DE102012013041A1

DE102012013041A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen

Info

Publication number: DE102012013041A1
Application number: DE201210013041
Authority: DE
Inventors: Fabian Wolf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-02

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs (6) bei stoßartigen Bewegungen, wobei eine Krafteinwirkung auf Vorderräder (7) des Fahrzeugs (6) anhand einer Bewegung eines Lenkrads (5) des Fahrzeugs (6) erfasst wird, die Intensität der Krafteinwirkung auf die Vorderräder (7) des Fahrzeugs (6) ermittelt wird und eine der Krafteinwirkung gegenwirkende Kraft in Abhängigkeit der ermittelten Intensität der Krafteinwirkung erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen.
In Kraftfahrzeugen ist es ein allgemeines Ziel, die Auswirkungen einer Kollision auf die Insassen des Fahrzeugs soweit wie möglich zu reduzieren. Um bei Unfällen das Verletzungsrisiko für einen Fahrer eines Fahrzeugs zu reduzieren, wird derzeit beispielsweise die Gefährdung durch eine in den Fahrgastraum eindringende Lenksäule und die daraus folgende Bewegung der gesamten Lenkung berücksichtigt. Die Lenksäule kann dabei mit Gelenken und Teleskop-Elementen versehen sein, so dass sie bei einem Aufprall nachgeben kann. Diese Anordnung sorgt so für eine weitgehende Entkoppelung der Lenkradbewegung von der einer Deformation eines Vorbaus des Fahrzeugs.
Die DE 28 28 292 A1 offenbart eine Kraftfahrzeug-Lenkausrichtung mit einer zur Dämpfung stoßartig auftretender Kräfte dienenden Lenkungsdämpfungssystemen. Dabei wird eine dynamische Dämpferkraft der Lenkungsdämpfungs-Einrichtung in Abhängigkeit von einem oder mehreren Fahrzeugparametern eingestellt.
Die DE 10 2008 021 856 A1 offenbart ein Servo-Lenksystem mit einer Lenkhandhabe zur Eingabe des Fahrerwunsches. Durch das Servo-Lenksystem wir eine sichere Übertragung von den Zustand des Fahrweges beschreibenden Informationen über die Räder auf das Lenkrad ermöglicht.
Bei derartigen Vorrichtungen wird jedoch nicht berücksichtigt, dass eine starke Bewegung des Lenkrads durch äußere Einwirkungen auf die Räder eines Fahrzeugs, wie beispielsweise ein Unfall oder eine Hindernisüberfahrt, entstehen kann. Bei unsachgemäßen Halten des Lenkrads durch einen Fahrer eines Fahrzeugs, beispielsweise einem Hereingreifen in das Lenkrad, können durch die von außen verursachte Bewegung des Lenkrads Verletzungen, beispielsweise an den Fingern, Händen oder Armen, des Fahrers entstehen. Das Einleiten dieser Drehbewegung wird nicht durch die derzeitigen Insassenschutzvorkehrungen abgedeckt oder kann bereits in Situationen entstehen, beispielsweise Überfahrt eines Bordsteins oder andere Hindernisse, bei denen eine Insassenschutzvorkehrung nicht aktiv eingreift.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, eine verbesserte Insassenschutzvorkehrung für den Fahrer eines Fahrzeugs bei einer Lenkradbewegung bei einem Unfall oder einem Radaufschlag bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung Verfahren zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen gemäß Anspruch 7 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen bereitgestellt, wobei eine Krafteinwirkung auf Vorderräder des Fahrzeugs anhand einer Bewegung eines Lenkrads des Fahrzeugs erfasst wird. Die Intensität der Krafteinwirkung auf die Vorderräder des Fahrzeugs wird ermittelt und in Abhängigkeit der ermittelten Intensität der Krafteinwirkung eine der Krafteinwirkung gegenwirkende Kraft erzeugt.
Durch das Erzeugen der der Krafteinwirkung gegenwirkenden Kraft kann bereits bei Bewegungen der Vorderräder, welche noch nicht die Intensität der Bewegung bei einem Unfall erreicht, der Fahrer des Fahrzeugs geschützt werden, indem sich das Lenkrad nicht ruckartig dreht.
Die Krafteinwirkung kann durch eine elektromechanische Lenkung am Lenkrad des Fahrzeugs erzeugt werden, wobei erkannt werden kann, dass die Krafteinwirkung asymmetrisch ist. Das Erzeugen der gegenwirkenden Kraft kann in Abhängigkeit davon geschehen, ob die Krafteinwirkung asymmetrisch ist.
Die Intensität der Krafteinwirkung kann beispielsweise durch eine Auswertung eines Handmoments am Lenkrad des Fahrzeugs ermittelt werden.
Die Dämpfung wird zum Beispiel zeitlich dosiert.
Die gegenwirkende Kraft kann in Abhängigkeit davon erzeugt werden, ob eine Unfallsituation erkannt wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eine Vorrichtung zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen. Die Vorrichtung umfasst Sensormittel zum Erfassen einer Krafteinwirkung auf Vorderräder des Fahrzeugs anhand einer Bewegung eines Lenkrads eines Fahrzeugs und zum Ermitteln der Intensität der Krafteinwirkung auf die Vorderräder des Fahrzeugs. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Steuerungseinheit zum Erzeugen von einer gegenwirkenden Kraft in Abhängigkeit der ermittelten Intensität der Krafteinwirkung.
Die Sensormittel können einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen der Krafteinwirkung umfassen.
Die Sensormittel können einen Drehmomentsensor zum Ermitteln der Intensität der Krafteinwirkung umfassen.
Des Weiteren können bereits aus dem Stand der Technik bekannte vorhandene Sensormittel zur Erfassung eines Fahrzeugszusammenstoßes ergänzend verwendet werden, um eine Fehlinformation an die Steuerungseinrichtung zu vermeiden.
