DE102012022900A1

DE102012022900A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Software-Endanschlags

Info

Publication number: DE102012022900A1
Application number: DE201210022900
Authority: DE
Inventors: Mathias Schaper; Alexander Rodin
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-05-28

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Software-Endanschlags eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs, wobei eine Lenkungsvorrichtung (1) ein Überlenken des Software-Endanschlags bei Erfüllen von vorgegebenen Fahrbedingungen ermöglicht, ein Wert einer erfolgten Überlenkung des Software-Endanschlags mittels einer Lenkwinkelsensorik (10) erfasst wird, eine neue Position des Software-Endanschlags auf Basis der erfassten Wertes durch Prozessormittel (9) bestimmt wird und der Software-Endanschlag auf die neue Position durch Steuerungsmittel (8) eingestellt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen eines Software-Endanschlags eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug, welches die Vorrichtung und ein Lenksystem umfasst.
Übliche Lenkungsvorrichtungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, weisen einen fest vorgegeben Lenkanschlag auf. Ein solcher Lenkanschlag ist erforderlich, da ein maximal zulässiger Lenkwinkel oder Einschlagwinkel für die lenkbaren Räder vorgegeben werden muss, bis zu welchem sicher eine Freigängigkeit gewährleistet ist. Über diesen maximal zulässigen Lenkwinkel hinausgehende Einschlagwinkel könnten nämlich dazu führen, dass Bauteile miteinander kollidieren, was zu Beschädigungen führen könnte. Bei Lenkungsvorrichtungen, insbesondere elektromechanischen Lenkungen, hierfür vor mechanischen Anschlägen, d. h. Punkten, bei welchen ein Weiterlenken z. B. aufgrund von Kollision von mechanischen Bauteilen ein Gegenmoment entgegen eines von einem Fahrer aufgebrachten Lenkmomentes aufgebracht. Dadurch wird ein sogenannter Software-Endanschlag implementiert, welcher dazu verwendet werden kann, die mechanischen Endanschläge vor Beschädigungen zu schützen. Ein maximaler mechanischer Hub der Lenkung wird dabei durch die Software-Endanschläge geringfügig eingeschränkt. Die optimale Position der Software-Endanschläge der Lenkung ist dabei abhängig von Eigenschaften der Lenkung und somit muss diese vermessen werden, um die Software-Endanschläge zu bestimmen bzw. anzulernen. Dieser Anlernvorgang findet üblicherweise bei der Produktion statt und ist mit Kosten und entsprechenden Fertigungszeiten verbunden.
Aus DE 102 21 721 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Lenksystem bekannt, welches eine elektronische Steuerkomponente umfasst, wobei diese dafür sorgt, dass am lenkbaren Rad ein maximaler Einschlagwinkel nicht überschritten wird. Gibt der Fahrer einen größeren Lenkwinkel als den maximalen Einschlagwinkel vor, so wird dieser nicht vollständig umgesetzt, sondern nur bis zum sogenannten Anschlag-Lenkwinkel realisiert. In der elektronischen Steuerungskomponente wird in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ein maximal möglicher Lenkwinkel ermittelt.
Aus DE 10 2009 000 246 A1 ist bekannt, dass ein sogenannter Indexsensor, welcher ein Sensor zum Erfassen einer Geradeausfahrt ist, automatisch kalibriert werden kann, ohne dass ein vorheriger Anlernvorgang nötig wäre.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches automatisches Verfahren zum Einstellen eines Software-Endanschlags eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs und ein entsprechendes Lenksystem bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Einstellen eines Software-Endanschlags eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs gemäß Anspruch 1 und ein Lenksystem gemäß Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen eines Software-Endanschlags eines Lenksystems, insbesondere ein Servolenksystem, eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs bereitgestellt. Zunächst wird ermöglicht, dass der Software-Endanschlag überlenkbar ist, wenn vorgegebene Fahrbedingungen erfüllt sind, wobei Überlenkbarkeit beispielsweise bedeutet, dass der Fahrer über den Software-Endanschlag hinaus lenken kann. Weiter umfasst das Verfahren ein Erfassen eines Wertes einer erfolgten Überlenkung des Software-Endanschlags und Bestimmen einer neuen Position des Software-Endanschlags auf Basis des erfassten Wertes und ein Einstellen des Software-Endanschlags auf die neue Position. Hierdurch kann ein Einstellen des Software-Endanschlags während des Fahrbetriebs erfolgen, was gegenüber einer werkseitigen Einstellung Kosten und Zeit spart.
