DE102005019337A1

DE102005019337A1 - Fahrzeugsteuersystem zur Erleichterung des Herausfahrens aus Fahrrinnen und damit ausgestattetes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005019337A1
Application number: DE102005019337A
Authority: DE
Inventors: Marcus Turner; Ian Hulme
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2005-12-29
Also published as: GB0510022D0; JP4797160B2; US7146261B2; GB2414774A; GB2414774B; US20050273239A1; JP2005343456A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem, welches das Herauskommen aus Fahrrinnen erleichtert, das ein aktives Lenksystem 10 mit einem lenkbaren Rad 12, das einen Lenkwinkel 20 definiert, besitzt. Das aktive Lenksystem 10 umfaßt auch ein Lenkrad 16, welches den vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel liefert, ferner eine Kupplungskomponente 46, eine Betätigerkomponente 14, eine Steuerkomponente 18 und eine Sensorkomponente 60. Die Komponenten des aktiven Lenksystems 10 sind betrieblich miteinander verbunden, so dass die Steuerkomponente 18 selektiv den Lenkwinkel 20 gegenüber dem vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel variieren kann. Der Lenkwinkel 20 definiert eine erwartete Fahrzeugabweichung, falls das lenkbare Rad 12 nicht auf der Kontaktfläche, wie einer Straßenoberfläche rutscht. Die Senorkomponente 60 kann die Steuerung 18 mit einem Signal entsprechend dem tatsächlichen Abweichungswinkel 21 des Fahrzeugs versorgen. Das Fahzeugsteuersystem umfaßt auch ein Bremssystem, das ausgewählte Räder des Fahrzeugs bremsen kann. Die Steuerung 18 kann auf Basis mindestens teilweise der erwarteten Fahrzeugabweichung und des tatsächlichen Abweichungswinkels 21 bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einer Fahrrinne befindet. Die Steuerung 18 liefert das Bremssignal, um Räder auf einer ersten Seite 59 des Fahrzeugs mehr als auf der zweiten Seite 60' zu bremsen, um ein Abweichungsdrehmoment zu generieren, welches den tatsächlichen Abweichungswinkel vergrößert und so das Herauskommen ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem zur Erleichterung des Herauskommens aus Fahrrinnen sowie ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug, insbesondere ein aktives Brems- und Frontlenksystem für ein Kraftfahrzeug.

Aktive Frontlenksysteme für Kraftfahrzeuge werden verwendet, um Räder des Fahrzeugs mit einer anderen Geschwindigkeit als das Lenkrad des Fahrzeugs oder ohne Drehung des Lenkrades zu drehen. Das Verhältnis der Drehung des Lenkrades zur Drehung des Rades definiert ein Lenkverhältnis. Das aktive Frontlenksystem setzt daher das Lenkverhältnis des Fahrzeugs fest. Ohne das aktive Frontlenksystem wird das Lenkverhältnis nur durch das durch die mechanischen Verbindungen zwischen dem Lenkrad und dem Rad des Fahrzeugs festgesetzte Verhältnis bestimmt.

Bisher umfaßten aktive Frontlenksysteme einen mit Energie versorgten Betätiger, der betrieblich mit der Zahnstange eines Zahnstangen/Ritzelsystems eines Fahrzeugs verbunden war. Das aktive Frontlenksystem unterstützt das Drehen der lenkbaren Räder. Im Basisbetrieb ergänzt das aktive Frontlenksystem typischerweise den vom Fahrer auf das Lenkrad eingegebenen Steuerwinkel über den mit Energie versorgten Betätiger, um die Räder gemäß dem Lenkverhältnis zu drehen.

