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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung eines Fahrmanövers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, welches ein Lenksystem mit einem Lenkelement und einem Lenkgetriebeaktuator aufweist, zur Änderung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Verfahrens am Lenksystem von Fahrzeugen, insbesondere an Steer-By-Wire-Lenksystemen.
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Stand der Technik
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DE 10 2021 203 404 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug umfasst ein Steer-By-Wire-Lenksystem mit einer Lenkhandhabe und mit zumindest einem Lenkgetriebeaktuator zur Änderung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs. In einem manuellen Fahrbetriebszustand wird zumindest anhand einer Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe und einer Fahrzeuggeschwindigkeit ein Manövriervorgang erkannt und zumindest anhand der Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe unter einer Umgebungsbedingung eine mit einem Fahrerwunsch korrelierte Soll-Fahrzeugtrajektorie für den Manövriervorgang ermittelt oder prognostiziert. Eine tatsächliche Fahrzeugtrajektorie wird während des insbesondere manuellen Manövriervorgangs fortlaufend mit der Fahrzeugtrajektorie verglichen. Die tatsächliche Fahrzeugtrajektorie wird bei einer Abweichung von der Soll-Fahrzeugtrajektorie mittels einer Manövrierassistenzfunktion und durch einen unterstützenden Eingriff der Manövrierassistenzfunktion in einer Querführung des Fahrzeugs korrigiert.
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Gängige Einparkassistenten führen nach Aktivierung den Einparkvorgang automatisch aus. Je nach Ausführung muss vom Fahrer noch das Fahr- beziehungsweise das Bremspedal betätigt werden. Bei einem Lenkeingriff wird die Assistenzfunktion in der Regel abgebrochen, so dass der Parkvorgang neu zu starten ist. Viele Fahrer nutzen vorhandene Parkassistenten in Fahrzeugen nur begrenzt. Die Gründe dafür liegen in einem umständlichen Vorbereiten, da der Einparkassistent aktiviert werden muss, eine Parklücke gemäß Vorgabe anzufahren ist und der Assistent während des Einparkens zu überwachen ist. Der Fahrer hat häufig das Gefühl, selbst schneller einparken zu können. Es besteht eine latente Unzufriedenheit mit nicht korrekt erkannten Parklücken. Ferner kommt hinzu, dass der Fahrer oftmals selbst Spaß am Fahren hat und hinsichtlich des Einparkens in Parklücken häufig ein höheres Vertrauen in die eigenen Fahrkünste hat. Des Weiteren kommt es bei abgebrochenen assistierten Parkvorgängen oftmals zu Frustrationen, die wiederum zu einer Unzufriedenheit mit der Leistung des Einparkassistenten einhergehen.
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Der aus der
DE 10 2021 203 404 A1 bekannte Einparkassistent berechnet eine Solltrajektorie für den Manövriervorgang des Fahrzeugs und unterstützt den Fahrer, indem beim manuellen Parkvorgang automatische Korrekturen in Richtung der Solltrajektorie vorgenommen werden. Die Assistenz ist gemäß dieser Lösung lediglich in Steer-By-Wire-Systemen umsetzbar beziehungsweise bei solchen Fahrzeugen, die ein Überlagerungslenkgetriebe aufweisen. Des Weiteren besteht bei dieser Lösung die Möglichkeit, den Fahrerwunsch fehlzuinterpretieren. Auch bei korrekt erkanntem Fahrerwunsch fühlt sich ein Fahrer bei dem bekannten Verfahren möglicherweise dadurch gestört, dass für ihn erkennbar wird, dass sich das Fahrzeug anders verhält als bei gegebenem Lenkradwinkel. Zwischen einem Lenkradwinkel und dem Lenkgetriebe kann durch den Assistenten ein Versatz entstehen, welcher auszugleichen ist, wodurch die technische Umsetzung erschwert wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Durchführung eines Fahrmanövers eines Fahrzeugs vorgeschlagen, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, welches ein Lenksystem mit einem Lenkelement und einem Lenkgetriebeaktuator aufweist, zur Änderung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs, mit nachfolgenden Verfahrensschritten:
- a) Im manuellen Fahrbetrieb wird anhand einer Lenkvorgabe des Fahrers am Lenkelement und anhand einer Fahrzeuggeschwindigkeit ein Manövriervorgang erkannt,
- b) für den erkannten Manövriervorgang wird anhand der Lenkvorgabe eine Solltrajektorie des Fahrzeugs ermittelt,
- c) es erfolgt eine Beeinflussung eines dem Lenkelement anliegenden Lenkprofils derart, dass für die Umsetzung der gemäß Verfahrensschritt b) ermittelten Solltrajektorie des Fahrzeugs ein geringeres Handmoment erforderlich wird, oder
- d) es erfolgt eine Modifikation der Lenkübersetzung derart, dass während des Fahrmanövers eine direktere Lenkübersetzung vorliegt.
