardzuordnung der Lenkwinkel ϖ des Lenkrades 3 zu entsprechenden Lenkwinkeln φ der Räder 1, 2 aufgehoben ist. Dies bedeutet für eine neutrale Stellung des Lenkrades, die normalerweise der Geradeausfahrt entspricht, dass in dieser Stellung die Räder 1, 2 nicht in Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind. Beispielsweise kann das Lenkrad bei einem Einparkvorgang auch durch eine Ansteuereinrichtung automatisch blockiert werden, bis dass wieder die Standardzuordnung hergestellt ist. Das auslösende Signal für eine Blockierung des Lenkrades kann um Beispiel durch die Betätigung der automatischen Stelleinrichtungen für die Räder geliefert werden.
Um dies für die Wiederaufnahme der Fahrt nach dem Manöver zu vermeiden beziehungsweise die Standardzuord nung möglichst schnell wiederherzustellen, sieht das erfindungsgemäße Verfahren verschiedene Varianten vor, die in den 4, 5 und 6 dargestellt sind.
Die 4 zeigt auf der horizontalen x-Achse den Ablauf der Zeit t und auf der vertikalen y-Achse die Lenkwinkel φ und ϖ der Räder beziehungsweise des Lenkrades. Dabei ist der Einfachheit halber eine 1:1-Übersetzung vorausgesetzt, das heißt eine Drehung des Lenkrades 3 um einen Winkel von 10° soll auch eine Auslenkung der Räder um 10° bewirken, was in der Realität nicht der Fall sein wird, jedoch für die Übersichtlichkeit des erfinderischen Verfahrens das Verständnis erleichtert. Dabei ist in den 4, 5 und 6 jeweils der Lenkwinkel des Lenkrades gestrichelt gezeigt während der Lenkwinkel der Räder durchgezogen dargestellt ist.
In den Bereichen, in denen der Lenkwinkel ϖ des Lenkrades mit dem Lenkwinkel φ der Räder übereinstimmt, ist ausschließlich eine durchgezogene Linie dargestellt.
In der 4 ist dargestellt, dass das Fahrzeug zunächst von t = 0 bis t1 geradeaus fährt. Das Lenkrad sowie die Räder sind in Geradeausstellung. Vom Zeitpunkt t1 an wird der Lenker nach links eingeschlagen, so dass positive Lenkwinkel entstehen. Die Räder folgen entsprechend, so dass das Kraftfahrzeug eine Kurve fährt. Danach wird das Lenkrad auf den Winkel ϖ = 0 zur Zeit t2 zurückgestellt und fährt bis zur Zeit t3 wieder geradeaus (diesmal jedoch in eine andere Richtung). Zum Zeitpunkt t3 wird der Lenker nach rechts eingeschlagen, was zu negativen Lenkwinkeln φ, ϖ führt, die bis zur Zeit t4 durchgehalten werden. Von t4 bis t5 fährt das Fahrzeug wieder geradeaus. Zum Zeitpunkt t5 hält das Fahrzeug an und wird auf der rechten Seite in Rückwärtsfahrt in einer Parklücke abgestellt. Dazu wird das Lenkrad zunächst nicht bewegt und bleibt in neutraler Stellung, was durch die gestrichelte Linie 23 dargestellt ist. Die durchgezogene Linie 22 markiert hier nur die Lenkbewegung der Räder. Diese werden zunächst bis zum Zeitpunkt t6 eingeschlagen um danach bis zum Zeitpunkt t7 die schräge Einfahrt in die Parklücke zu ermöglichen. Danach werden die Räder durch die Lenkstelleinrichtungen 9, 10 in entgegengesetzter Richtung eingeschlagen, wobei beispielsweise der Fahrer unwillkürlich mitlenkt, weshalb die gestrichelte Linie 23 im Zeitbereich nach t7 der durchgezogenen Linie folgt. Danach werden die Räder zum Zeitpunkt t8 wieder in neutrale Stellung gebracht, wobei das Lenkrad jedoch in der eingeschlagenen Stellung verbleibt. Nun steht das Fahrzeug gerade in der Parklücke, jedoch ist die Zuordnung der Lenkerstellung 23 zu der Lenkstellung der Räder 22 von der Standardzuordnung abweichend.
In der 5 sind nun zwei Möglichkeiten dargestellt, wie die Standardzuordnung wieder hergestellt werden kann. Im linken Teil a der 5 ist beispielsweise dargestellt, dass über die Lenkstelleinrichtungen 9, 10 die Räder in eine Lenkstellung gebracht werden, die der des Lenkrades entspricht. Dies kann mit Unterstützung durch eine automatischen Bremsenansteuerung bei stehendem Fahrzeug geschehen, was jedoch nicht optimal ist, da dies einen erhöhten Abrieb der Räder verursacht. Es kann auch eine minimale Fortbewegung des Fahrzeugs vorgesehen sein um den Abrieb zu verringern. Bei anderen Fahrmanövern als Einparkmanövern kann dieser Vorgang auch je nach der Größe der Abweichung der Lenkwinkel bei fahrendem Fahrzeug geschehen.