Fahrzeuge können auch ein Antiblockierensystem (ABS) umfassen, das Sensoren und eine Steuerung zur Steuerung des auf ein Rad ausgeübten Drehmoments umfasst, um Rutschen des Rades auf der Straße oder einer anderen Kontaktoberfläche zu verhindern. Bekannte Bremssysteme können ebenfalls selektiv ein angetriebenes Rad bremsen, um das durch den Antriebsstrang gelieferte Drehmoment zu begrenzen oder ein Durchdrehen während des Beschleunigens zu verhindern oder zu reduzieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Fahrzeugsteuersystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merk malen des Patentanspruches 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugsteuersystem, welches das Herausfahren aus Fahrrinnen erleichtert. Das Fahrzeugsteuersystem umfaßt ein aktives Lenksystem mit einem lenkbaren Rad, das einen Lenkwinkel definiert. Das aktive Lenksystem umfaßt auch ein Lenkrad, welches den vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel liefert, wobei das aktive Lenksystem ferner eine Kupplungskomponente, eine Betätigerkomponente, eine Steuerkomponente und eine Sensorkomponente aufweist. Die Komponenten des aktiven Lenksystems sind betrieblich so miteinander verbunden, dass die Steuerkomponente selektiv den Lenkwinkel gegenüber dem vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel variieren kann. Der Lenkwinkel definiert eine vorhergesehene Fahrzeugabweichung, wenn das lenkbare Rad nicht auf einer Kontaktfläche, wie einer Straßenoberfläche, rutscht. Die Sensorkomponente ist so ausgelegt, dass sie die Steuerung mit einem Signal entsprechend dem aktuellen Abweichungswinkel des Fahrzeugs versorgt. Das Fahrzeugsteuersystem umfaßt auch ein Bremssystem, das ausgewählte Räder eines Fahrzeugs bremsen kann. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie auf Basis des – zumindest teilweise – erwarteten Abweichungswinkels und des aktuellen Abweichungwinkels bestimmt, ob ein Fahrzeug sich in einer Fahrrinne befindet. Die Steuerung liefert das Bremssignal, um Räder auf einer Seite eines Fahrzeugs stärker als auf der zweiten Seite zu bremsen, um ein Abweichungs-Drehmoment zu generieren, welches dazu dient, den tatsächlichen Abweichungswinkel zu vergrössern und so das Herausfahren aus einer Fahrrinne zu erleichtern.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugsteuersystem mit mindestens einer Fahrzeugsteuereinrichtung, die manuell durch einen Fahrer so beeinflusst werden kann, dass sie einen Fahrzeugsteuerparameter variiert. Das Steuersystem umfaßt auch eine Steuerung, die selektiv mindestens einen Fahrzeugsteuerparameter variiert, um ein Abweichungsmoment zu liefern, das so auf das Fahrzeug einwirkt, dass das Fahrzeug in einer Abweichungsrichtung verschoben wird. Die Steuerung bestimmt, ob das Fahrzeug sich in einer Fahrrinne befindet, in dem die vom Fahrer erwünschte Fortbewegungsrichtung mit der tatsächlichen Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs verglichen wird. Die Steuerung umfaßt eine Fahrrin nenherausfahrfunktion, die mindestens einen Fahrzeugssteuerparameter variieren kann, um ein Abweichungsmoment zu schaffen, welches dazu dient, dass Fahrzeug in einer Abweichungsrichtung in der vom Fahrer erwünschten Fortbewegungsrichtung zu verschieben, und so das Herausfahren aus der Fahrrinne zu erleichtern.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem Chassis, einem Antriebsstrang und einem Fahrzeugsteuersystem. Das Chassis umfasst mindestens ein lenkbares Rad, welches einen Lenkwinkel definiert. Der Antriebsstrang umfasst einen Motor und eine damit verbundene Transmission. Das Fahrzeugsteuersystem umfasst eine Steuerung, ein mit der Steuerung gekoppeltes aktives Lenksystem und ein ebenfalls mit der Steuerung gekoppeltes Bremssystem. Das aktive Lenksystem umfasst ein lenkbares Rad, welches einen Lenkwinkel definiert und ein Lenkrad, das den vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel liefert. Das aktive Lenksystem umfasst ferner eine Kupplungskomponente, eine Betätigungskomponente, eine Steuerkomponente und eine Sensorkomponente. Die Komponenten des aktiven Lenksystems sind betrieblich miteinander so verbunden, dass die Steuerkomponente selektiv den Lenkwinkel gegenüber dem vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel ändern kann. Der Lenkwinkel definiert einen erwünschten Winkel, wenn das lenkbare Rad nicht rutscht. Die Sensorkomponente ist so konfiguriert, dass sie die Steuerung mit einem Signal entsprechend einem aktuellen Abweichungswinkel des Fahrzeugs versorgt. Die Steuerung bestimmt, ob das Fahrzeug sich in einer Fahrrinne befindet und steuert das Bremssystem und das aktive Lenksystem, um ein Abweichungsmoment zu generieren, welches das Fahrzeug in Abweichungsrichtung verschiebt, um so das Fahrzeug zu befähigen, eine Fahrrinne zu verlassen.