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Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann ein flüssigeres Absolvieren eines Parkvorgangs erreicht werden im Vergleich zu einem expliziten Übergang zu einem automatischen Einparkassistenten oder dergleichen. Dadurch kann die Akzeptanz von Einparkhilfen gesteigert werden, insbesondere bei denjenigen Personen, die gegenüber Assistenzfunktionen eine eher ablehnende Haltung einnehmen.
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In vorteilhafter Weise ist beim erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Erkennung gemäß Verfahrensschritt a) mittels eines Steuergeräts erfolgt, welches gegebenenfalls eine Bestätigung an den Fahrer übermittelt.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Erkennung gemäß Verfahrensschritt a)
- - mehrstufig
- - und/oder Kl-gestützt
- - und/oder beginnend ab einer Geschwindigkeitsgrenze
- - und/oder abhängig von der Fahrtrichtung oder einem Fahrtrichtungswechsel
- - und/oder bei gesetztem Fahrtrichtungsanzeiger und/oder
- - abhängig vom Lenkwinkel oder einem Handmoment oder von Kamera und Sensoren
erfolgt.
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In vorteilhafter Weise zeichnet sich das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren dadurch aus, dass gemäß Verfahrensschritt c) eine Beeinflussung des Lenkprofils derart vorgenommen wird, dass eine Erhöhung der Lenkunterstützung in die Richtung erfolgt, welche der Solltrajektorie entspricht.
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In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird das Lenkprofil temporär asymmetrisch ausgestaltet. In vorteilhafter Weise werden demnach Lenkbewegungen in die der Sollparktrajektorie entsprechende Richtung stärker unterstützt als Lenkbewegungen entgegen dieser Richtung. Im Normalfall werden beide Lenkrichtungen bei einer gegebenen Geschwindigkeit gleichberechtigt, d. h. symmetrisch unterstützt. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird das geschwindigkeitsabhängige Lenkprofil demnach um eine lenkrichtungsabhängige Komponente ergänzt.
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In vorteilhafter Weiterentwicklung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird eine Verschiebung eines Referenzpunkts für eine Mittelzentrierung des Lenkelements sowie eine Verschiebung eines aktiven Rücklaufs des Lenkelements auf oder in die Richtung der Solltrajektorie bei gleichzeitiger Änderung der Stärke des aktiven Rücklaufs vorgenommen.
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In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens ist vorgesehen, dass gemäß Verfahrensschritt d) die Lenkübersetzung durch eine Erhöhung eines Stellweges eines Zahnstangenaktuators bei gegebenem Lenkeinschlag erhöht wird. Der Zahnstangenaktuator kann gemeinsam mit dem Lenkradaktuator und gemeinsam mit Software-Apps ein Steer-by-Wire Lenksystem bilden. Der Zahnstangenaktuator empfängt ein digital übertragenes Lenksignal und stellt die entsprechende Radposition präzise ein.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren ist darüber hinaus vorgesehen, dass die Lenkübersetzung asymmetrisch in Richtung der Solltrajektorie direkter eingestellt wird. Dadurch kann der Fahrer haptisch in Richtung der Solltrajektorie geführt werden.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren ist des Weiteren vorgesehen, dass zur Anzeige eines erforderlichen Rangierzugs oder zur Anzeige eines Neubeginns des Manövriervorgangs ein Signal optisch, akustisch oder haptisch an den Fahrer des Fahrzeugs übermittelt wird.