Bei den vorgegebenen Fahrbedingungen kann es sich um eine Fahrzeuggeschwindigkeit, welche kleiner oder gleich einer vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit ist, wobei die Maximalgeschwindigkeit kleiner oder gleich 20 km/h sein kann, bevorzugterweise kleiner oder gleich 15 km/h, und/oder um eine Winkelgeschwindigkeit, welche kleiner oder gleich einer vorgegebenen Maximalwinkelgeschwindigkeit ist, handeln. Dabei kann die Maximalwinkelgeschwindigkeit kleiner oder gleich 120°/sec sein, bevorzugterweise kleiner oder gleich 100°/sec. Somit werden die vorgegebenen Fahrbedingungen so festgelegt, dass eine Beschädigung mechanischer Bauteile bei Erreichen des mechanischen Endschlags vermieden wird.
Bei Nichterfüllen der vorgegebenen Fahrbedingungen kann bei Erreichen des Software-Endanschlags ein Gegenmoment eingeleitet werden, d. h. in diesem Fall arbeiten die Software-Endanschläge normal.
Der Software-Endanschlag kann einen linken und einen rechten Software-Endanschlag umfassen.
Weiter kann das Verfahren ein Bereitstellen einer Initialposition des Software-Endanschlags umfassen, wobei die Initialposition eine Position ist, auf welcher sich der Software-Endanschlag bei Einbau des Lenksystems befindet.
Weiter stellt die vorliegende Erfindung ein Lenksystem bereit, welche eine Lenkungsvorrichtung umfasst, welche derart ausgestaltet ist, dass sie bei vorgegebenen Fahrbedingungen überlenkbar ist. Die Vorrichtung umfasst weiter mindestens eine Lenkwinkelsensorik zum Erfassen eines Wertes einer erfolgten Überlenkung und Steuermittel zum Bestimmen einer neuen Position des Software-Endanschlags auf Basis des durch die Lenkwinkelsensorik erfassten Wertes und zum Einstellen des Software-Endanschlags auf die neue Position.
Die oben beschriebenen Verfahren können in einem derartigen Lenksystem implementiert sein.
Weiter stellt die vorliegende Erfindung ein mit einem derartigen Lenksystem ausgestaltetes Fahrzeug bereit.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail beschrieben.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Lenkungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Schaubild einer Position eines Endanschlages bei geradeausgerichteten Reifen eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erstellen eines Software-Endanschlags eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs.
1 zeigt ein Fahrzeug 20 mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem 1, insbesondere einer elektromechanischen Servolenkung, mit einer Lenkungsvorrichtung umfassend ein als Lenkrad ausgebildetes Lenkmittel 2. Das Lenkmittel 2 ist über ein Lenkstange 3 mit einem Lenkgetriebe 4 verbunden, welches eine rotatorische Bewegung des Lenkmittels 2 in eine translatorische Bewegung umwandelt, welche über ein Gestänge 5, beispielsweise eine Zahnstange, an vordere Fahrzeugräder 6 zur Verstellung des Fahrzeugradeinschlags übertragen wird. Auf das Lenkgetriebe 4 wirkt zusätzlich zur Unterstützung der Lenkbewegung des Fahrers ein Servomotor 7 ein. Dieser wird von Steuerungsmitteln 8, in Abhängigkeit verschiedener Eingangsgrößen, die mittels Sensormitteln 10, insbesondere einer Lenkwinkelsensorik, gemessen werden, angesteuert bzw. geregelt, wobei die Steuerungsmittel 8 hierzu über eine geeignete Recheneinrichtung 9, z. B. einen entsprechend programmierten Mikroprozessor, verfügen kann. Die Steuermittel 8 können beispielsweise separate Steuermittel zur Steuerung der hier beschriebenen Funktionen oder für verschiedene Funktionen verwendete Steuermittel sein.
In 2 ist eine Position eines Endanschlages bei geradeausgerichteten Reifen, d. h. bei einem Lenkwinkel von 0°, für die Lenkungsvorrichtung 1 der 1 gezeigt. Nach Fertigung eines Lenksystems wird in der Lenkungsvorrichtung 1, z. B. in einem Speicher der Steuerungsmittel 8, eine Initialposition 13 hinterlegt, wobei diese Initialposition 13 eine Position ist, auf welcher sich bei Einbau des Lenksystems, beispielsweise ein elektromechanisches Servolenkungssystem, linke und rechte Software-Endanschläge befinden, wobei die Initialposition beispielsweise einen Abstand vom jeweiligen mechanischen Endanschlag angeben kann. Bei elektromechanischen Lenksystemen wird wie Eingangs erörtert kurz vor mechanischen Endanschlägen ein Gegenmoment entgegen des von einem Fahrer aufgebrachten Lenkmoments aufgebracht. Erreicht der Lenkwinkel diesen Software-Endanschlag, wird also ein Gegenmoment erzeugt, welches beispielsweise zum Schutz der mechanischen Endanschläge dient. Die Initialposition 13 liegt vor einer Position des mechanischen Endanschlags 12.