Diese und weitere Vorteile, Merkmale und Ziele der Erfindung ergeben sich für den Fachmann leichter und detaillierter unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung, die Ansprüche und die Zeichnung. Darin zeigt:
1 eine schematische Teilansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Lenksystems, wobei der Lenkwinkel 0° beträgt;
2 eine schematische Teilansicht des Lenksystems, das auf einen Lenkwinkel ungleich Null gedreht ist;
3 schematisch eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem, und
4 ein Flußdiagramm des Betriebs des Fahrzeugsteuersystems gemäß der Erfindung.
Für diese Beschreibung gilt selbstverständlich, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausführungsformen annehmen kann, außer, falls dies ausdrücklich gegensätzlich spezifiziert ist. Selbstverständlich sind die spezifischen Vorrichtungen und Verfahren, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben sind, nur beispielhafte Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Konzepte, wie sie durch die Ansprüche definiert sind. Demzufolge sollen spezifische Dimensionen und andere physikalische Charakteristika, die sich auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beziehen, nicht als begrenzend angesehen werden, außer, falls dies ausdrücklich anderweitig bestimmt wird.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein ein erfindungsgemässes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug. Im dargestellten Beispiel umfaßt das Lenksystem 10 ein lenkbares Rad 12, das einen Lenkwinkel 20 (siehe 2) definiert, eine mit Energie versorgten Betätiger 14, der den Lenkwinkel steuert und ein Lenkrad 16, das einen vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel liefert. Das Verhältnis des vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkels zum Lenkwinkel definiert ein Lenkverhältnis. Das Lenksystem 10 umfaßt auch eine Steuerung 18, um selektiv das Lenkverhältnis auf Basis – mindestens teilweise – der Straßenbedingungen zu variieren.
Im illustrierten Beispiel umfaßt das Lenksystem 10 ein Paar lenkbare Räder 12, die sich um einen Drehpunkt 17 gegenüber dem Fahrzeugrahmen 19 drehen. Jedes Rad definiert den Lenkwinkel 20 (2) zwischen der Längsachse 22 des dazugehörigen Fahrzeugs und einer zentralen Fortbewegungsachse 24 jedes Rades 12. Selbstverständlich kann, obwohl der Lenkwinkel 20 als Drehbewegung jedes lenkbaren Rades 12 definiert ist, der Lenkwinkel 20 durch drehbare Hinterräder definiert sein, falls das Fahrzeug so ausgerüstet ist, und/oder jegliche anderen drehbaren Räder.
Das dargestellte Lenksystem 10 umfaßt auch eine Lenksäule 26, die in einer durch einen Pfeil 27 repräsentierten Richtung drehbar ist, und so betrieben werden kann, dass sie den vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel von einem Fahrzeugbetreiber über das Lenkrad 16 empfängt. Die Lenksäule 26 ist betrieblich mit den lenkbaren Rädern 12 über einen Zahnstangen/Ritzel Lenksystem 30 verbunden, das eine Zahnstange 32 und ein Ritzelzahnrad 34, ein Paar Zugstangen 36 und einen Lenkarm 38 umfaßt. Obwohl das vorliegende Beispiel ein Zahnstangen/Ritzel Lenksystem verwendet, können selbstverständlich andere Lenksysteme, die mit dem Lenksystem 10, wie hierin beschrieben, kompatibel sind, verwendet werden.