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In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird eine vom Fahrer des Fahrzeugs aktiv durchfahrene Trajektorie unter Berücksichtigung eines angepassten Lenkprofils durchfahren.
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In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird eine justierbare Gewichtung zwischen einer Fahrervorgabe und einem Algorithmus zur Auslegung der Solltrajektorie vorgenommen, um eine Intensität der Unterstützung anzupassen.
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Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Verfahrens an Lenksystemen von Fahrzeugen, insbesondere an Steer-by-Wire-Lenksystemen eines Fahrzeugs.
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Vorteile der Erfindung
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird ein Verfahren bereitgestellt, welches eine Erkennung eines Manövriervorgangs eines Fahrzeugs, insbesondere eines Einparkvorgangs durchführt. Es kann eine Bestätigung an den Fahrer ausgegeben werden, dass tatsächlich assistiert eingeparkt werden soll. Um Rechenleistung einzusparen, kann die Erkennung mehrstufig durchgeführt werden und beginnt beispielsweise erst ab Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeitsgrenze. Die Erkennung kann Kl-unterstützt erfolgen und anhand nachfolgender Kriterien durchgeführt werden: anhand eines Fahrtrichtungswechsels, anhand eines gesetzten Fahrtrichtungsanzeigers, anhand des Lenkwinkels und des Handmoments. Als weitere Kriterien sind die Kamera oder andere Sensorik am Fahrzeug, so zum Beispiel die Erkennung der wahrscheinlich angestrebten Parklücke zu zählen. Des Weiteren kann eine Auswertung der Fahrzeugposition auf der Fahrbahn erfolgen, wodurch eine Vermeidung fälschlicher Aktivierung beziehungsweise Anpassung der im Nachfolgeschritt berechneten Trajektorien erreicht werden kann, was zum Beispiel bei Wende- statt bei Parkmanövern nützlich ist.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich die Beeinflussung des Lenkprofils erreichen, derart, dass für die Umsetzung der ermittelten Soll-Trajektorie ein geringeres Handmoment am Lenkelement benötigt wird, verglichen mit einem regulär vorliegenden, am Lenkelement wirksamen Lenkprofil.
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Des Weiteren besteht alternativ die Möglichkeit, die Lenkübersetzung derart zu modifizieren, dass während des Manövers, insbesondere während eines Parkvorgangs eine direktere Übersetzung an der Lenkung vorliegt. Weiterhin kann beispielsweise eine Lenkübersetzung asymmetrisch in Richtung der Soll-Trajektorie direkter ausgestaltet werden.
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Die persönliche Fahrweise des Fahrers bei Fahrmanövern, insbesondere beim Einparken kann berücksichtigt werden, um bei zukünftigen Parkvorgängen eine ähnliche Trajektorie als Unterstützungstrajektorie bereitzustellen, wodurch ein Lerneffekt erzielt wird. Hierdurch wird unter Umständen zwar nicht das optimale Parkergebnis erreicht, jedoch ein intuitiv erlebbares Parkergebnis. Des Weiteren kann beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren eine verstellbare Gewichtung zwischen der Fahrervorgabe und einem Algorithmus zur Auslegung der Soll-Trajektorie vorgenommen werden, um die jeweilige Intensität der Unterstützung anzupassen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich der Parkvorgang wesentlich flüssiger absolvieren, verglichen mit einem expliziten Übergang des Parkmanövers an einen automatischen Parkassistenten oder dergleichen. Hierdurch kann die Akzeptanz von Einparkassistenten gesteigert werden, insbesondere bei denjenigen Personen, die gegenüber Assistenzfunktionen eine eher ablehnende Haltung einnehmen. Auch der Fahrkomfort kann erheblich gesteigert werden.