In dem Figurteil b ist dargestellt, dass der Lenkwinkel 23 des Lenkrads auf den Lenkwinkel der Räder zurückgeführt wird, dadurch dass bei stehendem Fahrzeug das Lenkrad soweit gedreht wird, bis seine Lenkstellung im Winkel ϖ gleich dem Lenkwinkel φ der Räder entspricht. Dies kann entweder durch eine eigenständige Bewegung des Lenkrades 3, gesteuert durch die Steuereinheit 11, oder durch den Fahrer geschehen, der hierauf durch eine Anzeigeeinheit hingewiesen werden kann.
Sobald die Stellung des Lenkrades in der Standardzuordnung mit der Stellung der Räder wieder übereinstimmt, kann entweder ein Einrasten erfolgen oder ein akustisches oder optisches Signal gegeben werden.
In dem Figurteil a der 6 ist eine Lösung dargestellt, bei der sowohl die Räder als auch das Lenkrad eine Lenkbewegung aufeinander zu machen, bis dass sie im Lenkwinkel übereinstimmen. Dies hat den Vorteil, dass zumindest die Räder keinen allzu großen Lenkwinkel zurücklegen müssen um die Abweichung zu beseitigen und dass dadurch eventuelle Lenkbewegungen oder Abrieb der Räder auf der Fahrbahn minimiert werden.
Im rechten Figurteil b der 6 ist eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei der zunächst die Differenz 24 der Lenkwinkel erhalten bleibt, bis dass die nächste Lenkbewegung erfolgt. Zum Zeitpunkt t9 erfolgt eine Bewegung des Lenkrades, mit der Folge, dass das Lenkrad weiter nach links eingeschlagen wird, der Lenkwinkel ϖ des Lenkrades sich somit erhöht. Die Übersetzung des Lenkgetriebes 5 wird von der Steuereinheit 11 so angesteuert, dass sie bei dieser Lenkbewegung groß ist, so dass die Zunahme des Lenkwinkels φ der Räder bei dieser Lenkbewegung sehr groß ist und sich damit die Differenz der Lenkwinkel bis zum Zeitpunkt t10 verringert.
Nach dem Zeitpunkt t10 wird das Lenkrad im Zuge der Fortbewegung des Fahrzeugs wieder nach rechts gedreht, somit der Lenkwinkel ϖ des Lenkrades verringert.
Das Lenkgetriebe 5 wird nun von der Steuereinheit so angesteuert, dass das Übersetzungsverhältnis kleiner ist als bei der gegensinnigen Lenkbewegung, so dass die Räder dem Lenkrad bis zum Zeitpunkt t11 nur sehr viel langsamer folgen als bei der gegensinnigen Lenkbewegung.
Nach dem Zeitpunkt t11 wird das Lenkrad wieder nach links bewegt zu größeren Lenkwinkeln ϖ hin und das Übersetzungsverhältnis des Lenkgetriebes wird wieder vergrößert, so dass die Räder wieder schneller folgen und sich im Lenkwinkel φ an den Winkel annähern, der der Standardzuordnung zwischen dem Lenkwinkel des Lenkrads und Lenkwinkel der Räder entspricht.
Auf diese Weise wird erreicht, dass der Fahrer das Lenkrad während der Fahrt in beide Richtungen betätigen kann und jeweils auch eine Lenkantwort der Räder in die richtige Richtung erfolgt, dass jedoch gleichzeitig die Abweichung der Lenkwinkel ϖ, φ von der Standardzuordnung immer geringer wird. Damit wird, ohne den Fahrer zu verwirren, der Normalzustand der Standardzuordnung wiederhergestellt und währenddessen sichergestellt, dass der Fahrer auf jede Verkehrssituation mit einer Lenkbewegung reagieren kann.
Während der Wiederherstellung der Standardzuordnung kann mittels einer Bremsensteuerung auf die Bremsen des Kraftfahrzeugs eingewirkt werden, um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu begrenzen und so Risiken, die durch die vom Normalzustand abweichende Lenkantwort auf die Betätigung des Lenkrades entstehen könnten, zu minimieren. Bei einer selbsttätigen Rückstellung der Räder kann durch eine derartige Bremsensteuerung die Fortbewegung des Fahrzeugs auch vollständig blockiert werden.