Das Lenksystem 10 umfaßt ferner ein aktives Basisfrontlenksystem 40, das die Steuerung 18 in betrieblicher Verbindung mit dem mit Energie versorgten Betätiger 14 umfaßt. Der mit Energie versorgte Betätiger 14 ist betrieblich mit der Zahnstange 32 des Zahnstangen/Ritzelsystems 30 über eine Kupplung 46 verbunden. Das aktive Frontlenksystem 40 unterstützt das Drehen der lenkbaren Räder 12. Obwohl hier ein spezielles aktives Frontlenksystem beschrieben wird, können auch andere im Stand der Technik bekannte Systeme verwendet werden. Im Basisbetrieb ergänzt das aktive Frontlenksystem 40 den vom Fahrer Auf das Lenkrad 16 eingegebenen Steuerwinkel über den mit Energie versorgten Betätiger 14. Der Lenkwinkel 20, wie er durch das lenkbare Rad 12 definiert ist, wird durch eine Kombination des vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkels und eines zusätzlichen Lenkwinkels, der durch den mit Energie versorgten Betätiger 14 geliefert wird, bestimmt. Der durch den mit Energie versorgten Betätiger 14 gelieferte zusätzliche Lenkwinkel wird durch die nachfolgende Gleichung bestimmt: ∝ASA = δDICA ((RA – RD)/RD);wobei ∝_ASA = zusätzlicher Lenkwinkel, der durch den mit Energie versorgten Betätiger 14 geliefert wird; δ_DICA = Winkeländerung des Lenkrades 16, wie sie durch den vom Fahrer eingegebenen Lenkwinkel definiert wird, R_A = Lenkverhältnis des Fahrzeugs ohne den zusätzlichen Lenkwinkel und R_D = erwünschtes Lenkverhältnis. Beispielsweise wird dann, falls das Lenkverhältnis des Lenksystems 10 ohne den mit Energie versorgten Betätiger 14 Eins ist (beispielsweise: Drehung des Lenkra des 16 um 5° woraufhin das lenkbare Rad 12 um 5° dreht) aber das erwünschte Lenkverhältnis 5 ist (d. h. langsame Änderung des Lenkwinkels 20 des lenkbaren Rades 12 gegenüber der Winkeländerung des Lenkrades 16), dann, wenn das Lenkrad 16 5° bewegt worden ist, der mit Energie versorgte Betätiger 14 das lenkbare Rad 12 um negative 4° bewegen. Demzufolge dreht das Lenkrad 16 5° und das lenkbare Rad 1°, wodurch das Fahrzeug mit einem Lenkverhältnis von 5 ausgestattet wird.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, in denen ein Fahrzeug 50 sich mit seinen lenkbaren Rädern 12 und den nicht-lenkbaren Rädern 13 in Fahrrinnen 51 fortbewegt, wird das Fahrzeug 50 versuchen, sich weiter entlang der Fahrrinnen 51 fortzubewegen, trotz Lenkeingaben des Fahrers. Beispielsweise können, falls die Fahrrinnen tief genug sind und/oder der Reibungskoeffizient zwischen den Rädern 12 und 13 und der Untergrundoberfläche unzureichend ist, die lenkbaren Räder 12 in einem Winkel von 20 in einem Versuch eingeschlagen werden, das Fahrzeug 50 dazu zu veranlassen, entlang der Fortbewegungsachse 24 zu laufen. Nichtsdestoweniger wird das Fahrzeug dazu neigen, sich entlang der Fahrrinne 51 fortzubewegen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem, welches das Herausfahren aus derartigen Fahrrinnen erleichtert. Die Steuerung 18 bestimmt zunächst, ob sich das Fahrzeug in einem Off-Road Zustand befindet. Die Steuerung kann auf Basis geringer Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Fahrzeugantwort und der Fahrereingabe, welche sowohl die laterale Antwort als auch die longitudinale Antwort umfassen, bestimmen, ob das Fahrzeug Off-Road ist. Eine Detektion geringer Reifen- und/oder Straßenreibung bei hohen Temperaturen kann auch verwendet werden. Es kann auch eine große Radfortbewegungsdifferenz detektiert werden, um zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug Off-Road befindet. Um fehlerhafte Bestimmung der Off-Road-Bedingung bei Treffen einer Kurve zu vermeiden, kann die Steuerung 18 bestimmen, dass das Fahrzeug nur dann Off-Road ist, wenn eine vorherbestimmte Zahl großer Radfortbewegungswege in einem vorherbestimmten Zeitraum aufgetreten ist. Ein weiteres Verfahren zur Bestimmung der Off-Road-Bedingung kann Detektion der Straßenrauhigkeit durch Beschleunigungsmesser in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Schließlich können bei Allrad getriebenen Fahrzeugen Sensoren bestimmten, ob die Differenzialsperre oder ein niedriger Gang eingelegt wurde und dadurch feststellen, dass ein Off-Road-Zustand vorliegt. Alternativ können dynamische Radlasten niedriger Frequenz, Drehstab-Stabilisator-Ablenkungen, logische ACE- Signale, Luftfederungslogik, DSC-Signale, Motormanagementsignale, GPS-Signale und/oder ein vom Fahrer eingestellter AN/AUS Straßenschalter eingesetzt werden, um zu bestimmen, ob ein Off-Road-Zustand vorliegt.