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Gegenüber der aus
DE 10 2021 203 404 A1 bekannten Lösung wird zugunsten einer beim Fahrer verbleibenden Kontrolle, beispielsweise über den Lenkwinkel und somit über eine gesteigerte Akzeptanz unter Umständen eine größere Abweichung zu einer Soll-Trajektorie in Kauf genommen. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren stellt einen eher unterstützenden, im Hintergrund wirksamen Ansatz dar, der den Fahrer eines Fahrzeugs dabei unterstützt, selbst schnell und souverän in Eigeninitiative einzuparken, wobei der Fahrer jederzeit direkten Einfluss beispielsweise auf den Radlenkwinkel hat.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird in vorteilhafter Weise die Solltrajektorie sowie das Lenkprofil ständig entsprechend der Interpretation des Fahrerwunsches neu berechnet.
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Es erfolgt eine kontinuierliche Neubewertung des Fahrerwunsches, welche ein fehlertolerantes Verhalten des Parkassistenten ermöglicht. Es können beispielsweise Rangierzüge vorgenommen werden, ohne dass der Parkassistent diese hart und abrupt abbricht. Gegenüber der Lösung gemäß
DE 10 2021 203 404 A1 besteht der Vorteil, dass für den Einsatz keine Steer-by-Wire-Lenkung beziehungsweise eine Lenkung mit Überlagerungsgetriebe erforderlich ist, sondern dass eine konventionelle Servolenkung ausreichend ist, abgesehen von einer Variation der Lenkübersetzung.
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Im Unterschied zu bisherigen, konventionellen Parkassistenten erfolgt die tatsächliche Lenkbewegung in Verantwortung und Ausführung durch den Fahrer. Aufgrund von Haftungsrisiken in konventionellen Systemen einberechnete Sicherheitspuffer bei der Berechnung der Trajektorie können daher geringer ausfallen und gegebenenfalls sogar ganz entfallen, oder es kann zumindest eine manuelle Einstellmöglichkeit vorgesehen werden, die Sicherheitspuffer geringer zu wählen. Da der Fahrer weitestgehend eigenverantwortlich handelt, kann vorhandener Parkraum besser ausgenutzt werden als dies mittels eines automatisierten Systems möglich wäre.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 die schematische Ansicht eines Fahrzeugs,
- 2 eine vergrößerte Darstellung eines Lenksystems, insbesondere eines Steer-By-Wire-Lenksystems in vereinfachter Darstellung,
- 3 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs bei einem Manövriervorgang und
- 4 ein fortgeschrittenes Stadium des Manövriervorgangs.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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Die 1 und 2 zeigen ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 10 mit mehreren Fahrzeugrädern 32 und mit einem Steer-by-Wire-Lenksystem 12 in einer vereinfachten Darstellung. Das Steer-by-Wire-Lenksystem 12 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 32 auf und ist zur Beeinflussung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Im vorliegenden Fall wird dabei eine Lenkvorgabe ausschließlich elektrisch an die Fahrzeugräder 32 weitergeleitet. Grundsätzlich könnte das Fahrzeug jedoch auch als Nutzfahrzeug oder Kettenfahrzeug ausgebildet sein.
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Das Steer-by-Wire-Lenksystem 12 weist einen an sich bekannten Lenkgetriebeaktuator 16 auf. Der Lenkgetriebeaktuator 16 ist vorliegend als Radlenkwinkelsteller ausgebildet. Ferner ist der Lenkgetriebeaktuator 16 beispielhaft als Zentralsteller ausgebildet. Der Lenkgetriebeaktuator 16 weist eine Wirkverbindung mit zumindest zwei der Fahrzeugräder 32, insbesondere zwei Vorderrädern, auf und ist dazu vorgesehen, eine Lenkvorgabe in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder 32 umzusetzen und hierdurch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 zu verändern. Dazu umfasst der Lenkgetriebeaktuator 16 ein beispielhaft als Zahnstange ausgebildetes Lenkungsstellelement 34 und einen mit dem Lenkungsstellelement 34 zusammenwirkenden Lenkmotor 36. Der Lenkmotor 36 ist als Elektromotor, insbesondere als permanenterregter Synchronmotor, ausgebildet und zur Ansteuerung der lenkbaren Fahrzeugräder 32 vorgesehen. Grundsätzlich könnte ein Steer-by-Wire-Lenksystem natürlich auch mehrere, insbesondere als Einzelradsteller ausgebildete, Lenkgetriebeaktuatoren umfassen. Ferner könnte ein Lenkgetriebeaktuator mehrere Lenkmotoren umfassen.