Die Vorrichtung kann zum Durchführen des Verfahrens zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen ausgestaltet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die angehängte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:
1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen.
2 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
1 zeigt schematisch ein Verfahren zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen.
Zunächst wird in einem Schritt 2 eine Krafteinwirkung auf Vorderräder des Fahrzeugs anhand einer Bewegung eines Lenkrads Fahrzeugs erfasst. Die Krafteinwirkung kann durch äußere Einwirkungen auf die Räder des Fahrzeugs, beispielsweise durch einen Unfall oder durch eine Hindernisüberfahrt, entstehen und über eine elektromechanische Lenkung am Lenkrad des Fahrzeugs erzeugt werden. Eine derartige Krafteinwirkung auf die Vorderräder des Fahrzeugs kann asymmetrisch sein, z. B. wenn nur ein Vorderrad auf ein Hindernis trifft. Die Krafteinwirkung auf die Vorderräder des Fahrzeugs wird mittels Sensormitteln erfasst, wobei die Sensormittel zum Erkennen der Krafteinwirkung beispielsweise einen Lenkwinkelsensor umfassen, wobei durch eine erfasste Veränderung des Lenkwinkels auch auf eine Asymmetrie der Krafteinwirkung, geschlossen werden kann.
In einem Schritt 3 wird die Intensität der Krafteinwirkung auf die Vorderräder des Fahrzeugs ermittelt. Die Intensität der Krafteinwirkung wird ebenfalls mit den Sensormitteln, z. B. zur Erfassung eines Handmoments am Lenkrad des Fahrzeugs, ermittelt, wobei die Sensormittel zum Ermitteln der Intensität der Krafteinwirkung beispielsweise einen Drehmomentsensor umfassen. Bei modernen Lenkungen, beispielsweise bei einer elektrischen Servolenkung oder bei einem so genannten Steer-by-Wire (SbW) Lenksystem, wird ein als Handmoment bezeichnetes Kraftniveau ermittelt, das an einem Lenkrad anliegen soll und der von dem Fahrer aufgebrachten Kraft entgegenwirkt oder die von dem Fahrer aufgebrachte Kraft verstärkt. Damit wird dem Fahrer ein der aktuellen Fahrsituation entsprechendes Fahrgefühl vermittelt, beispielsweise werden Informationen über die aktuelle Fahrbahnbeschaffenheit über das Lenkrad an den Fahrer zurückgemeldet. Ferner wird in Abhängigkeit von dem Handmoment dem Fahrer eine entsprechende Momentenunterstützung bereitgestellt.
In einem Schritt 4 wird eine von der Krafteinwirkung gegenwirkende Kraft in Abhängigkeit der ermittelten Intensität der Krafteinwirkung erzeugt, beispielsweise durch Ansteuerung eines Elektromotors einer verwendeten elektromechanischen Lenkung. Durch die der Krafteinwirkung entgegenwirkende Kraft erfolgt eine Dämpfung am Lenkrad. Diese Dämpfung kann zeitlich dosiert werden. Die gegenwirkende Kraft kann in Abhängigkeit davon erzeugt werden, ob eine Unfallsituation oder eine andere Situation erkannt wird, welche eine Drehbewegung des Lenkrads verursachen können.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Vorrichtung zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen angewendet werden. Ein mit derartiger Vorrichtung ausgestaltetes Fahrzeug ist in 2 dargestellt.
Ein Fahrzeug 6 umfasst eine Vorrichtung zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs 6 bei stoßartigen Bewegungen.
An einer Säule 10 eines Lenkrads 5 in einem Fahrzeug 6 sind Sensormittel 8 angebracht. Die Sensormittel 8 erfassen eine Krafteinwirkung auf Vorderräder 7 des Fahrzeugs 6 anhand einer Bewegung des Lenkrads 5 des Fahrzeugs 6, wobei die Sensormittel 8 beispielsweise einen Lenkwinkelsensor umfassen. Die Sensormittel 8 ermitteln weiter die Intensität der Krafteinwirkung auf die Vorderräder 7 des Fahrzeugs 6, wobei die Sensormittel 8 beispielsweise einen Drehmomentsensor umfassen. Die Sensormittel 8 können durch bereits vorhandene Sensormittel 11 ergänzend unterstützt werden. Die bereits vorhandenen Sensormittel 11 können beispielsweise herkömmlich Sensoren zum Erkennen von Unfällen umfassen, wie sie beispielsweise in Auslösesystemen für Airbags eingesetzt werden. Hierdurch kann, beispielsweise plausibilisiert werden, ob tatsächlich ein Unfall vorliegen, d. h. wenn eine Auswertung der Sensormittel 8 ergibt, dass ein Unfall vorliegt, eine Auswertung der Sensormittel 11 jedoch ergibt, dass kein Unfall vorliegt, kann bei manchen Ausführungsbeispielen auf die Erzeugung einer gegenwirkenden Kraft verzichtet werden oder die gegenwirkende Kraft modifiziert werden.
Eine Steuerungseinheit 9 ist weiter über die Lenksäule 10 mit dem Lenkrad 5 und den Vorderrädern 7 des Fahrzeugs 6 verbunden. Die Steuerungseinheit 9 erzeugt eine gegenwirkende Kraft in Abhängigkeit der von den Sensormitteln 8 ermittelten Intensität der Krafteinwirkung, wobei die Krafteinwirkung asymmetrisch sein kann und die gegenwirkende Kraft in Abhängigkeit davon erzeugt werden kann, ob die Krafteinwirkung asymmetrisch ist oder nicht. Durch die entgegenwirkende Kraft kann die ursprüngliche Bewegung des Lenkrads 5 bei einer Unfallsituation oder bei einer Überfahrt eines Hindernisses gedämpft werden, wobei die Dämpfung zeitlich dosiert werden kann, und somit das Verletzungsrisiko eines Fahrers des Fahrzeugs 6 reduziert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2828292 A1 [0003]
DE 102008021856 A1 [0004]