Falls die Steuerung 18 bestimmt, dass das Fahrzeug sich in einem Off-Road-Zustand befindet, wird die Steuerung 18 dann feststellen, ob das Fahrzeug in einer Fahrrinne festsitzt. Die Steuerung 18 legt fest, dass der Zustand „Festsitzen in einer Fahrrinne" angetroffen wird, in dem bestimmt wird, dass das Fahrzeug 50 in sich entlang eines vom Fahrer unerwünschten Weges fortbewegt. Während des Betriebs bestimmen Sensoren 60 sowohl die vom Fahrer eingegebenen Steuerparameter, die tatsächlichen Fahrzeugbetriebsparameter und die Steuerung 18 vergleicht die Parameter, um festzustellen, ob der Zustand „Festsitzen in einer Fahrrinne" vorliegt. Beispielsweise kann die Steuerung 18 den tatsächlichen Abweichungswinkel mit dem erwünschten Abweichungswinkel auf Basis des Lenkwinkels 20 vergleichen oder andere Eingabesteuerparameter. Der erwünschte Abweichungswinkel kann auf Basis des Lenkwinkels 20 berechnet werden. Der aktuelle Abweichungswinkel des Fahrzeugs 50 kann unter Verwendung bekannter Verfahren berechnet werden. Beispielsweise können Beschleunigungssensoren verwendet werden, um die Abweichungsbeschleunigung zu messen und die Abweichungsbeschleunigung kann sodann numerisch integriert werden, um den aktuellen Abweichungswinkel zu bestimmen. Andere Fahrzeugbetriebsbedingungen, wie die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen können mit den vom Fahrer eingegebenen Steuerparametern verglichen werden, um festzustellen, ob der Zustand „Festsitzen in einer Fahrrinnen" vorliegt.
Sobald die Steuerung 18 bestimmt hat, dass sich das Fahrzeug Off-Road befindet und der Zustand „Festsitzen in einer Fahrrinne" vorliegt, betätigt die Steuerung 18 das aktive Lenksystem 10 und/oder das Bremssystem des Fahrzeugs, um ein zusätzliches Abweichungsmoment zu generieren, welches dazu dient, den Abweichungswinkel zu erhöhen und das Herauskommen des Fahrzeugs 50 aus der Fahr rinne 51 zu erleichtern. Beispielsweise kann, falls der Zustand „Festsitzen in einer Fahrrinne" vorliegt, die Steuerung 18 ein Signal an das Lenksystem 10 generieren, den Lenkwinkel von 20 auf 21 zu erhöhen, um ein zusätzliches Abweichungsmoment zu erhalten. Dieses Anwachsen des Lenkwinkels von 20 auf 21 tritt sogar dann auf, wenn der Betreiber das Lenkrad 16 nicht über die Position hinaus gedreht hat, die üblicherweise zum Lenkwinkel 20 führen würde. Die Größe des Winkels 21 kann aufgrund einer Anzahl Fahrzeugbetriebsparameter und Drehbedingungen bestimmt werden. Beispielsweise kann der Winkel 21 einer Nachschlagetabelle optimaler Lenkwinkel entnommen werden. Die optimalen Lenkwinkel können auf Testdaten oder dergleichen beruhen, so daß der optimale Winkel auf den Reibungskoeffizienten der Räder 12 auf der Straßenoberfläche, Fahrzeuggeschwindigkeit und anderen Betriebsparametern basiert.