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Darüber hinaus weist das Steer-by-Wire-Lenksystem 12 eine, insbesondere von einem Fahrer und/oder Insassen betätigbare Bedieneinheit 38 auf. Die Bedieneinheit 38 ist mechanisch getrennt von dem Lenkgetriebeaktuator 16 ausgebildet. Die Bedieneinheit 38 ist rein elektrisch mit dem Lenkgetriebeaktuator 16 verbunden. Die Bedieneinheit 38 umfasst eine Lenkhandhabe 14, beispielsweise in Form eines Lenkrads, und eine, insbesondere mechanisch mit der Lenkhandhabe 14 gekoppelte, Feedbackeinheit 40. Die Feedbackeinheit 40 ist als Feedback-Aktuator ausgebildet und zumindest zur Erzeugung eines Lenkwiderstands und/oder eines Rückstellmoments auf die Lenkhandhabe 14 vorgesehen. Dazu umfasst die Feedbackeinheit 40 wenigstens einen, insbesondere als permanenterregter Synchronmotor ausgebildeten, weiteren Elektromotor (nicht dargestellt). Alternativ könnte eine Lenkhandhabe auch als Joystick, als Lenkhebel und/oder als Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Ferner könnte eine Feedbackeinheit mehrere Elektromotoren umfassen. Zudem ist denkbar, eine Bedieneinheit und einen Lenkgetriebeaktuator zumindest temporär mittels einer Lenkwelle miteinander zu verbinden.
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Ferner umfasst das Fahrzeug 10 eine Umfeldsensorik 42. Die Umfeldsensorik 42 ist zur Erfassung wenigstens eines mit einer Umgebung des Fahrzeugs 10 korrelierten Erfassungssignals vorgesehen. Vorliegend ist die Umfeldsensorik 42 zur Erfassung eines gesamten Umfelds des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Dazu kann die Umfeldsensorik 42 wenigstens einen Umfeldsensor 44 und vorteilhaft eine Vielzahl an Umfeldsensoren 44 umfassen. Wenigstens einer der Umfeldsensoren 44 kann beispielsweise als Radarsensor, als Lidarsensor, als Schallsensor und/oder als Kamerasensor oder dergleichen ausgebildet sein.
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Darüber hinaus weist das Fahrzeug 10 ein Steuergerät 30 auf. Das Steuergerät 30 ist beispielhaft als Lenkungssteuergerät ausgebildet und folglich Teil des Steer-by-Wire-Lenksystems 12. Das Steuergerät 30 weist eine elektrische Verbindung mit der Bedieneinheit 38 und mit dem Lenkgetriebeaktuator 16 auf. Das Steuergerät 30 koppelt somit die Bedieneinheit 38 mit dem Lenkgetriebeaktuator 16. Zudem weist das Steuergerät 30 eine elektrische Verbindung mit der Umfeldsensorik 42 auf. Das Steuergerät 30 ist zur Steuerung eines Betriebs des Steer-by-Wire-Lenksystems 12 und folglich zur Steuerung einer Querführung des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Das Steuergerät 30 ist dazu vorgesehen, den Lenkmotor 36 in Abhängigkeit von einem Signal der Bedieneinheit 38, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Lenkvorgabe und/oder eines Handmoments, anzusteuern. Das Steuergerät 30 kann ferner dazu vorgesehen sein, die Feedbackeinheit 40 in Abhängigkeit von einem Signal des Lenkgetriebeaktuators 16 anzusteuern.