Die Erfindung ermöglicht somit mit geringstem Risiko die Wiederherstellung eines Normalzustandes der Lenkung nach einem Fahrmanöver, das eine eigenständige Betätigung zur Lenkung der Räder ermöglicht.

1, 2: Räder
3: Lenkrad
4: Lenkstange
5: Lenkgetriebe
6, 7, 8: Kopplungs- bzw. Entkopplungselemente
9, 10: Stelleinrichtungen
11: Steuereinheit
12, 13, 14, 15: Abstandssensoren
16: Kamera
17: Fahrzeug
18, 19: Andere Fahrzeuge
20: Fahrbahnbegrenzung
21: Einparktrajektorie
22: Lenkbewegung der Räder
23: neutrale Stellung des Lenkrades
24: Differenz der Lenkwinkel
25: Sensor
26: Sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3840783 C1 [0003]
- DE 19817142 A1 [0004]
- DE 19947265 A1 [0005]
- EP 0849144 A2 [0006]
- DE 10256770 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs bei dem während eines Fahrmanövers zur Unterstützung der Steuerung die Lenkung wenigstens teilweise automatisch betätigt und dabei die Zuordnung bestimmter Lenkstellungen der Räder (1, 2) zu entsprechenden Stellungen einer Lenkbetätigungseinrichtung (3) von einer Standardzuordnung ausgehend geändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass danach zum Wiederherstellen der Standardzuordnung bestimmter Stellungen der Räder (1, 2) zu entsprechenden Stellungen der Lenkbetätigungseinrichtung (3) auf die Lenkstellung der Räder in Abhängigkeit von der Abweichung von der Standardzuordnung eingewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkstellung der Räder (1, 2) festgehalten wird, bis dass die Lenkstellung der Lenkbetätigungseinrichtung (3) mit der Lenkstellung der Räder (1, 2) übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkbetätigungseinrichtung (3) automatisch betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer ein Signal übermittelt wird, dass die Lenkbetätigungseinrichtung (3) zu betätigen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkstellung der Räder (1, 2) automatisch so weit geändert wird, dass sie mit der Lenkstellung der Lenkbetätigungseinrichtung (3) übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der automatischen Änderung der Lenkstellung der Räder (1, 2) die Lenkbetätigungseinrichtung (3) blockiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorübergehend das Übersetzungsverhältnis zwischen der Lenkbetätigungseinrichtung und den Rädern (1, 2) derart geändert wird, dass bei einer Betätigung der Lenkbetätigungseinrichtung (3) in dem Drehsinn, der bei stillstehenden Rädern zu einer Verringerung der Abweichung von der Standardzuordnung führen würde, ein geringeres Übersetzungsverhältnis eingestellt wird, als bei Betätigung der Lenkbetätigungseinrichtung in der Gegenrichtung.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gewählten Übersetzungsverhältnisse abhängig von der Fahrgeschwindigkeit sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass während des Wiederherstellens der Standardzuordnung mittels einer Bremsensteuerung auf die Bremsen des Kraftfahrzeugs eingewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung von der Standardzuordnung der Stellung der Lenkbetätigungseinrichtung (3) zu der Lenkstellung der Räder (1, 2) ausschließlich bei eingelegtem Rückwärtsgang ermöglicht wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anfahren in Vorwärtsrichtung die Standardzuordnung zwingend wieder hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem erzwungenen Abbruch eines Rückwärtsfahrmanövers zwingend die Standardzuordnung wieder hergestellt wird.
Kraftfahrzeug, das für ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder einem der folgenden eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängige Stelleinrichtungen zum Lenkeinschlag der Räder (1, 2) und Kopplungseinrichtungen (6, 7, 8) zum Einkoppeln und Entkoppeln der Räder einerseits und der Lenkbetätigungseinrichtung (3) andererseits vorgesehen sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuerungseinrichtung für die Lenkbetätigungseinrichtung (3) zu deren Blockierung während der Betätigung der Stelleinrichtungen zum Lenkeinschlag der Räder (1, 2) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zuordnung der Lenkstellungen der Räder (1, 2) zu bestimmten Lenkstellungen der Lenkbetätigungseinrichtung (3) ein Lenkgetriebe (5) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkbetätigungseinrichtung (3) durch ein Lenkrad gebildet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (25, 26) zur Überwachung der Stellung der Lenkbetätigungseinrichtung und der Lenkstellung der Räder (1, 2) vorgesehen sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, die ein automatisch durchzuführendes Fahrmanöver startet und die dauernd betätigt werden muss, so lange das Fahrmanöver nicht beendet wird, wobei die Beendigung der Betätigung zum sofortigen Abbruch des Fahrmanövers und zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs zum Stillstand führt.