Wenn der Zustand „Festsitzen in einer Fahrrinne" detektiert wurde, kann die Steuerung 18 auch selektiv die Bremsen auf einer Seite des Fahrzeugs aktivieren, um ein zusätzliches Abweichungsmoment zu generieren, um zu veranlassen, dass das Fahrzeug 50 die Fahrrinnen 51 verläßt. Beispielsweise kann dann, wie in 3 gezeigt, falls die Steuerung 18 feststellt, dass das Fahrzeug 50 in einer Fahrrinne festsitzt, ein Signal an die Bremsen 55 und 56 auf einer ersten Seite 59 des Fahrzeugs 50 generiert werden, das größer als das zum Bremsen der Bremsen 57 und 58 auf einer zweiten Seite 60' des Fahrzeugs 50 ist. Da sich das Fahrzeug 50 mit einer Geschwindigkeit, die durch den Pfeil „V" angegeben ist, vorwärts bewegt, wird ein Abweichungsdrehmoment, angegeben durch den Pfeil „T", entwickelt, welches das Fahrzeug 50 dazu veranlaßt, die Fahrrinnen 51 zu verlassen.
Die Steuerung kann in ähnlicher Weise einen zusätzlichen oder optimierten Lenkwinkel liefern, wenn der Zustand „Festsitzen in einer Fahrrinne" erwartet wird – entweder alleine oder in Kombination mit selektivem Bremsen der ersten Seite 59 oder zweiten Seite 60' des Fahrzeugs 50. Alternativ kann die Steuerung 18 nur selektives Bremsen liefern, wenn der Zustand „Festsitzen in einer Fahrrinne" angetroffen wird, ohne eine zusätzliche Lenkeingabe zu liefern. Demzufolge kann die Steuerung 18 selektive Steuerung der Lenk- und Bremssysteme nach Bestimmung des Zustands „Festsitzen in einer Fahrrinne" einsetzen. Ferner kann die Steuerung 18 die Bestimmung des Zustands „Festsitzen in einer Fahrrinne" auf Zustände begrenzen, in denen das Fahrzeug sich mit einer geringeren als einer vorherbestimmten Geschwindigkeit vorwärts bewegt. Es kann auch ein Schalter, der manuell durch den Betreiber betätigt werden kann, vorgesehen werden, um den Zustand „Festsitzen in einer Fahrrinne" auszuschalten, so dass die Steuerung 18 die Fahrzeuglenk- und Bremssysteme nicht nach dem oben beschriebenen Fahrrinnen-Herausfahrmodus steuert. Alternativ kann ein Schalter vorgesehen werden, um manuell die Steuerung 18 in den oben beschriebenen Fahrrinnen-Herausfahrmodus zu bringen, um das Verlassen einer Fahrrinne sogar unter Bedingungen zu erleichtern, in denen die Steuerung 18 nicht bestimmt hatte, dass das Fahrzeug sich tatsächlich in einer Fahrrinne befand.
Aus der obigen Beschreibung ist dem Fachmann ersichtlich, dass Modifikationen der Erfindung ohne Abweichung vom hierin beschriebenen Konzept möglich sind. Solche Modifikationen sollen durch die beigefügten Ansprüche umfaßt sein, außer, die Anspruchsformulierung schliesst dies ausdrücklich aus.