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Dazu umfasst das Steuergerät 30 eine Recheneinheit 28. Die Recheneinheit 28 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 28 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Erkennungsroutine, zumindest einer Steuerroutine und zumindest einer Regelroutine. Darüber hinaus umfasst die Recheneinheit 28 im vorliegenden Fall eine Manövrierassistenzfunktion 22. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem jedoch auch mehrere Steuergeräte umfassen, wobei ein erstes Steuergerät mit wenigstens einer ersten Recheneinheit einer Bedieneinheit zugeordnet ist, während ein zweites Steuergerät mit wenigstens einer zweiten Recheneinheit einem Lenkgetriebeaktuator zugeordnet ist. In diesem Fall könnten das erste Steuergerät und das zweite Steuergerät elektrisch miteinander kommunizieren. Ferner könnte ein Steuergerät auch von einem Lenksystem verschieden und beispielsweise als zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs ausgebildet sein. Darüber hinaus könnte eine Recheneinheit grundsätzlich auch von einem Fahrzeug verschieden und beispielsweise in ein externes Rechnernetzwerk, vorteilhaft in Form eines Cloudnetzwerks, integriert sein. Ferner könnte ein Steuergerät dazu vorgesehen sein, eine Feedbackeinheit unabhängig von Signalen eines Lenkgetriebeaktuators anzusteuern.
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Darüber hinaus kann das Fahrzeug 10 weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise eine an sich bekannte interne Fahrzeugsensorik (nicht dargestellt) zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einen an sich bekannten Bordcomputer (nicht dargestellt) und/oder ein an sich bekanntes Navigationsgerät (nicht dargestellt). Vorzugsweise weist das Steuergerät 30 dabei eine elektrische Verbindung mit der internen Fahrzeugsensorik, dem Bordcomputer und/oder dem Navigationsgerät auf. Prinzipiell könnte auf eine interne Fahrzeugsensorik, einen Bordcomputer und/oder ein Navigationsgerät jedoch auch zumindest teilweise verzichtet werden.
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Im Folgenden wird nun ein beispielhaftes Verfahren zum Manövrieren des Fahrzeugs 10 erläutert, bei welchem sich das Fahrzeug 10 insbesondere in einem manuellen Fahrbetriebszustand befindet, also in einem Betriebszustand, in welchem das Fahrzeug 10 durch den Fahrer gesteuert wird, allerdings dennoch unterstützende und/oder korrigierende Eingriffe in eine Querführung des Fahrzeugs 10 möglich sind. Im vorliegenden Fall ist die Recheneinheit 28 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf. Grundsätzlich könnte das Verfahren jedoch auch durch eine erste Recheneinheit einer Bedieneinheit, eine zweite Recheneinheit eines Lenkgetriebeaktuators oder eine davon abweichende Recheneinheit ausgeführt werden.
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Vorliegend wird im manuellen Fahrbetriebszustand zumindest anhand einer Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 14 und einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 automatisch ein Manövriervorgang, beispielsweise ein Rangiervorgang und/oder ein Parkvorgang, erkannt. Zudem kann anhand der Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 14 eine, insbesondere rein manuelle, Fahrer-Soll-Fahrzeugtrajektorie 20 (vgl. Darstellung gemäß 4) ermittelt werden. Grundsätzlich könnte auf das Ermitteln einer Fahrer-Soll-Fahrzeugtrajektorie jedoch auch verzichtet werden. Anschließend wird zumindest anhand der Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 14 oder anhand der aus der Lenkvorgabe abgeleiteten Fahrer-Soll-Fahrzeugtrajektorie 20 und einer, insbesondere mittels der Umfeldsensorik 42 erfassten, Umgebungsbedingung eine mit einem Fahrerwunsch korrelierte Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 für den Manövriervorgang ermittelt oder prognostiziert. Zudem wird unter Verwendung der Umfeldsensorik 42 und/oder der internen Fahrzeugsensorik eine tatsächliche Fahrzeugtrajektorie erfasst und während des Manövriervorgangs fortlaufend mit der Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 verglichen. Wird eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Fahrzeugtrajektorie und der Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 festgestellt, welche außerhalb eines Toleranzbereichs liegt, so erfolgt eine Korrektur derart, dass die tatsächliche Fahrzeugtrajektorie wieder mit der Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 übereinstimmt oder zumindest derart, dass die Abweichung zur Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 reduziert wird. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren erfolgt eine Anpassung des Lenkprofils 62 derart, dass es für den Fahrer leichter ist, die empfohlene, d. h. die Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 zu lenken. Lenkbewegungen, welche die Abweichung von Fahrer-Soll-Fahrzeugtrajektorie 20 zur Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 bringen, werden stärker unterstützt, wohingegen Lenkbewegungen, welche besagte Abweichung erhöhen, weniger stark unterstützt oder sogar gebremst werden. Demnach bleibt die schlussendlich gelenkte Trajektorie im Wesentlichen im Einflussbereich des Fahrers.