Claims

Verfahren (1) zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs bei stoßartigen Bewegungen, umfassend: Erfassen (2) von einer Krafteinwirkung auf Vorderräder des Fahrzeugs anhand einer Bewegung eines Lenkrads eines Fahrzeugs, Ermitteln (3) der Intensität der Krafteinwirkung auf die Vorderräder des Fahrzeugs, Erzeugen (4) von einer der Krafteinwirkung gegenwirkenden Kraft in Abhängigkeit der ermittelten Intensität der Krafteinwirkung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Krafteinwirkung durch eine elektromechanisch Lenkung am Lenkrad des Fahrzeugs erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass erkannt wird, dass die Krafteinwirkung asymmetrisch ist, und dass das Erzeugen der gegenwirkenden Kraft in Abhängigkeit davon geschieht, ob die Krafteinwirkung asymmetrisch ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Krafteinwirkung durch eine Auswertung eines Handmoments am Lenkrad des Fahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfung durch zeitlich dosiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, die gegenwirkende Kraft in Abhängigkeit davon erzeugt wird, ob eine Unfallsituation erkannt wird.
Vorrichtung zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs (6) bei stoßartigen Bewegungen, umfassend: Sensormittel (8) zum Erfassen einer Krafteinwirkung auf Vorderräder (7) des Fahrzeugs (6) anhand einer Bewegung eines Lenkrads (5) eines Fahrzeugs (6) und zum Ermitteln der Intensität der Krafteinwirkung auf die Vorderräder (7) des Fahrzeugs (6), eine Steuerungseinheit (9) zum Erzeugen von einer gegenwirkenden Kraft in Abhängigkeit der ermittelten Intensität der Krafteinwirkung.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (8) zum Erfassen einer Krafteinwirkung einen Lenkwinkelsensor umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (8) zum Ermitteln der Intensität der Krafteinwirkung einen Drehmomentsensor umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtung zudem weitere Sensormittel (11) zum Erfassen eines Unfalls des Fahrzeug (6) umfassen, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die gegenwirkende Kraft in Abhängigkeit von einer Ausgabe der weiteren Sensormittel (11) zu erzeugen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7–10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–6 ausgestaltet ist.
Fahrzeug (6), umfassend eine Vorrichtung zur Dämpfung einer Lenkradbewegung eines Fahrzeugs (6) bei stoßartigen Bewegungen nach einem der Ansprüche 7–11.