Während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs ist der Software-Endanschlag bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von Fahrbedingungen überlenkbar. Überlenkbarkeit bedeutet, dass der Fahrer über den Software-Endanschlag hinaus lenken kann. Beispielsweise kann hierzu die Lenkung im Bereich der mechanischen Endanschläge keine Unterstützungskraft durch den Lenkungsmotor, insbesondere des Servomotors, aufweisen, und der Fahrer des Fahrzeugs somit ohne Unterstützung des Lenkungsmotors lenken, wobei jedoch auch kein Gegenmoment bei Erreichen des Software-Endanschlags aufgebracht wird. Die Fahrbedingungen umfassen zum einen eine Fahrzeuggeschwindigkeit und zum anderen eine Winkelgeschwindigkeit.
Bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unterhalb oder gleich einer vorgegebene Maximalgeschwindigkeit, vorzugsweise bei Maximalgeschwindigkeiten von 20 km/h, insbesondere bei Maximalgeschwindigkeiten von 15 km/h, müssen die Software-Endanschläge nicht mehr genutzt werden, da bei diesen Geschwindigkeiten Gegenkräfte eines Fahrzeugreifens und eines Fahrwerks des Fahrzeugs deutlich spürbar sind und somit dem Handmoment des Fahrers des Fahrzeugs entgegenwirken. Bei Winkelgeschwindigkeiten der Lenkung unterhalb oder gleich einer vorgegebenen Maximalwinkelgeschwindigkeit, vorzugsweise bei Maximalgeschwindigkeiten von 120°/sec, insbesondere bei Maximalgeschwindigkeiten von 100°/sec, werden bei Erreichen der mechanischen Endanschläge diese nicht beschädigt. Somit können wie oben bereits erwähnt unterhalb der Maximalgeschwindigkeit und der Maximalwinkelgeschwindigkeit die Software-Endanschläge überlenkbar sein, wobei dies dem Fahrer des Fahrzeugs ermöglicht, bis zum mechanischen Endanschlag 12 zu lenken. Bei einer erfolgten Überlenkung des Software-Endanschlags wird mittels Sensormitteln, insbesondere einer Lenkwinkelsensorik, ein Wert erfasst, welcher angibt, wie weit der Fahrer des Fahrzeugs den Software-Endanschlag überlenkt hat. Auf Basis des erfassten Werts wird eine neue Position des Software-Endanschlags 14, welche zwischen dem mechanischen Endanschlag 12 und der Initialposition 13 liegt, bestimmt, wobei die neue Position beispielsweise dem erfassten Wert entsprechen kann.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erstellen eines Software-Endanschlags eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs. Zunächst wird in Schritt 15 bei Erfüllen der vorgegebenen Fahrbedingungen eine Überlenkung eines Software-Endanschlags ermöglicht. Ein Wert einer erfolgten Überlenkung des Software-Endanschlags wird in Schritt 16 erfasst, und daraufhin wird in Schritt 17 eine neue Position des Software-Endanschlags auf Basis des erfassen Wertes bestimmt. In Schritt 18 wird der Software-Endanschlag auf die neue Position eingestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10221721 A1 [0003]
DE 102009000246 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Einstellen eines Software-Endanschlags eines Lenksystems (1) eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs, umfassend die Schritte: – Ermöglichen (15) eines Überlenkens der Software-Endanschlags, wenn vorgegebene Fahrbedingungen erfüllt sind, – Erfassen (16) eines Wertes einer erfolgten Überlenkung des Software-Endanschlags, – Bestimmen (17) einer neuen Position des Software-Endanschlags auf Basis des erfassten Wertes, und – Einstellen (18) des Software-Endanschlags auf die neue Position
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend Bereitstellen einer Initialposition (13) des Software-Endanschlags.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialposition (13) eine Position ist, auf welcher sich der Software-Endanschlag bei Einbau des Lenksystems befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialposition (13) vor einer Position eines mechanischen Endanschlags (12) liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbedingungen ein Vorliegen einer Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner einer vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbedingungen ein Vorliegen einer Winkelgeschwindigkeit kleiner einer vorgegebenen Maximalwinkelgeschwindigkeit umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichterfüllen der Fahrbedingungen ein Gegenmoment bei Erreichen des Software-Endanschlags eingeleitet wird.
Lenksystem (1), umfassend – eine Lenkungsvorrichtung, welche derart ausgestaltet ist, dass ein Software-Endanschlag bei vorgegebenen Fahrbedingungen überlenkbar ist, – Sensormittel (10) zum Erfassen eines Wertes einer erfolgten Überlenkung, – Steuerungsmittel (8) zum Bestimmen einer neuen Position des Software-Endanschlags auf Basis des durch die Lenkwinkelsensorik (10) erfassten Wertes, und zum Einstellen des Software-Endanschlags auf die neue Position.
Lenksystem (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–7 eingesetzt ist.
Fahrzeug (20) mit einem Lenksystem (1) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9.