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Alternativ oder zusätzlich könnte eine Manövrierassistenzfunktion jedoch auch dazu vorgesehen sein, eine Bedieneinheit, insbesondere eine Feedbackeinheit der Bedieneinheit, anzusteuern und/oder eine Lenkhandhabe mit einem Zusatz-Lenkmoment zu beaufschlagen.
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Darüber hinaus wird die Manövrierassistenzfunktion 22 in Abhängigkeit von der Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 14 und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch aktiviert. Zur automatischen Aktivierung der Manövrierassistenzfunktion 22 wird ein spezifisches Lenkmuster und/oder ein Unterschreiten eines Grenzwerts für die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt und ausgewertet. Der Grenzwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit liegt beispielsweise bei 10 km/h. Eine Deaktivierung der Manövrierassistenzfunktion 22 erfolgt im vorliegenden Fall automatisch und zwar nach einer vorgegebenen und/oder vorgebbaren Zeitspanne nach der Aktivierung. Alternativ könnte eine Manövrierassistenzfunktion auch dauerhaft nach einem Systemstart des Fahrzeugs aktiviert sein. Zudem ist denkbar, eine Manövrierassistenzfunktion in Abhängigkeit von einer Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 14 und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch zu deaktivieren.
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Des Weiteren kann zusätzlich auch ein automatischer Eingriff in eine Längsführung des Fahrzeugs 10 erfolgen. Bevorzugt wird dabei bei einer drohenden Kollision des Fahrzeugs 10 mit einem Objekt und/oder Hindernis 24 und im Fall, dass die Kollision nicht verhindert werden kann, ein Eingriff in eine Längsführung des Fahrzeugs 10, insbesondere in Form eines automatischen Abbremsens des Fahrzeugs 10 und/oder in Form einer automatischen Notbremsung, durchgeführt. Im vorliegenden Fall wird der Eingriff in die Längsführung des Fahrzeugs 10 dabei zumindest durch ein entsprechendes Signal der Manövrierassistenzfunktion 22 veranlasst und von der Recheneinheit 28 ausgeführt. Grundsätzlich könnte auf einen derartigen Eingriff in eine Längsführung des Fahrzeugs jedoch auch verzichtet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird ferner die ermittelte Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 oder zumindest das Vorhandensein einer entsprechenden Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 einem Fahrer des Fahrzeugs 10 angezeigt, beispielsweise mittels des Bordcomputers. Bei einer entsprechenden Bestätigung durch den Fahrer, beispielsweise durch Betätigung einer Funktionstaste (nicht dargestellt) an der Lenkhandhabe 14, kann anschließend von dem manuellen Fahrbetriebsbetriebszustand in einen automatisierten Fahrbetriebszustand gewechselt werden, in welchem ein automatisierter Manövriervorgang durchgeführt wird. Hierdurch kann ein Fahrer bei Bedarf einen automatischen Manövriervorgang starten und folglich auf ein manuelles Manövrieren verzichten. Zudem wird bei dem automatisierten Manövriervorgang bevorzugt eine Bewegung der Lenkhandhabe 14 eingeschränkt und zwar zumindest derart, dass der Fahrer seine Hände während des gesamten Manövriervorgangs an der Lenkhandhabe 14 behalten kann. Alternativ könnte auf einen derartigen automatisierten Fahrbetriebszustand und/oder Manövriervorgang jedoch auch verzichtet werden. Zudem ist denkbar, auf eine Einschränkung einer Bewegung einer Lenkhandhabe zu verzichten.