10: Lenksystem
12: lenkbares Rad
13: nicht lenkbares Rad
14: Betätiger
16: Lenkrad
17: Drehpunkt
18: Steuerung
19: Fahrzeugrahmen
20: Lenkwinkel
21: Abweichungswinkel
22: Längsachse
24: Fortbewegungsachse
26: Lenksäule
27: Drehrichtungs-Pfeil
30: Zahnstangen/Ritzelsystem
32: Zahnstange
34: Ritzelzahnrad
36: Zugstange
38: Lenkarm
40: aktives Frontlenksystem
46: Kupplung
50: Fahrzeug
51: Fahrrinne
55: Bremse auf 1. Seite
56: Bremse auf 1. Seite
57: Bremse auf 2. Seite
58: Bremse auf 2. Seite
59: erste Fahrzeugseite
60': zweite Fahrzeugseite
60: Sensor

Claims

Fahrzeugsteuersystem zur Erleichterung des Herausfahrens aus Fahrrinnen, mit: – einem aktiven Lenksystem (10) mit: einem lenkbaren Rad (12), das einen Lenkwinkel (20) definiert; einem Lenkrad (16), das den vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel liefert und einer Kupplungskomponente, einer Betätigerkomponente (14), einer Steuerkomponente (18) und einer Sensorkomponente (60), wobei die Komponenten betrieblich miteinander so verbunden sind, dass die Steuerkomponente (18) selektiv den Lenkwinkel (20) gegenüber dem vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel variieren kann, wobei der Lenkwinkel (20) einen erwarteten Abweichungswinkel dann, wenn ein lenkbares Rad (12) nicht auf einer Kontaktoberfläche rutscht, definiert und die Sensorkomponente (60) so ausgelegt ist, dass sie die Steuerung (18) mit einem dem tatsächlichen Abweichungswinkel des Fahrzeugs entsprechenden Signal versorgt; – einem Bremssystem, das ausgewählte Räder des Fahrzeugs bremsen kann, wobei die Steuerung (18) auf Basis – mindestens teilweise – des erwarteten Abweichungswinkels und des tatsächlichen Abweichungswinkels feststellen kann, ob das Fahrzeug sich in der Fahrrinne (51) befindet, und ein Bremssignal liefert, um die Räder auf einer ersten Seite (59) des Fahrzeugs mehr als auf der zweiten Seite (60') zu bremsen, um ein Abweichungsdrehmoment hervorzubringen, das den tatsächlichen Abweichungswinkel erhöht und somit das Herauskommen aus einer Fahrrinne (51) erleichtert.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (18) den Lenkwinkel (20) auf Basis – zumindest teilweise – des erwarteten Fahrzeugabweichungswinkels und des tatsächlichen Abweichungswinkels variiert.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (18) ein Lenksignal liefert, welches das lenkbare Rad (12) in einem optimalen Winkel zum Herauskommen aus einer Fahrrinne (51) positioniert.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (18) ein Lenksignal auf Basis dessen – mindestens teilweise – ob der Unterschied zwischen dem erwarteten Fahrzeugabweichungswinkel und dem tatsächlichen Abweichungswinkel größer als eine vorherbestimmte Größe ist, liefert.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 4, wobei die Steuerung (18) einen Fahrrinnen-Herausfahr-Modus definiert, wenn ein Bremssignal, Räder auf der ersten Seite (59) des Fahrzeugs mehr als auf der zweiten Seite (60') zu bremsen, geliefert wird, und einen Schalter, der es dem Fahrer erlaubt, den Fahrrinnen-Herausfahrmodus an- und auszuschalten, umfasst.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 4, wobei die Steuerung (18) eine Nachschlagetabelle verwendet, um den optimalen Lenkwinkel (20) auf Basis mindestens eines Fahrzeugbetriebsparameters zu bestimmten.
Fahrzeugsteuersystem, mit: – mindestens einer manuell durch einen Fahrer manipulierbaren Fahrzeugsteuervorrichtung, die einen Fahrzeugsteuerparameter variiert; – einer Steuerung (18), die selektiv mindestens einen Fahrzeugsteuerparameter varriert, um ein auf das Fahrzeug einwirkendes Abweichungsmoment zu schaffen, das dazu dient, dass Fahrzeug in Abweichungsrichtung zu verschieben; wobei die Steuerung (18) feststellt, ob das Fahrzeug sich in einer Fahrrinne (51) befindet, in dem die vom Fahrer gewünschte Fortbewegungsrichtung mit der tatsächlichen Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs verglichen wird, und wobei die Steuerung (18) eine Fahrrinnen-Herausfahrfunktion umfaßt, welche das Variieren mindestens eines Fahrzeugsteuerparameters umfaßt, um ein Abweichungsmoment zu schaffen, welches dazu dient, das Fahrzeug in Abweichungsrichtung in die vom Fahrer erwünschte Fortbewegungsrichtung zu verschieben, um dadurch das Herausfahren aus der Fahrrinne (51) zu erleichtern.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7, bei dem die mindestens eine Fahrzeugsteuervorrichtung ein Lenkrad (16) ist; und der mindestens eine durch die Steuerung (18) variierte Steuerparameter die Bremsen (55, 56, 57, 58) des Fahrzeugs umfaßt.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 8, wobei die Steuerung (18) mehr auf der ersten Seite (59) des Fahrzeugs bremst, um mindestens einen Teil des Abweichungsmoments zu liefern.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 9, das ein aktives Lenksysteme (10) umfaßt, das die lenkbaren Räder (12) des Fahrzeugs verändert, um mindestens einen Teil des Abweichungsmoments zu liefern.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7, das ein aktives Lenksystem (10) umfaßt, welches die lenkbaren Räder (12) des Fahrzeugs verändert, um mindestens einen Teil des Abweichungsmoments zu liefern.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7, wobei nach Feststellung, dass das Fahrzeug sich in einer Fahrrinne (51) befindet, die Steuerung (18) den mindestens einen Steuerparameter auf Basis – mindestens teilweise – der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 12, wobei die Steuerung (18) die Fahrrinnen-Herausfahrfunktion nicht einsetzt, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorherbestimmten Wertes liegt.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7, wobei die Steuerung (18) feststellt, ob ein Rad durchrutscht und die an das Rad übertragene Kraft steuert, um dessen Rutschen zu reduzieren.
Kraftfahrzeug mit: einem Chassis, einem Antriebsstrang, und einem Fahrzeugsteuersystem; wobei – das Chassis mindestens ein lenkbares Rad (12), das einen Lenkwinkel (20) definiert umfaßt; – der Antriebsstrang einen Motor und eine damit verbundene Transmission umfaßt; wobei das Fahrzeugsteuersystem eine Steuerung (18), ein aktives Lenksysteme (10), das mit der Steuerung (18) verbunden ist und ein Bremssystem, das ebenfalls mit der Steuerung (18) verbunden ist, umfaßt; wobei das aktive Lenksystem (10) ein lenkbares Rad (12), das einen Lenkwinkel (20) definiert, ein Lenkrad (16), welches den vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel liefert, eine Kupplungskomponente (46), eine Betätigerkomponente (14), eine Steuerkomponente (18) und eine Sensorkomponente (60) umfaßt, wobei die Komponenten des aktiven Steuersystems betrieblich miteinander so verbunden sind, dass die Steuerkomponente (18) selektiv den Lenkwinkel (20) gegenüber dem vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel variieren kann, wobei der Lenkwinkel (20) eine erwartete Fahrzeug-Abweichung definiert, wenn das lenkbare Rad (12) nicht rutscht; wobei die Sensorkomponente die Steuerung (18) mit einem dem tatsächlichen Abweichungswinkel eines Fahrzeugs entsprechenden Signal versorgen kann; die Steuerung (18) bestimmt, ob sich das Fahrzeug in einer Fahrrinne (51) befindet und das Bremssystem und das aktive Lenksystem (10) steuert, um ein Abweichungsmoment zu generieren, welches dazu dient, das Fahrzeug in Abweichungsrichtung zu verschieben, und so das Fahrzeug dazu zu befähigen, eine Fahrrinne (51) zu verlassen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, wobei – der Lenkwinkel (20) einer erwarteten Abweichung des Fahrzeugs entspricht; und – die Steuerung (18) feststellt, dass das Fahrzeug sich in einer Fahrrinne (51) befindet, falls die Differenz zwischen der erwarteten Abweichung des Fahrzeugs und der tatsächlichen Abweichung des Fahrzeugs größer als eine vorherbestimmte Größe ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, wobei die Steuerung (18) nur dann feststellt, dass das Fahrzeug sich in einer Fahrrinne (51) befindet, falls die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem vorherbestimmten Wert liegt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, wobei die Steuerung (18) ein stärkeres Bremsen auf der ersten Seite (59) des Fahrzeugs als auf der zweiten Seite (60') des Fahrzeugs liefert, um das Abweichungsmoment hervorzubringen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, wobei die Steuerung (18) das lenkbare Rad (12) auf einen optimalen Winkel zum Herauskommen aus einer Fahrrinne (51) auf Basis mindestens eines Umgebungsparameters setzt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 19, wobei der mindestens eine Umgebungsparameter der Reibungskoeffizient zwischen dem Untergrund und den diesen kontaktierenden Rädern des Fahrzeugs ist.