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Der Darstellung gemäß 2 ist darüber hinaus in schematischer Weise zu entnehmen, dass innerhalb der Feedback-Einheit 40 Informationen zum Handmoment M 64 sowie zum Lenkwinkel α 74 vorliegen. Mit Bezugszeichen 70 ist eine Mittelzentrierung des Lenkelements 14 bezeichnet. Nach der Bestimmung der Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 über das Steuergerät 30 (in 2 schematisch angedeutet) erfolgt eine Beeinflussung eines Lenkprofils 62 dahingehend, dass für die Umsetzung der Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 ein geringeres Handmoment M 64 benötigt wird, verglichen mit dem regulär vorherrschenden Lenkprofil 62. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Erhöhung der Lenkunterstützung in die Richtung vorgenommen wird, welche der Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 entspricht, unter temporärer asymmetrischer Ausgestaltung des Lenkprofils 62. Es kann beispielsweise eine Verschiebung eines Referenzpunkts für die Mittenzentrierung 70 und/oder ein aktiver Rücklauf auf- beziehungsweise in Richtung der Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 vorgenommen werden. Dabei kann gegebenenfalls ein gleichzeitiges Ändern der Stärke des relativen Rücklaufs vorgenommen werden.
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Alternativ besteht die Möglichkeit, die Lenkübersetzung 66 derart zu modifizieren, dass während des Manövriervorgangs 60, insbesondere des Einparkvorgangs, im Lenksystem, insbesondere einem Steer-By-Wire-Lenksystem 12 des Fahrzeugs 10, eine direktere Lenkübersetzung 68 vorliegt. Dies kann beispielsweise bei Steer-By-Wire-Lenksystemen 12 durch eine Erhöhung des Stellwegs des Zahnstangenaktuators (SRA, Steering Rack Actuator) bei einem gegebenen Lenkeinschlag erfolgen. Eine direktere Lenkübersetzung 68 kann vorzugsweise asymmetrisch in Richtung der Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 eingestellt werden.
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Die sich aus verschiedenen Einparkvorgängen ergebenden jeweiligen direkt gefahrenen Fahrer-Soll-Trajektorien 20 können in vorteilhafter Weise im System gespeichert werden, so dass diese für zukünftig vorzunehmende Manövriervorgänge 60, insbesondere Einparkvorgänge nutzbar sind. Es ist für das System dann einfach, aus dem bereits vorhandenen Datenbestand für zukünftige Einparkvorgänge ähnliche Trajektorien als Unterstützungstrajektorien bereitzustellen und anzubieten. Es kann in vorteilhafter Weise eine verstellbare Gewichtung zwischen der Vorgabe des Fahrers und dem Algorithmus zur Auslegung der ermittelten Soll-Fahrzeugtrajektorie 18 vorgesehen sein, so dass der Grad der Unterstützung, der dem Fahrer des Fahrzeugs 10 jeweils angeboten wird, angepasst werden kann.
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Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren lässt sich eine wesentlich flüssigere Durchführung eines Parkvorgangs darstellen, verglichen mit einem expliziten Übergang vom manuellen Fahrzustand zu einem automatischen Parkassistenten. Dadurch lässt sich die Akzeptanz von Einparksystemen für diejenigen Personen steigern, die gegenüber Assistenzfunktionen eine eher ablehnende Haltung an den Tag legen. Weiterhin lassen sich der Fahrkomfort und die Nutzung im Fahrzeug vorhandener Assistenzfunktionen erheblich steigern.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10 2021 203 404 A1 [0002, 0004, 0022, 0024]